5G宏基站數(shù)的翻倍增長及技術(shù)演進帶來基站天線成倍增長空間。
5G關(guān)鍵性能指標十倍的增長需要基站數(shù)翻倍增長以支撐。5G的三個關(guān)鍵的效率需求包括頻譜利用效率、能耗效率和成本效率。
具體來說，5G在頻譜效率、能源效率和成本效率的提升需求在十倍甚至百倍以上，關(guān)鍵技術(shù)加速催化。
如下所示，5G的性能指標主要從用戶體驗速率(bps)、連接數(shù)密度(1/Km2)、端到端時延(ms)等方面提出要求。
其中，用戶體驗速率(bps)從4G時代的10Mbit/s升級至100Mbit/s，這對5G網(wǎng)絡覆蓋能力提出了全面升級的要求。
根據(jù)理論值計算，在越高的頻譜上傳播信號，信號損耗越高，所需要的基站數(shù)也需要越高。從連續(xù)覆蓋角度來看，5G的基站數(shù)量可能是4G的1.5-2倍。
截止2017年底，我國已搭建了328萬座4G宏基站，按照1.5倍的保守值計算，5G基站數(shù)至少在500萬座。
大規(guī)模天線(massiveMIMO)技術(shù)放大基站天線需求。從2G到4G，基站天線經(jīng)歷了一體化宏基站、基帶處理單元和射頻拉遠模塊分離、MIMO天線、有源天線、MassiveMIMO等發(fā)展階段。
隨著4.5G和5G時代的到來，MassiveMIMO技術(shù)被引入，直接導致基站天線發(fā)展的三個趨勢:1)無源天線向有源天線發(fā)展2)光纖替代饋線3)RRH(射頻拉遠頭)和天線部分集成。
隨著通信網(wǎng)絡向5G的不斷演進，陣列天線(多天線空分復用)、多波束天線(網(wǎng)絡致密化)和多頻段天線(頻譜擴展)將成為未來基站天線發(fā)展的主要類型。
MIMO能夠充分利用空間資源，通過在底層物理設(shè)備中安裝多個發(fā)射與接收天線，使得信號能夠在多個天線之間實現(xiàn)多發(fā)多收，在不增加頻譜資源與發(fā)射功率的基礎(chǔ)之上，改善通信質(zhì)量，拓寬通信信道，是后4G時代的關(guān)鍵通信技術(shù)。
目前，MIMO在LTE的R11、R12中得到了不斷的完善與加強，在傳統(tǒng)的MIMO僅支持8個天線端口的基礎(chǔ)上，美國貝爾實驗室2010年提出了MassiveMIMO，利用多根天線形成的空間自由度及有效的多徑分量，極大增加了頻譜利用率和可靠性。
基站天線投資比例在整個無線網(wǎng)絡中僅占2%左右，但是其對基站通信系統(tǒng)中網(wǎng)絡指標的影響超過5成，因此，也一直在通信技術(shù)演進的過程中扮演著重要的角色。
大規(guī)模MIMO在系統(tǒng)頻譜效率、用戶體驗、傳輸可靠性的提升上提供了重要保證，同時能夠支撐的網(wǎng)絡容量是8×8MIMO天線的10倍以上，能夠較好的滿足未來的海量連接需求和幾何級別的流量需求增長。
一般而言，普通的基站需要配置3面天線，4G基站則需要配置2×2(即2根接收天線和2跟發(fā)射天線)面，未來隨著5G落地，MassiveMIMO基站(128，256根甚至更多天線)的大規(guī)模應用將促使基站天線數(shù)量增長(排除有源無源的差別后，單價相對會下降)。
在移動通信系統(tǒng)升級之際，基礎(chǔ)上游的基站天線需求有望倍增，相應市場會快速放大，如下所示，在4G建設(shè)起始的2013-2014年，國內(nèi)天線市場規(guī)模迅速增長，而5G來臨之際的2020-2021年，這一增長彈性將進一步放大。
此外，5G對毫米波的技術(shù)要求，也促進了移動終端和基站端天線的更新?lián)Q代和數(shù)量的增長。天線向有源方向發(fā)展將帶動單個天線的價值提升。
