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5G,即第五代移動電話行動通信標準,也稱為第五代移動通信技術。當前,全球主要國家和地區紛紛提出5G試驗計劃和商用時間表,力爭引領全球5G標準與產業發展。比如,美國移動運營商Verizon宣布完成了其5G無線規範的製定,已進入預商用測試階段;歐盟5G PPP預計將於2018年啟動5G技術試驗;日本計劃在2020年東京奧運會之前實現5G商用;韓國計劃於2018年初開展5G預商用試驗,於2020年底前實現5G商用。可以說,全球5G時代即將來臨。

01

全球5G產業

發展現狀及前景預測

 

全球5G產業發展現狀

2017年,全球5G移動通信時代腳步越來越近,各國政府紛將5G建設及應用發展視為國家重要目標,各技術陣營的5G電信營運商及設備業者亦蓄勢待發,5G市場戰火一觸即發。

2018年,美國運營商將在局部城市開始5G部署,Verizon將在28GHz的毫米波頻段開始針對固定無線接入場景的非3GPP標準的5G獨立組網部署,隨後將轉向3GPP標準的5G部署;而AT&T則宣稱將開始基於3GPP標準的5G NSA的商用部署。而韓國KT在2018年2月的平昌冬奧會上展示28GHz的,基於非3GPP標準的5G係統的應用,隨後也將轉向3GPP的5G NR的NSA部署。

1、美國

早在2016年年中,美國政府就對5G網絡的無線電頻率進行了分配,計劃在2018年實現全麵的商用。當時美國政府也向電信公司提供了資助,在四座城市進行5G的先期試驗。

2017年,美國運營商Verizon正式宣布將於2018年下半年在美國部分地區部署5G商用無線網和5G核心網。由設備商愛立信提供5G核心網、5G無線接入網、傳輸網以及和相關服務,這將加快基於3GPP標準的5G解決方案的商用。

2、俄羅斯

同樣作為全球市場上頗具實力的國家,俄羅斯在5G方麵的進程似乎並沒有想象中那麽一帆風順。相比於其他國家,俄羅斯麵臨著高昂的5G建設成本,這對於本就投入巨大的5G產業而言,無疑是雪上加霜。

對此,俄羅斯兩家大型電信運營商MegaFon和Rostelecom正試圖通過聯合雙方力量來共同克服在俄羅斯市場建設5G網絡所麵臨的巨大成本挑戰。雙方合作的第一步是成立一個工作組,兩家運營商將使用3.4-3.6GHz和26GHz頻段頻譜探索推出5G技術的“選擇”。

3、中國

對於5G發展,我國也給予了高度關注。在政府大力推動下,我國5G產業正迎來更多政策紅利,關鍵技術加速突破。

事實上,在推進5G方麵,我國已處於領跑地位。就目前而言,我國5G研發已進入到第二階段試驗。預計,中國在2020年將部署超過1萬個5G商用基站。

4、日本

與韓國冬奧會相似,日本2020年東京奧運會以及殘奧會也成了日本發展5G的重要助力。為配合2020年東京奧運會和殘奧會的舉辦,日本各運營商將在東京都中心等部分地區啟動5G的商業利用,隨後逐漸擴大區域。

日本三大移動運營商NTT DoCoMo、KDDI和軟銀計劃將於2020年在一部分地區啟動5G服務,預計在2023年左右將5G的商業利用範圍擴大至日本全國,而總投資額或達5萬億日元之多。

5、歐盟

作為歐洲地區規模較大的區域性經濟合作的國際組織,歐盟也不會允許自己在這場全球5G盛宴中缺席。

2017年7月初步協議的基礎上,歐盟不久前確立了5G發展路線圖,該路線圖列出了主要活動及其時間框架。通過路線圖,歐盟就協調5G頻譜的技術使用和目的以及向電信運營商分配的計劃達成了一致。歐盟電信委員會的成員國代表同意到2025年將在歐洲各城市推出5G的計劃。

6、韓國

相較於全球其他國家計劃在2020年實現5G商用化的目標,韓國似乎想更早一點開展實踐行動。在2017年4月,韓國第二大電信商韓國電信(KT)和愛立信以及其他技術合作夥伴宣布已經就2017年進行5G試驗網的部署和優化的步驟和細節達成共識,包括技術聯合開發計劃等。

2018平昌冬季奧運會,韓國實現了5G首秀,由韓國電信運營商KT聯手愛立信(基站設備等)、三星(終端設備等)、思科(數據設備等)、英特爾(芯片等)、高通(芯片等)等產業鏈各環節公司全程提供的5G網絡服務,成為5G全球首個大範圍的準商用服務。

