5G即第五代通信技術(shù)，主要特點(diǎn)是波長為毫米級(jí)，超寬帶，超高速度，超低延時(shí)。5G是在前四代的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但相比于前四代通信技術(shù)又有著質(zhì)的不同。1G實(shí)現(xiàn)了模擬通信，2G實(shí)現(xiàn)了數(shù)字通信，3G實(shí)現(xiàn)了多媒體通信，4G實(shí)現(xiàn)了局域高速上網(wǎng)。1～4G都只限于人與人之間便捷的通信，但到了5G時(shí)代，通信已不只是局限在人與人之間，物與物、物與人等多種通信方式也可以實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了萬物互聯(lián)的目的。

5G的興起，拉動(dòng)其上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，包括上游的材料行業(yè)，中游的通信設(shè)備器件以及下游的終端應(yīng)用，據(jù)IHS預(yù)測，到2035年5G將為全球多個(gè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造12.3萬億美元的收入。圖1所示，即為5G上下游產(chǎn)業(yè)鏈，其中微波介質(zhì)陶瓷及其主要應(yīng)用濾波器是本篇文章介紹的重點(diǎn)。

圖1：5G產(chǎn)業(yè)鏈

微波介質(zhì)陶瓷簡介

微波介質(zhì)陶瓷是指應(yīng)用于300MHz～300GHz微波頻段電路中，作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷材料，其在現(xiàn)代通信領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。

相對高的介電常數(shù)，有利于微波介質(zhì)濾波器的小型化，以及微波電路的集成化；接近于0的頻率溫度系數(shù)，使得微波介質(zhì)濾波器信號(hào)不隨溫度的改變而大幅度變化，產(chǎn)生信號(hào)漂移，表現(xiàn)出極高的穩(wěn)定性與可靠性；高品質(zhì)因數(shù)Q，插入損耗是濾波器的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，微波介質(zhì)材料的介質(zhì)損耗是影響介質(zhì)濾波器插入損耗的主要因素，品質(zhì)因數(shù)Q與介質(zhì)損耗成反比關(guān)系，因此高的品質(zhì)因數(shù)，使得插入損耗較小，對濾波器是有利的。

微波介質(zhì)陶瓷按照介電常數(shù)大小的不同，大致可以分為三類：低介高Q微波介質(zhì)陶瓷，中等介電常數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷，高介微波介質(zhì)陶瓷。介電常數(shù)在0-40的一類介電陶瓷稱為低介微波介質(zhì)陶瓷，微波介質(zhì)陶瓷有高介高損耗，低介低損耗的規(guī)律，因此又稱為低介高Q微波介質(zhì)陶瓷，主要應(yīng)用于移動(dòng)通信基站、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域；介電常數(shù)在40-80之間的稱為中等介電常數(shù)的微波介質(zhì)陶瓷，主要用于微波軍用雷達(dá)及通信系統(tǒng)；介電常數(shù)大于80的稱為高介微波介質(zhì)陶瓷，主要在民用通信系統(tǒng)中使用。

微波介質(zhì)陶瓷主要應(yīng)用市場——介質(zhì)濾波器

微波介質(zhì)陶瓷作為一種新型電子材料，在現(xiàn)代通信中被用作諧振器、濾波器、介質(zhì)基片、介質(zhì)天線、介質(zhì)導(dǎo)波回路等，廣泛應(yīng)用于微波技術(shù)的許多領(lǐng)域，如移動(dòng)電話、汽車電話、無繩電話、電視衛(wèi)星接收器、衛(wèi)星廣播、雷達(dá)、無線電遙控等。隨著低溫共燒陶瓷技術(shù)的不斷發(fā)展，微波介質(zhì)陶瓷材料的應(yīng)用前景會(huì)更好，其主要產(chǎn)品如圖2所示。

圖2：微波介質(zhì)陶瓷的主要應(yīng)用領(lǐng)域

濾波器是微波介質(zhì)陶瓷的重要應(yīng)用領(lǐng)域，是基站射頻器件的重要組成部分，在通信基站與終端射頻信號(hào)處理模塊中廣泛應(yīng)用。微波介質(zhì)陶瓷濾波器與同等頻率濾波器相比，具有體積小、重量輕、成本低等優(yōu)勢，因此在移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)等諸多領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。從表1中可以看出微波介質(zhì)陶瓷濾波器的優(yōu)勢所在。 

