手机产业深度报告从5G技术看手机元器件升

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1、智能机出货正值瓶颈，5G网络激活手机市场

1.1全球智能机出货量增速持续下跌

全球智能机出货量受阻，中国区未能幸免。年前三季度，全球智能手机出货量为.3万台，同比下降2.64%。受益于三星、华为、苹果三大手机巨头出货量提升，年Q3，全球智能手机出货量为.3百万台，同比下降增长0.76%，结束了自年第三季度以来，连续七个季度全球智能手机出货量的同比下滑。从销售区域上看，中国作为全球重要的智能手机市场，占全球手机出货量超过30%。全球智能手机出货量受阻，中国市场的也未能幸免。年前三季度，中国智能手机2.75亿台，同比下降4.22%；Q3我国智能机出货量为0.97亿台，同比下降4.08%。

智能机出货受阻事出有因。一方面，智能手机的市场占有率较高。年，我国移动电话电话额的普及率达到.2部百人，智能手机作为移动电话的其中一部分，智能手机市场占有率自年12月起，已经达到90%以上，并一直维持到当前。目前我国智能手机市场占有率维持在95%，处于高位。另一方面，时至今日，智能机创新缺乏“杀手级”创新。年-年，通信技术正值从2G时代迈入3G时代，同时，从手机技术发展的角度看，以诺基亚Symbian系统作先行，iphone和三星后来居上，手机也从功能机时代转入智能机时代。-年，该阶段是3G转入4G时代的高速期。同时，在智能机功能雏形建设完成后，智能机为在配置上加速突破，例如屏幕从3.5英寸升级到6英寸;内存配置从4GB/64GB，迈向6GB/GB;手机出现多种处理器，AppleA系列，高通骁龙系列，麒麟系列，三星Exynos系列，手机性能不断提升乃至目前出现性能过剩的情况；手机系统Android和ios不断优化，卡顿逐渐消失，应用与功能丰富多彩，用户体验感大幅提升。但是，进入年后，手机创新出现乏力情况。该阶段期间出现如小米MIX系列的高屏占比，华为P系列的多摄像头，iphone的3D结构结构光、三星出众的Amoled屏幕等不同方向的创新。但是，当仔细分析后，我们发现在自年后，智能机并没有出现类似2G到3G到4G等通信技术的革命创新，也没有出现从功能机转向智能机一样的质的转别。因此，智能机市场占有率较高的情况，智能机质量提升但缺乏革命性技术的变化的情况下，全球智能机的出货量出现下降可以说是事出有因，情理之中。

1.2全球先行，回顾韩国5G快速推广

韩国率先实现5G商用。韩国三大电信运营商于年4月份提供商用5G服务，成为全球首个实现5G商用的国家。年4月底，韩国5G用户数约为27万，截至6月增至万，到8月用户数增至万。截止年第三季度，韩国5G用户为万人，占韩国移动通信总人数的5.41%，5G用户数渗透率自商用开始，稳步上升。截止年第三季度，韩国5G用户数占全球5G总用户数的63%，海外数据机构统计，年底，韩国5G用户人数将达到万以上，继续领跑全球5G用户第一。

韩国作为全球率先实现5G商用的国家，其稳步提升的5G用户渗透率是多方因素的合力结果，而这正是值得我们去分析的地方。

韩国政府重视5G建设，运营商积极配合。韩国在年开启5G产业研发，积极制定相关的长远规划，设立研发机构、增加研发投入等。同时，为了鼓励迅速建成全国性的5G网络，韩国政府宣布将把网络建设的税费降低3%。韩国政府宣布将在年之前投资30万亿韩元(约人民币亿元)，以建立一个覆盖全国的5G通信网络。由于韩国的国土面积较小，人口主要集中在如首尔、釜山等发达城市，5G基站建设上难度相对不大。截止年9月9日，韩国三大运营商已经建成5G基站超过9万个。韩国的建设速度可以通过欧洲的进程进行比较。欧洲作为3G时代引领者，目前只有德国拿出了5G网络建设规划，而德国的5G计划也只是在未来三年时间内，建设超过4万个5G基站。因此，欧洲是相对韩国较为落后。

韩国拥有优秀的5G设备供应商与终端供应商。三星是全球优秀的通信技术供应商。在10年前4G都没有正式商用的时候，三星已经在韩国本部开启了5G网络的研发工作。4G时代，三星基站的市场份额只有12%。5G时代，由于华为和中兴受到了一定程度的阻碍，三星凭借多年的积累，拿下了美国市场。目前三星基站的市场份额达到38%。5G终端设备方面，三星在韩国市场已经拿到80%的市场份额。

