賽迪智庫(kù) 5G終端產(chǎn)業(yè)形勢(shì)分析課題組


2019年6月,工業(yè)和信息化部正式向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照,標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入5G商用元年。截至2019年11月,我國(guó)已開通5G基站11萬(wàn)余座,首批次5G終端旗艦產(chǎn)品已形成規(guī)模量產(chǎn),國(guó)慶七十周年閱兵直播、春晚5G直播、籃球世界杯直播等典型應(yīng)用案例迭出。展望2020年,我國(guó)5G終端整機(jī)形態(tài)逐漸豐富,全場(chǎng)景生態(tài)構(gòu)建刺激市場(chǎng)規(guī)模大幅攀升;5G基帶芯片趨于高度集成化,射頻芯片迎來(lái)旺盛需求;安卓、iOS壟斷操作系統(tǒng)市場(chǎng)格局短期不變,輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)引起進(jìn)一步關(guān)注;國(guó)內(nèi)持續(xù)圍繞重大賽事、醫(yī)療教育、智慧城市等開展終端行業(yè)示范應(yīng)用。
對(duì)2020年形勢(shì)的基本判斷
(一)5G終端整機(jī)形態(tài)逐漸豐富,全場(chǎng)景生態(tài)構(gòu)建刺激市場(chǎng)規(guī)模大幅攀升。在整機(jī)方面,傳統(tǒng)智能手機(jī)、筆記本等終端設(shè)備在性能、續(xù)航時(shí)間等方面逐漸得以技術(shù)優(yōu)化,并趨向同質(zhì)化、進(jìn)入平臺(tái)發(fā)展期。以智能手機(jī)為例,2019年全球智能手機(jī)出貨規(guī)模首次出現(xiàn)下滑現(xiàn)象。但2019年下半年5G商用啟動(dòng)以來(lái),5G終端整機(jī)形態(tài)類型迅速增加。截至11月中旬,GSA統(tǒng)計(jì)全球5G終端設(shè)備形態(tài)已達(dá)14類,具有183款已商用/預(yù)商用的終端產(chǎn)品,包括5G手機(jī)、頭顯、熱點(diǎn)、室內(nèi)/外CPE、筆記本電腦、模塊、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人終端等。
展望2020年,多類型終端形態(tài)的持續(xù)推出有利于打造5G全場(chǎng)景新生態(tài)。在5G大帶寬、低時(shí)延及高可靠、海量連接新特性加持以及新生態(tài)的逐步構(gòu)建與完善中,5G終端形態(tài)及設(shè)備類型將繼續(xù)保持增長(zhǎng)趨勢(shì),終端設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模在2020年將出現(xiàn)新一輪增長(zhǎng)。
(二)5G基帶芯片趨于高度集成化,射頻芯片迎來(lái)旺盛需求。在5G基帶芯片方面,5G多模多頻特性使得芯片集成難度巨大,僅高通、華為、三星、聯(lián)發(fā)科、英特爾、紫光展銳推出基帶芯片產(chǎn)品。2019年,華為、三星、OPPO等首批次商用5G手機(jī)均采用外掛5G基帶的形式支持5G通信。為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備體積與功耗,三星、華為、高通分別推出三星Exynos980、麒麟990 5G及驍龍7系列Soc芯片,其中華為海思麒麟990 5G Soc芯片已商用于華為Mate 30 Pro手機(jī)。在5G射頻芯片方面,5G高頻段對(duì)射頻器件的基礎(chǔ)材料研發(fā)、濾波器及功放等元器件設(shè)計(jì)提出了更高要求。目前,射頻芯片市場(chǎng)主要由美日企業(yè)壟斷,市場(chǎng)份額合計(jì)約97%;相比之下,我國(guó)在射頻芯片產(chǎn)品多集中于中低端領(lǐng)域,尚處于起步階段。2019年我國(guó)從中央到各省市相繼推出5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)實(shí)施計(jì)劃,著重強(qiáng)調(diào)攻克射頻半導(dǎo)體材料研發(fā)與關(guān)鍵元器件設(shè)計(jì)。
展望2020年,隨著終端市場(chǎng)的進(jìn)一步打開,5G基帶芯片和射頻芯片等關(guān)鍵元器的需求將大幅上升。細(xì)分環(huán)節(jié)方面,為降低終端體積、改善終端功耗,5G終端基帶芯片將持續(xù)向高集成度的Soc芯片方向發(fā)展;在央地聯(lián)動(dòng)的政策引導(dǎo)與鼓勵(lì)下,華為海思、紫光展銳、卓勝微、中興微電子等國(guó)內(nèi)企業(yè)有望切入中高端射頻芯片領(lǐng)域。
