IOT |中国5G产业发展前景预测与产业链投资机会分析

  

 

前言

 

5G，即第五代移动电话行动通信标准，也称为第五代移动通信技术。当前，全球主要国家和地区纷纷提出5G试验计划和商用时间表，力争引领全球5G标准与产业发展。

 

比如，美国移动运营商Verizon宣布完成了其5G无线规范的制定，已进入预商用测试阶段;欧盟5G PPP预计将于2018年启动5G技术试验;日本计划在2020年东京奥运会之前实现5G商用;韩国计划于2018年初开展5G预商用试验，于2020年底前实现5G商用。可以说，全球5G时代即将来临。

 

一、全球5G产业

发展现状及前景预测

 

全球5G产业发展现状

 

2017年，全球5G移动通信时代脚步越来越近，各国政府纷将5G建设及应用发展视为国家重要目标，各技术阵营的5G电信营运商及设备业者亦蓄势待发，5G市场战火一触即发。

 

2018年，美国运营商将在局部城市开始5G部署，Verizon将在28GHz的毫米波频段开始针对固定无线接入场景的非3GPP标准的5G独立组网部署，随后将转向3GPP标准的5G部署;而AT&T则宣称将开始基于3GPP标准的5G NSA的商用部署。而韩国KT在2018年2月的平昌冬奥会上展示28GHz的，基于非3GPP标准的5G系统的应用，随后也将转向3GPP的5G NR的NSA部署。

 

1、美国

 

早在2016年年中，美国政府就对5G网络的无线电频率进行了分配，计划在2018年实现全面的商用。当时美国政府也向电信公司提供了资助，在四座城市进行5G的先期试验。

 

2017年，美国运营商Verizon正式宣布将于2018年下半年在美国部分地区部署5G商用无线网和5G核心网。由设备商爱立信提供5G核心网、5G无线接入网、传输网以及和相关服务，这将加快基于3GPP标准的5G解决方案的商用。

 

2、俄罗斯

 

同样作为全球市场上颇具实力的国家，俄罗斯在5G方面的进程似乎并没有想象中那么一帆风顺。相比于其他国家，俄罗斯面临着高昂的5G建设成本，这对于本就投入巨大的5G产业而言，无疑是雪上加霜。

 

对此，俄罗斯两家大型电信运营商MegaFon和Rostelecom正试图通过联合双方力量来共同克服在俄罗斯市场建设5G网络所面临的巨大成本挑战。双方合作的第一步是成立一个工作组，两家运营商将使用3.4-3.6GHz和26GHz频段频谱探索推出5G技术的“选择”。

 

3、中国

 

对于5G发展，我国也给予了高度关注。在政府大力推动下，我国5G产业正迎来更多政策红利，关键技术加速突破。

 

事实上，在推进5G方面，我国已处于领跑地位。就目前而言，我国5G研发已进入到第二阶段试验。预计，中国在2020年将部署超过1万个5G商用基站。

 

4、日本

 

与韩国冬奥会相似，日本2020年东京奥运会以及残奥会也成了日本发展5G的重要助力。为配合2020年东京奥运会和残奥会的举办，日本各运营商将在东京都中心等部分地区启动5G的商业利用，随后逐渐扩大区域。

 

日本三大移动运营商NTT DoCoMo、KDDI和软银计划将于2020年在一部分地区启动5G服务，预计在2023年左右将5G的商业利用范围扩大至日本全国，而总投资额或达5万亿日元之多。

 

5、欧盟

 

作为欧洲地区规模较大的区域性经济合作的国际组织，欧盟也不会允许自己在这场全球5G盛宴中缺席。

 

2017年7月初步协议的基础上，欧盟不久前确立了5G发展路线图，该路线图列出了主要活动及其时间框架。通过路线图，欧盟就协调5G频谱的技术使用和目的以及向电信运营商分配的计划达成了一致。欧盟电信委员会的成员国代表同意到2025年将在欧洲各城市推出5G的计划。

 

6、韩国

 

相较于全球其他国家计划在2020年实现5G商用化的目标，韩国似乎想更早一点开展实践行动。在2017年4月，韩国第二大电信商韩国电信(KT)和爱立信以及其他技术合作伙伴宣布已经就2017年进行5G试验网的部署和优化的步骤和细节达成共识，包括技术联合开发计划等。

 

2018平昌冬季奥运会，韩国实现了5G首秀，由韩国电信运营商KT联手爱立信(基站设备等)、三星(终端设备等)、思科(数据设备等)、英特尔(芯片等)、高通(芯片等)等产业链各环节公司全程提供的5G网络服务，成为5G全球首个大范围的准商用服务。