韩国运营商推出资费终端双重优惠，刺激5G终端与服务消费。目前韩国的套餐资费整体略高于4G,但是平均每GB资费大幅低于4G，同时，三大运营商资费套餐持续延3G、4G时代的体系，设置不同档次的资费套餐以适应不同程度的消费者。根据华为数据显示，韩国5G套餐每GB资费比4G下降3~10倍，其中Slim档为4G的1/3，Standard档为4G的1/10，Prime档为4G的1/5。另外，韩国的5G套餐价格也很有吸引力，韩国三家移动运营商的资费中，5G套餐最低起步价居委韩元（约合人民币元），而韩国年人均可支配收入为3.1万美元（约合22万人民币），因此，韩国的5G资费不算太高。不同运营商则采取差异化资费优惠策略来吸引用户。例如，5G商用前期，SKT部分套餐在6月31前购买可不限量至年底，LGU+部分套餐6月前购买享4倍流量，KT则推出不限量套餐。手机终端方面，韩国用户在其合约机到期需更换手机时，会倾向于选择手机终端补贴力度最大的运营商携号转网。以LG的V50ThinQ5G手机为例，韩国市场手机为万韩元（约合人民币元）而运营商部分门店会提供多达60万韩元的折扣（约合人民币元），并附赠流量及额外补贴，基本属于免费赠送给用户，除了促销降价之外，运营商还会给5G用户附赠流量和额外补贴。运营商的优惠政策刺激了5G手机的出货量。以三星为例，根据韩国的相关调查显示，三星手机在年的销售份额稳步增长，到第三季度已经占据韩国手机市场的72%。

结论一：首先，韩国政府高度重视5G的研发与投入，加速了运营商对5G网络的建设。第二，韩国拥有全球优秀的通信技术与设备供应商，保证了5G产业链的完整性，为后期的推广打下了基础。最后，在5G推广初期，运营商推出资费终端双重优惠，降低了市民使用5G的门槛，加速5G手机与服务的消费。

1.3回到当前，看我国5G推进因素

我国正式进入5G商用阶段。截至年10月初，在全球范围内有18个国的33家运营商已推出5G移动网络商用服务。与此同时，规划5G商用的运营商也在持续增加。截至年10月初，有77家运营商已宣布计划推出5G服务。年12月，我国的5G频谱划分方案千呼万唤始出来；年6月，工信部正式向我国三大运营商以及中国广电发布5G商用牌照。年10月底，我国三大运营商公布了各自的5G资费套餐，预示着我国正式进入5G商用阶段。我国对于5G的建设与推广排在全球前列。

我国运营商和政府共同推进5G建设。年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照。仅过了5个月，年10月31日，三大运营商即推出了5G通信套餐。除运营商对5G网络进行快速反应外，各地政府在5G规划上也纷纷出台政策。无论是运营商，还是地方政府，对于5G规划都有一个较为明确的目标，这将对5G的建设起到促进的作用。

华为中兴，引领通信技术产业双雄。从年全球基站份额来看，中国设备商华为技术和中兴通讯所占市场份额已经超过40%。华为，全球顶尖的通信技术供应商。截至年第三季度，公司实现销售收入6,亿人民币，同比增长24.4%；净利润率8.7%。华为业务覆盖运营商、企业网、个人用户，从运营商基站设备，到企业级网络布置，再到个人消费电子产品全面覆盖。截至年第三季度，华为和中兴全球分别签订5G合同60多个，华为5GMassiveMIMOAAU出货量为40多万个。中兴，我国通信技术的另一巨头。中兴通讯拥有通信业界完整的、端到端的产品线和融合解决方案，通过全系列的无线、有线、业务、终端产品和专业通信服务，灵活满足全球不同运营商和企业网客户的差异化需求以及快速创新的追求。中兴通讯在年初也发布了自家的5G手机，抢占市场先机。

品牌集中度明显提升，国产品牌话语权增强。纵观全球，在经历了山寨机时代的无序发展和存量时代的行业洗牌后，全球智能手机市场正加速向头部企业集中，行业集中度迅速提高。根据IDC数据显示，截至19Q3，全球出货量前五的手机品牌中有三家为国内企业，前五厂商市场份额合计72.0%，相比16Q1提高14.3pct。在智能手机向存量市场演进过程中，行业内部厂商数量明显减少，中小厂商市场空间将被进一步压缩，而一线大厂主导的硬件创新成为行业发展的主要助推力。行业集中度提升伴随着竞争格局的演变，在智能手机渗透初期，苹果、三星、诺基亚和黑莓等国际品牌在智能手机市场占据绝对主导地位，国内手机企业份额占比较低，且以生产中低端手机为主，市场话语权较弱。近年来，以HOVM为代表的国产手机厂商进步明显，在激烈的存量竞争中脱颖而出，市场份额节节攀升，话语权不断增强。

运营商将有望加大5G基站建设力度。5G基站建设是5G网络的基础。截至年10月21日，在拍照发布后天，我国已建成8.6万个5G基站。截至年11月21日，我国已开通5G基站达到11.3万个。在过去的一个月新开通接近3万个5G基站。5G基站是5G网络推广的重点。年，中国移动、中国联通、中国电信三大运营商对于5G基站建设规划为超5万座、5万座和4万座；三家运营商对5G投入预计分别为亿元、80亿元和90亿元，其中中国移动增加了对5G的资本开支计划。因此，预计年三大运营商5G基站建设总数会在15万座左右。对于明年的规划，中国移动董事长杨杰于年6月在上海举行的“5G+”发布会上表示，中国移动将在年，将进一步扩大网络覆盖范围，在全国所有地级以上城市提供5G商用服务。根据4G时代基站建设的经验，我们预计中国移动需要的宏基站总数约44万座。由于中国联通与中国电信会联合组网，导致三大运营商所需5G基站总数会有所下降。基于以上考虑，我们预计年，三大运营商将合共新建约66万座基站，投入有望超过0亿元。

