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作者 中信建设 武超则
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量化5G：未来网络的产业链和投资分析
4G时代的网络相比3G时代取消了电路域并引入了新技术，实现了质的突破。5G时代，网络又会出现一系列变化。
未来5G变化畅想：终端侧、网络侧并行成长的时代将至
终端侧：强调芯片、天线的能力提升，多种终端接踵而来
1、5G时代将会出现三种不同的终端。车联网、工业物联网、低功耗物联网终端等会成为手机之后移动网络终端的第一增量贡献。5G时代，物联网终端密度可能比现有手机密度高出10倍，也即人均拥有10个联网终端，汽车、自行车、空调、灯具、窗帘、门锁、电表、手表、衣帽、音响、行李箱都可能实现联网，快递也会实现实时查看，工业机器人通过网络进行配置......而很大一部分终端将是通过NB-IoT、eMTC等技术连接的低功耗物联网终端。5G时代物联网将成为改变人们生活的最大亮点。
2、手机基带芯片计算能力更强。目前的手机CPU和基带整合基本完成，基带的提升也即手机核心处理器的提升。基带芯片包括CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块。先进编码调制对信道编码器提出了要求；新型多址、新型多载波对调制解调器提出了要求；大规模MIMO、全双工、高频段通信、超密集组网由于提升了数据量，对整个芯片都提出了要求。
3、天线更加多元。除了目前的双天线，多天线技术会出现。同时，高频段小尺寸天线也会集成在手机之中。由于受到手握原因影响，高频天线很可能首先布放在手机上端和下端小截面以防触摸或者通过集成在芯片中的方式实现芯片化；低频天线主要布放于手机后盖，手机外壳制造难度进一步提升。手机为了追求全向的接收，多天线的设计主要增强其接收通道数，与基站测MIMO天线同时提升定向能力有一定区别。
4、基于以上影响屏幕会抛弃LCD节省电能，大屏幕移动终端设备出现。电池容量进一步提升。手机发热现象成为未来重要研究问题。
5、车联网成为辅助驾驶的前奏曲。汽车上的终端除了多媒体应用，添加了V2X功能，可以查看汽车周围100米左右范围的加油站、红绿灯、监控摄像头、垃圾桶、减速带、基站、收费站等物联网设备和路上的其他汽车；也可以实现汽车的远程控制，包括远程暖车、远程监控等功能。
6、其他新设备成为手机后新的终端形式。从简单的手机Goggle到轻便的专业VR设备将会逐步落地。长期来看，无线VR设备、无人机、可能作为新的联网终端成为人同外部世界沟通的桥梁。
网络侧：C-RAN、D-RAN、宏基站组网方式更加多样，核心层更加扁平
4G时代的基站包括天线、RRU、BBU三个部分，功能主要包括无线电磁波的接收发送、电磁波到电信号的转换和处理和同核心网的连接。5G时代基站已被3GPP定名为gNB，未来将会呈现以下变化。
1、组网方式更灵活，出现更多样的蜂窝架构方式，C-RAN、D-RAN、网格网络(Mesh)、D2D接入将会共存。
C-RAN是将多个基带处理单元集中，通过大规模基带处理池增加现有射频拉远演规模，为成百上千个远端服务的网络。中国移动4G时代C-RAN已经在近20个城市布设。5G时代BBU的设置会更加集中，RRU与BBU之间的距离也会相应变远，从现有市区1公里间隔量级提升至10公里量级。5G时代，C-RAN将大范围铺开，BBU之间的协作更加方便、迅速，三大运营商C-RAN数量可能达到30万个。BBU还进一步地可以通过软件无线电、NFV技术实现灵活设置，形成更大型、计算能力更强的BBU，甚至通过虚拟化技术形成本地内容、计算资源池。C-RAN减少了基站机房的数量，同时降低了能耗。然而其时延性能不足，同时对光纤等的要求较高（LTE三扇区单小区对应的RRU带宽为16Gbps）。C-RAN对于光通信网络也提出了更大容量、更高速率要求。D-RAN面向超密集组网场景，相应用户较强的通信需求，通过更多的小基站布放实现通信能力的提升。和C-RAN不同的是，C-RAN强调覆盖区域大小，D-RAN强调覆盖速率。而D-RAN中，小基站很可能同时集成RRU和BBU，以提供更优质的服务；也可能仅有RRU，实现分层次的基站设置。D-RAN对“蜂窝”概念进行了颠覆，未来的蜂窝网络不再同构。
