5G 產業鏈未來格局：光通信和主設備商引領，上游器件迎來機遇
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5G產業鏈梳理
包括五個重要環節
5G的商用將催動通信行業升級換代，移動通信行業產業鏈條主要包括以下五個重要環節:
(1) 網路規劃設計(前期技術研究及網路建設規劃);
(2) 無線主設備(核心網、基站天線、射頻器件、光器件/光模塊、小基站等，無線配套、網路覆蓋與優化環節開始布局);
(3 )傳輸設備(無線設備後需要有線傳輸鏈接，緊跟其後的包括光纖光纜、系統集成、IT支持、增值服務等);
(4) 終端設備(晶元及終端配套);
(5) 運營商;
(6) PCB/CCL產業鏈(用於基站射頻、基帶處理單元、IDC和核心網路由器等);
(7) 介質波導濾波器(基站射頻)。
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4G-5G過渡期
運營商資本開支回暖
2016-2019年是4G向5G的過渡期，三大運營商資本開支將逐漸由低點走向高點，2019-2021年或迎來新一輪5G景氣向上周期。
5G規模建設或在2019~2020年啟動，5G投資規模有望超過4G投資，運營商資本開支2019年後將走高，並隨著5G市場需求加速而不斷加碼。
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5G演進願景
十年一遇的代際升級
大流量互聯網與萬物互聯的新時代
移動通信發展進程:十年一個周期的代際更迭
從20世紀80年代以來，全球無線通信以每10年一個周期的進度經歷了從1G-4G的變遷。
1984年，基於模擬蜂窩技術的1G無線通信出現。1990年開始，2G主流技術標準GSM和CDMAOne相繼發布，全球進入數字通信時代;2000年，國際電信聯盟(ITU)將WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA以及WiMAX確定為3G的四大主流無線介面標準;2010年，TDD-LTE和FDD-LTE兩種制式下的4G技術開始成熟並商用。
目前，5G技術正在標準制定和系列產品的開發應用中，預計2020年將開啟全面商用。
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應用需求走在前頭
5G將解決相關行業痛點
5G將解決移動高清視頻、物聯網、VR/AR的痛點
移動互聯網:根據思科的預測，未來全球和我國移動互聯網流量將迅猛增長，2015-2020年全球移動數據月流量年平均複合增長率將達到52.58%。
根據《中國移動互聯網發展報告(2017)》預測，2016-2021年中國移動互聯網人均月流量年平均複合增長率將達到52.81%。
物聯網:
根據思科的預測，到2020年M2M(支持無線和有線系統與具備相同功能的其他設備進行通信的應用，如可穿戴設備)連接在移動聯網設備中所佔的比例，將從2015年的7.7%上升到26.4%。
據Gartner預測，到2020年五分之一的車輛將擁有某種形式的無線網路連接，相當於使用該服務的互聯汽車超過2.5億輛。
VR/AR應用:
根據思科預測，2021年VR/AR流量將增長20倍，56%的平板電視將會是4K高清畫質，安裝的4K電視數量將達到6.63億台(2016年僅為8500萬台)，2016-2020年年平均複合增長率達到50.81%。
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中國移動通信
5G引領全球
中國移動通信: 2G跟隨、3G突破、4G同步、5G引領
1G-4G我國移動通信建設進度落後於歐美日韓，基本表現出「2G跟隨、3G突破和4G同步」的特徵。
