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        5G全產業鏈發展分析報告

        2019-06-13 09:49 來源: 國家建材大數據研究中心
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          5G牌照是5G網絡部署的基礎,5G商用牌照是運營商進行5G投資的先決條件之一,5G牌照發放將推動5G投資加速落地。中國5G牌照的發放,全產業鏈發展進入快車道,將推動包括芯片、終端、網絡設備等市場大幅增長,帶來無限的應用想象空間和商機。

          工信部部長苗圩在接受采訪時也公開表示,我國將會向一些地區率先發放5G臨時牌照,推動5G商用,下半年5G手機、5GPad等產品也將陸續投放市場。

          為什么5G商用牌照的發放時間節點突然提速?

          第一,產業政策推動。2018年底中央經濟工作會議提到今年任務之一是加快5G商用步伐,近期江蘇、廣東、之前的北京,很多省級政府陸續出臺各地方5G產業行動規劃,對未來5G建設、發展給了非常清晰的指引。因此,一定程度上,政策一直以來都是推動5G發展的第一驅動力,所以牌照的適時發放也是正常的。

          第二,從全球來看,雖然中國5G發展還是在第一梯隊,但從5G真正商用的時間節點來看,我們其實有點落后。美國、韓國今年4月份宣布5G在部分城市的正式商用(面向移動客戶),去年美國、韓國都宣布了5G網絡面向政企客戶的商用。從這個角度來說,美國、韓國已經實現了5G商用,而我們還沒有,節奏上慢了一些。但是現在發放、迎頭趕上也毫無疑問,因為我們國家網絡建設規模足夠大,預計到今年年底,中國5G基站數量可能就是全球最多的。

          第三,中美貿易戰,以及美國對華為及其他國內高科技公司的進一步封鎖,近期特朗普總統訪問英國時接受采訪提到,希望英國追隨美國對華為等的設備做一些限制。所以這個節點去提速,也是在向世界表達,中國5G技術的先進性和穩定性,以及我們希望通過商用帶動整個產業,向世界展示我們的科技力量。

          5G產業發展歷程

          5G是第五代移動通信技術的簡稱,5G的意義在于萬物互聯,即所有“人”和“物”都將存在在有機的數字生態系統中。

          移動通信每10年變革,5G時代將來臨。移動通信總上世紀80年代誕生,歷經1G“大哥大”時代,2G通信方式從模擬變為數字,3G互聯網應用具備雛形,直到現今的4G時代,數據業務占據絕對主導,實現“人與人”互聯,同時誕生出騰訊、阿里、Facebook等互聯網巨頭公司。5G技術將形成人、機、物三元融合的“萬物互聯”空間,作為新一代信息通信基礎設施,承載人工智能、自動駕駛、VR/AR、無人機、等應用,成為下一輪科技浪潮的先驅。

          5G三大應用場景開啟“萬物互聯”。ITU提出5G支持三大應用場景增強移動寬帶(eMBB)、海量機器類通信(mMTC)和超高可靠低時延通信(uRLLC)三大應用場景,滿足萬物互聯需求。在技術要求方面,5G有8大關鍵能力指標,其中最受關注的一下四方面:1)1000x容量;2)1000億+的連接支持;3)用戶體驗速率100M/s;4)時延1ms。

          代際更替規律可循,5G風口起勢在即

          在通信行業不同代際周期的更迭中,中國逐漸迎來了從1G落后、2G跟隨、3G突破、4G并跑,到5G領先可期的通信領域全產業鏈發展機遇。

          外因視角上,我國的用戶紅利疊加政策指導共同驅動移動通信產業迭代升級;內因視角上,通信技術的代際革新推動移動網絡設施建設。從技術特點和產業變遷角度看,5G將出現新頻段、新空口、新構架、新場景、新業務這五個方面的投資熱點。

          產業全景:從網絡鋪設到終端應用的5G生態鏈

          對通信全產業鏈的投資周期進行拆解,從技術實現到推廣商用可分為三大階段:1)建設期:涵蓋無線接入網與承載網的建設,無線接入網包括宏基站主設備及其電力配套、鐵塔等,承載網包括SDN/NFV、傳輸網設備與IDC/CDN;2)運維期:主要是電信服務外包;3)應用期:涵蓋了終端及其零部件與5G場景的搭建。

