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5G通信行业市场深度解析

来源:高瞻产业研究智库  浏览数:  发表日期:
  第五代移动通信技术,英语缩写为5G。与4G相比,5G具有更高的速率、更宽的带宽、更高的可靠性、更低的时延等特征,能够满足未来虚拟现实、超高清视频、智能制造、自动驾驶等用户和行业的应用需求。目前5G还处于规划阶段,概念和技术未形成统一的标准。
  全球已有70个国家的169个运营商发布了5G,再加上正在投资5G的运营商,总体数量上已经超过了400个。欧洲、亚太、北美属于5G的先发地区,已经基本完成了5G网络的商用;南亚、东欧、北非、中南美洲等地区也紧随其后进行5G部署和预商用;在撒哈拉以南的非洲,绝大部分地区5G还是空白。
  图表:全球5G商用情况

  资料来源:信通院、高瞻产业研究智库
  目前来看,NSA依然是5G部署网络的主流,但增长数量渐趋平缓;SA网络从2020Q3开始出现并逐年增长。随着中国5G的规模部署,将带动5G在垂直行业的迅速发展,并催化SA生态的成熟。
  整体来看,5G在全球的部署,已从中美欧日韩的星星之火渐成遍布五大洲的燎原之势。
  从国内市场来看,我国移动通信技术起步虽晚,但在5G标准研发上正逐渐成为全球的领跑者。我们国家在1G、2G发展过程中以应用为主,处于引进、跟随、模仿阶段。从3G开始,我们国家初步融入国际发展潮流,大唐集团和西门子共同研发的TD-SCDMA成为全球三大标准之一。在4G研发上,我国已经有了自主研发的TD-LTE系统,并成为全球4G的主流标准。5G方面,我国政府、企业、科研机构等各方高度重视前沿布局,力争在全球5G标准制定上掌握话语权。中国5G标准化研究提案在2016世界电信标准化全会(WTSA16)第6次全会上已经获得批准,这说明我国5G技术研发已走在全球前列。
  政府层面,顶层前沿布局已逐步展开,明确了5G技术突破方向。
  一是我国从国家宏观层面明确了未来5G的发展目标和方向。《中国制造2025》提出全面突破5G技术,突破“未来网络”核心技术和体系架构;《十三五规划纲要》提出要积极推进5G发展,布局未来网络架构,到2020年启动5G商用。2013年,工信部、发改委和科技部组织成立了“IMT-2020(5G)推进组”(以下简称推进组),推进组负责协调推进5G技术研发试验工作,与欧美日韩等国家建立5G交流与合作机制,推动全球5G的标准化及产业化。推进组陆续发布了《5G愿景与需求白皮书》《5G概念白皮书》等研究成果,明确了5G的技术场景、潜在技术、关键性能指标等,部分指标被ITU纳入到制定的5G需求报告中。
  二是依托国家重大专项等方式,积极组织推动5G核心技术的突破。国家“973”计划早在2011年就开始布局下一代移动通信系统。2014年国家“863”计划启动了“实施5G移动通信系统先期研究”重大项目,围绕5G核心关键性技术,先后部署设立了11个子课题。2016年“新一代宽带无线移动通信”国家科技重大专项,全面启动了我国5G技术研发试验,目前已完成第一阶段测试,各关键技术均通过验证。2017年国家科技重大专项中将有三项与5G相关的研发项目。根据计划时间,2017年—2018年将会全面推进中国第二阶段、第三阶段的5G技术研发试验。
  企业层面,国内领军企业已赢得先发优势。华为、中兴、大唐等国内领军通信设备企业高度重视对5G技术的研发布局,在标准制定和产业应用等方面已获得业界认可。如,中兴早在2014年就联合中国移动在深圳完成全球首个TD-LTE3D/MassiveMIMO基站的预商用测试,2016年开始规模部署在全球建设10张商用网络。大唐在2011年启动5G的预研,2013年提出5G关键能力指标和取值,被ITU纳入5G愿景和框架建议书的技术指标当中。此外,中国移动等电信运营商也积极布局未来5G产业,如中国移动发布《中国移动愿景2020+白皮书》,希望与各方一起,实现“连接无限可能”的愿景。华为已经在5G新空口技术、组网架构、虚拟化接入技术和新射频技术等方面取得重大突破。日前,华为polar码方案成为5G国际标准码方案,虽然只是5G标准的初级阶段,但极大地提振了我国5G标准研发的信心。
  二、5G通信行业市场规模
  全球市场来看,据统计数据显示,到2027年,全球5G基础设施市场规模估计将达到4966亿美元,从2020年到2027年的复合年增长率为106.4%。预计到2027年,Sub-6GHz的细分市场预计将达到3024亿美元的最大市场规模,这主要归功于政府专注于为主要发达经济体的高速数据服务而发布的Sub-6GHz频段。
  国内市场方面,根据信通院《5G经济社会影响白皮书》测算,从5G的经济产出规模来看,到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,2025年、2030年将分别增长到3.3万亿、6.3万亿元,十年年均复合增长率为29%;在间接产出方面,2020年、2025年和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%。