(三)安卓、iOS壟斷操作系統(tǒng)市場(chǎng)格局短期不變,輕量級(jí)物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)進(jìn)一步引起關(guān)注。在智能終端操作系統(tǒng)方面,谷歌的安卓系統(tǒng)以及蘋果的iOS系統(tǒng)是當(dāng)前主流的兩種智能終端操作系統(tǒng),包括三星、華為、小米、OPPO、vivo等終端操作系統(tǒng)均為基于安卓系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)。截至2019年8月,安卓系統(tǒng)和iOS系統(tǒng)的全球市場(chǎng)占有率合計(jì)超過(guò)97.9%,形成顯著的市場(chǎng)壟斷局面。
展望2020年,新形態(tài)5G智能終端初始布局,安卓和iOS系統(tǒng)分割市場(chǎng)的格局在5G時(shí)代初期將難以打破。但是隨著5G大規(guī)模商用推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增大,能夠連接智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、智能家居等多終端的輕量型物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)也將進(jìn)一步引起關(guān)注,華為、谷歌、三星、騰訊、阿里等國(guó)際知名企業(yè)均在該領(lǐng)域展開積極持續(xù)布局。
(四)國(guó)內(nèi)持續(xù)圍繞重大賽事、醫(yī)療教育、智慧城市等開展5G終端行業(yè)示范應(yīng)用。行業(yè)級(jí)終端是5G與垂直行業(yè)融合發(fā)展的重要切入點(diǎn)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的逐漸完善,5G終端應(yīng)用業(yè)務(wù)逐步向各垂直產(chǎn)業(yè)延伸拓展。2019年,5G行業(yè)級(jí)終端應(yīng)用主要包括國(guó)慶七十周年閱兵5G超高清視頻直播、春晚5G直播、北京世園會(huì)、籃球世界杯等重大活動(dòng)賽事直播,主要面向5G eMBB應(yīng)用場(chǎng)景。據(jù)3GPP預(yù)測(cè),主要面向uRLLC和mMTC工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方向的5G Release 16標(biāo)準(zhǔn)將于2020年3月發(fā)布。
展望2020年,隨著5G第一階段與第二階段標(biāo)準(zhǔn)的全面凍結(jié)以及5G相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步成熟,面向5G三大應(yīng)用場(chǎng)景的行業(yè)級(jí)終端應(yīng)用市場(chǎng)將全面打開,圍繞重大活動(dòng)賽事、遠(yuǎn)程醫(yī)療與教育、智慧交通、智慧城市等多種行業(yè)應(yīng)用將不斷涌現(xiàn),并快速落地實(shí)現(xiàn)。
我國(guó)5G終端產(chǎn)業(yè)發(fā)展
需要關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題
(一)5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施全覆蓋仍需時(shí)間。2019年是5G商用元年,各大運(yùn)營(yíng)商相繼開展5G基站建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)覆蓋地域上,網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域存在較明顯的地域差別,首批開通5G的城市以一線及省會(huì)城市為主。建設(shè)時(shí)間上,5G單基站覆蓋面積較4G基站大幅降低,5G基站密度約為4G基站的1.5~2倍,我國(guó)4G基站建設(shè)周期約4~5年,5G基站實(shí)現(xiàn)全面覆蓋則需要更長(zhǎng)時(shí)間。組網(wǎng)方式上,考慮建網(wǎng)成本等因素,目前多采用NSA組網(wǎng)方案,而具有更優(yōu)帶寬、時(shí)延和海量連接性能的SA組網(wǎng)尚未建成。受5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的影響,5G終端的大規(guī)模商用普及將受到很大影響。2020年,預(yù)計(jì)全國(guó)5G基站規(guī)模超過(guò)60萬(wàn)座,將基本覆蓋地級(jí)市,5G終端商用規(guī)模增速將大大提高。