          從技術特點和產業變遷角度看,我們認為在5G時代將出現5個方面的投資熱點:新頻段、新空口、新構架、新場景、新業務。

          1)新頻段:5G采用高頻段拉升高頻PCB材料的市場需求。

          高頻PCB:電磁頻率較高的特種電路板,廣泛應用于通信基站的建設。5G超密集組網和MassiveMIMO技術帶來基站數量和天線用量劇增,雙輪驅動高頻PCB需求量劇增。

          2)新空口:MassiveMIMO是5G關鍵技術,預期將導入濾波器、連接器、天線陣子、導熱材料的增量需求。

          濾波器:主要應用于基站的射頻前端。5G時代,為滿足有源天線的重量和尺寸要求,陶瓷介質濾波器具有高抑制、低損耗、溫度漂移特性好、體積小、重量輕的特點,有望取代金屬腔體濾波器成為新主流方案。

          連接器:射頻連接器主要用于電纜接口。5G時代的數據傳輸速度是4G的十倍以上,并采用了波束賦形技術,5G對射頻連接器高數據流量的要求,將為各個射頻連接器生產廠家帶來新的機遇和挑戰。

          天線振子:天線振子為天線上的元器件,具有導向和放大電磁波的作用。5G時代基站數量劇增和MassiveMIMO技術驅動天線振子“量價齊升”。

          導熱材料:5G時代的移動終端和基站均對電磁導熱產品產生大量的增量需求,疊加工藝升級趨勢將帶來單機價值量的顯著提升,進而推動導熱材料產業市場規模迎來高速增長。

          3)新構架:網絡切片化,SDN、NFV等架構,拉動電源、光器件、光纖光纜、網規網優的需求。

          基站分布式電源:5G時代,運算量的上升驅動基站設備AAU和BBU功率單扇區輸出功率提升,引發基站供電功率大幅上漲,刺激基站電源的擴容需求。

          光器件:光器件泛指光模塊、光芯片等電子元件。5G基站傳輸架構由原來的前傳和回傳兩級演變為前-中-后三級,帶來光器件的用量提升。而MassiveMIMO技術對高速率光模塊需求將進一步推動其價格上漲。

          光纖光纜:5G基站超密集組網將帶來光纖光纜用量激增。

          網規網優:5G的超密集組網將催生海量通信服務需求,網絡組網和優化服務市場有望迎來春天。

          4)新場景:5G的密集組網的形式對集成化有更高的要求,產品部件化、模組化,基于成本推進代工模式將是趨勢。

          小基站和室分設備:5G將采用“宏站+小站”的組網模式。眾多室內應用場景如辦公室、電影院等的需求將刺激小基站和室內設備用量提升。

          5)新業務:AI、云、邊緣計算、物聯網、大數據等技術融合進行垂直行業應用,帶來應用終端更迭的需求。

          物聯網模組:車聯網通信模組,智能制造、智慧交通、教育及醫療等產業互聯網領域通信模組。

          邊緣計算芯片:邊緣計算作為5G催生的新興產業,采用網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺,將依托5G大帶寬、低時延的特性,廣泛應用于物聯網領域,驅動邊緣計算芯片的海量需求。

          5G產業鏈分析

          5G上游主要包括無線設備(基站天線、射頻模塊、基帶芯片、小基站等)、傳輸設備(光器件與光模塊、光纖光纜、SDN/NFV解決方案等);中游主要是運營商;下游包括終端設備(可穿戴、車聯網、VR/AR等)及一些應用廠商。目前還處于5G建設期階段,上游受到5G網絡架構變革在材料和技術上有新選擇,上游行業處于重塑階段。

          1) 無線側:AAU結構變革推動核心部件升級

          無線側零部件用量提升的同時面臨材料創新升級。5G的基站天線采用MassiveMIMO技術,將4G時期的無源天線+RRU的配置,改進成了有源天線(AAU)。同時,5G要求峰值速率更高,天線通道數從4G時期4T4R變為64T64R,復雜程度提高,產業鏈環節中天線振子、PCB板以及射頻模塊中濾波器、PA在用量提升的同時材料方面相應變革。

          2) 傳輸側:網絡架構變化提升光器件用量

          光模塊用量增加且速率提升。5G時代的網絡結構相比4G有所調整,5G在無線側將原來的BBU拆分為CU和DU,原BBU的非實時部分被分割出來定義為CU(集中處理單元),負責非實時協議和服務;BBU處理物理層協議和實施服務的功能重新定義為DU(分布單元),負責處理時延敏感的信息。