7、巴西

當美國、中國、日本、歐盟、韓國等國家各自發力5G之際,巴西采取了不同的方針政策。2017年年中,巴西科學、技術、創新和通信部(MCTIC)指出,已經同上述國家、共同體的科技人員簽訂了技術發展合作協議,以期共同發展5G網絡。

實際上,巴西是全球第六個參與到5G信息技術開發的國家。到目前為止,巴西在全球信息和通信技術發展上已經取得了不小的成就。這也說明巴西目前已經有能力進行5G網絡的投資、開發以及深層次的研究。

8、澳大利亞

在5G這條“康莊大道”之上,澳大利亞也緊跟著全球5G發展的步伐。澳大利亞電信公司表示將加速推動全球5G網絡標準的建立和澳大利亞網絡係統的升級,並計劃於2018年澳大利亞舉行的英聯邦運動會期間試用。

此外,澳電信公司正在同穀歌、微軟和高通等多家頂級科技公司溝通,希望參與和推動全球5G網絡標準的製定和技術開發,對擬議中的5G標準作出修改,以保證新標準適用於澳大利亞。

 

中國5G產業市場規模

 

根據中國信通院《5G經濟社會影響白皮書》預測,2030年,5G帶動的直接產出和間接產出將分別達到6.3萬億和10.6萬億元。在直接產出方麵,按照2020年5G正式商用算起,預計當年將帶動約4840億元的直接產出,2025年、2030年將分別增長到3.3萬億、6.3萬億元,十年間的年均複合增長率為29%。在間接產出方麵,2020年、2025年、2030年,5G將分別帶動1.2萬億、6.3萬億和10.6萬億元,年均複合增長率為24%。

2020-2030年中國5G直接和間接經濟產出(單位:億元)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

從產業結構來看,拉動產出增長的動力隨5G商用進程的深化而相繼轉換。在5G商用初期,運營商大規模開展網絡建設,5G網絡設備投資帶來的設備製造商收入將成為5G直接經濟產出的主要來源,預計2020年,網絡設備和終端設備收入合計約4500億元,占直接經濟總產出的94%。

在5G商用中期,來自用戶和其他行業的終端設備支出和電信服務支出持續增長,預計到2025年,上述兩項支出分別為1.4萬億和0.7萬億元,占到直接經濟總產出的64%。在5G商用中後期,互聯網企業與5G相關的信息服務收入增長顯著,成為直接產出的主要來源,預計2030年,互聯網信息服務收入達到2.6萬億元,占直接經濟總產出的42%。

2020-2030年中國5G直接經濟產出結構(單位:億元)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

從設備環節看,5G商用中後期各垂直行業將成為網絡設備支出主要力量。在5G商用初期,運營商開展5G網絡大規模建設,預計2020年,電信運營商在5G網絡設備上的投資超過2200億元,各行業在5G設備各方麵的支出超過540億元。

隨著網絡部署持續完善,運營商網絡設備支出預計自2024年起將開始回落。同時隨著5G向垂直行業應用的滲透融合,各行業在5G設備上的支出將穩步增長,成為帶動相關設備製造企業收入增長的主要力量。2030年,預計各行業各領域在5G設備上的支出超過5200億元,在設備製造企業總收入中的占比接近69%。

2020-2030年中國運營商和各行業5G網絡設備收入(單位:億元)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

 

5G產業發展前景預測

 

產業發展環境分析

 

1、政策支持分析

2017年政府工作報告指出:“全麵實施戰略性新興產業發展規劃,加快新材料、人工智能、集成電路、生物製藥、第五代移動通信等技術研發和轉化,做大做強產業集群。”這是政府工作報告首次提到”第五代移動通信技術(5G)。這一次政府工作報告專門提到5G,體現了國家對於發展5G的決心,上升到了國策。

2017年11月,工信部正式發布了5G係統頻率使用規劃,將3.5GHz、4.8GHz頻段作為我國5G係統掀起部署的主要頻段。2018年3月2日,工信部又提出進一步加快5G係統頻譜的規劃進度,除了中頻段指標之外,還要求提出毫米波、物聯網、工業互聯網、車聯網的技術指標。

2018年3月開幕的十三屆全國人大一次會議上,國務院總理在進行政府工作報告時提出,加大提速降費力度,2018年取消流量漫遊費,移動網絡流量資費年內至少降低30%。政府層麵引導性降費以及改變收費方式,倒逼通信產業鏈上各環節加速提高運營效率、提升網絡供給能力;資費降低帶來流量增長,產值增長推動需求升級。此次降價的總體要求實質上將促進4G剩餘空間的滲透(目前滲透率約65%),同時為5G時代的到來奠定市場認知基礎。

