5G產(chǎn)業(yè)規(guī)模達萬億,2018年我國5G市場規(guī)模預(yù)測及前景如何?
5G是4G的延伸,但與4G不同的是,5G并不是一個單一的無線接入技術(shù),而是一個真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò),相比3G/4G技術(shù),5G技術(shù)傳輸速率高、網(wǎng)絡(luò)容量大、延時短,能將網(wǎng)絡(luò)能效提升超過百倍,真正開啟萬物互聯(lián)網(wǎng)時代。我國IMT-2020(5G)推進組定義了5G的主要技術(shù)場景:連續(xù)廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接和低時延高可靠。與國際電信聯(lián)盟ITU定義的三個場景基本相同,只是我國將移動寬帶進一步劃分為廣域大覆蓋和熱點高速兩個場景。
5G時間表:從全球進程計劃上,計劃2019年發(fā)布正式頻譜,2020年底完成技術(shù)規(guī)范。到2018年底完成標準化工作,2019年開始進行試商用,其中亞太區(qū)的參與活躍程度比較高,這得益于政府的強力推動。在2017年2月,28家通信巨頭集體宣布,支持加速5GNR標準化進度,同意將5GNRNon-Standalone(非獨立組網(wǎng))從原計劃的標準完成時間2018年6月提前到2017年12月,以滿足部分運營商在2019年實現(xiàn)5G商用的強烈需求。2017年12月完成Rel.15非獨立組網(wǎng)5G新空口技術(shù)標準化,以及完成5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)標準化,滿足美韓日激進運營商需求。
3GPP計劃2018年下半年完成基礎(chǔ)版R15,面向eMBB商用場景;2019年底完成完整版R16;2018年6月完成獨立組網(wǎng)5G新空口和核心網(wǎng)標準化,支持eMBB和uRLLC兩大場景,滿足2020年5G初期商用需求;2019年9月,支持eMBB、mMTC、uRLLC三大場景,滿足全部ITU技術(shù)要求。
我國在2016年9月完成的第一階段技術(shù)試驗;2017年9月,發(fā)布了第二階段無線部分測試結(jié)果,預(yù)計2017年年底前,將完成5G第二階段網(wǎng)絡(luò)測試,從明年開始進入第三階段網(wǎng)絡(luò)測試(明年6月5G國際標準第一個版本出臺能夠同步出臺或者接近商用),到第四季度才會有測試芯片和測試手機;2019年將在數(shù)十個城市的熱點地區(qū)預(yù)商用,并在當年第四季度商用芯片和終端;2020年在數(shù)百個城市的熱點地區(qū)商用,以及出現(xiàn)多款商用芯片和手機。2022年,將在城市熱點地區(qū)展開大規(guī)模部署。
發(fā)牌時間推測:3GPP計劃2018年下半年完成基礎(chǔ)版R15,面向eMBB商用場景,2019年底完成完整版R16。我國第三階段測試要到2018年底結(jié)束,推測發(fā)牌時間點在2019年,考慮到eMBB終端預(yù)計將于2019年Q3成熟,有可能于2019年Q3-Q4發(fā)出。
5G技術(shù)變化帶來的投資機會
預(yù)計2020年至2030年10年網(wǎng)絡(luò)總投資將達4110億美元,約合2.8萬億元,是4G網(wǎng)絡(luò)的3.5倍。韋樂平指出,按運營商可接受成本而言,預(yù)計2019年至2025年7年網(wǎng)絡(luò)總投資為1800億美元,約合1.22萬億元,是4G網(wǎng)絡(luò)投資(約為1170億美元)的1.5倍。
根據(jù)2017年1月發(fā)布的《信息基礎(chǔ)設(shè)施重大工程建設(shè)三年行動方案》,2016-2018年計劃新增200萬個4G基站,則2016-2018年將分別新增111萬,68萬、21萬。截止2016年,三大運營商4G基站保有量到達314萬個(中國移動151萬個、中國電信89萬個、中國聯(lián)通73.6萬個),預(yù)計到2018年,4G基站保有量將達到403萬個。
預(yù)計5G基站總數(shù)為4G基站的1.2倍,達到484萬個,假設(shè)因高頻段小站將在熱點區(qū)域和重點業(yè)務(wù)場景使用,5G宏基站與5G小站數(shù)量占比為1:1,則為484萬個。對5G各產(chǎn)業(yè)鏈的投資規(guī)模進行測算。
由此測算,我國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總投資將超1.2萬億元,與行業(yè)預(yù)計的1.22萬億元大致相符。此外,5G技術(shù)逐步成熟及推廣將對下游智能終端射頻前端模塊(RFFEM)的元器件結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠影響,而智能手機的射頻前端屬于個人消費品,驅(qū)動屬性不同,對終端市場分開統(tǒng)計。
智能手機使用的RF前端模塊與組件市場于2016年產(chǎn)值為101億美元,到了2022年,預(yù)計將會成長至227億美元。射頻前端模塊市場增長源于以下兩方面因素:(1)2015年開始國內(nèi)4G終端出貨量持續(xù)攀升,至2017年5月,4G手機出貨量占比達到95%,但是載波聚合的應(yīng)用對射頻前端模塊,特別是PA的復(fù)雜度有更高的要求,有助于提升FEM的價值量;(2)4G到5G的演進過程中,射頻器件的復(fù)雜度逐漸提升,射頻器件的單部手機價值量會得到提升。
5G技術(shù)帶來頻段數(shù)量的大幅增加,4G向5G演進,理論上最大下載速率可提升至18Gbps,對比2012年LTERel-11下的峰值速率僅為1.2Gbps。為了實現(xiàn)傳輸速率的最大化提升,需要對硬件層進行以下幾方面的重大改變:增加天線數(shù)量、提高載波聚合CA頻段的組合數(shù)量以及擴展頻段數(shù)量。
天線方面,為提升通訊速率,預(yù)計到2020年5G商用之時,MIMO64x8將成為標準配置,即基站采用64根天線,移動終端采用8根天線。目前市場上多數(shù)手機采用MIMO2x2技術(shù),如若采用MIMO64x8技術(shù),基站天線的配置數(shù)量需要增長31倍,手機天線數(shù)量需要增長3倍。頻段方面,根據(jù)射頻器件巨頭Skyworks預(yù)測,到2020年,5G應(yīng)用支持的頻段數(shù)量將實現(xiàn)翻番,新增50個以上通信頻段,全球2G/3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)合計支持的頻段將達到91個以上。大量新增頻段也對載波聚合(CA)技術(shù)提出更高的要求。CA是將數(shù)個窄頻段合成一個寬頻段,實現(xiàn)傳輸速率的大幅提升。技術(shù)上,載波聚合需要有前端配合的多工器,功放PA又需要重新設(shè)計來滿足線性度的要求,頻段增加對射頻器件性能以及射頻系統(tǒng)復(fù)雜度的要求大大提高。目前市場上的射頻器件主要采用2載波的載波聚合,而市場預(yù)計2017年國內(nèi)三大電信運營商將正式啟動三載波的聚合,Qorvo預(yù)計2018年后多載波聚合將陸續(xù)出現(xiàn)。載波聚合技術(shù)要求射頻天線開關(guān)具有極高的線性度,以避免與其他設(shè)備發(fā)生干擾,對于濾波器及射頻開關(guān)的性能要求將更加苛刻。趨勢上,隨著制式復(fù)雜度的提高,射頻前端器件趨于集成化。