文/新浪財經意見領袖專欄機構 招商銀行研究院
5G或為下一波經濟增長帶來新動能,對全球各產業產生積極影響。5G三大技術場景在云(云計算)、網(通信網絡)、端(智能終端)領域的垂直應用,將加速傳統行業的數字化轉型,并帶來確定性的產業投資機會。
■ 5G是引領信息領域創新發展的核心引擎。歷史上,移動通信具備先發優勢的國家都獲得了巨大的經濟利益。5G或為下一波經濟增長帶來新動能,對全球各產業產生積極影響。5G三大技術場景在云(云計算)、網(通信網絡)、端(智能終端)領域的垂直應用,將加速傳統行業的數字化轉型,并帶來確定性的產業投資機會。
■ 5G網絡建設帶動資本開支進入新上升周期。5G網絡建設先后經歷標準制定、頻譜拍賣、投資建設三個發展階段,選擇不同頻段的建設路徑可能決定5G網絡投資的成敗。全球運營商積極布局5G網絡建設,中韓日引領全球5G商用。隨著我國5G商用牌照的落地,5G規模建設和商用拉開了序幕,預計我國5G網絡投資突破萬億,我國通信設備企業及其供應鏈的投資機會顯著。
■ 5G終端多樣化帶來中長期投資機遇。從產業發展路徑看,5G終端將從人聯網的消費終端逐步演進到萬物互聯的物聯網終端,終端類型呈多樣化發展趨勢。供應鏈成熟帶動消費終端市場快速發展,未來三年5G手機有望迎來爆發式增長,5G終端市場規模將遠超5G網絡投資規模。物聯網終端市場將保持一個長期高增速狀態,智能家居、車聯網、工業物聯網的終端市場具有中長期投資機會。
■ 5G行業云在垂直領域具有長期發展前景。從應用場景看,5G推動云網業務融合,從提供虛擬化基礎資源的云平臺逐步演進到典型垂直領域的行業云。5G不但繼續帶動數據中心基礎設施保持高速增長,進一步與教育、安防、娛樂、金融、能源、工業等領域深度融合,為經濟發展打造新動能。
過去40年來,移動通信每十年出現新一代革命性技術,新技術持續推動信息技術產業快速發展,帶動全球經濟社會各領域繁榮發展。
第五代移動通信技術(5G)已經來臨。5G網絡作為新一代信息產業的基礎設施,具備超高速率、超大連接、超低時延三大特性。5G網絡建設將推動通信、電子、計算機、半導體、互聯網、人工智能、大數據等上下游產業鏈加速發展,帶動工業、汽車、能源、醫療、金融、公用事業等垂直行業的數字化轉型。萬物互聯改變人類生產方式和組織方式,智能制造促進產業結構優化和效率提升,從而推動傳統產業轉型升級,推動全球經濟社會持續快速發展。
本篇報告從通信技術變革對全球經濟社會發展的影響入手,圍繞信息產業發展路徑,從云(云平臺)、網(通信網絡)、端(終端)三方面入手,分析5G在各領域的產業成熟度及投資機遇。
1.5G是引領信息領域創新發展的核心引擎
1.1 移動通信具備先發優勢的國家都獲得巨大的經濟利益
每一代移動通信具備先發優勢的國家,其國內產業鏈都占據全球市場主要份額。現代移動通信起源于1970年代的蜂窩網絡概念,隨著80年代科技進步,全球移動通信網絡迅猛發展,以美國摩托羅拉公司為代表的AMPS系統依靠技術優勢引領1G時代全球通信市場。
2G時代,歐洲吸取1G時代標準繁多的教訓,采用統一的GSM標準率先推動2G網絡建設,愛立信、諾基亞、阿爾卡特、西門子等歐洲通信企業崛起,引領全球產業鏈,為歐洲帶來了巨大的經濟利益。伴隨美國在2G通信市場的落后,美國摩托羅拉、朗訊等公司走下了歷史巔峰。
3G時代,歐洲認為商業前景不明確,在3G部署問題上猶豫不決,也沒有形成手機產業生態圈。日本抓住了這一機會,以一種全新的方式盈利。1999年,日本運營商NTT DOCOMO推出i-mode手機生態系統,提供上網、社交和音樂等網絡服務。i-mode比蘋果iOS生態系統早8年推出,為NTT和NEC為代表的日本產業鏈帶來巨大的商業利益。
4G時代,美國糾正了此前的失誤,美國聯邦通信委員會積極開展頻譜拍賣并允許運營商更靈活的使用頻段建設網絡,蘋果iPhone和iOS的誕生崛起,以及安卓系統的全球化推廣,奠定了美國4G時代的全球領導地位。而日本i-mode系統沒有全球推廣,從4G初期的日本與美國并駕齊驅,到后期美國完全占據4G全球掌控權。隨之而來的是i-mode生態圈的NEC、松下、東芝、富士通陸續退出智能手機市場,蘋果、三星、華為、OPPO等國際品牌依靠iOS和安卓生態鏈全面崛起。
圖1:移動通信發展歷程
資料來源:招商銀行研究院
4G時代的領先對美國經濟的影響
美國在4G方面的領先為美國經濟帶來重大貢獻。4G時代,移動通信行業對美國GDP貢獻的從2016年的原預期的3,503億美元提升到4,450億美元。從2011年到2014年,與移動通信相關的工作數增加了84%。2016年,4G帶給美國公司的國際收入達到1,255億美元。其中,設備制造和銷售收入649億美元,應用商店國際收入250億美元,設備組件國際收入356億美元。應用商店的內容收入也快速增長,從 2011年的82億美元,到2016年高達541億美元。
圖2:4G對美國移動通信GDP的影響
資料來源:Recon Analytics,招商銀行研究院
圖3:4G對應用商店收入的影響
資料來源:Recon Analytics,招商銀行研究院
回顧1G到4G的發展歷程,每一代移動通信技術領先的國家都引領全球移動通信市場,其國內移動通信行業企業占據全球主要份額,獲得了巨大的經濟利益。而當這些國家失去移動通信技術領導能力時,其國內通信行業企業都遭受了打擊。新一代通信技術的發展,有望為創新型驅動的經濟創造新動能。