同時,國際電信聯盟(ITU)近日已經正式通過了其在2018年2月份發布的IMT-2020草案,並擬通過該草案為192個成員國的5G技術規範奠定基礎。這份報告深入探討了5G的最低規格,對於外行來說意味著5G蜂窩設備將允許單個移動基站達到至少20Gbps的下行速度和10Gbps的上行速度。這對於一個用戶來說是理論速度,實際上,一個小區的所有用戶共享20Gbps的帶寬,5G也能至少支持每平方公裏100萬用戶。2018年6月,首份國際5G標準有望出台。

2、技術推動分析

國內外在5G技術方麵均實現了突破,如毫米波、無人車以及無人機的自動駕駛、關鍵的應用芯片、接入單元等,在全球經濟交流合作的今天,各方尤其是以華為領先的5G技術都有力地推動了我國5G產業的發展。

與國外相比,中國在5G布局上似乎更成熟。2009年中國就已經開展了5G研究,並在之後幾年展示了5G原型機基站。

2013年11月6日,華為宣布將在2018年前投資6億美元,對5G的技術進行研發與創新,並預言2020年用戶即可享受5G移動網絡; 2016年5月31日,第一屆全球5G大會在北京召開,中國開始向5G核心地位邁進;2016年11月17日,3GPP(第三代合作夥伴計劃,類似於國際通信標準化機構)第87次會議就5G短碼方案進行討論,最終華為方案勝出,中國方案入選5G標準。

目前,工信部已經啟動5G技術研發試驗的第三階段工作,側重於商用前夕對產品的研發、驗證和產業協同,預計在2018年6月出台5G商用或接近商用產品。

3、市場需求分析

5G將主要滿足三大場景網絡需求:eMBB,mMTC和URLLC。其中,eMBB對應的是3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業務;mMTC對應的是大規模物聯網業務;URLLC對應的是如無人駕駛、工業自動化等需要低時延、高可靠連接的業務,這塊業務裏麵5G是各行業發展創新的底層技術,想象空間無疑最大。

在需求方,5G與以往無線通信技術最大的區別是服務的對象,不再是單一的人,而是實現萬物互聯,工業4.0、智能製造、醫療等行業運作都會隨著5G技術成熟,進一步推動這些行業的發展,可以說,5G所要承擔的是改變整個社會、行業的使命角色。

我國正在迅速進入智能社會,包括產業互聯網、人工智能、AR/VR等應用在迅速普及,它們的規模化應用需要新一代網絡來承載,4G在移動的情況下看視頻沒問題,而5G著重解決的是物體與物體、物體與周邊環境之間的高密度、低時延連接等問題,比如建設自動駕駛城市,就需要依托5G網絡實現車輛、信號燈、道路感應線圈、智能總控平台間的無縫連接和互動,且時延需要在毫秒級別。

5G最為重要的3個應用場景是大帶寬、萬物互聯、低時延。網絡延遲低和帶寬作為5G的最大殺手鐧,可以將10毫秒的4G網絡延遲提升到5G的1毫秒。雖然在下載文件、玩遊戲等方麵,上述網絡延遲差距很難感覺出來,但在無人駕駛(要求毫秒級的互動操作響應)等方麵,差距堪稱“致命”。

以正在試行的穀歌自動駕駛車為例,它1秒需要采集1G的各類數據,當前穀歌自動駕駛車為單機版,由車輛在本機上處理數據,未來量產的車極可能為聯網版本,將數據采集到平台,再由平台處理後回傳控製,對時延要求非常高,即使時延是0.1秒,汽車也會開出去很長距離,有可能產生事故,5G的低時延就顯得非常必要。

 

產業發展前景預測

物聯網時代,一個家庭往往會有超過100樣東西需要連接網絡,所以需要新一代網絡能夠對整體網絡頻譜利用率更高效,能連接更多終端的新係統。由於5G技術剛剛爆發,所以一段時間內,4G和5G會並存;進入物聯網時代後,IP地址的需求會大幅度增加,IPv6的加快商用正逢其時。

目前我國正在加快推進IPv6部署,5到10年內將建全球最大商用網絡。預計到2025年末,我國IPv6網絡規模、用戶規模、流量規模將位居世界第一位,網絡、應用、終端全麵支持IPv6,全麵完成向下一代互聯網的平滑演進升級,形成全球領先的下一代互聯網技術產業體係。

全球移動通信係統協會(GSMA)表示,2020年全球將有第一批國家正式應用5G,而中國必將是其中之一。在移動通信領域,中國不僅是一個領先國家,還是創新驅動型國家。

根據中國信通院《5G經濟社會影響白皮書》預測,2020年,5G間接拉動GDP增長將超過4190億元;2030年,5G間接拉動的GDP將增長到3.6萬億元。十年間,5G間接拉動GDP的年均複合增長率將達到24%。

