近日，工业化和信息化部副部长刘烈宏在第六届中国国际大数据产业博览会上发表了讲话。

 

他表示，目前我国已经建成5G基站81.9万个，占全球的70%以上，覆盖了全国所有地级以上城市。5G终端的业务超过了3.1亿，占全球比例超过了80%。服务器在工业领域和经济社会各领域的应用示范项目已经超过了1万个。此外，大数据产业链也已初步形成，全国评选出400余个大数据典型试点示范项目，新产品新模式不断涌现，大数据、政府、金融、医疗、交通等领域融合不断深入。

 

国家对5G的重视程度史无前例，其重要性不言而喻。源起基金投资方向与中国经济增长紧密联系，发现真正具有创新价值的产品或服务，投资成长性行业中有科技和模式创新的、确立市场地位的“领头羊”，探寻5G发展，深挖价值，精耕细作，开展系列研究。

 

射频器件

 

（1）射频器件是进行信号处理的关键部件：射频器件由滤波器、功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、模数转换器及双工器等组成，位于天线与收发机之间，主要负责将电磁波信号与射频信号（二进制数字信号）进行转换。电磁波信号即天线与天线之间传播的无线电信号，这些信号频率较高，需要经过滤波、移频、放大等预处理，才能作为基带芯片输入端的信号；反方向看，基带芯片产生的二进制数字信号也需要进行处理才能转化为无线电信号。

 

图 射频器件构成

 

按信号的通路划分，射频主要分为发射通路和接收通路：

 

Ø 发射通路的器件主要包括功率放大器、滤波器、DA、射频调制器等；

Ø 接收通路的器件主要包括低噪声放大器（LNA）、滤波器、AD及混频器等。

相关器件的作用为：

Ø 双工器：异频双工电台，中继台的主要配件，其作用是将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作；

Ø 功放：功率放大器，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，经射频功率放大器一系列的放大（缓冲级、中间放大级、末级功率放大级）后获得足够射频功率，馈送到天线上辐射出去；

Ø 低噪放：将接收自天线的信号放大，便于后级处理，一个好的低噪音放大器在放大信号的同时能产生尽可能低的噪音及失真；

Ø 滤波器：由电容、电感和电阻组成，可以对电源线中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号，或消除一个特定频率后的电源信号。4G时代的滤波器主要以金属腔体滤波器为主，优势在于工艺成熟、价格低，但由于其体积大，发热多，难以在高密集型天线中广泛使用，产品将逐渐转向介质滤波器为主，其拥有体积小、损耗少、介电数高等优势；

Ø DA/AD：模数转换器(ADC)，将模拟信号转换为数字信号的器件；数模转换器(DAC)，将数字信号转换为模拟信号的器件；

Ø 数字上变频：无线电发射链路中，数字信号转换成模拟信号，再经混频后得到比原始信号高的期望的射频中心频率，然后信号经过放大到适当功率，最后经过限制带宽后经天线发射出去；

Ø 数字下变频：在超外差式接收机中，如果经过混频后得到的中频信号比原始信号的频率低，那么此种混频方式叫做下变频；

Ø 射频调制器：分为邻频和隔频调制器，其功能是把信号源，所提供的视频信号和音频信号调制成稳定的高频射频振荡信号；

Ø 混频器：利用非线性元件，例如二极管，把两个不同频率的电信号进行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的装置。

 

（2）5G时代射频器件将迎来量价齐升：由于5G基站引入Massive MIMO，以64信道的天线阵列为例，预计其未来将可容纳64个功率放大器、64个低噪声放大器和64个滤波器等器件。当中，滤波器及功率放大器等射频组件的工艺需进一步升级，产品将更加的小型化。预期射频器件的单价以及市场对射频器件的需求将大幅提升。目前，国内仅在滤波器一项在全球的占比较高，达70%，主要生产商为春兴精工、大富科技和武汉凡谷等；在低噪放、功放、AD/DA等领域的全球占比较低，介于0.5%-4%之间。

 

印制电路板

 

（1）基站PCB的价值量将大幅提升：印制电路板即Printed Circuit Board，简称PCB，主要由绝缘基材与导体构成，是电子元器件链接的提供者，在电子设备中起到支撑、互联的作用，结合电子、机械、化工材料等而制成，是绝大多数电子设备产品必须的原件。PCB行业上游为覆铜板，下游涵盖所有电气电路产品。

