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    一文讀懂5G建設的市場格局、投資主題與時間窗口

    2019年11月14日 15:40:43   來源:微信公眾號:華興資本

      2019年6月6日,工信部正式發放5G商用牌照,拉開中國5G基礎設施建設的序幕。作為新一代移動通信技術,5G意在打造高速率低延遲的“全能網絡”,隨著底層技術的躍進,無人駕駛、工業自動化、遠程醫療等先進科技進入商用階段將不再是想象。7U3中文科技資訊

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      值得關注的是,中國在這場移動通信技術顛覆革命中持續領跑。由華為和中興主導,從專利到完成簽署的商用合同,中國5G網絡建設占據先機。華為、中興在4G時代已有穩固的供應商,新進入者如何突圍?投資者該如何挑選標的,掘金5G紅利?7U3中文科技資訊

      硬科技一直是華興投資團隊重點關注的領域,這一期投資團隊報告,我們會分享對5G領域的觀察,并全面復盤4G周期,以期現實與經驗輝映,照亮未來之路。7U3中文科技資訊

      報告全文:7U3中文科技資訊

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      1. 5G強在哪?7U3中文科技資訊

      5G,即第五代移動通信技術。從1G到5G,技術的更迭周期在不斷加快,應用場景日漸豐富。從無限通話到萬物互聯,人類的愿景在技術進步中不斷被實現。7U3中文科技資訊

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      5G的目標是打造“全能網絡”。移動性能的大幅提升,使網絡在高速移動場景下依然保持連貫,為發展無人駕駛奠定基石;連接密度的加大,或使終端連接數量在物聯網場景下獲十倍增長;時延指標比4G快10倍,可應用更多toB場景,包括工業自動化、遠程醫療、無人駕駛等。7U3中文科技資訊

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      5G還擁有更寬的頻譜和更高的頻段。頻譜范圍越大,傳輸速率越快,而5G的頻譜寬度達100MHz,比4G寬5倍,因此傳輸速率大大提高。此外,由于低頻譜段極為擁擠,已無法找到連續的頻譜資源,5G將更多建設在高頻譜區間。全球來看,3.5GHz將成為主流頻段,產業鏈也最成熟。7U3中文科技資訊

      2. 5G四大核心新技術7U3中文科技資訊

      從物理邏輯來看,由于頻率越高,波長越短,穿透能力則越差,覆蓋范圍越小。可以說頻譜決定了技術路徑和建網成本,因此頻率更高的5G需要更好的傳輸設備以及更密的網絡,通信網絡結構也因此大有改變。7U3中文科技資訊

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      5G核心的4項新技術包括大規模多天線陣列 (Massive MIMO) 、網絡切片、超密集組網和邊緣計算。7U3中文科技資訊

      大規模多天線陣列 (Massive MIMO)7U3中文科技資訊

      Massive MIMO技術通過增加天線來提高網絡容量和信號質量,5G的天線振子從4G時代的10-40個,上升至64個甚至128個,提升速率及容量。7U3中文科技資訊

      網絡切片7U3中文科技資訊

      為滿足不同網絡場景的需求,5G網絡中會出現軟件化的指揮平臺,通過網絡虛擬化技術(NFV)和軟件定義網絡(SDN)形成軟件網絡,以靈活調用硬件網絡。如游戲需要低時延,高清視頻需要高速率,工業檢測設備對時效性要求低但需要大容量。7U3中文科技資訊

      超密集組網7U3中文科技資訊

      超密集組網主要通過部署更加密集的無線網絡基礎設施,從而達到更高的頻率復用效率。主要應用于人多密集的熱點場景,無線環境復雜且干擾多變。超密集組網通常采用宏基站與微基站結合組網的形式,宏基站覆蓋主要區域并協同管理微基站資源,微基站則補充熱點區域覆蓋。7U3中文科技資訊

      邊緣計算7U3中文科技資訊

      移動邊緣計算(MEC) 通常在數據源頭的網絡邊緣實時處理數據,減少網絡負擔。同時 MEC技術還去除了多層級轉發,從而降低時延。7U3中文科技資訊

      3. 商業化何時來?7U3中文科技資訊

      2018年6月,5G第一版標準R15正式凍結。5G第二版標準R16將于2019年Q4凍結,屆時5G將全面支持增強移動寬帶(eMBB)場景、超可靠低時延通信(uRLLC)場景及大規模機器通信(mMTC)場景。同時,支持R15版本的終端設備將可通過軟件升級的方式支持R16版本,因此R15凍結后,5G商用之路即已經開啟。2021年之前,5G將以eMBB應用為主,uRLLC和mMTC應用可能需要到2021年以后。7U3中文科技資訊

