自5G概念的提出,各國相關技術的研發以及產業布局也在如火如荼進行之中。與此同時我國5G在標準研發上正逐漸成為全球領跑者,有望在2019年實現5G技術的試商用,在2020年實現正式商用。本文將圍繞5G的概況、國內外的發展現狀、及中國5G產業鏈市場等方面進行梳理與重點分析,并對未來發展重點領域進行了預測與解讀。
015G產業概述
一、5G概述
5G,即第五代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術。目前5G技術正在落地中,下載速度預計可達1.25GB/S。與2G、3G、4G不同的是,5G是對現有無線接入技術(包括2G、3G、4G和WiFi)的演進,以及一些新增的補充性無線接入技術集成后解決方案的總稱。5G三大應用場景有eMBB、uRLLC、mMTC。
二、5G產業發展歷程與宏觀環境分析
(一)1G-5G產業發展歷程
1980S,1G網絡誕生于美國芝加哥。1G網絡只能用于語音傳輸,不僅速度慢,信號也不穩定。1990S,人們進入2G時代,速率快了很多,可以上網發短信。到了2000S,3G開始盛行,數據傳輸能力得到顯著提升,峰值速率可達2Mbps至數十Mbps,支持視頻電話等移動多媒體業務。進入2010S,就是現在依然很流行的4G網絡,峰值速率可達100Mbps至1Gbps。相對于4G技術,5G將以一種全新的網絡構架,提供峰值10Gbps以上的寬帶、毫秒級時延和超高密度連接,實現網絡性能新的躍升,開啟萬物互聯的新時代。
(二)5G產業宏觀環境分析
1、政策支持分析
資料來源:中創產業研究院整理
2、技術推動分析
國內外在5G技術方面均實現了突破,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。與國外相比,中國在5G布局上更成熟。
中國方案入選5G標準
2016年11月17日,3GPP(第三代合作伙伴計劃,類似于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。
5G編碼技術
5G三大編碼候選技術的背后是真正的三國之戰:美國以高通為領隊主推LDPC;法國主推Turbo2.0;以及中國的Polarcode。其中,PolarCode拿下5G控制信道eMBB場景編碼方案,LDPC成為數據信道的上行和下行短碼方案。
Polar碼技術
Polar碼則是編碼界新星,中國公司對Polar碼的潛力有共識,并投入了大量研發力量對其在5G應用方案進行深入研究、評估和優化,在傳輸性能上取得突破。華為在Polar碼技術研究上投入巨大,中國移動及中國信息通信研究院在Polar碼技術的評估、國際標準化方面做了大量工作。
三、5G產業對經濟社會發展預計貢獻
(一)5G對經濟產出的貢獻
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。在直接產出方面,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。在間接產出方面,2020年、2025年和2030年,5G將分別帶動1.2萬億、6.3萬億和10.6萬億。
5G的直接和間接經濟產出(億元),數據來源:中國通信院
(二)5G對經濟增加值的貢獻
2030年,預計5G對經濟增加值的直接貢獻將超過2.9萬億元,對當年GDP增長的貢獻率將達到5.8%,這主要來自于用戶購買移動互聯網信息服務的支出、各垂直行業的網絡設備投資和流量消費支出等。2030年,5G間接拉動的GDP將進一步增長到3.6萬億元。
5G的直接和間接經濟增加值貢獻(萬億元),數據來源:中國通信院
025G產業發展現狀
一、國際5G產業發展現狀
(一)主要國家5G專利占比情況
根據Netscribes的統計,2015年后中國憑借華為和中興的高頻研發投入,在5G專利庫中的專利占比一舉成為全球首位,占比達到32%,主導5G技術與專利。各主要國家5G專利占比情況如下圖所示:
數據來源:Netscribes,安信證券,中創產業研究院
(二)全球5G布局
目前,全世界已經有56個國家開始布局5G網絡建設,其中有25個國家選擇與華為合作,遠遠領先競爭對手愛立信和諾基亞,華為憑借強大的專利技術和優質的服務占據了全球近一半的市場。
