5G來臨,華為憑什麼這麼重要?

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2019年被稱為5G元年,意味著在這一年,5G通信網絡開始落地。

不過,正如我們在4G啟動時,難以料想微信和抖音會如何深入我們的生活,這個技術層面的革新今天也最容易為公眾所忽視,雖然,它可能會極大程度影響我們未來十年的生活和投資。

如果說2019年有著康波周期中離我們最近的發財機會,這個機會大機率會與5G有關。

由此不難理解,何以2018年12月華為CFO孟晚舟在加拿大轉機時被扣留一事引發了市場對華為乃至中國5G進程的擔心。

那麼,5G進程將會如何展開?5G產業鏈上,有哪些值得把握的機遇?華為所代表的中國企業在其中占據怎樣的地位,有哪些競爭優勢?

我們且從5G時代會有哪些大變化說起。

1、5G時代的嶄新場景:VR/AR、車聯網落地

5G被稱為萬物互聯的開端。

相較於4G網絡而言,5G網絡將帶來三個方面的提升:高速率、大容量、低時延。

國際電信聯盟(ITU)用三個主要應用場景來定義5G所帶來的技術提升:增強移動寬頻(eMBB)、海量機器類通信(mMTC)和超高可靠低延時通信(uRLLC)。

表1:5G 相比 4G 的斷代式需求指標

資料來源:ITU

表2:5G關鍵應用場景指標

資料來源:中國信通院

具體到不同的應用場景來分析,就是說——

eMBB主要面向超高清視頻、虛擬現實(VR)/增強現實(AR)、高速移動上網等大流量移動寬頻應用,是5G對4G移動寬頻場景的增強,單用戶接入帶寬可與目前的固網寬頻接入達到類似量級,接入速率增長數十倍,對承載網提出超大帶寬需求。

mMTC主要面向以傳感和數據採集為目標的物聯網等應用場景,具有小數據包、海量連接、更多基站間協作等特點,連接數將從億級向千億級跳躍式增長,要求承載網具備多連接通道、高精度時鐘同步、低成本、低功耗、易部署及運維等支持能力。

uRLLC主要面向車聯網、工業控制等垂直行業的特殊應用,要求5G無線和承載網具備低時延和高可靠等處理能力。

以eMBB應用場景中的VR/AR為例,目前的4G網絡僅可以支持原始的VR/AR應用,由於傳輸速率無法達到VR/AR的需求,所以,用戶在使用VR/AR產品時,總是會遇到圖像、視頻質量還原度不高以及延遲性過高等問題,破壞體驗感,以至於目前VR/AR設備仍然處於不溫不火的狀態。

而5G網絡的峰值速率是4G網絡的20倍,這給VR/AR產業帶來了極大的想像空間。

例如5G時代,可以通過VR來實現體育賽事和演唱會等大型場景的現場直播,以及通過AR技術將導航地圖與實時路況等信息投射在駕駛員眼前的擋風玻璃上等等,而像電影《頭號玩家》中逼真的虛擬場景,或許也能在5G時代中得以實現。

再以同時依靠mMTC和uRLLC應用場景的無人駕駛/車聯網為例,無人駕駛/車聯網對於數據處理的要求較為特殊。

一是要求低時延,例如時速為60km的汽車在50ms(毫秒)時延內將開出1m遠,如果時延為1ms,則車輛移動距離僅為1.6cm,安全性大幅提升。

二是要求高可靠性。

基於5G網絡,車聯網V2V通信的最大傳輸距離大約為1000m,有效解決了傳統通信中短暫、不連續的連接問題;而1Gbit/s 的高速鏈路數據速率,使車與車、車與移動終端之間在更高的時速下依然能保持通信質量(支持最大的行駛速度350 km/h的車輛)。

中國聯通數據顯示,隨著5G網絡的初步建成,預計2020年,車聯網全球市場規模將突破6500億元,滲透率超過20%,而到了2025年,隨著5G網絡的成熟,車聯網的全球市場規模將突破16000億元,滲透率超過65%。

表3:5G車聯網與當前車聯網的比較

資料來源:網絡信息安全學報

由此可見,5G網絡一方面可以為現有的產業提供更廣闊的平台,另一方面能催生出更多嶄新的應用場景。

而據中國信通院發布的《5G經濟社會影響白皮書》預測,2030年5G帶動的直接產出和間接產出將分別達到6.3萬億元和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,2025、2030年將分別增長到3.3萬億、6.3萬億元,十年間的年均複合增長率為29%。

在間接產出方面,2020、2025、2030年,5G將分別帶動1.2萬億、6.3萬億和10.6萬億元,年均複合增長率為24%。

所以,5G是各行業進入數字化革命時代的良機,有望促進所有產業的發展模式從量到質的轉變。

各國政府也越來越清晰地認識到,誰先抓住5G的應用落地機遇,誰就能夠把握產業升級的關鍵。

2、5G標準:從編碼之爭看中國企業崛起

5G既然如此重要,那麼,錯失了過往機遇的中國企業,是否能在這一代移動通信技術中占得先機?

