通信行业研究周报：5G第一轮建设基本落地 下阶段关注毫米波发展

申港证券股份有限公司证券研究报告 敬请参阅最后一页免责声明 证券研究报告 行业研究 行业研究周报 5G第一轮建设基本落地 下阶段关注毫米波发展 ——通信 投资摘要： 每周一谈：5G第一轮建设基本落地 下阶段关注毫米波发展 我国第一轮5G建设基本落地，基于低频方案的5G网络已覆盖全国城市区域。下阶段5G建设，重点关注具有更高性能的毫米波发展机会。 毫米波5G的核心优势在于拥有高频频谱极大的带宽资源。随着2/3/4G无线通信网络的发展，全球各国的低频频谱资源（6 GHz以下）已非常稀缺。5G网络在6GHz以下的频谱中可用带宽有限，更大的带宽资源只得向高频方向探寻，毫米波在无线通信网络的应用应运而生。 毫米波的大带宽可显著提高传输性能，但覆盖能力较弱。对于Sub 6 GHz的低频5G网络，标准的载波带宽为100MHz。毫米波之于5G，可提供高达400至800MHz极大的载波带宽，可将5G网络的传输速率提高至10Gbps的水平，并同时大幅提高网络连接数。相对于低频电磁波，处于高频的毫米波衍射和绕射能力较差，因此在复杂环境下传播覆盖范围较小。 毫米波5G适用于高价值热点区域的覆盖解决方案，作为Sub 6GHz 5G广覆盖网络的补充。由于毫米波传输性能强、覆盖性能弱的特点，运营商普遍将5G毫米波应用于用户及业务密度大的热点场景，或为固定宽带提供无线接入。而Sub 6GHz 5G网络则扮演打底广覆盖的角色。 5G建设初期主流采用Sub 6 GHz低频方案，未来5G建设重心将逐步向毫米波迁移。目前国内落地的5G网络仅为6GHz以下的低频网络。在5G初期对网络性能和容量不高的情况下，低频方案可以快速扩大5G网络范围，推动5G渗透率的提高。展望下一阶段我国5G建设规划，随着随着高容量、高速率、低时延业务发展，通信频段必然向毫米波方向延伸，采用低频+毫米波相结合的模式，建设重心将向毫米波5G转移。 毫米波因其高频率、大带宽的特性、对天线等射频器件提出了新的要求。天线方面，5G毫米波的高频率使得大规模天线阵列技术的优势得以充分体现，并弥补毫米波的性能缺陷，在天线阵子数和制造工艺方面带来新需求。目前毫米波基站普遍采用512阵子，相比低频5G基站的192阵子，有大幅提升。制造工艺方面，基站主要采用基于PCB材料的AOB工艺，而终端侧则基本采用基于LTCC材料的AIP工艺。 当前毫米波产业链已初步成熟，亟待运营商规划落地。设备及终端层面，产业界均已针对毫米波推出了具备商用能力的产品。我国的毫米波频谱分配尚未完成，相较海外落后。但在成熟的产业链支持下，只待我国运营商明确毫米波应用时间，即可快速实现基站到终端芯片的闭环产业链支持。 投资策略：我国5G的第一轮建设基本落地，市场对低频5G的建设已有充分预期，重点关注下阶段的毫米波5G建设所带来的投资机会。毫米波将与高清视频、AR/VR、工业互联网、车联网等高性能需求的下游应用协同发展。在频率分配及产业链支持具备高确定性的情况下，终端侧有望率先受益于毫米波商用。推荐关注5G设备商中兴通讯、毫米波芯片厂商和而泰、毫米波天线厂商硕贝德、物联网模组厂商移远通信、广和通。 风险提示：中美摩擦加剧；5G、物联网发展不及预期；疫情控制不及预期。 评级 增持（维持） 2020年09月13日 曹旭特 分析师 SAC执业证书编号：S1660519040001 行业基本资料 股票家数 107 行业平均市盈率 122.43 市场平均市盈率 22.62 行业表现走势图 资料来源：申港证券研究所 相关报告 1、《通信行业深度研究：通信板块2020年中报总结 业绩持续承压 光通信及IDC表现亮眼》2020-09-09 2、《通信行业研究周报：700M设备成熟 电网等物联需求加速释放》2020-08-30 3、《通信行业研究周报：运营商加码5G+工业互联网 有望率先规模商用》2020-08-24 -18%-9%0%9%18%27%2019-092019-122020-032020-062020-09通信沪深300 通信行业研究周报 敬请参阅最后一页免责声明 2 / 13 证券研究报告 1. 