迎接 5G 時代看基站濾波器市場

行動通信基站主要由基帶處理單元 BBU, 射頻處理單元 RRU 和天饋系統三個部分組成. RRU 通過基帶射頻接口與 BBU 通信, 完成基帶信號與射頻信號的轉換. 天線是電路信號與空間輻射電磁波的轉換器, 向空間輻射或者接受電磁波.

濾波器顧名思義就是幫助基站濾掉不需要的波段, 實現收發特定頻率的電磁波. 5G 時代濾波器將從金屬腔體全面轉向陶瓷介質, 技術路線完全革新. 5G 設備的重量和體積相對於 4G 要求將更為嚴格, 濾波器必須小型化, 集成化, 體積更小.

3G/4G 時代濾波器以金屬同軸腔體濾波器為主, 是利用腔體振蕩來消除不需要的頻率. 金屬腔體濾波器的優勢在於工藝成熟, 價格低, 但體積相對較大. 陶瓷介質濾波器諧振發生在介質材料內部而非腔體, 因此可以有效減少濾波器的體積.

陶瓷介質諧振濾波器採用了人工合成陶瓷介質材料, 與傳統的金屬腔體濾波器不同, 在陶瓷介質諧振濾波器中, 電磁波主要在介質材料制成的諧振器中發生振蕩, 而不是金屬空腔中. 介質材料的相對介電常數較高, Q 值較高, 損耗小, 同時溫度漂移小.

陶瓷介質濾波器中的電磁波諧振發生在介質材料內部, 沒有金屬腔體因此體積較上述兩種濾波器都會更小. 介質濾波器在產品性能上比介質諧振濾波器更加優異, 尺寸更小, 功耗也更低, 並且一旦實現量產其成本也會更低.

介質濾波器具有損耗小, 體積小, Q 值高等優點. 5G 時代 MIMO 技術所使用的天線數量將迎來成倍增長, 由於每個天線都需要配備相應的雙工器, 並由相應的濾波器進行信號頻率的選擇與處理, 濾波器的需求量將大量增加.

陶瓷粉體配方直接影響濾波器的介電常數, 品質因數等關鍵參數, 因此自有成熟配方是濾波器廠商的核心競爭力之一, 如果無配方需要從日韓採購配方粉, 成本相對較高. 短期來看因供需緊張, 濾波器廠商的議價能力強於下游的通信設備商.

根據估算陶瓷介質濾波器 2019 年毛利率在 50%左右, 2020 年下降至 41%, 到 5G 周期尾部降至 10%以下, 截取的是 2008~2016 年的腔體濾波器毛利率進行對比, 橫軸是距離牌照落地的年數, 對比 2018~2026 年陶瓷介質濾波器的預測.

考慮 5G 頻譜可能採用拍賣的方式增加了成本, 對於運營商來說爆發式 5G 擴張並不是最好的方式, 而由 4G 向 4.5G, 5G 平緩過渡可能會成為其主要的發展方向. 由此通過運營商爆發式投資為濾波器行業短時間帶來大量機遇並不現實.

相關概念股有 "信昌電" (華新科投資/MLCC 45%/介電瓷粉 26%/磁性元件 16%/晶片電阻 12%), "昇達科" (國內唯一從事研發及生產製造微波被動元件以及天線之廠商/微波元件 57%/天線 13%/射頻元件 17%/其他 13%) 等.