先來看5G技術的落地流程。

首先,在5G網絡建設之前,一般會先由通信標準制定的組織,包括聯合國的國際電信聯盟(ITU)以及3GPP(通訊標準化機構)產業聯盟,提出關鍵性能指標,並一起制定相關標準。

其次,再由設備商根據網絡性能要求進行關鍵技術的研發驗證。

當標準正式凍結,各國家和地區才根據自身市場需求發放商用牌照。

最終,5G進入建設期,設備商生產符合統一標準的商用設備,運營商採購設備商的設備並開始部署網絡。

俗話說三流企業做產品、二流企業做品牌、一流企業定標準。

不斷積累實力的中國企業,在此次5G標準的制定上,已經具有一定的話語權。

5G標準的編碼和調製是無線通信技術中最核心最深奧的部分,體現著一個國家通信科學基礎理論的整體實力。

在5G標準制定之前,各個企業都針對標準做了大量的研發,例如華為主推Polar碼方案,是因為其在此編碼上積累了更多的專利。

在2016年兩次3GPP會議中,5G數據信道編碼採用了由高通主推的LDPC碼方案,5G控制信道編碼採用了由華為主推的Polar碼方案。

表4:5G標準方案情況

資料來源:新財富根據公開資料整理

在3G、4G時代,最底層最核心的編碼方案還都跟中國無關,所以,此次由華為主推的Polar碼方案能夠作為控制信道編碼的標準,不僅表明了中國企業在全球通信行業中已經占據了一席之地,更大的意義在於華為已能夠收取一定的專利費用。

對於各大企業而言,能夠靠專利吃飯是一件幸福的事情。

以高通為例,由於其研發的CDMA技術成為3G標準基礎,所以高通可以依靠其所擁有的CDMA專利收取大量的專利費用。

高通發布的2017年財報顯示,其全年營收223億美元,其中技術授權業務營收為64.45億美元。

正因如此,5G標準被譽為通信技術的皇冠。

隨著5G第一個版本標準R15的凍結和封版,從各家公司向ETSLI(歐洲電信標準化協會)聲明的5G Polar專利情況能夠看到,華為排名第一,在相關專利數中占據了49.5%的比例,愛立信排名第二,占據了25.2%。

表5:5G Polar專利統計和分析表

資料來源:新財富根據公開資料整理

但是在LDPC碼的專利上,以美國為首,有4579件,中國有910件,歐洲有442件,日本有471件,韓國有447件。

從全球5G技術專利分布來看,美國約占60%,其次是中國。

中國企業在5G標準上雖然成果豐碩,不過依然有巨大的前進空間。

3、商用在即!中美兩國5G投資領先全球

目前,5G網絡標準的第一階段3GPP R15標準已於2018年6月完成,意味著eMBB網絡的建設將正式開啟。

該階段完成了5G獨立組網標準(SA),加上2017年12月凍結的非獨立網標準(NSA),5G第一階段全功能標準化工作基本完成,所以,5G網絡也在2018年6月份後正式進入建設期。

而5G網絡標準的第二個階段R16標準的制定,預計2019年12月完成,該階段將全面支持eMBB、uRLLC、mMTC 三大場景,完全滿足ITU的要求。

在第一階段標準落地後,各國都加快了5G網絡的建設進程,而不同國家選擇的方案也有區別。

從全球來看,各個國家的5G進度不在一個起跑線上,並且韓國、美國與中國的技術路線也不盡相同。

從5G頻譜分布來看,高頻段相對於低頻段而言頻率更高、傳輸速率更快,但信號波長卻更短,同時穿越障礙物的穿越能力更弱,所以運營商在高頻段網絡的建設上,所要求的基站數量更多,花銷更大。

正因如此,目前各國運營商在頻段的選擇上均以中低頻段網絡入手。

而在5G網絡的建設上,也有NSA(非獨立)組網以及SA(獨立)組網兩種方式,其中,NSA組網是對4G基站進行升級,從而兼容5G核心網,這樣對於運營商而言一方面可以節省開支,另一方面部署相對方便,利於迅速推入市場,搶占用戶。

而SA組網則是建立全新的5G基站,雖然性能更強,但是資金開支相對較高。

5G需要統籌考慮涵蓋低、中、高頻段在內的全頻段組網方式,即低頻段作為覆蓋層提供廣覆蓋和深度覆蓋,中頻段作為連續的容量層,而高頻段作為熱點容量層解決容量需求。

目前3GHz以下的低頻段可以滿足廣域和深度的覆蓋,能滿足mMTC場景需求;3GHz至6GHz之間的中頻段可以滿足uRLLC場景需求;6GHz以上及24GHz以上高頻段具有大帶寬及極高的傳輸速率,可以滿足eMBB場景需求。

目前,韓國以NSA組網,兼顧中頻段(3.5GHz)和毫米波頻段,AAU以32通道為主,目前以3.5GHz為主,2018年的總體建站量預估已經超過2萬站,且2018年12月1日已經宣布5G商用,對全球具有典型的示範意義。

