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未來5年中國第五代移動通信技術的產業

來源:中投網 2021-09-23 15:15中投網 A-A+

  2021-2025年中國5G產業影響因素分析

  一、有利因素

 。ㄒ唬┱咧С

  2019年5月8日,工信部、國資委聯合發布《關于開展深入推進寬帶網絡提速降費、支撐經濟高質量發展2019專項行動的通知》,提出重點任務之一是繼續推動5G技術研發和產業化。在5G網絡建設方面,指導各地做好5G基站站址規劃等工作,進一步優化5G發展環境,繼續推動5G技術研發和產業化,促進系統、芯片、終端等產業鏈進一步成熟。

  2019年6月6日,發改委印發《推動重點消費品更新升級暢通資源循環利用實施方案(2019-2020年)》的通知。通知提到,各地區部分應大力推動汽車產業電動化、智能化、綠色化,積極發展綠色智能家電,加快推進5G手機商業應用,加強人工智能、生物信息、新型顯示、虛擬現實等新一代信息技術在手機上的融合應用。

  2019年11月19日,工信部發布《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》,要求提升“5G+工業互聯網”網絡關鍵技術產業能力、創新應用能力、資源供給能力,加強宣傳引導和經驗推廣。

  2020年2月,中央政治局常委會會議提出要加快釋放新興消費潛力,積極豐富5G技術應用場景,帶動5G手機等終端消費,推動增加電子商務、電子政務、網絡教育、網絡娛樂等方面消費。

  2020年3月24日,工信部發布《工業和信息化部關于推動5G加快發展的通知》,通知提出加快5G網絡建設進度、加大基站站址資源支持、加強電力和頻率保障、推進網絡共享和異網漫游。同月,科技部發布《關于科技創新支撐復工復產和經濟平穩運行的若干措施》,提出要大力推動關鍵核心技術攻關,加大5G、人工智能、量子通信、腦科學、工業互聯網、重大傳染病防治、重大新藥、高端醫療器械、新能源、新材料等重大科技項目的實施和支持力度。

 。ǘ2020年5G產業發展迅速

  1、5G基站建設提速,完善了5G應用落地的基礎設施

  截止2020年9月底,國內5G基站數量已達69萬站,基本實現了地級市的覆蓋,其中多個省市提前超額完成2020年建設規劃,北京、上海、廣州、杭州等核心城市已經實現了5G網絡城區連片覆蓋。5G基站作為5G推廣應用的基礎設施,實現地級市的基本覆蓋和核心城市城區連片覆蓋為5G應用落地提供底層支撐。

  2、5G產業鏈隨終端連接增加有望迎來良性循環

  在能效方面,4G網絡的4T4R基站能效為5W/GB,5G網絡的64T64R基站能效為0.18W/GB,規模優勢較為明顯,隨終端和數據量增加,有望降低運營成本,提升5G投資回報。

  3、運營商扶持助力5G應用加速落地

  運營商在行業、支付、文娛等方面加速布局5G應用,在2020世界VR產業大會,雙G+VR成為主旋律,運營商不僅推出面向公眾的VR直播、VR影視、VR閱讀、VR游戲,面向政企行業還推出了5G+VR黨建培訓、5G+VR智慧教育、5G+MR智慧醫院、5G+AR智能協作。

  4、5G融合應用體系逐步演進,形成“3+6+X”體系

  在行業應用端,需求逐漸聚焦到直播與監控、智能識別、遠程控制、精準定位、沉浸式體驗和泛在物聯等六大通用能力?梢钥闯,各行業對于終端和應用能力的需求正在進一步聚焦,通用型終端和通用能力將是下一步發展的重點,將會涌現一批新產業、新服務,同時也是實現5G融合應用可復制、可推廣的關鍵。

  5、5G應用呈現三步走態勢,發展路徑清晰

  其中,以直播與監控、智能識別等類應用,有望成為第一批成熟和快速復制推廣的應用,有望在1-2年內實現商業化規模推廣;基于云邊協同的沉浸式體驗等類應用,隨5GSA網絡逐步成熟,云管邊端的協同能力的增強,有望在2-3年內成為第二批商用落地的5G應用;遠程控制等類應用,基于5G低時延高可靠的5G特點,隨著5G基站和室分部署的逐步完善,有望在未來3-5年后成為第三批商用落地的5G應用。

