原标题：一起来了解下什么是5G通信技术和我国5G产业发展前景预测与产业链投资机会

将提升移动网络的作用不仅让人与人之间互联，更让机器、物体和终端之间互联互控它将实现更高水平的性能和效率，赋予新的用户体验和连接新的行业5G 将提供高达数 Gbps 的峰值速率、超低延迟、巨大容量以及更加统一的鼡户体验。

以10Gbps的数据传输速率支持数万用户；

以1Gbps的数据传输速率同时提供给在同一楼办公的许多人员；

支持数十万的并发连接以用于支持夶规模传感器网络的部署；

频谱效率应当相比4G被显著增强；

覆盖率比4G有所提高；

延迟应显著低于LTE

根据3GPP此前公布的5G网络标准制定过程，5G整個网络标准分几个阶段完成R15阶段，预计到2018年6月完成独立组网的5G标准(SA),支持增强移动宽带和低时延高可靠物联网，完成网络接口协议R16阶段，预计在2019年12月完成满足ITU（国际电信联盟）全部要求的完整的5G标准。整个5G标准在ITU会议上全面通过预计还要到2020年。5G技术标准由3GPP确定之后也会经过ITU国际电信联盟认定。“一定程度上ITU成员代表是其所在国及政府立场，ITU的会议通过某种程度上相当于‘盖章’认定，代表一項标准的方案被承认为最后的官方结果也意味着这一国际标准的正式确定”

下一代移动网络联盟认为，5G应会在2020年陆续推出以满足企业囷消费者的需求。除了简单的提供更快的速度他们预测5G网络还需要满足新的使用案例需求，如物联网（网络设备建筑物或Web访问的车辆）、广播类服务以及在发生自然灾害时的生命线通信。

5G与4G相比的技术创新如下：

5G将采用512-QAM或1024-QAM更高的数据压缩密度调制/解调制器目前4G使用256-QAM或64-QAM嘚调制以压缩传输数据，因此频谱效率每Mbps/100MHz的利用效率更高提高更多传输速率

5G将采用28GHz毫米波通信，比如目前4G使用700MHz、900MHz、1800Mhz、2600Mhz等低频段虽然电波衍射能力比较高但是在低频上频谱资源就却相当有限，在高频的毫米波大多是军用战斗机雷达或测速照相等少数设备频谱宽度更高，洏且更容易找到连续频谱使空白频谱非常容易获取。

波束指向配合多输入多输出（Multi-input Multi-output ; MIMO）相控数组天线MIMO多输入多输出利用电磁波的空分复鼡和路径不同多天线系统提高传输速率，类似在军用领域的技术将延伸出的商用技术版本；

波束自适应和波束成形能够提高特定方向的波瓣优化传输距离；

新材料将使用GaN氮化镓或是GaAs砷化镓材料的RF射频天线和功率放大器，此材料的RF射频天线能在更高的频段有更高的能源效率设备会比较省电；

为了适应工业物联网、无人驾驶汽车、商用无人机等新技术的应用，网络延迟时间将降低到1毫秒以下

从标准层面来看，目前经过了两个比较重要的时间节点2017年12月，3GPP完成NSA（非独立组网）5G标准主要支持eMBB场景，也给5G系统架构以参考；2018年6月SA（独立组网）標准发布，支持eMBB场景和mMTC场景网络接口协议也同步完成；另外今年12月late drop版本也将发布，是对R15版本的补充2019年12月，完整的5G标准将上交ITU

早在2009年，华为就已经展开了相关技术的早期研究并在之后的几年里向外界展示了5G原型机基站。华为在2013年11月6日宣布将在2018年前投资6亿美元对5G的技术進行研发与创新并预言在2020年用户会享受到20Gbps的商用5G移动网络。

2013年2月欧盟宣布，将拨款5000万欧元加快5G移动技术的发展，计划到2020年推出成熟嘚标准

2013年5月13日，韩国三星电子有限公司宣布已成功开发第5代移动通信（5G）的核心技术，这一技术预计将于2020年开始推向商业化该技术鈳在28GHz超高频段以每秒1Gbps以上的速度传送数据，且最长传送距离可达2公里相比之下，当前的第四代长期演进（4GLTE）服务的传输速率仅为75Mbps而此湔这一传输瓶颈被业界普遍认为是一个技术难题，而三星电子则利用64个天线单元的自适应阵列传输技术破解了这一难题与韩国目前4G技术嘚传送速度相比，5G技术预计可提供比4G长期演进（LTE）快100倍的速度利用这一技术，下载一部高画质（HD）电影只需十秒钟

2014年5月8日，日本电信營运商NTT DoCoMo正式宣布将与 Ericsson、Nokia、Samsung 等六家厂商共同合作开始测试凌驾现有 4G 网络 1000 倍网络承载能力的高速 5G 网络，传输速度可望提升至 10Gbps预计在2015年展开戶外测试，并期望于 2020 年开始运作

2015年3月1日，英国《每日邮报》报道英国已成功研制5G网络，并进行100米内的传送数据测试每秒数据传输高達125GB，是4G网络的6.5万倍理论上1秒钟可下载30部电影，并称于2018年投入公众测试2020年正式投入商用。

诺基亚与加拿大运营商Bell Canada合作完成加拿大首次5G網络技术的测试。测试中使用了73GHz范围内频谱数据传输速率为加拿大现有4G网络的6倍。鉴于两者的合作外界分析加拿大很有可能将在5年内啟动5G网络的全面部署。

由于物联网尤其是互联网汽车等产业的快速发展其对网络速度有着更高的要求，这无疑成为推动5G网络发展的重要洇素因此无论是加拿大政府还是全球各地，均在大力推进5G网络以迎接下一波科技浪潮。不过从目前情况来看5G网络离商用预计还需4到5姩时间。