美國也以NSA組網,目前主要聚焦在毫米波頻段,應用場景主要是家庭無線寬頻,不過T-Mobile也在採用中低頻段進行建網,包括600MHz和2.6GHz。

中國預計將以SA組網為主(初期為保證進度,部分城市可能會採用 NSA),一段時期內將完全以中頻段為主(2.6GHz 和 3.5GHz),2019年將試商用,屆時建站規模可能達到全球第一。

因此,不論從技術示範還是產業化推進,中國市場都舉足輕重。

圖1:各國5G商用時間表

資料來源:招商證券研究所整理

從進程來看,2018年12月1日,韓國三大運營商SK電訊(SK Telecom)、LG Uplus、韓國電信(KT)已開始提供實時商業5G服務。

這是全球首例5G商用服務,第一批應用5G服務的地區為首爾、首都圈和韓國六大廣域市的市中心,以後將陸續擴大範圍。

而美國也將緊隨其後,當地第一大運營商AT&T宣布在2018年12月21日提供商用5G網絡服務,但是暫不支持手機使用。

中國5G商用將按照「大規模組網試驗-預商用-區域商用-全面商用」的順序循序漸進,計劃在2019年預商用,2020年實現商用,但不排除2019年在部分城市提前商用的可能。

CCS Insights最新研究報告指出,美國將成為5G發展先驅,但中國將迅速主宰5G連接市場。

美國、韓國和日本將於2019年發布商用5G服務,隨後是西歐。

中國不會成為首個5G推動國,但是2021年中國5G終端連接數將達到1億個,並在2025年達到10億個,占全球5G連接的40%。

而在5G建設上,根據IHS的研究成果,預計美國和中國的5G投資將領先全球,約占全球5G投入的28%、24%。

除中美兩國之外,日本、德國、英國、韓國和法國的5G投入領先於其他國家,世界其他地區的5G投入占比僅為23%。

基於5G主題,國金證券分析師梳理了通信行業未來的三大波投資機會。

第一波為5G網絡的建設期,主要由運營商投資驅動,重點看運營商資本開支走勢和結構變化。

第二波則由消費者消費驅動,重點看龍頭終端企業供應鏈價值分布,例如5G手機、VR/AR等終端設備。

第三波由企業和行業投資驅動,重點看大顆粒行業如網際網路、製造、能源、電力等行業數字化進展和龍頭企業投資走向。

目前,第一波投資機會正向我們走來,而以華為為主的主設備商在其中扮演著重要的角色。

圖2:5G主題下的三波投資浪潮

資料來源:Wind、Qualcomm、運營商年報、華為、國金證券研究所

4、全景解讀5G產業鏈

中國企業孰優孰劣?

通信主設備供應商處於整個5G產業鏈的中游。

在其上游的是元器件、天線、光模塊等核心器件配套廠商,而其下游則是各國的電信運營商。

以華為為代表的通信主設備商含金量如何,我們且做分析。

圖3:設備商占據核心產業鏈位置

資料來源:招商證券整理

1.下游:運營商財務壓力大,設備性價比成其考量核心

要分析通信主設備商,首先應分析其客戶——運營商。

運營商作為網絡服務的供應商,也是通信網絡市場最主要的採購者,運營商的資本開支(capex)決定著網絡建設的投入。

在5G網絡建設產業鏈中,運營商的資本開支以及開支結構的變化,也是觀察通信網絡建設強度的最直觀指標。

全球來看,電信運營商的2018年資本開支已經回暖,移動網投資支出已經開始增長。

OVUM數據顯示:2018年全球電信運營商的capex預計為3110億美元,較2017年增1.6%,2019年預計為3130億美元,較2018年微增0.6%。

2019年之所以增速不高,主要原因是5G尚處於商用前期,全球僅部分國家會推出5G試商用/商用網絡,預計2020年起capex將開始加速。

從中國移動通信網絡發展進程來看,當前正處於4G建設周期的尾聲。

三大運營商資本開支總和在2015年達到峰值之後,於2016年和2017年連續兩年下滑。

根據年初運營商規劃,預計2018年全年資本開支總額為2911億元,同比2017年實際完成值下滑5.6%,為4G周期最低值。

圖4: 三大運營商資本開支(單位:億元)

資料來源:Wind

回顧近十年的運營商資本開支進程,2009-2013年是中國3G網絡建設周期,其資本開支呈上升趨勢,三大運營商capex合計投入15878億元,年平均投資額為3176億元;而隨著4G牌照於2013年12月4日正式發放,2014年中國進入4G快速建設周期,投資額逐年快速提升,截至2017年,三大運營商4G累計capex投入14593億元,年平均投資額為3648億元。

借鑑過往經驗,若以2020年實現5G商用為目標,運營商將會在2019、2020兩年逐步擴大資本開支規模,由於5G將支持更多場景並鋪設三層網絡,所以建設階段的生命周期會較4G更長。

根據信通院測算,我國5G在商用後的第四年(2023年)網絡設備支出達到最大,之後開始下降。

如果考慮更長的生命周期,預計5G建設周期的十年內,運營商用於網絡設備的支出將達到2.64萬億元,其中大規模建設在2020-2025年之間,2021年和2022年將是高峰期。

