中国5G产业发展与投资报告：洞见5G，投资未来
2 AI 大数据 云计算 物联网 随着5G与下游产业联动和协作相继深入，十万亿级规模5G大生态终将形成 市场规模数据来源：中国信通院 5G带动直接与间接经济产出规模预测 5G生态圈 5G产业链 视频娱乐 智慧城市 智慧工业 智慧医疗 智慧交通 智慧能源 农业 教育 2025市场规模 3.3万亿 6.3万亿 2030市场规模 6.3万亿 10.6万亿 5G赋能行业 移动互联网 大视频 无线网 传输网 核心网 终端 芯片 光纤 光模块 模组 BBU AAU 数字处理芯片 存储器 收发芯片 功放 天线 小基站 ADC/DAC 功放 滤波器 IT设备 专用设备 设备 宏基站 基带 射频 仪器仪表 网络优化 工程设计 软件 软件化 超高频大带宽 物联网化 高集成度 5G+互联网 5G+物联网 5G+大数据 5G+大视频 5G+云计算 5G+AI 赋能 垂直行业 相当于我国 2017年GDP的 增强移动宽带 海量大连接 低时延高可靠 3 AI 大数据 云计算 物联网 5G产业链四大变革：软件化、超高频大带宽、物联网化、高集成度 5G生态圈 5G产业链 视频娱乐 智慧城市 智慧工业 智慧医疗 智慧交通 智慧能源 农业 教育 5G赋能行业 移动互联网 大视频 无线网 传输网 核心网 终端 芯片 光纤 光模块 模组 BBU AAU 数字处理芯片 存储器 收发芯片 功放 天线 小基站 ADC/DAC 功放 滤波器 IT设备 专用设备 设备 宏基站 基带 射频 仪器仪表 网络优化 工程设计 软件 软件化 超高频大带宽 物联网化 高集成度 5G+互联网 5G+物联网 5G+大数据 5G+大视频 5G+云计算 5G+AI 赋能 垂直行业 增强移动宽带 海量大连接 低时延高可靠 5G产业链四大变革 超高频：5G具有超高频谱特性，催生了大规模天线技术的广泛应用和多频组网，从而带来射频器件和材料工艺的变革。 软件化：为满足垂直行业多样化需求，5G网络采用软件化架构，具备切片、边缘计算等新能力，以实现网络的定制化、开放化、服务化。 1 2 大带宽：5G实现了超越固定网络的移动宽带，促进了传输网面向大带宽连接的升级换代。 高集成度：5G网络特性对关键元器件提出集成度更高、更精密的需求，技术革新孕育芯片领域的新机遇。 4 物联网化：5G开启万物互联时代，5G网络架构和技术演进方向均以面向物的连接为核心。 3 4 分布式云网建设 5G网络将采用全服务化、软件化的架构，具备切片、边缘计算等新能力，面向不同垂直行业场景，进行按需配置，实现网络的定制化、开放化、服务化。 通信网络架构发生变革，最大化发挥5G优势 移动边缘计算：将计算、存储、业务能力向网络边缘迁移，使应用近距离、分布式部署，满足AR/VR、车联网等多样化业务需求 5G网络切片：提供了提供特定网络能力、端到端的逻辑专用网络，灵活的形式满足垂直行业差异化服务的需求 接入 骨干 城域 CU UPF 边缘计算 云DC CU UPF 边缘计算 CU UPF 边缘计算 通用硬件、开源软件、集成服务提供商或迎新机遇 CT、IT硬件、云服务（Iaas、Saas、Paas）进一步融合发展 运营商将切片打造成网络服务产品，从而构建赋能垂直行业的关键能力之一 微服务 VNF ... 云OS VNF （IMS..） VNF （EPC、5GS..） 微服务 网络功能 服务按需化 功能软件化 资源虚拟化 硬件通用化 硬件资源 计算 存储 网络 微服务 硬件资源 计算 存储 网络 网络软件化实现网络软硬件解耦、网络功能与虚拟层解耦，进而实现全网的网络功能随需定义、灵活组合与快速部署。 因特网 增强宽带业务 物联网大 连接业务 超低时延超高可靠性业务 切片1 切片2 切片3 fixed 用户面功能1 会话管理1 接入管理1 用户面功能2 会话管理2 接入管理2 策略控制2 用户面功能3 会话管理3 接入管理3 传输 传输 传输 网络软件化 5G产业软件化 5 5G的3D-MIMO相比4G时代8天线增益大幅提升，大规模天线引入是必然选择。 