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      1.中國率先進入5G建設周期7U3中文科技資訊

      通信運營商沿著“2G—3G—4G—5G”的技術周期進行建設,使得這個行業具備周期特征。同時,隨經濟發展,每一代制式覆蓋的區域,連接的人數都會比上一代制式更多,同時承載的流量也會高于上一代,因此每一代制式需要的基站數都要明顯高于上一代,使得整個行業具備成長性。7U3中文科技資訊

      2019年6月6日中國5G牌照正式發放,新一輪建設周期由此開啟。由于5G信號頻譜高、損耗大,市場普遍預計5G建網密度會達到4G的1.3-1.5倍。加上中國率先開展本輪建設周期,相比3G、4G時代,周期長度會放緩至10年左右,預計2020年至2022年為主要建設期。7U3中文科技資訊

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      商用方面,4G投資目前已接近尾聲,5G仍處于試商用階段,預計2020年中國將進入商用階段,電信運營商資本支出迎來5年左右的增長期。7U3中文科技資訊

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      2. 全球設備商市場格局確立,華為全球領先7U3中文科技資訊

      基于500萬宏基站的建站數,我們預計5G的運營商投資將接近1.5萬億元,相比4G時期增長92%。7U3中文科技資訊

      基站設備/無線設備仍將是投資重點,增長較大,這一領域格局清晰,華為、中興、愛立信、諾基亞基本瓜分市場。傳輸設備增長相對無線設備較少,傳輸設備主要包括各類承載網設備(SPN、IPRAN、OTN)等,典型的公司是華為、中興、烽火通信等。無線設備和傳輸設備加起來,統稱為設備商,設備商領域的投資超過總投資的2/3。7U3中文科技資訊

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      5G標準全球統一成為事實,區別于3G三個標準(TD-SCDMA/WCDMA/CDMA2000)、4G兩個標準(TD-LTE/FDD-LTE),設備商市場集中度將進一步提高,華為、中興、諾基亞、愛立信四大設備商地位更加鞏固。7U3中文科技資訊

      設備商持續巨額研發投入已建立極高技術壁壘,專利數量也將制約后來者進入。5G商業合同上華為領先,已簽訂和全球運營商簽訂40個商用合同,5G市場占有率第一(30%+),愛立信、諾基亞各20%左右。業內專家認為部分國家5G禁購中國設備對華為存在一定影響但影響有限,長期來看技術優勢和高性價比將幫助中國設備商拓展全球市場。7U3中文科技資訊

      從1G到4G,中國設備商由落后到崛起。華為近十年大力投入5G研發,長期研發/收入占比維持在15%左右,從2009-2013年,華為投資5G技術研究超6億美金,2017-2018年投入5G產品開發近14億美金,相比諾基亞、愛立信,華為研發資金更充裕,幫助其在5G研發上取得領先優勢。從前期測試結果來看,華為最先通過國內運營商三階段全部測試,各方面性能表現遠優于愛立信、諾基亞。中興受禁售事件影響在開發上有一定耽擱,但現在進度也已完全趕上。7U3中文科技資訊

      參考4G,5G大概率會以4:3:3的比例分配市場份額,業內估計國內份額華為會占比40%左右,中興占比30%,愛立信、諾基亞、三星合占30%。預計華為、中興份額占比超七成。7U3中文科技資訊

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      中國是全球第二大單一通信市場,5G時期仍是最重要的市場之一。政府將5G作為重要的新基建方向,成為國家戰略。強調運營商不應只關注建網投入產出比,更應重視其帶動的產業發展和對經濟的拉動作用,與高鐵同理。7U3中文科技資訊

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      5G時代不斷攀升的通信需求、貿易風險更小的國產部件需求以及部件技術的升級需求是供應商的三大增長機會。對投資者來說,也是5G的三大投資主題。短期投資主要細分機會將集中在無線側和傳輸側。7U3中文科技資訊

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      三大主題為新供應商提供了發展的土壤,也帶動了基站天線、射頻器件、PCB和光模塊等無線設備和傳輸設備的需求。我們將從三大主題來聊聊幾個5G核心部件,在供應鏈上尋找投資機會。7U3中文科技資訊