我国5G套餐资费价格相对不高。年10月31日，三大运营商公布各自的5G资费套餐。三大运营商资费套餐最低价格相差不大，每月资费是元和元，全国流量是30GB。韩国目前的资费套餐最低起步价是5.5万韩元（约合人民币元），而且仅包含8GB流量。美国15GB流量的5GB套餐为70美元（约为人民币元），而且美国5G基站不多，信号加强方面或许还需额外支出。截至年Q2，韩国5GDOU达到24GB。如果中国消费者实现相同流量消费，则购买最低价格的套餐就已经能满足需求。所以，中国5G套餐资费价格相对不高。截至年11月21日，我国5G套餐签约用户已经有87万户。未来，随着5G网络的完善，叠加参考4G资费套餐的历史，我国未来5G大规模推广的情况下，存在“提速降费”的可能性。因此，我国5G的用户数将会继续提升。

中国5G手机价格实现分层次，适应不同消费群体。自年8月5日国内首款5G手机中兴天机Axon10Pro5G版正式出售后，截至年10月底，全国共有20款5G手机上市。这些5G手机覆盖多个价格层。-元级别有如小米9Pro5G版、vivoiQOOPro5G版等；-元级别有如华为MateG、vivoNEX35G、中兴天机Axon10Pro5G版等。元以上界别有如华为Mate30Pro5G,三星Note10+5G版等。根据信通院数据显示，截至年11月，我国5G手机出货量为.5万部，11月份单月5G手机出货量为.4万部，环比上升超过.45%。我国由于年是5G的商用元年，多种技术尚处于探索阶段。年，5G相关技术相对成熟进步，生产成本将会下降，届时5G手机价格有望进一步下降，实现5G手机普及化。

售价最低下探至元，未来有望继续向中低端渗透。我们对市场已发布5G机型进行梳理，除了华为MateX和小米MixAlpha等小批量机型外，国内5G手机首发价格大多介于-元之间，相比同配置的4G版本贵-元，低于此前普遍预期的万元水平。12月10日，小米集团旗下Redmi发布5G双模手机KG，其中6GB+64GB版本售价低至元，价格下沉速度快于市场预期。除RedmiKG外，目前各家厂商所发布的5G的手机以旗舰机为主，明年有望向中低端渗透。据中国移动预计，明年一季度5G新机仍以旗舰机型为主，到了明年6月至7月，元价位5G手机将集中推出，而到四季度，5G手机售价将下探至元至1元。

结论二：从时间上看，我国5G商用推进速度排在世界前列。从政府推动情况来看，我国多个地区已经发布5G网络基站建设规划，目前正有条不紊地开展建设工程。从运营商方面看，年是5G网络的建设元年，年运营商有望投入更大规模的5G网络建设资本开支；并且目前运营商的5G套餐资费相对其他国家并不算太高，未来有进一步下降的可能性。从产业角度看，中国有华为、中兴等优秀的通信技术供应商，为5G产业铺开奠定产业基础。从终端角度看，目前已经有多款5G手机上市销售，涉及多个价格区间，覆盖不同的消费人群，5G手机销量稳步攀升。未来随着5G的铺开，5G手机的出货量有望迎来爆发。

1.4中韩对比，看未来5G手机需求攀升

中国与韩国的情况进行比较后，我们发现两国在5G建设上都有相似之处：（1）两国目前都进入了5G的商用阶段。（2）在未来几年，两国政府或者运营商都在5G的网络建设方面有较大的资本投入。（3）两国在通信技术产业都有全球领先的企业。（4）两国运营商推出的5G套餐资费都相对不算高昂以推动5G网络的使用。（5）两国都存在覆盖多个层次消费者的5G智能手机以刺激5G的使用与消费。

目前，韩国在政府，运营商、产业等多方合力下，成为全球5G网络商用最早，覆盖程度最高的国家。我国虽然实现5G商用相对韩国较迟，但是仍然处于全球领先集团。我们认为，随着明年运营商5G网络资本开支的投入的加大，在我国各地政府的大力推动下，明年我国的5G基站总数将会达到80万座，5G网络覆盖面将大大增加，5G网络的极速体验将会催化我国消费者对5G手机的需求量增加。结合5G基站建设区域，人口密度，覆盖范围等因素，我们预计年，中国5G手机需求量约为1亿部。事实上5G手机的需求增加不仅发生在中韩。在领先集团的带领下，全球5G网络建设将会逐渐铺开，已经开始建设5G网络的地区都将会增加5G手机的需求，5G手机将带动智能手机市场回暖。根据IDC预测，年全球将出货1.9亿部5G智能手机，占智能手机总出货量的14％。美国高通则预计年全球5G智能手机出货量将达4.5亿部，年出货量则将进一步增长至7.5亿部。

