5G推动新一轮终端创新，换机带来手机销量增长

5G推动新一轮终端创新，换机带来手机销量增长

5G 换机潮推动手机销量重返增长 从 4G商用初期

工信部于 6月 6日正式向中国电信、中国移动、中国联合、中国广电发放 5G牌照，批准四家企业经 营“第五代数字蜂窝移动通信业务”，标志着国内 5G正式步入商用阶段。

2019年 5G手机以旗舰机为主，定价在 5，000元以上。 8月 22日，vivo发布 iQOO Pro 5G手机，定于 9 月 2日开售，起售价 3，789元，首次将 5G手机拉入 3，000元档。预计到 2020年年中，5G手机价格将 向中端机型渗透，价格进入 3，000元档；到 2020年底，5G智能手机将向低端机型渗透，价格下探至 千元档。根据 Counterpoint Research、赛诺报告，预计 2020年中国 5G 智能手机市场出货量将达到数千 万到亿级。

全球市场看，2020年 5G手机出货量有望过亿部，并拉动全球智能手机出货量重回正增长。2019年为 全球 5G商用元年，受智能手机终端成熟度等因素影响，预计全年 5G手机出货量较低。根据 IDC预 测，2020年全球 5G智能手机出货量占比将达到 8.9%，出货量达到 1.24 亿部，智能手机整体出货量 将重回正增长。到 2023年，5G手机出货量占比将增长至 28.1%。

5G 天线

天线是将高频电流或波导形式的能量变换成电磁波并向规定方向发射出去，或把来自一定方向的电 磁波还原为高频电流的一种设备。无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线输送到天线，由天 线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来，并通过馈线送到无线电接收机。 可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。手机天 线是手机用来接收和发射信号的设备，一般情况下天线长度一般为波长的 1/4~1/2，因此传播频率越 高，天线的长度越短。目前手机中多采用的天线是内置天线。在手机通信技术发展的过程中，随着 通信波段、带宽以及使用技术的不断发展和变化，手机天线也需要做出相应的调整。5G时代，高频 率通信、载波聚合技术带来的信道拓宽、MIMO多天线技术的采用等将会对天线技术产生重要影响。

下表给出的是从手机诞生以来的通信频率和对应系统及天线的变化。可以看出手机的通信频率在逐 渐从最初的 kHz发展到目前的 4G系统，达到了 GHz频段，而天线的尺寸也经历了从大到小，从外置 到内置的变化。个人终端的发展趋势是小型化和个人化，而天线为了配合整体设计以及高频段的传 输，也需要做到小型化紧凑化。

对于目前的手机来说，印制天线被广泛用在终端中，相比于其他安装式天线更加小巧轻薄。从组成 上看，印制天线内部有介电材料和接地平面，设计时需要考虑高效率、高增益和辐射模式。

5G 通信，手机需要在支持之前所有通信频段的基础上，增加新的频段传输功能。5G 中的低频段 sub-6GHz由于和 4G通信波段 1-2.6GHz相差不大，因此天线的尺寸仍然会是厘米级，与 4G使用的天 线区别不会太大。但由于新频段的增加和 MIMO天线技术的使用，天线的数量会增加。华为 Mate 30 Pro 5G手机机身集成了 21根天线，包括 5/4/3/2G、WiFi、BT、GPS、NFC，其中，14根天线用于 5G连接。

LCP（液晶高分子聚合物）材质具有低介电常数（Dk=2.9）、低介电损耗（Df=0.001-0.002）的特点，在高频 信号传输领域具有较大的优势。苹果在 iPhone X中首次采用了以 LCP作基材的 FPC软板作天线。5G 网络频段较高，LCP天线有望成为 5G手机天线的发展趋势。

5G毫米波频段，手机天线设计将从单天线且波束固定的天线设计转变为天线阵列的设计，并且是可 波束赋形的阵列设计，而 AiP 封装天线将成为 5G 毫米波天线的主要实现方式。AiP 封装天线即采用 SIP技术将天线阵列与芯片封装到同一封装体中。高通于 2018年 7月 23日宣布推出全球首款面向智 能手机和其他移动终端的全集成 5G新空口（5G NR）毫米波天线模组 QTM052，并预计配置 QTM052 毫米波天线模组的终端将最早于 2019年上半年推向市场。2019年 2月，高通又发表第二代 AiP产品 QTM525。日月光、安靠、长电科技等封测厂也在开发 AiP技术。长电科技参股子公司中芯长电 2019 年 3月发布 5G毫米波天线芯片晶圆级集成封装技术 SmartAiP技术，与硕贝德合作基于 SmartAiP技术 5G毫米波天线模块实现 24GHz和 43GHz超宽频信号收发。预计 AiP天线封装有望成为 5G毫米波天线 的主流封装方式，相关产业链有望受益。