由于5G基站天线的集成度要求显著变高，AAU需要在更小的尺寸内集成更多的组件，需要采用更多层的PCB技术，因此单个基站的PCB用量将会显著增加，其工艺和原材料需要进行全面升级，技术壁垒全面提升。5G基站的发射功率较4G大幅扩大，要求PCB用基材全面升级，需符合高频高速、散热功能好等特性，如介电常数、介质耗损小而稳定，与铜箔的热膨胀系数尽量一致，吸水性低，其他耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度好。PCB的加工难度也会显著提升，高频高速的物流和化学性质与普通PCB不尽相同，导致加工过程不同，同一块PCB上需要实现多种功能，将不同材料进行混压。因此，PCB价值量也将进一步提升。

 

（2）5G网络将对高频高速的印制电路板需求较大：根据Prismark，2016年通信设备、计算机和消费电子对PCB的需求量分别占总需求的28.8%、26.5%和14.3%，合计近70%，是对PCB需求最高的三大领域。预计2017年到2021年四年内，通信设备和汽车电子有望成为驱动PCB行业发展的新动能，二者的年复合增长率将分别达到7%和6%。通信网络建设本身对PCB的应用主要在无线网、传输网、数据通信以及固网宽带等领域。5G建设初期，对于PCB的需求增量体现在无线网和传输网上，对PCB背板、高频板、高速多层板的需求较大。目前，PCB龙头公司以台湾和日本企业为主，国内发展较好的有深南电路、沪电股份、景旺电子等，但国内企业在高频PCB领域的出货量的全球占比仅约为4%。

 

小基站

 

（1）小基站相较传统室内分布系统的优势突出：小基站主要专注热点区域的容量吸收和弱覆盖区的信号增强，信号覆盖范围从十几米到几百米。此前，小基站的应用并不广泛。因5G频段上移，使网络覆盖能力下降，仅凭宏基站难以满足巨大的设备连接数密度、毫秒级的端到端时延等技术和服务需求。目前，80%的数据流量来自室内的热点区，包括办公场地、商场、广场和公交地铁等场景。如营运传统室内分布系统进行室内覆盖则成本太高，且其难以支持3.5GHz及以上的高频或Massive MIMO的要求。由于小基站结构简单、部署和扩容方便，可根据不同的场景（购物中心、校园、公寓、地铁、机场、隧道等）灵活选择不同的商业模式，且其产业链成熟有助于降低部署成本。

 

（2）小基站将逐渐成为5G网络中不同于宏基站的重要增长点：在商业区、景点、交通枢纽类的热点价值区域，用户话务集中、流量需求高，但宏基站难进入。在城中村、别墅区等居民区，基站伪装要求高、部署困难，宏基站的进场也是挑战。在体育场、会展中心等低频热点区域，用户需求具有突发性和不连续性，宏基站覆盖和运营成本较高。小基站体积小、功耗低、部署便捷的特点，非常适合以上三类场景网络覆盖。5G时代“宏基站为主，小基站为辅”的组网方式可望有效解决网络覆盖问题，小基站将成为5G网络后期的一个增长点。目前，小基站市场的主要供应商包括华为、中兴通讯、爱立信、诺基亚、邦讯技术、京信通信等。

 

承载网产业链解析

 

1.光纤光缆

 

（1）光纤光缆及光纤预制棒简介：光纤，完整名称叫做光导纤维，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。目前通信用的光纤，基本上是石英系光纤，其主要成分是高纯度石英玻璃。光纤通信系统，就是利用光纤来传输携带信息的光波，以达到通信的目的。

 

光缆是以一根或多根光纤或光纤束制成符合化学、机械和环境特性的结构。不论何种结构形式的光缆，基本上都是由缆芯、加强元件和护层三部分组成。

 

光纤产业链可归总为光纤预制棒-光纤-光缆，光纤预制棒拉丝制成光纤，光纤加上保护套制成光缆。其中，光纤预制棒是以锗矿石和多晶硅为原料，加入氢气、氦气等，制成的高纯度石英玻璃棒，在产业链利润占比高达70%，是光纤制造的核心，目前我国光纤光缆制造企业超150家，但实现光纤预制棒、光纤及光缆一体化企业仅10家，包括长飞光纤、亨通光电、中天科技、烽火通信等。

 