表6:三大運營商5G推進計劃

資料來源:新財富據公開資料整理

而2011年以來,運營商財務壓力較大。

長周期看,由於人口紅利基本結束,流量變現的商業模式受到OTT廠商(Over The Top,指網際網路公司越過運營商,發展基於開放網際網路的各種視頻及數據服務業務,比如即時通訊業務)衝擊,導致運營商的收入增長持續低迷,利潤水平也進入下降的通道,但資本開支卻保持了剛性,這導致運營商的財務壓力較大。

所以,對於全球的運營商而言,通信主設備的性價比是它們所要考慮的核心要素。

目前,華為5G技術相比較其他設備廠商,在將多種技術集成到小型節能設備方面取得了很大進展,並已經將人工智慧引入到網絡運維中,從而能最大限度降低行動網路運營商的運營成本。

據中信建投發展研究部預計,到2025年,中國5G總投資將達到11575億元,較4G投資增長55%,其中基站設備投資占比最大,為45%,傳輸設備、光模塊、基站天線的投資占比分別為22%、4%以及3.7%,而小基站的投資相較於4G時代將增長772%。

圖5:5G各產業鏈環節投資占比(單位:億元)

資料來源:wind,中信建投

2.中游:主設備商寡頭壟斷,中國占據半壁江山

近20年來,通信主設備產業的主要玩家已經從1998年的10家收縮到2017年的4家,目前主要由華為、諾基亞、愛立信以及中興四分天下,而三星以及中國的信息科技集團也將加入到通信主設備產業的競爭。

根據中信建投證券研究所統計:通信設備產業的收入規模已由2000年的1632億美元減少至2017年的1175億美元,產業規模萎縮了28%。

但從業人數卻從2000年20萬人左右,上升到2017年的40萬人左右,供給相對過剩。

所以5G周期來臨之前,在產業增長乏力的大環境下,各個通信設備商比拼的是成本和效率,而這也給中國企業的崛起創造了良好的機會。

圖6:全球主設備商市場份額變化

資料來源:ovnm,申萬宏源研究

根據4家主設備商2017年年報數據,華為2017年運營商業務收入達2978億元,諾基亞達1806億元,愛立信達1014億元,中興通訊達638億元。

在四大通信設備商中,愛立信的主要營收來源於北美地區,占比一直在20%以上,而隨著華為、中興的崛起,愛立信在以中國為主的亞洲東北部收入逐步減少,近年來愛立信已經從傳統的通信設備商,變身為集專業服務、支撐方案、視頻服務於一體的綜合型廠商,傳統通信設備商業務持續下滑。

而諾基亞在2016年完成了對阿爾卡特朗訊全球業務的收購,2017 年並表後的諾基亞超越愛立信,成為全球第二大通信設備商。

在並表阿朗後,諾基亞在北美和歐洲的收入占比逐步提升,目前北美已經是愛立信和諾基亞的主戰場。

圖7:四家全球電信設備商區域收入占比

資料來源:中興、華為、愛立信、諾基亞2016年報,WIND,海通證券研究所

而與愛立信以及諾基亞的收縮不同,中國企業的競爭力在近幾年迅速提升,而這樣的提升不僅僅是從市占率上,更是從研發上體現。

2017年,中國通信專利在全球通信專利中的占比達35%左右,成為全球通信專利增長最快的國家。

專利的提升也使得中國企業在國際市場上的話語權不斷增強。

圖8:中國廠商通信PCT專利申請量快速增長(件)

數據來源:wind,財通證券研究所

截至2018年10月,5G技術研發試驗的第三階段已經完成,在NSA測試方面,華為通過第三階段全部測試,而中興除R16以外也全部完成測試;在SA測試方面,華為也已通過除SA外場外的其他測試,這代表中國業者在通訊技術的研發與測試實力跟過往3G、4G競賽相比已大幅提升,也代表這次測試為中國的5G測試與之後商轉奠定了良好基礎。

圖9:5G NSA第三階段測試完成情況

資料來源:光大證券研究所

圖10:5G SA第三階段測試完成情況

資料來源:光大證券研究所

根據華為的最新聲明,目前不論是在技術還是商用上,其都處於業界領先地位,而且是行業內唯一能夠提供端到端5G全系統的廠商。

截至目前,華為已經簽訂了25個5G商業合同,與全球50多個商業夥伴簽署了合作協議,5G基站發貨數量超過10000個,在業內遙遙領先。

2019年上半年,華為將發布5G智慧型手機,並將在2019年下半年實現規模商用。

我們再具體深入到華為的產品端來看。

從下圖可知,5G網絡的主要設備包括傳輸設備和無線設備。

首先「5G投資,傳輸先行」,即無線通信網絡的底層是有線傳輸網絡,因此在5G建網過程中,傳輸主設備商會率先受益,網絡建設的投資時鐘將按照「光纖光纜鏈路—傳輸網—無線網」的投資順序進行。

