项庄舞剑,意在沛公:华为弯道超车 5G技术领先西方企业1年

2018.12.06
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科技资讯

5G技术快速推进,2019年成业内公认5G元年

按照移动通信十年定律,每隔十年便有新一代的移动通信技术进入商用,2019年有望成为5G元年。2000年12月,日本以招标的方式颁发3G牌照,并于2001年10月由NTT DoCoMo全球开通首个WCDMA服务,标志3G技术进入商用阶段。2009年12月,北欧运营商TeliaSonera率先完成了4G网络的建设,为瑞典首都斯德哥尔摩、挪威首都奥斯陆提供4G服务,标志着4G网络进入商用阶段。从技术发展的路径来看,5G是移动通信技术发展的下一站。

图 移动通信技术发展时间轴

根据全球主流运营商5G商用规划来看,2019年有望成为全球5G商用元年。

图 各国5G商用进度表

Source:网络来源,IKMResearch

目前,我国5G商用牌照还未发放,但国际上已有国家进入牌照发放阶段,全球5G商用化正在快速推进。

图 全球部分国家开始进入牌照发放阶段

Source:IKMResearch,2018.12

根据中国5G发展时间规划,中国“5G技术研发试验”分两步实施2015至2018年进行技术研发试验,融合多种关键技术,开展单基站性能测试;2018至2020年进行产品研发试验,由国内运营企业牵头组织,设备企业及科研机构共同参与。其中技术研发试验划分为关键技术验证、技术方案验证和系统验证三个阶段。

图 中国5G时间表

Source:IMT-2020(5G)推进组,IKMResearch,2018

截至目前,第三阶段NSA(非独立组网)测试已全部完成,同时,SA(独立组网)测试也进程过半。下一步IMT-2020(5G)推进组将继续加快推进系统设备、芯片、终端、仪表的开发和优化,全面开展系统和芯片系统终端的互操作测试。

预计中国2019年将实现5G的预商用,2020年完成正式商用。

图 5G商用时间表

Source:IMT-2020,IKMResearch

 

5G技术为何备受关注:关系物联网发展黄金十年

(1)5G技术的定义与特点

5G即第五代移动通信技术,与4G、3G、2G有所不同,5G并不是一个单一的无线接入技术,也不是几个全新的无线接入技术,而是多种新型无线接入技术和现有无线接入技术集成后的解决方案总称。

相较于传统指标,5G移动通信技术新增加用户体验速率、连接数密度、流量密度和能效四个关键能力指标。具体来看,5G用户体验速率可达100Mbps至1Gbps,支持移动虚拟现实等极致业务体验;连接数密度可达100万个/平方公里,有效支持海量的物联网设备接入;流量密度可达 10Mbps/平方米,支持未来千倍以上移动业务流量增长;传输时延可达毫秒量级,满足车联网和工业控制的严苛要求。

图 5G与4G关键能力对比

Source:IUT, IKMResearch

高速度、泛在网、低功耗、低时延的特点,使得5G不再局限于移动互联网,能够支持物联网,AR、VR、自动驾驶、人工智能等海量的应用,实现万物互联。

 图 5G目标应用场景

(2)5G技术具备开启物联网发展黄金十年能力

5G技术将开启物联网发展时代,同大数据、云计算、人工智能等一期引来信息通讯时代发展的黄金十年。

图 网络发展的三个阶段

Source:网络来源,IKMResearch

物联网市场预计2023年达到7.2万亿元

行业的人口红利时代渐行渐远,且移动互联网的渗透率也趋于饱和的现状看,5G技术的推动下,中国物联网有望得到快速激活。中国产业信息网预计 2020 年全球市场连接数规模将达到 500 亿,中国市场的连接数有望突破100 亿。

Source:产业信息网,IKMResearch,2016

 