1993年，我國首個GSM建成開通，正式進入2G時代;2000年，由中國大唐電信主導推出的TD-SCDMA標準被ITU確立為3G主流制式，2009年初工信部正式頒發3G牌照，我國進入3G周期;2013年底工信部正式頒發4G牌照，我國進入4G周期。
3G周期里SW通信指數未跑贏滬深300，但股價走勢呈現出投資初期浮動上漲，投資後期緩慢回落的特點。
4G周期里SW通信指數明顯跑贏滬深300，主要是因為互聯網業務創新、流量暴增促使更大規模的通信網路投資。
5G時代，我國實現局部技術領先全球，一方面得益於我國主導推出的TDD通信制式有望成為5G主流制式，另一方面我國運營商和設備商聯合開展5G核心技術研發，實現了較早的試點布局。
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5G對產業影響
真正意義上的融合網路
5G對產業鏈及行業格局的潛在影響
5G是真正意義上的移動融合網路，具有兩大特點:
第一，5G是由多項差異化技術所構成的系統級解決方案。未來，用戶對於差異化、多場景化的通信需求將有所增加，這對4G這種以單一技術(高速率)為基礎的移動網路將是很大的挑戰。
舉例來說，物聯網應用屬於控制類業務，對於時延的要求更為苛刻，要求時延低於毫秒量級，才能確保業務的可靠與安全性，這是4G技術難以支撐的。
而5G是將創新的多個核心技術(包括了大規模天線陣列、超密集組網、新型多址以及全頻譜接入等)有效結合與應用，達到對連續廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接等場景通信要求。
第二，5G技術的關鍵能力指標更為豐富，包括了用戶體驗速率、連接數密度、端到端時延、峰值速率和移動性等。據NGMNA稱，5G技術的關鍵能力之一是能為大規模移動用戶提供在熱點區域1Gbps的數據的傳輸速率。
據IMT2020數據顯示，5G比4G具備更高的性能，體現在用戶體驗速率、時延、流量密度、移動性以及峰值速率上。
而對於3G、4G等前代通信技術而言，通信速率是唯一的作為判斷技術能力的指標。
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5G網路的軟硬體
均需升級
5G網路的軟硬體均需升級
5G時代，通信網路的軟硬體都需適配升級，涉及的關鍵技術主要包括大規模天線技術、非正交傳輸、毫米波技術、D2D、超密集組網技術、先進編碼調製技術、SDN/NFV等。
1. 移動終端射頻、濾波器:
預計全球年複合增速維持在13%以上現代移動設備的無線通信模塊主要包含射頻前端模塊，射頻收發模塊，以及基帶信號處理器。
其中，射頻前端負責射頻收發、頻率合成、功率放大，該模塊主要包括:天線開關，雙工器，功率放大器，以及濾波器。其中濾波器作為對信號有處理作用的器件和電路，可以使信號中特定頻率成分通過篩選進入，並同時極大抑制其他頻率、無關信號的干擾。
5G網路高頻和高密度通信將成為主流，所要求支持的無線頻段數量呈上升趨勢。在2012年全球3G標準協會3GPP提出的LTER11版本中，蜂窩通訊系統需要支持的頻段增加到41個。
根據射頻器件巨頭skyworks預測，到2020年，5G應用支持的頻段數量將實現翻番，新增50個以上通信頻段，全球2G/3G/4G/5G網路合計支持的頻段將達到91個以上。
理論上來講，單個頻段的射頻信號處理需要2個濾波器。由於多個濾波器會集成在濾波器組中，而濾波器器件與頻段數量之間的關係並非簡單線性比例關係。但頻段增多之後，濾波器設計的難度及濾波器數量大幅增加是確定的趨勢，相應的價值量和銷售數量都將倍增。
2. 具體工藝方面，掌握LTCC工藝的射頻商或具有更好的投資回報率
LTCC低溫共燒陶瓷(LowTemperatureCo-firedCeramicLTCC)技術是1982年開始發展起來的整合組件技術，已經成為無源集成的主流技術。由於體積小，LTCC工藝或將適合5G時代智能終端設備商對於器件小型化的要求。
