以下文章來源於中創產業研究院 ，作者楊希
自2015年5G概念的提出，各國相關技術的研發以及產業布局也在如火如荼進行之中。與此同時我國5G在標準研發上正逐漸成為全球領跑者，有望在2019年實現5G技術的試商用，在2020年實現正式商用。本報告將圍繞5G的概況、國內外的發展現狀、及中國5G產業鏈市場等方面進行梳理與重點分析，並對未來發展重點領域進行了預測與解讀。
來源：中創產業研究院
導航
01
5G產業概述
一、5G概述
5G，即第五代行動電話行動通信標準，也稱第五代移動通信技術。目前5G技術正在落地中，下載速度預計可達1.25GB/S。與2G、3G、4G不同的是，5G是對現有無線接入技術(包括2G、3G、4G和WiFi)的演進，以及一些新增的補充性無線接入技術集成後解決方案的總稱。5G三大應用場景有eMBB、uRLLC、mMTC。
二、5G產業發展歷程與宏觀環境分析
（一）1G-5G產業發展歷程
1980S，1G網絡誕生於美國芝加哥。1G網絡只能用於語音傳輸，不僅速度慢，信號也不穩定。1990S，人們進入2G時代，速率快了很多，可以上網發簡訊。到了2000S，3G開始盛行，數據傳輸能力得到顯著提升，峰值速率可達2Mbps至數十Mbps，支持視頻電話等移動多媒體業務。進入2010S，就是現在依然很流行的4G網絡，峰值速率可達100Mbps至1Gbps。相對於4G技術，5G將以一種全新的網絡構架，提供峰值10Gbps以上的寬頻、毫秒級時延和超高密度連接，實現網絡性能新的躍升，開啟萬物互聯的新時代。
（二）5G產業宏觀環境分析
1、政策支持分析
資料來源：中創產業研究院整理
2、技術推動分析
國內外在5G技術方面均實現了突破，如毫米波、無人車以及無人機的自動駕駛、關鍵的應用晶片、接入單元等。與國外相比，中國在5G布局上更成熟。
l 中國方案入選5G標準
2016年11月17日，3GPP(第三代合作夥伴計劃，類似於國際通信標準化機構)第87次會議就5G短碼方案進行討論，最終華為方案勝出，中國方案入選5G標準。
l 5G編碼技術
5G三大編碼候選技術的背後是真正的三國之戰：美國以高通為領隊主推LDPC；法國主推Turbo2.0；以及中國的Polar code。其中，Polar Code拿下5G控制信道eMBB場景編碼方案，LDPC成為數據信道的上行和下行短碼方案。
l Polar碼技術
Polar碼則是編碼界新星，中國公司對Polar碼的潛力有共識，並投入了大量研發力量對其在5G應用方案進行深入研究、評估和優化，在傳輸性能上取得突破。華為在Polar碼技術研究上投入巨大，中國移動及中國信息通信研究院在Polar碼技術的評估、國際標準化方面做了大量工作。
三、5G產業對經濟社會發展預計貢獻
（一）5G對經濟產出的貢獻
2030年5G帶動的直接產出和間接產出將分別達到6.3萬億和10.6萬億元。在直接產出方面，按照2020年5G正式商用算起，預計當年將帶動約4840億元的直接產出。在間接產出方面，2020年、2025年和2030年，5G將分別帶動1.2萬億、6.3萬億和10.6萬億。
5G的直接和間接經濟產出（億元）
數據來源：中國通信院
（二）5G對經濟增加值的貢獻
2030年，預計5G對經濟增加值的直接貢獻將超過2.9萬億元，對當年GDP增長的貢獻率將達到5.8%，這主要來自於用戶購買移動網際網路信息服務的支出、各垂直行業的網絡設備投資和流量消費支出等。2030年，5G間接拉動的GDP將進一步增長到3.6萬億元。
5G的直接和間接經濟增加值貢獻（萬億元）
數據來源：中國通信院
02
5G產業發展現狀
一、國際5G產業發展現狀
（一）主要國家5G專利占比情況
根據Netscribes的統計，2015年後中國憑藉華為和中興的高頻研發投入，在5G專利庫中的專利占比一舉成為全球首位，占比達到32%，主導5G技術與專利。各主要國家5G專利占比情況如下圖所示:
數據來源：Netscribes，安信證券，中創產業研究院
（二）全球5G布局
目前，全世界已經有56個國家開始布局5G網絡建設，其中有25個國家選擇與華為合作，遠遠領先競爭對手愛立信和諾基亞，華為憑藉強大的專利技術和優質的服務占據了全球近一半的市場。