Mesh网络相比现有的4G网络，BBU之间的互联会加强，从现有的X2接口进一步提升至更深层的互联，提升BBU之间的协作能力。Mesh网络也能连接各类不同的RAN，如小基站、传统宏基站、D2D站等。同时Mesh网络强调基站的动态自适应性，基站之间的配合更加自主而智能。小区甚至不再有固定的拓扑结构，可以快速重构。
D2D面向临时自组织的终端网络，作为通信补充。
2、基站层次更加明显，组网架构对应场景更加专业。
宏基站重点采用6G以下频段，为室外环境和宽阔室内环境提供覆盖能力。在应用密集区域，部分宏基站采用高频段布设，由于频率提升，尺寸变小，基站覆盖区域变小（百米量级）。
微基站类似于现有WIFI的接入点，部分微基站采用高频，作为补充选择性密集布放，对商业楼盘、火车站、地铁站等高耗流地区或者居民楼等室内环境进行小范围（百米以内量级）的网络优化，采用D-RAN技术灵活部署。
C-RAN服务在汽车、高铁领域，方便高速移动场景下的站点切换。
D2D一方面用于车联网领域方便终端迅速沟通，另一方面用于个人通信领域，作为通信补充。
3、大规模MIMO逐步采用，天线、RRU集成化更明显，RRU价值提升。
大规模MIMO技术会在宏基站上面选择使用，重点覆盖商业区、体育场等高耗流地区和摩天大楼等垂直分布需求较高的地区。较目前的天线通道数和振子数都有提升。同时在布设中不一定通过机械调节向下覆盖，可能会通过电子方法调整朝向，覆盖摩天大楼等（也称为3D-MIMO）。微基站天线方面采用多根天线布设，由于部分采用高频布设，天线设计会更加小型、精密。
由于全双工技术的出现，RRU系统中双工器取消，再加上频率的升高，将高频信号解调至低频变得更加困难，RRU难度提升。同时由于高频信号的引入，高频微基站的RRU变得更加小型化，同天线集成存在可能。高频RRU中的滤波器、模拟数字信号转换（A/D）、数字模拟信号转换芯片（D/A）由于处理高频信号，难度会进一步提升。
4、NFV降低硬件成本，硬件支持网络切片，物理层协同组网架构。
短期，NB-IoT模块会集成在基站中，采用低频谱节约传输成本。
长期，NFV技术会从核心网逐渐引入基站中，BBU会通过通用硬件替代。从而通过虚拟化技术实现网络切片，设置物联网、车联网、手机通信的专用通路。网络更加扁平化。核心网控制功能SGW、PGW、MME等也将被通用硬件实现成为其中的模块，部署在接入网边缘，或者与基站融合部署。
5、资源下沉，基站或下沉式CDN成为MEC候选资源池。
NFV使得边缘计算成为了可能。基站侧通过NFV引入通用硬件，虚拟化出的资源可以作为池承载网络内容资源，提供最近距离的内容供给。NFV技术同时可以在MEC前实现计费系统的模块化，实现云计算的落地。CDN也可能从业务层下沉，成为MEC的承载基础。
6、铁塔资源进一步整合，过剩资源部分得到应用。
目前我国的铁塔存在结构性不平衡，铁塔平均租用率不高。未来，部分铁塔将有可能拆除，部分过剩铁塔搭载宏基站。另外，路灯、井盖等公共设施也有可能成为复用的铁塔，进一步节省铁塔资源。
内容侧：VR、4K、物联网等成为杀手应用
1、流量价格进一步下降，移动高清视频爆发。移动手机视频更加普及。可视电话应用逐渐兴起。
2、VR内容、4K内容更加普遍，高清付费模式更加成熟。
3、物联网管理平台和网站会逐步出现，通过数据提升效率成为物联网更核心的意义。
4、工业物联网，互联网企业级服务更加成熟。
投资机会量化分析：终端、基站、核心层全面升级
由于5G的方案仍然没有完全确定，这里仅作一个前瞻性的投资机会分析，并且基于现有4G基站分析，没有考虑2G、3G基站。定量分析同未来的实际可能存在一定差距。