根據(jù)我們的測算，5G時期全球基站天線市場規(guī)模或達7000億人民幣。
根據(jù)上述數(shù)據(jù)，14~17年的國內(nèi)4G建設(shè)高峰期，總天線市場國模約320億，對應新建的320萬左右的4G基站，約一個基站的天線價值量在1萬左右(3副天線)。
同期海外市場規(guī)模約為130億美元，對應200萬左右4G基站。而到了5G時代，5G基站數(shù)將是4G的1.5~2倍。
而5G基站天線的單體價值量或是4G的3~4倍，兩項疊加(暫不考慮單基站天線數(shù)量的增加)，5G時期的天線總規(guī)模或是4G的4.5~8倍，對應5000~9000億人民幣的全球市場，取中間值為7000億。
當前階段，4G低頻重耕及海外建設(shè)需求彌補資本開支空窗期，基站天線市場景氣度依舊較高。
自從2007年澳大利亞運營商首次關(guān)閉CDMA網(wǎng)絡服務，全球掀起了頻譜重耕的熱潮，如AT&T、澳洲電信、新加坡Singtel和StarHub等也將關(guān)閉GSM網(wǎng)絡。據(jù)Ovum預測，到2020年左右，2G網(wǎng)絡將在全球范圍內(nèi)全面消失。
目前，我國頻譜重耕條件逐漸成熟，隨著4G覆蓋的完善和滲透，2G和3G用戶向4G用戶轉(zhuǎn)換已到后期階段，此外政策面和核心網(wǎng)也對頻譜重耕作出了積極回應。
頻譜重耕將推動運營商通信基站大范圍的改造升級，帶動基站側(cè)更新?lián)Q代的需求增長。
2017年，隨著中國聯(lián)通展開對900M頻段的重耕以及中國電信對800M頻段進行重耕，導致國內(nèi)基站天線市場下滑幅度并不大。
2018年，中國電信進入800M重耕深化年，重點發(fā)力“五高一地”實現(xiàn)精準建設(shè);中國聯(lián)通在完成混改后將加大900M重耕執(zhí)行力度，給基站天線市場提供流量較強的支撐。
而發(fā)展中國家4G建設(shè)方興未艾，海外基站天線市場空間廣闊。
實際上，亞太、中東、北非等發(fā)展中國家目前處于4G建設(shè)期中，相應需求景氣度高，以印度為例，其最大的電信運營商BhartiAirtel近年來的資本開支連續(xù)上漲，4G建設(shè)處于高峰期。相應地，全球基站天線市場空間依舊較大。
此外，三大運營商均開展NB-IOT網(wǎng)絡的建設(shè)，對于相應天線的需求旺盛。如中國移動2017年完成111萬面NB-IOT天線招標，對應其40萬NB-IOT基站建設(shè)的目標。
隨著聯(lián)通和電信都將建成與移動規(guī)模相當?shù)娜珖采w的NB-IOT網(wǎng)絡，預期2018、2019年將迎來大規(guī)模招標。
并且，4G后周期時代，多頻天線常用來滿足低頻重耕以及網(wǎng)絡演進需求，相應的智能天線單價較高，也一定程度上填補了數(shù)量上需求的下滑。
如2018年9月份中移動開展“4+4+8+8”獨立電調(diào)智能天線產(chǎn)品集中采購(第一批次)，項目預估采購規(guī)模約14.09萬面。
“4488”天線可同時支持900M、1800M、FA頻段8T8R以及D頻段8T8R，最大程度節(jié)省天面空間及TCO，但其造價也較高，在6000~8000元之間，而常規(guī)的4G基站天線價格在3000~4000元。因此中移動的這一采購總額超9億，提振了行業(yè)的信心。
整體來看，當前階段，國內(nèi)基站天線市場規(guī)模有望保持平穩(wěn)，并在2019年下半年5G建設(shè)逐步開始后，迎來新一輪上升。
5G超密集組網(wǎng)技術(shù)刺激小基站千億新增市場
5G性能提升還需依賴超密集組網(wǎng)提升空間復用度。