1.2 5G或為下一波經濟增長帶來新動能
5G對全球經濟產生積極影響
5G將對所有產業部門產生積極影響。根據IHS Markit估計,到2035年,5G在全球創造的產出將達12.3萬億美元。其中,制造業實現約3.4萬億美元產出(占總產出的28%),信息通信行業實現約1.4萬億美元產出,緊隨其后的是批發和零售業、公共服務業、建筑業、金融和保險業、運輸和儲藏業、專業服務、酒店業、農林漁業、房地產、教育、公用事業、采礦業、健康與社會工作、藝術與娛樂業。
5G或對我國經濟產出的貢獻巨大。根據中國信通院的模型測算,從產出規模看,2030年5G帶動我國經濟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,十年間的年均復合增長率為29%。在間接產出方面,年均復合增長率為24%。從對經濟增加值的貢獻看,2030年預計5G直接創造的GDP和間接拉動的GDP分別為3萬億和3.6萬億。5G直接創造GDP的年均復合增長率約為41%;5G間接拉動GDP的年均復合增長率將達到24%。
5G對社會經濟發展具有傳導效應。5G可以激發各產業部門加大數字化投資,加速傳統行業數字化轉型,促進業務的應用創新,拓展信息化產品的國際市場空間,提升我國綜合優勢。
圖4:2035年全球5G支持產業產出預測
資料來源:IHS Markit,招商銀行研究院
圖5:5G對我國經濟的影響
資料來源:中國信通院,招商銀行研究院
5G三大場景持續帶動經濟轉型升級
從全球信息產業的發展路徑看,萬物互聯要經歷人與人、人與機器、機器與機器三個發展階段。從5G三大技術場景的發展順序來看,階段一 (2019-2021年)以人為先,大帶寬(eMBB)應用場景為主;階段二(2021-2023年)人機互動,大連接(mMTC)物聯網應用全面崛起;階段三(2023年-長期)萬物互聯,低時延(uRLLC)工業控制類應用陸續成熟。
圖6:5G三大應用場景
資料來源:招商銀行研究院
5G技術特征將催化三類場景,加速傳統行業數字化轉型。相對于4G單一的人與人通信場景,5G將支持三大場景:eMBB(增強型移動寬帶)、mMTC(大規模機器通信)及uRLLC(高可靠低延時通信),主要垂直應用領域包括工業、汽車、能源、醫療、金融、公用事業等。三大技術場景與垂直行業交叉,有望形成人與物、物與物的多種應用生態,推動傳統行業數字化轉型升級。
eMBB大流量移動寬帶場景,提升網絡容量以滿足大帶寬的需求,網絡峰值速率可達1-10 G。2019-2021年的5G網絡建設,主要是提供eMBB場景的網絡服務,網絡端的5G基站、傳輸網、核心網等具有較大的投資機會。基于eMBB場景,5G終端呈現多樣化趨勢,手機、平板、4K/8K電視、AR/VR終端、安防終端、車載終端品類越來越豐富。應用場景更加細分多樣化,云AR/VR、云游戲、云視頻、云教育等提供大帶寬場景下的生活娛樂服務。
mMTC大規模物聯網場景,有效支持海量的物聯網設備接入,連接數密度可達100萬個/平方公里。2021-2023年的5G網絡,以NB-IoT為主導的5G物聯網升級,核心網完全采用SA獨立組網;5G終端在智能穿戴、智能家居、智能交通、智能物流等多領域爆發;云端應用配合終端需求,出現云物流、云交通、云工業等物聯網細分領域平臺,配合統一對物的聯網、管理和運營。
uRLLC高可靠低時延場景,屬于控制類應用場景,傳輸時延可達毫秒量級,這將是5G重要的增長領域。2023年以后的5G網絡建設,更加注重網絡切片和邊緣計算能力,并提供超低時延網絡能力;uRLLC場景的5G終端,主要是自動駕駛車輛、工業機器人、自動控制設備、服務機器人等智慧設備;云端應用配合智慧設備需求,提供云自動駕駛、云工業控制、云服務等滿足工業互聯網嚴苛要求的控制類應用。
1.3 5G產業投資路徑
從全球信息產業發展路徑來看,5G在云(云平臺)、網(通信網絡)、端(終端)產業鏈具有確定性的產業投資機會。
云平臺從基礎服務向行業云服務發展。過去十年,云計算技術快速發展,企業上云成為趨勢,云計算的三種基礎服務模式(IaaS、PaaS、SaaS)已經全面成熟,并不斷向XaaS(一切皆服務)更深度行業應用領域拓展。5G圍繞垂直行業應用的數字化升級,推動教育、醫療、能源、工業等傳統垂直行業產生新的上云需求,構建云網融合、邊云協同、全面云化服務的智能云新架構。
圖7:5G云網端產業拓撲
資料來源:招商銀行研究院
網絡層從為消費終端服務向萬物互聯的智能調度架構挺進。為支持大帶寬、大連接、低時延的5G特性,采用新天線空口技術、大規模天線陣列、無線網CU/DU(集中/分布)架構、網絡切片、邊緣計算和SDN(軟件定義網絡)等關鍵技術和組網方案,實現為傳統垂直行業創造全新生態,為行業開拓巨大價值增長空間。
終端層從消費終端向傳統行業的物聯網終端不斷擴散。5G終端將與越來越多行業相融合,從而實現更多功能和服務,可穿戴設備、智能家居、車載終端、教育機器人、服務機器人等新型產品不斷涌現,將來呈現多樣化發展趨勢,而伴隨越來越多的物聯網應用落地,萬物互聯繼而推動終端市場進入一個新的發展高度。
2.5G網絡建設帶動資本開支進入新上升周期