终端：手机天线市场规模或提升275%，CPU芯片保持稳定
手机端天线为实现低频和高频的支持，数量提升。同时，高频天线相比低频天线制作难度和工艺都有更高的要求。另外，随着物联网终端的加入，天线数量将有进一步提升。我们假设全球手机出货量为20亿台，每台手机的天线价格从10元提升至30元，则手机天线市场将达600亿元人民币规模。物联网终端低端天线价格3元，按照每年50亿终端估计，则市场规模在150亿元人民币。总体看来，终端天线相比现有市场规模或提高275%。
CPU大幅提升，或因摩尔定律保持稳定。手机终端CPU因5G对计算能力的要求，性能需要大幅提升。然而由于摩尔定律预测了芯片价格的迅速下降，虽然目前厂商已经不再按照摩尔定律的速度设计芯片，预计未来手机CPU价格或继续保持稳定或小幅上涨。按照每片平均价100元价格测算，则市场空间在2000亿元/年。
基站设备：接入层基站侧5G整体投资规模或可达6500亿元
5G时代基站将分层，出现C-RAN大型基站、宏基站和小微基站等主流基站模式。对接入层基站侧4G基站升级整体投资规模或在6500亿元规模。
2014-2016年，三大运营商4G无线网络投资总规模约为4000亿元。我们对现有4G宏基站升级进行测算。现有4G宏基站约300万（中国移动143万，中国电信84万，其中30万在建，中国联通70万，年内建设60万）。未来5G宏基站数量预计也将达到400万规模。同时随着高频设备基站建站难度提升，价格将会有一定上升。我们预计，三大运营商5G无线网络投资总规模约为6500亿元，其中：宏基站总数约为400万个，小微基站约600万个。
1、BBU处理设备级升级3000亿元。基站计算处理芯片的升级成为未来的重要投资内容。而随着NFV的落地，专用的通信设备将会被NFV设备逐步替代，未来设备升级成本有望降低。而MEC的部署有可能从宏基站展开。整体基站板卡的投资费用估计为7.5万元，总计3000亿元。
2、天线整体600亿元，约150亿/年。第一，天线阵子数量因为大规模MIMO技术显著提升。现有天线一般拥有10~20个振子，5G时代将出现拥有128~256个振子的大规模天线阵。第二，新建基站带来天线数量的进一步扩容。第三，高频天线难度增大。相比终端天线，高频天线要实现更大功率的高频信号发射，天线实现难度和价格相应提升。第四，天线新技术增加附加值。天线的远程电调、热插拔、劈裂天线等技术趋势都提升了天线的附加值。对于高频天线，为减小信号衰减，振子和RRU的距离将进一步拉近，甚至实现集成，即有源天线。用第五，宏基站将采用C-RAN技术布设。即继续通过光纤拉远天线，未来一个基站可能对应多副天线。基于这些升级，每个宏基站天线价格有望因为MIMO技术等新技术从现在的均价4000元提升至均价6000~8000元。考虑进一步的天下拉远，则天线设备市场规模可达600亿元，按照四年建设期计算，年均市场规模在150亿/年。
3、滤波器、功放100亿元/年。随着天线通道数量的增加，后端的基站配套设备（滤波器、功放、天馈等）规模也相应的提升。加之频率提升，配套器件的附加值进一步提升。滤波器方面，美国拥有高频宽带滤波器技术全球领先的公司，如LINEAR、Analog等，其模拟滤波器产品一般为IC芯片，我国在此方面处于追赶态势。
我国在高频方面的发展相对低频成熟度不够，大带宽的产品只在军用雷达中采用，未来或逐步民用。滤波器、功放市场规模约为在60亿元/年。未来，随着频率提升，两个市场都有翻倍可能，市场规模达到100亿元/年。由于全双工技术的引入，双工器可能会逐步取消。
4、光模块。5G时代C-RAN中的光模块使用更加高频，同时光模块的性能进一步提升。假设每个基站光模块升级费用为3000元，则在无线网络领域的投资也在120亿量级。
微基站投资思路高类似于宏基站。小基站的建设落地会进一步推高5G投资规模。假设微基站密度为现有宏基站的二倍。对于600万个微基站的投入，假设基站价格为5000元，则资本开支在300亿元规模。
