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5G基站陶瓷滤波器发展趋势及产业链格局

进入5G时代，基站天线通道数量大幅成长，从现有4G的4、8通道逐步升级为16、32、64，及 128 通道。由于每一通道都需要一套完整的射频元件对上、下行信号进行接收与发送，并由相应的滤波器进行信号频率的选择与处理，因此滤波器的需求量将大幅增加。根据Yole预估，全球射频元件的市场将从2017年的 150亿美金提升至2023年的350亿美金，其中，滤波器的部份则从80亿美金提升至 225亿美金。滤波器是未来几年是射频前端元件中成长快的零组件。



2017-2023年5G射频前端模块的市场规模发展趋势（来源：Yole）

预计2020年-2021年会大力安装5G基站，滤波器是基站不可或缺的核心部件，滤波器供应商在这一两年中会因为5G带来很多订单利润，迎来爆发。由于5G设备的重量和体积相对于4G要求将更为严格，滤波器**小型化、集成化，体积更小、更轻的陶瓷介质滤波器将取代传统的金属腔体滤波器成为主流。5G时期宏基站介质滤波器市场有望达到4G时期的2.5倍，小基站的建设也将加大陶瓷介质滤波器的市场，市场潜力巨大，滤波器主要厂家都在往陶瓷滤波器发展，并且加速布局陶瓷滤波器生产线。

什么是陶瓷介质滤波器

射频器件是基站的核心设备之一，射频器件主要包括滤波器、双工器、塔顶放大器、合路器等几大类。

而滤波器在通信系统中对通信链路中的信号频率进行选择和控制，选择特定频率信号通过，抑制不需要的频率信号，解决不同频段，不同形式的通信系统之间的信号干扰问题，并且有效保持接收和发射频带的隔离。滤波器是提高通信质量有力**。

滤波器是一种两端口网络，信号从输入端口进入，经过滤波器网络作用，滤除杂波，然后信号从输出端口输出，它的选择特性是由系统要求决定。滤波器的性能优劣往往直接影响整个通信系统的性能指标。



陶瓷介质滤波器的优势

滤波器作为射频核心器件，其主要作用是使发送和接收信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。

在3G/4G时代，金属同轴腔体滤波器是市场主流选择。

传统应用的滤波器一般由金属同轴腔体实现，是通过不同频率的电磁波在同轴腔体滤波器中振荡，达到滤波器谐振频率的电磁波得以保留，其余频率的电磁波则在振荡中耗散掉的作用。在3G/4G时代，金属同轴腔体凭借着较低的成本，较成熟的工艺成为了市场的主流选择。在5G时代，陶瓷介质滤波器将成为市场的主流选择。

陶瓷介质滤波器采用了一种更高Q值（品质因数）的人工合成陶瓷介质材料，与传统的金属腔体滤波器不同，在陶瓷介质谐振滤波器中，电磁波主要在介质材料制成的谐振器中发生振荡，而不是金属空腔中。

由于介质材料的相对介电常数较高，其Q值较高，损耗小，同时温度漂移小，因此，相比传统金属腔谐振器，陶瓷介质谐振滤波器具有高抑制、插入损耗小、温度漂移特性好的特点，而且功率容量和无源互调性能都得到了很大的改善。

陶瓷介质谐振滤波器代表着高端射频器件的发展方向，凭借其优良的性能，势必会在移动通信领域中拥有广阔的应用空间。



5G通信对滤波器的发展需求

5G大规模天线（Massive MIMO ）技术使得天线的数量倍数增长，通道数可能达到64甚至128个，而每个天线都需要配备相应的双工器，并由相应的滤波器进行信号频率的选择和处理，因此对于滤波器的需求量将大量增加；同时，5G通信把远端射频单元（RRU）和天线集成为主动天线单元（AAU），基站的高度集成化和小型化发展对于滤波器的尺寸和发热性能有更高的要求。

5G Massive MIMO基站系统

5G通信对滤波器的小型化、轻量化、低成本、高性能的需求明显，但目前4G通信采用的腔体滤波器体积大，重量大，发热多，且价格较贵，难以在高集成化天线中广泛使用，因此各个滤波器生产企业都在积极研究能够满足5G应用的滤波器方案。



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