（2）中国光纤光缆产能增速高于全球，2019年出现产能过剩现象：伴随着2014-2018年中国4G网络和光纤宽带的高速发展，中国光纤光缆产业链也迎来一轮产能扩张。根据CRU统计，2013-2018年，全球光缆产量复合增长率排名，中国高达18%，超过全球平均水平。光棒、光纤、光缆产能规模不断扩大，结束了2016-2018年持续两年多的光纤需求紧张的局面。在全球5G大规模建设启动之际，呈现出产能过剩的情况。截至2019年底，中国企业光纤光缆市场占有率为46%，美国企业市场占有率为15%，日本企业市场占有率为19%。

 

（3）5G对光纤需求的增长或能够带来光纤光缆行业的改善：随着中国光纤宽带家庭覆盖率超过90%，2018年底以来，中国光纤市场需求回落，光纤市场出货量和价格同步下降，光纤光缆行业为期三年的景气周期结束。2020年，随着中国三大运营商加大5G网络建设投资力度，5G成为全球光纤市场增长的一个积极因素。中国工程院院士邬贺铨预测，5G时代所需基站数量将是4G时代的约4-5倍，带宽是4G时代的10倍，5G基站的密集组网需要应用大量的光纤光缆，对光网络提出了更大的需求和更高的标准。国泰君安证券预测，5G对光纤光缆的需求未来3年内至少为4G的3-4倍，将达到6亿芯公里，5G需求将能改善光纤光缆行业周期向下的状况。此外，根据CRU报告，预计2020年全球和中国总的光缆需求量分别为5.1亿芯公里和2.5亿芯公里；至2021年这一数据分别上升至5.6亿芯公里和2.9亿芯公里。

 

（4）具有“棒纤一体化”能力的公司将更有利于在行业中生存：在目前光纤光缆产能过剩的状况下，短期5G建设对于光纤光缆的需求影响并不大。不管是中国还是全球，预计未来2-3年的光缆需求同比增长均为个位数，市场供大于求的情况将继续维持2-3年的时间。国内市场在光缆价格方面将持续面临一定挑战，虽海外市场有一定的发展机遇，但鉴于新冠疫情和中美摩擦影响，且国内光纤光缆企业价格优势不明显，海外市场的拓展仍有难度。总体而言，具有“棒纤一体化”能力的公司将有利于在行业中生存。

 

光模块

 

（1）光模块简介：光模块是用于交换机与设备之间传输的载体，是光纤通信系统中的核心器件。光模块的主要功能是在光通信网络中实现光电信号的转换，主要包括光信号发射端和接收端两大部分。光端机、光纤收发器、交换机、光网卡、光纤路由器、光纤高速球机、基站、直放站等设备的光口板都配置有对应的光模块。

 

光模块发射端的主要作用是将电信号转化为光信号，接收端则将光信号转换成为电信号。同时，发射端与接收端均需与传输介质——光纤对准耦合，才能实现光电信号的收发、转换，这就要求发射端、接收端以特殊工艺分别封装成TOSA（Transmitter Optical Sub Assembly，光发射组件）和ROSA（Receiver Optical Sub Assembly，光接收模块）。一般ROSA中封装有分光器、光电二极管（将光压装换成电压）和跨阻放大器（放大电压信号），TOSA中封装有激光驱动器、激光器和复用器等。

 

图 光模块结构（上）及其简易原理图（下）

 

TOSA、ROSA和电芯片是光模块中成本比重最高的三个部分，分别占35%、23%和18%。TOSA和ROSA中的技术壁垒主要在于两方面：光芯片和封装技术。TOSA和ROSA中的光芯片是光模块的核心元件，成本占比接近50%，且有提升趋势。光芯片分为有源光芯片和无源光芯片。有源光芯片包括发射端的激光器芯片和接收端的探测器芯片。其中，激光器芯片价值占比大，技术壁垒高，是光模块核心中的核心。

 

 

图 光模块成本拆分

 

激光器主要分为EML（电吸收调制激光器，基于磷化铟）、VCSEL（垂直腔面发射激光器，基于坤化镓）、DFB（分布式反馈激光器，基于磷化铟）三种类型。其中VSCEL是面发射型激光，主要用于500米内短距离传输。而EML、DFB均为边发射型，两者区别在于EML为外调制光（由外电路控制激光的通断），而DFB为直接调制（直接控制激光的开关）。EML主要用于远距离高速率传送，DFB主要用于接入网、传输网、无线基站和数据中心等中长距离传输。

 

表 光模块激光器对比

 