大带宽驱动大规模天线应用，5G基站天线拥有数百亿市场 5G新要求 射频器件新需求 高效率 氮化镓(GaN) 与砷化镓(GaAs)功率放大器 高集成 高集成度收发信机 低重量体积 更轻更小介质滤波器 5G带宽大、频点高，带来射频技术与工艺新变革，使射频器件量质齐升 100% 241% 280% 343% 0% 200% 400% 商用环境 商用环境 +8视频UE 商用环境 +16视频UE 8天线 3D-MIMO 3D-MIMO相比8天线增益大幅提升 5G天线形态发生变化将推动材料科学的发展 注：+8用户UE指8个用户终端同时在线；+16用户UE指16个用户终端同时在线 天线形态变化 材料科学新发展 封装天线形式 基于LTCC/PCB等的高性能封装板材加工工艺和封装集成技术 超高频大带宽 1/2 5G高速率、低时延的特性要求必须使用大规模天线技术和高中低频协作组网（高频含6GHz以上毫米波波段），因此大规模多进多出天线等高频器件是5G时代无线通信设备领域最值得关注的方向。同时，为满足器件高频特性，新工艺和新材料在射频器件上的应用也发生了巨大的变革，材料科学的突破将影响着信息产业变革向纵深发展。 5G采用大规模天线和多频组网，高频器件带动新工艺和新材料快速发展 6 超高频大带宽 2/2 •5G基站数量增长、带宽大幅增加，远程医疗、VR、4K 视频等应用场景数据流量爆发，由此带来高速光模块需求升势显著。 •云计算数据中心受益于5G, 将拉动100G以上高速光模块商用规模。 5G无线侧高速率特性，使得传输网必须大幅提升传输带宽。 假设我国5G宏基站数量达到200万，则仅是基站和对接的传输设备客户侧的接口就至少需要400万量级的光模块，再考虑线路侧接口光模块、专线用户光模块、数据中心光模块等，预计整个5G网络会带来高速光模块需求将达数千万量级，5G光模块的总量是4G时代的2至4倍。 5G时代传输网前传、中传、回传网络并重，预计整个5G网络会给高速光模块带来数千万量级增量 •光芯片在光模块中成本占比高，国内企业在25G及以上速率核心光电芯片尚处于在研、样品或空白阶段，与领先企业存在1~2代的技术差距。 技术新变化 增长驱动力 发展新挑战 5G需要新的高速光模块，涉及光收发器件、阵列调制器等配件 •4G基站前传光模块以6G或10G为主。5G前传网络将采用25G的光模块，回传采用100G、200G甚至400G的光模块。 带宽大幅提升、基站建设全面铺 开驱动高速光模块需求成倍增长 国产25G及以上速率核心光芯片研发与量产存在不确定性 7 •随着5G高频的引入，“室外覆盖室内”的传统方式浅层覆盖能力有限，小基站让频谱利用更合理。 •针对高频段穿透能力有限的情况，小基站是增强热点、消除盲点的重要手段。 •5G网络服务垂直行业的重点应用场景，例如园区、工厂、医院等，将主要采用小基站。通过超密集组网可以满足热点地区 500-1000 倍的流量增长需求。 •规模建设小基站后，室内精准定位能力将大幅提升，进而产生诸多应用，如室内导航、医院患者定位管理等。 5G时代， 信号带宽从20M变成100M，通道数从2T2R变成4T4R，小基站相应的射频、基带处理能力有更高要求。 为保证同样的发射功率谱密度，功放要求亦有提升。 5G时代小基站重要性显著提升 带宽变化提升小基站射频、基带与功放要求 5G产业物联网化 8 5G产业高集成度 分布式云网建设 关键元器件的技术革新深刻影响5G网络的升级与设备的集成度。5G多元化的场景应用为元器件企业提供了巨大的市场机遇，也提出了更高要求。在强调智能与联网的时代，包括FPGA、GPU与ASIC等芯片产品将在2021年达到200亿美元市场规模。对于国产芯片而言，若在5G时代拥有一席之地，须在多个机会领域进军中高端市场。 