为了加强通信天线产业合作和创新,由天线系统产业联盟主办、中国电信北京研究院承办的2015 年天线系统与5G通信高峰论坛,于12 月16 日在中国电信集团北京研究院正式召开。会上,业内专家交流了5G 研究的推进状态和最新研究成果,探讨5G 天线的发展方向。
据悉,2015 年11 月, 美国EJL Wireless ResearchLLC 的报告显示:2014 年全球移动通信基站天线采购总量达467 万副,进入全球TOP10 的五家中国品牌发货总量达233万副,了全球总量的50%。同时,京信通信连续四年进入全球一级供应商行列,发货数量首次位居全球第一。国内天线厂家华为、摩比、通宇、虹信也跻身全球TOP10,标志着中国正式成为全球移动通信天线产出大国。
为了深入了解我国移动通信天线的产业发展情况,本刊记者在会议期间采访了京信通信集团高级副总裁卜斌龙。他认为在我国成为全球移动通信天线产出大国的今天,中国移动通信天线产业链应该持续发力、扎实前行,努力实现由中国制造到中国创造、中国品牌的飞跃。
记者:本年度的EJL 报告刚刚出炉,中国天线厂家占据全球总份额的50%,能否介绍一下中国天线产业链的发展?
卜斌龙:中国移动通信天线产业发展之路大概分为4 个阶段。
2001 年以前,国外厂家垄断中国市场。
2001 年以前,我国移动通信市场上的基站天线几乎100% 被跨国天线公司所垄断。从我国建设移动通信网开始,基站设备一直是从国外采购。同时,国外厂商将天线以“打包”的方式在中国进行销售,并且提出若基站天线系统“拆包”采购,他们将不负技术上的任何责任。为降低风险,国内电信运营商均选择了成本较高的外国天线品牌。没有机会形成中国自己的基站天线产业,国外跨国公司在基站天线设备上,赚取了高额利润。据统计,截至2001 年底,我国建设20万个基站,按每个基站4 ~ 6 面天线计共需80 万~ 120万面天线。早期基站天线单价为2 万~ 3 万元人民币,到2001 年国外品牌的单价约9000 元,按照加权平均价约1.5万元人民币计算,我国移动通信运营商仅为天线一项就花去了超出150 亿元人民币。
2002 年~ 2008 年,天线开始拆包到全国集中采购,中国天线产业迅速成长。
2002 年~ 2004 年,部分运营商尝试天线拆包采购之后,国产天线产业有了机会,但采购量不到10%。2005 年,中国移动率先拆包全国集中采购,国产天线占比达75%。到2008 年三大运营商均拆包集中采购,国产天线占比达到了85%。同时,由于国内天线厂家参与竞争,迫使国外厂商价格大幅度下降,以15dBi 的GSM900 频段双极化天线为例,单价降至5000 元左右,约为当年打包价格的四分之一。
然而不幸的是,在此期间,国内天线的低价竞争愈演愈烈,国产天线质量严重下降。只有少数厂家坚持质量底线,并开始国际化的探索。
2009 年~ 2010 年,中国天线质量回归,优秀的企业脱颖而出。
以中国移动“工兵行动”为开端,三大运营商对天线技术和质量的关注度提高,国产天线质量迅速提升。坚持质量底线的厂家拥有性价比优势,市场竞争力明显增强,在国际市场,也逐步取得了同欧美厂家同台竞争的机会,中国品牌天线的全球占有率不断增加,优秀的中国天线品牌脱颖而出。
2009 年美国ABI 报告显示,京信通信天线全球排名第三,市场份额达9%。
2011 年~ 2015 年,中国天线进入高速发展期,成为全球移动通信天线产出大国。
2011 年~ 2015 年是中国天线技术和制造水平高速发展阶段,中国天线厂家大力拓展海外市场,产品综合竞争实力超过欧美天线厂家,达到了世界领先水平,全球占比迅速提升。
根据美国EJL 移动通信基站天线分析报告:2011 年~ 2014年,中国有四五家天线厂家进入全球TOP10,京信通信天线连续4 年同德国凯仕林、美国康普三家被评为全球一级供应商。京信天线发货量2013 年居全球第二,2014 年居全球第一。仅仅用了4 年时间,中国天线厂家全球发货总占比由23.4% 增长至50.3%,复合增长率超过29%。
记者:未来3 年,全球移动通信天线市场的需求规模是什么情况,主要的技术发展方向包括哪些?
