5G来临,华为凭什么这么值钱?(文末有彩蛋)



2019年已经开启。这一年会发生什么?哪个领域会飞出黑天鹅?楼市会涨还是跌?消费是升级还是降级?贸易摩擦将如何演变?一切充满了不确定性。


最确定的事件,或许只有一桩:5G时代来临。


来源:新财富(ID:newfortune)

作者:张天伦




2019年被称为5G元年,意味着在这一年,5G通信网络开始落地。不过,正如我们在4G启动时,难以料想微信和抖音会如何深入我们的生活,这个技术层面的革新今天也最容易为公众所忽视,虽然,它可能会极大程度影响我们未来十年的生活和投资。


如果说2019年有着康波周期中离我们最近的发财机会,这个机会大概率会与5G有关。由此不难理解,何以2018年12月华为CFO孟晚舟在加拿大转机时被扣留一事引发了市场对华为乃至中国5G进程的担心。


那么,5G进程将会如何展开?5G产业链上,有哪些值得把握的机遇?华为所代表的中国企业在其中占据怎样的地位,有哪些竞争优势?


我们且从5G时代会有哪些大变化说起。


01

5G时代的崭新场景:VR/AR、车联网落地


5G被称为万物互联的开端。相较于4G网络而言,5G网络将带来三个方面的提升:高速率、大容量、低时延。


国际电信联盟(ITU)用三个主要应用场景来定义5G所带来的技术提升:增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)和超高可靠低延时通信(uRLLC)。


表1:5G 相比 4G 的断代式需求指标

资料来源:ITU


表2:5G关键应用场景指标

 资料来源:中国信通院


具体到不同的应用场景来分析,就是说——


eMBB主要面向超高清视频、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)、高速移动上网等大流量移动宽带应用,是5G对4G移动宽带场景的增强,单用户接入带宽可与目前的固网宽带接入达到类似量级,接入速率增长数十倍,对承载网提出超大带宽需求。


mMTC主要面向以传感和数据采集为目标的物联网等应用场景,具有小数据包、海量连接、更多基站间协作等特点,连接数将从亿级向千亿级跳跃式增长,要求承载网具备多连接通道、高精度时钟同步、低成本、低功耗、易部署及运维等支持能力。


uRLLC主要面向车联网、工业控制等垂直行业的特殊应用,要求5G无线和承载网具备低时延和高可靠等处理能力。


以eMBB应用场景中的VR/AR为例,目前的4G网络仅可以支持原始的VR/AR应用,由于传输速率无法达到VR/AR的需求,所以,用户在使用VR/AR产品时,总是会遇到图像、视频质量还原度不高以及延迟性过高等问题,破坏体验感,以至于目前VR/AR设备仍然处于不温不火的状态。而5G网络的峰值速率是4G网络的20倍,这给VR/AR产业带来了极大的想象空间。例如5G时代,可以通过VR来实现体育赛事和演唱会等大型场景的现场直播,以及通过AR技术将导航地图与实时路况等信息投射在驾驶员眼前的挡风玻璃上等等,而像电影《头号玩家》中逼真的虚拟场景,或许也能在5G时代中得以实现。


再以同时依靠mMTC和uRLLC应用场景的无人驾驶/车联网为例,无人驾驶/车联网对于数据处理的要求较为特殊。


一是要求低时延,例如时速为60km的汽车在50ms(毫秒)时延内将开出1m远,如果时延为1ms,则车辆移动距离仅为1.6cm,安全性大幅提升。二是要求高可靠性。基于5G网络,车联网V2V通信的最大传输距离大约为1000m,有效解决了传统通信中短暂、不连续的连接问题;而1Gbit/s 的高速链路数据速率,使车与车、车与移动终端之间在更高的时速下依然能保持通信质量(支持最大的行驶速度350 km/h的车辆)。


中国联通数据显示,随着5G网络的初步建成,预计2020年,车联网全球市场规模将突破6500亿元,渗透率超过20%,而到了2025年,随着5G网络的成熟,车联网的全球市场规模将突破16000亿元,渗透率超过65%。