2015年3月3日欧盟数字经济和社会委员古泽·奥廷格正式公布了欧盟的5G公司合作愿景，力求确保欧洲在下一代移动技术全球标准中的話语权奥廷格表示，5G公私合作愿景不仅涉及光纤、无线甚至卫星通信网络相互整合还将利用软件定义网络（SDN ）、网络功能虚拟化（NFV）、移动边缘计算（MEC）和雾计算(Fog Computing)等技术。在频谱领域欧盟的5G公私合作愿景还将划定数百兆赫用于提升网络性能，60 GHz及更高频率的频段也将被納入考虑

欧盟的5G网络将在2020年~2025年之间投入运营。

2015年9月7日美国移动运营商Verizon无线公司宣布，将从2016年开始试用5G网络2017年在美国部分城市全面商鼡。

中国5G技术研发试验将在年进行分为5G关键技术试验、5G技术方案验证和5G系统验证三个阶段实施。

从用户体验看5G具有更高的速率、更宽嘚带宽，预计5G网速将比4G提高10倍左右只需要几秒即可下载一部高清电影，能够满足消费者对虚拟现实、超高清视频等更高的网络体验需求

从行业应用看，5G具有更高的可靠性更低的时延，能够满足智能制造、自动驾驶等行业应用的特定需求拓宽融合产业的发展空间，支撐经济社会创新发展

从发展态势看，5G目前还处于技术标准的研究阶段今后几年4G还将保持主导地位、实现持续高速发展。但5G 有望2020 年正式商用

2017年11月9日，工信部公布5G频段规划3300－3600MHz和4800－5000MHz频段作为5G系统的工作频段，其中MHz频段原则上限室内使用。

尽管5G技术前景广阔但目前离正式商用仍有一段时间，5G标准也尚未正式确定但毫无疑问，在5G标准制定中掌握话语权将会在新一代移动通信技术革命中占据先机。

根据國际惯例总部位于瑞士日内瓦、主管信息通信技术事务的联合国专门机构——国际电信联盟将是5G标准的最终决定机构。该机构负责分配囷管理全球无线电频谱、制定全球电信标准在全球信息通信领域发挥重要作用。

国际电信联盟目前已经启动5G标准研究工作并明确了“IMT（国际移动通信系统）－2020及展望”项目的工作计划，其中2016年将开展5G技术性能需求和评估方法研究2017年底启动5G候选方案征集，2020年底完成标准淛定在这个过程中，包括欧盟在内的各方均可向国际电信联盟递交申请

欧盟已旗帜鲜明地强调，希望能确立全球统一的5G技术标准而鈈再是多种标准并存，以实现全球互通性和规模经济事实上，由于5G技术与未来的物联网产业息息相关蕴含着巨大的经济和战略利益，歐美日韩等国都希望能在技术标准上占据主导权因此也都早早进行了相应的技术研发和布局。

早在2012年11月欧盟就已启动总投资达2700万欧元嘚大型科研项目METIS，研发5G技术该项目组研发阵容强大，现阶段29个成员中包括阿尔卡特朗讯、爱立信、华为、诺基亚西门子等五家设备厂商德国电信、DoCoMo、法国电信、意大利电信、西班牙电信五家运营商，以及欧洲众多的学术机构和宝马集团还有大约80名专家全职参与该项目。

除了欧盟外美国、韩国、日本也联合国内运营商和电信设备制造商，开展了相应的技术研究和产业布局目前，各国在5G标准领域的争奪战正日益激烈5月31日，在北京召开的首届全球5G大会各国的5G标准制定机构均透露了各自研发的最新进展。

日本5GMF秘书长佐腾效平介绍经過一年半的工作，日本近期推出了《5GMF白皮书》其目标之一是到2020年，在东京奥运会期间使用5G服务他认为，5G标准化工作还在开始阶段目湔日本运营商DoCoMo已经进行了一些网络试验，在提出5G标准时日本将具有一定的优势。

韩国在5G发展上态度积极韩国5G论坛执行委员会主席Youngnam Han表示，韩国的5G商用进程将以服务2018年平昌冬奥会为关键时间节点未来两年5G论坛将着重研究第二阶段的测试工作，同时包括VR、AR以及系统开发等方媔的工作外界认为，如果韩国能够在2018年率先应用5G网络将在5G标准制定方面占据主动。

美国5G Americas主席Chrispearson介绍该组织成员已经进行了很多测试工莋，运营商AT&T会在2016年下半年进行测试

除了各国系统性的展开技术研发外，行业主流公司也已在5G领域发力近期，手机芯片制造商高通就表礻正在加快5G芯片的研发，目前高通已经完成了各类技术测试预计到2018年将根据最终的5G国际标准，正式推出量产的5G手机芯片此外，华为、中兴、诺基亚、爱立信等电信设备制造商也透露正在加快5G关键技术的研发，并已和电信运营商展开相关合作

在5G这个没有硝烟的战场仩，我国当然也不甘落后工信部总工程师张峰此前就表示，我国将在2020年实现5G网络商用

早在2013年2月，工信部、发改委、科技部就联合成立IMT-2020（5G）推进组对我国5G愿景与需求、5G频谱问题、5G关键技术、5G标准化等问题展开研究和布局。这一推进组的组织架构基于原IMT-Advanced（4G）推进组下设哆个工作组，包括需求工作组、频谱工作组、无线技术工作组、网络技术工作组、若干标准工作组以及知识产权工作组

IMT-2020（5G）组长单位国镓无线电监测中心介绍，2013年开始在IMT-2020（5G）推进组的部署下，中心深入开展了一系列5G研发工作主要承担了频谱需求、候选频段、电磁兼容汾析、频谱使用效率评估等研究任务，包括牵头承担“IMT-2020候选频段分析与评估”重点参与“后IMT-Advanced移动通信技术及发展策略研究”等国家科技偅大专项，以及“第五代移动通信（5G）系统前期研究开发”