5G 射频前端

5G手机需要支持频段数量增加，带来射频前端价值量的提升。全网通的 5G手机至少需要新增 n77、 n79以及 n41三大频段，射频收发模块相应增加。根据 Yole数据，高端 4G手机的射频前端价值量约 16美金，而 Sub 6GHz智能手机射频前端价值量将达到 32美金，到毫米波时，智能手机的射频前端的 单机价值量将增至 38.5美金。

射频前端器件主要包括滤波器、天线调谐器、射频开关、功率放大器、低噪放等。根据 Yole测算， 5G 通信对滤波器的市场规模增长拉动最大，滤波器市场规模有望从 2017年的 8亿美金增长到 2023年的 22.5亿美金，另外，射频开关等市场规模也有望迎来较大增长。

市场格局看，滤波器市场主要由美国、日本企业把持。根据 Yole数据，日本 TDK、Murata、太阳诱电 等占据 SAW滤波器约 80%市场份额，而 Avago和 Qorvo等占据 BAW滤波器市场 90%以上市场份额。 国内滤波器厂商主要有麦捷科技、中电 55所、中电 26所等。PA领域，Skyworks、Qorvo和 Avago占据 了将近 90%的市场份额，国内主要有卓胜微、中科汉天下、唯捷创新、国民飞骧、中普微等。射频 开关市场主要厂商包括 Skyworks、Qorvo等，国内主要有紫光展锐等。从模组端看，具有较强射频前 端模组整合能力的有 Avago、Skyworks、Qorvo等。

5G手机需要支持频段数量增加，PA、滤波器等射频前端元件使用量随之增加，模块化需求也随之显 现，并且由于 5G频率较高，因此对射频前端元件要求也更高。这些将直接导致射频前端设计制造复 杂度的提高，也带来射频前端价值量的提升。

5G 散热屏蔽

智能手机在使用过程中，处理器、内存、电池等会不断产生热量。处理器、图像传感器、内存等芯 片，以及电池、显示屏 LED背光源等均为手机的发热源。其中，处理器芯片是最大的发热源。过高 的热量会影响手机内部元件的使用寿命和性能，电池过热甚至会产生安全问题。而手机算力的提升， 屏幕清晰度的提高，摄像头像素的提升，以及无线充电等新功能的引入，等均会造成手机发热量的 增大；手机防水性能的升级、外壳从金属外壳向玻璃外壳的演变，造成散热难度增加。因此散热成 为智能手机设计中越来越受关注的问题，散热组件的需求也在提升。

根据Yole预测，2022年手机散热组件市场规模将达到36亿美金以上，2016-2022年复合增速高达26.1%。

5G终端处理器、射频前端功耗增加，散热需求提升。处理器芯片：5G追求更大的数据吞吐量和网络 容量，对数据的传输量和传输速率大幅提升，并且 5G 手机需要支持 2G/3G/4G 网络，因此对基带和 处理器芯片的要求更高更复杂。据了解，5G 终端的处理能力将是 4G 的五倍以上。由此也带来功耗 及散热问题。当前主要通过两种方式解决系统散热问题，一是通过提升 CPU的工艺制程降低 CPU功 耗；二是提高散热能力。射频：5G由于频率高，衰减大，因此要实现一定的空间覆盖，需要射频套 件的输出功率更高（5G频段的输出功率等级比 4G高 3个 dB），意味着耗电和发热的增加。

5G手机外观件变化造成散热难度增加。5G由于传输频段较高，为降低介电损耗，后盖材质需要从金 属向非金属转变。金属机壳时代，后盖是重要的热传导路径。由于玻璃等的导热能力远低于金属， 采用玻璃后盖后需要额外的散热设计。

主要散热方案

石墨片散热：石墨散热片具有超高的导热性能，平面内导热系数范围可达 150-1500W/m.k，并且具有 低热阻、重量轻、可塑性强等特性，能平滑贴附在任何平面和弯曲的表面，依客户的需求作任何形 式的切割。

iPhone4是较早使用石墨贴纸散热的量产智能手机。 iPhone4 处理器 A4芯片性能和功耗相比前代有显 著提升。为了让 A4芯片稳定运行，苹果在背板上覆盖一层石墨散热贴纸，在芯片部分石墨层和芯片 屏蔽罩直接接触，将热量传递至整个玻璃背板。

2011 年发布的第一代小米手机采用“大面积石墨散热”技术，利用两片石墨，一片将主板部分热量 传到背板，另一片则用来分散屏幕附近的热量，并采用金属板进一步分散整机热量。

导热凝脂散热：主要用在 SoC表面，把 SoC 上的热传导到其它迅速导热材质上去。

导热硅胶散热：用在主板上或装配间隙结构件上，主要用来导热及储热。

热管散热：热管散热的主要原理是将装有液体的铜管一端覆盖在手机处理器上，一端通向低温区， 利用铜管内封装的液体循环散热。热管蒸发端的液体吸收热量蒸发，从中空的热管穿过在温度更低 的冷凝端逐渐冷却，由蒸汽重新变成液体，再由热管内部的毛细芯向蒸发端回流，不断重复这个过 程，直到热管两端温度相等为止。