4G滲透率不斷提升且尚未飽和，5G時代來臨帶來射頻器件單機數量和價值量的增加，全球射頻市場規模有望增長。根據StrategyAnalytics預測，5G商用手機銷售將始於2020年，其銷量在2025年將超過3億部。
根據MobileExpertLLC的研究指出，2016年在智能手機市場基本飽和，增長乏力的情況下，射頻前端模塊的增長率仍達到了17%。而在射頻前端模塊中，射頻濾波器模塊將是發展最快的模塊。
隨著5G網路的普及，全球移動終端射頻器件市場將迎來穩健增長。據美國高通公司預測，移動終端射頻前端模塊在2015-2020年間的複合增速在13%以上，到2020年市場規模將超過180億美元。
其中，濾波器是射頻前端模塊增長最快的細分方向，濾波器市場將由現在的50億美元的市場規模增長至2020年的130億美元。
3. 天線:
大規模天線矩陣MassiveMIMO技術重構天線價值鏈在蜂窩移動通信系統中，天線是電路信號與空間輻射電磁波的轉換器，向空間輻射或者接受電磁波，是移動通信系統末梢的關鍵組成部分，對無線網路的整體性能有著直接的影響作用。
在4G時代，一個標準的宏基站主要由基帶處理單元BBU(BaseBandUnit)、射頻處理單元RRU(RemoteRadioUnit)和天饋系統三個部分組成。
4G後期，天線已經演進出4T4R、8T8R的MIMO天線。
5G時代，基站天線將面臨兩大演變趨勢:
1. 5G技術對天線的形態和性能提出了新的要求。相對於4G技術，5G的頻譜效率將提高5-10倍，天線技術的提升是其關鍵技術之一。
基站天線屬於傳統天線業務，將通過超密集組網將現有站點提升10倍以上，以此實現5G通信密集、異構、分離(DHS)式的通信要求;MIMO技術以大規模MIMO為方向，通過增加天線數量提升信道容量，使頻譜利用率成倍提升，達到5G的應用要求。
2. 從無源天線到有源天線系統，天線的功能趨向於小型化、密集化、定製化。超密集組網技術需要增加基站數量，大規模天線技術需要增加基站攜帶的天線數量。
從天線的結構看，5G射頻實現了從「RRU+天線」向有源天線AAU的轉變。在目前廣泛應用的分散式基站中，RRU與BBU分離並通過饋線與天線相連。
MassiveMIMO技術將天線變成一體化有源天線AAU(ActiveAntennaUnit)。AAU集成了RRU與傳統天線的功能，數字介面獨立控制每個天線振子，構成主動式天線陣列。
由於射頻單元不再需要饋線和RRU相連，而是直接用光纖連接BBU，此前令人困擾的饋電損耗趨於零。
同時，有源天線的部署變得更加容易，可以安裝在諸如路燈、電線杆等場合，從而減少站點租賃和運營成本。
在5G時代，MassiveMIMO技術將重構天線價值鏈。在4G時代，天線的單體價值量約為2000元。
到了5G時代，由於MassiveMIMO(大規模天線技術)和波束成形技術的應用，需要單面天線里集成64個、128個甚至更多的天線振子，而5G所用的高頻率信號又需要更高性能的射頻器件，因此，承載天線振子的高頻PCB及高頻覆銅板材料成為5G天線價值鏈上最受益的環節。
相比於3G、4G傳統天線中並不需要高頻PCB及高頻覆銅板材料，我們預計，5GPCB在高頻材料和加工過程的附加值都會增大，射頻前端PCB價格至少將超過3000元/平方米，即是4G的1.5倍。我們預測5G僅僅在射頻側，PCB板及覆銅板的市場規模都將是4G的數倍。
4. 光模塊:
高速光模塊將成為5G網路的必需光模塊由光器件、功能電路和光介面等組成。光模塊的作用就是光電轉換，發送端把電信號轉換成光信號，通過光纖傳送後，接收端再把光信號轉換成電信號。
目前推動光模塊速率升級的因素主要來自幾個方面:
一方面，「寬頻中國」戰略要求實現百兆光纖入戶，從接入層提升了光介面壓力，由下至上各級光介面逐級承壓，推動了對高速率光模塊需求;
