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5G推动下,FPC全球市场2025年有望突破150亿美元

TIME:2022/3/19 20:51:38   click: 520 次

FPC全球市场规模稳步增长,2025年有望突破150亿美元。从市场规模来看,受益 于消费类电子的创新应用及5G智能手机更新换代,FPC市场规模持续提升。根据 Prismark统计,2021年全球FPC市场规模预计为138亿美元,2025年有望达到154 亿美元,五年年均复合增速为4.24%。根据Prismark数据,2019年至2025年FPC板占全球PCB市场份额将 始终稳定在18%~20%。


目前FPC需求量主要集中在苹果。从最初iPhone4中10颗FPC,12美元左右单价, 到2015、2016年苹果分别导入3D Touch与双摄新功能,功能创新同步推动硬件更 新升级,2016年推出的iPhone 7中使用了多达15~17颗FPC,其中多层、高难度FPC 占比高达70%,整机FPC面积约120cm2,ASP提升至23美元左右。2017年的旗舰 iPhoneX中使用高达25颗左右的FPC,ASP达到30美元左右,2020年推出的 iPhone12搭配达到28~30颗的FPC,ASP升至45美元左右。

1.量增:5G时代FPC天线&传输线数量和渗透率双升,苹果持续拉动FPC需求增长


5G时代基于扩充网络容量的需求,天线列阵从MIMO技术升级为更先进的Massive MIMO技术。MIMO系统提升天线数量,增加信息传输的物理通道,从而改善通信质 量,进一步提高下载速率。移动基站天线经历了一体化宏基站天线、基带处理单元 和射频拉远模块分离、MIMO天线、有源天线、Massive MIMO等发展阶段,传统的 TDD网络的天线基本上是2天线、4天线或8天线,而Massive MIMO的通道数达到 64/128/256个。


MIMO阶数提升带来天线数量提升。2T2R MIMO即基站有两个发射天线,对应手机 上有两个接收天线,4T4R MIMO则对应基站端四个发射天线,手机端四个接收天线, MIMO阶数越高,信道数量越多,所需的天线数量也呈现阶段性地增加。由于载波聚 合和信道复用等技术,MIMO阶数和天线数量并不是完全对应关系,但MIMO阶数提 升会直接带来单机天线数量提升。


以iPhone为例,天线阶数逐年上升,2018年发布的iPhone XS/XS Max开始使用4x4 MIMO。2017-2018年期间4x4 MIMO开始商用,以iPhone为例,15年苹果发布的 iPhone 6s开始使用2x2 MIMO技术,但是仅于Wifi天线;16年苹果发布的iPhone 7 开始在LTE天线使用2x2 MIMO技术,18年后的iPhone则开始使用4x4 MIMO,从而实现更快的数据传输速度。


5G时代高集成度需求促使射频传输线随天线数量的增加而增加。5G网络下手机的 数据处理能力以及数据处理量都会得到相应提升,因此需要更多功能组件和更大的 电池容量,这些都持续压缩手机空间,天线可用设计空间越来越小,因此,智能手 机厂商对高集成度天线模组的需求也越来越强烈。天线需要通过射频传输线(RF cable)与主板相连,完成信号传输。伴随着5G时代天线数量的增加,手机市场射频 传输线的需求也将增加。


集成化趋势下,FPC替代射频传输线带来量增。传统设计使用同轴电缆将信号从天 线传输到主板,FPC(以LCP软板为例)拥有与天线传输线同等优秀的传输损耗, 可在仅0.2毫米的3层结构中携带若干根传输线,并将多个射频线一并引出,取代厚 重的天线传输线和同轴连接器,并减小至少50%的厚度,具有更高的空间效率。



2.价增:MPI、LCP替代传统PI软板,单机价值量明显增加


传统PI软板无法适应5G时代高频高速趋势。传统FPC电路板以聚酰亚胺(PI)作为 电路绝缘基材,PI膜和环氧树脂粘合剂作为保护和隔离电路的覆盖层,经过一定的 制程加工成PI软板。绝缘基材的性能决定了软板最终的物理性能和电性能,为了适 应不同应用场景和不同功能,软板需要采用各种性能特点的基材。但是由于PI基材 的介电常数和损耗因子较大、吸潮性较大、可靠性较差,因此PI软板的高频传输损 耗严重、结构特性较差,已经无法适应当前的高频高速趋势。


5G时代高频高速趋势下,MPI、LCP材质的FPC将逐步替代传统PI基材FPC。由于 MPI和LCP天线相比传统PI天线,具有工艺复杂、良品率低、供应商少等特点,单机 价值量将高于传统PI天线。以2017年iPhone X为例,LCP天线单机价值约为8-10美 元,而iPhone 7的独立PI天线单机价值约为0.4美元。MPI是非结晶性的材料,加工 生产难度介于PI和LCP之间,价格低于LCP,且在10-15GHz高频信号上的表现足与 LCP媲美,有望在5G时代崛起。(报告来源:未来智库)