PCB資訊 - 4G和5G基站結構及5G PCB使用情況

3G、4G和5G基站的基本原理相似，但在具體設計上存在一些差異。4G基站設備主要由三部分組成：基帶處理單元（BBU）、拉遠射頻處理單元（RRU）和天線系統。目前在4G通信基站中，天線系統和RU應採用高頻PCB和高速PCB，BU主要採用高速PCB。

基帶處理單元BBU：完成信道編解碼、基帶信號調製解調、協議處理等功能，並提供上層網絡單元的功能。
處理單元RRU：是天線系統和基帶處理單元之間的中間橋樑：RRU在接收信號時，利用濾波、低噪聲放大將其轉換為光信號，再轉換為光信號；RRU發送給BBU時，將來自BBU的光信號轉換成射頻信號，放大後通過天線發送。
天線系統：主要進行信號的接收和傳輸，是基站設備與終端用戶之間的信息能量轉換器。

從4G到5G，基站結構和基礎材料的吸引力沒有本質的變化，但是劑量和參數有了很大的提升。因此，4G基站結構的研究和高頻PCB的應用對5G具有一定的參考意義。
天線作為能量轉換、定向輻射和接收的裝置，是整個基站運行的核心。它主要由五個核心部件（4G基站天線）：輻射單元、饋線網絡、反射器、封裝平台和天線控制器（RCU）組成。

高頻PCB

4G基站PCB消耗計算 4G基站
使用的PCB主要分為天線系統RRU和BBU。根據一個BBU牽引三對天線和三對RRU計算，天線系統PCB總面積約0.684平方米，天線系統PCB總面積約0.3米。總面積0.984平方米。

根據行業研究信息，4G天線和RRU PCB均價在2500元/平方米左右。至於單基站RRU和天線部分，ASP在2500元左右。BBU部分，尺寸約440X86X310mm

BBU單板的數量在3-6塊之間，每塊單板通過接口與背板相連。BBU中BBU單板槽位分佈及單板配置原則如下：GTMU佔用5、6通道為主控傳輸單元，其餘插板可安裝TDL基板和主控板，基板可以實現接口功能，接收到的CPRI數據可以轉發給其他單板。
主控板、星卡板、基帶處理板和基帶射頻接口板總面積約0.3平方米，電源板約0.03平方米，浪湧板約0.008平方米，總值單站約992元。

對於CCL，在4G基站中，天線和功放所需的高頻PCB  CCL小於5G。一般採用碳氫化合物或聚四氟乙烯材料，大部分與普通FR4壓制在一起。高速PCB覆銅板主要用於BBU等其他領域，其材料可以用FR4進行改性。一般來說，高頻高速覆銅板約占基站PCB價值的20%，相當於一年全球市場空間約1020億元。

5G帶來的技術變革和演進的步伐
截至2019年1月，GSA在83個國家擁有201家運營商，包括5G商用測試、預商用和商用運營。尤其是美國、韓國、日本、英國、中國等地區，是最早開展5G商用建設的國家，2019-2020年將實現5G商用網絡建設。
中國三大運營商已在五個主要城市開展5G商用測試。中國移動計劃2019年安裝1000個5G基站，2020年在全國范圍內進行商用測試。

技術上，其他廠商積極參與5G基帶芯片和終端的研發，推動5G產業鏈的成熟。

芯片方面，高通（Qualcomm）和三星（Samsung）在2018年底發布了5G商用芯片，聯發科也將在2019年推出自家的5G基帶芯片。
移動終端的成熟期相對較長。基於7-10納米製程的5G手機和獨立基帶芯片預計2099年面世。基於SOC多模芯片平台的5G手機預計2020年下半年商用。未來隨著終端的發展，小型可穿戴5G終端、全頻段5G手機等採用最新射頻前端技術的產品有望在2021年成熟。

5G宏基站PCB值約15104元/站，室內變電站PCB值約30%和40%宏站，5G宏基站PCB值約5286元/站，而5G宏基站的PCB價值是4G（4692元）的3.2倍，還有更大的提升空間。
考慮到5G建設的進度，假設2018-2022年宏基站和室內變電站的佈局節奏，5G基站的建設可以在一年內為PCB帶來增量市場空間（假設單站價值PCB&CCL 每年下降 6%）。
可見，2022/2023年高峰期，5G基站建設帶來的單年PCB需求約2100億元至240億元（其中中國大陸約佔50%-60%） ，幾乎是4G時代80億元的三倍。

通信PCB市場普遍分散，但高端導軌的需求和格局良好。全球通信市場規模約120億美元，前五名僅佔20%左右，但實際上18層以上PCB（或高頻材料）的主要參與者是第一梯隊。在通信代換和數據流爆炸引起的存儲設備升級過程中，當趨勢向上轉移到PCB鏈路時，其價值和使用量的增加往往基於高水平的數量、新材料和新工藝PCB產品. 但是，低層PCB（主要用於一些二級鏈路或低端設備）在需求變化方面的靈活性不如高層PCB，一級製造商是受益於價值和消費增長的主要製造商。在技術壁壘、固定資產投資壁壘、商業壁壘、認證時差壁壘等方面都有護城河。