芯片是推动5G产业发展的关键，芯片须提供更高标准的功能和性能 5G带来的新机会 对应芯片类型 5G对数据处理能力和存储能力激增，高性能芯片将在宏基站BBU中广泛使用 CPU、DSP、FPGA 5G智慧网络将引入人工智能，面向无线网络应用的AI芯片需求增加 GPU 、FPGA 、ASIC 5G物联网应用需要更低成本、更低功耗与更高集成度 3D封装技术 5G将引入更多的频段，集成度要求更高 终端射频前端器件：功放（高价值）；滤波器（大用量） 5G新的传输设备和技术需求拉动传输网络与终端设备芯片需求增长 SPN核心交叉芯片、同步锁相环芯片、外围的DSP芯片、成帧芯片等 7 1.7 9.3 5.2 55.9 36.7 1.8 108.6 22 11 16 22 29 40 57 63 0 20 40 60 80 100 120 0 10 20 30 40 50 60 70 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018YTD 2011-2018YTD 国内芯片投融资趋势 投资规模（亿元） 投资案例数 市场规模数据来源：英特尔 5G发展催生芯片产业新机会 受通信技术革新及政策提振影响, 2018年芯片投融资已呈现爆发性增长 注：2018YTD为截至目前，同后文 9 AI 大数据 云计算 物联网 5G带动移动互联网、物联网、大视频等关联领域裂变式发展，为各垂直行业智慧应用赋能 5G生态圈 5G产业链 视频娱乐 智慧城市 智慧工业 智慧医疗 智慧交通 智慧能源 农业 教育 5G赋能行业 移动互联网 大视频 软件化 超高频大带宽 物联网化 高集成度 5G+互联网 5G+物联网 5G+大数据 5G+大视频 5G+云计算 5G+AI 赋能 垂直行业 无线网 传输网 核心网 终端 芯片 光纤 光模块 模组 BBU AAU 数字处理芯片 存储器 收发芯片 功放 天线 小基站 ADC/DAC 功放 滤波器 IT设备 专用设备 设备 宏基站 基带 射频 仪器仪表 网络优化 工程设计 软件 增强移动宽带 海量大连接 低时延高可靠 5G生态圈与赋能行业趋势 5G带动生态圈关联领域裂变式发展： •5G助推云VR等互联网新业态的产生和推广。 •5G开启万物智联时代，端与端融合推动社会变革。 •5G成就边缘计算，进而推动云计算市场加速发展。 •5G推动AI蓬勃发展，实现云端和终端AI智能协作。 ...... 5G为各垂直行业智慧赋能： •5G深入交通、工业、视频娱乐、教育、医疗等各行各业，满足不同智慧应用场景的需求，进而推动行业变革。 10 5G生态圈： 高速率、低时延和泛连接能力助推移动互联网应用新业态涌现 5G提供高速率、低时延网络承载，促使更多互联网应用向云端发展，助推新业态涌现 5G高速率、低时延和泛连接能力对移动互联网及其应用产生深刻变革；5G逐步将移动互联网应用的存储、运算和处理功能推向云端，随即助推云游戏、云VR、云机器人、行业无人机等新型业态涌现；同时借助多基站协作实现的高精度定位，室内导航与定位服务将满足更多行业的新需求。在此趋势下，应用终端向轻量化、小型化和低成本发展，进而促进相关互联网应用的迅速推广。 11 智慧工厂 智慧能源 车联网 实时媒体 智慧医疗 智慧物流 预计到2025年，5G用户会到达12.8亿，巅峰渗透率将维持在90%以上。届时，5G直接拉动的物联网连接数量将累计达到125亿。5G连接万物是连接人规模的10倍。 数据来源：公开数据整理 5G开启万物智联时代，社会进入万物感知的时代 5G让万物互联成为可能，支撑千亿甚至万亿的海量链接，端与端相融合推动社会变革，进入一个万物具有感知的智能社会。5G网速的提升助互物联网实现大容量数据同时传输。 5G是通信速度比4G高出10-100倍，可传送高清视频等大容量数据，即使同时连接多台设备，速度也不会下降。 5