在亞洲地區,除了日本和韓國之外,中東地區基本上都與華為進行合作。東南亞的國家,也在緊鑼密鼓的進行招標;而歐洲市場,華為已經與許多國家簽訂了合作協議。與很多國家的運營商在4g網絡建設方面用的就是華為的設備有關。在美洲市場,可以說是愛立信以及諾基亞的天下。畢竟美國,澳大利亞,以及新西蘭都已經明確地拒絕了華為。只有加拿大方面,還沒有給出明確的答復。
資料來源:中創產業研究院整理
(三)各主要國家5G頻譜計劃
目前,各主要國家已經完成低頻段頻譜的分配,正致力于中頻段、高頻段頻譜的規劃、建設與拍賣。未來幾年,由于5G技術的全面覆蓋和應用場景的豐富,高頻譜研發以及中頻段、高頻段頻譜分配問題將成為5G產業關注的焦點領域之一。
1.美國
1)頻譜分配現狀
2)5G頻譜計劃
高頻段
2016年7月,FCC公布將24GHz以上頻段用于5G的新規則;2017年11月,FCC又新增了共1700MHz帶寬用于促進5G網絡部署,包括24GHz頻段上的700MHz帶寬和47GHz頻段上的1GHz帶寬;2018年3月,FCC決定于2018年11月14日拍賣28GHz頻段,隨后進行24GHz頻段拍賣。
中頻段
FCC正釋放3550–3700MHz頻段的CBRS(citizensbroadbandradioservice,市民寬帶無線服務)為共享移動寬帶使用。2017年8月,FCC發布擴展靈活使用3.7-4.2GHz、5.925-6.425GHz和6.425-7.125GHz三大中頻段的咨詢。2018年2月,FCC表示將在幾個月內制定3.7-4.2GHz頻段用于商用地面移動網絡的措施。
2.日本
1)頻譜分配現狀
2)5G頻譜計劃
日本計劃在2020年東京奧運會期間商用5G,其5G頻譜計劃如下:
?計劃對1.7GHz(1710–1750/1810–1850MHz)、2.3GHz(2300–2330/2370–2400MHz)、2.6GHz(2500–2545/2645–2690MHz)和3.4–3.48GHz頻段進行重新分配。2018年3月,發布了1.7GHz和3.4-3.48GHz頻段的規則草案。
?計劃于2019年3月分配3.6-4.2GHz和4.4-4.9GHz頻段。
?計劃于2019年3月分配27.5-29.5GHz的5G毫米波頻段,提出該毫米波頻段要與美國和韓國保持一致。
3.韓國
1)頻譜分配現狀
2)5G頻譜計劃
韓國科學技術信息通信部(MSIT)于2017年初發布國家寬帶/頻譜計劃(K-ICT),提出到2018年至少為5G分配1300MHz帶寬的頻段,包括3.4-3.7GHz頻段和27.5-28.5GHz頻段,并計劃于2018年6月至10月期間拍賣這兩大頻段,同時計劃于2019年3月開始5G商用。
(四)全球運營商5G建設規劃
全球運營商5G建設規劃,基本集中在2019年底至2020年,大多數國家都預計在2020年左右實現5G服務的全面使用。中國、美國、日本、英國、韓國等5G相關技術研發的重要國家有望走在最前端,從而能最早實現5G技術的全面覆蓋。各運營商建設規劃的具體情況如下表所示:
資料來源:各國運營商官網、安信證券,中創產業研究院整理
二、中國5G產業發展現狀
(一)5G發展格局
1.三大運營商搶先展開前期布局
國內三大運營商現階段都在積極推進5G商用化進程,并已確定了詳細的實施方案。中國移動未來三年內規劃展開大規模網絡測試,聯合合作企業進行應用試驗,力爭2020年實現5G網絡商用。中國聯通宣布將加快5G關鍵技術的研究,布局5G網絡演進戰略規劃,不斷深化物聯網方面的技術積累,以滿足其5G網絡2020年商用目標。中國電信則提出轉型3.0,計劃未來十年內分三步進行5G部署并全面開展5G相關研究和測試驗證,爭取2025年在6GHz以下首發5G。
2.我國主設備商已具備領先優勢
華為此前發布了全球首個面向5G商用場景的5G核心網解決方案SOC(ServiceOrientedCore)2.0。隨后又發布了業界首款5G承載分片路由器,可提供最高100GE基站接入能力。同時基于其創新的FlexibleEthernet技術,來實現端口通道化物理隔離,為不同業務提供差異化的SLA保障。