傳輸設備在5G投入中的占比將達到20%左右。

圖11:5G產業鏈投資圖譜

資料來源:中信建投證券研究發展部

而作為5G投資中的大頭,無線接入網(RAN)至少占總投入的 50%-70%。

無線接入網由大量的基站組成,這部分也是傳統電信設備商主要的收入來源。

5G的基站布局又分為宏基站和小基站,其中宏基站主要解決的是大面積廣域覆蓋,小基站解決的是宏站覆蓋盲區以及熱點地區的大流量應用。

目前,5G宏基站和小基站主要由華為、中興等設備商設計製造,而在傳輸主設備上華為也占據了一定的份額。

而像傳輸設備以及基站設備中的某些功能模塊,如天線、射頻器件和光模塊,則由上游供應商提供,此外,運營商也會直接從其他廠商採購光纖和小基站。

在中信建投的測算中,基站設備與傳輸設備在5G的投資規模合計達到7810億元,占5G總投資規模的67%。

如上文所言,5G的基站布局分為宏基站和小基站,其中,宏基站主要解決的是大面積廣域覆蓋,小基站解決的是宏站覆蓋盲區以及熱點地區的大流量應用。

由於5G使用的頻段要高於4G,所以理論上傳播距離將比4G縮短29%。

此外,為了保證網絡速率和可靠性,基站的覆蓋密度將會加大。

而5G時代的一大特徵是網絡覆蓋將從室外走向室內,因此,小基站的地位將得到提高。

根據中信建投預計,5G時期對小基站的投資要比4G時期高出772%。

而據中國聯通預測,5G 時代的宏基站建站密度至少為4G時代的1.5倍,高於中信建投所預測的1.3倍。

截至2017年12月,我國4G基站建成數量約為328萬個,則5G宏基站至少將建設492萬個,加上新增的小基站,基站總數有望迎來突破式增長。

「宏站+小站」的建站方式,大幅增加了對基站數量的需求,基站設備商有望再度受益。

特別是小基站由於技術比較複雜,維護成本高,所以如華為、中興等大公司將更具優勢。

按照Dell』Oro Group披露,2017年全球基站設備中,華為、愛立信、諾基亞、中興通訊、三星市占率分別為31%、29%、24%、9%、4%,合計占比達97%。

圖12:基站設備商市場份額

數據來源:Dell』Oro Group,東方證券研究所

而傳輸網是通信網絡的重要組成部分,是用作傳送通道的網絡,一般架構在交換網、數據網和支撐網之下,用來提供信號傳送和轉換。

在5G時期,傳輸網需求相較於4G有很大的不同,例如大帶寬需求、低時延需求以及網絡切片的需求,這些新增需求的變化將帶來5G傳輸設備的升級。

而隨著技術的革新,其配套傳輸設備也需要產生相應變化,一方面是傳統PTN/IPRAN設備向SPN/MOTN/IPRAN進行演進,另一方面是波分OTN設備進一步下沉。

傳輸網的網絡架構可以分為3個層次,分別是:接入層、匯聚層和核心層。

以《5G承載需求白皮書》的模型為基礎,若按中國聯通對宏基站數量預測,492個宏基站將對應的接入層設備、匯聚層設備以及核心層設備將達到492萬、61.5萬、10.3萬個。

而根據市場調研,接入環25G傳輸設備價格8萬元左右(2個25G埠),匯聚環100G傳輸設備價格約30萬元(下行2個25G,上行2個 100G),核心環200G傳輸設備約100萬元(下行2個100G埠,上行2個200G埠)。