表3:5G车联网与当前车联网的比较

 

资料来源:网络信息安全学报


由此可见,5G网络一方面可以为现有的产业提供更广阔的平台,另一方面能催生出更多崭新的应用场景。


而据中国信通院发布的《5G经济社会影响白皮书》预测,2030年5G带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3万亿元和10.6万亿元。在直接产出方面,按照2020年5G正式商用算起,预计当年将带动约4840亿元的直接产出,2025、2030年将分别增长到3.3万亿、6.3万亿元,十年间的年均复合增长率为29%。在间接产出方面,2020、2025、2030年,5G将分别带动1.2万亿、6.3万亿和10.6万亿元,年均复合增长率为24%。


所以,5G是各行业进入数字化革命时代的良机,有望促进所有产业的发展模式从量到质的转变。各国政府也越来越清晰地认识到,谁先抓住5G的应用落地机遇,谁就能够把握产业升级的关键。


02

5G标准:从编码之争看中国企业崛起


5G既然如此重要,那么,错失了过往机遇的中国企业,是否能在这一代移动通信技术中占得先机?


先来看5G技术的落地流程。


首先,在5G网络建设之前,一般会先由通信标准制定的组织,包括联合国的国际电信联盟(ITU)以及3GPP(通讯标准化机构)产业联盟,提出关键性能指标,并一起制定相关标准。


其次,再由设备商根据网络性能要求进行关键技术的研发验证。当标准正式冻结,各国家和地区才根据自身市场需求发放商用牌照。


最终,5G进入建设期,设备商生产符合统一标准的商用设备,运营商采购设备商的设备并开始部署网络。


俗话说三流企业做产品、二流企业做品牌、一流企业定标准。不断积累实力的中国企业,在此次5G标准的制定上,已经具有一定的话语权。


5G标准的编码和调制是无线通信技术中最核心最深奥的部分,体现着一个国家通信科学基础理论的整体实力。在5G标准制定之前,各个企业都针对标准做了大量的研发,例如华为主推Polar码方案,是因为其在此编码上积累了更多的专利。


在2016年两次3GPP会议中,5G数据信道编码采用了由高通主推的LDPC码方案,5G控制信道编码采用了由华为主推的Polar码方案。


表4:5G标准方案情况

资料来源:新财富根据公开资料整理


在3G、4G时代,最底层最核心的编码方案还都跟中国无关,所以,此次由华为主推的Polar码方案能够作为控制信道编码的标准,不仅表明了中国企业在全球通信行业中已经占据了一席之地,更大的意义在于华为已能够收取一定的专利费用。


对于各大企业而言,能够靠专利吃饭是一件幸福的事情。以高通为例,由于其研发的CDMA技术成为3G标准基础,所以高通可以依靠其所拥有的CDMA专利收取大量的专利费用。高通发布的2017年财报显示,其全年营收223亿美元,其中技术授权业务营收为64.45亿美元。正因如此,5G标准被誉为通信技术的皇冠。


随着5G第一个版本标准R15的冻结和封版,从各家公司向ETSLI(欧洲电信标准化协会)声明的5G Polar专利情况能够看到,华为排名第一,在相关专利数中占据了49.5%的比例,爱立信排名第二,占据了25.2%。


表5:5G Polar专利统计和分析表

资料来源:新财富根据公开资料整理


但是在LDPC码的专利上,以美国为首,有4579件,中国有910件,欧洲有442件,日本有471件,韩国有447件。从全球5G技术专利分布来看,美国约占60%,其次是中国。


中国企业在5G标准上虽然成果丰硕,不过依然有巨大的前进空间。


03

商用在即!中美两国5G投资领先全球


目前,5G网络标准的第一阶段3GPP R15标准已于2018年6月完成,意味着eMBB网络的建设将正式开启。该阶段完成了5G独立组网标准(SA),加上2017年12月冻结的非独立网标准(NSA),5G第一阶段全功能标准化工作基本完成,所以,5G网络也在2018年6月份后正式进入建设期。


