5G無線側(cè)（二）：天線量價(jià)齊升或更依賴設(shè)備商

林蔓

在此前文章《5G無線側(cè)（一）：功放器國產(chǎn)替代慢濾波器受益彈性小》中提到，5G建設(shè)周期中無線側(cè)的投資占比最大，景氣周期來得早，2019年值得關(guān)注。無線側(cè)主要由基帶處理單元、射頻拉遠(yuǎn)單元、天線構(gòu)成，前文已討論過射頻器件的投資機(jī)會(huì)，本文對(duì)天線部分進(jìn)一步探討?？傮w來說，天線部分在整個(gè)基站中價(jià)值占比不大，僅2%左右，但卻是5G技術(shù)升級(jí)的關(guān)鍵。高頻率傳輸帶來天線數(shù)量的需求，技術(shù)演進(jìn)提高單面天線價(jià)值，量價(jià)齊升可期，2019年有可觀機(jī)會(huì)，但需注意其對(duì)設(shè)備商依賴程度提高后的盈利能力變化。

量：高頻傳輸加大天線需求

天線是無線側(cè)的重要組成部分，主要用于發(fā)射和接受電磁波，完成基站和終端用戶之間的信息傳遞，同時(shí)由天線振子完成電流能量和電磁波能量的轉(zhuǎn)換。雖然天線僅占單一基站價(jià)值的2%左右，但是天線的增益、覆蓋方向、波束、可用驅(qū)動(dòng)功率、極化方向等都會(huì)直接影響移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能。

根據(jù)無線通信傳播損耗公式Los=32.44+201g d（km）+201g f（MHZ），其中Los為傳播損耗。可以看到，天線的功率衰減與傳播距離、電磁波的頻率成正相關(guān)。傳輸距離越遠(yuǎn)、頻率越高，天線傳輸?shù)膿p耗就越大。移動(dòng)通信低頻段的使用逐步飽和，向高頻擴(kuò)展，在高頻波段下要覆蓋相同面積的區(qū)域，就需要更多更密集的天線。

2G時(shí)期，三大運(yùn)營商的頻譜基本處于1GHz附近，3G頻譜位于2-2.2GHz區(qū)間，4G時(shí)期略高于3GHZ，但基本在3GHz以內(nèi)。根據(jù)工信部對(duì)5G頻譜資源的劃分，中國電信和中國聯(lián)通獲得3.5GHz頻段的5G試驗(yàn)頻率資源，中國移動(dòng)則獲得2.6GHz頻段和4.9GHz頻段的5G試驗(yàn)頻率資源，相比4G頻段明顯升高。

據(jù)此測(cè)算，5G時(shí)期要覆蓋與當(dāng)前4G覆蓋面積相同的區(qū)域需要的基站數(shù)量約為4G時(shí)期的1.5倍，約600萬站，這些基站中需要的天線數(shù)量也同比例增加。4G時(shí)基站單面天線一般為4根振子（2輸入2輸出），最多也有16根的情況，而5G單面基站天線振子數(shù)量將達(dá)到128或者256根。以單面128根計(jì)算，在不考慮新建基站的情況下就有31倍的增量空間。

價(jià)：2大技術(shù)升級(jí)帶來價(jià)值提升

5G天線方面有2大技術(shù)變革，一是大規(guī)模天線陣列技術(shù)的應(yīng)用，二是天線有源化趨勢(shì)。兩項(xiàng)技術(shù)升級(jí)使得天線結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、制作工藝更精細(xì)，必然帶來天線單面價(jià)值的增加。

大規(guī)模天線陣列是在一面天線上集成更多振子，同時(shí)基于多用戶波束成形以及空分復(fù)用原理，提高網(wǎng)絡(luò)容量。傳統(tǒng)通信方式是基站與手機(jī)間單天線到單天線的電磁波傳播。而波束成形技術(shù)中，多根天線可以自動(dòng)調(diào)節(jié)各個(gè)天線發(fā)射信號(hào)的相位，使其在手機(jī)接收點(diǎn)形成電磁波的疊加，同時(shí)給手機(jī)傳遞信息。此外，發(fā)射的能量可以匯集到用戶所在位置，而不向其他方向擴(kuò)散，基站可以監(jiān)測(cè)用戶的信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。再利用空分復(fù)用使空間信號(hào)隔離，在同一頻率資源上同時(shí)傳輸多路信號(hào)，大大增加網(wǎng)絡(luò)容量。