表1：不同濾波器特性對比

5G采用了AAU射頻單元集成化與Massive MIMO大規(guī)模天線陣列等通信技術(shù)，對濾波器的小型化與輕質(zhì)化提出了更高的要求，使得微波介質(zhì)陶瓷濾波器成為5G時(shí)代濾波器的主流選擇。

4G天線通道數(shù)通常為2/4/8個(gè)，而5G采用了大規(guī)模甚至超大規(guī)模天線陣列，其通道數(shù)將達(dá)到64/128/256個(gè)；每個(gè)基站一般需要3副天線覆蓋，5G與4G相比頻率變高，覆蓋距離相應(yīng)縮短，這就使得5G所需基站數(shù)量遠(yuǎn)大于4G。綜上，可以了解到隨著5G的不斷發(fā)展，介質(zhì)濾波器的市場需求將會(huì)日益遞增，市場規(guī)模將會(huì)逐年擴(kuò)大。

據(jù)外媒報(bào)道，科學(xué)和信息通信技術(shù)部提供的數(shù)據(jù)顯示，韓國作為全球第一個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)普及率最高的國家，計(jì)劃年內(nèi)建設(shè)大約23萬個(gè)5G基站，歐洲方面，德國在5G建設(shè)中居于前列，未來三年內(nèi)將建設(shè)4萬個(gè)基站。據(jù)Strategy AnalyTIcs高級(jí)半導(dǎo)體應(yīng)用(ASA)研究服務(wù)發(fā)布的最新報(bào)告《2018-2024年無線基站行業(yè)預(yù)測：您應(yīng)該知道什么？》預(yù)測，2024年全球?qū)?huì)部署近940萬個(gè)新的和升級(jí)的無線基站設(shè)備。根據(jù)全球5G基站建設(shè)規(guī)模的布局情況，IHS調(diào)研機(jī)構(gòu)作出預(yù)測：介質(zhì)濾波器占比增幅將不斷提升，呈線性增長，介質(zhì)濾波器所占比例也從2018年的10%增長到2020年的65%，全球?yàn)V波器市場規(guī)模如圖3所示，預(yù)計(jì)到2020年介質(zhì)濾波器在全球的市場規(guī)模將達(dá)到90億美元左右。

圖3：全球?yàn)V波器市場規(guī)模（數(shù)據(jù)來源：IHS）

國內(nèi)三大運(yùn)營商也在積極布局，投入大量資金加速5G基站的建設(shè)進(jìn)程。2019年中國移動(dòng)規(guī)劃建設(shè)3萬到5萬個(gè)5G基站，中國電信年規(guī)劃建設(shè)2萬個(gè)，中國聯(lián)通規(guī)劃建設(shè)2萬個(gè)，2019年三大運(yùn)營商規(guī)劃建設(shè)5G基站接近10萬個(gè)。根據(jù)三大運(yùn)營商對5G基站建設(shè)的布局情況，預(yù)計(jì)移動(dòng)與電信+聯(lián)通的5G基站建設(shè)比例接近1：1。三大運(yùn)營商計(jì)劃2025年完成對于5G基站的建設(shè)，預(yù)計(jì)5G基站的建設(shè)規(guī)模將超過500萬個(gè)。

根據(jù)5G頻譜劃分，移動(dòng)以2.6GHz為主流頻段，聯(lián)通與電信采用3.5GHz作為主流頻段，因此5G基站建設(shè)中所用的2.6GHz介質(zhì)濾波器與3.5GHz的比例接近于1：1。當(dāng)前2.6GHz介質(zhì)濾波器單價(jià)約為100元，3.5GHz介質(zhì)濾波器單價(jià)約為70元。根據(jù)4G建設(shè)周期內(nèi)，濾波器單價(jià)的變化趨勢，預(yù)測5G建設(shè)周期內(nèi)介質(zhì)濾波器的單價(jià)波動(dòng)，如表2所示。