中興通訊發布了5G全系列高低頻預商用基站產品,充分滿足5G預商用部署的多樣化的場景和需求,工作帶寬大,單站數據吞吐量可達10Gbps;同時與英特爾公司合作,發布了面向5G的下一代IT基帶產品,是全球首個基于軟件定義架構和網絡功能虛擬化(SDN/NFV)的5G無線接入(RAN)解決方案。
3.終端廠商加快技術研發步伐
在商用芯片領域,華為率先發布了符合3GPP標準的5G商用芯片和基于該芯片的首款3GPP標準5G商用終端。在智能手機領域,作為目前全球第三和中國手機市場第一的華為,預計在2019年推出麒麟芯片和智能手機。OPPO高度重視5G標準的研究和制定,是國內5G標準的主要推動者之一。ViVo則對外宣布將在2019年推出5G預商用終端,2020年,將實現5G智慧手機正式商用。
(二)5G試驗進程
IMT-2020(5G)推進組在2016年的“5G技術研發試驗”啟動會上已明確表示,我國5G試驗分兩步走。第一步為5G技術研發試驗(2016年至2018年),主要目標是支撐5G國際標準研制;第二步為5G產品研發試驗(2018年至2020年),主要目標是開展5G預商用測試。2018年1月2日,5G技術研發試驗第三階段規范評審會上,評審專家組對IMT-2020(5G)推進組制定的5G技術試驗第三階段首批規范進行了評審,表明我國5G技術研發試驗已進入第三階段。我國5G技術驗證及產品研發時間表如下所示:
(三)中國頻譜計劃
1.頻譜分配現狀
2.5G頻譜計劃
2017年,工信部已明確使用3.3-3.6GHz和4.8-5.0GHz作為5G中頻段,并批復了24.75-27.5GHz和37-42.5GHz高頻段用于5G技術研發試驗,這樣可確保未來每家運營商平均獲得至少100MHz帶寬的5G中頻段,以及至少2000MHz帶寬的5G高頻段。預計我國將于2019年左右分配5G頻譜,以在2020年實現商用5G。工信部還表示未來將為5G提供更多的頻譜,估計未來有可能釋放3.6-4.2GHz為5G頻段。
(四)三大運營商5G 規劃
①中國移動未來三年計劃展開大規模網絡測試,聯合合作企業進行應用試驗,力爭2020年實現5G網絡商用;
②中國聯通宣布將加快5G關鍵技術研究,布局5G網絡演進戰略規劃,不斷深化物聯網方面的技術積累,以滿足其5G網絡2020年商用目標;
③中國電信則提出轉型3.0,計劃未來十年內分三步進行5G部署并全面開展5G相關研究和測試驗證,爭取2025年在6GHz以下首發5G。
03中國5G產業鏈市場分析
一、5G產業鏈綜合分析
5G通信行業產業鏈上游產業主要包括芯片市場、光器件市場、射頻器件市場。在上游產業中,我國的薄弱環節在芯片,主要依賴于進口。但在5G技術以及中美貿易戰的推動下,華為、中興在芯片研發上已顯現出一定的優勢,未來有望緩解當前局面。現階段,上游產業各技術已趨于成熟,各國無論是自主研發還是通過付費,都有了一定的基礎。
中游產業主要包括基站市場、傳輸設備市場、基站天線市場;這是各國正在努力實現的環節,也是實現5G全面覆蓋的當務之急。我國在這一環節鏈上的投入較大,也擁有了一定的優勢,尤其是在基站市場投入建設上。
下游產業主要包括運營商市場和終端設備市場。這是未來需要著力發展的環節,尤其是5G與人工智能、大數據、云計算等的結合,帶來更加豐富的應用場景,比如:無人駕駛、智慧城市、物聯網、智能醫療等,將給生活帶來更多便利。
二、5G上游市場分析
(一)芯片市場分析
2010-2015年期間,我國芯片市場規模由7349億元增加至約11025億元,是全球芯片消費的主要市場。在此期間,我國芯片行業市場規模復合增長率達到11%。2016年,我國芯片行業市場規模達到11988億元;2017年我國芯片行業市場規模增長至12543億元,同比增長4.65%。但我國芯片主要依賴于國外,不僅進口額高,進口比例也高。過去10年,我國的芯片進口總額高達1.8萬億美元,約90%依賴于進口。但在5G技術的推動下,華為緊跟高通、因特爾、三星,走在技術研發的前列,將有力緩解這種局面。
資料來源:智通財經
(二)光器件市場分析