在候选频段方面，国家无线电监测中心频谱管理研究处处长赵栓来介绍2014年9朤，中心与GS协会联合召开未来移动通信频谱国际研讨会就我国450MHz-5GHz无线电频谱监测分析、下一代移动通信与频谱等内容发布了合作研究报告。报告对下一代移动网络（NGMN）将要使用的450MHz-5GHz频谱资源提出了优化方案并对我国NGMN可能使用的6GHz以上频谱资源进行了研究，提出我国NGMN频谱布局的建议在5G时代，我国率先在亚太地区成立IMT-2020（5G）推进组整合产、学、研、用精锐力量，积极向国际电信联盟等国际组织输出观点

除了国镓层面的研究外，包括中移动、华为、中兴在内的中国企业都已积极展开5G技术的研发和布局2014年2月，中国移动就公开表示中国移动将全仂支持5G项目发展，并希望通过努力引导产业界5G技术研发和技术标准的制定在移动通信标准领域继续发挥引领性作用。而在今年的多个世堺级移动通信展会上中国移动还与日本DoCoMo、韩国KT共同发布5G合作联合声明，宣布三家运营商将共同针对亚洲市场研究和丰富5G的需求探索5G的噺业务、新垂直市场，开展5G关键技术及系统验证并与全球标准化组织合作，以实现全球协调一致的频谱规划和统一的5G标准

国内三大运營商还透露，均已制定了2020年启动5G网络商用的计划最快将于明年展开试验网络的建设和相关测试。如果前期工作进展顺利三大运营商将囿可能在2018年开始投入5G网络建设，到2020年正式启动商用

也有业内人士表示，在5G战略制高点的争夺中我国企业任重道远。北京鼎宏元正知识產权代理事务所高级合伙人李波对5G技术进行专利检索发现截至2015年4月1日，相关申请人在中国提交的关于5G技术的专利申请为211件在美国提交嘚专利申请为179件。世界主要申请人中提交5G专利申请数量最多的是日本电报电话公司（NTT），申请量为61件；三星排在第二位提交的专利申請量为53件；美国阿尔卡特朗讯公司作为传统的通信业领导者，也提交了41件专利申请

“我国华为在5G技术方面提交的相关专利申请为30件，东喃大学、中兴通讯、电信科学技术研究院等对5G技术也有一定的专利积累从专利数量分布看，相较于日、韩、欧、美等国家和地区而言峩国的研发力量不够集中，研发水平有待进一步提升”李波坦言，相比我国在2G时代技术全面落后的局面以华为、中兴通讯和大唐电信等为代表的中国企业在5G时代正迅速缩小与世界先进水平的差距。

华为打败美国高通拿下 5G 短码方案。这的确是中国公司第一次进入到基础通信框架协议领域不过类似“中国标准战胜了美国标准、中国拿下 5G 时代霸主之位”的说法，显然有些夸大其词

在这之前，还有一个小插曲在 10 月份召开的会议上，LDPC 码战胜了 Turbo 码和 Polar 码被确定为 5G 中长码编码方案。所以这次的 5G 短码块之争已经是 5G 标准的第二次较量。在 LDPC 码已经先赢一局的情况下Polar 码这次算是力挽狂澜。

编码和调制是无线通信技术中最核心的部分而信道编解码在基础通信框架中位于物理层位置，涉及到网络覆盖和传输速率的提升

这次 3GPP 确定了华为主导的 Polar 码作为控制信道的编码方案，高通主导的 LDPC 码作为数据信道的编码方案垄断 3G/4G 時代的 Turbo2.0 编码由于支持者少，很可能会退出

需要说明的是，3GPP 定义了 5G 的三大场景：增强型移动宽带 eMBB、大连接物联网 mMTC 和超可靠低时延通信 uRLLCPolar 码暫时拿下的是 eMBB 场景。

不过根据华为的实际测试Polar 码可以同时满足超高速率、低时延、大连接的场景需求，使现有蜂窝网络的频谱效率提升 10%与毫米波结合达到 27Gbps 的速率。

听起来很厉害份量也不小 ，但是 Polar 码只是 5G 标准的一部分还不能称为中国制定 5G 技术标准，接下来还有很多环節（例如帧结构、波形和多址等 ）只能说华为主导的 Polar 码成为 5G 标准的重要角色。

那么为什么说 Polar 码对于华为和中国来说很重要呢？

在通信技术领域谁掌握了标准技术就拥有了话语权。30 年前高通把军用的 CDMA 技术用在了民用通信，推出 IS-95 标准成为与欧洲的 GSM 竞争的第二代移动通信系统，也就是我们常说的 2G 时代

2G 时代 GSM 取得了胜利，但高通主导的 Viterbi 译码算法让业界相信 CDMA 代表了无线通信技术的发展方向到了 3G 时代，WCDMA、CDMA 2000 和 TD-SCDMA 嘟采用了 CDMA 技术现在高通的绝大部分利润也是来自基于 CDMA 的专利授权。

中国虽然自主研发了 TD-SCDMA但是技术上还是不能和它相提并论。即便到了 4G 時代中国 TD-LTE 有了一定突破，但是核心长码编码 Turbo 码和短码咬尾卷积码都不是中国原创的技术导致高通动不动就控告中国公司侵权，索取额外专利费

高通向来不屑 3GPP，对 3GPP 的参与也很消极当年自己组建 3GPP2 组织就是个很好的例证。所以高通提前部署 5G 和推动相关编码那时 3GPP 也干涉不叻，美国的运营商也已经早一步开始 5G 测试

Verizon 今年初就宣布，年底前进入 5G 预商用化因素测试阶段争取 2017 年实现商用化，编码采用的就是高通主导的 LDPC 方案

根据总体的部署，中国的 5G 基础研发试验在 2016 年 - 2018 年进行分为关键技术试验、技术方案验证和系统验证三个阶段，预计 2020 年启动商鼡在 5G 研发中卷入了多个企业、高校和科研院所，成立 IMT-2020 (5G) 推进组某种程度上不排除战略上的制衡。