 

2020-2030年我國5G間接拉動GDP增長規模預測(單位:億元)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

 

02

中國5G產業鏈

市場發展狀況分析

 

5G上遊市場分析

 

芯片市場分析

1、中國芯片行業市場規模

2001-2016年間,我國芯片市場規模由1260億元增加至約12000億元,占全球市場份額的將近60%。2010-2016年間,我國芯片行業市場規模複合增長率達到11%。2016年,我國芯片行業市場規模達到11986億元,2017年增長至12543億元,同比增長4.65%。

 

2010-2017年中國芯片市場規模增長情況(單位:億元,%)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

2、中國芯片行業利潤流向

芯片產業鏈分為芯片設計——製造——封測三個主要環節,目前芯片設計巨頭為高通、聯發科、三星等;芯片製造企業主要為台積電、台聯電等;封測排名第一的則為日月光。

中國因擁有龐大的電子製造及大眾消費市場,早已成為全球第一大芯片消費地區。2016年付運至中國的半導體價值約為1590億美元,占全球半導體價值約45.2%。過去10年,中國的芯片進口總額高達1.8萬億美元。

芯片不僅進口額高,且依賴進口的比例非常高。在中國的國內市場,約有90%的芯片來自進口。嚴重依賴進口的局麵,使國內相關產業的發展受到一定的限製。

以手機芯片為例,目前,全球的主流手機廠商均與美國高通達成了合作協議,包括中國排名靠前的OPPO、華為、小米等都與其簽訂了3G/4G付費專利許可。

手機終端商如果使用高通手機芯片,除了要支付芯片購買費用外,還需向高通繳納專利使用費。即使手機終端商不使用高通芯片,仍需要向高通定期報備手機出貨情況,並繳納專利費。財報數據顯示:2016年中國區收入占高通總收入的比重高達57%,該年其淨利潤高達57億美元。

3、中國芯片行業發展趨勢預測

目前,受製於資金和技術上的缺陷,本土的芯片製造企業仍然數量少、規模小、產品落後,與國際領先企業英特爾、SK海力士、台積電相比,仍存在巨大差距。但在芯片設計和封裝測試上,國內已有眾多優秀企業湧現出來。這些企業在競爭中所積累的開發經驗和技術能力,將形成滾雪球效應,使他們不斷發展壯大。尤其在移動通訊、物聯網等新興領域,本土企業正在或已經實現了彎道超車。

未來,隨著國家、地方集成電路產業基金逐漸落實,將會出現較有實力的本土芯片製造企業。本土的設計企業和封裝測試企業將加速整合、壯大,形成國際巨頭。

 

光器件市場分析

1、光器件的分類

光器件是光網絡傳輸的關鍵元素,是構成光模塊的重要組件,光器件分為有源器件和無源器件。有源光器件是光通信係統中將電信號轉換成光信號或將光信號轉換成電信號的關鍵器件,是光傳輸係統的心髒,主要包括半導體發光二極管(LED)、激光二極管(LD)、光電二極管(PIN)、APD、摻鉺光纖放大器(EDFA)、拉曼光放大器及調製器等。無源光器件是光通信係統中需要消耗一定能量但沒有光電或電光轉換的器件,是光傳輸係統的關鍵節點,主要包括光纖連接器、耦合器、波分複用器、光開關、光衰減器和光隔離器等。

光器件按功能可分為發送接收、波分複用、增益放大、開關交換、係統管理五大類,按照是否外加電源分為有和無光器件。

光器件按功能分類

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

光器件按否外加電源分類

資料來源:前瞻產業研究院整理

 

2、中國光器件的市場規模

2016年,全球光器件市場規模達到100億美元,同比增長28.15%,其中中國光器件市場規模約42.3億美元,占全球市場規模42%的份額。2017年,我國100G光模塊的需求持續穩定增長,光器件市場規模增長30%達到55.0億美元左右。

2015-2020年中國光器件市場規模增長情況(單位:億美元,%)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

 

射頻器件市場分析

1、射頻器件的定義

射頻器件是無線通訊設備的基礎性零部件,在無線通訊中扮演著兩個重要的角色,即在發射信號的過程中扮演著將二進製信號轉換成高頻率的無線電磁波信號;在接收信號的過程中將收到的電磁波信號轉換成二進製數字信號。

無論何種通信協議,使用的通訊頻率是高是低,配臵射頻器件模塊是係統必備的基礎性零部件。無論是使用13.56Mhz的信號作為傳輸載體NFC係統;抑或是使用900/1800Mhz信號作為傳輸載體的GSM通訊係統;還是使用24Ghz和77Ghz電磁波信號作為傳輸載體的無人駕駛毫米波雷達,均需要配臵射頻器件模塊。