在亞洲地區，除了日本和韓國之外，中東地區基本上都與華為進行合作。東南亞的國家，也在緊鑼密鼓的進行招標；而歐洲市場，華為已經與許多國家簽訂了合作協議。與很多國家的運營商在4g網絡建設方面用的就是華為的設備有關。在美洲市場，可以說是愛立信以及諾基亞的天下。畢竟美國，澳大利亞，以及紐西蘭都已經明確地拒絕了華為。只有加拿大方面，還沒有給出明確的答覆。
資料來源：中創產業研究院整理
（三）各主要國家5G頻譜計劃
目前，各主要國家已經完成低頻段頻譜的分配，正致力於中頻段、高頻段頻譜的規劃、建設與拍賣。未來幾年，由於5G技術的全面覆蓋和應用場景的豐富，高頻譜研發以及中頻段、高頻段頻譜分配問題將成為5G產業關注的焦點領域之一。
1.美國
1）頻譜分配現狀
2）5G頻譜計劃
高頻段
2016年7月，FCC公布將24GHz以上頻段用於5G的新規則；2017年11月，FCC又新增了共1700MHz帶寬用於促進5G網絡部署，包括24GHz頻段上的700MHz帶寬和47GHz頻段上的1GHz帶寬；2018年3月，FCC決定於2018年11月14日拍賣28GHz頻段，隨後進行24GHz頻段拍賣。
中頻段
FCC正釋放3550–3700MHz頻段的CBRS（citizens broadband radio service，市民寬頻無線服務）為共享移動寬頻使用。2017年8月，FCC發布擴展靈活使用3.7-4.2GHz、5.925-6.425GHz和6.425-7.125GHz三大中頻段的諮詢。2018年2月，FCC表示將在幾個月內製定3.7-4.2GHz頻段用於商用地面行動網路的措施。
2.日本
1)頻譜分配現狀
2)5G頻譜計劃
日本計劃在2020年東京奧運會期間商用5G，其5G頻譜計劃如下：
•計劃對1.7GHz(1710–1750/1810–1850MHz)、2.3GHz(2300–2330/2370–2400MHz)、2.6GHz(2500–2545/2645–2690MHz)和3.4–3.48GHz頻段進行重新分配。2018年3月，發布了1.7GHz和3.4-3.48GHz頻段的規則草案。
•計劃於2019年3月分配3.6-4.2GHz和4.4-4.9GHz頻段。
•計劃於2019年3月分配27.5-29.5GHz的5G毫米波頻段，提出該毫米波頻段要與美國和韓國保持一致。
3.韓國
1）頻譜分配現狀
2）5G頻譜計劃
韓國科學技術信息通信部(MSIT)於2017年初發布國家寬頻/頻譜計劃（K-ICT），提出到2018年至少為5G分配1300MHz帶寬的頻段，包括3.4-3.7GHz頻段和27.5-28.5GHz頻段，並計劃於2018年6月至10月期間拍賣這兩大頻段，同時計劃於2019年3月開始5G商用。
（四）全球運營商5G建設規劃
全球運營商5G建設規劃，基本集中在2019年底至2020年，大多數國家都預計在2020年左右實現5G服務的全面使用。中國、美國、日本、英國、韓國等5G相關技術研發的重要國家有望走在最前端，從而能最早實現5G技術的全面覆蓋。各運營商建設規劃的具體情況如下表所示：
資料來源：各國運營商官網、安信證券，中創產業研究院整理
二、中國5G產業發展現狀
（一）5G發展格局
1.三大運營商搶先展開前期布局
國內三大運營商現階段都在積極推進5G商用化進程，並已確定了詳細的實施方案。中國移動未來三年內規劃展開大規模網絡測試，聯合合作企業進行應用試驗，力爭2020年實現5G網絡商用。中國聯通宣布將加快5G關鍵技術的研究，布局5G網絡演進戰略規劃，不斷深化物聯網方面的技術積累，以滿足其5G網絡2020年商用目標。中國電信則提出轉型3.0，計劃未來十年內分三步進行5G部署並全面開展5G相關研究和測試驗證，爭取2025年在6GHz以下首發5G。
2.我國主設備商已具備領先優勢
華為此前發布了全球首個面向5G商用場景的5G核心網解決方案SOC（Service Oriented Core）2.0。隨後又發布了業界首款5G承載分片路由器，可提供最高100GE基站接入能力。同時基於其創新的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。