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      1.基站天線7U3中文科技資訊

      4G時代基站天線系獨立產品,運營商直采為主,然后再通過射頻電纜與基站設備上的RRU(射頻單元)連接。5G基站天線與RRU合為AAU(有源天線),射頻電纜消失,AAU與設備商BBU難解耦,天線被部件化,采購方式逐步轉向由設備商采購。7U3中文科技資訊

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      需求增加:5G建網更密集,推動天線“量”的提升。同時Massive MIMO技術應用,推動天線“價”的提升,我們預計整體投資期內天線市場規模會接近500億人民幣。7U3中文科技資訊

      技術替代:塑料天線振子或成為主流方案。Massive MIMO技術的應用使5G所使用的天線振子數量相較4G時代大幅增加,意味著基站負擔加重。在基站仍使用舊鐵塔的情況下,對AAU有了輕量化的要求。塑料天線振子采用一次性注塑外包金屬,對比傳統金屬天線振子,重量相對較小且成本更低。但塑料振子在極端溫度下的表現不如金屬,極寒地區效率低,由于AAU通常掛在室外,,因此未來的應用規模并不確定。7U3中文科技資訊

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      行業趨勢:我們認為隨著采購方角色變化,設備商話語權提供,未來天線行業的廠商將逐步整合,向頭部集中。4G時代華為金屬天線份額全球領先,這個趨勢預計在5G時代會持續。大型設備商中,目前中興、愛立信、大唐的基站天線采用“黑盒”模式,直接采購天線板;華為、諾基亞采用“白盒”模式,自主設計、找代工。7U3中文科技資訊

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      2.小基站7U3中文科技資訊

      無線基站可按照功率劃分分為四大類:宏基站、微基站、皮基站和飛基站。小基站則指宏基站之外的基站,是超密集組網核心設備,其中較為普遍的是微基站。微基站主要解決室內或熱點區域信號覆蓋差的問題。7U3中文科技資訊

      需求增加:5G時代的基站密度將增加,預計國內小基站的建設數量將超過1,000萬座,市場規模超千億。7U3中文科技資訊

      行業趨勢:4G時期的微基站主要以銅、鋁等原材料建設,技術壁壘相對較低。主流電信設備商如華為、中興和大唐在小基站方面投入相對保守,造成市場相對比較分散。5G時代,信號頻譜變高,銅線傳播損耗過大,小基站將更多采用光纖結構,技術壁壘的提高導致市場更集中。華為、中興的微基站設備售價價高,運營商考慮到成本問題,不會大規模采購大廠產品,因此創業公司存在機會,尤其在非重要場景中。7U3中文科技資訊

      3.射頻器件——濾波器7U3中文科技資訊

      濾波器是基站射頻系統關鍵部件,通過對不同頻率的信號進行濾波,保障信號能在特定頻段內有效傳輸,提高信號的有效性和可靠性。7U3中文科技資訊

      技術替代:金屬濾波器是2G、3G、4G時代的主流,工藝成熟且成本低。5G時代Massive MIMO技術大幅增加濾波器數量,同時高頻段信號對損耗要求更高,重量輕、損耗小的陶瓷介質濾波器將成為主流。7U3中文科技資訊

      行業趨勢:4G時代技術門檻不高,濾波器企業普遍毛利一般。5G時代小型化、輕量化需求推動技術路線變革,帶來新供應商機會。目前5G濾波器的玩家主要分三類:傳統濾波器廠商(轉型介質濾波器),新型濾波器廠商,上游結構件廠商(垂直整合,例如天線廠商)。7U3中文科技資訊

      4. 射頻器件——基站功率放大器7U3中文科技資訊

      基站功率放大器(PA)可將低功率信號進行放大,直接決定了無線通信的距離和信號質量,是射頻的重要組成部分。3G、4G時期以橫向擴散金屬氧化物半導體(LDMOS)工藝為主,然而LDMOS 僅在不超過約3.5GHz 的頻率范圍內有效,因此不再適合5G中高頻段。氮化鎵(GaN)將是5G時代主流方案,技術優勢包括能源效率提高、帶寬更寬、功率密度更大、體積更小。7U3中文科技資訊