 

7、巴西

 

当美国、中国、日本、欧盟、韩国等国家各自发力5G之际，巴西采取了不同的方针政策。2017年年中，巴西科学、技术、创新和通信部(MCTIC)指出，已经同上述国家、共同体的科技人员签订了技术发展合作协议，以期共同发展5G网络。

 

实际上，巴西是全球第六个参与到5G信息技术开发的国家。到目前为止，巴西在全球信息和通信技术发展上已经取得了不小的成就。这也说明巴西目前已经有能力进行5G网络的投资、开发以及深层次的研究。

 

8、澳大利亚

 

在5G这条“康庄大道”之上，澳大利亚也紧跟着全球5G发展的步伐。澳大利亚电信公司表示将加速推动全球5G网络标准的建立和澳大利亚网络系统的升级，并计划于2018年澳大利亚举行的英联邦运动会期间试用。

 

此外，澳电信公司正在同谷歌、微软和高通等多家顶级科技公司沟通，希望参与和推动全球5G网络标准的制定和技术开发，对拟议中的5G标准作出修改，以保证新标准适用于澳大利亚。

 

二、中国5G产业市场规模

 

根据中国信通院《5G经济社会影响白皮书》预测，2030年，5G带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3万亿和10.6万亿元。在直接产出方面，按照2020年5G正式商用算起，预计当年将带动约4840亿元的直接产出，2025年、2030年将分别增长到3.3万亿、6.3万亿元，十年间的年均复合增长率为29%。在间接产出方面，2020年、2025年、2030年，5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿元，年均复合增长率为24%。

 

2020-2030年中国5G直接和间接经济产出(单位：亿元)

 

从产业结构来看，拉动产出增长的动力随5G商用进程的深化而相继转换。在5G商用初期，运营商大规模开展网络建设，5G网络设备投资带来的设备制造商收入将成为5G直接经济产出的主要来源，预计2020年，网络设备和终端设备收入合计约4500亿元，占直接经济总产出的94%。

 

在5G商用中期，来自用户和其他行业的终端设备支出和电信服务支出持续增长，预计到2025年，上述两项支出分别为1.4万亿和0.7万亿元，占到直接经济总产出的64%。在5G商用中后期，互联网企业与5G相关的信息服务收入增长显着，成为直接产出的主要来源，预计2030年，互联网信息服务收入达到2.6万亿元，占直接经济总产出的42%。

 

2020-2030年中国5G直接经济产出结构(单位：亿元)

 

从设备环节看，5G商用中后期各垂直行业将成为网络设备支出主要力量。在5G商用初期，运营商开展5G网络大规模建设，预计2020年，电信运营商在5G网络设备上的投资超过2200亿元，各行业在5G设备各方面的支出超过540亿元。

 

随着网络部署持续完善，运营商网络设备支出预计自2024年起将开始回落。同时随着5G向垂直行业应用的渗透融合，各行业在5G设备上的支出将稳步增长，成为带动相关设备制造企业收入增长的主要力量。2030年，预计各行业各领域在5G设备上的支出超过5200亿元，在设备制造企业总收入中的占比接近69%。

 

2020-2030年中国运营商和各行业5G网络设备收入(单位：亿元)

 

 

5G产业发展前景预测

 

产业发展环境分析

 

1、政策支持分析

 

2017年政府工作报告指出：“全面实施战略性新兴产业发展规划，加快新材料、人工智能、集成电路、生物制药、第五代移动通信等技术研发和转化，做大做强产业集群。”这是政府工作报告首次提到”第五代移动通信技术(5G)。这一次政府工作报告专门提到5G，体现了国家对于发展5G的决心，上升到了国策。

 

2017年11月，工信部正式发布了5G系统频率使用规划，将3.5GHz、4.8GHz频段作为我国5G系统掀起部署的主要频段。2018年3月2日，工信部又提出进一步加快5G系统频谱的规划进度，除了中频段指标之外，还要求提出毫米波、物联网、工业互联网、车联网的技术指标。

 

2018年3月开幕的十三届全国人大一次会议上，国务院总理在进行政府工作报告时提出，加大提速降费力度，2018年取消流量漫游费，移动网络流量资费年内至少降低30%。政府层面引导性降费以及改变收费方式，倒逼通信产业链上各环节加速提高运营效率、提升网络供给能力;资费降低带来流量增长，产值增长推动需求升级。此次降价的总体要求实质上将促进4G剩余空间的渗透(目前渗透率约65%)，同时为5G时代的到来奠定市场认知基础。