2、抽丝剥茧，5G特性唤醒换机潮

2.1R15标准冻结，eMBB获得支持

技术标准冻结支持5G高速率网络。国际电信联盟ITU则将5G的三个主要应用场景定义为：增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超高可靠低延时通信（uRLLC）。eMBB（增强型移动带宽），指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用户体验等性能的进一步提升，主要还是追求人与人之间极致的通信体验。年6月，3GPP已经完成R15标准的冻结。R15标准主要支持eMBB,部分支持部分支持uRLLC，不支持mMTC。年3月，3GPP将有望冻结R16标准。届时，eMBB与uRLLC将实现完全支持，mMTC将获得支持。根据目前的技术标准冻结情况，5G的高速网络已经基于R15技术标准得以实现。据韩国媒体报道，5G速率约为Mbps，相比之下，首尔街头的4G网络速率为30Mbps~50Mbps。我国部分民间测评5G下载速度达到Mbps。随着5G基站的建设的完善，基于eMBB，用户将可以获得Gbps级的用户体验速率。

2.2从香农定理看5G关键技术

场景实现需要技术支持。香农定理C=B*Log2*（1+S/N），其中C为信道容量，B是带宽，S是平均信号功率，N是平均噪声功率，S/N即为平时说的信噪比。根据香农定理，在频谱资源（W）有限的情况下，发射功率与噪声功率的比值受限于多个因素无法提升的情况下，其实信道容量是具有一定的极限值的。所以为了突破香农定理的极限值，我们就需要对以上的参数进行突破。

简单地说，可以从四方面入手：增加天线数、增加基站数、增大带宽、增加信噪比，所对应的关键技术分别为：大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型多址技术。

全频谱接入：目的是增加带宽。2G-4G时代无线通信中采用的MHz-3GHz频谱有穿透性好，覆盖范围大等优点，但是经历了4G的通信技术的发展，从全球范围来看，目前该频段可用资源太少。因此，为了增加信道容量，5G时代就需要用到高频段的频谱资源。

根据3GPP的协议划定，5G网络未来将会主要使用两段频率——FR1频段和FR2频段。其中FR1频段的范围为MHz-6GHz，即Sub6GHz频段；FR2频段则集中于24.25GHz至52.6GHz，即毫米波。从带宽来看，6GHz频段以下的LTE最大可用带宽仅为MHz，这意味着数据速率最高只能满足1Gbps的下行。但毫米波频段移动应用最大带宽可达MHz，传输速率能够达到10Gbps以上。在5G时代，毫米波技术可以帮助要实现高速率、万物互联，低时延三大应用场景。

由于毫米波技术的高频特点，毫米波本身的传播距离相较于低频段更短，而且在传播介质中的衰减也更大，因此，运营商在使用毫米波技术的后，需要投入更多的成本。Sub-6GHz频段相对毫米波建设成本较低，覆盖面积广，可以满足5G网络推广初期的网络能力需求。因此，中国、韩国、欧盟主要的开发频段的FR1，美国主要开发FR2。

大规模天线阵列：即MassiveMIMO。根据香农定理，对于单信道而言，频谱资源（W）有限的情况下，发射功率与噪声功率的比值受限于多个因素无法提升的情况下，其实信道容量是具有一定的极限值的。因此，要突破极限值，从空间上入手，采用多天线技术，表现为MIMO技术（Multiple-InputMultiple-Output），即采用指在现有多天线的基础上进一步增加天线数，来发射或接收更多的信号空间流，以此增加并行传输的用户数目，数倍提升系统频谱效率。通信时的天线数量越多，频谱效率和可靠性提升越明显。当发射天线和接收天线数量较大时，MIMO信道容量将随收发天线数中的最小值近似线性增长。因此，就产生MassiveMIMO。采用大数量的天线，为大幅度提高系统的容量提供了一个有效的途径。

超密集组网：短波长电波绕射能力差，传输过程中信号损失较多，需要通过多建基站来提升频谱利用效率。可以增加基站部署密度，来实现频率复用效率的巨大提升，在局部热点区域建立大量宏基站和微基站，容量提升可达百倍量级；

新型多址技术：目的是增加信噪比。该技术通过叠加传输发送信号提升系统的接入能力，在许多用户同时通话时，以不同的移动信道进行分隔，有效防止了不同信道之间的相互干扰。

通过对以上四项关键技术进行分析，我们发现，全频谱接入以及大规模天线整列将会对5G手机的构成产生较大影响。原因在于：全频谱接入意味着需要增加频谱资源增加频谱资源将会都射频芯片设计与结构产生影响；大规模天线阵列，实际上是一种工作模式，基站天线结构的改变也会影响手机天线的设计。