（2）国内优势在于器件封装，短板在于高端光芯片和电芯片：国内设备厂商依靠器件封装优势在全球份额世界领先。但目前在技术门槛较高的高端光芯片领域依然落后于国际领先水平，仍由国外厂商主导。高端光通信芯片与器件国产化率不足10%，25Gbps及以上高速率光芯片国产化率更是仅3%左右。目前国内仅拥有10Gbps速率及以下的激光器、探测器、调制器芯片的量产能力，10Gbps速率及以下的国产化率约50%。VCSEL、DFB、EML等高速率芯片仍然严重依赖进口，主要由美国、日本厂商主导。电芯片更是完全依赖进口。

 

在集成后的光模块市场，头部企业的全球市占率较为分散，菲尼萨领先，其2017年的市占率为14.8%；目前国内领先的企业是光迅科技，全球市占率约5.6%，该公司公司10G的DFB和EML均已量产，25G的DFB有望近期实现量产。

 

图 2017年光模块及光、电芯片国产化率情况

 

（3）光模块需适应场景要求进行选择，前传需采用工业级光模块，需求量预计将达数千万量级：由于5G前传、中传和回传在速率容量、传输距离、工作环境、光纤资源和同步特性等方面对光模块的需求不同，同时5G光模块在传输距离、调制方式、工作温度和封装等方面存在不同方案，因此光模块需结合应用场景、成本等因素适需选择。前传光模块由于涉及室外应用，需要工业级光模块（-40-85℃）；中传和回传光模块应用于散热条件好的机房环境，可采用商业级光模块。

 

由于5G基站密度高于4G，5G光模块总需求量预计超过4G，尤其DU可以星型方式连接多个AAU，前传光模块预计将产生数千万量级的需求。

 

核心网产业链解析

 

1.交换设备

交换设备是核心网的基础构件，是IP报文转发的核心，按应用领域可划分为电信网中的路由器和以太网中的交换机，长期以来以交换机和路由器为主的交换设备市场格局稳定，以软硬件一体化的品牌机为主，准入门槛高，客户黏性强，缺乏开放性。

 

2.SDN/NFV

5G核心网最大的变化是引入了SDN/NFV技术，以满足网络切片的应用需求。SDN/NFV把核心网的功能分拆成不同的模块，实现设备的软硬件解耦，以及网络功能的虚拟化和软件化，进而通过软件实现对网络硬件的管理。总的而言，SDN使数据转发和控制设备分离，实现控制面集中管理，将网络变为可编程的开放式设备，可对硬件进行分离管理，提高运营效率。NFV通过X86服务器将各个节点硬件的功能进行虚拟化处理，变为软件化，从而提高数据中心的灵活性，加快部署和升级效率。二者重构了网络架构，改变了网络中设备的表现形态。引入SDN/NFV技术后，5G网络将具备全面的统一管理调度能力，可灵活配置和调整网络资源实现灵活互联，进一步增强面向客户的个性化、定制化服务能力。

 

（1）SDN：即软件定义网络（Software Defined Network），它的重要组成部分来自两个方面：控制面（Control Layer）和数据转发面（Data Layer）；其设计理念是将网络的控制平面和数据转发平面进行分离，将网络管理权限交由控制层的“控制器”负责，从而通过控制器中的软件平台实现对底层硬件的控制和编程，令资源灵活调配。SDN的主要供应商包括华为、思科、Juniper、新华三、Arista、Intel、IBM等。

 

SDN网络中，网络设备仅负责单纯的数据转发，而控制面则通过独立的网络操作系统。这样集中管理的方式，能大幅提升网络资源的分配效率。

 

 

图 传统网络架构和SDN网络架构比较

 

具体看，SDN的核心技术主要集中在三个方面。一是数据转发和控制分离；二是控制逻辑集中；三是网络能力开放。控制逻辑集中主要是在数据转发于控制分离之后，推动控制面向集中化管理发展。网络能力开放主要是集中管理后，采用规范化的北向接口为上策应用提供按需分配的网络资源机服务，进而实现网络能力开放。网络能力开放化可以令网络可编程，使得网络功能向服务化发展。

 