天線有源化則是指將基站內(nèi)的射頻拉遠(yuǎn)單元和天線兩部分結(jié)合在一起并連接電源，構(gòu)成一個(gè)有源天線單元（AAU）。4G時(shí)期采用的是無源天線，無源天線是指不帶任何有源器件（工作時(shí)內(nèi)部有電源的電子器件）的天線，包括接頭、振子、反射板、外罩、電機(jī)和線纜等部件，其中振子是核心部件。而5G有源天線除增加振子數(shù)量外，還需更大量的分布式、小型化的濾波器、功放器等，以進(jìn)一步減少饋線連接的功率損耗，匹配技術(shù)需求。

總體而言5G基站天線總價(jià)值提升的邏輯在于：（1）使用的射頻器件、PCB板需滿足高頻傳輸需求，價(jià)格提高；（2）單面天線集成的射頻器件數(shù)量和使用的PCB板面積增加；（3）大規(guī)模天線陣列使用的天線振子數(shù)量指數(shù)級(jí)增加；（4）天線制作工藝更復(fù)雜和精良。

目前單面4G天線的價(jià)格在2000元以內(nèi)。光大證券預(yù)計(jì)5G天線在商用初期單面價(jià)格有望在4000-6000元，單個(gè)基站使用3面天線，總價(jià)在1.2-1.8萬元，考慮后期降價(jià)后預(yù)計(jì)1-1.2萬元。結(jié)合5G約600萬站的宏站規(guī)模?；咎炀€市場(chǎng)整體規(guī)模將超過600億元，相比4G時(shí)期顯著提升。（如圖一）

天線廠商將更依賴設(shè)備商

基站天線行業(yè)的上游供應(yīng)商主要是五金、電纜、塑料材料供應(yīng)商和電子元器件供應(yīng)商，上游產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完全市場(chǎng)化，各類原材料產(chǎn)能充沛、供應(yīng)充足、價(jià)格穩(wěn)定，對(duì)天線企業(yè)經(jīng)營影響不大；下游主要是通信系統(tǒng)運(yùn)營商、設(shè)備提供商和行業(yè)級(jí)客戶（鐵路、電網(wǎng)、政府等），通信運(yùn)營商是天線設(shè)備的最終客戶有較強(qiáng)議價(jià)權(quán)，可直接采購也可通過設(shè)備商打包采購?fù)ㄐ旁O(shè)備系統(tǒng)，對(duì)基站天線行業(yè)的發(fā)展起到?jīng)Q定性作用。

目前我國通信天線制造業(yè)已形成一個(gè)較為完整的產(chǎn)業(yè)體系，企業(yè)眾多，競(jìng)爭(zhēng)激烈，已經(jīng)具有一些研發(fā)實(shí)力強(qiáng)勁、產(chǎn)能規(guī)模大、有國際競(jìng)爭(zhēng)力的專業(yè)廠商，如華為、京信通信、通宇通訊等。2017年全球基站天線廠商市場(chǎng)份額排名依次為華為32%、京信通信13%、康普12名、摩比發(fā)展8%、Ace8%、通宇通訊7%、凱仕琳5%。

需要注意的是，5G時(shí)代采購模式發(fā)生改變，天線廠商將更依賴下游通信設(shè)備商。4G時(shí)，天線無需和設(shè)備商集成，可直接供給運(yùn)營商，天線企業(yè)對(duì)設(shè)備廠商不具有依賴性。而隨著有源天線成為主流，天線廠商需要和設(shè)備商集成后再一起賣給運(yùn)營商。這一方面削弱了天線廠商的話語權(quán)和盈利能力，另一方面也意味著需要獲得設(shè)備商的認(rèn)同才能進(jìn)入供應(yīng)體系，門檻變高，能否拿到核心設(shè)備商的訂單成為關(guān)鍵。

天線廠商的客戶結(jié)構(gòu)直接影響其對(duì)設(shè)備商的依賴程度。例如，目前中移動(dòng)可能采用2.6GHZ和4.9GHZ部署5G，其中2.6GHZ部分和4G一樣主要采用無源天線，天線廠商可直接銷售給中移動(dòng)；而聯(lián)通、電信在3.5GHZ高頻段部署，需用到有源天線，天線需和設(shè)備商集成，再供給運(yùn)營商，在集成環(huán)節(jié)天線廠商的盈利能力可能被設(shè)備商蠶食。此外，若與核心設(shè)備廠商已建立起長期合作關(guān)系，進(jìn)入其供應(yīng)體系，天線廠商的業(yè)績會(huì)更具確定性。