5G網絡建設要先后經歷標準制定、頻譜拍賣、投資建設三個發展階段。每個階段的進度都直接影響5G網絡的最終建成與商用運營,而選擇不同頻段的建設路徑可能決定5G網絡投資的成敗。
2.1 5G標準頻譜落地推動商用加速
5G標準逐步落地,商業應用陸續展開
5G標準的參與制定者,對5G標準技術貢獻量越大,擁有的5G SEP專利數越多,未來就能夠分享更多的5G產業紅利。
大帶寬eMMB場景的標準R15最先落地。從5G標準凍結的順序來看,第一階段R15已經凍結,需要大帶寬的4K直播、安防監控、VR視頻等為人服務的應用將率先普及應用,相關芯片、網絡設備、終端產業鏈均已成熟,具備大規模組網建設的條件。
圖8:5G標準推進及產業鏈進展
資料來源:GSA、招商銀行研究院
物聯網(mMTC)和低時延(uRLLC)場景標準將在第二階段R16和R17標準中討論完善。目前,物聯網以NB-IoT、LoRa和eMTC技術為主,在R16版本中將有望繼續采用NB-IoT作為5G物聯網標準,確保NB-IoT在4G時代到5G時代網絡投資和用戶業務的連續性,R16標準的凍結要等到2020年。R17標準將在2019年年底立項,R17標準的凍結要等到2022年,相關垂直行業的成熟預計在2023年以后。
我國企業具有全球5G專利和標準優勢。從全球5G SEP(標準必要)專利申請數和全球5G標準技術貢獻量來看,我國已經躋身5G全球第一集團。SEP專利,指的是指包含在國際標準中,且在實施標準時必須使用的專利,也就是說當標準化組織在制定某些標準時,必須要涉及到的專利。擁有大量的5G SEP專利,具有較強的行業領先優勢。從5G SEP專利和5G標準技術貢獻量來看,華為和中興已經躋身第一集團,OPPO通過多年的提前布局和積極的研發投入已進入全球前列。5G專利和標準優勢為日后行業競爭打下堅實基礎。
圖9:全球5G SEP專利申請數(2019年7月)
資料來源:IPlytics、招商銀行研究院
圖10:全球5G標準技術貢獻量(2019年7月)
資料來源:IPlytics、招商銀行研究院
全球頻譜拍賣加速,網絡投資迫在眉睫
為了推進5G建設速度,全球各國加快了5G頻譜拍賣進度。5G網絡覆蓋需要低頻段(2GHz以下)、中頻段(2GHz至6GHz,也被叫做Sub-6)和高頻段(6GHz以上,也叫毫米波)的頻譜,以實現面向大眾市場IMT-2020移動寬帶的完整愿景。根據GSA統計,截止2019年8月,全球71個國家/地區在考慮或進行5G頻譜分配,有34個國家/地區完成了適合5G的至少一個頻段的拍賣,40個國家宣布了計劃在2019年至2021年之間繼續進行5G頻譜的拍賣。
中頻段是5G最佳部署頻段,具有覆蓋范圍廣、容量高的特點。中頻段3.3-4.2GHz是目前全球最廣泛使用的5G頻段,已被絕大多數國家當作5G網絡建設的主力頻段。韓中日率先進行中頻段頻譜規劃分配并開展5G建設。其中,韓國分配了3.42-3.7GHz頻段,中國分配了2.515-2.675GHz、3.5-3.7GHz、4.8-4.9GHz頻段,日本分配了3.6-4.1GHz頻段。
高頻段具有更寬的連續頻譜,可以提供更大的網絡速度,但以高頻段做5G主要建設頻段,投資規模巨大,具有較大的投資風險。美國一直以來希望成為5G的領導者,但由于中頻段頻譜已被占用,美國聯邦通訊委員會拍賣了高頻段37.6GHz–38.6GHz、38.6GHz–40GHz和47.2GHz–48.2GHz的頻譜用于5G建設。高頻段存在基站覆蓋距離短、連續覆蓋需要基站數量多的問題,而美國中頻段的清頻和再拍賣最快也要2020年,可能會大幅度延緩其5G的部署進程。美國運營商Verizon、AT&T使用高頻段毫米波推出5G服務,但Verizon和AT&T的5G網絡覆蓋范圍非常有限。因此,美國5G在網絡覆蓋、性能和行業應用上都尚處于起步階段。
圖11:全球5G頻譜分配情況(2019年8月)
資料來源:GSA、招商銀行研究院
2.2 5G網絡投資迎來新一輪上升周期
各國相繼開啟5G網絡投資
全球運營商積極布局5G網絡。2018年下半年到2019上半年,各國相繼開啟5G商用或者相關進程。截止2019年8月,已經有100個國家的296家運營商正在啟動或進行相關的5G試驗,其中32個國家的56家運營商已經宣布部署5G網絡,其中39家運營商已經宣布推出5G服務。
圖12:全球5G商用時間(2019年8月)
資料來源:GSA、招商銀行研究院
圖13:全球5G網絡投資進度(2019年8月)
資料來源:GSA、招商銀行研究院
5G網絡建設仍處于早期階段,商用網絡數量依然較少。全球運營商已部署5G網絡的占比只有19%,大部分運營商還處于評估、測試、申請牌照、網絡規劃進程中,已部署5G網絡的規模也較小,全球運營商5G網絡建設仍在不斷向前推進。
中韓日引領推動全球5G商用。5G的發展過程有望經歷政策驅動到商業驅動的過程,目前仍處于政策驅動階段,中日韓歐美是5G商用先行國家。
表 1:全球主要國家5G商用進展
資料來源:招商銀行研究院
我國5G網絡投資或突破萬億
5G頒發商業牌照,規模建設拉開序幕。2019年6月6日,工信部向中國電信、中國移動、中國聯通、中國廣電頒發5G商用牌照。中國移動、中國電信和中國聯通預計2019年資本開支分別為1699億、780億和580億,三大運營商合計資本開支3000億元,5G部分約330億元左右。中國移動董事長楊杰表示,5G建設將在2020-2022年達到高峰。
