1. 5G 市場空間與技術路線

1.1. 5G 是將改變社會生活的通用技術

長期來看，5G 是4G LTE 標準之后全新的電信標準階段，將不局限于移動網絡的升級換代，更將成為一項通用技術，深入改變各個行業的運行模式，并產生巨大的的經濟機會。IHS 預測，在2020–2035 年期間全球實際GDP 將以2.9%的年平均增長率增長，其中5G 將貢獻0.2%的增長。

IHS 預計，2020~2035 年，全球七個主要國家在5G 價值鏈中的相關企業平均每年投入的研發資金與資本性支出總和將超過2000 億美元。美國和中國有望在2020~2025 年間主導5G研發與資本性支出，兩國將分別投入1.2 萬億美元和1.1 萬億美元。美國的投入將約占全球5G 投入的28%，中國緊隨其后將約占24%。

伴隨5G 研發與資本性支出的投入，各行業均受到積極正面影響。IHS 預計，到2035 年，5G 價值鏈本身將創造3.5 萬億美元經濟產出，同時創造2200 萬個工作崗位。其中，中國5G 價值鏈總產出9840 億美元，創造就業機會950 萬，位居全球首位。

圖 1：5G 價值鏈的研發與資本性支出份額（按國家） 圖 2：2025 年全 球 5G價值鏈的產出（美元）和就業機會

圖 3：5G 關鍵技術目標

5G 投入和部署的初期將會以增強型移動寬帶為中心，主要滿足多媒體內容服務和無線數據連接，尤其是視頻，將在廣泛的移動寬帶終端上發揮重要作用。大幅降低單位數據傳輸成本是5G 的一個關鍵優勢，對于增強現實（AR）和虛擬現實（VR）這些數據密集型場景至關重要。

隨著5G 進一步推進，海量物聯網和高可靠、低延遲通信的應用比例將提升。海量物聯網的特點是聯網終端數量極多，對于數據傳輸量較少、對時延不敏感。因此，這些終端需要實現低成本和超長電池續航。而高可靠、低時延通信，對吞吐量、時延和可用性等特性具有嚴格要求，適用場景包括自動駕駛、工業控制、遠程醫療和智能電網等。

圖 4：5G 生態鏈

1.2. 5G 技術實現之路——循序漸進，“上下”求索

從2G 到3G 再到4G，每一代無線通信都經歷3 個階段，4G 跨向5G 依然如此。在2017年前三季度工業通信業發展情況新聞發布會上，工信部信息通信發展司司長聞庫表示：“今年年底前，我們將完成5G 二階段網絡部分測試。明年6 月5G 國際標準第一個版本出臺的時候，我們的產品基本上能夠同步出臺或者接近商用的產品出臺，為5G 的快速發展奠定基礎。”工信部部長苗圩之前就指出：從2018 年開始要實現第三階段的5G 試驗，并希望2018年5G 標準能夠正式通過國際電聯的批準，成為新的標準。下一步，我國將加快5G 建設應用，爭取實現2020 年全球首發。

圖5：5G 推進時間表

2017 年11 月15 日，工信部官網發布《關于第五代移動通信系統使用3300-3600MHz 和4800-5000MHz 頻段相關事宜的通知》，規劃明確了3300-3400MHz（原則上限室內使用）、3400-3600MHz 和4800-5000MHz 頻段作為5G 系統的工作頻段。2017 年11 月27 日，發改委官網發布《國家發展改革委辦公廳關于組織實施2018 年新一代信息基礎設施建設工程的通知》。通知要求，5G 規模組網建設及應用示范工程方面，以直轄市、省會城市及珠三角、長三角、京津冀區域主要城市等為重點，開展5G 規模組網建設。5G 網絡應至少覆蓋復雜城區及室內環境，形成連續覆蓋，實現端到端典型應用場景的應用示范。指標要求：（1）明確在6GHz 以下頻段，在不少于5 個城市開展5G 網絡建設，每個城市5G 基站數量不少50個，形成密集城區連續覆蓋;（2）全網5G 終端數量不少于500 個;（3）向用戶提供不低于100Mbps、毫秒級時延5G 寬帶數據業務;（4）至少開展4K 高清、增強現實、虛擬現實、無人機等2 類典型5G 業務及應用。

