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天線作為無線通信中發(fā)射端最后一級，接收端的第一級，可謂舉足輕重。我們近期對天線技術(shù)和行業(yè)發(fā)展進行了深入分析，現(xiàn)匯報我們的研究成果。 本文主要回答一下問題： 1、什么是天線？天線設(shè)計的核心變量有哪些？ 2、iPhone 十年，天線發(fā)生了哪些變化（技術(shù)+供應(yīng)格局）？ 3、2G-->3G-->4G，天線行業(yè)如何實現(xiàn)量價齊升？ 4、5G時代，天線將會有哪些變化？ 5、LCP天線有何不同？產(chǎn)業(yè)鏈及競爭格局如何？ 6、如何看待信維2018年可能不會大量做LCP天線？ 歡迎交流與指正：耿琛/張純18217451154 正文： 1、什么是天線？天線設(shè)計核心變量有哪些？ 天線（antenna）：連接射頻前端，身兼發(fā)射端最后一級和接收端第一級。  天線傳輸?shù)氖请姶挪ㄐ盘?，電磁波在自由空間傳輸過程中產(chǎn)生損耗，設(shè)備的天線增益，饋線損耗，發(fā)射功率和接收靈敏度都是影響天線傳輸性能的重要因素  移動天線設(shè)計復(fù)雜，需要考慮諸多因素： （1）材料：天線輻射體和支架材料需要具備低損耗特性（低介電常+低損耗正切角）。 （2）結(jié)構(gòu)：目前手機天線是全向天線，需要凈空區(qū)域，結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮天線凈空區(qū)域要求。 （3）電氣：天線設(shè)計技巧和制備工藝對天線的效率影響也較大，輔助電路元件則可以對天線進行電調(diào)諧。 （4）環(huán)境：天線旁邊不能存在吸收能量或者移動的物體。 ====================== 2、iPhone 十年，天線發(fā)生了哪些變化（技術(shù)+供應(yīng)格局）？ 隨著通訊技術(shù)的發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)頻段增多，頻率升高，天線的數(shù)量不斷增加，為了實現(xiàn)無線信號高速、多頻傳輸，以iPhone為代表的智能手機天線經(jīng)歷了結(jié)構(gòu)，工藝和材料的不斷改進，以滿足不斷提高的性能需求。   ①iPhone 初代（2007）：內(nèi)置FPC天線，安置于手機下部。 2007年發(fā)布iPhone 初代支持EDGE網(wǎng)絡(luò)，WiFi和藍牙無線通信，其天線采用內(nèi)置FPC天線，位于手機底部，由射頻同軸連接線連至主板，為了便于信號的傳輸，手機背板分為兩部分：上半部分為金屬，下半部分為塑料。  ②iPhone 3G（2008）/3GS（2009）：內(nèi)置FPC天線，支持3G網(wǎng)絡(luò)，增加GPS，天線分成兩部分。 2008年和2009年發(fā)布的iPhone 3G和iPhone 3GS均支持3G網(wǎng)絡(luò)UMTS/HSDPA，還添加了GPS導(dǎo)航。兩者均采用塑料背板，便于內(nèi)置天線安裝的自由，如iPhone 3G的蜂窩天線安裝在手機下部，WLAN、藍牙和GPS天線安裝在上部。  ③iPhone 4 (GSM)（2010）：邊框成為手機天線，天線門事件。 GSM機型iPhone 4的金屬邊框被兩條縫隙分成兩部分：一部分為WiFi，藍牙和GPS天線，另一部分為UMTS/GSM蜂窩天線。 手機邊框兩段式天線設(shè)計引發(fā)了“天線門”事件：天線會因為用戶握機方式的不正確而發(fā)生了接收不穩(wěn)定的現(xiàn)象。  ④iPhone 4（CDMA）/iPhone 4S（2011）：邊框分為三部分，使用接收分集技術(shù)。 為了解決上一代通訊不穩(wěn)定的缺陷，2011年發(fā)布的iPhone 4（CDMA）和iPhone 4S則對邊框進行了新的設(shè)計：由四條狹縫將邊框分成上、中、下三份。上、下兩部分為手機天線。 同時，iPhone 4S還使用了接收分集技術(shù)，準(zhǔn)備多個接收天線，選擇電波狀態(tài)好的天線接收信號，降低在接收終端信號衰落的概率，提高接收靈敏度。   ⑤iPhone 5（2012）/iPhone 5c（2013）：沿用三段式邊框天線設(shè)計。 2012年和2013年發(fā)布的iPhone 5和iPhone 5c的天線設(shè)計基本沿用4S的方案，雖然iPhone 5c使用塑料外殼，其內(nèi)部仍有類似結(jié)構(gòu)的天線。 ⑥iPhone 5S （2013）：采用雙頻wifi，工藝改進，從FPC天線到LDS天線，從同軸連接線到FPC一體型線纜。 2013年的iPhone 5s支持雙頻WiFi（2.4GHz/5GHz）,WiFi天線數(shù)量增加，為了縮小天線模組體積，部分天線改變了制備工藝。a）使用FPC一體型線纜取代射頻同軸連接線。b）LDS天線取代部分內(nèi)置FPC天線。  ⑦iPhone 6/6+/6s/6s+和iPhone 7/7+：后殼三段式設(shè)計克服金屬背板電磁屏蔽，增加NFC功能，iPhone 6s/6s+開始采用MIMO iPhone 6/6+/6s/6s+和iPhone 7/7+使用了全金屬背板，為了克服金屬的電磁屏蔽難題，借鑒iPhone 5的邊框三段式設(shè)計，比如，iPhone 6的金屬后殼被塑料白條分成A/BCB’/A’三部分，A和A’分別為上天線和下天線，BCB’互相導(dǎo)通，充當(dāng)天線的接地。上天線涉及Cellular副天線，雙頻WLAN、藍牙、GPS和NFC，下天線涉及Cellular主天線  ⑧iPhone8/8s（LDS+中框作為天線），iphoneX（LCP+中框作為天線），增加無線充電功能 iphone8/8s：采用玻璃后蓋，延用三段式的天線設(shè)計，上邊框（GPS+副天線）+下邊框（主天線）+LDS內(nèi)置（wifi天線） iphoneX：玻璃后蓋，三段式天線設(shè)計，上邊框（GPS+副天線）+下邊框（主天線）+LCP內(nèi)置（wifi天線） ⑨天線供應(yīng)格局的變化 功能機時代：諾基亞天線供應(yīng)商全球龍頭。2010年之前，諾基亞的天線核心供應(yīng)商Laird，Pulse和Amphenol占據(jù)全球天線市場40%以上份額，是全球天線行業(yè)的三大巨頭。 智能機時代：2011年開始，諾基亞逐漸退出手機市場的競爭，以iPhone為代表的智能機登上歷史舞臺，全球天線行業(yè)競爭格局開始變化。蘋果最早三大供應(yīng)商：安費諾、Molex、泰科。2012年，信維收購北京萊爾德，2014年，泰科電子被踢出iPhone供應(yīng)體系，由信維通信取代；2017年，Molex被踢出iPhone供應(yīng)體系，由立訊精密取代。 ======================= 3、2G-->3G-->4G，天線行業(yè)如何實現(xiàn)量價齊升？ 量增：無線功能增加、應(yīng)用頻率增多，終端天線單機使用量提升。 a）無線功能增加 b）應(yīng)用頻段增加 蜂窩網(wǎng)絡(luò)由單模到多模多頻，到全網(wǎng)通和全球通；WiFi天線也從單頻發(fā)展到雙頻模式，應(yīng)用頻率的增加帶動了對應(yīng)天線數(shù)量的增加。 c）接收分集和MIMO技術(shù)提升智能手機天線數(shù)量。 價升：手機內(nèi)部空間壓縮，天線數(shù)量增多，高度集成+輕薄，設(shè)計難度增加，帶動天線價值量提升。 ======================= 4、5G時代，天線將會有哪些變化？ 天線從2G/3G/4G到5G，是純粹的增量！！例如加載5G手機中，4G以前的天線都會存在。 ①5G分兩方面：sub6G和毫米波段。 sub 6：3-5G之間； 毫米波段：嚴(yán)格來講是30GHz以上，實際應(yīng)用的時候是24-86G左右。 ②sub6G采用MIMO天線、毫米波段采用陣列天線 a） MIMO天線和陣列天線的區(qū)別：MIMO天線：饋電口都是獨立的；array陣列天線：天線單元組合到一起，變成一個饋點。 b）MIMO天線的存在形式：LDS，F(xiàn)PC和金屬件等天線加工工藝都沒有問題。5G天線+無線充電，金屬去背板是必然趨勢。 c）毫米波陣列天線：可分為線陣、方陣。天線尺寸跟工作頻率成反比，毫米波的頻率變高，天線尺寸變小，簡單的加工形式精度不夠，還得借助于其他的加工形式，如陶瓷，LTCC，60GHZ以上，天線要直接做在芯片上。 ======================== 5、LCP天線有何不同？產(chǎn)業(yè)鏈將帶來哪些機會？ （1）iPhone 中的LCP（ Liquid Crystal Polymer 液晶聚合物） LCP最早用于軍工，因為軍工通信要用到高頻（6GHz）頻段以上；iPhone 6就開始使用LCP材料，包括ipad和17年發(fā)布的Apple watch。 iPhone X 中有3個LCP材料，如圖①②③，iPhone X中將上下wifi天線做在了LCP軟板上面，故也可將其稱為LCP天線，但目前來看，LCP更多的是替代同軸線纜的作用。未來增加的天線放在LCP上也是選擇方案之一。 （2）LCP材料性能優(yōu)越 1.低介電常數(shù)（f<> 2.損耗正切角小較小（0.002-0.0045）。電介質(zhì)在單位時間內(nèi)每單位體積中將電能轉(zhuǎn)化為熱能（以發(fā)熱形式）而消耗的能量小。 3.操作頻帶范圍寬（操作頻段<> 4.優(yōu)異的低吸水性（吸水率<> 5.熱可塑性，可無需額外黏合層而實現(xiàn)疊層。 （3）LCP性能對比 射頻傳輸性能：射頻同軸連接線》LCP》PI LCP連接線 vs 同軸連接線：a）能夠做多層，更薄，更節(jié)省空間；b）可彎折，走線更方便，部分高速線也可以做在上面； LCP-FPC vs PI-FPC：LCP高頻性能好；低吸水性；可做更多層 ps：LCP軟板與PI軟板最大的區(qū)別在于FCCL的基材膜的材料不同，如圖所示： （4）LCP天線產(chǎn)業(yè)鏈情況 LCP樹脂==》LCP薄膜==》FCCL==》LCP-based FPC==》LCP天線模組 LCP（液晶體聚合物）粒子：日本（寶理，住友，松下，東麗）；美國（杜邦，泰科納）； LCP薄膜：加工制成技術(shù)門檻高。Superex（美國）、Kuraray（日本）、Primatec/村田（日本）等； FCCL：村田/primate，杜邦（美國）；松下（日本）； azotek（臺灣） FPC：村田、嘉聯(lián)益、臺珺 LCP模組：包括彎折、測試、SMT（BTB）等環(huán)節(jié)。村田、安費諾等 （5）LCP天線的難點在哪兒？ a）LCP薄膜：加工制成技術(shù)門檻高，膜的厚度控制，均勻性很難。 b）FCCL 壓銅：LCP膜是熱熔型的，是用無膠工藝壓上去的，對于溫度以及工藝控制難度高。 c）FPC鉆孔：LCP軟板層數(shù)很多，鉆孔很難，目前村田用的埋孔技術(shù)，嘉聯(lián)益用的激光打孔（設(shè)備提供：ESIO；激光打孔設(shè)備也是增量，傳統(tǒng)FPC用的機械打孔） d）BTB能力：LCP線是通過BTB連接器連接到主板的，BTB以前都是傳數(shù)字信號多，對于一些高頻特性，信號連續(xù)性等考慮不多，而LCP的BTB連接器要用專門的LCP粒子注塑來做，現(xiàn)在基本只有村田在做。 ======================= 6、如何看待信維2018年可能不會大量做LCP天線？ 立訊精密：可能是與嘉聯(lián)益合作，主要做折彎和測試，以及SMT環(huán)節(jié)。 Q：如何看待信維2018年可能不會大量做LCP天線？ A：信維要做射頻，繞不開LCP，而且要做到價值量更高的環(huán)節(jié)。 （1）如果只做彎折測試smt，可能不賺錢：18年如果做更多是配合村田，做后段彎折、測試、SMT，加工完之后重新發(fā)回給村田。單價上講，在材料上的耗費就就 3 美元多，交回去不到 5 美元的回款，投入也比較大，基本不賺錢，不符合信維現(xiàn)階段的標(biāo)準(zhǔn)。 （2）受LCP影響，村田17年業(yè)績下修：業(yè)績預(yù)告下調(diào)了22億人民幣，主要是LCP投入太大，良率低（材料貴）導(dǎo)致的。 （3）信維旨在從前端材料到后段加工一體化，目標(biāo)切入19年蘋果新產(chǎn)品：信維要從前端材料開始做，和后端的加工就一體化，利潤率會高很多，目標(biāo)是做進19年蘋果新機。但公司并不排除 2018 年會做一部分 iPhone X ，總的投資額不大。19年用自己的LCP材料做。 |
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