（2）NFV：即网络功能虚拟化（Network Function Virtualization）,是通过使用X86服务器和虚拟化技术将传统网络硬件进行软件化处理，以替换各个节点上昂贵的通信硬件。这是将各个节点上实体设备软件化的一个过程，这些实体硬件设备有路由器（Router）、防火墙、负载均衡器（Load Balancer）等将其虚拟化。将网络功能从专用设备迁移到通用X86服务器上运行的虚拟机中，能加速网络服务的部署效率和降低购置硬件费用。NFV的主要供应商包括思科、爱立信、华为、VMware、诺基亚、HPE、DELL EMC、Juniper、中兴等。

 

（3）伴随着SDN/NFV的引入，交换设备将向白牌化方向发展：SDN/NFV的引入将打破传统交换设备软硬一体化的特性，拉低交换设备的进入门槛，有利于引入新进者。同时，运营商也可以通过对设备供应的规范化，提升在设备产业链中的技术主导能力和议价能力。

 

交换设备白牌化分化出了交换芯片、白盒硬件和网络OS软件三类厂商，提升了SDN控制器和操作系统方案的整体要求，是新进厂商实现弯道超车的重要契机。其中，网络OS厂商在开放体系中具备承上启下的关键地位，将逐步把握产业定价权，纯粹硬件厂商的地位将逐步削弱。

 

5G网络产业市场规模预测

 

（一）5G无线接入网市场规模预测

 

天风证券根据Costa链路衰减模型测算，5G宏基站将至少为4G的1.7倍，微小基站将达2000万座。截至2020年底，国内4G基站达544万座，其中约85%为宏基站，由此预测，整个5G周期，5G宏基站的规模有望达到786万座。2019年，根据工信部数据，全国建成5G宏基站超13万座；2020年，中国移动计划投资新建25万座5G宏基站，中国电信和中国联通计划共建共享25万座5G宏基站，此外，业界预测中国广电有望部署5万座5G宏基站。结合4G周期建设经验，预测5G宏基站将达786万座，各年度新增情况如下：

 

 

图 国内5G宏基站年度新增规模预测（单位：万座）

 

5G宏基站单站价格2019年约30万元，随着产业链成熟，2020年大幅降至约18万元，预计此后仍将逐年递减，但降幅将缩小。由此预测，国内5G宏基站市场空间约为10760亿元。其中，各年度市场空间情况如下：

 

表 国内5G宏基站年度市场空间预测

 

其中滤波器部分，假设每个基站有3面天线，每面天线有64只滤波器，预计5G时代我国共需要15.1亿个滤波器。根据市场数据，介质滤波器2019年单价约为60元/个，假设随着规模量产单价逐年下降10%，到2029年约为21元/个。结合滤波器所需数量和当期单价，预期到2029年，建设5G基站所需的滤波器市场空间约为584亿元。

 

表 国内5G宏基站滤波器年度市场空间预测

 

PCB部分的市场规模为377亿元：

 

表 国内5G宏基站PCB年度市场空间预测

 

5G小基站约2000万座，以1万元/座价格计算，5G小基站市场规模有望达2000亿元：

 

表 国内5G宏基站年度市场空间预测

  

（二）5G光通信市场规模预测

 

光模块方面，结合前述宏基站预测数量，以及光模块的价格、采用的各类型光模块的行业经验等，预计前传市场光模块的需求规模为4716万个，市场空间255亿元；中回传市场光模块需求量1258万个，市场空间384亿元。

 

表 国内5G前传光模块市场空间预测

 

表 国内5G中回传光模块市场空间预测

 

光纤光缆方面，国泰君安证券预测，2020-2022年国内5G对光纤光缆的需求至少为4G的3-4倍，将达到6亿芯公里。参考中国移动2020年7月的光缆集采价格（40元/芯公里），预计2020-2022年5G带动光纤光缆的市场规模将为240亿元。

 

（三）SDN/NFV市场规模预测

 

综合CCW Research、ABI Research等机构预测，我国SDN 2020年市场规模约27.1元，至2023年将增至63.1亿元，CAGR=32.5%；NFV 2020年市场规模约44.1亿元，2022年将增至93亿元，CAGR=45.2%。

 

从宏观角度来看，在政策、市场等利好因素驱动下，中国5G应用有望保持领先。源起基金相信，唯有与产业链上下游合作伙伴携手，才能打造良好的5G产业生态，为数字经济发展注入新动能。

 

源起基金顺应时代潮流，抓住发展机遇，把目光投向了未来产业集聚发展的新高地，充分发挥自身优势，精选5G产业投资赛道，构建多元化、覆盖广的服务体系，以寻求对产业格局及产业生态环境带来改变，为社会创造价值。

 

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