中興通訊發布了5G全系列高低頻預商用基站產品，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，是全球首個基於軟體定義架構和網絡功能虛擬化（SDN/NFV）的5G無線接入（RAN）解決方案。
3.終端廠商加快技術研發步伐
在商用晶片領域，華為率先發布了符合3GPP標準的5G商用晶片和基於該晶片的首款3GPP標準5G商用終端。在智慧型手機領域，作為目前全球第三和中國手機市場第一的華為，預計在2019年推出麒麟晶片和智慧型手機。OPPO高度重視5G標準的研究和制定，是國內5G標準的主要推動者之一。ViVo則對外宣布將在2019年推出5G預商用終端，2020年，將實現5G智慧手機正式商用。
（二）5G試驗進程
IMT-2020(5G)推進組在2016年的「5G技術研發試驗」啟動會上已明確表示，我國5G試驗分兩步走。第一步為5G技術研發試驗（2016年至2018年），主要目標是支撐5G國際標準研製；第二步為5G產品研發試驗（2018年至2020年），主要目標是開展5G預商用測試。2018年1月2日，5G技術研發試驗第三階段規範評審會上，評審專家組對IMT-2020（5G）推進組制定的5G技術試驗第三階段首批規範進行了評審，表明我國5G技術研發試驗已進入第三階段。我國5G技術驗證及產品研發時間表如下所示：
（三）中國頻譜計劃
1.頻譜分配現狀
2.5G頻譜計劃
2017年，工信部已明確使用3.3-3.6GHz和4.8-5.0GHz作為5G中頻段，並批覆了24.75-27.5 GHz 和37-42.5GHz高頻段用於5G技術研發試驗，這樣可確保未來每家運營商平均獲得至少100MHz帶寬的5G中頻段，以及至少2000MHz帶寬的5G高頻段。預計我國將於2019年左右分配5G頻譜，以在2020年實現商用5G。工信部還表示未來將為5G提供更多的頻譜，估計未來有可能釋放3.6-4.2GHz為5G頻段。
（四）三大運營商5G 規劃
中國移動未來三年計劃展開大規模網絡測試，聯合合作企業進行應用試驗，力爭2020年實現5G網絡商用；
中國聯通宣布將加快5G關鍵技術研究，布局5G網絡演進戰略規劃，不斷深化物聯網方面的技術積累，以滿足其5G網絡2020年商用目標；
中國電信則提出轉型3.0，計劃未來十年內分三步進行5G部署並全面開展5G相關研究和測試驗證，爭取2025年在6GHz以下首發5G。
03
中國5G產業鏈市場分析
一、5G產業鏈綜合分析
5G通信行業產業鏈上游產業主要包括晶片市場、光器件市場、射頻器件市場。在上游產業中，我國的薄弱環節在晶片，主要依賴於進口。但在5G技術以及中美貿易戰的推動下，華為、中興在晶片研發上已顯現出一定的優勢，未來有望緩解當前局面。現階段，上游產業各技術已趨於成熟，各國無論是自主研發還是通過付費，都有了一定的基礎。
中游產業主要包括基站市場、傳輸設備市場、基站天線市場；這是各國正在努力實現的環節，也是實現5G全面覆蓋的當務之急。我國在這一環節鏈上的投入較大，也擁有了一定的優勢，尤其是在基站市場投入建設上。
下游產業主要包括運營商市場和終端設備市場。這是未來需要著力發展的環節，尤其是5G與人工智慧、大數據、雲計算等的結合，帶來更加豐富的應用場景，比如：無人駕駛、智慧城市、物聯網、智能醫療等，將給生活帶來更多便利。
二、5G上游市場分析
（一）晶片市場分析
2010-2015年期間，我國晶片市場規模由7349億元增加至約11025億元，是全球晶片消費的主要市場。在此期間，我國晶片行業市場規模復合增長率達到11%。2016年，我國晶片行業市場規模達到11988億元；2017年我國晶片行業市場規模增長至12543億元，同比增長4.65%。但我國晶片主要依賴於國外，不僅進口額高，進口比例也高。過去10年，我國的晶片進口總額高達1.8萬億美元，約90%依賴於進口。但在5G技術的推動下，華為緊跟高通、因特爾、三星，走在技術研發的前列，將有力緩解這種局面。
資料來源：智通財經
（二）光器件市場分析
光器件是光網絡傳輸的關鍵元素，是構成光模塊的重要組件，光器件分為有源器件和無源器件。2016年，全球光器件市場規模達到100億美元，同比增長28.15%，其中我國光器件市場規模約42.3億美元，占全球市場份額約42%。2017年，我國光模塊需求達到約55.1億美元，光器件市場規模增長約30%。預計2020年達到120.9億美元的市場規模。