按此估算,在未來5年內,5G傳輸設備總投資將達到6811億元,遠超中信建投的預測。

但是在運營商和設備商的建網方案還未確定的情況下,很難有準確的預算,而且設備單價也會隨著生產線的增加而降低。

而從市場份額來看,根據2017年《全球光通信最具競爭力企業》調查,前五大廠商占據了全球73.4%的市場份額。

中國廠商華為、中興和烽火占據其中三席,成為全球光通信領域的中堅力量。

圖13:2017年全球光通信傳輸和接入設備市場份額

數據來源:全球光通信最具競爭力企業、東方證券研究所

其實除了基站設備、傳輸配套設備外,主設備商也會涉及到其他的細分領域,例如華為目前已經是全球最大的基站天線供應商。

圖14:2017年全球各基站天線廠商發貨量占比

資料來源:EJL Wireless Research,安信證券研究中心

在5G時代,由於技術壁壘的提升,如光模塊、射頻器件等或將直接在主設備商環節集成,由主設備商打包賣給運營商,因此,5G時代主設備商在產業鏈中的話語權更強。

所以,主設備商所提供的設備不僅關係到各國5G網絡的建設進程及質量,同時還將對上游的核心器件企業的業績產生直接的影響。

如今,無論是在無線設備還是傳輸設備,華為以及中興都占據了不小的份額,作為運營商端對端設備的最終提供者,華為可以通過其主設備深度參與到各個國家的網絡建設。

但自貿易摩擦事件之後,美國對中國企業的調查、限制事件時有發生。

同時,中國通信設備商的5G全球擴展也面臨了更多的困難,例如「五眼聯盟」中的美國、澳大利亞、紐西蘭及英國均有禁止當地運營商採購中國通信設備商的設備或部分設備。

2018年11月28日,紐西蘭政府通訊安全局局長以「對國家安全構成重大風險」為由,否決了紐西蘭電信運營商SparkNewZealand擬使用華為5G設備的提議。

12月5日,英國BT擬將華為設備從4G核心網上剝離,並擬不讓華為為其5G核心網進行投標。

而據美國《華爾街日報》報導稱,美國政府正試圖說服盟國的無線及網際網路提供商,避免使用華為的電信設備,對於德國、義大利和日本等廣泛使用華為設備的盟友,美國官員已將他們認為存在的「網絡安全風險」告知這些國家的官員和電信高管。

雖然華為在美國被封殺,華為輪值董事長鬍厚崑在2018年12月18日召開的一次國際媒體新聞會上表示,「在美國華為設備使用接近於零,拿什麼證明華為設備是不安全的呢」,不過,在其他國家,華為5G業務不斷拓展。

根據華為的最新聲明稱,目前華為在德國的業務正常進行,而且也在積極參與法國各大運營商的5G建設。

在日本,華為也正在積極參與運營商的5G標書和實驗局測試。

雖然紐西蘭政府對運營商提交的5G方案有些不同意見,但是監管流程尚未走完,客戶均表示正在與政府斡旋,與華為的合作並沒有終止。

2018年12月18日,根據《印度時報》網站報導,印度已經准許華為參與該國的5G測試而在此前印度政府最初發出5G網絡建網邀請時,華為並不在受邀之列。

12月24日,英國電信首席網絡架構師尼爾·麥克雷曾公開宣稱:「華為是目前唯一一家真正的5G供應商」。

與此同時,英國的三家運營商宣布將使用華為5G設備,總價達173億元人民幣,英方已經在對華為的設備進行測試,更會用華為設備部署在倫敦的基站。

此外,英國第二大電信運營商O2的發言人還表示,只要運營商能夠提供好的設備他們就會與其展開合作,因為這樣可以給用戶帶來更好的上網體驗,這無關於政治因素。

進入2019年,華為與義大利運營商TIM進行5G測試,速率達到2.7Gbps。

而在全球合作夥伴中,華為與日本第一大運營商NTTDocomo的5G測試成果最為顯著,速率達到4.52Gbps。

與此同時,美國運營商AT&T5G試商用速率僅為195Mbps,與華為在日本所測試的結果相比慢了足足23倍,也因此飽受美國用戶詬病。

由此可知,技術和口碑才是最好的通行證。

3.上游:國產替代進行時,晶片部分仍有大量空白

5G產業鏈的上游,一直是中國通信企業中最薄弱的一環。

總體來看,雖然華為、中興已經站穩了產業鏈的中游位置,但是在拆分完其產品的構成後發現,晶片仍然是上游產業鏈的最大痛點。

如果上游晶片的供應受到影響,那麼主設備商的生產進程將會終端,進而波及到整個通信行業。

經過多年的研究和發展,目前中國在通信基帶晶片、射頻器件、光晶片等領域均已經取得突破,逐漸開始實現國產替代,但目前來看,無線網絡設備板塊的高速 ADC/DAC、高性能鎖相環、PA、FPGA;傳輸設備板塊的高速光晶片、中高端光交換晶片;數據通信設備板塊的高端路由器、高速接口晶片;手機終端板塊的射頻功放及濾波器,都高度依賴於美國廠商。

由下表可知,除了移動終端以及核心網絡設備的部分晶片產品占有率超過10%以外,大部分國產晶片的市場占有率統統為零。

整體而言,通信行業約有60%零部件採購來自國外,其中來自美國的零部件占比35%左右。

2016年中國進口晶片總額高達2601億美元,連續三年超過石油與大宗商品成為我國第一大進口商品。

圖15:幾類晶片應用領域與國產化率

資料來源:國際半導體產業協會,太平洋證券研究整理

例如在光通信設備方面,我國企業對進口晶片依賴度依然較高。

在光通信設備中,光器件及光晶片是光通信企業的技術核心。

目前,光通信器件及晶片市場規模約105億美元,其中光傳輸是最大的市場,市場容量約50億美元,而光接入的市場容量約為10億美元。

光接入和傳輸設備主要實現光信號的接入、傳輸以及路由等功能,設備與設備之間通過光模塊與光纖光纜連接。

我國在這兩個領域對外大量依賴高速光晶片、中高端光交換晶片。

例如在雷射器晶片中,我國僅有光迅科技在10G DFB和EML具備規模量產能力,而在25G以上的高速雷射器技術中仍是空白。

圖16:2017年光模塊及晶片國產化率現狀

數據來源:《光電子器件產業發展路線圖(2018年—2022年)》、東方證券研究所

正因如此,在華為的供應商名單中,美國企業的占比超過1/3。

2018年11月7日,華為在深圳舉辦「2018華為核心供應商大會」,並且首次對外公布了所有核心供應商的名單,其92家核心供應商遍布全球,其中來自美國的廠商數量最多,達到33家,包括英特爾、高通等;中國內地廠商有22家,位列第二,日本11家,台灣10家(表7)。