      需求增加:5G天線64通道方案對應PA需求量達到64個,是4G時期的4-8倍。價格上看,參考目前的5G基站上游采購價格,5G的PA價格達到了4G時期的2-3.5倍,因而有望量價齊升。7U3中文科技資訊

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      國產替代機會:GaN技術傳統上主要以IDM(垂直整合制造)為主,市場被海外公司壟斷。國內公司整體處于起步階段,但因為其在5G領域的重要性,以及歐美國家對中國新材料技術發展的技術封鎖和潛在材料封鎖、,國產替代顯得極其重要。國內目前在GaN領域布局的上市公司主要有三安光電和海特高新,部分非上市企業也已有樣品面世,但仍處于在設備商測試階段中。7U3中文科技資訊

      行業趨勢:PA是設備商重點關注的國產替代領域,國內設備上華為、中興目前基本依賴進口。5G的PA主流使用的GaN外延片生長難度較大,技術壁壘高于介質濾波器等其他部件,國內公司目前還普遍處在樣品測試階段,距離量產還有一定距離,但長期來看是需要重點關注的領域。7U3中文科技資訊

      5.基站PCB7U3中文科技資訊

      印刷電路板(PCB)是組裝電子器件的關鍵互聯件,是指通用基材上按預定設計形成點間連接及印刷元件的印制板,主要由絕緣基材與導體兩類材料構成,在電子設備中起到支撐、互連的作用。7U3中文科技資訊

      需求增加:5G 基站架構中天線將和RRU合成新的單元AAU ,顯著增加PCB實用面積,PCB需求提高,同時高頻高速需求推升單板價格。7U3中文科技資訊

      國產替代機會:PCB上游核心材料是覆銅板,高頻PCB對其要求提高,目前高頻覆銅板全球做的最好的是Rogers,華為專家透露其全球市場份額超過80%,屬于壟斷狀態,國產替代機會大。7U3中文科技資訊

      行業趨勢:PCB本質是制造業,規模效應顯著,很難存在新玩家機會。但5G所使用高頻PCB的上游原材料基本被海外壟斷,存在國產替代機會。7U3中文科技資訊

      6.光模塊7U3中文科技資訊

      光模塊主要由光電子器件、功能電路和光接口組成。核心作用就是光電轉換,發送端把電信號轉換成光信號,通過光纖傳送后,接收端再把光信號轉換成電信號。5G基站設備與傳輸設備都需要高速光模塊,包括前傳(25G為主)、中傳(50G為主) 、回傳(100G及以上)。7U3中文科技資訊

      需求增加:5G一個基站對應3個RRU、1個BBU拆分為CU、DU。前傳(RRU-DU)需要3對25G光模塊,中傳(DU-CU)需要1對50G光模塊,回傳(CU-核心網)需要1對100G光模塊,將增加光模塊的用量。7U3中文科技資訊

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      國產替代機會:25G光芯片是技術分水嶺,國內公司目前25G以上光芯片還只依靠外采,存在國產替代機會。高速光模塊是未來大趨勢,附加值高且研發投入高,存在國產替代機會。7U3中文科技資訊

      供應鏈現狀:光模塊采用國內廠商,光芯片主要進口。7U3中文科技資訊

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      4G基站產業鏈相關上市公司不完全統計有16家,主要供應商基本都已上市。有4家4G設備供應鏈相關公司在4G建設中后期成功上市。另外部分公司來自設備商3G時期的供應商。7U3中文科技資訊

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      我們對4G時期的上市公司復盤可以看到,華為、中興核心設備供應鏈公司在4G建設期間跑贏大盤,最大漲幅基本出現在發牌日前一年到發牌日第二年左右的主建設期內。在5G時代,基站配件同樣屬于基站建設的前周期產品,對新供應商來說,能否在5G前三年主建設期進入中興、華為供應鏈十分重要。雖然供應商每年會重新投標,但可以看到華為5G時代新供應商較少,一方面是4G時代的供應商跟著華為享受到了增長紅利,緊跟華為投入5G產品研發,另一方面也是與華為配合多年,各方面經過了華為嚴格的磨煉。7U3中文科技資訊

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      同樣通過梳理4G歷史,我們發現4G商業應用集中主要出現在4G正式商用1-2年之后。我們預計5G時代的新應用大規模爆發也將出現在正式商用的1-2年之后,因此相比較5G應用的新機會,5G基礎設施的投資機會將會更早到來。7U3中文科技資訊

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