行業(yè)資訊：
5G手機(jī)市場正在開啟，8月初將正式上市開售。7月25日，在蘇寧818發(fā)布會上，蘇寧易購(10.730, 0.05, 0.47%)總裁侯恩龍表示，818期間蘇寧將上市四款5G手機(jī)新品，包括華為Mate 20X 5G版、vivo iQOO 5G版、三星Note 10 5G版和中興AXON 10 Pro 5G手機(jī)。
其中7月26日華為在位于深圳總部的坂田基地培訓(xùn)中心國際會議中心，華為首款5G手機(jī)Mate20 X亮相，這是全球唯一一款同時支持獨(dú)立組網(wǎng)（SA）和非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）的手機(jī)。
一、第5代移動通信網(wǎng)絡(luò)
1、5G的優(yōu)越性
5G網(wǎng)絡(luò)作為第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)，其峰值理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)十Gb，這比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍，整部超高畫質(zhì)電影可在1秒之內(nèi)下載完成。其優(yōu)越性不僅是在速度上遠(yuǎn)勝4G，5G在性能指標(biāo)方面全面超越4G，5G將人與人之間的通信擴(kuò)展到萬物連接，打造數(shù)字化時代，參見圖1。
圖1:4G與5G性能對比
資料來源：公開資料
2、5G建設(shè)期產(chǎn)業(yè)圖譜
5G在建設(shè)期主要涉及系統(tǒng)設(shè)備、無線配套設(shè)施、傳輸、連接設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及優(yōu)化、PCB等相關(guān)行業(yè)，其中無線配套中的天線產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
圖2:5G產(chǎn)業(yè)建設(shè)期相關(guān)產(chǎn)業(yè)圖譜
資料來源：財財數(shù)據(jù)
二、移動通信網(wǎng)絡(luò)帶動手機(jī)天線的變更
1、手機(jī)天線介紹
手機(jī)天線，即手機(jī)上用于接收信號的設(shè)備，連接射頻前端，身兼發(fā)射端最后一級和接收端第一級的重要載體，同時也是電磁波信號和電信號實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的器件；是終端開路的特殊電路。除了主通信芯片用于訪問運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)還有GPS定位天線，BT/WIFI天線，NFC天線，F(xiàn)M（收音機(jī)）天線等，參見圖3。
圖3：天線與射頻前端連接示意
資料來源：公開資料
手機(jī)天線的設(shè)計需要綜合考慮多方面的因素，天線本身的物理結(jié)構(gòu)較為簡單，但是在實(shí)踐中手機(jī)天線的設(shè)計首先要解決尺寸的限制，同時為提高傳輸效率其構(gòu)造和設(shè)計要考慮以下幾個方面：
位置：在手機(jī)天線設(shè)計中，天線的凈空是關(guān)鍵的考慮因素之一。手機(jī)天線設(shè)計時，不僅應(yīng)遠(yuǎn)離金屬元件，而且還應(yīng)隔離電池、振蕩器、屏蔽罩、攝像頭等不相干的零部件，給天線留出一段干凈的空間（簡稱凈空，clearance），保證天線的全向通信效果。
材料：天線輻射體（銅、鍍鎳鍍金）和支架材料需要具備低損耗特性（低介電常數(shù)+低介質(zhì)損耗）。 ü
2、手機(jī)天線的變遷
在通信技術(shù)的不斷發(fā)展中，手機(jī)天線技術(shù)也在不斷演進(jìn)。iPhone作為行業(yè)標(biāo)桿，其天線設(shè)計引領(lǐng)著行業(yè)發(fā)展潮流，具有很強(qiáng)的借鑒意義。在 3G 時代，iPhone 3GS 使用 FPC 設(shè)計的天線依靠銅箔輻射信號，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計上相對簡單，生產(chǎn)成本較低，缺點(diǎn)是易受到五金件及裝配精度影響，且 iPhone 3GS 的天線連接出現(xiàn)過不牢固的狀況。