          光模塊增加推動上游光器件行業需求量擴大。光模塊上游主要是光器件包括:光芯片、光纖連接器、光分路器/隔離器、光激光器/探測器、光纖適配器、陶瓷套管/插芯等。光模塊增長提升上游光器件需求的同時,光模塊速率要求更高,對光器件的性能要求也會相應提高。

          光纖光纜方面,5G基站密度加大光纖光纜用量相對比4G多。但是疊加移動FTTx建設接近尾聲,光纖光纜行業面臨5G需求不明朗,同時光纖光纜價格競爭劇烈,市場前景有待觀察。

          復盤3G/4G生命全周期,回溯產業鏈投資軌跡

          1)傳輸網、無線網結構化支出呈現不同的投資規律;2)主設備商營收呈現穩定增長的特點,零部件商的受益時點則有先后;3)5G時代終端的成長將從“價”的增長邏輯切換成“量”的增長邏輯,出貨量增長曲線會更加陡峭。展望5G建設我們預判:5G初期將與4G建設協同演進,5G的建設周期較4G持續時間更長;5G基站數量將達4G的1.3至1.5倍,單基站造價達21萬元,5G投資規模將達1.2萬億。

          我國5G正處于建設期

          根據每一代通信技術發展歷程,我們將5G的發展階段分為規劃期、建設期、應用期。

          1) 規劃期:標準制定(2017-2020)

          5G標準由各國研究機構、運營商、設備制造商、標準組織參與技術研究、開發實踐和標準制定。根據3GPP此前公布的5G網絡標準制定過程,5G第一階段啟動R15為5G標準,于2018年6月完成,本階段完成獨立組網的5G標準(SA),支持增強移動寬帶和低時延高可靠物聯網,完成網絡接口協議。第二階段啟動R16為5G標準,預計2019年12月完成。

          2) 建設期(2019-2025)

          4G時代,全球運營商資本開支在2015年達到高峰,2018年4G建設尾期達到底部,2019年5G建設元年,運營商資本開始將回升。2019年三大運營商總資本開支預計為1945(移動計1585億),其中5G建設預計投入246億。由于5G三大場景在技術上難度不同,標準制定在2019年基本完成,5G場景較4G更廣泛、復雜,建設周期預計有5年。

          3) 應用期(2021-)

          5G應用伴隨建設推進,三大應用場景應用將逐步落實。目前5G小規模試點部署的優勢首先將通過eMBB業務面向移動互聯網,例如以人為中心的4k/8k,360視頻帶來的沉浸式娛樂消費;2022年后隨著基站和下游應用終端數量增加,低時延場景技術成熟度提高,運營商將關注低時延和高可靠的網絡建設,工業互聯網、車聯網等場景的應用將使得5G價值得到充分發揮。

          5G將同時帶動信息產業和其他垂直行業發展

          5G不僅能在全球科技發展中提升自身的競爭力,也將成為經濟疲軟狀態下有力的抓手。據中國信通院測算,預計5G在2020-2025年將拉動中國5G帶動中國數字經濟增長15.2億元,其中信息產業增加值增加3.3萬億元,而帶動其他垂直產業(車聯網、工業互聯網、醫療)增加值增加11.9萬億元。

          產業發展的動力

          1) 政策:5G是數字化革命良機,政策方面有望持續加碼

          從政策角度看,2019年國家對5G有望持續加碼。全球經濟長期疲軟,各國政府希望借由高科技產業帶動全行業發展,帶動經濟走出低谷。5G被各國寄予厚望,被認為是打通各行業進入數字化革命的良機。

          目前,我國已經將5G商用步伐作為2019年重點工作之一。工信部在5G應用場景的超高清視頻、車聯網等方面發布產業支持政策。同時地方級政府高度關注5G進程,截至5月10日,我國已有5省5市發布5G商用基站建設目標(2020-2022)數量達到53.22萬個,全國24個省份已經打通5G電話,意味著這些省份已經具備支持5G手機接入端到端5G網絡能力。

          2) 供給端:運營商資本開支計劃決定5G發展進程

          運營商投資是5G發展重要的驅動力之一。目前我國4G滲透率已達到75%,4G成為運營商“現金牛”業務,借助4G帶來充足的現金流,國內三大運營商緊鑼密鼓進行5G實驗及網絡建設。2019年發放5G牌照,2020年5G實現大規模商用:

          中國移動建設計劃:2018年初-2019年進行5G規模試驗,2019年底-2020年完成5G網絡預商用和商用,形成面向運營的技術體系、面向友好的業務體驗測試,開展規劃、組網、建設工作。

          中國電信建設計劃:2017-2018年已開展小規模外場試驗,進行無線組網方案與能力試驗,結合終端原型機進行系統試驗和業務演示;2018下半年到2019年開展規模及預商用試驗;2020年是實現重點城市重點區域規模部署5G網絡建設,并開展商用。

          中國聯通建設計劃:2018-2019年初,實驗室和外場組網驗證;2019年-2020年初,網絡規劃,試商用建設和行業應用推廣。

          3) 需求方:全球移動互聯網流量增長迅速,新應用拓展需5G支持

          全球移動數據業務流量出現爆炸式增長,4G承載能力不足影響新應用發展。根據思科數據,2021年,全球數據量將達到49EB,是2016年7倍,視頻業務成為數據流量增長的動力來源,流量的快速增長使得4G體驗速率下滑,同時受限于4G帶寬能力不足,4K/8K,360度視頻無法實現。

          產業環境與產業競爭

          日、韓、中、美、歐引領5G發展

          全球5G建設有序開展,韓國美國已宣布開啟5G商用。我國通信技術經歷“2G跟隨”、“3G突破”、“4G同步”在5G時代達到全球第一梯隊。目前全球5G發展主要由日、韓、中、美、歐引領。

          韓國:4月3日,韓國三家運營商正式推出5G商用服務,由此正式成為全球首個商用5G的國家。同時計劃在2019年下半年開始全國商用部署5G網絡,同時推出具備5G毫米波工作頻段的智能手機。

          北美:4月3日,Verizon率先在明尼阿波利斯和芝加哥商用5G。4月9日,AT&T宣布將其5G網絡部署再擴展7個城市,AT&T在美國共有19個城市部署了5G網絡。T-Mobile將在今年下半年商用5G。Sprint今年5月商用5G。

          中國:按照之前的規劃,中國電信、中國移動、中國聯通三大運營商2020開始進行5G正式商用。

          日本:計劃從2020年春季開始陸續推出全面eMBB服務。

          歐盟:歐盟主導了5G標準進程,大部分歐洲國家計劃在2020年啟用5G。

          全球設備商CR5超60%,國內設備商競爭優勢凸顯

          全球通信設備商經歷數十年變革,形成寡頭壟斷市場,CR5超60%。設備商直接向全球運營商提供通信設備,是全球競爭的主要戰場,也是產業鏈最重要的環節。

          隨著每一代通信制式變革,早期設備商(如阿爾卡特、朗訊、北電網絡、諾基亞等)經歷多輪并購重組整合到愛立信、諾基亞。國內設備商華為和中興在國際巨頭角逐中布局3G,4G時代逐步興起,與諾基亞、愛立信形成四足鼎立格局。

          在中美貿易摩擦背景下,短期內不改全球設備商大格局。貿易反全球化趨勢愈演愈烈,2018年4月以來以中興和華為為首的國內廠商面臨海外壓力不斷。中興禁令解除后,2019年5月15日美國BIS將華為列入“實體名單”,當即有部分美國企業停止對華為出貨。

          華為在美國在經歷中興禁購事件后,華為加大關鍵芯片的存貨量,同時啟用海思保證部分芯片持續供應。華為在5G領域領先2-3年,優勢歐洲市場影響可控,短期內貿易戰不改全球設備商大格局。

          通信產業鏈全球分工明確,禁購同時影響中美兩國。華為核心供應商92家中33家來自于美國,占核心供應商36%,其中大多為芯片供應商。中國企業大量采購同時給美國芯片帶來豐厚利潤,在通信產業鏈全球化生產下,禁購同時影響中美雙方,因此,美國商務部發布從5月20日起90天內暫停執行“禁令”。

          設備商競爭格局出現新變化,三星成為5G設備商新進入者。從5G最新訂單情況來看,華為訂單數量最多,5G基站出貨量超過10萬。三星在5G時代成為設備商新進入者,目前主要供貨與韓國電信運營商,發貨量3.6萬。

          在中美博弈的大背景下,全球5G仍然如期推進,其對于構建智能物聯產業的競爭力來說意義重大,而隨著5G進展和全球格局的變化,不僅僅是5G設備投資,產業鏈重構帶來的上游自主可控與包括手機、物聯端、智能汽車為代表的5G終端產業創新正進入實質階段,面臨投資機遇!