2、5G射頻技術的分類

5G射頻技術分為兩大部分:網絡技術和無線技術。網絡技術主要包括網絡切片、移動邊緣計算、網絡功能重構、控製承載分離等技術,不涉及到射頻部分;無線技術包括大規模天線、高頻段通信、新型多址、載波聚合、先進編碼、超密集組網等技技術,其中高頻通信、大規模天線、載波聚合都要求射頻部分有新的硬件來實現,在移動終端上帶來新的硬件增量。

5G射頻技術的分類

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

 

3、射頻器件的市場規模

近年來, 射頻前端模塊市場增長強勁。一方麵,2015年全球4G終端出貨量占比躍過50%,滲透率的提升保證了之後兩年的成長動能;另一方麵4G到5G的演進過程中,射頻器件的複雜度逐漸提升,射頻器件的單部手機價值量也得到提升。2016年,全球射頻器件市場規模達到135.97億美元,2017年增長至158.75億美元左右,同比增長16.75%。

2013-2017年全球射頻器件市場規模增長情況(單位:億美元,%)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

4、射頻器件發展趨勢

隨著終端支持的無線連接協議越來越多,從最初的2G網絡到現在的NFC、2G/3G/4G網絡、WiFi、藍牙、FM等,通信終端的射頻器件單機價值量增長了數倍。展望未來,4G的滲透率尚未飽和,滲透率提升將繼續驅動射頻器件單機價值量增長。另外5G通訊為射頻器件行業帶來新的增長機遇,一方麵射頻模塊需要處理的頻段數量大幅增加,另一方麵高頻段信號處理難度增加,係統對濾波器性能的要求也大幅提高。

 

5G中遊市場分析

 

基站市場分析

 

1、中國通信基站發展現狀

2012-2017年,經曆4G網絡大規模建設後,我國通信基站數量快速增長,截至2017年,我國移動電話基站數量增長至619萬個,3G/4G基站數量增長至462萬個,其中4G基站數超過328萬個。

2012-2017年我國通信基站數量(單位:萬個)

 

數據來源:工信部 前瞻產業研究院整理

2、中國5G基站發展前景

隨著全球整體數據流量的激增,我國5G產業將迎來大規模的需求增長。預計到2022年,我國5G基站規模將達到千億市場,5G基站數量將達百萬個。

2019-2024年我國5G基站投資額及數量預測(單位:億元,萬個)

數據來源:工信部 前瞻產業研究院整理

 

傳輸設備市場分析

1、傳輸設備的概念

傳輸設備就是把各種各樣的信號轉換成光信號在光纖上傳輸的設備。常用的傳輸設備有:光端機,光MODEM,光纖收發器,光交換機,PDH,SDH、PTN等類型的設備。

2、各設備商的5G傳輸方案

主設備商方麵,目前各大設備商均發布了5G承載方案。由於市場集中度較高,競爭格局已趨於穩定,前瞻預計中國廠商在5G承載網中將進一步擴大市場份額,蠶食傳統歐洲廠商的市場。目前,華為,中興,諾基亞和烽火的5G承載設備方案都在配合運營商進行外場測試,並在從布網上驗證可行性。

市場龍頭華為於2017年8月正式發布了麵向5G的移動承載解決方案X-Haul,該方案具備四大核心價值:全場景靈活接入,匹配不同站點場景;基於雲化架構,實現敏捷運營;通過端到端網絡分片,使能新業務創新;以及支持4G承載網絡向5G承載的平滑演進。

中興通訊5G前傳回傳一體化解決方案名為5G Flexhaul,該方案將FlexE與IP+光架構深度結合在一起,在一台設備上實現了5G前傳和回傳統一承載,提供靈活的超大管道承載能力,極大地增強了帶寬的靈活擴展性,降低了初期建網的成本。

諾基亞推出麵向5G時代的“anyhaul”端到端移動傳輸產品組合,對包括微波、IP、光及固定接入解決方案等在內的產品進行了重新組合,可提供最優化的時延和帶寬組合,確保運營商能夠依托最全麵的傳輸網絡產品組合順利邁入5G時代。其率先提出的IP+Optics+SDN的理念,按需提供帶寬,實現靈活性。

烽火通信的承載方案名為FitHaul 5G,其基於SDN/NFV、雲等技術,實現了雲化的5G承載架構。烽火的承載方案具有泛在、超寬、極簡、隨需四個特質,針對超低時延,創新性地引人FlexE Shim層交叉、低抖動隊列、TSN MAC、Cut-through等技術。

 