思科预计,2020 年全球会有 271 亿台物联网设备联网, 2021 年人均连接设备数将从 2016 年的 2.4 个上升到 3.5 个。

Source:思科,IKMResearch,2017

根据前瞻产业研究院数据,中国物联网行业到 2018 年市场规模将突破 2 万亿元,到 2022 年将接近 7.2 万亿元。

Source:前瞻产业研究院,IKMResearch,2017

车联网价值凸显

根据公安部数据,截至 2017 年底,我国汽车保有量已达 2.17 亿辆。截止到 2017 年末中国车联网市场规模为 115.1 亿美元,预计到 2022 年中国车 联网市场规模将达到 535.3 亿美元,年均复合增长率为 36%。

 

图 预计车联网年复合增长率达到36%

Source:前瞻产业研究院,IKMResearch

根据思科、麦肯锡的预测,至2020年全球物联网连接数将达到500亿,以车联网为代表的高速率应用虽然仅占连接数量的10%左右,但其市场规模则占整个物联网市场规模的44%。

 

5G 给手机产业链带来新机会

2013年12月4日,工信部向中国移动、中国电信、中国联通颁发了4G牌照。2013年12 月当月国内手机出货量中仅0.6%为4G手机,但是一年后的2014年12月国内手机出货 量中4G手机的占有率已经高达70%,2015年12月达到90%。目前国内手机出货量中4G 手机占比稳定在95%左右。

图 国内手机出货量中4G 手机占比稳定在95%

Source:中国信通院,IKMResearch,2018

根据Gartner统计,2018年Q1全球智能手机销量为3.84亿部,同比增长1.3%;Q2销量 为3.74亿部,同比增长2.2%,不过2017年Q4同比下滑5.6%。据中国信通院发布的数据,2018年10月国内手机市场出货量3853.3万部,同比增长0.9%,环比下降1.3%;1-10月同比下降15.3%。

5G技术的落地,手机产业链即将迎来新的发展机遇。

5G技术具备为物联网黄金十年的发展奠定基础的能力。当然,5G落地离不开相关产业链需求带动。5G技术是整个产业链的事情,需要运营商、其他设备厂商和合作伙伴达成共识。

 

(3)5G技术肩负开启千亿市场重任

从过往经验上看,取得移动通信技术的领先具有重要经济意义。2010年,美国在赢得了4G的竞争后,其每年都可以为经济贡献4750亿美元。在2016年,中国移动4G商用2年每年拉动社会消费和投资超过一万亿元。基于工信部2017年统计公报数据,中国国内通信运营业2009~2017的流量收入年均复合增长率CAGR~63%,2017年流量收入占比接近45%,对收入增长贡献率达128%。

图 2001~2017年中国通信行业收入趋势及流量占比提升

Source:产业信息网,IKMResearch,2018.5

现阶段国内外经济形势与2008年金融危机类似,经济面临较大下行风险,以通信为代表的信息基础设施成为主要投资方向,5G肩负拉动十万亿投资重任。

根据Statista预测,2021年5G连接数量将到达2000万,同年5G移动基础设施的支出预计为23亿美元;Research And Markets预测,全球5G市场在五年内将以97%的复合年增长率扩张,到2025年将达到2510亿美元。

根据IHS的估计,到2035年,5G在全球创造的潜在销售活动将达12.3万亿美元。从2020年到2035年,5G为年度GDP创造的贡献达3万亿美元。在2020至2035期间,全球实际GDP平均增速预估为2.9%,5G将贡献其中的0.2%。

图 5G 对全球经济增长的年度净贡献值(十亿美元)

Source:HIS,IKMResearch,2018

到2035年,全球5G价值链将创造3.5万亿美元产出,同时创造2200万个工作岗位。5G价值链平均每年将投入2000亿美元,持续拓展并增强网络和商业应用基础设施中的5G技术基础。

图 2035 年全球 5G 价值链的产出和就业机会

Source:HIS,IKMResearch,2018

 

5G技术获得各国政府重视,中国目前处于第一发展梯队

(1)中国处于5G技术第一梯队,中国技术力量展露头角 

目前全球主要国家均将5G上升到国家意志和战略高度,对5G的重视程度空前。中日韩英等国率先展开5G商用规划,希冀5G成为驱动经济增长的新引擎。

2018年4月,美国无线通信和互联网协会(CTIA)发布的《Raceto5G》报告称,欧洲在2G领域领先世界,日本在3G领域领先,美国在4G领域处于领导地位。而在未来,中国5G有领先的趋势。