 

同时，国际电信联盟(ITU)近日已经正式通过了其在2018年2月份发布的IMT-2020草案，并拟通过该草案为192个成员国的5G技术规范奠定基础。这份报告深入探讨了5G的最低规格，对于外行来说意味着5G蜂窝设备将允许单个移动基站达到至少20Gbps的下行速度和10Gbps的上行速度。这对于一个用户来说是理论速度，实际上，一个小区的所有用户共享20Gbps的带宽，5G也能至少支持每平方公里100万用户。2018年6月，首份国际5G标准有望出台。

 

2、技术推动分析

 

国内外在5G技术方面均实现了突破，如毫米波、无人车以及无人机的自动驾驶、关键的应用芯片、接入单元等，在全球经济交流合作的今天，各方尤其是以华为领先的5G技术都有力地推动了我国5G产业的发展。

 

与国外相比，中国在5G布局上似乎更成熟。2009年中国就已经开展了5G研究，并在之后几年展示了5G原型机基站。

 

2013年11月6日，华为宣布将在2018年前投资6亿美元，对5G的技术进行研发与创新，并预言2020年用户即可享受5G移动网络; 2016年5月31日，第一届全球5G大会在北京召开，中国开始向5G核心地位迈进;2016年11月17日，3GPP(第三代合作伙伴计划，类似于国际通信标准化机构)第87次会议就5G短码方案进行讨论，最终华为方案胜出，中国方案入选5G标准。

 

目前，工信部已经启动5G技术研发试验的第三阶段工作，侧重于商用前夕对产品的研发、验证和产业协同，预计在2018年6月出台5G商用或接近商用产品。

 

3、市场需求分析

 

5G将主要满足三大场景网络需求：eMBB，mMTC和URLLC。其中，eMBB对应的是3D/超高清视频等大流量移动宽带业务;mMTC对应的是大规模物联网业务;URLLC对应的是如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务，这块业务里面5G是各行业发展创新的底层技术，想象空间无疑最大。

 

在需求方，5G与以往无线通信技术最大的区别是服务的对象，不再是单一的人，而是实现万物互联，工业4.0、智能制造、医疗等行业运作都会随着5G技术成熟，进一步推动这些行业的发展，可以说，5G所要承担的是改变整个社会、行业的使命角色。

 

我国正在迅速进入智能社会，包括产业互联网、人工智能、AR/VR等应用在迅速普及，它们的规模化应用需要新一代网络来承载，4G在移动的情况下看视频没问题，而5G着重解决的是物体与物体、物体与周边环境之间的高密度、低时延连接等问题，比如建设自动驾驶城市，就需要依托5G网络实现车辆、信号灯、道路感应线圈、智能总控平台间的无缝连接和互动，且时延需要在毫秒级别。

 

5G最为重要的3个应用场景是大带宽、万物互联、低时延。网络延迟低和带宽作为5G的最大杀手锏，可以将10毫秒的4G网络延迟提升到5G的1毫秒。虽然在下载文件、玩游戏等方面，上述网络延迟差距很难感觉出来，但在无人驾驶(要求毫秒级的互动操作响应)等方面，差距堪称“致命”。

 

以正在试行的谷歌自动驾驶车为例，它1秒需要采集1G的各类数据，当前谷歌自动驾驶车为单机版，由车辆在本机上处理数据，未来量产的车极可能为联网版本，将数据采集到平台，再由平台处理后回传控制，对时延要求非常高，即使时延是0.1秒，汽车也会开出去很长距离，有可能产生事故，5G的低时延就显得非常必要。

 

产业发展前景预测

 

物联网时代，一个家庭往往会有超过100样东西需要连接网络，所以需要新一代网络能够对整体网络频谱利用率更高效，能连接更多终端的新系统。由于5G技术刚刚爆发，所以一段时间内，4G和5G会并存;进入物联网时代后，IP地址的需求会大幅度增加，IPv6的加快商用正逢其时。

 

目前我国正在加快推进IPv6部署，5到10年内将建全球最大商用网络。预计到2025年末，我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模将位居世界第一位，网络、应用、终端全面支持IPv6，全面完成向下一代互联网的平滑演进升级，形成全球领先的下一代互联网技术产业体系。

 

全球移动通信系统协会(GSMA)表示，2020年全球将有第一批国家正式应用5G，而中国必将是其中之一。在移动通信领域，中国不仅是一个领先国家，还是创新驱动型国家。

 