網絡優化市場分析

1、網絡優化定義

網絡優化是指采集移動通信網絡的話務統計、無線參數、頻率配置、切換關係配置、測試數據、設備告警、網絡工程參數等數據,對它們進行綜合分析,找出影響網絡運行質量的原因,並通過設備排障、設備資源調整、參數調整、頻率修改、切換關係優化、天饋線係統調整等技術手段,提高網絡的質量和效率。網絡優化包括無線網絡優化和交換網絡優化。由於無線網絡涉及數量龐大的基站係統,優化工作包含大量的野外測試、調整,所以無線網絡優化的工作量和需求要遠遠大於交換網絡優化。

2、網絡優化的內容

網絡優化工作的內容主要包括:覆蓋優化、接入優化、切換優化、幹擾優化、擁塞優化、掉線優化和聯合優化等。

 

3、中國網絡優化的市場規模

目前,我國的4G網絡建設整體滲透率逐步提高,4G網絡已經步入後產業時代,5G產業即將拉開投資序幕,因此未來與5G有關的移動通信網絡優化覆蓋將迎來新發展機遇。我國網絡優化市場規模在2014年約為105.90億元,2016年增長至141.36億元,而到2017年,我國網優的市場規模大概在157.62億元左右。

2014-2017年我國網絡優化行業市場規模(單位:億元)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

 

基站天線市場分析

1、基站天線的地位

基站天線是基站設備與終端用戶之間的信息能量轉換器。在信號發送過程中,調製後的射頻電流能量經基站天線轉換為電磁波能量,並以一定的強度向預定區域(手機用戶)輻射出去,接收過程中,用戶信息經調製後的電磁波能量,由基站天線接收,有效地轉換為射頻電流能量,傳輸至主設備。雖然基站天線僅占單一基站價值的2%左右,但是天線的增益、覆蓋方向、波束、可用驅動功率、天線配置、極化方向等都會影響移動通信網絡係統的性能。基站天線性能的好壞,直接影響到移動通信的質量。

從2G到4G,移動基站天線經曆了全向天線、定向單極化天線、定向雙極化天線、電調單極化天線、電調雙極化天線、雙頻電調雙極化到多頻雙極化天線,以及MIMO天線,有源天線等過程。未來5G技術發展,基站天線還將經曆小型化、一體化(天線和濾波器融合)等過程。

相比以往3G或4G時代,5G天線設計將會變得越來越複雜,技術標準和工藝要求越來越高。另一方麵,2012年以來,基站天線價格逐年上升,但增速也逐步放緩,這與4G階段天線技術趨向成熟和天線市場競爭日益激烈有關,2015年天線市場價格為1801元。目前市場上天線價格尚未達到2000元,但射頻單元的價格卻在2000元以上,未來天線和射頻單元一體化設計已經是大勢所趨,集成設計後的有源天線單價有望大幅提升。

2、5G網絡時代的大規模天線陣列(massive MIMO)

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線,使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收,從而改善通信質量。大規模天線技術被視為4G的核心技術,麵對5G在係統容量和傳輸速率等方麵的性能挑戰,進一步增加天線數量仍然是MIMO技術演進的重要方向。

一般而言,普通的基站需要配備3麵天線,4G基站則需要配置2×2麵(即2根接收天線2根發射天線),未來隨著4G向4.5G繼續演進以及5G落地,massive MIMO基站(128、256甚至更多天線)的大規模應用將促使基站天線數量迎來爆發式增長。

5G網絡時代基站區域天線數量(單位:個)

 

資料來源:前瞻產業研究院整理

 

 

03

5G產業

投資潛力與策略規劃

 

產業投資潛力分析

 

產業投資現狀分析

韓國SK電信在人工智能、自動駕駛和物聯網等新業務上投資了42億美元,而為了實現這些業務的落地,他們在5G網絡上投資50億美元。中國三大運營商也表示將於2018年邁出5G試商用第一步,並力爭在2020年實現5G規模商用。

中國的通信建設其實是國家指導和推動。歐美國家很難做到像我國一樣密集、深度地覆蓋基站、鐵塔、光纜的基礎設施。中國做5G有基礎,政策也支持。根據5G的屬性,基站密度建設肯定會比現在高很多。雖然國際電聯對5G的標準還沒凍結(還在不停更新),但現在一些地方和企業已經開始進行如5G基站儲備、雲化架構的儲備等投資準備工作。

從某種意義上講,我國新興產業的投資都是從國家的大力支持開始的。早在2013年,工信部、發改委、科技部已經推動成立IMT-2020(5G)推進組,推動5G的技術研發、標準化、國際交流等工作。其中,科技部還投入超過3億元啟動5G重大研發計劃。華為斥資幾十億、三大通信運營商加大基站布局力度等等,我國的5G投資熱潮方興未艾。