圖14:三大運營商5G組網建設策略
資料來源:運營商、招商銀行研究院
5G基站密度預計大幅增加。根據電磁波的傳播特性,電磁波頻率與傳輸距離成反比,電磁波頻率越高,基站覆蓋距離越短。2G采用的主要頻段在900MHz,覆蓋半徑約為5-10公里;3G采用1.9-2.1GHz,覆蓋半徑約為2-5公里;4G采用的主要頻段在1.8-1.9GHz,2.3-2.6GHz,覆蓋半徑約為1-3公里;5G如果采用在2.6GHz,3.4-3.6GHz,4.8-4.9GHz的中頻段,覆蓋半徑約為300-500米。這意味著5G工作頻段更高,5G基站的覆蓋范圍比4G基站覆蓋范圍更小,預計5G比4G基站數增加30%。
圖15:頻段與基站覆蓋距離的關系
資料來源:招商銀行研究院
圖16:5G基站覆蓋場景
資料來源:招商銀行研究院
宏基站為主,小基站為輔。5G網絡規劃主要有三個場景:密集城區、一般城區和郊區。密集城區以高容量的宏基站連續覆蓋為主,商業寫字樓采用中低容量的室分系統覆蓋,會展、交通樞紐等熱點區域采用小基站補充覆蓋,實現高質量低成本建網。一般城區以中容量的宏基站連續覆蓋為主,商業寫字樓采用低容量的室分系統覆蓋。郊區采用低容量的宏基站局部重點覆蓋。
電信聯通共建共享能夠互利共贏。5G頻段不同,覆蓋相同面積的情況下,需要建設的5G基站數也不相同。根據ITU-3D NLOS路損模型測試,3.5GHz的路損比2.6GHz要大,穿透損耗要高。在基站發射功率相同的情況下,3.5GHz頻段想要和2.6GHz頻段覆蓋相同的面積,理論上中國電信和中國聯通的基站數要比中國移動增加38%。因此,中國電信與中國聯通合作5G基站建設,能夠節省資金,發揮共享優勢提升投資效果。
5G投資規模比4G增長50%以上。截止2016年底,4G主要投資期(2013-2016年)共完成315萬站基站建設,其中,中國移動4G基站151萬站,中國電信4G基站90萬站,中國聯通4G基站74萬站。考慮到5G基站的密度明顯高于4G,根據4G網絡投資規模進行推算,預計2019-2022年三大運營商共建設400萬站5G基站,5G基站建設數量比歷史同期4G基站建設數量增長約27%。其中,中國移動200萬站,中國電信和中國聯通合建200萬站。5G基站采用大規模天線技術,基站單價明顯提高;5G傳輸網支持網絡切片,傳輸網需要全部新建。我國三大運營商4G總投資達到了7450億,根據中信建投證券的推算,我國5G網絡投資將高達1.1萬億元以上。與4G網絡投資結構類似,最大的資本支出是基站,隨后是傳輸網、核心網和其他運營支撐系統。
表 2:我國運營商5G網絡投資測算
資料來源:中信建投證券,招商銀行研究院
我國5G網絡投資節奏
通信行業資本開支具有周期性特點。在運營商3G、4G時代,資本開支都呈現出周期性變化,從牌照發放前一年的小規模建設到牌照發放后三年的大規模建設,主要建設期為四年。3G牌照發放于2009年1月7日,運營商在2008年提前開始進行3G網絡建設,2008年運營商資本開支呈現復蘇跡象,2009-2011年是3G網絡的主要投資期。4G牌照發放于2013年12月4日,運營商在2013年開始進行4G網絡建設,2014-2016年是4G網絡的主要投資期。5G牌照發放于2019年6月6日,2020-2022年將是5G網絡的主要投資期。
通信牌照發放后兩年為資本開支高潮期,第三年資本開支回落。3G牌照發放后2009-2010年進入資本開支高潮期,4G牌照發放后2014-2015年進入資本開支高潮期。伴隨每一代通信產業鏈的成熟,遵循反摩爾定律,投資期第三年設備的成本價格同步下降,帶動運營商資本開支的縮減。2014-2016年,三大運營商4G基站年建設量分別達到102萬站、107萬站和112萬站,由于設備降價因素,2016年資本開支反而低于2014年和2015年。2019年是5G投資建設元年,預計2020-2021年是5G資本開支高潮期,2022年5G資本開支回落。
圖17:三大運營商資本開支規模
資料來源:Wind、招商銀行研究院
圖18:中移動資本開支結構占比
資料來源:Wind、招商銀行研究院
基站投資保持穩定,傳輸投資前期集中。從網絡建設的路徑看,傳輸網絡先行建設,基站建設才能大規模開展。中移動4G投資過程來看,傳輸建設早在發牌前2013年提前開始,后期規模逐步縮減;基站建設在發牌前規模較小,發牌后2014-2016年基站投資穩步推進。預計5G網絡投資中,基站投資平穩分布在2020-2022年,傳輸投資較為集中在2020-2021年,上游供應鏈的備貨比網絡設備資本開支提前3-6個月左右。
我國通信設備企業及供應鏈投資機會顯著
華為中興在全球通信設備市場具有領先優勢。Dell‘Oro發布的全球通信設備市場報告顯示,全球七大設備制造商依次為華為、諾基亞、愛立信、思科、中興、Ciena和三星,這七家公司合計占全球設備商市場份額的80%左右。華為依靠標準和專利領先優勢,在通信設備市場份額持續上升,2019H1全球市場占有率達到29%。中興通訊在2018年經歷美國處罰后全球市場份額短暫下滑到7.7%,在2019H1市場份額重新接近歷史高點的9.9%。