根据中国信通院《5G经济社会影响白皮书》预测，2020年，5G间接拉动GDP增长将超过4190亿元;2030年，5G间接拉动的GDP将增长到3.6万亿元。十年间，5G间接拉动GDP的年均复合增长率将达到24%。

 

2020-2030年我国5G间接拉动GDP增长规模预测(单位：亿元)

 

02

中国5G产业链

市场发展状况分析

 

5G上游市场分析

 

芯片市场分析

 

1、中国芯片行业市场规模

 

2001-2016年间，我国芯片市场规模由1260亿元增加至约12000亿元，占全球市场份额的将近60%。2010-2016年间，我国芯片行业市场规模复合增长率达到11%。2016年，我国芯片行业市场规模达到11986亿元，2017年增长至12543亿元，同比增长4.65%。

 

2010-2017年中国芯片市场规模增长情况(单位：亿元，%)

 

 

2、中国芯片行业利润流向

 

芯片产业链分为芯片设计——制造——封测三个主要环节，目前芯片设计巨头为高通、联发科、三星等;芯片制造企业主要为台积电、台联电等;封测排名第一的则为日月光。

 

中国因拥有庞大的电子制造及大众消费市场，早已成为全球第一大芯片消费地区。2016年付运至中国的半导体价值约为1590亿美元，占全球半导体价值约45.2%。过去10年，中国的芯片进口总额高达1.8万亿美元。

 

芯片不仅进口额高，且依赖进口的比例非常高。在中国的国内市场，约有90%的芯片来自进口。严重依赖进口的局面，使国内相关产业的发展受到一定的限制。

 

以手机芯片为例，目前，全球的主流手机厂商均与美国高通达成了合作协议，包括中国排名靠前的OPPO、华为、小米等都与其签订了3G/4G付费专利许可。

 

手机终端商如果使用高通手机芯片，除了要支付芯片购买费用外，还需向高通缴纳专利使用费。即使手机终端商不使用高通芯片，仍需要向高通定期报备手机出货情况，并缴纳专利费。财报数据显示：2016年中国区收入占高通总收入的比重高达57%，该年其净利润高达57亿美元。

 

3、中国芯片行业发展趋势预测

 

目前，受制于资金和技术上的缺陷，本土的芯片制造企业仍然数量少、规模小、产品落后，与国际领先企业英特尔、SK海力士、台积电相比，仍存在巨大差距。但在芯片设计和封装测试上，国内已有众多优秀企业涌现出来。这些企业在竞争中所积累的开发经验和技术能力，将形成滚雪球效应，使他们不断发展壮大。尤其在移动通讯、物联网等新兴领域，本土企业正在或已经实现了弯道超车。

 

未来，随着国家、地方集成电路产业基金逐渐落实，将会出现较有实力的本土芯片制造企业。本土的设计企业和封装测试企业将加速整合、壮大，形成国际巨头。

 

光器件市场分析

 

1、光器件的分类

 

光器件是光网络传输的关键元素，是构成光模块的重要组件，光器件分为有源器件和无源器件。有源光器件是光通信系统中将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的心脏，主要包括半导体发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、光电二极管(PIN)、APD、掺铒光纤放大器(EDFA)、拉曼光放大器及调制器等。无源光器件是光通信系统中需要消耗一定能量但没有光电或电光转换的器件，是光传输系统的关键节点，主要包括光纤连接器、耦合器、波分复用器、光开关、光衰减器和光隔离器等。

 

光器件按功能可分为发送接收、波分复用、增益放大、开关交换、系统管理五大类，按照是否外加电源分为有和无光器件。

 

光器件按功能分类

 

光器件按否外加电源分类

 

2、中国光器件的市场规模

 

2016年，全球光器件市场规模达到100亿美元，同比增长28.15%，其中中国光器件市场规模约42.3亿美元，占全球市场规模42%的份额。2017年，我国100G光模块的需求持续稳定增长，光器件市场规模增长30%达到55.0亿美元左右。

 

2015-2020年中国光器件市场规模增长情况(单位：亿美元，%)

射频器件市场分析

 

1、射频器件的定义

 

射频器件是无线通讯设备的基础性零部件，在无线通讯中扮演着两个重要的角色，即在发射信号的过程中扮演着将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号;在接收信号的过程中将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号。

 

无论何种通信协议，使用的通讯频率是高是低，配臵射频器件模块是系统必备的基础性零部件。无论是使用13.56Mhz的信号作为传输载体NFC系统;抑或是使用900/1800Mhz信号作为传输载体的GSM通讯系统;还是使用24Ghz和77Ghz电磁波信号作为传输载体的无人驾驶毫米波雷达，均需要配臵射频器件模块。