          全球5G如期推進,中美博弈帶來產業鏈重構和自主可控新機遇。工信部頒布5G商用牌照,意味著包括2.6GHz產業鏈在內外場規模技術方案已經成熟,可以投入規模商用,產業鏈在國內市場龐大需求驅動下進入新一輪資本開支周期,傳輸網與IP承載網也將迎來大規模的擴容與升級,主設備商與上游供應商在未來5年將持續受益。

          面對來自外部環境的技術封鎖,國內龍頭廠商在網絡側核心領域已完全實現了自主可控,非核心部分的備貨和替代方案也很充分,5G網絡建設不會受到影響。手機射頻前端目前還需依賴海外方案,安卓系統的禁令也將影響海外市場,但國內大量相關工作已在進行,有望在短期取得突破,總體風險可控。

          國內上游自主體系化工作有望加速完善。5G首次構建完整的物聯網網絡(CT)基礎設施,連接終端價值量將大幅提升。5G三大應用場景,mMTC和uRLLC都是面向物聯網的新場景,將推動移動互聯網向萬物互聯時代轉變。物聯網發展路徑“連接—感知—智能”,第一個階段首先是聯網終端的放量,2018年我國M2M連接數共計6.7億,成為全球最大的M2M市場。

          全球運營商逐步退出2G轉向4G,2019年是5G啟動元年,物聯網將由LPWAN向LTE/5G高速率轉變,物聯網終端模組和數據的單體價值都將大幅提升。邊緣計算將為物聯網提供全新的IT支撐。

          看好車聯網、以PC/pad為代表的消費電子、以POS/自動販賣機為代表的電子支付、空港物流領域資產追蹤、工業互聯和醫療等物聯網應用的發展。5G助力手機產業鏈打開新空間。根據IDC,2018年全球智能手機出貨量為14.07億部,同比下降3.7%,手機行業步入成熟期,進入存量競爭時代。同時IDC預測,2019年5G手機滲透率僅0.5%,而到2023年,5G手機出貨量將達總出貨量的26%,5G手機將引領全球用戶換機潮。國內三大運營商正在積極推進5G試點,2019年國內將有20個城市享受5G覆蓋。各家手機廠商也在同時搶跑5G賽道。

          據GSA,截止至2019年4月底,全球共公開宣布的5G手機共16款,其中中國廠商4家,在5G首次參與標準制定,將獲得更多話語權。從技術的角度看,5G手機面臨多重挑戰:由于復雜性更高,芯片將是5G手機的核心難點;同時射頻數量和難度加大,對手機散熱要求也更高,提升對手機散熱模組的需求。

          5G將推動手機產業鏈的發展,為產業帶來新的增長空間,同時中國廠商有望獲得更多的話語權。5G助力智能駕駛產業步入量產前夕。

          從網絡端看,5G網絡切片與邊緣計算能力使智能駕駛成為可能,5G的邊緣計算實現在網絡邊緣完成數據分析處理,滿足智能駕駛低時延要求;而網絡切片能夠根據業務需求和數據優先級來分配網絡滿足需求。

          從車企端看,多家車企推出電動化平臺,基于同一平臺可提高新車型開發效率,縮短研發周期,實現零部件共享,降低生產成本,核心零部件成本逐步下降,互聯網公司也相繼發布應用平臺。

          車路協同將是智能駕駛全面實現的必經之路,首先,對多種交通場景,單車智能有局限性;其次,自動駕駛商業化需要成本可控;再者通過車路協同,可以幫助車輛做出最優決策。通過集約式的建設智能道路,能夠實現給車路減配,實現大規模智能駕駛落地。

          5G商用步伐加快,將帶動實體產業的創新,5G手機、5G火車站、5G地鐵站、5G自動駕駛示范區等一大批5G應用領域的創新產業將迅速發展并落地。

          中國信息通信研究院發布的《5G產業經濟貢獻》稱,在經濟社會直接貢獻方面,預計2020年至2025年期間,我國5G商用直接帶動的經濟總產出達10.6萬億元,直接創造的經濟增加值達3.3萬億元;間接貢獻方面,預計2020年至2025年期間,我國5G商用間接拉動的經濟總產出約24.8萬億元,間接帶動的經濟增加值達8.4萬億元;就業貢獻方面,預計到2025年,5G將直接創造超過300萬個就業崗位。

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        責任編輯:xuxiangnan
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