  图表:中国5G通信行业市场规模测算

  资料来源:信通院、高瞻产业研究智库
  从产出结构看,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直经济产出的主要来源。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著,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%。
  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,电信运营商在5G网络设备上的投超过2200亿元,各行业在5G设备方面的支出超过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%。
  图表:5G通信产业链各环节建设投资规模

  资料来源:信通院、高瞻产业研究智库
  三、5G通信行业竞争格局
  1、5G基带芯片
  在5G技术架构中,基带芯片是用来合成即将发射的基带信号,或对接收到的基带信号进行解码。具体地说,就是发射时,把音频信号编译成用来发射的基带码;接收时,把收到的基带码解译为音频信号。同时,也负责地址信息(手机号、网站地址)、文字信息(短讯文字、网站文字)、图片信息的编译。基带芯片是5G技术的核心支撑,实现了信号从发射编译到接收解码的全过程。
  从基带芯片出货量看,2021年Q2,高通、联发科、三星LSI、紫光展锐和英特尔占据了手机基带芯片收益份额的前五名。另一方面,受贸易制裁的影响,海思的出货量在该季度下降了82%。
  在基带芯片领域按技术实力排名,第一梯队包括高通、Intel、海思和三星,其中海思和三星的5G基带芯片基本自用;第二梯队包括展讯、联发科;第三梯队包括大唐联芯等。
  2、5G射频芯片
  射频简称RF射频就是射频电流,是一种高频交流变化电磁波,射频芯片指的就是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形,并通过天线谐振发送出去的一个电子元器件。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两大部分。
  射频前端芯片包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等芯片。射频前端芯片市场主要分为两大类,一类是使用MEMS工艺制造的滤波器,以声表面波滤波器(SAW)和体声波滤波器(BAW)为代表,一类是使用半导体工艺制造的电路芯片,以功率放大器(PA)和开关电路(Switch)为代表。
  传统的SAW滤波器领域市场已趋向饱和,Muruta、TDK和TaiyoYuden占据了全球市场份额的80%以上。
  功率放大器市场主要分为终端市场和以基站为代表的通信基础设施市场,在终端功率放大器市场,形成了Skyworks、Qorvo和Broadcom(Avago)三家企业寡头竞争的局面,三家企业合计占据了90%以上的市场份额;在基站功率放大器市场,NXP和Freescale在合并前总共占据了51.1%的市场份额,国内企业主要有锐迪科(被紫光收购)、唯捷创芯(Vanchip)、中普微、国民飞骧(Lansus)、中科汉天下等。
  3、无线通信模组
  5G时代的到来将带动数据传输体量的新高度,无线通信模块作为物联网的入口也会迎来更丰富、新颖的应用场景。无线通信模组是连接物联网感知层和网络层的关键环节,属于底层硬件,使各类终端设备具备联网信息传输能力,具备其不可替代性。无线模组按功能分为“通信模组”与“定位模组”。相对而言,通信模组的应用范围更广,因为并不是所有的物联网终端均需要有定位功能。
  目前,在无线通信模组领域,国外龙头主要有Sierra、TelIT、U-blox等,国内第一梯队公司有芯讯通、移远通信、中兴物联、广和通等,按出货量算已经可以和国外龙头相媲美。
  4、5G通信设备
  通信设备行业是一个充分竞争的行业,市场化程度较高,由于客户主要为通信运营商,客户行业垄断地位较强,目前行业已经形成了多家具有较强综合竞争力的通信设备商。
  通信设备商多起步早,经过整合重组、多年发展,技术水平较同行领先,能够为运营商提供全方位综合性、一体化解决方案,按照客户的需求进行产品方案设计、方案比选、方案实施等各种配套服务,因此市场竞争能力较强。
  4G时代,通信设备供应商竞争格局变现为四足鼎立格局(爱立信、诺基亚、华为、中兴),设备商向服务商转型;5G时代,各大供应商抢夺5G标准制定,推动万物互联,谁能在标准制定、万物互联走在前列,谁就能占据更多的市场。