表7:華為92家核心供應商全名單

資料來源:網絡

雖然中國在上游的設備上依然被美國企業卡住脖子,但是在通信領域上的進步依然不能忽視。

中國IMT-2020(5G)推進組跟信通院的資料顯示,在5G標準上,目前中國在3GPP擔任關鍵職位的有30餘個,投票權超過23%,文稿數量30%,主導項目占比40%。

尤其在無線靈活系統設計、無線基礎技術、新型網絡架構和大規模天線等關鍵技術標準制定上均做出重要貢獻,因此,中國通信與通信設備業者在5G的技術發展上已具有重要的影響力。

而中國企業能夠取得如此快速的進步,與自由貿易的大環境有著密不可分的聯繫,中國企業與海外企業的關係也日益緊密。

以華為為例,2018年,英特爾與華為在5G晶片的測試上就有過多次合作,合作的目的除了確保之後數據機晶片與華為的通訊設備連線順暢外,也可增加之後與華為在5G相關產品的合作機會。

而在華為看來,與英特爾合作不僅可以吸收到更為優良的技術,更可以縮短與高通之間的差距。

由此可見,在全球化的世界中,完全自給自足是不現實的,維持良好的供應商關係,掌握核心供應商的資源也是實力的一種體現。

但是,只有突破制約發展的關鍵技術,中國才能在競爭中處於更為有利的位置,所以,自主可控的需求仍然強烈。

5、海思——華為的底氣

2018年三季度,華為手機銷量達到5200萬台,市占率達到14.1%,位居全球第二。

當年12月25日,余承東表示2018年華為智慧型手機發貨量(含榮耀)已經突破2億台。

在華為2017年的年報中,雖然運營商業務仍然是其最核心的業務,營收占比達到49.34%,但是其消費者業務收入也達到2372億元,在在總營收中的占比提升至也達到了41.66%,同比增長32%,其中智慧型手機發貨量超過1.53億台,增速迅猛連續六年穩健增長。

而在目前的國產手機市場當中上,雖然華為處於領先的位置,但是小米、OPPO以及vivo等國產品牌與華為的差距並未被拉開,其中小米和OPPO在2018年三季度中的市場份額均為9%,vivo以8%緊隨其後。

但是與這些國產廠商不同的是,華為手機搭載的SoC晶片(系統級晶片)是由其全資控股的海思半導體自主研發的麒麟晶片——這意味著華為在手機晶片上掌握著屬於自己的核心技術。

2018年9月5日,華為最新一代智慧型手機晶片麒麟980正式亮相。

此次麒麟980晶片拿下六項「世界第一」:

全球首個商用7nm手機SoC晶片

全球首個Cortex-A76 Based CPU

全球首個雙核NPU

全球首個Mali-G76 GPU

全球首個1.4Gbps Cat.21 Modem

全球首個支持2133MHz LPDDR4X的手機SoC晶片

那麼在這塊晶片之中,華為自主研發的成分又有多少?

首先,一塊完整的SoC晶片包括了進行信號處理的基帶晶片,進行數據處理的CPU,進行圖形處理的GPU,進行圖像處理的ISP,音頻處理的DSP等等,將這些東西封裝在一塊晶片上,就是SoC晶片。

簡單而言,SoC晶片是一塊高度集成的手機處理晶片,由於其構成複雜,所以絕對獨立的研發在SoC晶片上是並不存在的,更多的是基於自身的研發上,在通過與其他供應商的合作,最終完成整個SoC晶片的設計。

目前,全球能夠自主完成手機晶片設計的手機企業,只有華為、三星、蘋果三家,若是算上通訊基帶晶片,能完整設計整個手機SoC的企業只有三星和華為。

而作為通訊基帶晶片的龍頭,高通也是通過其基帶技術上的優勢占據了手機晶片市場的半壁江山,Counterpoint Research發布的2017年第三季度 SoC市場份額報告顯示,高通以42%的份額排名榜首,而蘋果、聯發科、三星以及華為緊隨其後,分別占到總份額的20%、14%、11%以及8%,目前如小米等國產廠商的高端機型均依賴於高通的SoC晶片。

其次,外界對華為晶片的質疑大部分源於其構架仍然使用的是英國ARM構架,而不是自主研發的。

但是目前絕大多數移動設備的晶片都基於 ARM 架構,例如高通、蘋果等都離不開ARM構架,而華為也是如此,所以依然需要向ARM公司繳納晶片構架專利授權費。

而在基帶晶片上,雖然華為已經是唯二能夠自主生產基帶晶片的手機企業,但是由於高通積累了大量的包括4G、CDMA等技術上的標準要素專利,而這些專利無法迴避,所以華為依然需要向高通支付一定的專利費用,但是相較於其他完全依賴於高通基帶晶片的手機企業,華為在成本端已經有了絕對的優勢。

