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丁丁一进一出动态图报道丁丁一进一出动态图射频前端行业受5G商用驱动,2023年全球市场有望达到350亿美元[图]_丁丁一进一出动态图官网资讯

2019年07月07日 13:25:30字号:T|T

    一、射频前端硬件基础

    射频指的是可辐射到空间的电磁波,属于无线电波的较高频段。射频(RadioFrequency,简称RF),意为可以辐射到空间的电磁波的发射频率,是一种高频交流变化电磁波的简称(本为无线电频率,简称为“射频”),频率范围在300KHz~300GHz之间。频率在1KHz以内的电磁波是为低频,高于10KHz的称为高频,射频(300K-300GHz)是高频的较高频段,通常包括了VHF(甚高频)、UHF(特高频)及微波(300M-300GHz,射频的较高频段)。

电磁波频谱划分

数据来源:公开资料整理

    射频是无线通信信号的载体,被广泛用于无线通讯、导航、识别及探测等各种无线通信领域。射频作为无线通信信号的载体被广泛应用于无线通信的各个领域,如以蜂窝与无线通信网络为基础的陆上语音和数据通信、陆上和基于卫星的广播系统、用于货运和物流业务的射频识别(RFID)系统及导航系统的GPS等。

射频和微波典型应用与频率范围

项目
缩写
全称
频段
蜂窝移动电话
GSM900
全球移动通信系统
880-960MHz
GSM1800
全球移动通信系统
1.71-1.88GHz
UMTS
通用移动电信系统
1.92-2.17GHz
Tetra
集群无线电
440-470MHz
无线网络
WLAN
无线局域网
2.45GHz、5GHz
蓝牙
近距离无线电
2.45GHz
导航
GPS
全球定位系统
1.2GHz、1.575GHz
识别
RFID
射频识别
13.56MHz、868MHz
2.45GHz、5GHz
无线电广播
FM
模拟广播发射机网络
87.5~108MHz
DAB
数字语音广播
223~230MHz
DVB-T
数字电视广播-陆上系统
470~790MHz
DVB-S
数字电视广播-卫星系统
10.7~12.75GHz
雷达应用
SRR
汽车短距离雷达
24GHz
ACC
自适应巡航控制雷达
77GHz

数据来源:公开资料整理

    射频前端即无线电系统的接收机和发射机,可实现信号的传输、转换、处理等功能,是无线通信的硬件基础。无线电接收机是将叠加到射频或载波上的信号转换到较低频率上,以便将其直接送到扬声器或进一步数字化处理;发射机则是将基带信号叠加或调制到一个RF载波上,以便将其辐射到自由空间。

    射频前端(RadioFrequencyFrontEnd,RFEE)模块位于无线电系统的天线(信号接收和发射)和基带(数字信号处理)之间,是信号传输、转换和处理的桥梁。射频前端的性能直接决定了移动终端可以支持的通信模式、接收信号强度、通话稳定性、发射功率等重要性能指标,直接影响终端用户体验。

典型无线电发射机和接收机系统构成

数据来源:公开资料整理

    射频前端由功放、滤波器、射频开关等器件构成。射频前端包括滤波器、低噪声放大器、功率放大器、天线开关、双工器等器件,通过许多子系统级联以实现电磁波信号发送和接收的目的,在多模/多频终端中发挥着核心作用。其中,滤波器的功能是提供频率可选择性、消除干扰信号;放大器通过提高信号接受幅度和需要发射的信号的功率来管理噪声电平;双工器负责FDD系统的双工切换及接收/发送通道的射频信号滤波;射频开关负责接收、发射通道之间的切换。

射频前端器件种类及功能

器件种类
功能
滤波器
1)将有用的信号与噪声分离,提高信号的抗干扰性及信噪比;
2)滤掉不感兴趣的频率成分,提高分析精度;
3)从复杂频率成分中分离出单一的频率分量。
低噪声放大器(LNA)
主要用于将接收通道中的小信号放大、降低噪声影响。
功率放大器(PA)
提升信号的功率电平、放大发射通道的射频信号,决定欧美大图的
通话质量、信号接收能力、续航时间等。
双工器
负责FDD系统的双工切换及接收/发送通道的射频信号滤波
开关(Switch)
负责接收、发射通道之间的切换。