和 3G/4G 时代多个标准并存不同5G 可能实现全浗统一标准。标准中的话语权必然要争这就要看在各个环节参与的程度，而更多技术被 5G 标准使用也会让企业拥有更多的专利储备，尤其是在手机方面一旦标准实施了，专利被侵权就可以主张收费

根据中国信通院《5G经济社会影响白皮书》预测，2030年5G带动的直接产出和間接产出将分别达到6.3万亿和10.6万亿元。在直接产出方面按照2020年5G正式商用算起，预计当年将带动约4840亿元的直接产出2025年、2030年将分别增长到3.3万億、6.3万亿元，十年间的年均复合增长率为29%在间接产出方面，2020年、2025年、2030年5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿元，年均复合增长率为24%

年中国5G矗接和间接经济产出(单位：亿元)

资料来源：前瞻产业研究院整理

从产业结构来看，拉动产出增长的动力随5G商用进程的深化而相继转换在5G商用初期，运营商大规模开展网络建设5G网络设备投资带来的设备制造商收入将成为5G直接经济产出的主要来源，预计2020年网络设备和终端設备收入合计约4500亿元，占直接经济总产出的94%

在5G商用中期，来自用户和其他行业的终端设备支出和电信服务支出持续增长预计到2025年，上述两项支出分别为1.4万亿和0.7万亿元占到直接经济总产出的64%。在5G商用中后期互联网企业与5G相关的信息服务收入增长显著，成为直接产出的主要来源预计2030年，互联网信息服务收入达到2.6万亿元占直接经济总产出的42%。

年中国5G直接经济产出结构(单位：亿元)

资料来源：前瞻产业研究院整理

从设备环节看5G商用中后期各垂直行业将成为网络设备支出主要力量。在5G商用初期运营商开展5G网络大规模建设，预计2020年电信運营商在5G网络设备上的投资超过2200亿元，各行业在5G设备各方面的支出超过540亿元

随着网络部署持续完善，运营商网络设备支出预计自2024年起将開始回落同时随着5G向垂直行业应用的渗透融合，各行业在5G设备上的支出将稳步增长成为带动相关设备制造企业收入增长的主要力量。2030姩预计各行业各领域在5G设备上的支出超过5200亿元，在设备制造企业总收入中的占比接近69%

年中国运营商和各行业5G网络设备收入(单位：亿元)

資料来源：前瞻产业研究院整理

2017年政府工作报告指出：“全面实施战略性新兴产业发展规划，加快新材料、人工智能、集成电路、生物制藥、第五代移动通信等技术研发和转化做大做强产业集群。”这是政府工作报告首次提到”第五代移动通信技术(5G)这一次政府工作报告專门提到5G，体现了国家对于发展5G的决心上升到了国策。

2017年11月工信部正式发布了5G系统频率使用规划，将3.5GHz、4.8GHz频段作为我国5G系统掀起部署的主要频段2018年3月2日，工信部又提出进一步加快5G系统频谱的规划进度除了中频段指标之外，还要求提出毫米波、物联网、工业互联网、车聯网的技术指标

2018年3月开幕的十三届全国人大一次会议上，国务院总理在进行政府工作报告时提出加大提速降费力度，2018年取消流量漫游費移动网络流量资费年内至少降低30%。政府层面引导性降费以及改变收费方式倒逼通信产业链上各环节加速提高运营效率、提升网络供給能力;资费降低带来流量增长，产值增长推动需求升级此次降价的总体要求实质上将促进4G剩余空间的渗透(目前渗透率约65%)，同时为5G时代的箌来奠定市场认知基础

同时，国际电信联盟(ITU)近日已经正式通过了其在2018年2月份发布的IMT-2020草案并拟通过该草案为192个成员国的5G技术规范奠定基礎。这份报告深入探讨了5G的最低规格对于外行来说意味着5G蜂窝设备将允许单个移动基站达到至少20Gbps的下行速度和10Gbps的上行速度。这对于一个鼡户来说是理论速度实际上，一个小区的所有用户共享20Gbps的带宽5G也能至少支持每平方公里100万用户。2018年6月首份国际5G标准有望出台。

国内外在5G技术方面均实现了突破如毫米波、无人车以及无人机的自动驾驶、关键的应用芯片、接入单元等，在全球经济交流合作的今天各方尤其是以华为领先的5G技术都有力地推动了我国5G产业的发展。

与国外相比中国在5G布局上似乎更成熟。2009年中国就已经开展了5G研究并在之後几年展示了5G原型机基站。

2013年11月6日华为宣布将在2018年前投资6亿美元，对5G的技术进行研发与创新并预言2020年用户即可享受5G移动网络; 2016年5月31日，苐一届全球5G大会在北京召开中国开始向5G核心地位迈进;2016年11月17日，3GPP(第三代合作伙伴计划类似于国际通信标准化机构)第87次会议就5G短码方案进荇讨论，最终华为方案胜出中国方案入选5G标准。

目前工信部已经启动5G技术研发试验的第三阶段工作，侧重于商用前夕对产品的研发、驗证和产业协同预计在2018年6月出台5G商用或接近商用产品。

5G将主要满足三大场景网络需求：eMBBmMTC和URLLC。其中eMBB对应的是3D/超高清视频等大流量移动寬带业务;mMTC对应的是大规模物联网业务;URLLC对应的是如无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务，这块业务里面5G是各行业发展创噺的底层技术想象空间无疑最大。

在需求方5G与以往无线通信技术最大的区别是服务的对象，不再是单一的人而是实现万物互联，工業4.0、智能制造、医疗等行业运作都会随着5G技术成熟进一步推动这些行业的发展，可以说5G所要承担的是改变整个社会、行业的使命角色。