表2：不同介質(zhì)濾波器的價(jià)格變化

根據(jù)4G基站在建設(shè)周期內(nèi)的建設(shè)情況以及2019年三大運(yùn)營商關(guān)于5G基站的部署，預(yù)計(jì)5G基站的建設(shè)情況如圖4所示。 

圖4：國內(nèi)基站建設(shè)規(guī)模預(yù)測

隨著國內(nèi)5G基站建設(shè)數(shù)量的不斷增加，以及介質(zhì)濾波器單價(jià)的下降，預(yù)計(jì)2019～2021年，5G用介質(zhì)濾波器的市場空間將達(dá)到268.08億元，如圖5所示。

圖5：5G用介質(zhì)濾波器的市場規(guī)模預(yù)測

國內(nèi)外介質(zhì)濾波器主要企業(yè)

介質(zhì)濾波器的生產(chǎn)工藝難度大，技術(shù)含量高，全球優(yōu)秀的介質(zhì)濾波器供應(yīng)商大多為日歐美企業(yè)。由于介質(zhì)濾波器的工藝尚未完全成熟，國內(nèi)只有少數(shù)企業(yè)能夠提供經(jīng)過主設(shè)備商認(rèn)證的介質(zhì)濾波器。

①全球主要企業(yè)

日本是最早研究生產(chǎn)介質(zhì)濾波器的國家之一，村田、京瓷、TDK還有東光株式會(huì)社等一批企業(yè)為全球介質(zhì)濾波器的主要生產(chǎn)企業(yè)，日本已經(jīng)走在介質(zhì)濾波器生產(chǎn)的前列，引導(dǎo)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

歐洲介質(zhì)濾波器生產(chǎn)企業(yè)以德國CeramaTec公司為代表，此外英國的FILTRONIC公司也知名度頗高。歐洲國家中，法國手機(jī)用戶相對較多，據(jù)法國電信管理局發(fā)布信息，截至2017年6月，法國已有5900萬人擁有手機(jī)，占全國總?cè)丝诘?1.8%，年增幅達(dá)5.2%。歐洲市場既有先進(jìn)的技術(shù)，又有著像法國這樣手機(jī)用戶不斷攀升帶來的廣闊應(yīng)用市場，介質(zhì)濾波器行業(yè)發(fā)展良好。

美國的CTS以及康普也是優(yōu)秀的介質(zhì)濾波器供應(yīng)廠商，掌握著先進(jìn)的技術(shù)手段。

②國內(nèi)主要企業(yè)

我國生產(chǎn)介質(zhì)濾波器的企業(yè)主要有：燦勤科技、艾福電子（東山精密子公司）、順絡(luò)電子、國華新材（風(fēng)華高科子公司）、大富科技、武漢凡谷等。

東山精密旗下艾福電子主要生產(chǎn)陶瓷介質(zhì)濾波器、陶瓷諧振器、基站天線等，是華為濾波器核心供應(yīng)商。2018年10月，艾福電子取得華為公司5G陶瓷介質(zhì)濾波器等產(chǎn)品訂單，訂單總金額為2538.08萬元，2018年12月以來，艾福電子成為華為、愛立信等主設(shè)備商的供應(yīng)商，批量供應(yīng)介質(zhì)濾波器。

風(fēng)華高科控股子公司國華新材生產(chǎn)的陶瓷介質(zhì)濾波器也應(yīng)用于5G基站設(shè)備。風(fēng)華高科表示，國華新材生產(chǎn)的陶瓷介質(zhì)濾波器為國內(nèi)外知名通信企業(yè)提供產(chǎn)品和服務(wù)，目前其營收占比較小，公司正在新建廠房為其擴(kuò)產(chǎn)做準(zhǔn)備。公司有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，目前華為、中興通訊、愛立信都是公司客戶，公司已開始批量對外出貨。

通宇通訊擬以8970萬元受讓江嘉科技65%的股權(quán)，江嘉科技是國內(nèi)陶瓷介質(zhì)濾波器老牌廠商，公司積極布局 5G，與中興、愛立信等主設(shè)備廠商都有著密切合作關(guān)系，根據(jù)5G規(guī)劃，通宇通訊預(yù)計(jì)可能會(huì)在2019年底或2020年批量供應(yīng)介質(zhì)濾波器。