4G基站PCB總價(jià)值約5492元，世界4G基站的PCB市場(chǎng)空間約500-90億元/年，相當(dāng)于CCL 1020億元/年，基站PCB值約15104元/站，高峰年份5G基站的PCB需求量約2100億元/年，相當(dāng)于CCL市場(chǎng)空間約80億元。

一.4G/5G基站結(jié)構(gòu)和PCB使用

移動(dòng)通信信息是以電磁波為媒介傳輸?shù)模镜闹饕δ芎凸δ苁墙邮蘸蛡鬏敓o(wú)線(xiàn)信號(hào)，將無(wú)線(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于傳輸?shù)墓?電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)不同終端之間的信息傳輸，區(qū)分不同頻率的信號(hào)。

3G、4G和5G基站的基本原理是相似的，但在具體設(shè)計(jì)上存在一些差異。4G基站設(shè)備主要由三部分組成：基帶處理單元(BBU)、遠(yuǎn)程射頻處理單元(RRU)和天線(xiàn)系統(tǒng)。目前，在4G通信基站中，天線(xiàn)系統(tǒng)和RU應(yīng)采用高頻PCB；高速PCB，BU主要采用高速PCB。

基帶處理單元BBU：完成信道編解碼、基帶信號(hào)調(diào)制解調(diào)、協(xié)議處理等功能，同時(shí)提供上層網(wǎng)絡(luò)單元的功能。

處理單元RRU：是天線(xiàn)系統(tǒng)和基帶處理單元之間的中間橋：當(dāng)接收到信號(hào)時(shí)，RRU通過(guò)濾波、低噪聲放大并將其轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；當(dāng)它將信號(hào)發(fā)送給BBU時(shí)，RRU將來(lái)自BBU的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)并通過(guò)天線(xiàn)放大發(fā)送。

天線(xiàn)系統(tǒng)：主要進(jìn)行信號(hào)接收和傳輸，是基站設(shè)備與終端用戶(hù)之間的信息能量轉(zhuǎn)換器。

從4G到5G，基站結(jié)構(gòu)和基本材料的吸引力沒(méi)有本質(zhì)的變化，只是劑量和參數(shù)的大幅度提升，因此研究4G基站結(jié)構(gòu)和高頻PCB的應(yīng)用對(duì)5G有一定的借鑒意義。

天線(xiàn)作為能量轉(zhuǎn)換、定向輻射和接收的設(shè)備，是整個(gè)基站運(yùn)行的核心，它主要由輻射單元、饋電網(wǎng)絡(luò)、反射器、封裝平臺(tái)和天線(xiàn)控制器(RCU)五個(gè)核心部件(4G基站天線(xiàn))組成。

(二)4G基站PCB消耗的計(jì)算

4G基站使用的PCB主要分為天線(xiàn)系統(tǒng)RRU和BBU，根據(jù)一根BBU拖曳三對(duì)天線(xiàn)和三對(duì)RRU，天線(xiàn)系統(tǒng)PCB的總面積約為0.684平方米，天線(xiàn)系統(tǒng)PCB的總面積約為0.3米，總面積為0.984平方米。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)調(diào)研信息，4G天線(xiàn)和RRU PCB均價(jià)約為2500元/平米。則單基站RRU和天線(xiàn)部分，ASP約為2500元。BBU部分，尺寸約為440X86X310mm

BBU單板的數(shù)量在3~6之間，每個(gè)單板通過(guò)接口連接到背板上，BBU中BBU單板的槽分布和單板配置原理如下：GTMU占5和6通道，是主要控制傳輸單元，其余的插板可以安裝TDL基板和主控板，基板可以實(shí)現(xiàn)接口功能，接收到的CPRI數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)發(fā)給其他單板。