華為中興的上游供應鏈具有較大投資機會。截止2019年10月,從已公布的5G商用合同看,華為的5G商用合同超過60個,發貨基站超過15萬座,發貨基站AAU超40萬模塊。中興商用合同超過25個,發貨基站超過5萬座。以華為、中興為核心的上游供應鏈企業,已經出現整體業績走好的跡象,未來2-3年具備較大的投資機會。
3.5G終端多樣化帶來中長期投資機遇
從5G產業的發展路徑看,5G終端要從人聯網為主的消費終端逐步演進到萬物互聯為主的物聯網終端,終端類型呈多樣化發展趨勢,從手機、AR/VR、智能穿戴、智能家居逐步擴散到車聯網、商業機器人、工業機器人,5G終端具備中長期投資機遇。
3.1 5G手機市場迎來高增長機遇
供應鏈成熟帶動全球5G終端市場快速發展
全球5G手機迎來爆發式增長機遇。從全球4G發展歷史來看,4G網絡的部署對4G智能手機市場帶來巨大增長機遇。美日韓在2011年啟動4G網絡建設,歐洲中國在2013年啟動4G建設,全球4G網絡的建設帶來智能手機市場從2010年起連續6年兩位數增長,4G智能手機市場規模達萬億元。5G網絡投資有助于全球5G手機市場迎來爆發式增長機遇。根據Strategy Analytics的研究,到2025年,全球5G手機出貨量將突破15億。2019-2024年,5G手機出貨量分別將達到200萬部、1100萬部、7700萬部、1.83億部、4.16億部和8.55億部。IDC預計到2020年,5G智能手機出貨量將占總出貨量的8.9%,達到1.235億部;到2023年,這一比例預計將增長至28.1%。
全球5G終端產品呈多樣化趨勢。經過業界共同努力,5G手機產業鏈已經成熟。2019年,高通、華為、三星、聯發科、紫光展銳等主要供應商均已推出了5G基帶芯片。供應鏈的成熟,推動了全球5G終端產品的快速發展。中國移動預測,2020年,將有超過10個品牌推出5G手機,5G手機和終端類型超百款。根據GSA統計,截止2019年11月,全球5G終端超過了183款,涉及15個類別。其中,5G手機54款、CPE(網絡終端設備)59款、5G模組34款,5G熱點產品11款、5G路由器7款。5G終端多樣化,給各行業發展提供了廣闊空間。
全球5G商用手機陸續發布。華為、三星、小米、OPPO、VIVO 等知名廠商相繼發布量產5G手機。三星從2019年4月開始銷售Galaxy S10 5G手機,成為全球首家宣布開賣5G手機的手機廠商。華為在2019年2月的世界移動通信大會上首次推出基于5G技術的商用手機Mate X,在2019年5月發布Mate 20X 5G版本手機。小米在2019年9月推出兩款5G手機小米9 Pro 5G和小米MIX Alpha。預計2021年將出現千元5G手機,大大加速5G手機的滲透率。
圖21:全球5G手機出貨量預測
圖22:全球5G終端數量(2019年11月)
資料來源:GSA、招商銀行研究院
中國5G手機市場增長潛力巨大
中國是5G智能手機全球最大市場。截至2018年底,中國手機用戶數接近12億,用戶普及率達到人口總量的82%,接近歐美發達國家85%的普及率。2018年,全球智能手機出貨量為14.56億,其中中國市場總銷量為3.98億臺,占比27%。全球Top6智能手機制造商中,我國華為、小米、OPPO、VIVO占據四席。2019年二季度,華為超過蘋果成為全球第二大智能手機制造商。根據GSMA預測,到2025年,全球5G手機市場占有率達15%,其中韓國59%、美國50%,日本48%,歐洲29%,中國28%。到2025年,中國5G手機用戶數將超過北美和歐洲的總和,達到4.6億,成為5G智能手機最大市場。
5G手機發展速度超預期。韓國是全球首個開始5G大規模商用的國家,2019年4月3日,韓國運營商推出5G商用服務。5月初,韓國5G用戶達到26萬。6月10日,韓國5G商用第69天,5G用戶達到100萬,較4G用戶突破100萬所用時間縮短了11天。2019年8月初,韓國5G用戶數達到200萬,快于4G同期。韓國5G商業的成功,直接推動了三星5G版Galaxy Fold和Galaxy Note 10銷量大增。根據中國工信部統計,截止2019年10月8日,中國5G套餐預約用戶數近1000萬,其中中國移動580萬、中國聯通199萬、中國電信200萬。2019年11月1日,我國正式商用5G網絡。2019年11月20日,工信部透露,我國5G用戶簽約87萬戶。華為輪值董事長徐直軍預計,中國5G用戶2020年將超過2億。
圖25:韓國4G/5G用戶普及速度對比
資料來源:Zdnet、招商銀行研究院
圖26:中國移動4G基站與用戶增長趨勢
資料來源:Wind、招商銀行研究院
5G手機市場投資節奏
5G手機市場規模將超過5G網絡投資規模。回顧國內4G市場,2013年12月發放4G牌照,2014年開始了大規模的4G網絡建設,4G用戶增長與4G網絡建設同步,且4G用戶增速遠高于同期4G基站的增速。在4G資本開支高峰期結束的2016年,4G用戶滲透率已經達到80%,4G手機換機速度高于4G網絡投資速度。對照5G網絡發牌和網絡建設時間節奏,可以預計5G手機市場的增速也將超過5G網絡投資速度。根據多個機構預測數據測算,2020年,5G手機市場規模有望超過5000億元。隨著5G手機銷售占比越來越高,未來5G手機市場有望走向萬億規模,5G手機上游供應鏈的射頻、攝像頭、聲光器件等細分領域都具有較大投資機會。
