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延续上篇5G（滤波器篇）的内容。 一、行业概况 天线是基站和手机发射信号的设备，英文Antenna，原意为触须的意思。触须是昆虫头顶上的两根长长的细丝，昆虫正是通过这些触须发送的化学信号来传递社交信息的。与此类似，无线通信是通过天线来传递信号的，天线之间传递的是承载着有用信息的电磁波。 下图就是手机和基站之间相互通信的一个示例。 天线都长什么样呢？不是只有长成触须的才叫天线，天线形态其实五花八门，大到抛物面天线，小到隐藏在手机中的天线。 手机天线其实内嵌在许多地方。 （一）天线产业链 上游：天线制造商 中游：通信设备和射频前端模块制造商 下游：电信运营商和手机制造商 （二）行业规模与增速 根据预测，全球天线市场规模将由2018年的22.3亿美元增长到2022年的30.8亿美元，CAGR达到8.4%。 天线行业属于寡头垄断市场，集中度较高，其中，To B端成熟稳定，具有较强的周期性，而To C端由于下游消费电子迭代更新速度较快，天线厂商一旦没有跟上技术潮流，随时可能会被剔除出下游大厂供应商名单，因此竞争格局并不稳定，周期性较弱。 二、影响天线行业的因素 影响天线行业的因素与滤波器行业大致相同，国际形势、国家战略等因素不再赘述，欢迎参考5G（滤波器篇）的相关内容。 （一）下游需求 5G（第五代移动网络）是超越当前4G LTE（长期演进）标准的下一代移动电信网络标准。ITU（国际电信联盟，联合国机构中历史最长的一个国际组织）在2015年举办的无线电通信全会上将5G的应用场景划分为eMBB、mMTC和URLLC三类。 eMBB ― 增强型移动宽带 提供高容量和超高速移动通信，面向手机和基础设施、虚拟和增强现实、3D和超高清视频以及触觉反馈 mMTC ― 大规模机器通信 面向消费者和工业物联网、工业4.0关键任务机器对机器(MC-M2M) URLLC ― 高可靠低时延通信 面向车辆对车辆（V2V）和车辆对基础设施（V2I）通信、自动驾驶 延续5G（滤波器篇）中对下游需求的分析，继续探讨To B和To C不同的周期属性差异。 To B（基站） 3G和4G建设投入的资本开支峰值分别出现在2010年和2015年，对于天线，在主设备招标前，下游通信设备制造商和电信运营商一般会提前备货或招标，导致基站天线厂商的营业收入增速峰值一般会提前一年左右。参考京信通信、摩比发展、通宇通讯，营业收入增速峰值分别在2009年和2014年。 假设5G建设按照2019年试点商用、2020年规模商用、2021年达到资本开支峰值的时间表，那么2020年可能是基站天线厂商营业收入增速的峰值。 鉴于天线厂商可能比主设备优先受益，并且天线厂商普遍市值较小，弹性较高，即使5G建设早期电信运营商资本开支较小，也依然能够对天线厂商的业绩产生非常积极的影响。 To C（手机等） 除了通信设备的升级，5G时代，以智能手机和可穿戴设备为代表的移动终端设备也将迎来密集升级期。Apple Watch 4相较于前几代从外观到功能都面目一新，可穿戴设备落地的速度有望加快。 未来，自动驾驶对车载天线性能的可靠性要求更高，市场需要的是采用芯片方式集成不同类型的天线。 （二）下游结构 To B（基站） 通信设备制造商和电信运营商是天线B端的需求方，都是典型的寡头垄断市场，天线厂商的议价空间有限。 1995年，华为成立天线事业部，经过二十年的努力，目前是全球第一大天线厂商，具有全套基站和移动终端天线以及上游构件的自主研发和生产能力，覆盖整个天线产业链，全球市场份额超过三成。华为强大的产业链整合能力让其它To B的天线厂商倍感压力。 从2G到4G的过程中，通信设备制造商和电信运营商行业集中度不断提高的趋势没有改变，由于无源天线和射频器件（如滤波器）的加工技术门槛并没有大幅提高，而厂商数量又不断增加，因此，上游器件的议价能力不断削弱。5G时代，随着行业集中度的改善和上下游绑定关系的加强，天线行业的议价能力有望适度改善。 To C（手机等） C端产品和技术迭代的频率显著高于B端，产品定制化特征明显，整个行业的发展方向由苹果、三星、华为等少数公司主导，尤其是苹果，To C的天线厂商如果能够成功进入苹果的供应链，那么也就获得了打开其它消费电子厂商的钥匙。 （三）技术升级 ITU在带宽、时延和覆盖范围等方面确立了5G的8项技术要求： To B（基站） 大规模天线技术（Large Scale MIMO或Massive MIMO）是5G的核心关键技术之一，MIMO（Multiple-Input Multiple-Output），即多入多出技术，是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过多个天线传送和接收，从而改善通信质量的技术。 优势：该技术能充分利用空间资源，提升频谱利用效率，可以在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，成倍的提高系统信道容量，在降低基站建设和维护成本、降低信道干扰、实现低时延通信方面，Massive MIMO也呈现出显著的技术优势。 天线数量增加：传统的MIMO基本是2/4/8天线，而Massive MIMO是64/128/256天线； 信号维度增加：传统的MIMO被称为2D MIMO，实际信号在做覆盖时，只能在水平维度移动，信号类似一个平面发射出去；Massive MIMO在水平维度的基础上引入垂直维度的空域进行利用，信号的辐射形状是个电磁波束（下图为仿真形态），因此也被称为3D MIMO； 理论上，天线越多越好，系统容量也会成倍提升，但是，现实中需要考虑系统实现成本等许多因素，因此，现阶段的最大天线数是256个。 华为对Massive MIMO技术的研究已经持续多年，2014年，联合中国移动推出全球首台实验室测试样机；2015年，推出第一台商用样机；2016年，携手中国移动、日本软银成功在商用网络部署Massive MIMO技术。如今华为已与全球多家电信运营商进行了合作部署。 下图分别是华为现场试验的大规模MIMO天线阵列和Massive MIMO原型机（64天线阵列） To C（手机等） 目前，常见的以柔性电路板（FPC）为基材的移动终端天线是由聚酰亚胺（PI）包裹铜箔制成的，在高频高速环境下，热量积累引起的温度变化会导致天线形变，产生严重的传输损耗，导致波形失真，影响传输速度。 为了克服这一技术瓶颈，苹果正在探索液晶聚合体（LCP）和改良聚酰亚胺（MPI）等不同技术路径。 为什么是大规模天线技术？ 5G技术4G化： 虽然5G的技术标准尚未完全确立，但是由于Massive MIMO在软件方面对于现存网络的改动非常小，同时并不完全需要终端侧的配合，因此并不依赖于5G标准的制定，可以在4G网络中率先推广运用； 网络容量 = 频谱带宽（MHz）× 频谱效率（Mbps/MHz）× 小区（基站）数量 因此，扩大带宽、提升利用效率和增加小区数量是提高网络容量的三大主要方式。由于带宽一般由各国无线电管理委员会划分或者通过拍卖方式获得，具有稀缺性，而增加小区数量会导致基站建设成本的增加，因此，提升效率成为提高网络容量最经济可行的办法。Massive MIMO技术正好可以极大地提升频谱利用效率，进而提高网络容量。 电信运营商方面，中国移动计划从2017年开始，实现Massive MIMO的分阶段商用，逐步由4G基础版向增强版、5G最终版演进，2017年04月，在4G网络五期招标中，明确提出Massive MIMO的商用需求并正式采购； 通信设备制造商方面，华为、中兴、大唐、爱立信和诺基亚均已推出了相应的产品和解决方案。 电磁波的频率越高，波长越短，在有障碍物的情况下，损耗越大，传输距离越短； 由于5G将会大量使用高频频段，因此5G单个基站的覆盖范围较4G LTE小，导致基站密度必须显著增加。 至于小区（基站）数量的增加，未来可能将采用宏基站+小基站的模式（可以理解成主基站+辅助基站）。 5G时代，对天线和滤波器的需求改进主要集中在小型化、集成化和高效化等方面，巨大的需求将直接反映在小基站的普及上。 为什么是液晶聚合体（LCP）天线？ 相比于传统的以聚酰亚胺（PI）材料作为绝缘基材的柔性电路板（FPC），使用LCP软板替代可以为手机电池等组件节约大量空间，且能够做到体积减小的同时保证极低的传输损耗，提高手机内部空间的利用率。 智能手机空间寸土寸金，天线小型化无法避免，随着屏幕面积增加和传感器数量增多，手机内部空间愈加紧张，天线的设计难度明显增大。 