2018 年世界移動通信大會（Mobile World Congress，MWC）在西班牙巴塞羅那舉辦。5G距離2020 年全球商用越來越近，當之無愧成為今年MWC 的核心話題。華為發布首款5G商用芯片巴龍5G01 和商用終端CPE;高通推出驍龍X50 5G調制解調器聚焦5G商用部署;英特爾規劃5G 商用終端在2019 年中發布并為2020 年東京奧運會部署更成熟的5G 技術;中國移動啟動“5G 終端先行者計劃”，計劃于2019 年發布首批5G 預商用終端。

4G 時代的通信頻段主要集中在3GHz 以下，在2018 年開始的5G 初期，sub-6GHz（6GHz以下）以下的頻段將為5G 應用的主流，初步實現增強型移動帶寬，標志性的下載速率逐步突破1Gbps。2020 年以后，5G 大規模商用，30GHz 附近及以上的mmWave（毫米波）頻段將成為熱點加強覆蓋的解決方案。

圖6：5G 頻段應用

2. 天線數量增加貫穿5G 進程

2.1. 四天線手機將為2018 年主流，天線數量翻倍

5G 初期，增強型移動帶寬為主，提升下載速率是首要任務。高階調制、載波聚合、多天線MIMO，三個維度提升傳輸速率，手機終端實現的下載速率可達5G 的門檻水平1Gps。

高階調制：在單位頻譜資源內提升信號調制復雜度，提升單位頻譜數據的傳輸量。高階調制在下行鏈路上，從64QAM 轉向256 QAM 可將單個10MHz 信道的速度從75 Mbps 提高到100Mbps。

載波聚合（CA）：同時利用多個載波頻段，增加信息傳輸載波數量。目前已經可以實現3-5下行鏈路（DL） CA。

MIMO：在通信系統的發射端和接收端分別使用多個天線。相比于單天線SISO 系統，MIMO提升天線數量，增加信道傳輸的物理通路，從而改善通信質量，進一步提升傳輸速率。

圖 7：64 QAM 轉向 256 QAM 效率提升 33% 圖 8：3CA配合 4 天線達成 1Gbps 下載速率

高階調制和載波聚合偏向于“軟升級”，MIMO 多天線技術是硬件通路提升的“硬升級”。2G、3G 時代，手機主要有一根主天線負責通信信號的發射和接收;4G 時代，智能機普遍采用2 根天線;在5G 初期，4 天線將成為手機設計的基礎需求。

4x4 MIMO 在全球市場發展迅猛。根據GSA 統計，截至2017 年10 月，已經有超過80 個4x4 MIMO 試驗和商用網絡正在推進中。截至2017 年5 月底，華為宣布已經配臵了50 個商用4x4 MIMO 網絡。華為預測，具有商業價值的4x4 MIMO LTE FDD 網絡將在2017 年底超過100 個。

表1：全球運營商積極開展4×4 MIMO 千兆LTE 網絡建設

運營商積極布局，終端廠商全力跟進。三星與美國電信運營商AT&T 合作的S7 已經具備了4 天線MIMO 功能，2017 年發布的S8 采用多載波聚合、256QAM 信號調制和4 天線MIMO技術，成為業界首款下載速率達到1Gbps 的智能手機。此外，在2017 年間，華為、小米、索尼、HTC、LG、夏普、中興均有4 天線手機新品面市發售。