 

2、5G射频技术的分类

 

5G射频技术分为两大部分：网络技术和无线技术。网络技术主要包括网络切片、移动边缘计算、网络功能重构、控制承载分离等技术，不涉及到射频部分;无线技术包括大规模天线、高频段通信、新型多址、载波聚合、先进编码、超密集组网等技技术，其中高频通信、大规模天线、载波聚合都要求射频部分有新的硬件来实现，在移动终端上带来新的硬件增量。

 

5G射频技术的分类

3、射频器件的市场规模

 

近年来， 射频前端模块市场增长强劲。一方面，2015年全球4G终端出货量占比跃过50%，渗透率的提升保证了之后两年的成长动能;另一方面4G到5G的演进过程中，射频器件的复杂度逐渐提升，射频器件的单部手机价值量也得到提升。2016年，全球射频器件市场规模达到135.97亿美元，2017年增长至158.75亿美元左右，同比增长16.75%。

 

2013-2017年全球射频器件市场规模增长情况(单位：亿美元，%)

4、射频器件发展趋势

 

随着终端支持的无线连接协议越来越多，从最初的2G网络到现在的NFC、2G/3G/4G网络、WiFi、蓝牙、FM等，通信终端的射频器件单机价值量增长了数倍。展望未来，4G的渗透率尚未饱和，渗透率提升将继续驱动射频器件单机价值量增长。另外5G通讯为射频器件行业带来新的增长机遇，一方面射频模块需要处理的频段数量大幅增加，另一方面高频段信号处理难度增加，系统对滤波器性能的要求也大幅提高。

 

5G中游市场分析

 

基站市场分析

 

1、中国通信基站发展现状

 

2012-2017年，经历4G网络大规模建设后，我国通信基站数量快速增长，截至2017年，我国移动电话基站数量增长至619万个，3G/4G基站数量增长至462万个，其中4G基站数超过328万个。

 

2012-2017年我国通信基站数量(单位：万个)

 

2、中国5G基站发展前景

 

随着全球整体数据流量的激增，我国5G产业将迎来大规模的需求增长。预计到2022年，我国5G基站规模将达到千亿市场，5G基站数量将达百万个。

 

2019-2024年我国5G基站投资额及数量预测(单位：亿元，万个)

 

传输设备市场分析

 

1、传输设备的概念

 

传输设备就是把各种各样的信号转换成光信号在光纤上传输的设备。常用的传输设备有：光端机，光MODEM，光纤收发器，光交换机，PDH，SDH、PTN等类型的设备。

 

2、各设备商的5G传输方案

 

主设备商方面，目前各大设备商均发布了5G承载方案。由于市场集中度较高，竞争格局已趋于稳定，前瞻预计中国厂商在5G承载网中将进一步扩大市场份额，蚕食传统欧洲厂商的市场。目前，华为，中兴，诺基亚和烽火的5G承载设备方案都在配合运营商进行外场测试，并在从布网上验证可行性。

 

市场龙头华为于2017年8月正式发布了面向5G的移动承载解决方案X-Haul，该方案具备四大核心价值：全场景灵活接入，匹配不同站点场景;基于云化架构，实现敏捷运营;通过端到端网络分片，使能新业务创新;以及支持4G承载网络向5G承载的平滑演进。

 

中兴通讯5G前传回传一体化解决方案名为5G Flexhaul，该方案将FlexE与IP+光架构深度结合在一起，在一台设备上实现了5G前传和回传统一承载，提供灵活的超大管道承载能力，极大地增强了带宽的灵活扩展性，降低了初期建网的成本。

 

诺基亚推出面向5G时代的“anyhaul”端到端移动传输产品组合，对包括微波、IP、光及固定接入解决方案等在内的产品进行了重新组合，可提供最优化的时延和带宽组合，确保运营商能够依托最全面的传输网络产品组合顺利迈入5G时代。其率先提出的IP+Optics+SDN的理念，按需提供带宽，实现灵活性。

 

烽火通信的承载方案名为FitHaul 5G，其基于SDN/NFV、云等技术，实现了云化的5G承载架构。烽火的承载方案具有泛在、超宽、极简、随需四个特质，针对超低时延，创新性地引人FlexE Shim层交叉、低抖动队列、TSN MAC、Cut-through等技术。

 

网络优化市场分析

 

1、网络优化定义

 

