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5G:新基建最确定的投资方向——华创投顾部专题报告2019-02-02

作者:觊时娱乐共羸欢乐时间:2019-02-07 11:17浏览:

  根据去年年底中央经济工作会议对2019年投资需求的展望,今年基建投资重心将会放在“城际交通、物流、市政基础设施”,“农村基础设施和公共服务设施”和以5G、人工智能、工业互联网、物联网为代表的“新基建”上。近期5G关注度很高,我们认为,新基建投资周期较长,尽管未来一段时间内其占基建投资的比重都不会很高,但拉长时间看,它将深刻改变我国的产业链格局,拉动大量应用端的投资和产出。

  总体来看,5G是技术基础,人工智能、物联网及工业互联网某种程度上属于5G的应用领域。5G,即第五代移动通信技术,从历史看移动通信技术更新周期约为10年,每次世代更新都引发了行业乃至社会的巨大变革。1G-4G聚焦人际交互,5G将通信从人与人之间拓展到人与机器甚至机器与机器之间。根据国际电信联盟无线电通信局(ITU-R)和中国信息通信研究院,5G主要有增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类通信(mMTC)、超可靠低时延通信(uRLLC)三类典型业务场景,分别对应超高清视频、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、高速移动上网,物联网,车联网、工业互联网等应用。人工智能应用范围更广,不同应用领域适用不同的5G场景。

  尽管政府近期高度关注新基建投资,但无论从建设顺序还是从技术成熟程度看,目前投资前景较为明确的只有5G,人工智能、物联网、工业互联网概念意味较强。2019年我国5G即将进入预商用阶段,5G大规模组网可期。5G投资中最重要的是基站投资,超高频穿透性差的特点与核心部件技术性升级将带来5G基站数量和单价的双增长。

  5G投资总规模较4G大幅增长,建设周期也更长,但对基建的支撑力度不会太大,其主要作用是拉动应用端产业投资从而实现经济总产出的增长。工信部通信科委常务副主任韦乐平在接受采访时表示,按照容量站来建设,5G投资大约为4G的1.5倍,全国总体来看,预计5G投资达1.2万亿元,投资周期可能将超过8年,年均投资额约为1500亿元(这里为简便使用了平均值,实际建设进度通常是前快后慢)。2017年基础设施建设总投资额为17.3万亿元,也就是说,5G建设本身并不能显著拉动基建投资,它的作用主要是拉动其他领域的投资与产出。中国信通院在《5G经济社会影响白皮书》中预测,2020 5G商用元年,5G将带动约4840亿元的直接产出,2025、2030将分别增长到3.3万亿、6.3万亿,十年间年均复合增长率为29%;2020年、2025年和2030年,5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿元间接产出,年均复合增长率为24%。

  2018年固定资产投资累计同比增速从年初的7.9%一路下行到8月的5.3%,尽管12月反弹到5.9%,但仍远低于去年同期的7.2%。究其原因,地方政府债务约束和非标融资不断收紧带来的基建投资增速剧烈下行是主要拖累项。因此,市场关注未来一年基建投资增速能否接替房地产投资,成为经济企稳回升的拉力。根据去年年底中央经济工作会议对2019年投资需求的展望,今年基建投资重心将会放在“城际交通、物流、市政基础设施”,“农村基础设施和公共服务设施”和以5G、人工智能、工业互联网、物联网为代表的“新基建”上。近期5G关注度很高,我们认为,新基建投资周期较长,尽管未来一段时间内其占基建投资的比重都不会很高,但拉长时间看,它将深刻改变我国的产业链格局,拉动大量应用端的投资和产出。

  根据2018年中央经济工作会议的表述,新基建珠宝包括5G、人工智能、物联网、工业互联网四大板块。值得注意的是,目前市场对新基建的口径认识有所差异,部分分析中将特高压、城际高速铁路和城市轨道交通等也纳入新基建的范畴,而本文所谈论的新基建仍是中央经济工作会议口径下的。总体来看,四大板块的关系是,5G是技术基础,人工智能、物联网及工业互联网某种程度上属于5G的应用领域。

  我们先从5G开始说起。5G(5thgeneration),即第五代移动通信技术。移动通信技术本质是通过无线电波传递信息,其技术更新周期约为10年,世代更新将引发行业乃至社会的巨大变革。

  移动通信技术主要提供语音通信和数据传输两类服务,其中1G、2G时代以语音通信为主,3G开始主打数据传输,但1G-4G聚焦的都是人际交互。1G发展于20世纪80年代,主要采用模拟技术(传输模拟信号,结构复杂,抗干扰能力差),仅能提供通话质量不佳的语音传输服务,但由于运输带宽受限无法长途漫游,通信设备价值高体积大(如“大哥大”)等原因,很快被2G代替。2G的核心是数字蜂窝通信技术(传输数字信号,结构简单,抗干扰能力强),通话质量上升,并引入传输速度较慢的数据业务,手机可以发短信和上网,客户数量扩张,以文字为主要呈现形式的门户网站井喷式增长。3G支持高速数据传输,用户从语音通话过渡到视频电话,开始使用手机听歌、看图片,多媒体互联网业务以及智能手机产业蓬勃发展。4G数据传输速度较3G提升了近50倍,并压缩了通信费用,催生直播、移动购物、移动社交等新业态,移动互联网产业爆发。

