商用4年后，5G市場又迎新機遇

近日，工信部印發《工業互聯網專項工作組 2023 年工作計劃》，計劃推動不少于 3000 家企業建設 5G 工廠，建成不少于 300 家 5G 工廠，打造 30 個試點標桿。5G 全連接工廠，是指利用 5G 技術集成的工業互聯網基礎設施網絡，為了實現 5G+工業互聯網，需要新建或改造工廠生產現場的不同場景。改造 5G 工廠，意味著更多 5G 設備將進入工廠，而每一個全新的 5G 設備都是對 5G 相關芯片的需求。在這樣的背景下，5G 芯片市場有望迎來新一輪的增長。

5G 基站相關芯片市場

作為 5G 網絡的數字基礎設施，發展 5G 基站是推廣 5G 的重中之重。根據工信部數據，截至 2023 年 4 月底我國 5G 基站總數達 273.3 萬個。具備千兆網絡服務能力的 10G PON 端口數達 1880 萬個，比上年末凈增 357 萬個。

根據《電信業采購供應鏈發展報告》，在云網建設芯片供應市場方面，目前國內 5G 基站等設備所需芯片的供應主要來自中國國內，占比近 90%；而射頻 PA 等器件由日、歐廠商供應。

5G 基站基帶芯片

基帶芯片是指用來將模擬信號轉化為基帶信號（數字信號），或對接收到的基帶信號進行解碼的芯片。目前華為和中興具備 5G 基站基帶芯片的設計能力，且產品性能強勁。雖然面臨國外其他產品的競爭，但可以滿足國內運營商的需求。不過國內 5G 基站基帶芯片的瓶頸主要在制造環節，華為與中興的 5G 基站基帶芯片均依賴于臺積電的 7nm 制程。

基站功率放大器

功率放大器（PA，Power Amplifier）是射頻模塊的重要組成部分，負責發射通道的射頻信號放大?？傮w來看，基站 PA 基本由國外廠商壟斷，這些領先廠商大多采取的是 IDM 模式，具有全方位的領先優勢。國內廠商主要靠收購和自主研發，設計環節參與企業較少；在材料、工藝、制造環節國內廠商已有布局。

目前雖然有很多廠商在推進，但還很少有量產的成熟產品，其原因除了發展晚、門檻高之外，市場空間?。ǜ謾C PA 市場相比）也是其一。隨著 5G 網絡的大規模建設，特別是大規模 MIMO 技術的應用，基站 PA 的需求量將大增，或將能加快國產化進程。

5G 基站功率放大器主要有三種：基于硅的橫向擴散金屬氧化物半導體（Si LDMOS）、砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN），分別代表第一、二、三代半導體材料。其中 LDMOS 與 GaN 功率放大器適用于宏基站，GaAs 功率放大器適用于小基站。LDMOS 功率放大器僅在 3.5GHz 頻率范圍內有效，而 GaN 功率放大器則能有效滿足 5G 的高功率、高通信頻段和高效率等要求。

LDMOS 是一種成熟且價格低廉的技術，在 4G 基站市場上率先領先。LDMOS 適用于較低頻段，一些移動運營商正在為 5G 部署低頻段和高頻段。LDMOS 功率放大器市場主要由飛思卡爾（Freescale）、恩智浦（NXP）、英飛凌（Infineon）壟斷。2015 年 NXP 收購 Freescale，同時將其射頻部門出售給北京建廣資本，后者將其改組為 Ampleon 公司，由此，中國成功突破了基站 PA 領域的技術空白。

GaAs 功率放大器的主要廠家有 Skyworks、Qorvo、Broadcom、日本村田，國內暫無廠商研發成功 5G 基站 GaAs PA。國內產業研究所有研發，處于剛起步階段。

GaN 功率放大器的主要國外廠家有住友電工、Cree、Qorvo 和 MACOM，其中住友電工與 Cree 是行業龍頭，市場占有率均超過 30%，住友電工還是華為 GaN 射頻器件最大供應商。國內廠商蘇州能訊發布了適合 5G 移動通信的 GaN 功放管，針對無線通信基站進行了特殊優化，易于設計成 Doherty 架構的寬帶功率放大器。2021 年 9 月，優鎵科技宣布全方位射頻功率多芯片模塊 (MCM) 產品組合將全面上市，支持開發用于 5G 基站的大規模 MIMO 有源天線系統。Yole 稱，到 2025 年，GaN RF 市場總額將從 7.4 億美元增加到超過 20 億美元，復合年增長率為 12%。

基站射頻開關、低噪聲放大器

射頻開關（Switch）與低噪聲放大器（LNA，Low Noise Amplifier）也是射頻模塊的重要組成部分，射頻開關用于實現射頻信號接收與發射的切換、不同頻段的切換。LNA 負責接收端信號放大。

基站射頻開關與 LNA 市場主要由國外 Skyworks、Qorvo、Broadcom、村田、NXP 等主導。國內廠家以手機側產品為主，鮮有基站側產品，其中卓勝微是國產射頻開關和 LNA 的領導者。卓勝微于 2020 年布局 5G 基站射頻芯片，計劃投入 16.4 億元，分兩期用 5 年時間研發 5G 通信基站射頻器件并實現產業化。2022 年，卓勝微在投資者關系問答中表示，公司采用 GaAs 工藝的射頻低噪聲放大器產品及 RF SOI 工藝的射頻開關產品已在通信基站領域實現客戶端小批量出貨。

