2022年5G毫米波设备行业现状及发展前景分析

2022年5G毫米波设备行业现状及发展前景分析

毫米波指波长为1～10毫米的电磁波称毫米波，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点。毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。2020年6月15日，中国工程院院士刘韵洁表示，南京网络通讯与安全紫金山实验室已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片。

毫米波频率范围为26.5～300GHz，带宽高达273.5GHz。超过从直流到微波全部带宽的10倍。即使考虑大气吸收，在大气中传播时只能使用四个主要窗口，但这四个窗口的总带宽也可达135GHz，为微波以下各波段带宽之和的5倍。

毫米波通信应用于军事上是非常必要和有重大意义的, 是很有发展前途的通信手段，具有波束窄、数据率高、电波隐蔽、保密和抗干扰性能好、开设迅速、使用方便灵活以及全天候工作的特点。

其他的毫米波技术应用还包括肿瘤检测的医学成像，温度测量，血液循环和水分、氧分测量。在过去的二十年里，这些应用都被强烈地探索着，但是，大部分研究停止或放弃了，原因在于这些传统的系统竞争不过已经存在的MRI或者X射线CAT扫描系统。由于波长太长，这些系统的精度很差。随着硅技术允许大量的接收机阵列被低成本地实现在一块小面积上，我们相信这些应用会重新出现。而且随着频率被推到更高频点，如100GHz以上，波长变得更小，还将出现新的应用领域。

发展毫米波器件一直是发展毫米波技术的先导 ,研制宽带、低噪声、大功率 、高效率 、高可靠、长寿命 、多功能的毫米波器件是该技术的关键 。

随着千兆比特流(Gb/s)点对点链接通信、大容量的无线局域网(WLAN)、短距离高速无线个人局域网(WPAN)和车载雷达等高速率宽频带通信应用的市场需求不断扩大，设计实现具有高集成度、高性能、低功耗和低成本的毫米波单片集成电路(MMIC)迫在眉睫。

根据中研普华研究院《2022-2027年中国5G毫米波设备行业现状分析与发展预测报告》统计分析显示：

1、 全球5G毫米波设备产能、产量、产能利用率及发展趋势(2019-2027)

2022年6月17日消息(乐思)6月9日晚10点零4分，在匈牙利布达佩斯召开的3GPPRAN第96次会议圆满结束。在本次会议上，5GR17标准宣布冻结，标志着5G第二个演进版本(第三个版本)标准正式完成。这不仅意味着5G技术演进第一阶段的圆满结束，而且也证明了移动生态系统具有强大韧性，并为下一步R18及未来版本演进奠定了基础。

作为一个关键里程碑，R17不仅为5G系统的多项基础性技术带来更多增强及扩展特性，例如工业物联网增强、定位增强、V2X增强、终端节能、覆盖增强、扩展的直连通信功能、非地面通信等，还将毫米波频段扩展到了71GHz，毫米波频段丰富的频谱资源可以有效应对未来移动通信系统的高标准、差异化需求。随着产业链的日益成熟，5G毫米波技术将加速发展，并带动更多的经济增长，为5G应用提供更加广阔的发展空间。

从目前发展阶段来看，包括我国在内的全球运营商普遍部署的是基于5GR15版本的网络。该版本主要面向eMBB大带宽场景设计的，主要是围绕着非硬实时、大带宽业务开展的。这就使得当前的5G网络在支持一些对于时延、可靠性等要求苛刻的垂直行业应用时，多少显得有些“力不从心”。所以，5G要想充分发挥赋能效应，需要不断向前演进。

众所周知，毫米波是5G的重要组成部分，性能已经得到充分验证，商用网络和终端部署持续扩展。随着通信连接数的增多和对流量需求的增大，向毫米波频段扩展是频谱扩展方面非常重要的趋势，利用毫米波能够推动各类环境下的多样化连接体验，同时降低每比特成本。虽然低频段的覆盖比较好，但是大多数频段资源都已经被使用了，在低频资源紧张的情况下，向更高频段扩展是一个必要趋势。

Release17将频谱从52.6GHz扩展到了71GHz，同时Release 17还支持60GHz免许可频段。可以看出，毫米波频段的频率资源十分丰富，可以配置极大的系统带宽。目前国内主流的基站设备厂家在毫米波频段已经可以通过载波聚合的方式(4个200MHz或者8个100MHz)实现总共800MHz的系统带宽。再配合以先进的信号处理技术，5G毫米波通信系统可以轻松实现Gbit/s数量级的峰值吞吐率。

2022年4月，中兴通讯联合泰国AIS、高通技术公司宣布完成全球首个基于sub6G和高频26GHz毫米波的5G高低频双连接测试(NR-DC),实现了单个UE下行峰值速率8.5Gbps，上行峰值速率2.17Gbps。

纵观全球，毫米波商用进展加速。在底层芯片层面，高通新一代调制解调器与射频系统骁龙X70可实现全球首个毫米波独立组网;MTK的首款毫米波芯片也刚刚问世。从网络设备角度来看，多家主流设备厂商相继完成了IMT-2020(5G)推进组主导的技术试验，包括5G毫米波基站功能和外场性能测试等项目。在运营商层面，全球45个国家及地区的180家运营商正在投资5G毫米波。全球近200张毫米波网正在组建;除此之外，各国政府也给予毫米波极大的政策支持。

随着5G毫米波解决方案的规模不断扩大以及市场的日益成熟，5G毫米波将实现更加广泛的影响和效益。

目前毫米波全球商用已经逐步展开，各国相继分配频谱，展开商用部署。在我国，随着载波带宽、帧结构、功率限值等关键指标的逐渐统一和明确以及频谱的规划的有序推进，产业链从设备、终端到测试各个环节日趋成熟完善，毫米波商用指日可待。

GSMA数据显示，2021年全球5G毫米波设备中，毫米波中继器产品产量规模达48.6万套;毫米波小基站数量达418.6万座，毫米波CPE产量达460万台。

图表：2019-2027年全球5G毫米波设备产量情况(万)

资料来源：GSMA、中研普华产业研究院整理

2、 全球5G毫米波设备产量、需求量及发展趋势(2019-2027)

2022年1月16日消息，世界移动通信系统协会(GSMA)推动全球加速计划，将加速发展5G毫米波技术发展，全球电信业者、芯片、设备厂商也在积极跟进，成为推升5G成长新动力。

5G频谱分为低于6GHz的Sub-6G，以及高于24GHz的毫米波(mmWave)，GSMA去年底成立全球加速计划，号召电信业者中国联通、NTT DoCoMo、澳洲电信、Verizon，芯片业者高通及设备商爱立信加入，要加速5G毫米波技术及应用落地。毫米波更可望成为2022年MWC的重点技术。

GSMA预估，2020年至2034年5G毫米波频谱释出可望为全球GDP带来5650亿美元增长。GSMA认为，毫米波将成为5G技术发展重要一环，跟单独使用Sub 6G的5G网路相比，使用Sub 6G结合毫米波网路有望节省35%成本，目前已拥有超过140种商用及计划商用的设备支持5G毫米波。

图表：2019-2027年全球5G毫米波设备需求及趋势预测

资料来源：GSMA、中研普华产业研究院整理

想要了解更多5G毫米波设备行业详细分析，请点击查看中研普华研究院《2022-2027年中国5G毫米波设备行业现状分析与发展预测报告》