5G基站核心部件有哪些

5G 基站核心部件包括基站芯片、基站天线、射频、滤波器、网优设备、功率放大器（PA）与印制电路板（PCB）等。

基站芯片

5G 基站芯片范围广泛，包括 CPU、FPGA、交换芯片、电源芯片、时钟芯片等。与智能手机等消费品追求顶尖工艺有所不同，5G 基站作为工业品，对芯片工艺的整体要求并不高，不同的芯片采用各自适应的工艺。 从应用现状来看，核心的 CPU、FPGA、DFE（数字前端）等核心芯片对工艺要求较高，主要采用 10nm 到 28nm 的工艺，部分厂家将推出 5nm 及更尖端工艺的芯片。从国际来看，目前相关核心产品在商用市场用途广泛，成本、功耗和竞争力具有优势，普遍的问题是对本土支持和响应速度偏弱。从国内来看，国产厂商整体能力和集成度相对国际产业存在差距，产品功耗和成本差距大。目前，国际高端 CPU 芯片和高端 FPGA 芯片已用到 10nm 工艺，而国内产业高端 CPU 芯片当前是 14nm 工艺，高端 FPGA 工艺还在 28nm。 TRX、DDR4、交换芯片等重要芯片，采用 19nm 到 28nm 工艺。而一些配套器件、通用器件，采用一些非常成熟的工艺即可。常规器件的工艺要求很低，可以全环节自主可控；而工艺要求高的核心器件，抗风险能力弱，需要广泛的设备厂家支持。

基站天线

天线是基站的重要组成部分，决定通话与信息的传输质量。从 4G 到 5G，基站的天线主要以多频段、小型化、高效率为主要技术发展方向。5G 基站主要采用 Massive MIMO 技术，目前国内基站天线厂商已拥有相关核心技术。

5G 基站采用 Massive MIMO 技术及波束赋形技术，对天线设计提出了更高的要求，天线设计的复杂度及集成度提升。5G 基站架构改变，4G 宏基站主要分为天线、射频单元RRU 和基带处理单元 BBU 三个部分，而 5G 宏基站升级为 DU+CU+AAU 三级结构，天线和射频单元 RRU 合二为一成为全新的有源天线单元，AAU 除含有 RRU 射频功能外，还将包含部分物理层的处理功能。

有源天线（AAU）中射频模块与天线高度集成，拥有多频段一次部署、简化站点物理设备、提升网络覆盖等优点，在 4G 网络部署中已有所运用。5G 时代，为减小馈线损耗、增强覆盖、适应 Massive MIMO 高复杂度设计，天线有源化将成为趋势。

市场方面，5G NR宏基站大规模建设推动了天线振子需求的快速增长，同时 5G 天线频率的提升，需要应用价值量更高的高频高速 PCB，因此，基站天线的价格相较过去有所提升。5G NR 宏基站数量与 5G 基站天线单体价值的同步提升，将助推 5G 基站天线投资规模大幅增长。

射频

射频（RF）是 Radio Frequency 的缩写，频率范围在 300kHz～300GHz 之间。射频是一种电流，是一种高频交流变化电磁波的简称。根据每秒电流交互频率，可以分为低频（变化小于 1000 次的交流电）、中频和高频（变化大于 10000 次的电流）。射频是一种高频电流，居于高频（大于 10K）中的较高频段，而微波频段（300M-300G）又是其中的更高频段。

射频主要用于实现无线通讯的两个本质功能，即在发射信号的过程中将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号，在接收信号的过程中将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号。从结构来看，射频可以拆分为天线、射频收发芯片、基带和射频前端。

按照下游来分，民用射频前端下游主要为移动终端（手机为主）、通信基站等，其中，手机是主要的下游市场，通信基站射频前端的市场规模相对较小。

滤波器

滤波器是由电容、电感和电阻组成的滤波电路，可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。

滤波器主要可分为金属腔体滤波器、介质滤波器、声学滤波器等。其中，金属腔体滤波器、介质滤波器主要应用于宏基站、小基站；声学滤波器可分为表面滤波器（SAW Filter）和体声滤波器（BAW Filter），主要用于手机、小基站、物联网等领域。

滤波器作为基站的核心零部件，对于基站选频起到关键作用。4G 主要采用金属腔体滤波器，价格低而且工艺成熟，但金属切割招致体积相对偏大。由于 5G使用大规模天线阵列Massive MIMO 技术，每条天线需要配备双工器，并且需要滤波器进行信号频率的同步处理，大幅增加了滤波器市场需求。另外，腔体滤波器由于体积大、发热多的缺点，5G 未来将更多的使用体积小的介质滤波器。

从短期看，介质滤波器与腔体滤波器将共同为5G基站服务；从长期看，损耗小、介电数高、体积小的陶瓷介质滤波器将成为主流。

网优设备

网优是“网络优化”的简称，指在现网基础上通过话务数据分析、现场测试数据采集、参数分析、硬件检查等手段，找出影响网络质量的原因，在此基础上进行各种优化（包括参数修改、网络结构调整、设备配置调整和采取某些技术手段），使网络性能达到我们需要的最佳平衡点。相应地，网优设备是指用于进行网络优化的硬件设备及其中相应配套的软件。

PA

功率放大器（PA）是基站射频单元中的关键组成部分，主要是将调制电路所产生的射频小信号放大，进而获得足够大的射频输出功率，作为信息传输的重要器件之一，PA 直接决定了无线通信的距离、信号质量以及功耗等。

PCB

PCB 是电子元器件互联的提供者，也是工业电子产品的命脉。5G 建设的初期阶段，无论是无线接入网还是传输网，均对 PCB 行业提出了更高的供应需求和技术要求。

因为 5G基站天线的集成度要求明显提高，所以需要采用更多层的 PCB 技术。PCB 板以多层板和单双面板为主，还包括 HDI 板、IC 载板、柔性板，以及刚挠结合板。以 2020 年中国 PCB 市场结构数据为例，普通多层板、单/双面板，HDI 板、IC 载板、柔性板以及刚挠结合板的市场占有率分别为 49%、15%、17%、15%、3%，主要应用于通信、计算机、汽车电子等领域。

5G基站设计流程