处在5G技术第一梯队的国家,分别是中国、韩国、美国和日本。

图 5G技术梯队阵营

Source:CTIA,IKMResearch,2018.4

为了赶上技术发展步伐,中国做出系列努力。在《中国制造2025》中,5G技术处于核心基础地位,2017年3月,5G首次被列入中国政府工作报告上升为国策,成为国家意志体现。

图 中国政府出台系列5G政策

资料来源:IKMResearch,2018.8

 

在3G时代,中国专利占比为15%,主要集中在智能天线部分,商用时间比海外主流国家晚了8年;4G时代,中国专利为31%,包含部分关键技术专利,商用时间比海外主流国家晚4年;5G时代,Polar核心底层取得突破,研发速度上华为、中兴全球领先,商用时间基本与海外同步并实现引领。

图 通信技术发展下中国不断走向产业链上游

Source:网络来源,IKMResearch

从2012~2016年,我国通信设备制造业新产品开发经费、产业研究与试验发展经费年平均复合增长率分别为22%和18%。巨量研发投入直接推动我国专利申请数量大幅提高,2017年我国专利申请总量仅次于美国,华为和中兴则位列全球第一和第二。

(2)各国5G技术竞争加剧,出现“网络国有化”现象

2011年,奥巴马政府出台《网络空间国际战略》,提出要在全球范围内构建“开放、互通、安全和可靠的网络空间”。2018年3月,美国政府却明确提出,要由政府建设、控制网络,民营企业租用政府网络从事商业活动,实现新一代5G网络“国有化”。

在欧洲,英德两国将于明年就5G(第五代通讯技术)进行招标。然而就在2018年11月,美国代表团访问欧洲并明确表示,出于安全的考虑,欧洲作为美国的盟友必须在5G上排除华为。

2018年6月,韩国的最大运营商SK Telecom公布了5G设备供应商的名单,原本最有优势的华为却意外落选,最终由爱立信、三星电子和诺基亚取而代之。

2018年8月,华为被澳大利亚以“安全”为由禁止参与电信运营商5G组网建设。以长期以来,华为一直都是澳大利亚各电信公司的重要供应商,2017年的收入超过6亿澳元(约合4.45亿美元),员工超过700人。华为在澳4G市场的份额约为55%。

 

华为弯道超车,领先西方企业1年,是全球唯一一家真正的5G供应商

(1)华为具备强劲技术实力

2017年华为的电信市场份额从2016年的25%增加到28%,取代爱立信成为第一名,是去年一年全球唯一一家份额获得增长的电信基础设备供应商。

图 1987年至今全球四大设备商营业收入对比(亿美元)

Source:华为、爱立信、诺基亚、中兴,IKMResearch

2017年,华为全球电信基础设备市场占有率达到28%,傲视群群。

图 2017年电信基础设备市场占有率

Source:IHS Markit, IKMResearch,2017

在手机市场,华为以全球10%的市场占有率,位居前三。

图 2017年智能手机市场占有率

Source:IDC,IKMResearch,2017

 

(2)华为技术领先西方企业1年,是目前唯一一家真正的5G供应商

华为在全球赢得了22个5G商用合同,目前5G测试正在全球范围内开展,华为已经向欧洲、中东等市场大规模出货1万个5G基站。11月份末,英国电信网络BT的首席架构师NeilMcRae表示,英国电信真正的5G供应商只有华为,其他公司还需要努力追赶。

在测试阶段,华为遥遥领先竞争对手。

超过20家公司参加了中国5G第三阶段的NSA(非独立组网)试验,包括爱立信,诺基亚上海贝尔,三星,高通,英特尔和罗德与施瓦茨。NSAA测试方面,华为、中兴、中国信科集团完成了非独立组网(NSA)3.5/4.9GHz频段测试内容。爱立信、诺基亚贝尔完成了大部分测试内容。三星开始启动测试。SA方面,测试工作已经完成近半。华为、中国信科集团、爱立信、中兴完成SA核心网测试,华为已经完成SA基站功能测试,中国信科集团、爱立信、中兴基本完成SA基站功能测试。华为为第一家通过中国5G非独立(NSA)核心网测试的厂商。