iPhone X首次使用LCP天线（2个），用于提高天线的高频高速性能并减小空间占用。 由于苹果的示范效应，可以合理推测其它安卓厂商将陆续跟进，手机LCP天线市场有望迎来爆发。 三、竞争结构 全球天线市场已经形成了较为稳定的寡头格局，行业前八占据了全球85%以上的市场份额，前八中中国厂商占据五席，具有较强的竞争力，市场份额维持在六成以上。国外厂商主要包括美国康普（收购安德鲁）、韩国ACE和德国凯瑟琳。 在移动终端设备天线领域中具有较强优势的厂商包括美国安费诺、美国Molex、立讯精密、信维通信、硕贝德等。 天线作为手机的核心元件之一，其性能的优劣直接影响手机的信号质量，加上手机厂商的集中度较高，整体强势，因此，天线厂商需要在研发水平、生产规模、交付速度和服务响应等方面具有较强的综合实力才能通过主流手机厂商复杂的认证环节，行业的门槛和壁垒较高。 天线的设计一般贯穿整个终端设备研发，需要上下游厂商的深度合作才能保证产品的质量和交付。行业定制化的特征也决定了上下游厂商必须共同成长。对天线厂商来说，对下游技术路径和竞争格局变化趋势的前瞻判断也是核心竞争能力。 功能手机时代：2010年前，诺基亚的天线核心供应商英资Laird、美国Pulse和安费诺占据全球天线市场40%以上的份额。 智能手机时代：2011年后，诺基亚逐渐退出全球手机市场的竞争，苹果登上历史舞台，全球天线龙头变为苹果最早的三大供应商：美国安费诺、Molex、泰科。2012年，信维通信收购Laird（北京）；2014年，由于天线工艺变化和中国厂商技术逐渐成熟，成本优势突出，信维通信取代泰科进入苹果供应链；2017年，立讯精密取代Molex，日本Murata通过LPC天线进入苹果供应链。 四、相关企业 （一）通宇通讯(002792) 除华为外，摩比发展和通宇通讯是我国率先推出Massive MIMO相关产品的天线厂商。2015年，通宇通讯在中国国际信息通信展上推出了2.6G Massive MIMO产品。2016年，收购Prism射频器件相关业务，提前布局5G天线和射频器件研发，有望率先推出有源天线等产品。 2004年，华为收购了瑞士Huber Suhner公司进军天线市场。2012年，华为已经跻身基站天线全球市占率TOP3。2015年后，华为自主研发的天线已经连续2年蝉联市场份额、技术创新和成果转化能力TOP1。通宇通讯的对手强劲。 4G商用第一年，公司业绩释放，对应电信运营商对4G网络的资本开支同比大幅增加。2014年，无源天线的代表通宇通信和摩比发展业绩迅猛增长，当年营业收入同比分别增长146.40%和85.60%。 （二）信维通信(300136) 公司是国内小型天线行业发展的领跑者，主要致力于研发和生产移动通信设备终端各类型天线，以射频技术为核心，产品辐射到移动天线、精密五金、MIM五金、音频、新材料等相关产品；拥有具备国家CNAS和国际CTIA认证资质的国际化标准的研发测试中心以及5G毫米波实验室；增资中电科技德清华莹，与中国电子科技集团公司第五十五研究所合作完善滤波器等射频前端业务的布局；主要客户为苹果、华为、三星、OPPO、VIVO等国内外一流企业。 公司前瞻布局LDS（激光直接成型）天线，2012年，收购英资莱尔德（北京），之后成为苹果供应商，跻身全球一线天线厂商行列，2015年，公司成为苹果天线第一大供应商。 五、总结 核心逻辑 1、5G将成为天线行业发展的分水岭： 随着天线数量增多，天线的有源化和集成化将成为下游的必然需求，集成了滤波器等有源器件的天线系统将被广泛应用。 有源天线系统的应用将加速天线厂商向滤波器等有源器件子行业的延伸和融合，推动研发有源天线矩阵。 2、作为5G天线的最终需求者，电信运营商的资本开支决定了天线行业的发展进度： 2014年，受益于电信运营商加大资本开支建设4G网络，以通宇通信和摩比发展为代表的上游天线厂商业绩迅猛增长，营业收入同比增长分别达到146.40%和85.60%。2015年以来，电信运营商4G网络逐步完善覆盖，天线的市场需求降低，导致相关厂商业绩出现波动。 3、Massive MIMO并不是民用首创，军用领域的有源天线阵列相控阵雷达系统已经非常成熟，技术不是瓶颈。 |
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