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。2016年,全球光器件市場規模達到100億美元,同比增長28.15%,其中我國光器件市場規模約42.3億美元,占全球市場份額約42%。2017年,我國光模塊需求達到約55.1億美元,光器件市場規模增長約30%。預計2020年達到120.9億美元的市場規模。
數據來源:工信部,中創產業研究院整理
(三)射頻器件市場分析
隨著智能手機的不斷升級,手機的頻段越來越多,目前智能手機對SAW濾波器的需求在15個以上是以前傳統手機的3倍。此外,受益于萬物互聯催生射頻前端模塊的市場需求,規模將遠超4G時代。僅移動通信終端的射頻模塊市場規模將會從2015年的119.4億美元增長至2019年的212.1億美元。年復合增長率達到15.4%。
數據來源:中國產業信息網,中創產業研究院整理
濾波器和放大器也是射頻器件中的價值占比最高的部件,將后于基站射頻微波器件市場空間的釋放。因為在濾波器方面,新舊產品替代空間大。原有的同軸腔體濾波器由于體積較大,無法滿足5G小型化基站的超密集組網要求。Technavio在研究報告中指出,射頻濾波器市場2016-2020的年復合增長率可達15%。隨著5G頻段的劃分、基站的鋪設,未來五年濾波器的整體市場空間還將持續快速增長,且一直保持射頻器件中的主導地位。
射頻器件各細分市場空間預測/億美元,數據來源:中國產業信息網
三、5G中游市場分析
(一)基站市場分析
2010-2017年,經歷4G網絡大規模建設后,我國移動通信基站數量也實現了快速增長。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。目前美國在5G建設方面的花費已經被中國超越,而且在政策上面中國對于5G的支持也要比美國塊,目前中國支持5G通訊的基站數量已經是美國的10倍。
數據來源:中國產業信息網
以基站為代表的通信基礎設施建設市場,預計將率先進入產業化。,三大運營商將于2019年啟動5G基礎建設,預計7年內總支出金額達1800億美元(約合人民幣1.2萬億元),遠高于2013-2020年的4G投資金額1170億美元。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。
(二)傳輸設備市場分析
目前,各大設備商均發布了5G承載方案。由于市場集中度較高,競爭格局已趨于穩定。我國傳輸設備市場中的主要企業分別是華為、中興、諾基亞、烽火。日前,該五大企業的5G承載設備方案都在配合運營商進行外場測試,并在從布網上驗證可行性。
華為
市場龍頭華為于2017年8月正式發布了面向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;基于云化架構,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
中興通訊5G前傳回傳一體化解決方案名為5GFlexhaul,該方案將FlexE與IP+光架構深度結合在一起,在一臺設備上實現了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
諾基亞推出面向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面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
烽火通信的承載方案名為FitHaul5G,其基于SDN/NFV、云等技術,實現了云化的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FlexEShim層交叉、低抖動隊列、TSNMAC、Cut-through等技術。
(三)基站天線市場分析
近年來,伴隨著國內移動通信用戶的迅猛增長、網絡優化升級,運營商的網絡擴容動力始終存在,拉動了運營商固定資產投資的增長,并帶動我國基站天線產業高速發展。
與此同時,基站天線行業呈現出明顯的區域性特征,在通信天線領域,我國的主要通訊設備制造基地大部分集中在經濟發達、配套設施完備的珠三角、長三角等區域。其中,國內廠家如京信通信、通宇通訊、摩比發展、盛路通信等均位于珠三角地區;而康普安德魯等國外廠家為利用中國制造的成本優勢,目前也已在長三角區域設立制造基地。