2020-2022年迎來5G換機高峰期。從4G網絡建設和用戶增長的歷史,可以預計,2020年將是5G手機爆發元年,2020-2022年是5G換機高峰期。屆時,5G手機將帶動全球智能手機恢復正增長。5G終端市場節奏方面,預計2020年上半年處于市場導入期,2020年下半年將進入規模發展期,終端廠商推出中低價位段產品,5G手機市場規模持續擴大。預計2020年底,5G手機產品價位下探至1500元,市場將以5G手機為主。2021年,將出現千元5G手機。非5G手機和低價位5G手機有望全面進入ODM(委托設計代工)時代,ODM市場占有率將逐步擴大。
3.2 5G物聯網終端市場增長潛力巨大
5G統一標準,推動物聯網更快發展
物聯網標準繁多,影響行業發展速度。物聯網概念始于1998年,它的愿景是生活中所有物都能通過網絡連接傳遞信息,實現世界數字化。由于物聯網需求的多樣性,出現了多個物聯網技術標準。功耗、帶寬、覆蓋距離和通信頻率成為選擇物聯網技術的主要因素。現有物聯網技術標準包括短距離通信技術的Zigbee、WiFi、藍牙和長距離通信技術的2G、4G、LoRa、SigFox、eMTC、NB-IoT等。低功耗廣域網(LPWAN)標準成為針對物聯網應用中低功耗、長距離、低帶寬的需求所指定的移動通訊標準,其中非授權頻譜技術LoRa、SigFox和授權頻譜的eMTC和NB-IoT逐步脫穎而出。
5G有望統一標準,推動物聯網更快發展。非授權頻譜技術(LoRa、SigFox)由于頻譜共享的限制,只能區域小范圍使用。授權頻譜技術(NB-IoT和eMTC)隨著全球逐步部署,已經初步具備規模效應。截止2019年9月,全球有57個國家至少114個運營商部署了NB-IoT或eMTC,有72個國家的153家運營商在積極投資NB-IoT網絡。2019年7月,3GPP正式向ITU-R(國際電信聯盟)提交5G候選技術標準提案,NB-IoT成為滿足5G大規模機器連接(mMTC)場景需求的技術標準。
圖29:NB-IoT和eMTC網絡部署情況
資料來源:GSA、招商銀行研究院
圖30:全球物聯網終端數量規模預測
資料來源:愛立信、招商銀行研究院
物聯網終端市場高增長機遇
全球物聯網終端市場有望保持高速增長。IDC預測,2019年全球物聯網支出達7450億美元,2023年達到11000億美元。愛立信預計,2025年,全球物聯網終端規模達到249億,其中,短距IoT設備(Wi-Fi、Bluetooth和Zigbee)達到195億,年均復合增長率13%;廣域IoT設備(2G、3G、4G、5G、NB-IoT、eMTC、Sigfox和LoRa)達到54億,年均復合增長率24%。2025年,廣域IoT設備中,NB-IoT和eMTC設備為5G主流物聯網終端,占比達52%;4G和5G大帶寬物聯網終端占比達28%。長期看,物聯網終端市場規模遠超智能手機市場規模。
圖31:全球廣域物聯網終端數量規模預測
資料來源:愛立信、招商銀行研究院
圖32:2019Q1國內NB-IoT新產品分布
資料來源:信通院、招商銀行研究院
我國物聯網終端市場快速成長。截至2018年末,我國三大運營商物聯網連接終端已突破7.6億,其中中國移動物聯網連接規模達5.51億。現有的物聯網終端仍主要采用2G/3G/4G網絡,NB-IoT/eMTC 終端占比依然較少。在3GPP的推動下,將NB-IoT納入到5G標準中,保證了運營商NB-IoT向5G網絡的平滑升級,有利于NB-IoT終端的快速推廣。我國NB-IoT物聯網終端已具備廣泛部署條件,在智能家居、智能城市、智能生產、智能物流等應用領域快速發展。根據中國信通院統計,2019年一季度,新上市NB-IoT終端產品58款。自2018年以來,NB-IoT終端種類累積達到180款。從產品的形態來看,涵蓋智能表具、智能門鎖、可燃氣體報警器、定位器,以及可以廣泛應用在物聯網領域的通用模組/模塊等。
短期看,智能家居終端市場規模最大。根據Strategy Analytics測算,2018年全球智能家居市場(設備、系統和服務消費)支出總額將接近960億美元,在未來5年的(2018-2023年)年均復合增長率為10%,到2023年全球智能家居市場規模達到1550億美元。北美市場由亞馬遜、谷歌和三星占據主要市場份額;歐洲市場有英國公司Centrica Connected Homes’Hive和Deutsche Telekom’s Magenta Home、德國的eQ-3以及荷蘭的Enco’Toon;亞太地區,有中國的小米、韓國的LG、日本的iTSCOM和松下。智能家居市場仍然高度碎片化,具備較大的成長機會。
圖33:全球智能家居市場規模
資料來源:Strategy Analytics、招商銀行研究院
圖34:中國物聯網市場增速預測(2017-2022)
資料來源:IDC、招商銀行研究院