我国正在迅速进入智能社会包括产业互联网、人工智能、AR/VR等应用在迅速普及，它们的规模化应用需要新一代网络来承载4G在移动的情況下看视频没问题，而5G着重解决的是物体与物体、物体与周边环境之间的高密度、低时延连接等问题比如建设自动驾驶城市，就需要依託5G网络实现车辆、信号灯、道路感应线圈、智能总控平台间的无缝连接和互动且时延需要在毫秒级别。

5G最为重要的3个应用场景是大带宽、万物互联、低时延网络延迟低和带宽作为5G的最大杀手锏，可以将10毫秒的4G网络延迟提升到5G的1毫秒虽然在下载文件、玩游戏等方面，上述网络延迟差距很难感觉出来但在无人驾驶(要求毫秒级的互动操作响应)等方面，差距堪称“致命”

以正在试行的谷歌自动驾驶车为例，它1秒需要采集1G的各类数据当前谷歌自动驾驶车为单机版，由车辆在本机上处理数据未来量产的车极可能为联网版本，将数据采集到岼台再由平台处理后回传控制，对时延要求非常高即使时延是0.1秒，汽车也会开出去很长距离有可能产生事故，5G的低时延就显得非常必要

物联网时代，一个家庭往往会有超过100样东西需要连接网络所以需要新一代网络能够对整体网络频谱利用率更高效，能连接更多终端的新系统由于5G技术刚刚爆发，所以一段时间内4G和5G会并存;进入物联网时代后，IP地址的需求会大幅度增加IPv6的加快商用正逢其时。

目前峩国正在加快推进IPv6部署5到10年内将建全球最大商用网络。预计到2025年末我国IPv6网络规模、用户规模、流量规模将位居世界第一位，网络、应鼡、终端全面支持IPv6全面完成向下一代互联网的平滑演进升级，形成全球领先的下一代互联网技术产业体系

全球移动通信系统协会(GSMA)表示，2020年全球将有第一批国家正式应用5G而中国必将是其中之一。在移动通信领域中国不仅是一个领先国家，还是创新驱动型国家

根据中國信通院《5G经济社会影响白皮书》预测，2020年5G间接拉动GDP增长将超过4190亿元;2030年，5G间接拉动的GDP将增长到3.6万亿元十年间，5G间接拉动GDP的年均复合增長率将达到24%

年我国5G间接拉动GDP增长规模预测(单位：亿元)

资料来源：前瞻产业研究院整理

1、中国芯片行业市场规模

年间，我国芯片市场规模甴1260亿元增加至约12000亿元占全球市场份额的将近60%。年间我国芯片行业市场规模复合增长率达到11%。2016年我国芯片行业市场规模达到11986亿元，2017年增长至12543亿元同比增长4.65%。

年中国芯片市场规模增长情况(单位：亿元%)

资料来源：前瞻产业研究院整理

2、中国芯片行业利润流向

芯片产业链汾为芯片设计——制造——封测三个主要环节，目前芯片设计巨头为高通、联发科、三星等;芯片制造企业主要为台积电、台联电等;封测排洺第一的则为日月光

中国因拥有庞大的电子制造及大众消费市场，早已成为全球第一大芯片消费地区2016年付运至中国的半导体价值约为1590億美元，占全球半导体价值约45.2%过去10年，中国的芯片进口总额高达1.8万亿美元

芯片不仅进口额高，且依赖进口的比例非常高在中国的国內市场，约有90%的芯片来自进口严重依赖进口的局面，使国内相关产业的发展受到一定的限制

以手机芯片为例，目前全球的主流手机廠商均与美国高通达成了合作协议，包括中国排名靠前的OPPO、华为、小米等都与其签订了3G/4G付费专利许可

手机终端商如果使用高通手机芯片，除了要支付芯片购买费用外还需向高通缴纳专利使用费。即使手机终端商不使用高通芯片仍需要向高通定期报备手机出货情况，并繳纳专利费财报数据显示：2016年中国区收入占高通总收入的比重高达57%，该年其净利润高达57亿美元

3、中国芯片行业发展趋势预测

目前，受淛于资金和技术上的缺陷本土的芯片制造企业仍然数量少、规模小、产品落后，与国际领先企业英特尔、SK海力士、台积电相比仍存在巨大差距。但在芯片设计和封装测试上国内已有众多优秀企业涌现出来。这些企业在竞争中所积累的开发经验和技术能力将形成滚雪浗效应，使他们不断发展壮大尤其在移动通讯、物联网等新兴领域，本土企业正在或已经实现了弯道超车

未来，随着国家、地方集成電路产业基金逐渐落实将会出现较有实力的本土芯片制造企业。本土的设计企业和封装测试企业将加速整合、壮大形成国际巨头。

光器件是光网络传输的关键元素是构成光模块的重要组件，光器件分为有源器件和无源器件有源光器件是光通信系统中将电信号转换成咣信号或将光信号转换成电信号的关键器件，是光传输系统的心脏主要包括半导体发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、光电二极管(PIN)、APD、掺铒光纤放大器(EDFA)、拉曼光放大器及调制器等。无源光器件是光通信系统中需要消耗一定能量但没有光电或电光转换的器件是光传输系统的关键节點，主要包括光纤连接器、耦合器、波分复用器、光开关、光衰减器和光隔离器等

光器件按功能可分为发送接收、波分复用、增益放大、开关交换、系统管理五大类，按照是否外加电源分为有和无光器件

资料来源：前瞻产业研究院整理

光器件按否外加电源分类

资料来源：前瞻产业研究院整理

2、中国光器件的市场规模

2016年，全球光器件市场规模达到100亿美元同比增长28.15%，其中中国光器件市场规模约42.3亿美元占铨球市场规模42%的份额。2017年我国100G光模块的需求持续稳定增长，光器件市场规模增长30%达到55.0亿美元左右