在合作版图上,目前全球各地共有150多家运营商展开5G测试,与华为合作的达到50家之多。11月初,华为打通了全球首个基于3GPP的5G毫米波商用Firstcall,3GPP的5G毫米波网络与相关产业链已成熟。

(3)华为重视专利申请,引领Polar短码通信标准

华为在欧洲申请专利2390件,其申请量排在第二位,相当于每三个多小时就提交一个专利申请。截止2017年12月31日,华为累计获取专利授权74307件,其中国外48758件,其中90%以上均为发明型专利。截至2018年5月,三星在5G方面拥有1254项专利,三星电子在向欧洲电信标准化组织(ETSI)申报5G标准专利的3GPP成员公司名单中名列第一。

在韩国三大运营商5G设备供应上,系统设备商三星、诺基亚和爱立信获得了SK、KT和LGU+订单,华为获得LGU+5G订单,格局与4G相似,三星份额最高。在重重限制之下,华为仍取得了优秀的订单成绩。对标准的引领是CT、IT领域最核心的无形资产。2018年10月中旬的3GPP会议上,3GPP决定将LDPC确定为5G时代的长码编码方式,短码编码方面Polar胜出。此次胜出是中国第一次实现核心通信标准的引领,而Polar码正是由华为主推的控制通道的编码方式。通俗来说,信道编码类似于运送货物前将货物重新打包固定,防止货物在运送过程中损坏或丢失。经典的方法有汉明(Hamming)、格雷码(Golay)、维特比码(Viterbi)、Turbo、LDPC等。

在Polar码专利建设上,11个引用Polar码专利中的4个都由华为公司提出,而4个专利中更有2个全球专利,华为在Polar方面具备重要影响力。而三星作为通信厂商名列第二。TI和希捷也有相关专利。

 

破局:持续投入研发费用,掌握核心技术

华为历来重视科技投入,每年将10%以上的销售收入投入在研发和创新上面。在研发投入上,华为是世界前50个企业当中唯一的中国企业。2015年研发投入596亿元;2016年研发投入606亿;2017年研发投入900亿元,十年累积研发投入超过3130亿。

根据欧盟最新发布的《2017欧盟产业研发投入排行榜》,华为研发投入排在全球第6,18万名员工中超过8万人参与研发,全球设立了15个研发中心,研究中心分布在中国,美国,加拿大,德国,瑞典,俄罗斯和印度等地。研发中心的设立,紧密围绕全球人才的分布。

图 2017欧盟产业研发投入排行榜

2018年4月,华为表示将在法国东南部城市格勒诺布尔设立在法国的第5家研发中心,主攻传感器和软件研发。根据规划,2020年该中心将拥有30名专门从事传感器和软件研发的研究人员,届时华为在法国的研究人员将达近200人。

持续不断的研发投入,最终奠定了华为傲人的成绩单。

 

即将步入5G元年,全球主要国家对5G的重视程度空前,甚至出现“网络国有化”现象。包括美国,日本,澳大利亚和加拿大在内的七个国家由于国家安全等原因先后拒绝华为进入市场参与5G建设。

但凭借着中国企业过硬的技术实力,印度已开始邀请中国企业进入市场,并为5G设备提供相关的实验解决方案;澳大利亚5G建设一度瘫痪,开始向华为抛出橄榄枝。截至2018年11月,华为在全球已经签署22个5G商用合同,在技术上领先西方企业1年,是目前唯一一家真正的5G供应商,一枝独秀。

随着中国不断走向通信技术产业链上游,势必遇到更大的阻力,华为处于全球5G技术领先地位,在不断保持技术优势掌握核心技术的同时,也面临日益激烈严峻的挑战。

 

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