每周一谈：5G第一轮建设基本落地 下阶段关注毫米波发展 我国第一轮5G建设基本落地，基于低频方案的5G网络已覆盖全国城市区域。下阶段5G建设，重点关注具有更高性能的毫米波发展机会。 1.1 毫米波定位：依托高性能 服务高端需求场景 毫米波具有带宽大、波束窄的特点，在5G网络、宽带卫星通信及雷达领域应用前景广泛。毫米波是指波长为1至10毫米的电磁波，对应频率26.5至300 GHz，其中可用带宽高达135GHz，可为无线通信网络提供超大的带宽资源。另外，毫米波波束宽度极窄，因此可以分辨相距更近的小目标或者更为清晰地观察目标的细节，使其可大幅提高雷达的观测精度。 图1：毫米波频率定义及应用场景 资料来源：微波射频网，申港证券研究所 毫米波5G的核心优势在于拥有高频频谱极大的带宽资源。随着2/3/4G无线通信网络的发展，全球各国的低频频谱资源（6 GHz以下）已非常稀缺。5G网络在6GHz以下的频谱中可用带宽有限，更大的带宽资源只得向高频方向探寻，毫米波在无线通信网络的应用应运而生。 图2：5G毫米波的优势在于高频所带来的极大带宽资源 资料来源：高通，申港证券研究所 毫米波的大带宽可显著提高传输性能，但覆盖能力较弱。对于Sub 6 GHz的低频5G网络，标准的载波带宽为100MHz，相比4G时期20MHz的载波带宽提升了5 通信行业研究周报 敬请参阅最后一页免责声明 3 / 13 证券研究报告 倍。毫米波之于5G，可提供高达400至800MHz极大的载波带宽，相比4G的20MHz有数十倍提升，可将5G网络的传输速率提高至10Gbps的水平，并同时大幅提高网络连接数。相对于低频电磁波，处于高频的毫米波衍射和绕射能力较差，在自由空间的传播损耗随频率变高呈对数级增长。因此，5G毫米波在复杂环境下传播覆盖范围较小。 图3：5G毫米波的传输能力远超低频5G数倍 资料来源：高通，申港证券研究所 毫米波5G适用于高价值热点区域的覆盖解决方案，作为Sub 6GHz 5G广覆盖网络的补充。由于毫米波传输性能强、覆盖性能弱的特点，运营商普遍将5G毫米波应用于用户及业务密度大的热点场景，或为固定宽带提供无线接入。而Sub 6GHz 5G网络则扮演打底广覆盖的角色。 图4：5G毫米波主要应用于室内外热点覆盖、宽带无线接入及低频网络回传 资料来源：中国移动，申港证券研究所 1.2 5G建设策略：低频先行 毫米波后进 5G建设初期主流采用Sub 6 GHz低频方案。建设层面来看，目前国内落地的网络仅为6 GHz以下的低频网络。放眼全球，仅少量区域启动了5G毫米波的商用。究其原因，在5G初期对网络性能和容量不高的情况下，低频方案可以快速扩大5G网络范围，推动5G渗透率的提高。在用户5G需求未释放的状态下，毫米波性价比较低。 通信行业研究周报 敬请参阅最后一页免责声明 4 / 13 证券研究报告 图5：当前全球5G部署初期仍以6 GHz以下为主 资料来源：高通，申港证券研究所 未来5G建设重心将逐步向毫米波迁移。展望下一阶段我国5G建设规划，规模上向乡镇农村等低价值区域扩张。在网络质量层面，随着随着高容量、高速率、低时延业务发展，通信频段必然向毫米波方向延伸，5G移动通信的基本架构将采是低频段+毫米波频段相结合的模式，建设重心将向毫米波5G发展。 图6：5G发展中后期，毫米波（高频）重要性将逐步提高 资料来源：中国移动，申港证券研究所 1.3 技术变革：高频大带宽下的新需求 毫米波因其高频率、大带宽的特性、对基带芯片、射频芯片、天线、变频器、移相器、功放、低噪放、射频开关等关键器件提出了新的要求。 5G毫米波的高频率使得大规模天线阵列技术的优势得以充分体现，并弥补毫米波的性能缺陷。在天线设计中，波长越短所需要的天线尺寸越小。