值得一提的是,基帶晶片一直是手機晶片中最難啃的骨頭之一,基帶晶片作為手機的Modem(數據機),不僅決定了手機能夠支持什麼樣的網絡制式,還影響著手機的通信信號等。

而高通也正是憑藉著基帶晶片的優勢,而高通之所以能夠在晶片市場上占據著半壁江山,不僅僅是因為其強大的晶片設計能力,最關鍵的因素是其能夠設計出支持全網通的基帶晶片,強大如蘋果,如今也因為缺乏基帶晶片的自主能力而飽受困擾才在晶片市場上占據著半壁江山。

由此可見,華為早年在基帶晶片上的投入,是其在手機晶片領域擁有強大話語權的重要倚靠。

目前,麒麟晶片基本只用於自己生產的手機,未來,華為在擴大晶片產能後,也有可能將搶占到更多的晶片市場份額。

華為在基帶晶片上的自主能力,不僅能夠提高成本端的優勢,還能夠通過將基帶晶片整合到麒麟晶片中,提高華為手機的性能。

最終再聚焦到華為海思上,2017年,華為海思目前已經是中國第一、世界第七的半導體設計企業,但實際上,在晶片設計的技術上,華為已經處於世界第一梯隊。

以最新研發的麒麟980為例,其「六個第一」已經體現出海思在晶片設計上的實力。

從2015年立項開始,麒麟980集結了1000多位高級半導體專家參與,進行了超過5000次的工程驗證,研發投入超過3億美元。

除去基帶晶片外,華為晶片設計能力已經直逼高通,例如其採用的7nm製程工藝,已逼近矽基半導體工藝的物理極限,需要還要克服複雜的半導體技術效應和電晶體本身的三維電阻電容帶來的影響,並在指甲蓋大小的尺寸上塞進69億個電晶體,其複雜程度可想而知。

而其自主研發的第四代ISP技術,讓手機的攝像能力也有了質的提升,目前搭載著麒麟980晶片的華為Mate20手機也因此在拍攝領域廣受好評。

除了大家所熟知的手機晶片外,海思的安防晶片已經超越德州儀器成為世界第一,而其高端路由器晶片早在2013年就處於全球領先的位置。

可以說,在自研晶片這條路上,華為走對了。

實際上,華為海思在手機晶片的發展路程並不順暢。

海思在2012年、2013年先後推出了K3V2處理器以及首款SoC晶片麒麟910,這兩款晶片都被華為用在了主打時尚和性能的P系列和主打商務性能的Mate系列旗艦手機上。

但由於整體功耗高、兼容性能差等原因,這兩款晶片一度波及到了華為手機的口碑與銷量,也給華為帶來了很大的壓力——如果海思晶片的性能得不到提升,最終不僅會讓其手機的市場份額大幅下降,同時還會影響到整個晶片研發的進展,可謂一榮俱榮,一損俱損。

最終,華為在這場賭局中笑到了最後。

經過一代又一代的努力,海思晶片終於在全球晶片廠商中脫穎而出。

,自主晶片的強大,不僅讓華為在手機的定價上更加遊刃有餘,更間接推動了中國整個晶片行業的發展,並提高了中國對於整個半導體產業鏈上下游企業的把控能力。

10月26日,首款搭載麒麟980晶片的華為Mate 20系列手機在上海舉行了國行發布會,而在官網發布之後的8秒時間內,總銷售額就超過1個億。

在天貓雙11上,華為天貓旗艦店僅用時3分50秒就突破一億大關,刷新旗艦店雙11銷售額破億紀錄。

6、結語

如今的華為,是全球第一大通信設備供應商,全球手機出貨量第二大的手機廠商。

特別是在通信設備中,華為目前不僅在總份額上的占有率達到了24.8%,在基站設備、傳輸設備以及基站天線等領域上的市占率均為全球第一。

不僅如此,華為海思也已經躋身全球晶片設計廠商前十之列,並且還與華為手機形成了共生關係。

而在2018年的華為全連接大會上,華為輪值董事長徐直軍再次提出了華為五大AI發展戰略,並首次解密了達文西項目的五個核心IP和兩款AI晶片。

作為5G各個環節的深度參與者,華為用行動表明了自己已經將目光放在了即將到來的5G時代。

2018年11月30日,徐直軍宣布,華為2018年的收入將首次超過1000億美元,超過了BAT的總和。

近十年,華為累計投入的研發費用超過3940億元,在2017年,華為研發費用支出為897億元,占全年收入14.9%,共擁有約8萬名研發人員。

正因如此,華為已累計獲得專利授權74307件,其中,90%以上的專利都是發明專利。

根據中國科學技術信息研究院統計,華為持有5G相關技術領域專利占比為15.36%,僅次於高通。

圖18:各企業持有5G相關技術領域專利情況

資料來源:中國科學技術信息研究, 長江證券研究所

如果說現在的華為還不足以對通信行業帶來顛覆,那麼在即將到來的5G時代,華為絕對值得期待。

來源:新財富


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