從通信天線領域來看,國內生產企業眾多,競爭激烈,但具有一定研發實力、較大產能規模、具備國際競爭力的專業廠家較少,主要有京信通信、通宇通訊、摩比發展、盛路通信等少數幾家企業;其中,京信通信占比最高,達到21%;其次是通宇通訊,達到8%;接著是摩比發展的7%、盛路通信的3%。
數據來源:中創產業研究院整理
四、5G下游市場分析
(一)運營商市場分析
在國際,根據GSMAIntelligence的數據顯示,2015-2016年全球電信運營商移動業務收入前十名依次為中國移動、Verizon、AT&T、Vodafone、軟銀、DeutscheTelekom、AmericaMovil、NTT、Telefonica和中國聯通,前十大運營商移動業務收入占前三十大運營商總收入的76.39%。
數據來源:GSMAIntelligence、中創產業研究院整理
在國內,我國自2008年電信業完成重組后,就形成了移動、電信、聯通“三足鼎立”的市場格局,而中國移動一直在移動網絡上占據優勢地位。2017全年三大運營商實現營收總額近140百萬億,凈利潤1347.45億元,中國移動獨占其中的84.43%。中國移動全年營收7405億元,同比增長4.53%;中國電信經營收入為3662億元,同比增長3.95%;中國聯通實現收入2748.29億元,去年同期為2741.97億元,同比增長0.23%。
(二)終端設備市場分析
在5G商用后,最先受到沖擊的將是終端設備是手機和電腦等終端設備。在全球智能手機出貨量持續萎縮下,5G商用將掀起一波換機潮。據估計5G智能手機出貨量將從2019年的200萬增加到2025年的15億,年復合增長率為201%。未來,智能手機將不斷演進,能夠在現有LTE頻段以及待分配給5G的更高頻段支持5G。由于可能涉及多個頻段的使用,這將為終端生態合作體系帶來新的挑戰,包括同一部智能手機需要使用從低到超高的頻率,同時應用LTE和5G(聚合)。首批中頻5G商用智能手機預計將于2019年初問世,并有望在2019年初至年中支持超高頻段。
在工業和物聯網方面,5G還有望支持不同行業的多種用例。第一批支持超低時延通信的模塊化5G終端預計將于2020年推出,適用于工業流程監測和控制。
045G未來趨勢分析
一、頻譜分配和高頻段5G技術研究
5G時代的建設已經日益迫近,頻譜規劃與分配成為了業界關注的焦點。我國已經出臺了5G中段頻譜規劃,因此,如何在三大運營商之間進行頻譜分配將是未來5G發展的重點問題。一方面,頻譜分配需要考慮三大運營商現有的頻譜資源和技術,通過軟件升級實現4G向5G平滑演進,使4G基站的硬件設備在5G得以復用來降低運營商投資成本并提升頻譜使用靈活性;另一方面,頻譜分配還需要考慮不同頻譜的特性、運營商的實力、產業鏈完善程度等因素,通過頻譜分配來完善行業競爭環境。
同時,我國的頻譜規劃只是中段頻譜并不代表全部頻段,而高頻段的資源開發已經是全球產業界的共識,加之高頻段頻譜資源的豐富性,高頻段的技術及產品試驗也將成為未來5G發展的重點方向。
二、構建產業生態加速5G商用
5G標準已正式發布且我國5G技術試驗取得突破并已發布頻譜規劃,為5G商用和產業化奠定了良好基礎,未來如何構建5G產業生態和拓展商業應用將成5G發展的關注焦點。
從構建產業生態來看,我國5G技術試驗第三階段的重點是開展商用前的設備單站、組網、互操作,以及系統、芯片、儀表等產業鏈上下游的互聯互通測試,且5G終端核心技術需要包括高頻段、高帶寬、多模多頻段、不同組網模式、語音能力、高速率和多天線要求,因此,智能終端、芯片、天線等將是5G產業鏈生態建設的主要方向。從商業應用方面來看,車聯網、VR/AR、醫療健康、工業互聯網等將成為5G應用重點領域,我國將建立跨行業、跨部門協調推進機制,明確5G重點應用的發展規劃和具體行動計劃,圍繞技術、標準、產業、政策等方面與5G商用部署實現全方位協同。
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原文標題:5G全產業鏈最新解讀
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