  5G将通信从人与人之间拓展到人与机器甚至机器与机器之间。根据国际电信联盟无线电通信局(ITU-R)和中国信息通信研究院,5G主要有增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类通信(mMTC)、超可靠低时延通信(uRLLC)三类典型业务场景。

  eMBB对应5G广域覆盖、传输速率高的特点,即5G能满足用户在高流量密度的条件下高速上网的需求:5G 用户体验速率可达 100Mbps 至 1Gbps,峰值速率达10Gbps 以上,较4G提升10倍左右。eMBB主要面向超高清视频、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、高速移动上网等应用需求。其中,虚拟现实指利用计算机生成模拟环境,通过交叉式三维动态视景和实体行为的系统仿真等方式使用户沉浸到该环境中的技术。目前来看,虚拟现实应用主要有企业和个人两大使用主体。企业方面,制造业、医疗、教育、军事、零售等行业都将受益,如虚拟现实可帮助工业企业在设计阶段就进行测试实验,降低研发周期和成本,进行无实物体验销售等;个人使用主要涵盖社交类和娱乐类(包括游戏、影视、直播等)等领域。据Greenlight预测,2020年全球虚拟现实产业规模将超过2000亿元,其中VR市场1600亿元,AR450亿元。

  mMTC对应5G低功耗大连接的特点,即5G采用新型多址、终端直接通信(D2D)等技术,减少信令交互和数据中转,并运用更先进的调制编码和重传机制提高了运输的可靠性,以低功耗低成本支持超千亿连接,主要面向物联网应用。物联网是指通过射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,实时采集物品信息,从而实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络技术。应用方面,主要包括消费型(可穿戴设备、智慧家居、车联网等)和产业型(工业检测、智慧城市等)两大类。根据十三五规划,2020年中国物联网总体产业规模将超过1.5万亿元,而《物联网白皮书》显示,截止2018年6月该值已达1.2万亿元。

  uRLLC对应5G低时延高可靠性的特点(时延指数据包从发送端到接收端所需要的时间),即5G可为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证,时延大约是4G时代的十分之一,应用领域涵盖车联网、工业控制等。其中,车联网是消费型物联网的重要组成部分,这里不再详述。工业控制是工业互联网实现功能的核心环节之一。所谓工业互联网,是指将工业系统中的机器、人和系统相互连接的基础上,通过数据流动和分析,提高生产、运营效率的技术。根据《工业互联网平台白皮书》,其主要有三大应用场景:一是聚焦生产,通过对实时生产数据的分析与反馈优化生产过程提高生产效率;二是关注企业运营,利用平台打通设计、管理、供应链等各环节数据,并基于大数据挖掘分析实现管理决策优化;三是在产业层面,将供需信息、制造资源、创新资源汇聚到平台中,通过基于数据分析的重新组织,实现资源优化配置与协同。据GE预测,截至2020年,全球工业互联网年产值将达到2250亿美元。

  人工智能应用范围更广,从医疗领域的疾病预判、药物挖掘,到交通领域的自动驾驶、车辆识别,家居领域的家庭机器人、家电控制,制造领域的工业机器人、智能运维等,不一而足。不同应用领域适用不同的5G场景。其基本思想是通过计算机软硬件来模拟人类的思维过程及智能行为,它与传统计算机技术的根本区别在于,机器不再根据既定的程序执行任务,具备了自主判断决策的能力。产业规模方面,工信部党组成员、总工程师张峰在世界电信和信息社会日大会上表示,到2020年,中国人工智能核心产业规模将超过1500亿元,带动相关产业规模超过1万亿元。

  政府高度关注新基建投资。以5G为例,十三五规划明确提出“积极推进5G和超宽带关键技术研究”;2017年5G被首次写入政府工作报告;2018年8月工信部和发改委发布的《扩大和升级信息消费三年行动计划(2018-2020年)》中提到,“加快5G标准研究、技术试验,推进5G规模组网建设及应用示范工程”;全国工业和信息化工作会议则将“加快5G商用部署,扎实做好标准、研发、试验和安全配套工作,加速产业链成熟,加快应用创新”安排为2019年的重点工作。

  尽管如此,无论从建设顺序还是从技术成熟程度看,目前投资前景较为明确的只有5G,人工智能、物联网、工业互联网概念意味较强。

  从产业链上看,终端与应用场景位于5G产业链的下游,其发展的前提是5G的建设,而目前5G大规模建设尚未开始。5G的建设的第一阶段是网络规划设计,主要包括技术测试、基站选址安排等,目前已基本完成。第二阶段开始大规模建设基站、ag88环亚国际。核心网和承载网,这是最能带动基建投资的阶段,也是我们即将进入的阶段,非独立组网的建设方式将拉长5G投资周期。网络建成后最主要的支出是后续的优化与维护。无线通信主要依靠接入网(基站)、承载网和核心网三张网络作业。其中,基站连接终端用户,负责收集用户小流量数据;核心网汇集这些数据,进行网络接入控制、接入和移动性管理、会话管理、计费等,是核心控制部分;承载网负责连接基站和核心网。4G时代三者的建设基本齐头并进,5G提供了独立组网(5G基站+5G核心网)和非独立组网(5G基站+4G核心网)两种建设方式,后者意味着基站建设将先行于核心网,总体看将拉长5G投资周期,平滑每年的投资支出。目前三大运营商中只有电信明确表示将选择独立组网,另外两家有可能选择非独立组网,如联通实验测试大部分集中在非独立组网上。第三阶段开始对接终端与应用需求,即需要等到5G正式商用后,终端方面的投资规模才会起来。