卜斌龙:通过对全球移动通信网络市场的深入调研和分析,我们认为:2015 年是全球4G 网络建设最高峰,基站天线投资规模超过50 亿美元,总需求量约530 万副。随着全球部分地区4G 网络建设的回落,2016 年起,全球移动通信天线市场将进入转折期,需求量开始下降,到2018 年,将回落至2013 年的水平,在350 万副左右。
为了应对全球移动通信网络高流量、低成本、按需覆盖、节能减排的发展趋势,未来三到五年,移动通信天线的发展主要呈现三个特点:小型化和宽带化;一体化和有源化;智能化和可感知。
(1)小型化超宽带多系统共用电调天线将成为主流
进入4G 及4G+ 时代,全球多数运营商同时运营多个制式多个频段的网络,导致基站的天面资源更加紧张,在一些高话务量区域已经“天线林立”,加上民众对“电磁辐射”的恐慌,选址难、建站难、新增天线更难,已成为4G 网络建设面临的最大挑战。此外,在一些共用铁塔或杆塔的站点,天线数量成倍增加,使天馈施工难度增加,系统的可靠性能降低。这些都反映出小型化超宽带多系统共用电调天线成为网络建设的迫切需求。以五频十端口天线为例:可一次性解决5 副单频天线的安装天面问题,降低60% 的工程施工成本,节约80% 的天面租金。
小型化超宽带化多系统共用电调天线可为不同制式通信系统提供简便、高度集成的基站天馈系统解决方案,同时满足不同方式的共建共享需求,是移动通信天线未来的主要发展方向并逐渐成为建网的绝对主流。到2018 年,多频天线的需求占比将超过80%,6port 和8port 将成为主流。
(2)可感知天线系统很可能是4G 时代移动通信天线最后一个技术热点
一直以来,对在网天线实时监控和有效管理都是全球运营商所面临的难题,特别是在站址分散、天线数量庞大,多个运营商多个系统共用杆塔或天线资源的今天,完全依赖人工不但耗费大量资源,而且问题定位时间长,网优响应速度慢、效率低,直接影响到运营商网络的品牌形象。
可感知天线系统是在传统天线基础上增加先进的感知模块,使天线具备可感知能力,能够快速识别在网天线电气性能参数(天线和有源模块的一体化,为天线电气性能快速入网提供便利;一体化天线极大地减少了工程施工;有源模块无须安装、无须配置、无须调整),感知天线安装参数(天线方位、机械下倾角、海拔高度、经纬度等),存储网优的历史调整记录等,同时满足AISG2.0 标准及其扩展协议,可直接在后台远程实时监控天线参数信息,及时有效地进行各类数据分析,快速精准进行问题定位并确定网优解决方案,对于提升网络整体性能和网优效率非常有效,很可能是4G时代移动通信天线最后一个技术热点,也是未来5G 天线的发展方向之一。
(3)4G 网络应用仍以无源天线为主,有源天线是面向未来的解决方案之一
有源天线的发展有两个阶段:初级阶段是一体化有源天线或半有源天线,有源设备与无源天线采用物理连接,有源设备直接背在天线后面或将有源设备分布在天线背面与天线共用一个外罩,可以减小馈线损耗,提高信号强度、接收灵敏度,改善覆盖效果,但目前在多频多模共用方面面临较大的技术挑战,在成本、效率和可靠性三方面也广受质疑;高级阶段是指分布式有源天线,天线采用多个有源模块分别与辐射单元相连接,能够通过实时波束调整、小区分裂、载波分裂等技术改善覆盖效果,实现按需覆盖,提高网络资源利用率,是真正意义上的有源天线,但在成本、带宽、效率、可靠性方面还有很长的路要走。
基于此,有源天线虽然在内部损耗降低、灵活快捷的多波束能力、节能减排、简化工程方面发挥了积极作用,但由于成本、可靠性以及难以实现多频段多模共用等诸多问题,在要求天线高度集成共享的4G 时代,有源天线的使用量非常有限,预计在10% 以下,而且以半有源一体化天线为主,建网的绝大多数场景仍将使用无源天线。
回顾2G、3G 以及4G 网络的发展历程,从标准制定到正式商用需要5~10 年的产业链培育期。目前5G 网络的工作频段和天线形态还未确定,WRC-19 会议将最终确定5G 初始频段,ITU-R 2015 年WG 会议提出了IMT-2020(5G)计划,目标是在2020 年完成制定5G 标准。因此,2020 年前不太可能出现大规模5G 商用网络,5G 建设高峰期预计出现在2025 年左右。
记者:结合目前产品链的发展情况及全球移动通信网络的发展,谈谈中国天线产业实现全球化战略所面临的挑战和应对措施。
卜斌龙:要实现中国移动天线产业的全球化战略,中国天线厂家面临很多挑战,主要有以下几个方面:
(1)缺乏全球化的专利布局策略
由于历史原因,中国天线厂家发展时间短,自主知识产权积累方面远落后于欧美厂家,缺少全球范围内的专利有效布局,发明专利占比小,国外专利数量更少。这已在不同程度上影响了中国天线全球化市场的扩张进程。
(2)产品质量形象仍需持续提升
国内部分厂家质量意识不够,仍寄希望于通过低价获得市场竞争力。只有极少数大厂家实现了较高水平的自动化生产,多数天线厂家的自动化生产程度偏低,很难保证产品长期的质量稳定性和可靠性,造成客户的质量信赖度不高。这些均影响了中国天线厂家在全球市场的整体质量形象。
(3)技术创新度不够,多数厂家仍是追随者
国内多数天线厂家只着眼于当前的产品技术指标达成,对新技术新产品的布局和开发重视程度不够,研发资源投入少,导致中国天线在新技术新产品方面落后于国外厂家,缺少技术话语权,制约了中国天线产业的可持续发展。
(4)品牌认同度不高
当前我们在全球市场虽获得了较高的市场占比,但在销售收入和盈利能力方面与国外天线厂家仍有较大差距,特别是复杂天线的销售量少、占比低。
在三到五年内,倡议有志的中国厂家:提升专利数量和质量,并在全球有效布局,努力开拓全球高端市场;加大技术创新的资源投入,占领技术高地,成为行业技术和标准的领导者;坚持以产品质量赢得客户,不断提高产品的工业设计和自动化生产水平;通过持续不断的技术创新和为客户提供高质量的产品和服务,提升中国天线品牌的客户认同度,实现销售收入的全球占比跑赢发货量占比,盈利能力跑赢欧美厂家,彰显中国创造的能力。
也希望政府和行业能够加强引导:采取切实措施,鼓励和支持天线厂家加大研发投入,持续改善招投标规则中技术和质量权重的有效性,营造保护知识产权、占领技术高地、创造中国天线品牌的产业环境,扶持天线厂家提高全球品牌认同度。实现中国天线由中国制造到中国创造,再到中国品牌的三级跳。这样,中国成为移动通信天线强国指日可待,世界移动通信天线的明天将属于中国。