進(jìn)入 4G 時代，iPhone 使用金屬中框作為天線，并成為經(jīng)典設(shè)計。iPhone4 是第一款使用邊框作為天線的手機(jī)，蘋果對天線方案做了非常激進(jìn)的改進(jìn)，機(jī)身不銹鋼邊框被分成兩段，分別成為 Wi-Fi/BT/GPS 天線和通信主天線。不銹鋼邊框上焊接了性狀復(fù)雜的金屬片，用于在不同通信模式和頻段下進(jìn)行匹配調(diào)諧。
在 5G 通信中，實(shí)現(xiàn)高速率的關(guān)鍵是毫米波以及波束成形技術(shù)，但傳統(tǒng)的天線無法滿足這一需求，必須采用多天線陣列系統(tǒng)（Massive MIMO）。傳統(tǒng)的 TDD 網(wǎng)絡(luò)的天線基本是 2/4/8 條，而 Massive MIMO 通道數(shù)達(dá)到64/128/256 個，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量。
表1：iPhone 手機(jī)信號和天線的變化
資料來源：財財數(shù)據(jù)
具體來講，隨著電波頻率的提高，路徑損耗也隨之加大。假設(shè)天線尺寸相對無線波長是固定的，載波頻率的提高就意味著天線的縮小，同樣的空間里可容納的高頻段天線數(shù)量就越多。因此，可以通過增加天線數(shù)量來彌補(bǔ)路徑損耗。對于高頻波來說，穿過建筑物的穿透損耗也會增加，從而增加信號覆蓋的難度，傳統(tǒng)的宏基站無法滿足室內(nèi)的信號覆蓋，而使用 Massive MIMO可以生成高增益、可調(diào)節(jié)的賦形波束，從而改善信號覆蓋。此外，這種方式下不同波束之間的干擾小，能減少對周邊用戶的干擾，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對接。
5G應(yīng)用對天線的需求也會不同于4G，對天線的安裝位置、材質(zhì)等方面都需求都會有所不同，參見表2：
表2:5G通信網(wǎng)絡(luò)對天線性能的需求
資料來源：財財數(shù)據(jù)
3.天線介紹
5G 天線需要新材料，LCP 一馬當(dāng)先。現(xiàn)有 4G 手機(jī)天線的材質(zhì)和工藝都不能直接用于 5G 手機(jī)天線，必須進(jìn)行重大變革，采用全新的材料和制造工藝。未來天線設(shè)計的一個方向是將天線集成到射頻前端電路中，LCP（液晶聚合物材料）作為一種新材料，非常適用于微波，毫米波設(shè)備，具有很好的應(yīng)用前景。LCP天線優(yōu)點(diǎn)如下：低損耗（頻率為 60GHz 時，損耗角正切值 0.002-0.004），靈活性，密封性（吸水率小于 0.004％）；介電常數(shù)和損耗正切角在各種環(huán)境下保持穩(wěn)定。iPhone X 首次使用了 LCP 天線，共有 2 個，分別用于手機(jī)中主天線和分集天線中。
表3：LCP更適合高頻高速及小型化需求
資料來源：公開資料
由于 iPhone 產(chǎn)生示范效應(yīng)，我們可以合理推測其他安卓廠商將陸續(xù)跟進(jìn)，手機(jī) LCP 天線市場有望迎來爆發(fā)。參照同為 iPhone 首創(chuàng)功能指紋識別的滲透率趨勢為基礎(chǔ)，對 LCP 天線滲透率進(jìn)行合理估計并對整個手機(jī)市場的 LCP 天線規(guī)模進(jìn)行了進(jìn)一步測算。
圖4：LCP/MPI 市場的短中長期需求邏輯
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IDC 預(yù)測，2017-2022 年智能手機(jī)出貨量將從 14.62 億部增長到 16.54億部。暫不考慮毫米波模組，我們估算，2017-2022 年手機(jī) LCP/MPI 天線滲透率將從 6%提到 30%，市場空間有望從 4 億美元提到 26 億美元，年均復(fù)合增長 48%。另外，2018 款 iPhone XS/XS Max/XR 各使用 3/3/2 個 LCP天線，滲透率繼續(xù)提升。價值方面，iPhone XS/XS Max/XR LCP 天線每根 2.5-4.5 美元，單機(jī)價值 6-10 美元。
圖5：智能手機(jī)出貨量與 LCP/MPI 天線滲透率預(yù)測
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圖6：智能手機(jī) LCP/MPI 天線市場空間預(yù)測
數(shù)據(jù)來源：公開資料
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