荣耀 Note 10的 the nine液冷散热技术采用长度 113mm、直径 5mm的液冷管。

均热板散热：均热板是一个内壁具有毛细结构的真空腔体，腔体充有工质。当热量由热源传导至蒸 发区时，腔体内的液相工质吸收热量在低真空的环境中气化，并向腔体内其他地方扩散，气相工质 接触到比较冷的区域时，便会凝结释放出热量，凝结后的液相工质由于毛细吸附作用再回到蒸发区。 此过程在腔体内不断循环。均热板的结构和原理类似热管，但热管时一维线性传导，而均热板是两 维平面传导。

华为 mate20X采用的 HUAWEI SuperCool超强散热系统就是由均热板和石墨烯膜组成。Mate 20 X机身中 嵌入的是目前业界可量产的最薄 VC， 厚度仅有 0.4mm，由 2片铜质盖板内部蚀刻出腔体，在腔体内部 烧结毛细结构和支撑结构，经焊封、填充液态工质后抽真空制成。超薄 VC与处理器等宽，完全覆盖 CPU、GPU等发热核心。

5G 网络进入规模建设期，PCB 产业链量价齐升

从 3G、4G 基站建设进度看 5G

3G、4G通信网络的代际更迭周期大约 5-7年，在商用牌照发放后 1-2年运营商的资本开支达到峰值。 3G试验网络建设从 2007年开始，此后两年运营商的资本开支逐年增加。2009年 1月，工信部正式发 放 3G牌照，当年三家运营商共完成 3G网络建设直接投资 1，609亿元，完成 3G基站建设 32.5万个， 建设规模和速度为全球通信史之最。4G试验网络建设从 2012年开始，当年三大运营商资本开支达到 2997亿元，此后两年运营商资本开支逐年增加。2013年 12月，工信部正式向三大运营商发布 4G牌 照。2015年，三大运营商资本开支达到顶峰，2016年开始下滑。

工信部已于今年 6月份发放 5G商用牌照，预计 2020年后 5G基站将进入规模建设期。从目前各运营 商公布的资本开支情况看，三大运营商资本开支在连续下滑三年后，2019 年首度迎来增长。其中， 中国移动不包含 5G 网络建设的资本开支规划为 1，499 亿元，包括 5G 商用建设的总资本开支基本于 2018年持平；中国联通资本开支规划为 580亿元，比 2018年资本开支增加 131亿元；中国电信资本 开支规划为 780亿元，比 2018年增加 30.6亿元，其中 5G资本开支为 90亿元。根据中国信通院预测， 5G商用初期主要为电信运营商在 5G网络设备方面的投资，预计到 2020年将超过 2，200亿元；5G商 用后期将在垂直行业渗透融合，预计到 2030年，各行业在 5G设备上的投资将超过 5，200亿元。

5G网络规模建设，PCB 量价齐升

5G基站布建密度提升，有望达到 4G的 1.5倍。5G由于由于频段高，电磁波衰减大，基站覆盖范围减 小，因此基站的布建密度将提升。根据运营商专家预测，5G基站数量有望达到 4G的 1.5倍。基站数 量的提升，将进一步增大 PCB及上游覆铜板的需求。

基站架构重构，带来 PCB用量的提升。5G的高带宽和低时延的特点导致需要对 RAN网络架构进行调 整，从 4G网络的 BBU、RRU两级结构演进到 CU、DU、AAU三级结构。其中，AAU集成了天线和射 频处理单元 RRU，因此高频 PCB的使用量大幅增加。5G高速场景导致对高速 PCB的用量也将增加。

对应上游高频高速覆铜板的需求也将提升。我们测算结果显示，5G 单站高频覆铜板用量约为 4G 的 10倍，高速覆铜板用量约为 4G的 1.5倍。

投资建议

随着 5G商用牌照的发放， 5G正式进入商用阶段， 我们建议围绕 5G网络建设、5G终端和 5G应用等 方面把握 5G板块投资机会。

1、5G终端方面：5G由于频段较高并且需要兼容 2G、3G、4G，带来天线、射频前端等技术的升级以 及散热屏蔽需求的增加，为产业链带来新的机遇，推荐：立讯精密、环旭电子、信维通信、领益制 造，建议关注：卓胜微、安洁科技。

2、5G网络建设方面：5G网络的规模建设将拉动上游 PCB、覆铜板等需求，推荐：深南电路、沪电 股份、生益科技、华正新材；

3、5G应用方面：5G凭借高速率、低时延、广联接等特点，有望助力自动驾驶、VR/AR、远程控制等 应用的快速落地，推荐：歌尔股份、韦尔股份、联创电子，建议关注：水晶光电。