從5G毫米波看供應(yīng)鏈機會

毫米波大帶寬高速率是5G性能實現(xiàn)關(guān)鍵頻段，歐美日等國家已經(jīng)完成5G頻譜劃分與拍賣。毫米波是指波長1~10mm、頻率30~300GHz的電磁波。由于6GHz以下頻率資源匱乏，很難找到連續(xù)的大帶寬滿足5G系統(tǒng)需求（eMBB、mMTC、URLLC），而毫米波頻段可以構(gòu)建高達800MHz的超大帶寬通信系統(tǒng)，通信速率高達10Gbit/s，3GPP在2016年初公布了毫米波信道模型的技術(shù)報告明確了毫米波頻段作為5G戶外通信頻段的可行性。目前美國、韓國、日本等國家已陸續(xù)完成5G高頻頻譜的劃分與拍賣，我國目前披露了實驗頻段（24.75~27.5GHz和37~42.5GHz），但是目前毫米波頻譜的具體規(guī)劃仍未正式發(fā)布。

我國毫米波基本完成關(guān)鍵技術(shù)驗證，預計到2020年實現(xiàn)商用。我國工業(yè)和信息化部于2017年批復 24.75~ 27.5 GHz 和 37~42.5 GHz 頻段用于我國 5G 技術(shù)研發(fā)毫米波實驗頻段，19 年 IMT-2020(5G)推進組明確了毫米波推進的三個階段性工作，運營商及設(shè)備廠商加速推進毫米波驗證，具體來看，中國聯(lián)通于 19 年 4 月完成多廠家 5G 毫米波基站功能性驗證，中國移動也于同年 7 月完成 5G 毫米波關(guān)鍵技術(shù)驗證，正推進系統(tǒng)性能及標準方案驗證，計劃于 2022 年實現(xiàn) 5G 毫米波商用部署，截至 10 月底，華為、中興、諾基亞貝爾三家系統(tǒng)廠家已全部完成 2019 年毫米波關(guān)鍵技術(shù)測試的主要功能、設(shè)計和外場性能測試工作，有望于毫米波頻譜具體規(guī)劃發(fā)布后快速實現(xiàn)商用。

AiP 是目前智能手機毫米波天線的主要方案: 縮短路徑損耗、性價比高、符合小型化需求。設(shè)計 5G 毫米波天線性能主要考衡/影響因素有：中框設(shè)計/材料、高全面屏占比、RFIC 與毫米波天線陣列間的傳輸路徑損耗、毫米波天線陣列材料等，目前提出的毫米波天線方案有：AoB、AiP、AiM、AoC、AiP 等方案。在綜合考慮成本、良率、損耗、小型化等因素下，目前毫米波天線主要方案是 AiP，已經(jīng)在三星量產(chǎn)發(fā)布的 Galaxy S10 5G 手機里面使用。

AiP=RF IC+天線: AiP 是基于封裝材料與工藝將天線與芯片集成在封裝內(nèi)實現(xiàn)系統(tǒng)級無線功能的一門技術(shù)，是在 SiP（system in package）的基礎(chǔ)上，用 IC 載板來進行多芯片 SiP 系統(tǒng)級封裝，AiP 工藝主要有 LTCC（低溫共燒結(jié)陶瓷）、HDI（高密度互聯(lián)）及 FOWLP（晶圓級扇出式封裝）三種方案。AiP 除了必須使用先進的封裝技術(shù)外(如覆晶、硅穿孔、系統(tǒng)級封裝等)，還需在內(nèi)部層采用 LCP 材料，作為 FPC 板用，以降低信號干擾，減少路徑損耗，提升信號傳輸能力。

優(yōu)點：1) 縮短路徑損耗：AiP 是將天線與芯片集成在封裝內(nèi)實現(xiàn)系統(tǒng)級無線功能的一門技術(shù)，縮短了芯片與毫米波天線陣列之間的距離減少了傳輸?shù)穆窂綋p耗。2) 成本具優(yōu)勢、制程成熟、符合小型化趨勢： AoC 技術(shù)方案雖然可以很大程度縮減天線尺寸，但需半導體材料與制程上的統(tǒng)一，且要與其他元件一同結(jié)合于單一芯片中，制造成本高，較適合應(yīng)用于太赫茲頻段中。相比 AoC 方案，AiP 在 5G 毫米波波長1-10mm 之間的頻段下，片上天線的尺寸可以小于一般的芯片封裝，AiP 將天線集成到芯片中，可以簡化系統(tǒng)設(shè)計，有利于小型化、低成本。

AiP 產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)：1) 模塊設(shè)計方案：高通、三星 ；2)制造：臺積電；3) 封測：日月光、環(huán)旭電子（毫米波頻段又比 sub 6GHz 芯片模組多出數(shù)道測試手續(xù)）。

具體 AiP 模塊方案：高通目前推出兩款毫米波天線模塊 QTM052、QTM525 均采取AiP 天線封裝技術(shù)，從而達到縮小手機厚度與減少 PCB 面積，取代傳統(tǒng)天線與射頻模塊的分散式設(shè)計的目的。該毫米波天線模塊里面集成了：射頻收發(fā)器、射頻前端、射頻后端、電源管理芯片以及相控天線陣列。

我們判斷單機需要 2-4 顆 AiP 模塊來保證毫米波頻段的收發(fā)及避免“天線門”事件，由于其集成度高、供給稀缺，目前 AiP 單價高企，為 14-16 美元。據(jù)高通設(shè)計建議：AiP 擺放在手機上下端左右側(cè)面邊緣位置為優(yōu)(避免內(nèi)部元件干擾)，同時，為規(guī)避金屬屏蔽 AiP 對應(yīng)中框位置需做去金屬化處理。文中我們以三星 Galaxy S10 5G 為例進行了具體的 AiP 及中框變化分析。

產(chǎn)業(yè)鏈跟蹤得蘋果新機中框有望新增挖槽/打通孔/注塑/覆蓋藍寶石/玻璃等去金屬工序，預計為配置 AiP 進行去金屬化準備，判斷明年蘋果將推出 5G手機(毫米波、Sub-6G)。具體看毫米波天線方案：1) 若高通不單獨出售毫米波天線，蘋果毫米波天線預計采購 1-2 顆高通毫米波 AiP 整機模塊； 2) 若可單獨采購高通的毫米波芯片，預計其中一顆 AiP 模組會采用 毫米波 芯片+LCP 傳輸線/天線方案，有望利好鵬鼎控股等軟板供應(yīng)商。

來源：天風證券