(二)基帶芯片技術(shù)產(chǎn)業(yè)化有待完善。5G基帶芯片在制程工藝和芯片集成層面,相比4G更為復(fù)雜、要求更為苛刻,目前5G基帶芯片產(chǎn)業(yè)化程度尚不成熟。在制程工藝方面,我國(guó)缺乏先進(jìn)成熟的半導(dǎo)體制造工藝,整體落后于世界先進(jìn)水平兩代以上,且關(guān)鍵半導(dǎo)體裝備及原材料受制于發(fā)達(dá)技術(shù)國(guó)家。在芯片集成層面,5G基帶芯片與處理器、射頻前端電路的整體集成度不高,分散的器件擠壓了終端設(shè)備本不寬裕的物理空間,且較低器件集成度難以優(yōu)化設(shè)備功耗而縮短設(shè)備續(xù)航時(shí)間。2020年,受5G終端規(guī)模上升及設(shè)備成本降低的雙重壓力,加快推動(dòng)基帶芯片產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的需求將愈發(fā)迫切。
(三)中高頻器件發(fā)展存在滯后。與國(guó)外相比,我國(guó)5G中高頻器件在性能和產(chǎn)能上都存在一定距離。在半導(dǎo)體芯片材料方面,GaN等化合物半導(dǎo)體材料和鈮酸鋰等壓電材料領(lǐng)域技術(shù)落后、產(chǎn)能不足。國(guó)外射頻器件巨頭已在射頻器件材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面完成了嚴(yán)密的專利布局,并對(duì)我國(guó)實(shí)施技術(shù)封鎖。目前,我國(guó)射頻通信器件主要面向2G/3G/4G產(chǎn)品,而應(yīng)用于5G終端設(shè)備的體濾波器、GaN功率放大器等關(guān)鍵前沿領(lǐng)域研發(fā)則處于起步甚至空白階段。近年來(lái),我國(guó)在關(guān)鍵中高頻器件領(lǐng)域已展開積極布局,從中央到地方已出臺(tái)多項(xiàng)政策措施。2020年,5G商用規(guī)模大幅上升帶動(dòng)中高頻器件需求大幅上升,濾波器、功率放大器等關(guān)鍵5G中高頻器件將成為我國(guó)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)協(xié)調(diào)攻關(guān)的重中之重。
(四)行業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)不完善。5G行業(yè)級(jí)應(yīng)用的開發(fā)需要基于適應(yīng)5G新應(yīng)用特性的軟硬件開發(fā)平臺(tái)。在基礎(chǔ)軟件開發(fā)平臺(tái)方面,傳統(tǒng)基于宏內(nèi)核的主流操作系統(tǒng)不能滿足5G多場(chǎng)景、多業(yè)務(wù)連接類型的新特性,不能滿足5G高效的軟件調(diào)配要求,以及系統(tǒng)安全要求。在硬件開發(fā)方面,5G醫(yī)療應(yīng)用、5G海量連接工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、5G車聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)級(jí)應(yīng)用均需要低時(shí)延、高可靠特性的硬件開發(fā)環(huán)境。未來(lái)需加快5G行業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)建設(shè),為開發(fā)者提供數(shù)據(jù)互通、工具共享、兼容適配的開發(fā)支撐服務(wù)。
(五)終端應(yīng)用處于商業(yè)探索階段。目前5G終端有強(qiáng)大吸引力應(yīng)用偏少,殺手級(jí)應(yīng)用有待培育。5G商用初期主要提供增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶服務(wù),但需要借助5G大帶寬特性的超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域內(nèi)容制作、分發(fā)能力較弱,并未形成足夠的市場(chǎng)影響力。面向超可靠低時(shí)延和海量連接的應(yīng)用場(chǎng)景的5G獨(dú)立組網(wǎng)尚未完成,終端生態(tài)商用化發(fā)展還需要等待網(wǎng)絡(luò)完善。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的遠(yuǎn)程醫(yī)療終端應(yīng)用,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等多垂直行業(yè)場(chǎng)景的特定場(chǎng)景行業(yè)類終端產(chǎn)品仍需進(jìn)一步技術(shù)驗(yàn)證。2020年,基于5G三大應(yīng)用特性的終端應(yīng)用場(chǎng)景仍將進(jìn)一步探索,較為成熟的商業(yè)應(yīng)用模式亟待確立。
我國(guó)5G終端產(chǎn)業(yè)發(fā)展
應(yīng)采取的對(duì)策建議