其中，微基站中的高频天线由于集成RRU，价格或在1000元左右；低频微基站天线价格也在400元左右，如果按照800元均价分析，微基站的天线设备投入成本约50亿元。
汇聚、核心网：NFV逐步落地，通用硬件逐步替代规模千亿
汇聚网和核心网中，SDN、NFV逐步落地。将进一步拉动无线侧投资，预计规模也在千亿量级。
投资节奏：物联网先行，终端、基站接力爆发
本文开始就回答了5G落地的问题。然而已经看到，5G相比4G拥有更多复杂的技术，5G时代的投资节奏同4G相比将会有较大差别。如果将前一段时间NB-IoT带来的投资机会作为5G投资的前奏，则未来一段时间这样的前奏会越来越密集，会在不同的模块爆发，最终形成一曲协奏曲！相比4G大风大浪的投资节奏，5G的节奏会更加平稳，所以在5G投资中更要注意节奏把握。
我国优势：5G全球领跑，产业链逐步健全，关注全球市场投资
经历了2G的落后、3G的追赶和4G的同步后，在5G的发展中，我国承担了更加重要的角色，甚至实现了国际领先。
我国4G中提出的LTETDD制式在4G中作为补充，然而在5G中的意义更加突出。。（1）大规模MIMO应用的重要假设是上传下传模型的一致性。FDD频点不同，信道互易性差；TDD更适合大规模天线阵的部署。（2）TDD更易于满足超密集组网对应的上下行业务不对称需求，更易于小蜂窝覆盖和灵活组网；（3）D2D场景因为不存在中央节点，可以通过更灵活的时隙配比实现多方的D2D业务，而不是两方的FDD业务。
我国在全球的话语权也不断提升。我国科学家赵厚麟现任ITU秘书长。中国移动在48个国家的支持下成为5G网络架构研究组组长单位，最近又成功牵头3GPPSA工作组5G系统设计。我国华为、中兴等主设备厂商在全球的技术也十分领先，市场份额逐步提升。
我国在专利方面也有了大幅提升。经历了2G的落后、3G的追赶和4G的同步后，在5G的发展中承担了更加重要的角色，甚至实现了国际领先。终端芯片方面结束了3G时代美国独大的局面。高通持有大量CDMA、GSM、WCDMA、TDS-CDMA和LTE的必要专利（SEP）。数据显示，高通2016财年营收235.5亿美元，其中许可和特许权使用费占比34.33%。而在大陆地区收入占全公司收入的57%。
5G时代，华为、展讯、大唐、中兴加入未来TD产业链，实现全球规模的芯片销售。在投资5G方面，不但应该关注国内网络的建设球长期还应该关注全球5G的建设跑和普及，一旦美日等国抢跑5G，对我国拥有SEP的厂商也存在利好。我国工信部近日发布的《关于组织“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项2017年度课题申报的通知》的5G24个研发项目中，也对我国的技术短板进行了布局。
投资5G：重点标的提前锁定，关注设备、天线、射频、应用投资机会
网络侧
中兴通讯：5G投资龙头标的，掌握关键技术专利
作为全球5大移动通信设备商，中兴通讯在5G研发中不惜研发经费，近年平均超过收入体量的10%。在今年2016世界移动通信大会也凭借Pre5GMassiveMIMO荣获“最佳移动技术突破奖”以及“CTO选择奖”，其产品已经应用于日本部分地区的基站。在5G技术中拥有超密集网络、集成软件定义网络、正交频分复用波形、多用户共享接入等多项5G的关键技术专利。同时，中兴通讯全程参与我国5G建设，公司同三大运营商合作5G，同中国移动签署了备忘录，依托5G联合创新中心开展5G研究；同中国电信成了联合项目组，进行5G的预研；同中国联通建立创新实验室，开展外场试验。公司面向运营商拥有无线、接入、核心、承载四大产品线，提供从芯片到整机的解决方案。公司作为5G市场排头兵，必将享受5G建设红利。
同时，由于公司海外营收比重高，汇兑弹性较大。我们预计公司16-18年净利润分别为38亿元、43亿元、51亿元，对应PE分别为18倍、16倍、13倍，给予“买入”评级，继续重点推荐！
通宇通讯：基站天线龙头，5G投资业绩弹性大