数据来源:公开资料整理

    二、5G商用助力射频前端

    5G可实现高速率、低时延通信,使物联网、自动驾驶、VR/AR应用场景逐渐成为可能。5G商用越来越近,其增强型移动宽带、大规模机器类通信和超高可靠与低延迟通信功能将使得物联网、超高清视频、车联网、工业互联网、AR/VR等应用场景的实现成为可能,亦将使联网终端数实现大幅增长,对射频模块的需求也相应大幅增加。据调查数据发布的数据显示,物联网连接设备的数量将在2020年达到385亿个,届时人均设备连接数将达到5.1个。此外,Gartner预计2020年联网设备数量将达到260亿个,通讯设备商Cisco和Ericson则预计设备连接数将达到500亿个。

2014-2022年国内物联网市场规模及预测(亿元)

数据来源:公开资料整理

    5G通信将大幅增加欧美大图射频前端的器件数量。为了获得欧美大图通信速率的大幅提升,5G将引入Sub-6GHz和6GHz以上频段通信,同时需要利用MIMO技术由现有的2通道通信向4~8通道通信演进,将推动欧美大图终端射频系统的全面升级,预计射频前端模块中包括滤波器、PA、Switch&Tuner、低噪声放大器(LNA)等在内的器件数量将会大幅增加。

5G通信下欧美大图射频前端器件数量变化

器件种类
数量变化
滤波器
为添加新频段通信功能,需要提升滤波器数量,Skyworks预计从4G到5G,
滤波器数量平均将由40只上升到50只。
PA
为实现从2通道向4通道通信,PA数量预计将可能翻倍提升。
Switch&Tuner
射频开关和调节器同天线通道数相关,4G到5G终端开关数量可由10只
升至30只。
LNA
LNA市场的增长主要来自分集模组的应用,PA模组集成以及新增天线的
应用。

数据来源:公开资料整理

    欧美大图需支持的无线连接协议越来越多,通信技术革新带来欧美大图射频前端价值量持续上升。欧美大图从最初仅支持单一通信系统,到当前的2G、3G、4G、WiFi、BT、NFC、FM等7个以上的通信系统,射频前端的价值量一再提升。如2G欧美大图的射频前端价值量不足1美元,而可实现全球4G通信的智能欧美大图,其射频前端价值量已超过了16美元,5G时代将超过20美元。根据Qorvo的数据,智能欧美大图射频前端平均价值量已由2014年的5.8美元上升至2018年的8.6美元。

智能欧美大图射频前端模块平均价值量(美元)

数据来源:公开资料整理

    iFixit的苹果欧美大图拆机报告显示,历代iphone欧美大图的射频器件,包括滤波器组、PA模组、射频开关、射频收发器、Wi--Fi/BT/FM模组等模块的价值量不断攀升,而射频前端模块的总价值量已经上升至35.5。

    三、市场行业发展趋势

    射频前端未来数年有望实现快速增长,至2023年市场空间将达到350亿美元。据调查数据显示,2017年欧美大图射频前端市场规模为150亿美元,预计2023年将达到352亿美元,年复合增速为14%。其中,滤波器市场规模最大,预计从2017年的80亿美元增长至2023年225亿美元,年复合增速达19%;功率放大器市场规模仅次于滤波器,2017年为50亿美元,预计2023年将增至70亿美元,年复合增速为7%;射频开关市场规模位居第三位,2017年为10亿美元,预计2023年将达到30亿美元,年复合增速在15%;低噪声放大器2017年市场规模2.46亿美元,预计2023年将达到6.02亿美元,年复合增速约16%。

预计2023年射频前端各器件市场空间(亿美元)

数据来源:公开资料整理

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年丁丁一进一出动态图射频前端模块行业市场研究及投资前景预测报告》

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