下載速率作為通信能力的重要衡量指標之一，蘋果自是不會落后，從產業鏈信息了解2018年蘋果新品預計將具備4 天線MIMO 功能。預期從2018 年開始，4 天線手機設計將在行業內實現快速推廣。在4 天線設計的支持下，IHS 預計2018 年全球約有3 億部智能手機達到Cat 16 以上的通信等級（Cat 4 對應150Mbps，Cat 16 對應1Gbps，Cat 18 對應1.2GBps），預計到2021 年全球銷售的新手機中將有11 億部的下載速率能夠達到1Gbps 以上。

圖11：2014~2021 年不同LTE 等級智能手機出貨量

2.2. 四天線上下分布，射頻連接器需求配套提升

天線需要通過射頻連接線（RF cable）與主板相連，完成信號傳輸。對于傳統2 天線設計，上天線通過PCB 走線與主板直連，下天線通過一根射頻連接線將天線與主板跨接。對于4天線設計，上部2 個天線同樣與主板直連，而下部2 天線則需要2 根射頻連接線將天線與主板跨接。

圖12：三星Note 8 采用4 天線、2 條射頻連接線

從三星Note 8 的實際拆解中可以發現，Note 8 已經支持4 天線，同時下部的2 根天線通過2 條射頻連接線連接到主板。1 條射頻連接器配套2 個射頻連接座，伴隨著4 天線手機的普及滲透，預計將帶動手機市場射頻連接線、射頻連接座需求翻倍。

前面關于iPhone X“LCP 天線”的過程中已提及，不同于三星等廠商，蘋果采用LCP FPC的方式實現射頻連接線的功能。融合射頻連接線功能的LCP FPC 需要特殊定制，不同手機產品間不通用，供應商有限導致交貨周期長，同時成本價格是目前的RF cable 的4 倍以上（常規RF cable 單價0.8~1 元，僅LCP FPC 連接線價格在4 元以上）。對于蘋果而言，單款產品數量大且生命周期長，具備定制零組件的能力。對于蘋果之外的手機廠商，采用更具性價比優勢的RF cable 是合理的選擇。

2.3. 基站端5G 技術4G 化，運營商加速布局Massive MIMO，手機端天線數量持續翻倍

在5G 初期，基礎通信設備和手機的平滑升級將是主要趨勢，載波聚合、高階調制和4 天線MIMO 逐步成為行業標配。更進一步的，在通信基站端，Massive MIMO（大規模天線陣列）是實現5G 峰值網絡容量指標的重要手段之一，Massive MIMO 的以陣列的形式排列，天線數量可以達到64、128 或256 個，據仿真結果表明，128 天線的Massive MIMO 基站，其吞吐率可達到TD-LTE 8 天線基站的4-6 倍，頻譜效率和網絡容量大幅提高。

圖14：Massive MIMO 基站

運營商方面，中國移動于2016 年公開表示將會在4G 網絡中率先部署Massive MIMO 技術。此外，中國移動計劃從2017 年開始，在全網熱點區域分三階段推進Massive MIMO 的商用：第一階段為2017 年，在現有4G 商用終端推廣，利用TDD 技術的特有優勢對Massive MIMO的基礎版進行商用;第二階段為2018 年-2019 年，由Massive MIMO 基礎版軟件升級至增強版，系統性能提升20%;第三階段為2020 年，將Massive MIMO 增強版軟件升級至5G，同時引入支持5G 新空口的全新型態產品。2017 年4 月，中國移動啟動4G 網絡五期招標。在招標中，中國移動明確提出Massive MIMO 的商用需求并正式采購，標志著Massive MIMO正式商用。

圖15：中國移動Massive MIMO 商用計劃

基站端Massive MIMO 普及以后，手機端8 天線接收將成為常態，終端天線市場持續倍增。2017 年9 月，聯發科技宣布成功完成符合3GPP 5G 標準的終端原型機與手機大小8 天線的開發整合，攜手華為完成5G New Radio 互通性與對接測試（IODT），實測傳輸速率超過5Gbps，成為首家擁有手機尺寸天線，并與通訊設備廠商完成對接測試的芯片廠商。此次測試充分展現5G 技術在sub-6GHz 頻段商用部署的潛力。