基站天线龙头，2015年基站天线实现营收10.15亿元，占总营收的76.43%，实现毛利4.5亿元，占总毛利的85.88%。同时拥有射频器件、微波天线生产能力。公司收购滤波器厂商芬兰prismMicrowave资产及相关业务，未来在有源天线方面有一定技术优势。随着4.5G的落地，天线会逐步面向5G升级，成为最先受益标的。
公司公告五年战略目标：（1）2020年销售收入较2015年翻一番以上，其中新产业收入贡献比达到30%以上；（2）未来五年年均净利润增速不低于两位数；（3）人均产值、员工收入至少翻一番。此外，公司内生外延并重，将寻求并购优质企业，拓展新的增长点，力争通信基站天线业务进入全球前三。司我们预测公司16-18年EPS为为1.15、1.37、1.79元，对应PE分别为51、43、33倍，给予“买入”评级，重点推荐！同时建议关注港股基站天线企业：】【京信通信】、】【摩比发展】。
同时建议积极关注：
大唐电信：公司2011年起布局5G技术预研，将其作为战略重点，是国家5G科技项目的主要承担单位。
公司2013年就发布了《5G白皮书》，2015年又发布了5G网络安全白皮书。大唐电信在我国IMT-2020推进组中负责牵头大规模天线等多个技术专题研究，在ITU担任5G评估组主席并在3GPP标准化组织担任多项重要职务。公司深入研究TDD优势技术，在大规模天线、非正交多址接入、超密集组网、低时延高可靠4个方向取得重要技术突破，在MassiveMIMO技术、非正交多址接入技术和车联网技术方面全球领先。
烽火通信：传输网和接入网的龙头公司。其光网络产品在未来5G传输网领域的更新升级中应用广泛。同时公司2010年起布局SDN硬件设备，拥有交换机芯片级生产能力。设备已经在北京、江苏、广东等国内多个省市试点，同时同国际电信巨头有项目合作。SDN是成为5G时代网络切片技术的必然技术选择，公司布局未来网络的发展成为5G受益标的。同时公司布局云计算、大数据等产业。
邦讯技术：公司小基站多年投入经费亿元，是3G时代小基站的领军企业，收购博威公司加强自身研发能力。4G时代室分代替3G时代的小基站方案，导致公司在小基站布局受到影响。公司在年初中国移动的小基站招标中排名第二，未来小基站的爆发机会或将为公司带来盈利改善。同时公司积极寻求物联网等外延并购机会，或将在5G时代形成“小基站+物联网”的双轮布局。
光迅科技：作为光模块领域的龙头企业，公司占据全球6%的光模块市场份额。基站侧光模块将从6G/10G升到10G/25G。同时在电信的接入网、传输网和数据中心中还将有广阔市场。同时关注】【新易盛】、】【博创科技】。
武汉凡谷：公司27年来一直专注于射频行业，主要产品包括双工器、滤波器、射频子系统等，服务于全球通信设备供应商，2015年对华为的销售收入占公司营业收入的比例约70%。同时在美国等国家建立子公司，形成了全球布局。未来主要看好公司在滤波器和射频系统销售中的优势。
大富科技：公司是全球最大射频滤波器提供商，拥有成型、粗加工、精加工、表面处理、装配等完整的工艺流程。将围绕万物互联拓展电子、通信设备、汽车零部件方向发展。
终端侧，建议关注天线、芯片等
信维通信：公司是消费电子天线龙头，同时成立子公司重点布局市场高端电子元器件领域。近期又发力声学方向，全面布局5G时代终端。同时关注天线业务持续改善的】【硕贝德】。
紫光展锐：展讯CPU2016年预计出货量6.5亿片，其中智能手机芯片3亿，在终端的占有率排名全球前3。
锐迪科物联网出货量在2亿套，2015年营收达90.3亿元人民币。两者合并营收达20亿美元。同时公司也是我国5G工作的重要参与者。紫光展锐如果上市将成为5G时代最重要的投资标的之一。
应用侧
移动视频、VR、车联网、物联网将成为5G的重要应用。关注盛路通信、宜通世纪等标的。
（注：本投资建议主要覆盖通信领域相关公司）（完）
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