中期看,車聯網終端市場增速最高。Gartner預測,到2023年,汽車行業將成為5G物聯網解決方案的最大市場,占5G物聯網終端的53%。IDC預計,未來5年中國主流應用場景中,車聯網場景的增長速度最快。從國內車載終端市場總體情況看,2019年Q1,車載終端上市新產品37款,含2G終端6款、3G終端1款、4G終端29款、NB-IoT終端1款。從應用領域來看,當前車載移動終端產品既包括轎車、客車、貨車通用設備,也包括面向某種車型的專用終端,如物流車輛北斗兼容終端等。從產品形態上看,既包括集成度較高的智能后視鏡、車載機器人,也包括專注于特定功能的行車記錄儀、車載導航、ETC智能終端等。隨著車聯網的推進,消費者對車載移動終端智能化要求越來越高,越來越多的車載移動終端搭載Android 等智能操作系統。2019年Q1,搭載操作系統的新款智能車載移動終端14款,占同期新上市機型數量的37.8%。
圖35:2019Q1國內車載終端上市新產品分布
資料來源:信通院、招商銀行研究院
圖36:工業物聯網應用場景
資料來源:PTC、招商銀行研究院
長期看,工業物聯網(IIoT)將成為5G物聯網最大的市場。GSMA移動智庫預測,到2025年,亞太地區智能制造連接將達到5.3億以上。根據工業物聯網軟件平臺PTC對其客戶的調查數據來看,部署工業物聯網解決方案的領先行業是工業(25%),其次是電子和高科技(23%)以及汽車行業(13%)。具體應用場景包括制造/運營、服務、產品設計和IT等環節,最主要的應用場景是采用物聯網形成制造運營情報和運營資產監控,這些智能的工業連接功能可幫助產品制造商提高產量和生產質量,并降低制造成本。
4.5G行業云在垂直領域具有長期發展前景
從應用場景看,5G推動云網業務融合,從提供虛擬化基礎資源的云平臺逐步演進到典型行業應用的行業云,不但帶動數據中心高速增長,在教育、安防、能源、工業等實體經濟領域深度融合,打造經濟發展新動能。
圖37:全球云計算市場規模及增速預測
資料來源:Gartner、招商銀行研究院
圖38:全球IaaS公有云市場份額
資料來源:Gartner,招商銀行研究院
4.1 云網融合促進云計算行業高速發展
全球云計算市場持續穩定增長。2018年,全球公有云市場規模達到1363億美元,增速23%。預計2022年,全球公有云市場規模達到2700億美金,其中,IaaS年均復合增長率超過26%,PaaS年均復合增長率超過20%,SaaS年均復合增長率超過14%。全球市場集中趨勢明顯,從2018年IaaS營收來看,前三名占據全球70%的市場份額。其中,亞馬遜AWS仍占據第一,市場份額51.8%,增速達到26.8%;微軟Azure緊隨其后,市場份額15.5%,增速達到61%;阿里云排名第三,市場份額7.7%,增速高達93%。
我國云計算市場增速高于全球水平,公有云市場增長快于私有云市場。2018年,我國云計算整體市場規模達962.8億元,增速39.2%高于全球水平。其中,公有云市場規模達到437億元,同比增漲65%;私有云市場規模達到525億元,同比增長23%。從公有云IaaS來看,阿里云、天翼云、騰訊云占據前三;從公有云PaaS來看,阿里云、騰訊云、百度云占據前三;從公有云SaaS來看,用友、金蝶、暢捷通占據前三。根據ICT研究咨詢機構計世資訊預計,2018年中國企業上云率在30%左右,而美國企業上云率約為80%,中國云計算市場在未來仍然有很大的增長空間。
圖39:中國公有云市場規模及預測
資料來源:信通院,招商銀行研究院
圖40:中國私有云市場規模及預測
云計算高速增長推動數據中心持續增長。由于云計算、搜索、社交、電子商務、支付業務的快速發展,全球對數據中心的需求日益增長,超大規模數據中心的持續快速增長。根據思科全球云指數CGCI預估,從2016年底到2021年,全球超大規模數據中心從338個增長到628個;全球年度數據中心流量將從6.8ZB增長到20.6ZB,年均復合增長率達到25%。互聯網流量的持續增長,推動了數據中心持續擴容。2018年,中國IDC市場規模達到1228億元,到2021年將達到2759億元,保持30%左右的增長。
4G業務推動數據中心流量高增長。運營商網絡流量的增長與數據中心數據流量的增長是正相關關系。運營商網絡的4G、專線和寬帶等業務的流量都來自數據中心的內容服務器。互聯網業務的爆發和運營商管道的提速,都能夠有效提升數據中心的流量需求。截至2019年10月,中國三家運營商4G用戶規模達12.69億,當月戶均移動互聯網接入流量(DOU)達到8.54GB,同比增速達85.6%,4G業務同步帶動數據中心需求高速增長。
圖41:中國IDC市場規模預測
資料來源:中國IDC圈、招商銀行研究院
圖42:4G業務帶動數據中心流量增長
資料來源:招商銀行研究院
4.2 5G行業云具備長期投資機會
5G推動數據中心保持高速發展
圖43:韓國4G/5G用戶DoU變化趨勢
資料來源:Zdnet、招商銀行研究院
圖44:中國移動4G/5G用戶DoU趨勢預測
資料來源:中國移動、招商銀行研究院
5G有效提升DoU,未來三年帶動數據中心保持高速增長。運營商每月上網流量(DoU)的增速直接反映數據中心流量的增速。根據韓國科學信息部的統計,2019年Q2,韓國5G DOU為24GB,而4G為9.5GB,5G DoU是4GDoU的3倍。根據中國移動的預測,2019年5G DoU為19.6GB,到2022年5G DoU達到37.8G,年均復合增長率達到25%。隨著5G的逐步推廣,5G DoU是4G Dou的3倍,未來3年將帶動數據中心保持高速發展。
5G解決網絡瓶頸,云游戲遇發展機遇