  此外,作为技术基础的5G mMTC和uRLLC标准尚未完全确定,对接的应用端研发和投资难度大。5G的产业标准主要由两个组织确定:ITU(国际电信联盟)和3GPP(第三代合作伙伴计划)。两者分工略有不同,ITU根据各方提交的提案评估5G总体标准,3GPP根据ITU的方案讨论具体细节。目前ITU已给出5G的三大应用场景,但3GPP仅确定了eMBB场景下(目前商用价值最高)控制信道(用于传输控制信息)和数据信道(用于传输数据信息)采用的编码方式,即控制信道使用华为等中国企业主推的Polar码,数据信道使用高通等美国企业主推的LDPC码。按照目前的计划,包含mMTC和uRLLC场景的5G完整标准将在2020年3月前正式确定。在5G对应标准正式确定之前,设备商不太可能进行大规模研发投资。

  目前我国5G即将进入预商用阶段,5G大规模组网可期。根据4G时代的经验,5G组网(即包括基站在内的网络建设)将在运营商扩大规模试验、工信部划分频谱,下发牌照之后加速进行,如中国移动在2013年拿到4G牌照,在2013-2015年完成了大规模基站投资。去年12月,工信部发放了三大运营商全国范围内的5G中低频段试验频率,这意味着运营商可以将试验范围从部分城市拓宽到全国级别。1月10日,工信部部长在接受央视新闻采访时表示,2019年国家将在若干个城市发放5G临时牌照,使大规模的组网能够在部分城市和热点地区率先实现,同时加快推进终端产业化进程和网络建设。技术方面,1月23日IMT-2020(5G)推进组宣布5G技术研发试验第三阶段正式收官,测试结果表明,5G基站与核心网设备均已达到预商用水平。

  下面谈谈5G最重要的基站投资。超高频穿透性差的特点与核心部件技术性升级将带来5G基站数量和单价的双增长。5G使用超高频电波实现高传输速率,但其缺点是穿透性差,传输距离短,这意味着5G需要的宏基站数量将远超4G,并且需要建设大量与用户距离更短的小基站。中国联通600050)网络技术研究院无线技术研究部高级专家李福昌曾预测,5G基站将是4G的1.5-2倍,而截止2018Q1,中国拥有4G基站340万个。也就是说,为完成信号覆盖需求,我们大约需要510-680万个5G基站。同时,核心部件升级将提升5G基站的建设单价。宏基站主要由机房铁塔、基站设备、电源空调监控等配套设备构成,其中最核心,且5G最需要升级的是基站设备,包括基站天线、射频器件等,基站天线接收终端发送的无线电波,射频器件将接收到的信号进行滤波、移频、放大等预处理。各基站收集的数据将通过光纤光缆等传输设备输送到中枢的基站控制器,由于光纤光缆仅能传输光信号,因此还需要用到光模块来转化光电信号。之前提到的小基站是宏基站的精简版,没有机房铁塔及其他配套设备,仅含基站设备。这里以基站天线G基站部分模块的升级情况。5G基站架构发生较大变化,天线和射频单元将合二为一。天线部分由于信号的高频率长度缩短,引入了多输入多输出(MassiveMIMO)技术,将天线升级成超大规模天线阵列来提高网络容量和信号质量,硬件上表现为天线单元(阵子数)数目大幅增加,值得注意的是阵子数目与单价并非线性相关,即天线的单价将有更显著的增长。相应对射频性能的要求也有所提高。

  总体来看,5G投资总规模较4G大幅增长,建设周期也更长,但占基建的比重并不高,其主要作用是拉动其他行业投资从而实现总产出的增长。工信部通信科委常务副主任韦乐平在接受采访时表示,按照容量站来建设,5G投资大约为4G的1.5倍,全国总体来看,预计5G投资达1.2万亿元,投资周期可能将超过8年,年均投资额约为1500亿元(这里为简便使用了平均值,实际建设进度通常是前快后慢)。而2017年基础设施建设总投资额为17.3万亿元,也就是说,5G建设本身并不能显著拉动基建投资。它的作用主要是拉动其他领域的投资与产出。中国信通院在《5G经济社会影响白皮书》中预测,2020 5G商用元年,5G将带动约4840亿元的直接产出,2025、2030将分别增长到3.3万亿、6.3万亿,十年间年均复合增长率为29%;2020年、2025年和2030年,5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿元间接产出,年均复合增长率为24%。

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