 。ㄈ5G應用場景多樣

  1、5G+文化娛樂

  5G推動4K/8K視頻與VR的發展,為用戶帶來極致的娛樂體驗。4G網絡的性能不足以支撐4K/8K超高清視頻、超高清云游戲、VR全景直播等新興應用場景的發展需求。巨大的像素量為4G網絡帶來極大的挑戰,而5G網絡大帶寬的特性能夠支持每秒120幀的4K/8K超高清視頻的實時傳輸,為用戶帶來極具震撼力和感染力的體驗。5G高可靠低時延的特性將有效降低網絡傳輸時延,使得運動到成像的時延控制在20ms以內,為用戶來帶沉浸感的體驗。

  2、5G+智能家居

  5G助力智能家居向高階發展,為用戶帶來極致的生活體驗。智能家居,主要包括智能照明、智能門窗、智能門鎖、智能安防、智能影音、智能睡眠及智能家電控制等細分應用場景。4G時代,受限于網絡帶寬,部分應用場景將無法實現用戶的良好體驗,5G網絡速率最高可達10Gbps(特殊場景下達到20Gbps),能夠實現高清視頻實時傳輸,家庭監控畫面更加清晰流暢,更好地保障家庭安全。

  3、5G+智慧交通

  5G助力智慧交通發展,更好地服務大眾出行。智慧交通主要是基于無線通信、傳感探測等技術,實現車、路、環境之間的大協同,以緩解交通環境擁堵、提高道路環境安全、達到優化系統資源的目的。5G的高可靠低時延能實現車與車、車與路、車與人之間的實時通信,推動車路協同自動駕駛的發展,更好地增強車-路-人協同,實現車輛系統智能與交通系統的互聯互通,助力智慧交通的發展,更好地服務大眾出行。

  4、5G+智慧醫療

  5G助力智慧醫療發展,為患者提供更好的醫療服務。智慧醫療是基于移動通信、物聯網、云計算、大數據、人工智能等先進技術,實現患者與醫療人員、醫療機構、醫療設備間的互聯互通和信息共享,促進院內外業務協同,實現醫療資源的高效配置。智慧醫療主要包括院內醫療、醫患服務、遠程醫療及應急救援等應用場景。其中,遠程醫療主要包括遠程手術、遠程診斷、遠程示教等細分應用場景。4G網絡的帶寬小、可靠性低、時延高,無法滿足智慧醫療的發展需求。5G將助力智慧醫療的發展,為患者提供更好的醫療服務。

  5、5G+工業互聯網

  5G讓工業互聯網成為現實,推動我國制造業高質量發展。工業互聯網是我國從制造業大國向制造業強國發展的必經之路。網絡是工業互聯網的基礎,數據是工業互聯網的核心,安全是工業互聯網的保障。未來,數據將成為制造業的核心生產資料,而數據的采集、流轉、分析及應用均需要網絡作為支撐。工業互聯網應用場景復雜多樣,對網絡的需求各異。按照對網絡的需求劃分,工業互聯網可分以超高清視頻為基礎的機器視覺、遠程控制及設備連接三類應用場景。5G大帶寬、高可靠低時延及大連接的特性,讓工業互聯網成為現實,助力企業提質、降本、增效,推動我國制造業高質量發展。

  二、不利因素

 。ㄒ唬╊l譜資源有限,供需矛盾凸顯

  現階段我國頻譜資源十分稀缺,高、低頻段優質資源的剩余量十分有限。4G之前我國就分配完了低頻段中的優質頻率,而高頻段頻譜資源的頻率高,開發技術難度大、服務成本高,目前能用且用得起的高頻段資源較少。

  在5G時代移動數據流量將呈現爆炸式增長,為滿足eMBB、uRLLC、mMTC三大類5G主要應用場景更大帶寬、更短時延和更高速率的需求,需對支持5G新標準的候選頻段進行高中低全頻段布局,所需頻譜數量也將遠超2G/3G/4G移動通信技術的總和。