2.35G网络需要属于自身的频谱

5G网络需要相应的频段资源。每一代的通信网络的技术都会产生相应的频段资源。3G时代相应的频段是：TDD\（TD-SCDMA）MHz-MHz和MHz-MHz；4G时代相应的频段是：-MHz、-MHz、-MHz。5G作为新一代通信技术，在频段上与4G时代有所区别。例如，4GLTE的B42(3.4-3.6GHz)和B43(3.6-3.8GHz)合并为5GNR的n78（3.4-3.8GHz），且n77还进一步将其扩展到3.3-4.2GHz。出现这种情况的原因有两方面：（1）需要更大的带宽（2）目前全球5G计划商用的大部分国家都确定在3.4GHz-3.8GHz频段建设，部分国家，如日本在3.8GHZ-4.2GHz有计划但是还没有确定，所以n77也将其纳入。采用这种频段的定义方式，形成了少数几个全球统一频段，可以降低5G手机支持全球漫游的复杂程度。目前，全球最先部署的5G频段为n41、n77（n78）、n79、n、n、n。

2.4起于NSA，目标SA，双模并存

未来5G手机将以支持双模为主。目前，5G有两种网络部署模式，分别是NSA与SA。NSA为非独立组网，SA是独立组网。NSA指5G与4G融合组网，在利用现有的4G设备基础上，进行5G网络的部署，即同时使用4G核心网、4G无线网及5G无线网；SA即新建5G网络，包括核心网、射频无线网等都要重构，这就意味着SA网络成熟尚需时日。在NSA组网方式下，运营商会采用4G/5G共用核心网的方式以节省网络投资，但缺点是无法支持低延时等5G新特性。然而，目前SA组网方式技术相对不成熟，并且成本较高，所以实现SA组网方式尚需时日，但是要实现5G三大应用场景，SA是较好的方案。年5G基站主要以NSA方式铺设，年才开始SA5G网络的建设才会全面开始。NSA与SA将会在一段较长的时间内并存。从目前5G手机销售的情况看，韩国目前以NSA的方式进行5G网络建设。因此，仅支持单模NSA的5G手机在只有SA5G组网的地方是无法连接5G网络，因此，未来5G手机将会支持双模，即同时支持NSA和SA组网。

总结：5G有三大应用场景，分别是增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超高可靠低延时通信（uRLLC）。目前R15标准已经冻结，eMBB已经可以实现，后期随着R16标准冻结，5G的应用场景将会更加完善。支持5G网络应用的三大场景的是其关键技术，包括全频谱接入、大规模天线阵列、超密集组网、新型多址技术等。由于5G是新一代通信技术，单位时间内需要传输更多的信息，因此，5G网络需要有更大的带宽。更大的带宽催生了更多的高频谱资源，所以5G新增了多个频段。此外，由于目前的技术相对不够完善，因此5G网络建设方面采用NSA的模式，以节省网络建设投资成本，但是未来为实现5G三大应用场景，SA将会成为5G网络的建设目标。事实上，从技术，频段资源、组网模式三个方面，5G都表现其独特性。这些独特性都将要求手机在其功能上以及相应的器件组成上跟随变化。这些独特性与变化造就了5G技术带动的智能手机换机潮。

3、基带升级成换机潮的核心因素

带芯片是指用来合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码的芯片。具体地说，就是发射时，把语音或其他数据信号编码成用来发射的基带码；接收时，把收到的基带码解码为语音或其他数据信号，它主要完成通信终端的信息处理功能。基带芯片主要处理2G/3G/4G/5G等多种通信协议，对基带信号进行调制或解调。基目前有两种形式的基带芯片：一种是和AP集成在Soc中，代表厂商有高通、华为、三星等；另一种是独立基带芯片，代表厂商有高通和Intel等。

4G时代初期，应用处理器与基带芯片是分离的。这种外挂方式在当时出现不协调的情况，导致手机信号不稳定时有发生。高通率先实现将应用处理器与基带芯片放在一起设计，实现了处理器与基带芯片的集成化。随后，海思麒麟，三星、联发科也随之实现了应用处理器与基带芯片的集成化。可以说，安卓阵营在4G时代都采用的是SOC的方案。苹果作为智能终端设备的生产商，虽然能设计出性能优秀的A系列处理器，但是在通信领域技术积累有限，只能采用高通外挂基带的方案。

多个厂商推出SOC方案。智能手机经过数年的发展，从大屏时代走向全面屏时代，手机功能日益完善，手机内部净空间也受到了压缩。5G时代，在手机内部净空间受到进一步压缩的情况下，若采用基带外挂的方案，手机内部设计难度将会提升。同时，基带外挂分离，相关的电路与电源芯片也要增加，手机内部功耗增加。基于以上两大因素，目前多个芯片制造商推出了自家的5Gsoc芯片。年年初，华为海思推出了巴龙05G基带芯片。巴龙0支持SA/NSA两种组网模式，支持2G/3G/4G/5G频段；sub6G上传速度啊达到2.5Gbps,下载速度达到4.6Gbps,在毫米波频段峰值达到6.5Gbps。年9月6日，华为推出全球首款旗舰5GSoC芯片，采用7nm工艺制程，理论分支上行速率达1.25Gbps，理论下载峰值达到2.3Gbps。在华为推出自家的5GSOC芯片后，MediaTek、高通、三星相继发布了自家的5GSOC芯片。目前，华为麒麟系列的5G芯片已经自家华为与荣耀品牌大量使用；三星Exynos已经在vivoX30系列中使用；高通的G5G芯片已经在RedmiK30以及OPPOReno3pro系列中使用。