數據來源：工信部，中創產業研究院整理
（三）射頻器件市場分析
隨著智慧型手機的不斷升級，手機的頻段越來越多，目前智慧型手機對SAW濾波器的需求在15個以上是以前傳統手機的3倍。此外，受益於萬物互聯催生射頻前端模塊的市場需求，規模將遠超4G時代。僅移動通信終端的射頻模塊市場規模將會從2015年的119.4億美元增長至2019年的212.1億美元。年復合增長率達到15.4%。
數據來源：中國產業信息網，中創產業研究院整理
濾波器和放大器也是射頻器件中的價值占比最高的部件，將後於基站射頻微波器件市場空間的釋放。因為在濾波器方面，新舊產品替代空間大。原有的同軸腔體濾波器由於體積較大，無法滿足5G小型化基站的超密集組網要求。Technavio在研究報告中指出，射頻濾波器市場2016-2020的年復合增長率可達15%。隨著5G頻段的劃分、基站的鋪設，未來五年濾波器的整體市場空間還將持續快速增長，且一直保持射頻器件中的主導地位。
射頻器件各細分市場空間預測/億美元
數據來源：中國產業信息網
三、5G中游市場分析
（一）基站市場分析
2010-2017年，經歷4G網絡大規模建設後，我國移動通信基站數量也實現了快速增長。截至2017年，我國行動電話基站數量增長至619萬個，3G/4G基站數量增長至462萬個。其中，4G基站數超過328萬個。目前美國在5G建設方面的花費已經被中國超越，而且在政策上面中國對於5G的支持也要比美國塊，目前中國支持5G通訊的基站數量已經是美國的10倍。
數據來源：中國產業信息網
以基站為代表的通信基礎設施建設市場，預計將率先進入產業化。，三大運營商將於2019年啟動5G基礎建設，預計7年內總支出金額達1800億美元（約合人民幣1.2萬億元），遠高於2013-2020年的4G投資金額1170億美元。隨著全球整體數據流量的激增，我國5G產業將迎來大規模的需求增長。預計到2022年，我國5G基站規模將達到千億市場，5G基站數量將達百萬個。
（二）傳輸設備市場分析
目前，各大設備商均發布了5G承載方案。由於市場集中度較高，競爭格局已趨於穩定。我國傳輸設備市場中的主要企業分別是華為、中興、諾基亞、烽火。日前，該五大企業的5G承載設備方案都在配合運營商進行外場測試，並在從布網上驗證可行性。
華為
市場龍頭華為於2017年8月正式發布了面向5G的移動承載解決方案X-Haul，該方案具備四大核心價值：全場景靈活接入，匹配不同站點場景;基於雲化架構，實現敏捷運營;通過端到端網絡分片，使能新業務創新;以及支持4G承載網絡向5G承載的平滑演進。
中興通訊
中興通訊5G前傳回傳一體化解決方案名為5G Flexhaul，該方案將FlexE與IP+光架構深度結合在一起，在一台設備上實現了5G前傳和回傳統一承載，提供靈活的超大管道承載能力，極大地增強了帶寬的靈活擴展性，降低了初期建網的成本。
諾基亞
諾基亞推出面向5G時代的「anyhaul」端到端移動傳輸產品組合，對包括微波、IP、光及固定接入解決方案等在內的產品進行了重新組合，可提供最優化的時延和帶寬組合，確保運營商能夠依託最全面的傳輸網絡產品組合順利邁入5G時代。其率先提出的IP+Optics+SDN的理念，按需提供帶寬，實現靈活性。
烽火通信
烽火通信的承載方案名為FitHaul 5G，其基於SDN/NFV、雲等技術，實現了雲化的5G承載架構。烽火的承載方案具有泛在、超寬、極簡、隨需四個特質，針對超低時延，創新性地引人FlexE Shim層交叉、低抖動隊列、TSN MAC、Cut-through等技術。
（三）基站天線市場分析
近年來，伴隨著國內移動通信用戶的迅猛增長、網絡優化升級，運營商的網絡擴容動力始終存在，拉動了運營商固定資產投資的增長，並帶動我國基站天線產業高速發展。
與此同時，基站天線行業呈現出明顯的區域性特徵，在通信天線領域，我國的主要通訊設備製造基地大部分集中在經濟發達、配套設施完備的珠三角、長三角等區域。其中，國內廠家如京信通信、通宇通訊、摩比發展、盛路通信等均位於珠三角地區；而康普安德魯等國外廠家為利用中國製造的成本優勢，目前也已在長三角區域設立製造基地。