為了解決未來移動數(shù)據(jù)流量增長1000倍以及用戶體驗速率提升10-100倍的需求，除了增加頻譜帶寬以及采用先進的無線技術(shù)提升頻譜利用率以外，最為有效的辦法依舊是加密小區(qū)基站的部署從而提升空間復用度。
傳統(tǒng)的無線通信方式通常采用小區(qū)分裂的方式部署基站，但是隨著覆蓋半徑的逐步減小，小區(qū)分裂很難進行，需要在室內(nèi)外熱點區(qū)域密集部署小功率的基站，即超密集組網(wǎng)。
超密集組網(wǎng)的典型應用場景包括:辦公室、密集住宅、密集街區(qū)、校園、大型集會、體育場、地鐵、公寓等等。
基站按照覆蓋半徑和發(fā)射功率可以分為宏基站、微基站、皮基站和飛基站。其中宏基站的發(fā)射功率在幾十瓦以上，覆蓋半徑在2km以上。
而熱點區(qū)域覆蓋則更適合小基站，包括微基站、皮基站和飛基站，功率只要毫瓦到瓦級別，覆蓋半徑在十米到幾十米之間。小基站的硬件成本遠低于宏基站，更適合于室內(nèi)或者室外大數(shù)據(jù)熱點區(qū)域。
隨著小區(qū)部署密度的增加，超密集組網(wǎng)將面臨許多新的技術(shù)挑戰(zhàn)，如干擾、移動性、站址、傳輸資源以及部署成本等，因此如何靈活部署與維護、干擾管理和抑制、接入和回傳、聯(lián)合設(shè)計以及小區(qū)虛擬化技術(shù)等是超密集組網(wǎng)的重要研究方向。
電磁波頻率越高、波長便越短、衍射能力也越弱，同時由于涉及穿透能力，信號在穿透過程中會發(fā)生能量損耗，因此高頻電磁波傳輸距離近，傳輸損耗大，相關(guān)基站設(shè)備需密集部署，基站體積的減小對天線和濾波器集成化要求也較高。
超密集組網(wǎng)打開小基站千億市場空間。
一方面由于微型化的基站方便部署且易攜帶，可以根據(jù)使用場所靈活布設(shè)，且同時功耗低、成本低，容易滿足未來物聯(lián)網(wǎng)海量連接、海量部署的特點，小基站具有填補網(wǎng)絡覆蓋漏洞并提升網(wǎng)絡服務質(zhì)量的特點。
另一方面，未來尺寸小、多制式、異構(gòu)接入的基站將有更多的發(fā)展空間，推廣是趨勢，甚至有望替代現(xiàn)有WiFi的單一無線制式路由器。
從這個角度看，未來小基站存在機會。5G應用毫米波的最大場景就在室內(nèi)，使得消費者對于大帶寬需求上升，從而提升小基站需求。根據(jù)市場研究機構(gòu)ABIResearch最新調(diào)查顯示，2021年全球室內(nèi)小型基站市場規(guī)模將達到18億美元。
根據(jù)我們的測算，5G小基站的市場規(guī)?；驗?500億元。
假設(shè)單個宏基站的覆蓋距離為300米，其覆蓋面積內(nèi)需要用小基站對相應市內(nèi)熱點區(qū)域進行覆蓋，以小基站覆蓋半徑30m估算，該區(qū)域需要100個小基站，而熱點區(qū)域可能只占到覆蓋面積的25%，因此需要約25個小基站。
而按照5G基站數(shù)是4G的1.5倍計算，國內(nèi)5G基站數(shù)約為500萬，則小基站數(shù)量理論需求為1.25億個，按照小基站2000元/臺的均價計算，市場空間為2500億人民幣。
小基站已在全國21省市商用，運營商規(guī)模集采即將到來。如下圖所示，4G時代，全國已有21省市試水小基站，但整體采購量都不大，預計整體采購量不超過50萬臺。
此前中國移動曾于2015年進行過一次集采，規(guī)模大概為9.6萬個。
時隔三年，2018年8月，中國移動再次開啟皮基站集中采購，本次集采超87萬臺，以4G拓展型皮基站為主，超過歷年省級采購總和。預計5G時代，這一采購數(shù)量將繼續(xù)大幅攀升。