國內(nèi)5G基站正在加速建設

今年1月，COVID-19疫情在全國爆發(fā)，各地采取了封城、封村、封路的措施，許多戶外建設工作被叫停。在這種情況下，有人擔心5G基站的建設進度會因此耽擱。但中央在3月宣布大力推進“新基建”，各地政府積極響應并頒布一系列優(yōu)惠政策，三大運營商陸續(xù)公布5G基站建設年度目標（中國移動30萬站，中國聯(lián)通和中國電信25萬站）。在諸多有利條件的支持下，全國5G商用將在2020年如期而至。sBOesmc

·目標將于下半年達成

不過，受新冠疫情影響，上半年5G基站建設進度已經(jīng)落后。據(jù)工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2020年3月末，我國累計建成了19.8萬個5G基站。2019年底該數(shù)據(jù)是13萬個，由此推斷，2020年第一季度（Q1）新增了6.8萬個5G基站。如果把運營商的年建設目標平均到每個月，中國移動每月需要完成2.5萬個5G基站，中國聯(lián)通和中國電信每月需建成2.08萬個5G基站。按照這個標準，三大運營商在Q1的表現(xiàn)并不算特別好。sBOesmc

《國際電子商情》了解到，上半年一般是通信行業(yè)的淡季，以招標工作為主，建設工作主要在下半年開展。5G基站建設并未遵循該慣例，特別是在“新基建”加速布局以來，各地密集公布了多個5G采購項目，加速開展各項建設工作。當前，國內(nèi)5G產(chǎn)業(yè)鏈大致恢復，運營商的年度建設目標將集中在下半年達成。sBOesmc

·部分地區(qū)搶先布局

雖然自去年起，一二線城市的中心城區(qū)就開始部署5G宏基站和熱點，但并未在全國組成完善的5G網(wǎng)。今年因疫情原因，運營商為保障“小湯山”模式醫(yī)院的通信暢通，在疫情高發(fā)區(qū)緊急部署了一批4G/5G基站。比如，武漢的火神山醫(yī)院、雷神山醫(yī)院、方艙醫(yī)院等場所均有建設5G基站。sBOesmc

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萊爾德高性能材料技術總監(jiān)趙敬棋sBOesmc

萊爾德高性能材料技術總監(jiān)趙敬棋博士向《國際電子商情》透露說，萊爾德為武漢重點抗擊疫情單位的5G通信設備提供了高性能的導熱和屏蔽材料。談及武漢“戰(zhàn)疫”往事，他感嘆道：“我們積極響應政府的號召，在國內(nèi)疫情攀升期第一時間復工。提前復工最大的困難是保障員工安全，我們優(yōu)先調(diào)動本地員工進行生產(chǎn)，外地員工返廠需隔離14天。另外，武漢封城初期，全國各地也處于封鎖狀態(tài)，人流、物流運轉不過來，生產(chǎn)線復工比例、產(chǎn)能、地方政府的政策等，都會影響項目的進度。所幸的是，在大家的共同努力和地方政府的支持下，這些困難最終得到了較好的解決。”sBOesmc

正如趙敬棋博士所言，為保障各地醫(yī)院、定點醫(yī)療機構及政府單位等重要場所通信暢通，5G基站供應商們助力運營商建立了赫赫“戰(zhàn)功”，貢獻了非常大的力量：不到兩天開通了火神山醫(yī)院的首個5G基站，72小時內(nèi)就在雷神山醫(yī)院建成3個5G基站……為5G基站在全國的布局打下了扎實的基礎。sBOesmc

供應商需著眼未來

5G基站建設進度加快，將促使5G迅速進入我們的生活。目前，全球的5G網(wǎng)絡建設正處于萌芽期，選擇從Sub 6G向毫米波過渡以及NSA（非獨立組網(wǎng)）向SA（獨立組網(wǎng)）過渡，雖然能更快的搭建好5G網(wǎng)絡，但是也給供應商帶來一些新的挑戰(zhàn)——其供應的產(chǎn)品適用于現(xiàn)在，并不代表能適用于未來，這需要供應商放眼未來，不斷加強對新技術的研發(fā)和投入。sBOesmc

·Sub 6G向毫米波過渡

5G可分為Sub 6G和毫米波兩種方案，其中，Sub 6G是指6GHz以內(nèi)的低頻頻段，毫米波是26.5GHz-300GHz的頻段。各國依照自身的頻譜資源情況，選擇了不同的5G方案。sBOesmc

美國是毫米波的“代言人”，該國的Sub 6G頻段被軍用雷達（3.3 GHz -3.5 GHz）、專用私人無線電（3.5 GHz -3.55 GHz）、非授權頻譜（3.55 GHz -3.7 GHz）、星地通信（3.7GHz - 4.2 GHz）占用。但為了更快地布局5G，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）決定重耕3.7GHz-4.2 GHz頻段，大約到2025年可完成清頻。sBOesmc

近年來，中國的5G發(fā)展非常迅速，美國在毫米波上的進度緩慢，促使該國不得不重新審視Sub 6G的可行性。今年3月，F(xiàn)CC宣布斥資97億美元加速回購3.7GHz-4.2GHz頻譜，有望把清頻工作提前到2021年完成。[!--empirenews.page--]sBOesmc

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英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)射頻及傳感器部門總監(jiān)麥正奇sBOesmc