网络优化是指采集移动通信网络的话务统计、无线参数、频率配置、切换关系配置、测试数据、设备告警、网络工程参数等数据，对它们进行综合分析，找出影响网络运行质量的原因，并通过设备排障、设备资源调整、参数调整、频率修改、切换关系优化、天馈线系统调整等技术手段，提高网络的质量和效率。网络优化包括无线网络优化和交换网络优化。由于无线网络涉及数量庞大的基站系统，优化工作包含大量的野外测试、调整，所以无线网络优化的工作量和需求要远远大于交换网络优化。

 

2、网络优化的内容

 

网络优化工作的内容主要包括：覆盖优化、接入优化、切换优化、干扰优化、拥塞优化、掉线优化和联合优化等。

 

3、中国网络优化的市场规模

 

目前，我国的4G网络建设整体渗透率逐步提高，4G网络已经步入后产业时代，5G产业即将拉开投资序幕，因此未来与5G有关的移动通信网络优化覆盖将迎来新发展机遇。我国网络优化市场规模在2014年约为105.90亿元，2016年增长至141.36亿元，而到2017年，我国网优的市场规模大概在157.62亿元左右。

 

2014-2017年我国网络优化行业市场规模(单位：亿元)

 

基站天线市场分析

 

1、基站天线的地位

 

基站天线是基站设备与终端用户之间的信息能量转换器。在信号发送过程中，调制后的射频电流能量经基站天线转换为电磁波能量，并以一定的强度向预定区域(手机用户)辐射出去，接收过程中，用户信息经调制后的电磁波能量，由基站天线接收，有效地转换为射频电流能量，传输至主设备。

 

虽然基站天线仅占单一基站价值的2%左右，但是天线的增益、覆盖方向、波束、可用驱动功率、天线配置、极化方向等都会影响移动通信网络系统的性能。基站天线性能的好坏，直接影响到移动通信的质量。

 

 

从2G到4G，移动基站天线经历了全向天线、定向单极化天线、定向双极化天线、电调单极化天线、电调双极化天线、双频电调双极化到多频双极化天线，以及MIMO天线，有源天线等过程。未来5G技术发展，基站天线还将经历小型化、一体化(天线和滤波器融合)等过程。

 

相比以往3G或4G时代，5G天线设计将会变得越来越复杂，技术标准和工艺要求越来越高。另一方面，2012年以来，基站天线价格逐年上升，但增速也逐步放缓，这与4G阶段天线技术趋向成熟和天线市场竞争日益激烈有关，2015年天线市场价格为1801元。目前市场上天线价格尚未达到2000元，但射频单元的价格却在2000元以上，未来天线和射频单元一体化设计已经是大势所趋，集成设计后的有源天线单价有望大幅提升。

 

2、5G网络时代的大规模天线阵列(massive MIMO)

 

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。大规模天线技术被视为4G的核心技术，面对5G在系统容量和传输速率等方面的性能挑战，进一步增加天线数量仍然是MIMO技术演进的重要方向。

 

一般而言，普通的基站需要配备3面天线，4G基站则需要配置2×2面(即2根接收天线2根发射天线)，未来随着4G向4.5G继续演进以及5G落地，massive MIMO基站(128、256甚至更多天线)的大规模应用将促使基站天线数量迎来爆发式增长。

 

5G网络时代基站区域天线数量(单位：个)

 

三、5G产业

投资潜力与策略规划

 

产业投资潜力分析

 

产业投资现状分析

 

韩国SK电信在人工智能、自动驾驶和物联网等新业务上投资了42亿美元，而为了实现这些业务的落地，他们在5G网络上投资50亿美元。中国三大运营商也表示将于2018年迈出5G试商用第一步，并力争在2020年实现5G规模商用。

 

中国的通信建设其实是国家指导和推动。欧美国家很难做到像我国一样密集、深度地覆盖基站、铁塔、光缆的基础设施。中国做5G有基础，政策也支持。根据5G的属性，基站密度建设肯定会比现在高很多。虽然国际电联对5G的标准还没冻结(还在不停更新)，但现在一些地方和企业已经开始进行如5G基站储备、云化架构的储备等投资准备工作。

 

从某种意义上讲，我国新兴产业的投资都是从国家的大力支持开始的。早在2013年，工信部、发改委、科技部已经推动成立IMT-2020(5G)推进组，推动5G的技术研发、标准化、国际交流等工作。其中，科技部还投入超过3亿元启动5G重大研发计划。华为斥资几十亿、三大通信运营商加大基站布局力度等等，我国的5G投资热潮方兴未艾。

 

产业投资主体分析

 

1、产业投资主体构成

 

