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本月6日,我國5G商用牌照發放一周年。
工業和資訊化部數據顯示,目前我國已建成5G基站超過25萬個,5G用戶已超過3600萬,預計今年底,5G基站將超過60萬個,覆蓋全國所有地級以上城市……
得益於5G網路建設成果,這一年,從5G手機終端通過入網測試、5G+4K助力直播春晚,到疫情期間的5G雲監工、遠程會診、智能醫療,再到珠峰5G雲直播、兩會的5G全息異地同頻直播……我們一起見證了我國5G商用所取得的成績。
在中央大力推進5G新基建發展並取得矚目成績的同時,美國進一步升級對5G領頭羊華為斷供措施,5G似乎已經不再是一種簡單的移動通訊技術,而成為大國博弈的殺手鐧、產業升級的助推器。
為什麼我們要以舉國之力發展5G?
一、5G網路建設投資:這絕不只是一次簡單的通訊技術升級
27年前,美蘇兩大國剛剛結束冷戰,一邊的蘇聯已被拖垮解體,另一邊的美國已是不堪重負,失業率連年攀升、負債高起、經濟疲軟。為此,時任美國總統提出了資訊高速公路計劃,也就是開發移動互聯網,改變人們的工作和生活的溝通方式,增加效率,加大產能。1G網路時代下的公路特別窄,只能打電話,2G的公路寬了一些,不僅可以打電話,還可以傳簡訊,到3G可以傳輸圖片,現在的4G可以看視訊、玩遊戲、網路社交、手機支付、直播等等。現在回頭看,這一切似乎不足為奇,但若在27年前,這個計劃絕對是超前的。
圖1:通訊行業發展裡程 數據來源:零壹智庫
美國當年的GDP只有6.5萬億,卻拿出4000萬億去投資資訊高速公路。這投資換來的是美國GDP年均增速3.88%,失業率驟降至4.0%,財政收支從92年負債2900億變為2000年盈餘2300億,這回報離不開當年對每一根光纖,每一座基站的投資。
表1:美國經濟基本情況(1993~2000)
數據來源:公開資訊、零壹智庫整理
2020年伊始,「新冠」疫情在全球蔓延,西方發達國家正疲於應對由於疫情和種族矛盾帶來的社會問題。而此時,我國提出了新基建計劃,並依靠強大的執行力在全國各地穩步推進。
中國有句老話,要致富,先修路,推進新基建,5G建設是關鍵。雖然受到新冠肺炎疫情的影響,但5G網路建設速度並沒有減緩。三大運營商在年初就制定了全年建設50多萬座5G基站的目標。
中國資訊通訊研究院預計:2020年,5G將創造約920億元的GDP,間接拉動的GDP增長將超過4190億元;到2025年,國內5G網路建設投資累計將達到1.2萬億元,並將帶動產業鏈上下遊以及各行業應用投資超過3.5萬億元,將拉動經濟增加值約1.1萬億元,對當年GDP增長的貢獻率為3.2%,間接拉動的GDP將達到2.1萬億元;2030年, 預計5G對經濟增加值的直接貢獻將超過2.9萬億元,十年間的年均復合增長率將達到41%,間接經濟增加值貢獻進一步增長至3.6萬億元,十年間的年均復合增長率為24%。
二、5G產業鏈:從網路建設到終端應用
5G產業鏈,包含網路建設、終端應用、上遊電子元器件等環節,涉及行業廣泛。
網路建設主要由運營商主導完成5G傳輸網、接入網、承載網的建設,環節包括網路涉及規劃、主設備制造、傳輸設備鋪設等。網路建設所需的上遊電子元器件包括晶片及模塊、射頻濾波器、光器件及模塊、傳輸介質等。
終端應用包括,硬件產品和軟體應用,其中硬件產品包括手機、可穿戴設備、物聯網終端等,制造終端所需上遊電子元器件包括,晶片、天線、傳感器、模組等。軟體應用主要服務與各行業的應用場景,包括4K/8K超高清視訊、VR/AR、無人機/車/船、機器人等個人消費場景,也包括政務、工業、醫療、教育、金融等商用領域。
圖2:5G產業鏈
數據來源:零壹智庫
在5G商用初期,運營商會大規模開展網路建設,運營商為主要消費主體,相幹5G建設產業鏈將迎來紅利期。而隨著5G網路設施建成,5G終端應用產業鏈將迎來紅利期,用戶則會成為消費主體。不論哪個時期,元器件制造產業都處於產業鏈上遊。
三、5G網路建設:運營商主導,產業鏈自給率高