5G大帶寬低時延特性解決了云游戲的發展瓶頸。云游戲以云計算為技術基礎,游戲的數據處理不在本地運行,不需要下載游戲,所有的游戲都在云端運行,云端的服務器會把游戲畫面經過數據壓縮處理后通過網絡傳送到用戶終端。云游戲大大降低了對用戶終端的配置要求,用戶終端不需要使用任何高端的硬件配置,只需要滿足簡單的視頻流媒體處理能力,負責發送操作指令、接受返回的視頻信息。云游戲低門檻、多設備同步、即時性的優勢也帶來相應訴求,云游戲比傳統游戲需要更大的網絡帶寬和更低的網絡時延,網絡瓶頸成為云游戲用戶體驗不佳的主要因素之一。隨著5G的到來,5G大帶寬和低時延可以給用戶帶來高品質的云游戲服務體驗。
云游戲市場長期發展潛力大。IHS Markit預計,到2019年底云游戲市場規模首次突破5億美元,到2023年年底云游戲市場規模將達到25億美元。市場研究公司Niko預計,中國將在2023年成為全球最大的云游戲市場,屆時中國云游戲市場收入超過11億美元。
行業巨頭陸續進入,云游戲與社交深度融合。2019年11月,谷歌正式推出云游戲平臺Stadia,Stadia支持筆記本電腦、平板、手機、電視盒子等智能終端,并且畫面還可以無縫切換。谷歌帶來了許多新的玩法,可以把游戲錄像、截圖一鍵分享到視頻網站,游戲錄像和預告片的內容會提供游戲的入口,實現即看即玩;玩家可以通過連接分享自己的游戲進度,其他玩家可以隨時加入進來合作游戲;主播在直播游戲時,可以隨時邀請觀眾參與游戲進行互動。騰訊云游戲平臺WeGame在2019年8月份上線,網易云游戲平臺也已上線,包括順網科技、紅手指云手機、海馬云等其他小廠家也積極推出云游戲服務。
云游戲生態多樣化,新商業模式不斷出現。國內云游戲商業模式主要有虛擬手機出租、游戲聯合運營、可玩游戲廣告等。虛擬手機出租模式是To C市場的主要模式,用戶通過購買不同配置的云端虛擬手機,在云端掛機刷經驗、刷資源。與游戲廠商聯合運營模式,類似蘋果應用商店,云游戲平臺可以和多個游戲廠商聯合運營分成,幫游戲廠商帶來新的用戶流量。可玩游戲廣告模式突破傳統的靜態和視頻游戲廣告模式,廣告窗口就是游戲入口,有助于直接提升用戶廣告轉化率。
云游戲直接帶動云計算資源的增長。云游戲給客戶帶來完美體驗,把大量游戲數據處理和畫面渲染放到了云端,云游戲直接帶動云計算和數據中心資源的需求增長,對滿足高品質圖像處理的服務器、存儲、網絡設備和芯片需求量的增長。云游戲與手機、Pad、PC、AR/VR、電視等智能硬件結合,可能成為5G時代的To C業務的殺手級應用。
5G推動安防新領域新機會
5G三大特性帶來更多安防應用場景。未來幾年國內外對安防技術產品的基本建設需求將保持穩定增長的趨勢,在城市、交通、教育、醫藥、環境、金融等多個行業具有旺盛的安防需求。2018年,中國視頻監控設備市場規模為106.3億美元。IDC預計,到2023年,中國視頻監控設備市場規模將達到201.3億美元,年均復合增長率13.6%。隨著5G的到來,大帶寬、大連接、低時延三大特性帶來更多云安防應用場景,實現高清監控、AR眼鏡/頭盔巡檢、無人機巡檢、物資監控、火警監控、應急指揮等新需求。
云網協同滿足安防業務多樣化需求。云安防平臺不僅可以降低安防項目實施成本,提升安防業務部署效率,還可以實現安防業務與其他社會公共部門聯動,提升社會運行效率。基于GPU和FPGA的云AI深度學習與邊緣攝像機AI算力相結合,大幅提升對人、車、物的分析識別能力。經過計算機視覺處理和深度學習,可以輕松實現目標分類和屬性識別等能力。未來,安防終端設備通過AI芯片可以實現視頻全量特征結構化,再通過5G網絡將特征信息傳遞到邊緣云和中心云,云端通過智能分析實現效率最大化。云安防應用場景的多樣化又帶動云計算在安防領域的新發展機會。
圖47:中國視頻監控市場規模預測
資料來源:IDC、招商銀行研究院
圖48:5G智能安防解決方案
資料來源:招商銀行研究院
5G加速工業制造云化實現數字化轉型
5G工業互聯網為制造業釋放無限潛能。工業互聯網通過人、機、物的全面互聯,推動形成了全新的工業生產制造和服務體系,是第四次工業革命的重要基石。工業互聯網為制造業的數字化、網絡化、智能化升級提供了關鍵支撐,有利于催生新模式、新業態,促進傳統產業改造升級和新動能培育壯大。目前我國制造業還處于較低水平,受限于自動化水平低、信息化水平不足、連網和實時數據傳輸能力問題未解決,工業互聯網還處于起步階段。5G的超大帶寬、超大連接和超低時延特性,讓工業互聯網大步發展成為可能。
工業制造云化帶來長期投資機遇。根據信通院分析,現階段,我國制造業企業主要聚焦于仿真設計、業務系統、工業物聯網這三類場景的云化。仿真設計中諸如汽車、重工、復雜電器制造型企業,通過云上高性能計算、模擬真實環境,進行多場景設計分析。業務系統通過云平臺為制造、財務、銷售、庫存、采購、服務等業務系統提供彈性資源配置,提高效率,節約大量成本。工業物聯網通過云端為數以萬計的終端采集、分析和管理數據。工業智能制造上云,推動我國從制造業大國向制造業強國發展,同時也為云計算帶來了廣闊的商業機會。
圖49:工業制造云化
(本文作者介紹:招商銀行總行一級部門。研究領域涵蓋宏觀經濟、區域經濟、大類資產及重點新興行業等。)
責任編輯:陳鑫
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