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5G对智能机行业的影响分析：从iPhone X LCP天线看行业演变

核心内容

5G技术将带来电子行业多维度升级，涵盖天线设计、射频前端、PCB/FPC制造等多个领域。随着5G的发展，手机天线数量和复杂度将显著增加，射频前端器件需求将实现量价齐升，而PCB/FPC产业将率先受益。苹果iPhone X采用LCP天线作为创新设计，预示着5G时代高频高速FPC将成主流。

主要观点

• 天线系统升级：随着通信频段增加和下载速率提升，手机天线从单一功能组件演变为由多个元器件构成的完备系统。
• LCP天线技术：iPhone X采用LCP基材的FPC软板作为天线组件，具有低介电常数和低介电损耗，适用于高频信号传输。
• 天线数量翻倍：5G初期，4天线手机将成为主流，未来将发展至8天线、16天线设计，射频连接器需求同步增长。
• 射频前端市场增长：射频前端市场规模将从2016年的101亿美元增长到2022年的228亿美元，其中滤波器市场增长最快。
• PCB/FPC产业受益：5G基站建设带动PCB需求，预计全球5G基站数量达到850万个，对应PCB市场空间510亿元。
• 国产替代机遇：在5G产业链中，中国本土厂商有望实现技术突破和市场占有率提升，特别是在滤波器和射频连接器领域。

关键信息

5G市场前景

• 5G是将改变社会生活的通用技术，预计到2035年，全球5G价值链将创造3.5万亿美元的经济产出和2200万个工作岗位。
• 中国5G价值链总产出将达9840亿美元，居全球首位。

天线技术演进

• iPhone X支持频段：覆盖低频段、中频段和高频段，同时支持WiFi、GPS等多无线通信功能。
• 天线构成：iPhone X采用LCP基材的FPC，与金属边框结合，实现蜂窝天线功能，同时承担射频信号传输。
• 天线数量：4G时代手机普遍采用2天线设计，5G初期将普及4天线，未来可能发展到8天线或更多。

射频前端发展

• 射频前端定义：包括PA、LNA、滤波器、开关等器件，是射频收发机与天线之间的关键部分。
• 射频前端市场预测：预计2022年市场规模达228亿美元，CAGR为14%；其中滤波器市场CAGR达21%。
• 模组化趋势：射频前端器件将向模组化发展，以适应高频高速和紧凑设计需求。

PCB/FPC产业机遇

• 基站天线PCB应用：中兴通讯5G基站天线采用64个PCB结构天线振子，PCB在基站天线中具有高精度、轻量化优势。
• 市场空间预测：中国5G基站预计达600万个，对应PCB市场空间约360亿元；全球5G基站预计达850万个，对应PCB市场空间约510亿元。
• 本土厂商发展：在国家政策支持和技术引领下，中国本土PCB/FPC企业有望实现快速发展。

投资建议

推荐公司

• PCB/FPC行业：东山精密、景旺电子、生益科技、深南电路、沪电股份、合力泰。
• 天线和射频前端：立讯精密、信维通信、电连技术、麦捷科技、顺络电子、硕贝德。

相关公司

• 基站天线：东山精密、立讯精密。
• 滤波器：东山精密、顺络电子。
• 射频连接器：电连技术、信维通信、长盈精密。
• 功率放大器：三安光电、长盈精密。
• 汽车电子：飞荣达、蓝思科技。
• 5G通信PCB：景旺电子、生益科技、深南电路、沪电股份。

风险提示

• 宏观经济下行：可能影响5G行业发展。
• 5G行业发展不及预期：可能影响相关产业链企业的增长。

图表目录

• 图1：2007年第一代iPhone
• 图2：iPhone天线由FPC构成
• 图3：iPhoneX支持的通信功能
• 图4：苹果关于天线设计的专利
• 图5：苹果的天线工作频段可以调节
• 图6：多层FPC结构示意图
• 图7：传统FPC以聚酰亚胺（PI）为主要基材
• 图8：LCP覆铜板
• 图9：LCP软板产品
• 图10：iPhoneX上的LCP软板
• 图11：三星S8射频连接线（RF cable）独立于天线和主板
• 图12：5G价值链的研发与资本性支出份额（按国家）
• 图13：2025年全球5G价值链的产出（美元）和就业机会
• 图14：5G关键技术目标
• 图15：5G生态链
• 图16：5G推进时间表
• 图17：5G频段应用
• 图18：64QAM转向256QAM效率提升
• 图19：3CA配合4天线达成1Gbps下载速率
• 图20：载波聚合逐年演进
• 图21：4x4的含义：基站4天线发射，手机4天线接收
• 图22：2014~2021年不同LTE等级智能手机出货量
• 图23：三星Note8采用4天线、2条射频连接线
• 图24：1条射频连接器配套2个射频连接座
• 图25：Massive MIMO基站
• 图26：中国移动Massive MIMO商用计划
• 图27：智能手机典型射频架构图
• 图28：射频前端器件的工艺技术和应用
• 图29：过去4年间，RF器件厂商收购兼并持续发生
• 图30：射频元件和模组产业链
• 图31：iPhone支持的频段数量持续增加
• 图32：2G/3G时代1根天线对应1条发射通路和1条接受通路
• 图33：4G手机具有2天线，对应1条发射通路和2条接收通路
• 图34：射频前端元件密度提升但可用PCB面积在减少
• 图35：iPhone7 MidBand PAMiD模组内部构成
• 图36：RF模组占RFFE整体的数量和成本比例
• 图37：随着下载速率升级RFFE价值量持续提升
• 图38：2016~2022年射频前端市场规模预测（百万美元）
• 图39：传统基站天线结构
• 图40：中兴通信5G基站天线阵列

行业表现

• 5G相关电子行业表现积极，部分公司获得买入-A评级。
• 重点推荐公司包括东山精密、景旺电子、生益科技、深南电路、沪电股份、合力泰、立讯精密、信维通信、电连技术等。

总结

5G技术将推动电子行业多维度升级，特别是在天线设计、射频前端和PCB/FPC制造领域。iPhone X的LCP天线设计预示了5G时代高频高速FPC将成为主流，同时天线数量增加将带动射频前端器件需求翻倍。PCB产业将率先受益于5G基站建设，预计全球5G基站数量达850万个，对应PCB市场空间约510亿元。在国家政策支持和华为、中兴等企业的引领下，中国本土PCB/FPC企业有望实现快速发展，迎来新的市场机遇。