《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》提出，落实投资主体，科研、公益类卫星及地面系统建设运行以国家投资为主，公益与商业兼顾类项目实行国家与社会投资相结合，商业类项目以社会投资为主。可见“十三五”期间以企业为投资主体的商业类项目将得到政府的政策支持。

 

为了在5G时代确保领先地位，政府相关部门在政策上予以大力支持，去年末工信部等16部门发文鼓励民营资本进入电信业即是最明显的例子。政策支持之下，民资开始逐步进入5G产业链。

 

民资可以进入5G产业链的多个环节。以VR体育赛事为例，运营商、体育馆、赛事主办方、直播方等都可以携手做VR赛事，民资可以选择其中一个领域，比如场馆的改建、网络保障、终端内容等。

 

国家的新政策是支持民企与运营商谈合作，比如民企可以从电信批发流量，作为批发商做二次运营和服务。前瞻认为，引入民资后，可以为更多用户提供更好的服务，但不会从根本上改变通信行业。

 

2、各投资主体投资优势

 

不论在哪个产业，均存在着政府投资、社会投资、以及当前大热又处于规范期的PPP投资模式，即政府与社会资本共同主体。社会资本投资优势主要是运营的灵活性，决策的可控性，营销的活跃性;而政府投资主要在于可以超越单纯的商业利益目标，有融资渠道上的优势，且具有较高的信誉和稳固性。

 

而社会与政府共同投资5G，主要优势在于实现更高的经济效率。在基站建设、网络建设方面，由于私营机构在建设施工、技术、运营管理等方面的相对优势得以充分发挥，共同投资的成本会小于公共部门独立开展项目时的相应成本。

 

在风险留存方面，由于不同的风险分配给管理该类风险具有相对优势的参与方，因此项目的总体风险状况得到明显改善。同时，融资更多地由民营机构完成，从而缓解了公共部门增加预算、扩张债务的压力，因此公共部门可以开展更多、更大规模的基础设施建设。

 

此外，有助于公共部门/私营机构在5G产业链上实现长远规划，由于项目的设计、建设和运营通常都由同一个联合体执行，虽然联合体也由不同的参与者构成，但由于各个参与者需要为同一个目标和利益工作，项目的不同参与者之间可以得到充分整合，实现良好的协同。

 

此外，由于项目的收益涉及整个生命周期(whole of life cycle)，在利益驱动下，私营机构将基于更长远的考虑，选择最合适的技术，实现设施长期价值的最大化和成本的最小化。

 

产业投资切入方式

 

通信行业是重资产型行业，投资大，回报周期长，一般要5年及以上才能收回成本。5G产业链比较长，生态圈里的竞争者较多。之前的模式是运营商向设备商买设备，把网络建起来后推销业务，连接用户;但到了5G时代，任何一个业务或应用都有运营商、服务商、设备商、第三方合作伙伴(提供终端、传感器、模组、业务平台等)，产业链会更丰富。民营资本可以在这里面找到自己的角色和定位。

 

目前，我国5G产业投资已经出现了“合作联盟式”的切入模式。例如上海物联网有限公司与中国移动通信集团上海有限公司携手业界各方于上海国际会议中心联合举办5G-IoT物联网开发者大会，进行了5G物联网实验网启动仪式，并举行5G物联网实验网合作单位(中国移动上海通信集团上海有限公司和上海物联网有限公司、上海华东电信研究院共同等)签约仪式。

 

会上还建立了由中移动上海公司、爱立信(中国)、高通、海思半导体、中兴微电子、联发科等企业共同成立的物联网联盟(上海)。同时，我国完全自主知识产权的新一代超高速无线通信(EUHT)，由广东民企新岸线计算机系统芯片有限公司引入上海。沪港同创(上海)文化科技有限公司和新岸线设立合资公司，进一步研发EUHT的核心技术和产品。

 

投资合作伙伴是另一种有效地投资切入点。目前，华为和中兴等国内行业龙头企业也在加紧研发5G技术。但是，仅是技术上的成熟并不能说5G已完全准备好，毕竟5G建设是个生态圈，需要合作伙伴。

 

华为也在与业界探讨5G针对垂直行业的应用，而这些行业的商业模式又不一样，比如车联网自动驾驶、结合VR直播需要大带宽、低时延，无人机的投递则需要导航、远程操控等。合作伙伴是5G产业的推动者，华为很多开放实验室会给这些合作伙伴提供资金，让他们去测试、对接，所有的目的都是催生技术成熟和生态商用的成熟。

 

产业投资策略规划

 