主控制板、星卡板、基帶處理板和基帶射頻接口板的總面積約為0.3平方米，電源板約0.03平方米，浪涌板約0.008平方米，單站總價(jià)值約992元。

對(duì)于CCL，在4G基站，天線(xiàn)和功率放大器所需的高頻CCL小于5G，一般采用碳?xì)浠衔锘蚓鬯姆蚁┎牧希鼈兇蠖嗯c普通的FR4一起壓制。高速CCL主要用于BBU等其它領(lǐng)域，其材料可以用FR4進(jìn)行改性。總的來(lái)說(shuō)，高頻高速CCL占基站PCB值的20%左右，相當(dāng)于一年的全球市場(chǎng)空間約為1020億元。

(三)由5G帶來(lái)的技術(shù)變革和進(jìn)化的節(jié)奏

截至2019年1月，GSA已在83個(gè)國(guó)家擁有201家運(yùn)營(yíng)商，其中包括5G的商業(yè)測(cè)試、商業(yè)前期和商業(yè)運(yùn)營(yíng)。特別是在美國(guó)、韓國(guó)、日本、英國(guó)、中國(guó)和其他地區(qū)，它們是第一個(gè)開(kāi)展5G商業(yè)建設(shè)的國(guó)家，它們將在2019-2020年實(shí)現(xiàn)5G商業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)在五個(gè)主要城市啟動(dòng)了5G商用測(cè)試，中國(guó)移動(dòng)計(jì)劃在2019年安裝1000臺(tái)5G基站，隨后在2020年在全國(guó)范圍內(nèi)進(jìn)行商業(yè)測(cè)試。

技術(shù)上，其他廠商積極加入5G基帶芯片和終端的研發(fā)，以促進(jìn)5G產(chǎn)業(yè)鏈的成熟。

在芯片方面，高通(Qualcomm)和三星(Samsung)在2018年年底發(fā)布了5G商業(yè)芯片。Mediak也將在2019年推出自己的5G基帶芯片。

移動(dòng)終端的成熟期相對(duì)較長(zhǎng)。基于7-10 nm工藝的5G手機(jī)和獨(dú)立基帶芯片有望在2099年上市。基于SOC多模芯片平臺(tái)的5G手機(jī)有望在2020年下半年商業(yè)化。未來(lái)，隨著終端的研發(fā)，采用最新射頻前端技術(shù)的產(chǎn)品，如小型可穿戴5G終端和全頻段5G移動(dòng)電話(huà)，有望在2021年成熟。

為了快速推出和順利開(kāi)發(fā)，3 GPP定義了幾個(gè)架構(gòu)選項(xiàng)。在R15版本中，方案3(NSA)于2018年3月完成，方案2(SA)于6月完成，R15擴(kuò)展內(nèi)容(如場(chǎng)景4、5和7)計(jì)劃其他選項(xiàng)。

然而，選擇的安排會(huì)導(dǎo)致更高的成本、互操作性風(fēng)險(xiǎn)、碎片化和設(shè)備復(fù)雜性。到目前為止，選項(xiàng)3和2一直是運(yùn)營(yíng)商選擇的主要方向。

基站系統(tǒng)是無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的重要組成部分，包括射頻和基帶功能(物理層、第二層(MAC、RLC、PDCP等子層)和第三層(如RRC)。

與4G相比，5G接入網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的變化之一是支持DU(分布式單元)和CU(集中單元)的功能劃分：CU/DU聯(lián)合方案、CU/DU分離方案。