  通信设备市场呈现全球化竞争格局,份额集中于全球前几大供应商,前五大设备制造商分别为华为、诺基亚、爱立信、思科和中兴通讯,这五家公司合计占全球服务提供商设备市场收入的75%左右。
  四、5G通信行业发展前景/趋势
  1、全球5G通信行业发展前景/趋势
  从全球范围看,第五代移动通信技术(5G)正呈现出使用规模日益壮大、经济价值逐渐显现、扶持举措不断升级、应用场景层出不穷的特征。
  移动通信已经深刻地改变了人们的生活,但人们对更高性能移动通信的追求从未停止。5G的产生,可以应对未来爆炸性的移动数据流量增长、海量的设备连接、不断涌现的各类新业务和应用场景。5G的使用规模不断增长,经济影响力也日益凸显。各国政府纷纷制定5G推进策略和时间表,加速其发展。同时,国际性无线电组织全球移动通信协会(GSMA)和国际电信联盟无线电通信局(ITU-R)也规划了未来5G的应用场景。
  1、用户数进入规模化增长阶段
  与4G相比,5G具有速率更高、带宽更宽、可靠性更高、时延性更低等技术特点,能够更好地满足个人和行业的应用需求。
  2、经济影响力有望全面释放
  移动通信已从3G网络“连接人与人”迈入4G网络“连接人与信息”的阶段,5G的兴起则使移动技术从一项对个人通信具有变革性影响的技术,演进为真正的、泛在的通用技术,更好地促进人与人、人与物、物与物之间的全面连接,激发新的消费需求,加速产业融合变革,有望成为全球经济增长的重要贡献因素之一。
  5G对经济的驱动作用首先体现在投入与部署方面,包括5G基础性研发、网络基础设施部署、基于5G功能的应用与服务开发、5G终端设备生产等。
  5G推动未来经济增长的能量不容小觑,IHSMarket在《5G经济》报告中预测,到2035年,5G在全球创造的潜在经济价值将达12.3万亿美元,相当于所有美国消费者在2016年的全部支出,并超过2016年中国、日本、德国、英国和法国的消费支出总和;全球5G价值链将达到3.5万亿美元产出,相当于2016年全球财富1000强企业中排名前13位企业的营收总和,并产生超过2200万个工作岗位,这些岗位将从与5G有直接关联的信息通信制造业、服务业,延伸至教育、公共服务等多个行业领域。
  3、应用场景日趋丰富
  5G不仅能够带来更宽的带宽、更高的速率,还将引发新型应用场景、产业应用,以及大量未知的应用创新。GSMA提出未来5G五大应用目标,一是5G将与4G及可替代网络技术共存,以更好地提供高速、可靠且安全的宽带服务;二是所有5G技术利益相关机构或企业都应致力于以低成本、高效益方式提供经改进的新型网络,实现最为经济实惠的创新型通信网络;三是5G将提供能够推动行业数字化和自动化的网络平台,加快行业数字化转型;四是5G网络将提供高达1Gbps和10毫秒以内延迟的增强宽带服务,提供适用于云计算和基于人工智能的服务平台,改变移动宽带使用体验;五是5G网络将为各类场景的智能物联网节点提供支撑,推动大规模物联网和关键通信服务的新应用增长。GSMA特别强调,上述目标惟有在将5G通用技术标准统一化、频段统一规范分配条件下才能实现。
  ITU-R确定未来5G主要应用场景,分别是增强型移动宽带(EMBB)、超高可靠与低延迟通信(URLLC)和大规模机器通信(MMTC)。其中,增强型移动宽带通过支持更高效的数据传输,降低每比特数据传输成本,支持面向一系列终端和应用的无线宽带覆盖,适用于地铁等连续广域覆盖场景和住宅区、办公区等热点高容量区域;超高可靠与低延迟通信主要作用于垂直行业和交通自动化等领域,如工业控制、智能电网、远程医疗、车联网、无人机;大规模机器通信则适用于农业、能源、公用事业、城市基础设施与环境监控等方向。
  5G部署已在全球范围铺开,随着各国扶持举措的升级和国际性无线电组织对应用导向的推进,将使5G的经济价值不断显现,适用范围逐步扩大。
  2、中国5G通信行业发展前景/趋势
  一是产品技术逐步聚焦四大应用场景。推进组归纳出未来5G应用主要集中在4个场景:高铁、地铁等连续广域覆盖场景;住宅区、办公区、露天集会等热点高容量场景;智慧城市、环境监测、智能农业等低功耗大连接场景;车联网、工业控制、虚拟现实、可穿戴设备等低时延高可靠场景。因此,5G技术与产品开发也应重点围绕这4个场景展开,及时做好前沿技术与产品开发。
  二是5G技术将激发新的消费需求。5G的一个重要特征就是可以实现“人与人、人与物、物与物之间的连接”,形成万物互联,并融合在工作学习、休闲娱乐、社交互动、工业生产等各方面。逐步丰富的消费形态将促进用户体验需求的重大变革,进一步激发出新的产业、新的业态和新的模式。为此,要充分做好技术与产品储备,及时跟踪技术与产品的动态变化,尽早布局颠覆性技术与产品。
  三是产业融合变革加速。基于5G技术的支撑,跨行业的融合发展进一步加强,新型信息化和工业化将深度融合,引发产业领域的深层次变革。移动物联网场景等5G技术将渗透到消费、生产、销售、服务等各行业,推动研发、设计、营销、服务等环节进一步向数字化、智能化、协同化方向发展,实现工业领域全生命周期、全价值链的智能化管理。