5G 时代介质滤波器的技术与市场
姓名：饶明磊
学号：19021210815
【嵌牛导读】射频前端的滤波器，在 5G 时代的发展预见
【嵌牛鼻子】滤波器 5G
【嵌牛提问】5G 时代，滤波器能否大放异彩？
【嵌牛正文】
本人射频专业，最近正在研究滤波器，分享一些关于 5G 时代下滤波的发展预见。
4G时代，通信基站用的滤波器还以金属腔体滤波器为主。腔体滤波器主要由金属整体切割而成，因此体积较大。而介质滤波器具有尺寸小、介电常数高等优点，有望成为基站滤波器新方向，渗透率有望逐步提升。介质滤波器的表面覆盖着切向电场为零的金属层，电磁波被限制在介质内，形成驻波振荡，其几何尺寸约为波导波长的一半。材料一般采用相对介电常数为60~80之间的陶瓷，实际应用于无线通信中的介质陶瓷滤波器尺寸在厘米级。
介质滤波器符合毫米波发展要求
5G 时代所使用的电磁波频率将继续提升，这意味更加高效的毫米波将逐步开始使用。为了实现毫米波的信号覆盖与高密度连接，基站天线尺寸也将降至毫米级，逐步实现微型基站。而在此发展背景下，基站所使用的滤波器也将逐步缩小尺寸至毫米级，保持其与电磁波波长在同一级别。因此，介质滤波器将发挥其体积小的优势，在未来广阔的 5G 市场中占得先机。
5G时代，Massive MIMO所使用的天线数量大幅度增长，预计需要64—128个天线。由于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与处理，滤波器的需求量将大量增加，因此这就对滤波器的器件尺寸与发热性能有更高的要求。腔体滤波器由于其体积大，发热多，难以在高密集型天线中广泛使用，面临较大的发展压力。
基站滤波器市场空间测算：有望达到近173亿元
由于5G频段高，容量大，覆盖能力比4G基站差，同时考虑中国移动或分2.6GHz频段，电信、联通或分3.5GHz的可能，5G基站数目将超过4G基站数目。近几年，4G时代运营商基站建设数量逐年下降，到2018年底全国4G基站预计将达到429万。自2019年开始，5G基站将开启规模化建设，2020—2022年将是5G基站建设的高峰期。我们预计，2019—2024年，全国将新建5G基站超过530万个。
自2019年起，5G基站的规模建设将驱动滤波器的市场规模大幅增长。我们假设：（1）2019-2021年按照每副天线使用64个滤波器，2022年，半数基站每副天线使用128个滤波器，半数使用64个滤波器，2023-2024年所有基站每副天线使用128个滤波器。（2）介质滤波器按照2019年15元/个，此后逐年下降10%估算。据此，我们预计介质滤波器2019-2024年市场空间有望达到173亿元。
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