1.CU/DU方案類(lèi)似于4G中的BBU設(shè)備，它同時(shí)實(shí)現(xiàn)了CU和DU在單個(gè)物理實(shí)體中的邏輯功能，并基于電信的特殊結(jié)構(gòu)在其他專(zhuān)用芯片上實(shí)現(xiàn)。考慮到4GBBU主要采用主控板和基帶處理板相結(jié)合的方式，5GBBU也可以采用CUB+DU板的結(jié)構(gòu)，以保證后續(xù)擴(kuò)展的靈活性和新功能。該方案具有可靠性高、體積小、功耗小、環(huán)境適應(yīng)性好和對(duì)機(jī)房匹配條件要求低等優(yōu)點(diǎn)。
2.CU/DU分離方案分為兩類(lèi)：獨(dú)立DU設(shè)備和獨(dú)立CU設(shè)備。根據(jù)3 GPP的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，DU負(fù)責(zé)完成RLC/MAC/PHY等高實(shí)時(shí)性要求的協(xié)議棧處理功能，而CU負(fù)責(zé)完成PDCP/RRC/SDAP等低實(shí)時(shí)性要求的協(xié)議棧處理功能。

(四)5G基站建設(shè)所需PCB市場(chǎng)空間分析

與4G基站不同，為了滿(mǎn)足提高移動(dòng)寬帶(eMBB)、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(mMTC)和低延遲高可靠物聯(lián)網(wǎng)(uRLLC)的三大要求，提高資源利用率，在5G時(shí)代，基站結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定的變化:
BBU被分為CU(Centreunit控制單元)和DU(Distributedunit分布單元)，高層次協(xié)議處理(PDCP/RRC)被分離為一個(gè)獨(dú)立的邏輯單元，由CU處理，底層協(xié)議處理(MAC/PHY)仍在現(xiàn)場(chǎng)處理，這種架構(gòu)有利于實(shí)現(xiàn)多連接、高頻和低頻協(xié)作、簡(jiǎn)化交換過(guò)程和開(kāi)放平臺(tái)。然而，CU的部署位置與業(yè)務(wù)延遲的要求(越遠(yuǎn)離DU越時(shí)延)相矛盾，操作和維護(hù)也比較復(fù)雜。

天線(xiàn)和RRU集成在AAU中，完成信號(hào)收發(fā)、縮放、濾波、光電轉(zhuǎn)換等功能。

關(guān)于5G宏基站和室內(nèi)分站的PCB市場(chǎng)空間計(jì)算，假定：

1.每個(gè)宏站包含3個(gè)AAU和1個(gè)BBU(CU&DU)。
2.AAU包括天線(xiàn)系統(tǒng)(振子&饋電網(wǎng)絡(luò))、收發(fā)信機(jī)單元(；/；PA；LNA；Filter等器件)，其中振蕩器(自身含PCB材質(zhì))集成在PCB(含饋電網(wǎng)絡(luò))上。收發(fā)信機(jī)單元的區(qū)域主要由PA和TRX組成，其中PAboard集成在TRX板上。
3.天線(xiàn)底板尺寸約為0.4×0.75m，采用高頻材料如Roge 4730(陶瓷碳?xì)洳牧希瑹峁绦?，2≤4層壓板，部分采用6層板，單價(jià)接近10000元/平方米，雙面板可低至3300元/平方米。在這個(gè)計(jì)算中，平均價(jià)格是7300元/平方米(按3300占40%，10000占60%計(jì)算)。天線(xiàn)振蕩器的尺寸約為28×28 mm，天線(xiàn)振子的數(shù)目為64。M4高速材料一般可使用，單價(jià)約2000元/平方米。
4.TRX層數(shù)為10×20層，一般為松下M4等高速材料，尺寸約為0.4≤，單價(jià)約為4000元/平方米。
5.聚碳酸酯板集成在TRX上，有四塊，每個(gè)尺寸約0.15×0.18m，陶瓷基板高頻CCL雙面板(如Rogers4350)，單價(jià)約為2300元/平方米。
6.BBU與4G的尺寸無(wú)顯著性差異，共3~5塊板，尺寸為0.48±0.3m，20±30層合板，9000元/平方米，松下M4M6M7等高速基板。

5G宏基站的PCB值約為15104元/站，室內(nèi)分站的PCB值約為宏站的30%和40%左右，5G宏基站的PCB值約為5286元/站，5G宏基站的PCB值是4G的3.2倍(4692元)，推廣空間較大。