從通信天線領域來看，國內生產企業眾多，競爭激烈，但具有一定研發實力、較大產能規模、具備國際競爭力的專業廠家較少，主要有京信通信、通宇通訊、摩比發展、盛路通信等少數幾家企業；其中，京信通信占比最高，達到21%；其次是通宇通訊，達到8%；接著是摩比發展的7%、盛路通信的3%。
數據來源：中創產業研究院整理
四、5G下游市場分析
（一）運營商市場分析
在國際，根據GSMA Intelligence的數據顯示，2015-2016 年全球電信運營商移動業務收入前十名依次為中國移動、Verizon、AT&T、Vodafone、軟銀、Deutsche Telekom、America Movil、NTT、Telefonica和中國聯通，前十大運營商移動業務收入占前三十大運營商總收入的76.39%。
數據來源：GSMA Intelligence、中創產業研究院整理
在國內，我國自2008 年電信業完成重組後，就形成了移動、電信、聯通「三足鼎立」的市場格局，而中國移動一直在行動網路上占據優勢地位。2017全年三大運營商實現營收總額近140百萬億，凈利潤1347.45億元，中國移動獨占其中的84.43%。中國移動全年營收7405億元，同比增長4.53%；中國電信經營收入為3662億元，同比增長3.95%；中國聯通實現收入2748.29億元，去年同期為2741.97億元，同比增長0.23%。
（二）終端設備市場分析
在5G商用後，最先受到衝擊的將是終端設備是手機和電腦等終端設備。在全球智慧型手機出貨量持續萎縮下，5G商用將掀起一波換機潮。據估計5G 智慧型手機出貨量將從2019年的200萬增加到2025年的15億，年復合增長率為201％。未來,智慧型手機將不斷演進,能夠在現有LTE頻段以及待分配給5G的更高頻段支持5G。由於可能涉及多個頻段的使用,這將為終端生態合作體系帶來新的挑戰, 包括同一部智慧型手機需要使用從低到超高的頻率,同時應用LTE和5G(聚合)。首批中頻5G商用智慧型手機預計將於2019年初問世,並有望在2019年初至年中支持超高頻段。
在工業和物聯網方面,5G還有望支持不同行業的多種用例。第一批支持超低時延通信的模塊化5G終端預計將於2020年推出,適用於工業流程監測和控制。
04
5G未來趨勢分析
一、頻譜分配和高頻段5G技術研究
5G時代的建設已經日益迫近，頻譜規劃與分配成為了業界關注的焦點。我國已經出台了5G中段頻譜規劃，因此，如何在三大運營商之間進行頻譜分配將是未來5G發展的重點問題。一方面，頻譜分配需要考慮三大運營商現有的頻譜資源和技術，通過軟體升級實現4G向5G平滑演進，使4G基站的硬體設備在5G得以復用來降低運營商投資成本並提升頻譜使用靈活性；另一方面，頻譜分配還需要考慮不同頻譜的特性、運營商的實力、產業鏈完善程度等因素，通過頻譜分配來完善行業競爭環境。
同時，我國的頻譜規劃只是中段頻譜並不代表全部頻段，而高頻段的資源開發已經是全球產業界的共識，加之高頻段頻譜資源的豐富性，高頻段的技術及產品試驗也將成為未來5G發展的重點方向。
二、構建產業生態加速5G商用
5G標準已正式發布且我國5G技術試驗取得突破並已發布頻譜規劃，為5G商用和產業化奠定了良好基礎，未來如何構建5G產業生態和拓展商業應用將成5G發展的關注焦點。
從構建產業生態來看，我國5G技術試驗第三階段的重點是開展商用前的設備單站、組網、互操作，以及系統、晶片、儀表等產業鏈上下游的互聯互通測試，且5G終端核心技術需要包括高頻段、高帶寬、多模多頻段、不同組網模式、語音能力、高速率和多天線要求，因此，智能終端、晶片、天線等將是5G產業鏈生態建設的主要方向。從商業應用方面來看，車聯網、VR/AR、醫療健康、工業網際網路等將成為5G應用重點領域，我國將建立跨行業、跨部門協調推進機制，明確5G重點應用的發展規劃和具體行動計劃，圍繞技術、標準、產業、政策等方面與5G商用部署實現全方位協同。
參考資料：
《5G大變局，激盪二十年-2019年通信行業投資策略》
《通信設備商進化史：信息革命全球燎原，通信設備商砥礪前行－通信行業》
《我國5G產業發展前景預測與產業鏈投資機會分析》
《我國5G發展現狀及未來趨勢淺析》