5G,即第五代移動通信技術(shù),它是4G移動通信技術(shù)的延伸。在4G的基礎(chǔ)上,5G可以實現(xiàn)更快速的數(shù)據(jù)傳輸,而這種高數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸給整個行業(yè)(不止于TMT)提供了眾多產(chǎn)品和服務(wù)實現(xiàn)的可能。5G相比4G來說,在用戶體驗速率、連接數(shù)密度、端到端時延等性能指標上都有了質(zhì)的飛躍。
5G產(chǎn)業(yè)鏈整體來說包括上游、中游、下游三個部分。其中,上游包括基站天線、基站射頻器件等基站相關(guān)的設(shè)備和服務(wù)提供廠商,以及諸如半導(dǎo)體材料和終端用器件等終端設(shè)備提供商;中游包括主設(shè)備提供商、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化運營商、傳輸設(shè)備提供商、SDN/NFV提供商以及小基站設(shè)備商;而下游的主力則是三大電信運營商(中國移動、中國聯(lián)通、中國電信)以及一些服務(wù)提供商。整個產(chǎn)業(yè)鏈的不同組塊在建設(shè)周期、建設(shè)規(guī)模和落地時間等方面都有很大程度的不同。本系列文章將對于產(chǎn)業(yè)鏈上的各個子行業(yè)進行逐一的分析,以求獲得對于整個5G行業(yè)一個直觀上的理解。
本篇文章,將從5G產(chǎn)業(yè)鏈最上游的基站天線行業(yè)開始說起,對于整個基站天線行業(yè)進行整體上的分析。
一.基站天線行業(yè)發(fā)展的宏觀環(huán)境
首先講一下基站天線在整個無線通信系統(tǒng)之中的作用;咎炀的主要作用是基站設(shè)備與終端用戶之間的信息能量轉(zhuǎn)換器,負責(zé)信號的接收和發(fā)送;咎炀性能的好壞,將直接影響到移動通信的質(zhì)量;咎炀的建設(shè)成本相對整體的投資來說并不是占有很大的份額,但是對于整個5G網(wǎng)絡(luò)的性能的影響會在50%以上。
目前,基站天線行業(yè)可以說進入了一個更新?lián)Q代的時期。(1)4G基站建設(shè)進入后期,速度趨緩:截至2017年9月,三大運營商基站總量達到604萬個,其中4G基站占比約50%,數(shù)量約為308萬個,比2016年新增約44萬個,較2016年建設(shè)力度有所放緩(2016年全年新增4G基站約86萬個);(2)4G用戶滲透率較高:三大運營商移動電話用戶達到13.95億,其中4G用戶達到9.47億戶,滲透率為68%,較2016年提升9.7pp。
總體來說,三大運營商資本性支出均有下滑。從2015年4G主基站建設(shè)逐漸完成后,近幾年三大運營商的資本性支出都出現(xiàn)了比較明顯的下滑。下圖中給出了三大運營商從2014年到2016年的支出情況,可以看出總體上來說呈現(xiàn)非常明顯的下降趨勢。此外,在2017年,根據(jù)三大運營商的年度支出計劃來看,其CAPEX的總量也有14%的下降。
數(shù)據(jù)來源:國信證券研究所
三大運營商2017年資本開支年度計劃
中國移動 | 1760億元(同比減少128億元) |
中國聯(lián)通 | 450億元(同比減少300億元) |
中國電信 | 890億元(同比減少80億元) |
數(shù)據(jù)來源:Wind
所以,目前基站天線行業(yè)的狀況在于,等待5G的相關(guān)標準落地,并隨之開始5G的大規(guī)模建網(wǎng)工作。而在此之前,尚沒有大的投資機會,但可能會有主題性的行情出現(xiàn)。
二.基站天線發(fā)展的技術(shù)驅(qū)動
技術(shù)一:Massive MIMO技術(shù)