光通信芯片

光通信芯片主要指激光器芯片（LDChip）和探測器芯片（PD Chip），分別負責電信號轉換為光信號、光信號轉換為電信號，是光模塊最核心的功能芯片。激光器芯片根據發光類型和調制類型主要可分為三種：DFB、EML 和 VCSEL, 探測器芯片主要有兩種類型：PIN、APD。根據傳輸速率可分為 10G、25G、50G 芯片，5G 網絡建設需要 25G 以上的高端芯片。

目前低端 10G 光芯片市場已處于完全競爭格局，國內 30 余家企業具備研發能力。高端 25G 及以上光芯片市場長期由外企壟斷，美國 II-VI 擁有業界最先進的 64GEML 光芯片，博通、Neophotonics 擁有 56G 光芯片，三菱電機擁有 28G EML 光芯片，Lumentum、住友電工擁有 25G 光芯片。國內華為海思、光迅科技、武漢敏芯、陜西源杰已量產 25G 光芯片, 海信寬帶、華工科技、索爾思也即將實現 25G 光芯片的量產。

國內光芯片企業主要集中在 10G 及以下中低速率激光器芯片市場，在 25G 及以上高速率激光器芯片市場缺乏競爭力，大部分廠商仍在研發或小規模試產階段，國產化率僅約 5%。

其中，在 25G 光芯片領域，國內部分廠商已成功量產，50G 及以上光芯片市場完全由國外一線廠商壟斷，國內龍頭處于攻關階段，僅有部分樣品正在測試階段，未來 2-3 年有望批量生產。

申港證券表示，5G 設備升級和相關應用落地以及大量數據中心設備更新和新數據中心落地將持續推動光芯片市場規模的增長，預計 2026 年我國光芯片市場規模有望擴大至 29.97 億美元。

賦能千行百業，5G 市場的未來

根據 GSMA（全球移動通信系統協會）發布的《中國移動經濟發展 2023》年度報告，中國 5G 連接數在 2022 年底已超過全球總量的 60%，作為世界上最大的 5G 市場，2025 年，中國將成為首個 5G 連接數達到 10 億的市場；到 2030 年，中國的 5G 連接數將達 16 億，占比接近全球總數的三分之一。這樣的數字意味著，5G 市場的潛力仍待發掘。

5G 市場的第一個動力是更廣的覆蓋面積。在城市的地面上，也許我們已經習慣了 5G 網絡的覆蓋，但在地下仍有 5G 發展的空間。中國電信上海公司積極推進地鐵區間隧道的 5G 建設，在軌道交通 4 號線創新性打造「設備上車+高速無線回傳」的 5G 新型車地系統覆蓋方案，目前已經在 4 號線外圈宜山路站至藍村路站開通試點，地鐵車廂內業務峰值速率突破 2.1Gbps，均值速率達到 1.7Gbps。

5G 市場的第二個動力是更豐富的應用。除了讓網速更快，5G 網絡的潛力更在于為不同的行業帶來革命性的變革。5G 已經在礦山、港口、電力、工廠等多行業實現了規模復制。截至 5 月底，中國移動已打造全球最大規模 5G 網絡，建成超 162 萬個 5G 基站，5G 套餐客戶數達 6.98 億，5G 行業應用案例超 2.3 萬個。在電力領域，中國聯通聯合天津華電結合 5G 專網及相關平臺應用，打造了「京津冀地區首個 5G 智慧電廠」；在工業領域，中國聯通為長安汽車打造的 5G+邊緣控制平臺首次突破 5G 核心制造環節，改變了傳統生產系統，為長安汽車生產管理帶來了巨大價值；在醫療領域，5G 讓醫生在浙江為新疆的病人進行了一臺臺復雜且成功的手術。

智慧城市、智慧醫療、智能礦山等一系列典型案例，是 5G 市場讓人期待的未來。5G 發展成就，不僅體現在大規模的市場、覆蓋能力和連接數，更為重要的是，5G 在垂直行業上的創新應用可圈可點，這為數字經濟發展注入動力。

5G 擴展小基站已經實現 100% 國產化

我國 5G 商用四年以來，實現了獨立組網、共建共享、虛擬專網等關鍵功能。在看到 5G 市場的潛力的同時，我們也自然會期待國內產業鏈的相關廠商可以提升國產化水平。

近日，中國電信研究院發布消息稱，5G 擴展型小基站國產化 pRRU 研發取得成功，芯片和器件國產化率達 100%，實現了小基站產品國產化研發的「首個里程碑」，推動了小基站設備國產芯片的應用和發展。北京力通通信的射頻收發芯片、南京創芯慧聯的 DFE 芯片等。

中國電信 5G 擴展型小基站國產化 pRRU 項目團隊自主完成了產品技術方案、芯片選型、原理圖、PCB 設計等硬件研發工作，開發了 DFE 嵌入式軟件代碼，成功實現了 pRRU 整機國產化芯片器件的集成應用。目前，項目團隊已成功打通 BBU、HUB 和國產化 pRRU 的端到端業務，完成了實驗室測試，典型射頻指標如 EVM、ACLR、接收機靈敏度等均滿足行標和企標要求。

相信擴展型小基站的 100% 國產化只是國內 5G 相關芯片國產化的第一個里程碑，我們期待未來更多 5G 國產芯片的應用和發展。