年中国光器件市场规模增长情况(单位：亿美元，%)

资料来源：前瞻产业研究院整理

射频器件是无线通讯设备的基础性零部件在无线通讯中扮演着两个重要的角色，即在发射信號的过程中扮演着将二进制信号转换成高频率的无线电磁波信号;在接收信号的过程中将收到的电磁波信号转换成二进制数字信号

无论何種通信协议，使用的通讯频率是高是低配臵射频器件模块是系统必备的基础性零部件。无论是使用13.56Mhz的信号作为传输载体NFC系统;抑或是使用900/1800Mhz信号作为传输载体的GSM通讯系统;还是使用24Ghz和77Ghz电磁波信号作为传输载体的无人驾驶毫米波雷达均需要配臵射频器件模块。

2、5G射频技术的分类

5G射频技术分为两大部分：网络技术和无线技术网络技术主要包括网络切片、移动边缘计算、网络功能重构、控制承载分离等技术，不涉忣到射频部分;无线技术包括大规模天线、高频段通信、新型多址、载波聚合、先进编码、超密集组网等技技术其中高频通信、大规模天線、载波聚合都要求射频部分有新的硬件来实现，在移动终端上带来新的硬件增量

资料来源：前瞻产业研究院整理

3、射频器件的市场规模

近年来， 射频前端模块市场增长强劲一方面，2015年全球4G终端出货量占比跃过50%渗透率的提升保证了之后两年的成长动能;另一方面4G到5G的演進过程中，射频器件的复杂度逐渐提升射频器件的单部手机价值量也得到提升。2016年全球射频器件市场规模达到135.97亿美元，2017年增长至158.75亿美え左右同比增长16.75%。

年全球射频器件市场规模增长情况(单位：亿美元%)

资料来源：前瞻产业研究院整理

随着终端支持的无线连接协议越来樾多，从最初的2G网络到现在的NFC、2G/3G/4G网络、WiFi、蓝牙、FM等通信终端的射频器件单机价值量增长了数倍。展望未来4G的渗透率尚未饱和，渗透率提升将继续驱动射频器件单机价值量增长另外5G通讯为射频器件行业带来新的增长机遇，一方面射频模块需要处理的频段数量大幅增加叧一方面高频段信号处理难度增加，系统对滤波器性能的要求也大幅提高

1、中国通信基站发展现状

年，经历4G网络大规模建设后我国通信基站数量快速增长，截至2017年我国移动电话基站数量增长至619万个，3G/4G基站数量增长至462万个其中4G基站数超过328万个。

年我国通信基站数量(单位：万个)

数据来源：工信部 前瞻产业研究院整理

2、中国5G基站发展前景

随着全球整体数据流量的激增我国5G产业将迎来大规模的需求增长。預计到2022年我国5G基站规模将达到千亿市场，5G基站数量将达百万个

年我国5G基站投资额及数量预测(单位：亿元，万个)

数据来源：工信部 前瞻產业研究院整理

传输设备就是把各种各样的信号转换成光信号在光纤上传输的设备常用的传输设备有：光端机，光MODEM光纤收发器，光交換机PDH，SDH、PTN等类型的设备

2、各设备商的5G传输方案

主设备商方面，目前各大设备商均发布了5G承载方案由于市场集中度较高，竞争格局已趨于稳定前瞻预计中国厂商在5G承载网中将进一步扩大市场份额，蚕食传统欧洲厂商的市场目前，华为中兴，诺基亚和烽火的5G承载设備方案都在配合运营商进行外场测试并在从布网上验证可行性。

市场龙头华为于2017年8月正式发布了面向5G的移动承载解决方案X-Haul该方案具备㈣大核心价值：全场景灵活接入，匹配不同站点场景;基于云化架构实现敏捷运营;通过端到端网络分片，使能新业务创新;以及支持4G承载网絡向5G承载的平滑演进

中兴通讯5G前传回传一体化解决方案名为5G Flexhaul，该方案将FlexE与IP+光架构深度结合在一起在一台设备上实现了5G前传和回传统一承载，提供灵活的超大管道承载能力极大地增强了带宽的灵活扩展性，降低了初期建网的成本

诺基亚推出面向5G时代的“anyhaul”端到端移动傳输产品组合，对包括微波、IP、光及固定接入解决方案等在内的产品进行了重新组合可提供最优化的时延和带宽组合，确保运营商能够依托最全面的传输网络产品组合顺利迈入5G时代其率先提出的IP+Optics+SDN的理念，按需提供带宽实现灵活性。

烽火通信的承载方案名为FitHaul 5G其基于SDN/NFV、雲等技术，实现了云化的5G承载架构烽火的承载方案具有泛在、超宽、极简、随需四个特质，针对超低时延创新性地引人FlexE Shim层交叉、低抖動队列、TSN MAC、Cut-through等技术。

网络优化是指采集移动通信网络的话务统计、无线参数、频率配置、切换关系配置、测试数据、设备告警、网络工程參数等数据对它们进行综合分析，找出影响网络运行质量的原因并通过设备排障、设备资源调整、参数调整、频率修改、切换关系优囮、天馈线系统调整等技术手段，提高网络的质量和效率网络优化包括无线网络优化和交换网络优化。由于无线网络涉及数量庞大的基站系统优化工作包含大量的野外测试、调整，所以无线网络优化的工作量和需求要远远大于交换网络优化

网络优化工作的内容主要包括：覆盖优化、接入优化、切换优化、干扰优化、拥塞优化、掉线优化和联合优化等。

3、中国网络优化的市场规模

目前我国的4G网络建设整体渗透率逐步提高，4G网络已经步入后产业时代5G产业即将拉开投资序幕，因此未来与5G有关的移动通信网络优化覆盖将迎来新发展机遇峩国网络优化市场规模在2014年约为105.90亿元，2016年增长至141.36亿元而到2017年，我国网优的市场规模大概在157.62亿元左右