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術(shù)指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線,使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收,從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源,通過多個天線實現(xiàn)多發(fā)多收,在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下,可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量,顯示出明顯的優(yōu)勢、被視為下一代移動通信的核心技術(shù)。而Massive MIMO和傳統(tǒng)的MIMO有什么不同之處呢?關(guān)鍵就在于兩個方面:天線數(shù)量和信號覆蓋的維度。
數(shù)據(jù)來源:安信證券研究所
從圖中我們看到,Massive MIMO相對于傳統(tǒng)的MIMO,其天線數(shù)量呈現(xiàn)了爆炸性的增長,達到了數(shù)百個天線。此外,Massive MIMO可以同時實現(xiàn)在水平維度和垂直維度的信號調(diào)整,從而大大提高了信號利用的效率。
總的來說,采用Massive MIMO技術(shù),一共有以下5個方面的優(yōu)勢:
(1)頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)容量大幅提高;
(2)基站覆蓋范圍更廣,建設(shè)和維護成本降低;
(3)每根天線只需以小功率發(fā)射信號,從而減少使用昂貴的功率放大器,進而減少了硬件成本;
(4)大幅降低干擾;
(5)對抗深度衰弱能力增強,低時延通信成為可能。
技術(shù)二:高頻段通信和小基站
我們知道,4G的主要通信頻段在于2.5GHz,而5G則上升到了更高的3.5GHz和4.9GHz,還包括了超高頻的20GHz以上頻段。對于電磁波來說,更高的頻段意味著更短的波長以及更弱的衍射能力。這意味著,如果想要覆蓋和4G基站同樣的范圍,5G的基站理論上來說要建造地更多更密集;同時,對于高流量和人口熱點的地區(qū),為了保證信號傳輸?shù)馁|(zhì)量,很可能需要部署大量的小基站。以上兩點,都有利于拉動基站數(shù)量的增長,進而帶動對于基站天線的需求的上升。
三.基站天線行業(yè)規(guī)模測算
想要測算整個基站天線行業(yè)的規(guī)模,需要了解三個方面:(1)宏基站數(shù)量;(2)小基站數(shù)量;(3)單基站的天線價值。下面對于這三個部分都做一下分析。
(1)宏基站數(shù)量
對于宏基站的數(shù)量,有兩大影響因素:
<1>高頻建站帶來傳輸損耗上升,單基站的覆蓋范圍下降,基站數(shù)量上升:4G時期的主流頻段為2.5GHz,5G時期為3.5GHz,理論上來說5G基站達到和4G同樣的覆蓋范圍需要的基站數(shù)為1.96倍。
<2>MassiveMIMO技術(shù)以波束賦形的形式帶來網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力的上升,從而抑制基站數(shù)量上漲。
進一步,在4G時期,截至2017Q3整個4G宏基站總量約為300萬個;那么在此基礎(chǔ)上,各家券商對于宏基站數(shù)量都了預(yù)測。
數(shù)據(jù)來源:Wind
(2)小基站數(shù)量
對于小基站數(shù)量,有兩種觀點。
觀點1:流量需求上升+室內(nèi)信號體驗差+高頻段通信催生小基站覆蓋需求。針對此觀點,中信建投預(yù)測:小基站數(shù)量約260萬個;東興證券預(yù)測:小基站數(shù)量約640萬個。
觀點2:網(wǎng)絡(luò)容量需求不具有迫切性+小基站部署難度高+國內(nèi)毫米波技術(shù)技術(shù)不成熟,低頻/高頻小基站需求有限。針對此觀點,華泰證券預(yù)測:近期對小基站無明顯需求,這里假設(shè)需求是0。
(3)單基站天線價值
由于單基站天線價值和天線數(shù)量并不是直接的線性關(guān)系,這里采用券商的估計。
數(shù)據(jù)來源:Wind
根據(jù)以上三個方面,得到在保守和樂觀兩種預(yù)測的情況下,未來基站天線的市場規(guī)模情況。
數(shù)據(jù)來源:Wind
綜合來看,整個基站天線行業(yè)在5G時代大概有250億到470億的市場空間。
5G產(chǎn)業(yè)鏈分析系列文章:基站天線行業(yè)分析(一).docx