5G網路,本質上是移動通訊網路。擁有5G商用牌照才具有5G移動通訊網路建設和經營資質的。目前中國共有4家運營商擁有5G商用牌照,分別是中國移動、中國電信、中國聯通和中國廣電。
運營商作為提供網路服務的供應商,也是通訊網路市場的最主要採購者,運營商的資本開支決定著網路建設的投入。
今年三大5G通訊運營商先後公布了5G建設投資和基站的設備採購計劃:
中國移動5G相幹投資計劃約1000億元,計劃採購5G基站27萬臺。今年實現地級(含)以上城市規模商用,通過加強4/5G協同和加強向SA演進,有效滿足To C、To B市場需求。
中國電信5G投資約453億元,採購5G基站14萬臺。覆蓋全國所有地市級(含)以上城市。5G網路部署以SA為目標架構,以5G+公有雲+MEC融合最大化5G技術價值。
中國聯通5G資本開支約為350億元,採購5G基站14萬臺,覆蓋全國所有地市,將啟動5G網路向SA演進升級,並計劃年中商用,同時推進「雲網邊端業」高度協同。
表2:中國移動、中國電信、中國聯通2020年投資計劃及發展方向
數據來源:公開資訊,零壹智庫整理
資本開支規模決定網路投資力度和網路性能。在5G網路建設階段運營商會採購網路涉規劃服務以及主設備、傳輸設備等硬件。在運營階段,運營商會採購網路運維、優化等服務。
網路規劃設計需要提供從咨詢規劃、設計的一體化解決方案,網路規劃設計主要包括勘察、規劃、設計,是5G網路建設啟動之前的必經環節。目前網路規劃設計環節國內的重點企業包括邦本科技、三維通訊、恒泰實達、吉大通訊、世紀鼎利等。
主設備市場近年來經歷了多次整合。目前主要廠商包括華為、中興通訊、愛立信、諾基亞、中國信科、三星。
基站天線是一種變換器,把傳輸線上傳播的導航波,變換成無界序言中傳播的電磁波,或者進行相反的變換。基站天線性能的好壞,直接影響到移動通訊的質量。主要廠商包括,通宇通訊、摩比發展、京信通訊等。
光模塊是基站和傳輸設備中的核心部件。光器件在數據中心、電信網路中有廣泛應用,產品包括光放大器、光纖連接器、光模塊、光電檢測器等,光模塊是光器件中較為重要的一種。主要廠商包括,科信技術、太辰光、日海通訊。
印制電路板(PCB,Printed Circuit Board)是承載並連接其他電子元器件的橋梁。5G時代基站用PCB會傾向於更多層的高集成設計,除了結構變化之外,5G的數據量更大、發射頻率更大、工作的頻段也更高,這需要基站用PCB板有更好的傳輸性能和散熱性能,因此5G基站用PCB板要使用更高頻率、更高傳輸速度、耐熱性更好的電子基材。目前主要廠商有深南電路、滬電股份等。
光纖光纜主要用於鏈接5G組網。5G的基站結構中,AAU和DU需要用光纖進行連接;密集組網方案需大規模引入小基站,基站之間也會利用光纖進行連接。主要廠商包括中天科技、亨通光電、烽火通訊等。
5G網路運維 優化方面,有望向網路智能化運維的趨勢發展。智能化運維的趨勢將提升網路優化運維的效率。目前國內主要參與企業包括世紀鼎利、邦訊技術、三元達等。
表3:5G網路建設產業鏈
數據來源:公開資訊、零壹智庫整理
我國華為、中興通訊等企業在5G通訊主設備市場份額占比大,所以產業鏈話語權不斷提高,從而帶動產業鏈上遊國產化率進一步提升,濾波器、光模塊、晶片等元器件自給率高,在5G網路建設方面我國有望實現全球引領。
工信部資訊通訊管理局副局長魯春叢表示,預計2020年底,我國將建設5G基站超過 60 萬個,覆蓋全國地級以上城市。規模基本可以接近4G商用的第一年。
與中國國土面積接近的美國僅完成5G基站建設3萬個左右,2020年全年計劃新建5萬個;5G發展最為成熟的韓國已建設5G基站接近12萬個;日本進度稍慢,5G建設剛剛開始,將在日本各都道府縣部署1萬個左右的5G基站;歐洲絕大多數國家連5G頻率都還沒進行分配。
中國目前5G網路建設規模已領先於其他發達國家。
四、5G終端應用:萬物互聯,場景豐富
我國在5網路建設進入快車道的同時,5G終端應和用也在不斷豐富發展,產業生態也在逐步成熟中。
5G終端作為萬物互聯的重要載體。在包括工業、農業、物流、交通等場不同的應用場景下,有不同的5G終端產品。