隨著5G的部署，運營商需要部署更寬的帶寬實現大流量數據的應用，如遠程醫療、VR、4K視頻等，因此移動網路各層面必須擁有更高的速率，這也推動了光模塊的升級換代。
除了運營商網路對光模塊需求巨大，雲計算數據中心的加速建設提振了對100G高速光模塊的需求。《Cisco全球雲計算指數白皮書》報告中預測，到2020年，99%的互聯網流量與數據中心相關，而數據中心內部的網路流量佔到了高達70%的比例。
從流量模型來看，傳統數據中心以南北向(客戶機與伺服器之間的交互)為主，而雲數據中心則以東西向(內部伺服器之間交換)為主。
技術角度，數據中心內部網路通過引入「Leaf-Spine」(葉脊)網路架構，提升數據中心內部的數據傳輸速率。
2016年，100G光模塊在數據中心實現規模商用，未來有望成為主流應用模式。市場角度，美國Top5互聯網服務商2016年資本開支總和約為420億美金，與中國運營商市場資本開支體量接近。
我們認為，全球數據中心網路新建及改造帶來的100G光模塊需求將規模放量，高速光模塊市場將保持高景氣。根據LightCounting預測，到2019年數據中心光模塊銷量將超過5000萬隻，市場規模有望在2021年達到49億美元。
5. 小基站:
5G時代基站形態演進的大趨勢小基站是一種從產品形態、發射功率、覆蓋範圍等方面，都相比傳統宏基站小得多(一般質量在2-10kg之類)的基站設備，同時也可以看作是低功率的無線接入點，既可使用許可頻率，也可融合WIFI使用非許可頻率接入技術。
小基站的功率一般在50mw-5w，覆蓋範圍在10-200米。相比之下，宏基站的覆蓋範圍可以達到數公里。
就當前而言，市場上對於小基站的概念歸類分為:
按照基站功率(一般功率越大，覆蓋範圍越大)可分為微基站(MicroCell)、皮基站(PicoCell)、納基站(NanoCell)、飛基站(FemtoCell)等。一般來講，選擇使用哪種功率的基站取決於覆蓋範圍的需求。例如:微基站由於體積小的優勢就被常應用在人口密集，並且大基站無法觸及的末梢通信區域。
按照設備形態進行分類，主要分為一體化基站和分散式基站，這裡面的主要區別是，通常情況下，一體化基站包括三部分:基帶處理單元(BBU)+射頻處理單元(RRU)+天饋系統，而分散式基站通常就指小型RRU，需要連接BBU才能使用。
根據IHS最新數據顯示，2016年，室內小型基站數量首次超過了室外小型基站數量。
據IHS預測，2016年至2021年，全球小型基站市場將以8.4%的CAGR增長，達到22億美元。
但是，儘管室外小型基站的出貨量比室內小型基站的出貨量要少得多，但由於每個單位的價格更高，室外小型基站市場規模依然將高過室內市場。
與此同時，越來越多的運營商希望通過小型基站加大網路密度、填補覆蓋無線信號盲區，尤其是城市地區。為了滿足不斷飆升的移動數據需求，5G網路的無縫覆蓋和深度覆蓋或將更加依賴小型化基站的部署。
6. 主設備商:
全力推進5G商用化進程電信主設備商在技術更新換代時，跑馬圈地、搶佔陣地的爭奪往往最為激烈。
在5G時代，基於先天的市場優勢配合技術標準上的超前布局，我國主設備商在5G的網路架構和空口技術、大規模多入多出技術(MassiveMIMO)等方面，已形成了一定的領先優勢。
華為:
發布了全球首個面向5G商用場景的5G核心網解決方案——SOC(ServiceOrientedCore)2.0;發布了業界首款5G承載分片路由器(NetworkSlicingRouter)，可提供50GE基站接入能力，同時無縫兼容100GE。
基於其創新的FlexibleEthernet技術，來實現埠通道化物理隔離，為不同業務提供差異化的SLA保障。
中興通訊:
發布5G全系列高低頻預商用基站產品，支持業界5G主流頻段，採用MassiveMIMO、BeamTracking、BeamForming等5G關鍵技術，充分滿足5G預商用部署的多樣化的場景和需求，工作帶寬大，單站數據吞吐量可達10Gbps;同時與英特爾公司合作，發布了面向5G的下一代IT基帶產品(ITBBU)。
ITBBU是世界上第一個基於軟體定義架構和網路功能虛擬化(SDN/NFV)的5G無線接入(RAN)解決方案。
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電信設備商格局
全球廠商競爭格局變遷
中國設備商的兩次歷史機遇諾基亞收購阿爾卡特朗訊，1+1
2016年，諾基亞以156億歐元收購阿爾卡特朗訊。併購後，雖然諾基亞獲得阿爾卡特朗訊的市場份額，實現營業收入236.14億歐元，同比增長88.93%，但是凈利潤大幅下降，虧損約6.66億歐元，最終效果有可能1+1
愛立信受外部市場變化、業務結構單一和內部人事更迭的影響，營業收入持續下滑。
一方面，隨著4G建設進入尾期，全球運營商資本支出不斷下降，導致通信設備市場需求增速持續放緩;另一方面，愛立信經營單一的運營商業務，並且只提供無線設備，而不具備提供通信設備一體化解決方案的能力，無法實現相關業務的協同化發展。
此外，2016年7月，鮑毅康取代衛翰思擔任愛立信CEO，對發展戰略和業務框架進行重新調整，管理架構的頻繁變化也造成了內部效率難以提高。
華為運營商業務持續領先全行業，業績增長喜人。華為抓住2G升級至3G的市場機遇，憑藉對主流WCDMA技術標準的敏銳判斷、對分散式基站和SingleRAN解決方案等核心技術的自主研發和率先突破，順利實現全球化，並於2013年超越愛立信成為行業第一。
基於3G時代的市場份額優勢，華為在4G時期繼續保持穩步增長，2010年-2016年運營商業務收入的年平均複合增長率達到15.42%，高於行業平均增速。
中興通訊迎來5G歷史機遇，行業地位有望趕超機遇。在3G和4G時代，中興通訊受發展戰略和外部環境等因素影響，發展緩慢。
進入5G時代，歐洲設備商受限於內外部發展困境業績整體疲軟，而4G到5G的斷代式技術升級則為中興通訊提供了「彎道超車」的歷史機遇。
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5G投資時鐘
光通信和主設備商先行
歷史來看，設備商營收及增速在2G-3G，3G-4G的過渡期間到達底部，之後逐漸回暖。
設備商投資過渡期底部特徵較為明顯，但在新一輪無線投資建設周期開始時，各指標均呈成長態勢。因此，主設備商/無線設備商將在5G發牌、運營商大量投入資金後開始啟動，而由於全球行業競爭格局的改變，中國主設備商將進一步崛起。
在 2009-2010 年的 3G 投入期及 2014-2016 年的 4G 投入期，光器件廠商營收增速保持在15%以上，而在 2012-2013 年 3G-4G 過渡期，光器件廠商營收及凈利潤增速明顯見底。
在4G 時代，受益於運營商光網路升級、雲計算數據中心需求爆發及數據中心全光化，光模塊生產商業績亮眼，增長態勢顯著。
預計在後 4G 時代，光通信依舊是成長確定性最強的子領域，將最先受益於 5G 市場的到來。
基站天線及射頻企業周期特徵明顯，從 3G、4G 發展經驗來看，基站天線和射頻器件往往最先啟動。在 2009 年的 3G 初期及 2014 年的 4G 初期，相關企業營收增速就到達頂峰。
從凈利潤來看，大部分相關企業在周期初期觸頂，在過渡期到達低點，利潤在投入初期到達高點後逐步下滑。
目前，運營商已經開始「5G 技術 4G 用」的部署，即逐步引入 Massive MIMO天線技術，加大 4G 基站流量承載能力。進一步的，未來 4G 擴容、5G 新建所需的增量基站和高價值的 MIMO 智能天線也將持續驅動天線行業維持相對景氣。
（樂晴智庫收集整理自互聯網）
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