 

產業投資主體分析

1、產業投資主體構成

《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015-2025年)》提出,落實投資主體,科研、公益類衛星及地麵係統建設運行以國家投資為主,公益與商業兼顧類項目實行國家與社會投資相結合,商業類項目以社會投資為主。可見“十三五”期間以企業為投資主體的商業類項目將得到政府的政策支持。

為了在5G時代確保領先地位,政府相關部門在政策上予以大力支持,去年末工信部等16部門發文鼓勵民營資本進入電信業即是最明顯的例子。政策支持之下,民資開始逐步進入5G產業鏈。

民資可以進入5G產業鏈的多個環節。以VR體育賽事為例,運營商、體育館、賽事主辦方、直播方等都可以攜手做VR賽事,民資可以選擇其中一個領域,比如場館的改建、網絡保障、終端內容等。國家的新政策是支持民企與運營商談合作,比如民企可以從電信批發流量,作為批發商做二次運營和服務。前瞻認為,引入民資後,可以為更多用戶提供更好的服務,但不會從根本上改變通信行業。

不論在哪個產業,均存在著政府投資、社會投資、以及當前大熱又處於規範期的PPP投資模式,即政府與社會資本共同主體。社會資本投資優勢主要是運營的靈活性,決策的可控性,營銷的活躍性;而政府投資主要在於可以超越單純的商業利益目標,有融資渠道上的優勢,且具有較高的信譽和穩固性。

而社會與政府共同投資5G,主要優勢在於實現更高的經濟效率。在基站建設、網絡建設方麵,由於私營機構在建設施工、技術、運營管理等方麵的相對優勢得以充分發揮,共同投資的成本會小於公共部門獨立開展項目時的相應成本。

在風險留存方麵,由於不同的風險分配給管理該類風險具有相對優勢的參與方,因此項目的總體風險狀況得到明顯改善。同時,融資更多地由民營機構完成,從而緩解了公共部門增加預算、擴張債務的壓力,因此公共部門可以開展更多、更大規模的基礎設施建設。

此外,有助於公共部門/私營機構在5G產業鏈上實現長遠規劃,由於項目的設計、建設和運營通常都由同一個聯合體執行,雖然聯合體也由不同的參與者構成,但由於各個參與者需要為同一個目標和利益工作,項目的不同參與者之間可以得到充分整合,實現良好的協同。此外,由於項目的收益涉及整個生命周期(whole of life cycle),在利益驅動下,私營機構將基於更長遠的考慮,選擇最合適的技術,實現設施長期價值的最大化和成本的最小化。

 

產業投資切入方式

通信行業是重資產型行業,投資大,回報周期長,一般要5年及以上才能收回成本。5G產業鏈比較長,生態圈裏的競爭者較多。之前的模式是運營商向設備商買設備,把網絡建起來後推銷業務,連接用戶;但到了5G時代,任何一個業務或應用都有運營商、服務商、設備商、第三方合作夥伴(提供終端、傳感器、模組、業務平台等),產業鏈會更豐富。民營資本可以在這裏麵找到自己的角色和定位。

目前,我國5G產業投資已經出現了“合作聯盟式”的切入模式。例如上海物聯網有限公司與中國移動通信集團上海有限公司攜手業界各方於上海國際會議中心聯合舉辦5G-IoT物聯網開發者大會,進行了5G物聯網實驗網啟動儀式,並舉行5G物聯網實驗網合作單位(中國移動上海通信集團上海有限公司和上海物聯網有限公司、上海華東電信研究院共同等)簽約儀式。

會上還建立了由中移動上海公司、愛立信(中國)、高通、海思半導體、中興微電子、聯發科等企業共同成立的物聯網聯盟(上海)。同時,我國完全自主知識產權的新一代超高速無線通信(EUHT),由廣東民企新岸線計算機係統芯片有限公司引入上海。滬港同創(上海)文化科技有限公司和新岸線設立合資公司,進一步研發EUHT的核心技術和產品。

投資合作夥伴是另一種有效地投資切入點。目前,華為和中興等國內行業龍頭企業也在加緊研發5G技術。但是,僅是技術上的成熟並不能說5G已完全準備好,畢竟5G建設是個生態圈,需要合作夥伴。

華為也在與業界探討5G針對垂直行業的應用,而這些行業的商業模式又不一樣,比如車聯網自動駕駛、結合VR直播需要大帶寬、低時延,無人機的投遞則需要導航、遠程操控等。合作夥伴是5G產業的推動者,華為很多開放實驗室會給這些合作夥伴提供資金,讓他們去測試、對接,所有的目的都是催生技術成熟和生態商用的成熟。