外挂方案依然存在。年初发布了高通XG基带芯片。年12月4日，高通在在骁龙技术峰会上除了推出和G5GSOC芯片外，还推出了高通骁龙应用处理器，然而高通骁龙并没有与XG基带芯片集成，而是采用外挂的方式。高通对于在旗舰应用芯片保留基带外挂方案给出了相关的回应：

（1）在推出能够支持最大带宽、最低时延和最高可靠性的5G调制解调器的同时，必须打造一个能够为充分实现5G潜能提供最佳支持的移动平台/处理器。最佳性能的5G调制解调器和最佳性能的AP搭配起来，才能很好地赋能移动终端去支持全新5G服务。

（2）采用芯片的旗舰机都是用的外挂式调制解调器，这样去掉X50基带芯片之后还可以用于4G旗舰机，所以也延续到了芯片的处理。

高通在旗舰级应用处理器上给出5G基带外挂的方案，可能是考虑增加自家芯片的市场份额拓展性问题，无论是基带芯片或者应用处理芯片。高通方面表示，骁龙芯片仅支持搭配X55基带。因此，当使用高通系列芯片时，要体验到极致的应用处理性能，就需要使用到最新的骁龙芯片，当使用的骁龙芯片时就需要拥有X55基带芯片。通过这种销售方式，在5G网络推进速度不一的各个地区，高通也能实现抢占市场份额。

4、技术迭代，探索5G手机天线数量与价值的增量

4.1三重因素推升5G天线数量

4.1.1MIMO模式确定5G天线数量下限

从技术层面来看，网络传输速度主要取决于网络基站和智能手机等终端设备之间的工作模式。根据香农定理，增加信道容量的方法之一是通过在发送端和接收端都使用多根天线，在收发之间构成多个信道的天线系统，因此，就产生了MIMO技术，即多进多出的工作模式。在4G时代，一般是2*2的工作模式，即基站端有2发2收，即2T2R，在手机终端上必须要有2根接收天线，其中一路天线兼具发射功能，因此，表现为1T2R。在5G时代，为提升信道容量，则需要采取4*4MIMO的工作模式，表现为4T4R。在基站端将会有4个数据流发射和接收，因此，手机方面也需要有4个数据接收。根据中国移动的资料显示，NSA的NR模式支持1T4R，SA的NR模式支持2T4R。因此，用于5G天线最少需要4根（其中有一根或两根兼具发射功能）。

4.1.2sub-6GHz频段推升天线数量

由于5G网络要求在单位时间内传输数据较4G有较大的提升，根据香农定理，要增加信道容量的方法之一是增加带宽。经历了2G-4G时代的发展，低频段的频谱资源非常稀缺，高频段的频谱资源非常充足但尚未开发。因此，开发高频段的频谱资源作为提升带宽是一种方法。目前，根据三大运营商使用的5G频段有三个：n41、n77(n78)、n79。n41对应的是MHz-MHz、n77对应的是3MHz-MHz、n78对应的是3MHz-MHz、n79对应的是4MHz-0MHz。对于手机厂商而言，要实现推广自家的手机品牌，提升市场份额，仅仅适配其所在地的频段是不够的，还需要适配其他地区的频段。以华为MateG版本为例，除适配我国三大运营商使用的n41、n77(n78)、n79频段外，还适配了n1、n3、n28、n38四个频段，目前毫米波频段尚未适配。

频段资源可以划分为低频、中频、高频。5G手机既要覆盖新的5G频段，对于过去2G-4G时代的频段资源也要覆盖。由于5G与过去2G-4G时代部分频段资源相似，因此部分5G频段的天线可以用于2G-4G的频段的收发。以MateG手机为例，n1、n3、n38、n41所处频段范围与3G、4G的频段资源相似，所以可以共用天线。n28所处频段为MHz-MHz属于低频段，所以与LTE低频共用天线。目前，华为MateG手机采用21根天线，其中用于NFC1根，GPS(GNSS)2根，WiFi4根，剩下的14天线是5G与2G-4G频段配合共用。按照以上测算，MateG手机至少要比华为P30pro多8根天线。