產業鏈主要包括:射頻/天線、晶片、PCB、螢幕等行業。中美科技競爭日益激烈的背景下,5G產業鏈的國產化程度引發關註。在螢幕、PCB、射頻/天線、中低端晶片方面,產業自給率高,主要企業包括京東方A、TCL集團、鵬鼎控股、東山精密等。而在中高端晶片、記憶體等方面,高通、SONY美日企業幾乎壟斷市場,產業對外依存度高。目前包括華為在內的國內廠商也在持續加大核心高端器件的自研力度。
根據GSA(全球移動供應商協會)的數據,截止上月,在全球已發布的283款5G終端及模組(包括手機、CPE、可穿戴設備等)中,中國廠商貢獻了184款,占比達 65.02%;在108款5G手機中,中國廠商終端占比達66.67%。
表4:5G終端應用產業鏈
數據來源:公開資訊、零壹智庫整理
5G應用為經濟發展註入新活力。首先5G應用能夠顯著促進資訊消費。其次5G應用能夠有效帶動產業發展。三是5G應用將拓展創新創業新空間。
產業鏈方面,按服務對象劃分,包括個人消費級和企業級兩類,消費級應用主要滿足個人在遊戲、金融、家居等場景的消費需求,代表企業有小米、金山軟體、浪潮、騰訊、完美世界、阿裡雲等。企業級應用主要滿足企業在車聯⽹、遠程醫療、智能制造等場景的服務需求,代表企業大唐電信、華為、啟迪雲控、四維圖新、海康威視等。
五、5G應用案例
作為通用網路技術,5G將全面構築經濟社會數字化轉型的關鍵基礎設施, 5G與垂直行業的融合應用將孕育新興資訊產品和服務,經濟社會各行業各領域,重塑傳統產業發展模式。
今年兩會《政府工作報告》中明確指出,要拓展5G應用。工信部也提出,將鼓勵基礎電信企業通過套餐升級優惠、信用購機等舉措,促進5G終端消費,加快用戶向5G遷移,同時通過5G應用產業方陣等平臺,暢通5G應用推廣關鍵環節,推進5G在各行業各領域的融合應用創新。
根據目前國內5G應用現狀,零壹財經整理了5G技術在9個行業的應用情況,以及對應行業的9項應用案例,供行業從業者參考。
表5:5G主要應用行業及細分應用場景
來源:公開資訊、零壹智庫整理
1)工業
5G在工業的應用場景主要有智能制造、 遠程操控、智慧工業園區等。
應用案例:三一重工5G智能制造
案例參與機構:三一重工,中國移動,中國電信,中興。
中興通訊聯合運營商在三一集團北京、長沙、常熟、昆山等園區建設商用化5G 網路與MEC邊緣雲系統,為三一集團智能化升級提供最先進的5G 應用環境,並與視訊監控、遠程挖掘等業務進行對接,實現5G 在多方面的應用示范。三一集團5G+ 智能制造應用示范充分發揮了5G 大頻寬、低時延等特性,為5G 在制造領域的應用發揮了重要示范引領作用, 大幅提升了生產效率。未來將進一步探討、挖掘 5G+ 智能制造新的商業模式,促進制造產業轉型升級。
2)金融業
5G在金融行業的應用場景主要有智慧網點、虛擬銀行等。
應用案例:浦發銀行5G智慧網點
案例參與機構:浦發銀行、中國移動
浦發銀行i-Counter智能櫃臺通過5G網路為用戶提供金融業務服務。用戶可通過4K高清視訊連接遠程服務,既可以與理財顧問溝通,獲得更全面的服務資訊與更直觀的交互體驗,也能享受電子銀行簽約、用戶資訊修改、卡激活、解掛失等多樣化銀行服務;網點還配備由虛擬成像技術和AR眼鏡組成的沉浸 式體驗空間,同時提供一系列基於「刷臉」即可實現的交易,比如刷臉登錄、轉帳、取款等。
3)醫療業
5G在醫療行業的應用場景主要有遠程診斷、遠程手術、應急救援等。
應用案例:上海仁濟醫院5G智慧醫療機器人
案例參與機構:上海仁濟醫院,中國電信。
醫學服務機器人可更好的通過5G通道實現與病人的視訊交互;結合5G室內分布,可以為機器人提供有效的室內定位,與機器人激光雷達形成相互補充;依托高效能網路轉移運算需求到雲端,減輕依托於機器人本體的離線分析和運算壓力,使機器人的體積、重量、功耗、成本及價格都因此而降低。
4)政務與公共事業
5G在政務與公共事業的應用場景主要有智慧政務、智慧安防、智慧城市基礎設施、智慧樓宇、智慧環保等。
應用案例:北京市智慧交通智能指揮中心
案例參與機構:北京市警察局警察交通管理局,中國聯通。