(一)突破5G關(guān)鍵核心技術(shù),加快中高頻器件產(chǎn)業(yè)化。加快我國(guó)在5G核心器件半導(dǎo)體材料、集成電路設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體制造工藝等方面的研究,推動(dòng)5G終端核心芯片集成化程度。緊抓5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署的契機(jī),瞄準(zhǔn)射頻前端芯片、濾波器、功率放大器等中高頻器件關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié),加強(qiáng)在材料、制造工藝、毫米波通信等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和前沿布局,引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)及科研院所加強(qiáng)專利族群建設(shè)和專利布局合作,推動(dòng)中高頻器件加速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
(二)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系構(gòu)建。為促進(jìn)5G終端產(chǎn)業(yè)鏈上下協(xié)同,構(gòu)建完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系,應(yīng)從以下幾方面著手:一是鼓勵(lì)5G終端企業(yè)通過(guò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、參股合資、長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作等多種形式,進(jìn)行產(chǎn)業(yè)交流合作,構(gòu)建開放融合、軟硬協(xié)同的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。二是依托國(guó)內(nèi)5G相關(guān)產(chǎn)業(yè)建設(shè)差異化場(chǎng)景,支持5G終端整機(jī)企業(yè)發(fā)揮優(yōu)勢(shì),采用市場(chǎng)化手段帶動(dòng)底層核心器件企業(yè)發(fā)展。三是采取政策扶持、產(chǎn)業(yè)并購(gòu)、資本牽引等方式,鼓勵(lì)有條件的企業(yè)強(qiáng)化橫向和縱向一體化發(fā)展,打造凝聚上下游的平臺(tái)型生態(tài)體系,推進(jìn)5G終端產(chǎn)業(yè)協(xié)同共贏。
(三)加快行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景挖掘,推進(jìn)地方示范基地建設(shè)。加快行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景挖掘,一方面需要鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)制定終端行業(yè)應(yīng)用技術(shù)路線圖以及建設(shè)應(yīng)用場(chǎng)景庫(kù),廣泛征集5G終端典型應(yīng)用案例,針對(duì)多場(chǎng)景、多行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行深度挖掘,固化典型案例,形成可復(fù)制推廣的5G示范性應(yīng)用范例。另一方面,充分發(fā)揮地方積極性,引導(dǎo)地方產(chǎn)業(yè)資金投向“超高清視頻”“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”“智慧城市”“智慧醫(yī)療”及“智慧能源”等5G重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景,促進(jìn)終端產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(四)推動(dòng)消費(fèi)端多形態(tài)終端發(fā)展,加快5G終端普及。推動(dòng)我國(guó)5G終端產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,需進(jìn)一步探索消費(fèi)者新需求,拓展終端新業(yè)務(wù)模式,建立5G終端多行業(yè)產(chǎn)品庫(kù),為各行業(yè)領(lǐng)域提供更豐富的終端產(chǎn)品來(lái)源。打造通用的5G終端標(biāo)桿型解決方案,探索5G與超高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)融合所帶來(lái)的新終端形態(tài)和豐富體驗(yàn),提速5G終端硬件滲透率,優(yōu)化用戶體驗(yàn),培育消費(fèi)者認(rèn)知。