4.1.3毫米波天线阵列挑战上线

毫米波优缺点明显。毫米波是指波长为1～10毫米的电磁波，在频段上表现为30~GHz。毫米波作为5G发展的重要技术有以下优点：（1）频谱宽。4G-LTE频段最高频率的载波在2GHz上下，频谱带宽只有MHz，以28GHz对应的频谱带宽为1GHz，相当于4G时代的10倍；（2）可靠性高，毫米波在大气中传播受氧、水气和降雨的吸收衰减很大,点对点的直通距离很短,超过距离信号就会很微弱，使得毫米波被窃听和干扰的难度；（3）方向性好；毫米波的波束很窄，相同天线尺寸要比微波更窄，所以具有良好的方向性，能分辨相距更近的小目标或更为清晰地观察目标的细节（4）波长极短，所需的天线尺寸很小，易于在较小的空间内集成大规模天线阵。但是，虽然毫米波有以上多个优点，但是也同样存在明显的缺点。第一，毫米波信号衰弱速度快；第二，毫米波绕射能力差，容易被楼宇，人体阻隔，反射和折射；第三，对器件加工的要求较高。

美国率先研发毫米波并使用。目前全球5G网络建设的领先集团，主要使用的5G频段以3.5GHz为主，主要原因是毫米波技术不成熟，同时毫米波网络布置成本较高，不利于5G网络建设的推进。美国方面由于在3GHz或者中高频段附近的频谱资源非常稀缺，所以需要在毫米波的频段开发5G技术。虽然3.5GHz是目前全球主要使用的5G频段，但是考虑到5G未来的应用场景，要实现高速率，低时延，海量连接，毫米波将有较大的使用空间。因此，5G网络应用的领先集团都开始涉及毫米波方面的研究。近期，在年世界无线电通信大会（WRC-19）上，就IMT-（5G）的附加毫米波频谱划分达成一致，分别是：24.25-27.5GHz、37-43.5GHz、45.5-47GHz、47.2-48.2和66-71GHz频段。频段的划分将促进5G进一步的快速发展。

高通发布毫米波天线模块。年7月，高通发布全球首款毫米波天线模块QTM。QTM包括集成式5G新空口无线电收发器、电源管理IC、射频前端组件和相控天线阵列，并可在26.5-29.5GHz（n）以及完整的27.5-28.35GHz（n）和37-40GHz（n）毫米波频段上支持MHz的带宽。QTM的设计还支持先进的波束成形、波束导向和波束追踪技术，以显著改善毫米波信号的覆盖范围及可靠性。QTM虽然集成了多个器件，但是整个模块尺寸长度与一美分硬币直径相似，可以减少手机内部占用空间，骁龙XG调制解调器最多可以搭配四个QTM毫米波天线模块，因此，一部智能手机可集成多达4个QTM模组，总共允许16个总天线。

4.2工艺提升单位价值量

4.2.1手机净空区域减少提升天线要求

手机净空区域不断缩减，对天线工艺设计能力提出更高要求。近年来，智能手机向轻薄化、高屏占比不断发展，导致手机净空区域不断缩减；此外，目前手机主芯片集成5G调制解调器的技术方案尚不成熟，目前市场已有的5G手机，除了华为Mate30系列SoC集成5G芯片外，其他款式均采用外挂基带方案，如华为麒麟芯片外挂巴龙0，高通骁龙芯片外挂X50，三星Exynos芯片外Exynos5等，都将基带芯片以外置于SoC的形式单独出现在主板上。与内置基带芯片相比，外挂的基带芯片占用了手机内部的黄金空间，导致手机净空区域进一步缩小。此外，5G时代手机数据、信号处理能力提升带来手机使得手机耗电量大幅增加，需要配备更大电池，也影响了零部件占用体积，推动天线等零部件往小型化、集成化方向发展，对手机天线的制作材料和工艺设计难度提出了更高要求。

4.2.2工艺革命，催生新型天线

目前，市面上主要有两种手机天线工艺：LDS天线与FPC天线。

LDS天线即激光直接成型技术（Laser-Direct-structuring）,利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，在几秒钟的时间内，活化出电路图案。简单的说（对于手机天线设计与生产），在成型的塑料支架上，利用激光镭射技术直接在支架上化镀形成金属天线pattern。LDS的优点是可以充分利用立体空间的中的各种不规则的面，缩小天线体积。然而，LDS相对传统的FPC价格较高。

FPC天线是指以某种材料为基材制成的一种具有高度可靠性的柔性印刷电路板。FPC天线根据基材的不同可以分为传统FPC天线、MPI天线、LCP天线。

传统的FPC天线是以聚酰亚胺（PI）为基材。以FPC工艺制程的天线具备弯折性好、体积较小和制造成本低等优势。使用PI基材的天线生产成本较低，但损耗因子和介电常数较大，且吸湿性较差，传输可靠性较低，尤其高频段传输损耗严重，已无法适应5G时代高速高频的发展特点。

MPI（ModifiedPI）天线是指以改进配方的聚酰亚胺作为基材的FPC天线。MPI是传统PI软板的改性材料。在15GHz以下的频率范围内综合性能接近LCP材料；价格相对LCP材料便宜。