产业投资机会分析

 

5G产业链涉及设备、光模块、光纤、射频等基础设施。前瞻认为，未来投资机会就在于高速发展的云计算服务及其基础设施领域、模组大幅放量/商业化探索加快的物联网产业这三大方向，以及政企网络设备细分子行业盈利能力突出的优势公司。更进一步讲，光纤光缆集采需求会持续超预期;全球大型云计算数据中心建设已经加速，数通光模块有望持续放量;流量持续增长电信光模块需求有望回暖;2019年后5G光模块需求也将开始体现。

 

5G产业存在着“乘法效应”，即通信与计算结合之后，带来的通信行业与垂直行业的融合发展。5G不仅仅是通信技术的演进，更是跨产业的演进。

 

前瞻认为，5G与前几代无线技术相比，最大的不同在于它拥有一个比无线和通信行业更加广泛的生态系统。5G第一次真正将智慧云和云端处理的有价值的信息传输到终端，构建了云端与终端之间的数据通道，形成了数据增值的良性循环，将云端的商机带到无线领域和各大垂直行业。从通过无人驾驶汽车降低碳排放、到通过智慧城市提高市民生活质量、到为移动市场升级服务，5G就是一个崭新的、颠覆性的起点，成为建设国家的重要力量，将满足全球对整个产业升级的期待。

 

产业投资领域策略

 

汽车、制造、健康、消费和零售等产业都将与5G网络进行垂直整合，在各公司的业务架构中，连接将无处不在。

 

1、运营商领域

 

搭建自己的横向平台向合作伙伴和用户展现5G网络的能力尤为重要。此外，部署的速度和灵活性也至关重要。

 

2、汽车领域

 

现在汽车行业与电信设备供应商、运营商和IT公司有了无数交集。2016年9月，一些电信和汽车厂商共同成立了5G汽车联盟(5GAA)，两个行业携起手来开发、测试和推进新的通讯解决方案和标准落地。目前，5GAA联盟中已经有许多鼎鼎大名的公司，如戴姆勒、宝马、中心、中国移动和日本电装等。除此之外，芯片制造商英特尔和高通也是5GAA的成员。

 

随着自动驾驶技术的进步，未来的汽车将自成一派，在智能车联网的背景下运行;而车联网需要时刻与云端、基础设施和其他车辆交流，没有稳定的数据传输根本就无法顺畅运行。5G就是实现这一目标的关键技术。

 

3、端到端技术领域

 

虽然5G网络能提供强悍的速度和服务，但要想实现预定目标，干扰问题必须被彻底解决。5G环境比现有的网络环境要密集得多，处在同一区域的联网设备将有几何级的增长，因此减少干扰非常重要，行业还需要新的调制方案来降低能耗，将干扰降到最低。

 

数据洪流最重要的特点是端到端的数据产生和处理，目前，英特尔已经通过端到端的技术和产品，以及广泛开放的生态合作，释放数据价值，创造增值效应。由此，识别技术、采集技术、传输技术会成为重点攻关领域，面对英特尔已经树立起的标杆，端到端解决方案将成为众多投资者的必争之地。

 

4、手机领域

 

通信技术经历了从1G时代的“大哥大”，到2G时代的“电话短信”，到3G时代的“视频电话”，再到4G时代的“移动互联”。由于5G网速超过现在100兆宽带一百倍，是一次通信技术大跃升，现在的4G手机根本无法满足5G网络的要求，也不能在5G网络下使用，这意味着，要想体验5G时代，必须要换5G手机。在经历了智能机爆发之后，目前手机市场已经触及天花板。为刺激消费者的需求，各大厂商纷纷押宝5G。

 

5、基站建设领域

 

据十三五报告，5G网络建设上升到国家战略。按照中国移动规划，将在2018年建设大规模的5G实验网络，并将于2020年正式开启5G商用。至2020年国内运营商正式5G商用前，2018年宏基站建设有望进入集采周期。

 

前瞻预计，由于5G网络使用频次增加，基站覆盖范围变小，需要5G基站数量为现在4G基站数量现在4G基站数量的2到3倍，目前中国三大电信运营商4G基站数已经超过380万个。5G时代收益的不仅有华为、中兴通讯等主流设备商，随着5G宏基站建设周期拉开序幕，产业链几乎看到了确定性增长。

 

5G投资周期拉开序幕，按照“光纤光缆链路→传输网→无线网”的投资顺序。5G产业链上游基站侧设备厂商受益程度较高。除了光通信、天线等主要设备，基站基础设施建设迎来机会。