另外，歐洲國家的5G頻譜資源也無太大優(yōu)勢，據(jù)英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部大中華區(qū)射頻及傳感器部門總監(jiān)麥正奇介紹，歐洲運營商擁有的頻譜資源多是非連續(xù)的離散頻譜，需要更復雜的無線設備組合在基站建設上來滿足不同需求。以法國、德國、意大利、西班牙、英國的2.5GHz至2.7GHz頻段為例，5G頻譜被劃分為40MHz至80MHz帶寬，運營商們對基站的無線設備有不同的要求，給設備制造商增加了復雜性。同時，德國、西班牙和英國在3.4GHz至3.6GHz頻段也面臨同樣的情況。sBOesmc

而中國的2.5GHz至2.7GHz頻段和3.3GHz至3.6GHz頻段（以及4.8GHz至4.96GHz）是100MHz至160MHz高帶寬的連續(xù)頻譜。與歐美等國相比，中國在頻譜資源上具有更大的優(yōu)勢。但更寬的頻譜也讓無線設備設計更具挑戰(zhàn)性，為此，英飛凌正在開發(fā)具有大帶寬（2.3GHz-2.7GHz, 3.3GHz-4.2GHz）、良好的功率等級和低噪聲系數(shù)的產(chǎn)品，以滿足系統(tǒng)開發(fā)商為全球不同的運營商提供產(chǎn)品。sBOesmc

·NSA向SA過渡

去年6月底，運營商第一期基站集采招標完成，該期采用NSA模式，年底建成約15萬站。2020年4月底，第二輪集采招標結束，此次三大運營商5G無線主設備集采共涉及5G基站52萬個，支持SA模式，涉及金額約760億元人民幣。其中，中國移動采購5G基站超27萬個，開支437億元，中國電信與中國聯(lián)通共采購5G基站25萬個，開支322.7億元。很顯然，中國已經(jīng)在向SA過渡。這兩種組網(wǎng)模式對供應商來說，分別有哪些要求呢？sBOesmc

麥正奇表示，就基站無線設備而言，5G基站所要消耗的電力是4G的2至3倍，需要功率效率更高的射頻器件來降低對散熱的需求。NSA和SA在電源管理方面并無明顯的差異，它們都提出了更高的電源轉換效率及功率密度要求。sBOesmc

趙敬棋博士說，NSA是比較經(jīng)濟的組網(wǎng)方式，它是融合4G基站和網(wǎng)絡架構部署的5G網(wǎng)絡。SA的基站數(shù)量要遠超NSA和4G，因為毫米波的波長短，傳輸距離比微波、厘米波等更小，如果短期內(nèi)大批量布局SA需要非常大的花費。對材料商而言，NSA向SA的過渡，對材料本身、解決方案以及預算等都提出了新的要求。sBOesmc

·未來面臨哪些挑戰(zhàn)？

5G并非一蹴而就，它由Sub 6G到毫米波、NSA到SA的進化，對全產(chǎn)業(yè)鏈都提出關注未來的要求。為保證能實現(xiàn)更好的過渡，5G基站供應商需要不停地探索前沿技術。對他們來說，未來的挑戰(zhàn)是什么？sBOesmc

趙敬棋博士從材料出發(fā)說到道，從3G到4G再到5G甚至以后的6G，基站對導熱、屏蔽材料的要求顯著增高：在導熱方面，主要體現(xiàn)熱密度的增加方面，基站內(nèi)部含有芯片，隨著移動通信技術不斷升級，這些芯片的熱密度也在不斷增加，這需要高性能的材料來幫助基站芯片散熱；在屏蔽方面，4G-5G到6G是從微波或厘米波過渡到毫米波，該過程中由于波長的減小，當前適用的屏蔽方案不一定也能在未來適用，這必然會催生新材料的發(fā)現(xiàn)和應用。sBOesmc

“從技術難度和經(jīng)濟性能來說，Sub 6GHz是當前最好的選擇。目前中國的5G主要是Sub 6GHz以下的頻段，未來到真正的毫米波時代，現(xiàn)在采用的材料不一定還能適用于未來，這要求我們積極研發(fā)新材料。”趙敬棋博士坦誠地說。sBOesmc

麥正奇透露說，英飛凌正在開發(fā)下一代毫米波波束形成器和6GHz以下的低噪聲放大器，后者將于2021年上市。5G將部署在3.5GHz中頻段和高頻毫米波頻段，頻譜向3.5GHz至高頻毫米波擴展也帶來了更高的路徑損耗，具有波束成形功能的大規(guī)模MIMO（多進多出）可增強信號強度并擴大信號覆蓋范圍；在5G毫米波移動通信系統(tǒng)中，電子電路板可能會出現(xiàn)損耗和干擾，這需要在電路板設計環(huán)節(jié)減少元件數(shù)量。SiGe（硅鍺）可在數(shù)字電路集成、射頻（RF）功率與高頻性能之間達到很好的平衡，如RF PA（功率放大器）和LNA（低噪放）能組合成具有相位控制、增益控制和數(shù)字接口的集成芯片。sBOesmc

此外，由于海量的信息傳遞，5G基站中的射頻與基頻處理器功耗也隨之增加，對5G設備電源管理的效率與功率密度提出更高的要求，這讓SiGe、氮化鎵（GaN）等新功率半導體器件得到廣泛地關注，高可靠度的多相電源解決方案將是新的行業(yè)趨勢。[!--empirenews.page--]sBOesmc

小結

IoT時代的連接主要依賴5G，5G商用的前提是基站建設到位。全球的5G正起步，以后還將有更多的挑戰(zhàn)，供應商只有不斷研發(fā)技術、提前布局，才能不被輕易淘汰。sBOesmc

本文為《國際電子商情》2020年5月刊雜志文章，版權所有，禁止轉載。免費雜志訂閱申請點擊 這里sBOesmc