LCP天线是采用LCP作为基材的FPC电路板，并承载部分天线功能。LCP即液晶高分子聚合物，是一种新材料，具备低损耗、高灵活性、良好密封性等优点，在手机领域可以作为天线和高速连接器。它具有低介电常数、低介质损耗等特质，更适用于高频信号传输。LCP基材同时也具备低吸湿性，从而使其具有良好的基板可靠性；此外LCP软板具备良好的柔性性能，替代天线传输线可减小约65%的厚度，能进一步提高空间利用率，更好地适应5G时代。随着高速高频应用趋势的兴起，LCP有望替代PI成为主流的天线软板工艺。

4.2.3前期LDS和软板方案并存，后期LCP有望成主流

5G推进初期天线仍旧是LDS和软板方案并存，后期LCP将有望成为主流。根据5G规划，5G发展将分为两个阶段，前者是6GHz以下的频段，被统称为Sub6GHz，包括MHz、2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz;第二种是6GHz以上的频段，其被称为毫米波，整体频率相对4G时代（1.7GHz-2.7GHz）提升。在Sub6G阶段采用MIMO天线，天线数量增加，但天线制式未发生本质变化，LDS，FPC和金属件等天线加工工艺仍然适用。华为mate20X5G版本仍使用传统的LDS天线，华为Mate30系列天线也采用金属中框+LDS的技术方案；三星SG采用的是LDS天线；iPhone11系列采用LCP与MPI两种材料。在毫米波阶段，智能终端通信频率明显提升，毫米波天线通过波束赋形有效提升信号传输距离，LCP天线凭借低介电常数、低介质损耗、低吸水性和绝佳可挠性等优势，有望在毫米波阶段称为主流。

4.2.4工艺难度推升单位价值量

LDS天线制造流程短，可以不间断生产，并且无需电路图形模具，故障率低，能够充分利用支架立体结构来形成天线pattern。MPI天线是对现有的PI配方进行了改进，LCP天线是采用了新型的材料。从工艺难度看，LDS＜MPI＜LCP，因此，反映在单品价格上看，LCP＞MPI＞LDS。目前，LDS天线单体价值量约是传统FPC的5倍，MPI天线单体价值量约是传统FPC的6倍，LCP天线单体价值量约是传统FPC的11倍。未来随着天线数量的增加，在手机内部空间有限的情况下，天线设计复杂度提升，天线的价值量也会有提升。

总结：天线数量方面，5G的应用场景决定了基站与终端的MIMO模式，4*4MIMO模式决定了5G手机接收天线的最低数量。同时，由于5G需要高频谱以提升信道容量，新频谱的增加推升了5G手机的数量。此外，未来毫米波将会是5G的重要应用频段，然而毫米波容易衰减并且易受阻挡，为解决该问题，5G手机在毫米波方面将会采用天线阵列模块放置在手机的多个位置以解决信号问题。天线阵列的使用即是对手机内部设计的挑战，也是对5G手机天线数量的进一步催化。天线价值量方面，由于手机内部空间进一步压缩，并且5G时代对信号传递有较高要求，催生了LDS，MPI，LCP等新型工艺天线，新型工艺天线随着工艺难度提升，单体价格逐步提升。未来随着天线数量的增加，天线设计难度将会进一步上升，5G手机单机天线价值量会进一步攀升。

5射频前端各项成分更新换代

5.1新频段叠加模块化带动射频前端市场再上台阶

信号的接收过程是天线接收到信号然后通过传输线传递到射频前端芯片，射频前端芯片对特定频率的射频信号进行放大或处理后，信号将会经过收发器到达基带芯片进行分析。当信号需要发射时，信号将会沿着接收过程的反方向被发射。从以上过程可以看出，射频芯片在手机信号的过程中具有非常重要的作用，承担着信号的筛选、放大、传输的作用。

根据组件种类的不同，射频前端主要包括功率放大器(PA)、天线开关(Switch)、滤波器(Filter)、双工器(Duplexer和Diplexer)和低噪声放大器(LNA)等。其中功率放大器和低噪放大器都起到放大信号的作用，不同之处在于功率放大器位于发射链路，作用是将射频信号放大以便信号发射；而低噪放大器位于接收链路，通过将接收的射频信号放大以便于后续处理；天线开关是切换天线工作状态的开关，用于切换信号频段和信号的发射、接收状态；滤波器的作用是对不同频率的信号进行筛选，允许特定频段的信号通过，剔除冗余频段的信号，从而保证信号的准确性；双工器则用于隔离发射信号和接收信号，它由两组不同频率的带阻滤波器组成，避免本机发射信号传输到接收机。

模块化将成为射频前端的发展趋势。过去，射频前端器件主要以分立器件为主，全球主要的射频前端供应商以IDM形式存在。然而，当前射频前端的技术存在向高集成度发展的趋势，例如使用SOI技术将LNA和开关器件集成在一块芯片上，而PA也在向标准化工艺（如标准III-V族工艺甚至CMOS）方向前进。目前，高端手机的内部也出现射频模组集成化的情况。例如，iPhoneXSMax的射频模组有8个，iPhone11proMax只有6个。据麦姆斯咨询介绍，在6GHz以下频段方面，目前的射频前端领导者，如博通（Broad

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