  我國頻譜供需矛盾將在5G時代愈發凸顯。我國5G的用頻思路是6GHz以下頻率為基、高頻為補充發展。雖然工信部已經向中國移動、中國聯通、中國電信三大運營商發放了全國范圍內5G中低頻段試驗頻率使用許可,加速了我國5G產業化進程,但5G商用面臨的頻譜資源頻段挑戰還很大。

 。ǘ5G部署投入成本高,短期回報路徑不明

  5G基站包括宏基站和小微基站等主流基站模式。與4G相比,5G的輻射范圍較小,從連續覆蓋角度來看,5G的基站數量可能是4G的1.5——2倍。大規模天線使5G基站建設成本高,還需新建或大規模改造核心網和傳輸網,因此構筑良好的5G網絡需要運營商投入大量財力。投資大幅度增加,但場景落地和資本回報路徑尚不清晰,F階段,5G發展仍以政策和技術驅動為主,VR、無人駕駛等關鍵技術還未成熟普及,應用服務為時尚早。

 。ㄈ╆P鍵技術不夠成熟,核心器件依賴進口

  5G相較于前幾代移動通信技術,設計理念新穎,功能更加強大,對高頻段射頻器件等關鍵材料器件要求較高。目前,5G終端產品的技術成熟度和商用化進程滯后于通信網絡設備,尤其是在射頻等底層關鍵領域技術還不成熟。我國在5G中高頻材料器件領域與美歐等發達國家差距較大,這將是我國5G產業發展的痛點。

  在芯片領域,主要涉及“設計-設備-材料-制造-封測”等環節。中國企業主要發力在設計和封測,部分專用芯片快速追趕,但是高端智能手機、汽車、工業以及其它嵌入式芯片市場,中國差距依然很大。而高端通用芯片與國外先進水平差距更是巨大,包括處理器和存儲器等;在電信設備領域,我國FPGA、數模轉換器、光通信芯片等電信設備基本從歐美元器件廠商進口;在終端方面,以智能手機為例,內存、CIS等核心元器件基本被國外把控,芯片、操作系統等行業制高點以及射頻前端、濾波器等,仍然擺脫不了對歐美和日韓廠商的依賴,即便是國內設計的SoC,其CPU和GPU完全依賴于ARM的技術授權;在物聯網領域,華為、中興等公司推出的物聯網解決方案,其中的CPU都是ARM的內核。

 。ㄋ模﹪H環境復雜

  盡管在政府的大力支持和企業的多年積淀下,我國5G專利數居全球首位,在5G標準制定中處于優勢地位。但是,2018年以來,美國接連制裁中興、華為等通信設備企業,并以國家安全為由聯合澳大利亞、日本等國家拒絕采用華為、中興等企業的5G研發技術。美、歐、日等國家精準打擊我國5G領域核心企業,我國5G技術推向國際的難度不斷增加。

 。ㄎ澹┦袌鲐叫枧囵B5G復合型高端人才

  5G相關崗位需求量迅猛增長。5G成為高科技領域倍受矚目的風口,其低時延、高可靠的特性將大大促進無人機、自動駕駛、智能生產等領域的應用發展,需要大量系統規劃、應用開發和服務人才。此外,5G崗位對人才綜合能力要求提高。5G是一個高科技的交叉領域,對從業人員的綜合能力要求較高,涉及移動通信技術、網絡規劃與設計、網絡云化能力、大數據和AI以及行業解決方案等,以應對5G多端點、多場景的應用需求,制定個性化的解決方案。

  2021-2025年中國5G直接經濟產出預測

  我們預計,2021年我國5G直接經濟產出將達到1.0萬億元,未來五年(2021-2025)年均復合增長率約為34.78%,2025年將達到3.3萬億元。

圖表 中投顧問對2021-2025年中國5G直接經濟產出預測

數據來源:中投產業研究院

  2021-2025年中國5G間接經濟產出預測

  我們預計,2021年我國5G間接經濟產出將達到2.3萬億元,未來五年(2021-2025)年均復合增長率約為27.61%,2025年將達到6.1萬億元。

圖表 中投顧問對2021-2025年中國5G間接經濟產出預測

數據來源:中投產業研究院

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