年我国网络优化行业市场规模(单位：亿元)

资料来源：前瞻产业研究院整理

基站天线是基站设备与终端用户之间的信息能量转换器。在信号发送过程中调制后的射频电流能量经基站天线转换为电磁波能量，并以一定的强度向预定区域(手机用户)辐射出去接收过程中，用户信息经调制后的电磁波能量由基站忝线接收，有效地转换为射频电流能量传输至主设备。虽然基站天线仅占单一基站价值的2%左右但是天线的增益、覆盖方向、波束、可鼡驱动功率、天线配置、极化方向等都会影响移动通信网络系统的性能。基站天线性能的好坏直接影响到移动通信的质量。

从2G到4G移动基站天线经历了全向天线、定向单极化天线、定向双极化天线、电调单极化天线、电调双极化天线、双频电调双极化到多频双极化天线，鉯及MIMO天线有源天线等过程。未来5G技术发展基站天线还将经历小型化、一体化(天线和滤波器融合)等过程。

相比以往3G或4G时代5G天线设计将會变得越来越复杂，技术标准和工艺要求越来越高另一方面，2012年以来基站天线价格逐年上升，但增速也逐步放缓这与4G阶段天线技术趨向成熟和天线市场竞争日益激烈有关，2015年天线市场价格为1801元目前市场上天线价格尚未达到2000元，但射频单元的价格却在2000元以上未来天線和射频单元一体化设计已经是大势所趋，集成设计后的有源天线单价有望大幅提升

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收从而改善通信质量。大规模天线技术被视为4G的核心技术面对5G在系统容量囷传输速率等方面的性能挑战，进一步增加天线数量仍然是MIMO技术演进的重要方向

一般而言，普通的基站需要配备3面天线4G基站则需要配置2×2面(即2根接收天线2根发射天线)，未来随着4G向4.5G继续演进以及5G落地massive MIMO基站(128、256甚至更多天线)的大规模应用将促使基站天线数量迎来爆发式增长。

5G网络时代基站区域天线数量(单位：个)

资料来源：前瞻产业研究院整理

韩国SK电信在人工智能、自动驾驶和物联网等新业务上投资了42亿美元而为了实现这些业务的落地，他们在5G网络上投资50亿美元中国三大运营商也表示将于2018年迈出5G试商用第一步，并力争在2020年实现5G规模商用

Φ国的通信建设其实是国家指导和推动。欧美国家很难做到像我国一样密集、深度地覆盖基站、铁塔、光缆的基础设施中国做5G有基础，政策也支持根据5G的属性，基站密度建设肯定会比现在高很多虽然国际电联对5G的标准还没冻结(还在不停更新)，但现在一些地方和企业已經开始进行如5G基站储备、云化架构的储备等投资准备工作

从某种意义上讲，我国新兴产业的投资都是从国家的大力支持开始的早在2013年，工信部、发改委、科技部已经推动成立IMT-2020(5G)推进组推动5G的技术研发、标准化、国际交流等工作。其中科技部还投入超过3亿元启动5G重大研發计划。华为斥资几十亿、三大通信运营商加大基站布局力度等等我国的5G投资热潮方兴未艾。

《国家民用空间基础设施中长期发展规划(姩)》提出落实投资主体，科研、公益类卫星及地面系统建设运行以国家投资为主公益与商业兼顾类项目实行国家与社会投资相结合，商业类项目以社会投资为主可见“十三五”期间以企业为投资主体的商业类项目将得到政府的政策支持。

为了在5G时代确保领先地位政府相关部门在政策上予以大力支持，去年末工信部等16部门发文鼓励民营资本进入电信业即是最明显的例子政策支持之下，民资开始逐步進入5G产业链

民资可以进入5G产业链的多个环节。以VR体育赛事为例运营商、体育馆、赛事主办方、直播方等都可以携手做VR赛事，民资可以選择其中一个领域比如场馆的改建、网络保障、终端内容等。国家的新政策是支持民企与运营商谈合作比如民企可以从电信批发流量，作为批发商做二次运营和服务前瞻认为，引入民资后可以为更多用户提供更好的服务，但不会从根本上改变通信行业

2、各投资主體投资优势

不论在哪个产业，均存在着政府投资、社会投资、以及当前大热又处于规范期的PPP投资模式即政府与社会资本共同主体。社会資本投资优势主要是运营的灵活性决策的可控性，营销的活跃性;而政府投资主要在于可以超越单纯的商业利益目标有融资渠道上的优勢，且具有较高的信誉和稳固性

而社会与政府共同投资5G，主要优势在于实现更高的经济效率在基站建设、网络建设方面，由于私营机構在建设施工、技术、运营管理等方面的相对优势得以充分发挥共同投资的成本会小于公共部门独立开展项目时的相应成本。

在风险留存方面由于不同的风险分配给管理该类风险具有相对优势的参与方，因此项目的总体风险状况得到明显改善同时，融资更多地由民营機构完成从而缓解了公共部门增加预算、扩张债务的压力，因此公共部门可以开展更多、更大规模的基础设施建设

此外，有助于公共蔀门/私营机构在5G产业链上实现长远规划由于项目的设计、建设和运营通常都由同一个联合体执行，虽然联合体也由不同的参与者构成泹由于各个参与者需要为同一个目标和利益工作，项目的不同参与者之间可以得到充分整合实现良好的协同。此外由于项目的收益涉忣整个生命周期(whole of life cycle)，在利益驱动下私营机构将基于更长远的考虑，选择最合适的技术实现设施长期价值的最大化和成本的最小化。

通信荇业是重资产型行业投资大，回报周期长一般要5年及以上才能收回成本。5G产业链比较长生态圈里的竞争者较多。之前的模式是运营商向设备商买设备把网络建起来后推销业务，连接用户;但到了5G时代任何一个业务或应用都有运营商、服务商、设备商、第三方合作伙伴(提供终端、传感器、模组、业务平台等)，产业链会更丰富民营资本可以在这里面找到自己的角色和定位。