考慮到5G建設(shè)的進(jìn)展，假定2018年至2022年期間宏觀基站和室內(nèi)分站的布局節(jié)奏，5G基站建設(shè)在一年內(nèi)可為PCB帶來(lái)增量的市場(chǎng)空間(假設(shè)單站PCB&CCL價(jià)值量每年下降6%)。
可以看出，在2022年/2023年的高峰期，5G基站建設(shè)所帶來(lái)的單年P(guān)CB需求約為2100億至240億元(其中中國(guó)大陸約占50%-60%)，幾乎是4G時(shí)代80億元的三倍。

對(duì)應(yīng)的CCL(大部分均為高頻高速CCL)市場(chǎng)空間約為80億元(其中中國(guó)大陸約占50%-60%)，相當(dāng)于4G時(shí)代25億元的增長(zhǎng)近三倍。

根據(jù)結(jié)構(gòu)，假設(shè)各部分PCB價(jià)格每年下降6%，天線(xiàn)PCB峰值年的市場(chǎng)空間約為80億元/年，TRX所用PCB的市場(chǎng)空間約為40億元，PA的PCB市場(chǎng)空間高峰年約為9億元，BBU的PCB市場(chǎng)空間高峰年約為50億元。

二.全球服務(wù)器PCB需求即使在2019年放緩，也不會(huì)改變長(zhǎng)期上升趨勢(shì)。

服務(wù)器屬于電子工業(yè)中的整機(jī)產(chǎn)品。從產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)輸周期的角度來(lái)看，只有確定芯片的規(guī)格后，才能確定印刷電路板的加工過(guò)程，然后組裝成一臺(tái)與其他部件配套的服務(wù)器。因此，我們可以認(rèn)為，芯片的出貨量和多層PCB的生產(chǎn)(收入)是服務(wù)器出貨量的主要指標(biāo)。

2017Q2-2018Q4是全球服務(wù)器發(fā)貨量迅速增長(zhǎng)的一個(gè)階段，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)占了需求的60%以上。我們認(rèn)為，2019年全球服務(wù)器出貨量的增長(zhǎng)率很可能會(huì)下降，直到2020年上半年，那時(shí)云計(jì)算服務(wù)提供商的資本支出從一個(gè)大周期的角度來(lái)看正處于半個(gè)周期的同比增長(zhǎng)，而第二季度則開(kāi)始在2020年前恢復(fù)增長(zhǎng)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，計(jì)算和虛擬化的云計(jì)算虛擬化是不可逆轉(zhuǎn)的，物聯(lián)網(wǎng)、5G等產(chǎn)生的計(jì)算和存儲(chǔ)需求將越來(lái)越旺盛，對(duì)服務(wù)器PCB的需求將繼續(xù)增長(zhǎng)。

通信PCB市場(chǎng)普遍分散，但高端軌道的需求和格局良好。全球通信市場(chǎng)規(guī)模約為120億美元，前五大公司僅占20%左右，但實(shí)際上，18層以上的PCB(或高頻材料)的主要參與者是第一梯隊(duì)。在由通信代際變化和數(shù)據(jù)流爆發(fā)引起的存儲(chǔ)設(shè)備升級(jí)過(guò)程中，當(dāng)趨勢(shì)向PCB鏈路向上轉(zhuǎn)移時(shí)，其價(jià)值和用量的增加往往是基于高水平的數(shù)量、新材料和新工藝PCB產(chǎn)品，而低水平PCB(主要應(yīng)用于一些次要環(huán)節(jié)、或者低階設(shè)備)的需求變化彈性不如高次PCB好，而一級(jí)制造商是受益于價(jià)值和消費(fèi)增長(zhǎng)的主要廠商。它有技術(shù)壁壘、固定資產(chǎn)投資壁壘、商業(yè)壁壘、認(rèn)證時(shí)差壁壘等方面的護(hù)城河。