毫米波波长相对较短，可以在有限的面积内部署更多的天线阵子，符合5G演进中大规模天线阵列的发展需要。而大规模天线阵列所提供的的波束赋形增益能够弥补毫米在传输距离上的先天短板。 通信行业研究周报 敬请参阅最后一页免责声明 5 / 13 证券研究报告 图7：波束赋型技术使得毫米波应用成为可能 资料来源：中国联通，申港证券研究所 相比低频5G天线，毫米波天线所需天线阵子数量大幅提升。目前毫米波基站天线普遍采用512阵子（4发4收），每个通道均有128个天线阵子，相比Sub 6GHz 5G基站的192阵子，有大幅提升。 图8：5G毫米波基站性能规格参考 资料来源：中国联通，申港证券研究所 毫米波天线的制造工艺针对基站及终端呈现出不同方案。其中基站主要采用基于PCB材料的AOB工艺，而终端侧则基本采用基于LTCC材料的AIP工艺。  AOB（Antenna on board）：主要使用PCB材料工艺，单个模块的AOB天线规模大，一般不需要多个模块拼接，是目前基站设备商的主流方案；  AIP（Antenna in package）：主要使用LTCC材料工艺，基于模块化考虑，以及LTCC的加工工艺，天线规模一般为4*4或8*8，是目前手机厂商的主流方案，若用于毫米波基站则需要多个AIP天线模块进行拼接；  AOC（Antenna on chip）：使用半导体工艺，单个模块的天线规模为2*2。 通信行业研究周报 敬请参阅最后一页免责声明 6 / 13 证券研究报告 1.4 产业进展：初步具备商用能力 毫米波行业标准成熟，运营商频率分配已启动：  频率分配层面：根据GSA统计，截至5月13日，来自7个国家和地区的28个运营商已经获得毫米波频率。美国、日韩、意大利、泰国、中国台湾及香港已完成对运营商的毫米波频谱分配；  标准层面：3GPP R15中，毫米波和3.5GHz 的NR系统标准化进度同步，成熟程度与3.5GHz 的NR系统相同。3GPP R16中，启动52.6GHz以上频段的毫米波研究课题。 基站侧及终端芯片侧均已针对5G毫米波推出了成熟产品。  基站方面：华为、中兴、爱立信、中信科、诺基亚贝尔均已推出了毫米波基站产品，并已启动在中国信通院及运营商的测试验证工作。其中华为和中兴的毫米波产品表现更佳，测试进度大幅领先；  终端芯片方面：高通公司在X50芯片的基础研发了X55芯片，可支持SA以及TDD模式。海思Balong5000基带芯片、三星Exynos 5123，在2019年均支持毫米波频段。2020年新增联发科Helio M80支持毫米波。此外，高通推出了第三代5纳米工艺5G芯片X60，预计2021年商用，可支持NR 高低频双连接和载波聚合。 图9：5G毫米波终端芯片进展 资料来源：中国联通，申港证券研究所 当前毫米波产业链已初步成熟，亟待运营商规划落地。设备及终端层面，产业界均已针对毫米波推出了具备商用能力的产品。我国的毫米波频谱分配尚未完成，相较海外落后。但在成熟的产业链支持下，只待我国运营商明确毫米波应用时间，即可快速实现基站到终端芯片的闭环产业链支持。 1.5 投资策略 我国5G的第一轮建设基本落地，市场对低频5G的建设已有充分预期，重点关注下阶段的毫米波5G建设所带来的投资机会。毫米波将与高清视频、AR/VR、工业互联网、车联网等高性能需求的下游应用协同发展。在频率分配及产业链支持具备 通信行业研究周报 敬请参阅最后一页免责声明 7 / 13 证券研究报告 高确定性的情况下，终端侧有望率先受益于毫米波商用。推荐关注5G设备商中兴通讯、毫米波芯片厂商和而泰、毫米波天线厂商硕贝德、物联网模组厂商移远通信。 1.6 风险提示 中美贸易摩擦加剧；5G、物联网发展不及预期；疫情控制不及预期。 通信行业研究周报 敬请参阅最后一页免责声明 8 / 13 证券研究报告 2. 行情回顾 近5个交易日，上证指数下跌2.83%，深证成指下跌5.23%，申万通信指数下跌8.19%，