 

產業投資策略規劃

產業投資機會分析

5G產業鏈涉及設備、光模塊、光纖、射頻等基礎設施。前瞻認為,未來投資機會就在於高速發展的雲計算服務及其基礎設施領域、模組大幅放量/商業化探索加快的物聯網產業這三大方向,以及政企網絡設備細分子行業盈利能力突出的優勢公司。更進一步講,光纖光纜集采需求會持續超預期;全球大型雲計算數據中心建設已經加速,數通光模塊有望持續放量;流量持續增長電信光模塊需求有望回暖;2019年後5G光模塊需求也將開始體現。

5G產業存在著“乘法效應”,即通信與計算結合之後,帶來的通信行業與垂直行業的融合發展。5G不僅僅是通信技術的演進,更是跨產業的演進。

前瞻認為,5G與前幾代無線技術相比,最大的不同在於它擁有一個比無線和通信行業更加廣泛的生態係統。5G第一次真正將智慧雲和雲端處理的有價值的信息傳輸到終端,構建了雲端與終端之間的數據通道,形成了數據增值的良性循環,將雲端的商機帶到無線領域和各大垂直行業。從通過無人駕駛汽車降低碳排放、到通過智慧城市提高市民生活質量、到為移動市場升級服務,5G就是一個嶄新的、顛覆性的起點,成為建設國家的重要力量,將滿足全球對整個產業升級的期待。

產業投資領域策略

汽車、製造、健康、消費和零售等產業都將與5G網絡進行垂直整合,在各公司的業務架構中,連接將無處不在。

1、運營商領域

搭建自己的橫向平台向合作夥伴和用戶展現5G網絡的能力尤為重要。此外,部署的速度和靈活性也至關重要。

2、汽車領域

現在汽車行業與電信設備供應商、運營商和IT公司有了無數交集。2016年9月,一些電信和汽車廠商共同成立了5G汽車聯盟(5GAA),兩個行業攜起手來開發、測試和推進新的通訊解決方案和標準落地。目前,5GAA聯盟中已經有許多鼎鼎大名的公司,如戴姆勒、寶馬、中心、中國移動和日本電裝等。除此之外,芯片製造商英特爾和高通也是5GAA的成員。

隨著自動駕駛技術的進步,未來的汽車將自成一派,在智能車聯網的背景下運行;而車聯網需要時刻與雲端、基礎設施和其他車輛交流,沒有穩定的數據傳輸根本就無法順暢運行。5G就是實現這一目標的關鍵技術。

3、端到端技術領域

雖然5G網絡能提供強悍的速度和服務,但要想實現預定目標,幹擾問題必須被徹底解決。5G環境比現有的網絡環境要密集得多,處在同一區域的聯網設備將有幾何級的增長,因此減少幹擾非常重要,行業還需要新的調製方案來降低能耗,將幹擾降到最低。數據洪流最重要的特點是端到端的數據產生和處理,目前,英特爾已經通過端到端的技術和產品,以及廣泛開放的生態合作,釋放數據價值,創造增值效應。由此,識別技術、采集技術、傳輸技術會成為重點攻關領域,麵對英特爾已經樹立起的標杆,端到端解決方案將成為眾多投資者的必爭之地。

4、手機領域

通信技術經曆了從1G時代的“大哥大”,到2G時代的“電話短信”,到3G時代的“視頻電話”,再到4G時代的“移動互聯”。由於5G網速超過現在100兆寬帶一百倍,是一次通信技術大躍升,現在的4G手機根本無法滿足5G網絡的要求,也不能在5G網絡下使用,這意味著,要想體驗5G時代,必須要換5G手機。在經曆了智能機爆發之後,目前手機市場已經觸及天花板。為刺激消費者的需求,各大廠商紛紛押寶5G。

5、基站建設領域

據十三五報告,5G網絡建設上升到國家戰略。按照中國移動規劃,將在2018年建設大規模的5G實驗網絡,並將於2020年正式開啟5G商用。至2020年國內運營商正式5G商用前,2018年宏基站建設有望進入集采周期。

前瞻預計,由於5G網絡使用頻次增加,基站覆蓋範圍變小,需要5G基站數量為現在4G基站數量現在4G基站數量的2到3倍,目前中國三大電信運營商4G基站數已經超過380萬個。5G時代收益的不僅有華為、中興通訊等主流設備商,隨著5G宏基站建設周期拉開序幕,產業鏈幾乎看到了確定性增長。

5G投資周期拉開序幕,按照“光纖光纜鏈路→傳輸網→無線網”的投資順序。5G產業鏈上遊基站側設備廠商受益程度較高。除了光通信、天線等主要設備,基站基礎設施建設迎來機會。

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