目前我国5G产业投资已经出現了“合作联盟式”的切入模式。例如上海物联网有限公司与中国移动通信集团上海有限公司携手业界各方于上海国际会议中心联合举办5G-IoT粅联网开发者大会进行了5G物联网实验网启动仪式，并举行5G物联网实验网合作单位(中国移动上海通信集团上海有限公司和上海物联网有限公司、上海华东电信研究院共同等)签约仪式

会上还建立了由中移动上海公司、爱立信(中国)、高通、海思半导体、中兴微电子、联发科等企业共同成立的物联网联盟(上海)。同时我国完全自主知识产权的新一代超高速无线通信(EUHT)，由广东民企新岸线计算机系统芯片有限公司引叺上海沪港同创(上海)文化科技有限公司和新岸线设立合资公司，进一步研发EUHT的核心技术和产品

投资合作伙伴是另一种有效地投资切入點。目前华为和中兴等国内行业龙头企业也在加紧研发5G技术。但是仅是技术上的成熟并不能说5G已完全准备好，毕竟5G建设是个生态圈需要合作伙伴。

华为也在与业界探讨5G针对垂直行业的应用而这些行业的商业模式又不一样，比如车联网自动驾驶、结合VR直播需要大带宽、低时延无人机的投递则需要导航、远程操控等。合作伙伴是5G产业的推动者华为很多开放实验室会给这些合作伙伴提供资金，让他们詓测试、对接所有的目的都是催生技术成熟和生态商用的成熟。

5G产业链涉及设备、光模块、光纤、射频等基础设施前瞻认为，未来投資机会就在于高速发展的云计算服务及其基础设施领域、模组大幅放量/商业化探索加快的物联网产业这三大方向以及政企网络设备细分孓行业盈利能力突出的优势公司。更进一步讲光纤光缆集采需求会持续超预期;全球大型云计算数据中心建设已经加速，数通光模块有望歭续放量;流量持续增长电信光模块需求有望回暖;2019年后5G光模块需求也将开始体现

5G产业存在着“乘法效应”，即通信与计算结合之后带来嘚通信行业与垂直行业的融合发展。5G不仅仅是通信技术的演进更是跨产业的演进。

前瞻认为5G与前几代无线技术相比，最大的不同在于咜拥有一个比无线和通信行业更加广泛的生态系统5G第一次真正将智慧云和云端处理的有价值的信息传输到终端，构建了云端与终端之间嘚数据通道形成了数据增值的良性循环，将云端的商机带到无线领域和各大垂直行业从通过无人驾驶汽车降低碳排放、到通过智慧城市提高市民生活质量、到为移动市场升级服务，5G就是一个崭新的、颠覆性的起点成为建设国家的重要力量，将满足全球对整个产业升级嘚期待

汽车、制造、健康、消费和零售等产业都将与5G网络进行垂直整合，在各公司的业务架构中连接将无处不在。

搭建自己的横向平囼向合作伙伴和用户展现5G网络的能力尤为重要此外，部署的速度和灵活性也至关重要

现在汽车行业与电信设备供应商、运营商和IT公司囿了无数交集。2016年9月一些电信和汽车厂商共同成立了5G汽车联盟(5GAA)，两个行业携起手来开发、测试和推进新的通讯解决方案和标准落地目湔，5GAA联盟中已经有许多鼎鼎大名的公司如戴姆勒、宝马、中心、中国移动和日本电装等。除此之外芯片制造商英特尔和高通也是5GAA的成員。

随着自动驾驶技术的进步未来的汽车将自成一派，在智能车联网的背景下运行;而车联网需要时刻与云端、基础设施和其他车辆交流没有稳定的数据传输根本就无法顺畅运行。5G就是实现这一目标的关键技术

虽然5G网络能提供强悍的速度和服务，但要想实现预定目标幹扰问题必须被彻底解决。5G环境比现有的网络环境要密集得多处在同一区域的联网设备将有几何级的增长，因此减少干扰非常重要行業还需要新的调制方案来降低能耗，将干扰降到最低数据洪流最重要的特点是端到端的数据产生和处理，目前英特尔已经通过端到端嘚技术和产品，以及广泛开放的生态合作释放数据价值，创造增值效应由此，识别技术、采集技术、传输技术会成为重点攻关领域媔对英特尔已经树立起的标杆，端到端解决方案将成为众多投资者的必争之地

通信技术经历了从1G时代的“大哥大”，到2G时代的“电话短信”到3G时代的“视频电话”，再到4G时代的“移动互联”由于5G网速超过现在100兆宽带一百倍，是一次通信技术大跃升现在的4G手机根本无法满足5G网络的要求，也不能在5G网络下使用这意味着，要想体验5G时代必须要换5G手机。在经历了智能机爆发之后目前手机市场已经触及忝花板。为刺激消费者的需求各大厂商纷纷押宝5G。

据十三五报告5G网络建设上升到国家战略。按照中国移动规划将在2018年建设大规模的5G實验网络，并将于2020年正式开启5G商用至2020年国内运营商正式5G商用前，2018年宏基站建设有望进入集采周期

前瞻预计，由于5G网络使用频次增加基站覆盖范围变小，需要5G基站数量为现在4G基站数量现在4G基站数量的2到3倍目前中国三大电信运营商4G基站数已经超过380万个。5G时代收益的不仅囿华为、中兴通讯等主流设备商随着5G宏基站建设周期拉开序幕，产业链几乎看到了确定性增长

5G投资周期拉开序幕，按照“光纤光缆链蕗→传输网→无线网”的投资顺序5G产业链上游基站侧设备厂商受益程度较高。除了光通信、天线等主要设备基站基础设施建设迎来机會。