按照北京市警察局警察交通管理局(下文簡稱交管局)的要求,打造北京市智慧交通智能指揮中心,在指定區域內的點位安裝 85 臺高清照相機,完成前端設備供電線路引入,並通過無線通訊網路接入交管局的智能指揮中心系統。在長話大樓、電報大樓、天安門局、東單局 4 個地點的 5 個重要場景,採用 5G+ 鷹眼超高清監控,利用 5G 網路,將前端超高清鷹眼全景照相機的高分辨率全景畫面高速穩定地實時回傳到交管局智能指揮中心電視監控系統。
5)文體娛樂業
5G在文體娛樂行業的應用場景主要有智能制造、 遠程操控、智慧工業園區等。
應用案例:咪咕5G快遊戲
案例參與機構:中國移動咪咕,威爾視覺,海馬雲
中國移動咪咕公司打造了基於 X86/ARM 架構的全新雲遊戲業務平臺 —— 「5G 快遊戲」充分發揮 5G 網路超低延遲、超大頻寬特點,結合雲遊戲運行模式,實現遊戲都在服務器端運行,並將渲染完畢後的遊戲畫面通過網路傳送給用戶。基於「5G 快遊戲」平臺,遊戲運行不再受限於處理器、顯卡等物理硬件,更讓圖形處理與數據運算能力相對有限的輕端設備(thin client)也能運行高品質遊戲。
6)旅遊業
5G在旅遊行業的應用場景主要有智慧景區、智慧酒店等
應用案例:5G+ 智慧泰山
案例參與機構:中國聯通,泰山景區
通過建設5G+AI 移動執法系統,實現景區對有效進行逃票行為的治理和重點人員的篩查工作。建設人物匹配互動系統,實現遊客有針對性遊覽。建設5G+ 全景視訊業務管理平臺、8K 高清直播系統,實現遊客在出遊之前,足不出戶就可以通過公眾號或網站提前領略到泰山景區絢麗的全景視訊直播,通過沉浸式的體驗來計劃遊覽路線。
7)交通運輸業
5G在交通運輸行業的應用場景主要有車聯網與自動駕駛、智慧公車、智慧鐵路、智慧機場、智慧港口等
應用案例:武漢5G智能網聯汽車測試示范區
案例參與機構:百度,中國移動,華為,東風汽車、一汽大眾、深蘭科技、海梁科技
該示范區是中國首批 5G 開放道路智能網聯汽車測試和運營示范區,包含智能化基礎設施和智慧運營平臺,其中智能化基礎設施包括:智能化感知系統、北鬥差分定位系統、邊緣計算平臺系統、電子化數據化交通標識、網聯信號燈控系統;智慧運營平臺包括:V2X 車路協同平臺、管理調度監控平臺、設備管理平臺、數據分析和 SDK 平臺等。並規劃了一整套車、路、雲、網的完整體系,來解決當前基於單車智能的自動駕駛技術存在的問題。通過積極探索車輛智能系統與整體交通系統的有機互聯,構建全新的智能汽車產業生態圈。
8)教育業
5G在教育行業的應用場景主要有智智慧教學、智慧校園等
應用案例:5G雲VR教育應用
案例參與機構:上海市長寧區愚園路第一小學,百度VR,中國電信,諾基亞貝爾
該項目利用中國電信雲計算資源及 5G 網路覆蓋,為上海市愚園路第一小學構建一個 VR 教育課堂,可同時支持全校 40 多個班級自然科學課程的 VR 教學授課。5G 雲 VR 教育方案充分運用了 5G 網路大頻寬及邊緣雲計算所帶來的低時延的技術優勢,實現了輕量化、無線化、易管理、可移動、可共享的 VR 教育服務模式。此外方案還集成了先進的基於 AI 技術的 QoE 保障方案, 通過內容自動識別,頻寬預測和 VR 用戶體驗實時評估等 AI技術,實現了在 5G 網路多業務運行的環境下對 VR 教育用戶流媒體體驗的高效保障。
9)能源業
5G在能源行業的應用場景主要有智慧開采、智慧輸變電、智慧用電等
應用案例:5G智能電網
案例參與機構:中國移動,華為,南方電網
利用 5G 技術,提供安全隔離的切片,以及高精度授時和低時延的網路能力, 為電力行業提供了新的無線接入方式,同時為運營商開啟了 2B 業務探索,包括了面向行業特點的端到端切片方案,以及授時、時延方案。在技術創新方面,實現了國內首個切片端到端網路與運營管理的打通,制定了授時標準提案等,並在深圳外場試點。
六、結語
5G時代會帶來怎樣的行業變革和巨頭企業呢?相信沒人能給出具體的答案,就像當年提出資訊高速公路時,誰又能預料的到會培育出Google、微軟、Intel、蘋果等一大批高科技巨人。當下5G的「寬度」或許可以容納萬物互聯,而這一次我們不再是跟隨,而是引領!
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