而5G网络标准的第二个阶段R16标准的制定,预计2019年12月完成,该阶段将全面支持eMBB、uRLLC、mMTC 三大场景,完全满足ITU的要求。


在第一阶段标准落地后,各国都加快了5G网络的建设进程,而不同国家选择的方案也有区别。


从全球来看,各个国家的5G进度不在一个起跑线上,并且韩国、美国与中国的技术路线也不尽相同。从5G频谱分布来看,高频段相对于低频段而言频率更高、传输速率更快,但信号波长却更短,同时穿越障碍物的穿越能力更弱,所以运营商在高频段网络的建设上,所要求的基站数量更多,花销更大。正因如此,目前各国运营商在频段的选择上均以中低频段网络入手。而在5G网络的建设上,也有NSA(非独立)组网以及SA(独立)组网两种方式,其中,NSA组网是对4G基站进行升级,从而兼容5G核心网,这样对于运营商而言一方面可以节省开支,另一方面部署相对方便,利于迅速推入市场,抢占用户。而SA组网则是建立全新的5G基站,虽然性能更强,但是资金开支相对较高。5G需要统筹考虑涵盖低、中、高频段在内的全频段组网方式,即低频段作为覆盖层提供广覆盖和深度覆盖,中频段作为连续的容量层,而高频段作为热点容量层解决容量需求。目前3GHz以下的低频段可以满足广域和深度的覆盖,能满足mMTC场景需求;3GHz至6GHz之间的中频段可以满足uRLLC场景需求;6GHz以上及24GHz以上高频段具有大带宽及极高的传输速率,可以满足eMBB场景需求。


目前,韩国以NSA组网,兼顾中频段(3.5GHz)和毫米波频段,AAU以32通道为主,目前以3.5GHz为主,2018年的总体建站量预估已经超过2万站,且2018年12月1日已经宣布5G商用,对全球具有典型的示范意义。


美国也以NSA组网,目前主要聚焦在毫米波频段,应用场景主要是家庭无线宽带,不过T-Mobile也在采用中低频段进行建网,包括600MHz和2.6GHz。


中国预计将以SA组网为主(初期为保证进度,部分城市可能会采用 NSA),一段时期内将完全以中频段为主(2.6GHz 和 3.5GHz),2019年将试商用,届时建站规模可能达到全球第一。因此,不论从技术示范还是产业化推进,中国市场都举足轻重。


图1:各国5G商用时间表

资料来源:招商证券研究所整理


从进程来看,2018年12月1日,韩国三大运营商SK电讯(SK Telecom)、LG Uplus、韩国电信(KT)已开始提供实时商业5G服务。这是全球首例5G商用服务,第一批应用5G服务的地区为首尔、首都圈和韩国六大广域市的市中心,以后将陆续扩大范围。


而美国也将紧随其后,当地第一大运营商AT&T宣布在2018年12月21日提供商用5G网络服务,但是暂不支持手机使用。


中国5G商用将按照“大规模组网试验-预商用-区域商用-全面商用”的顺序循序渐进,计划在2019年预商用,2020年实现商用,但不排除2019年在部分城市提前商用的可能。


CCS Insights最新研究报告指出,美国将成为5G发展先驱,但中国将迅速主宰5G连接市场。美国、韩国和日本将于2019年发布商用5G服务,随后是西欧。中国不会成为首个5G推动国,但是2021年中国5G终端连接数将达到1亿个,并在2025年达到10亿个,占全球5G连接的40%。

而在5G建设上,根据IHS的研究成果,预计美国和中国的5G投资将领先全球,约占全球5G投入的28%、24%。除中美两国之外,日本、德国、英国、韩国和法国的5G投入领先于其他国家,世界其他地区的5G投入占比仅为23%。


基于5G主题,国金证券分析师梳理了通信行业未来的三大波投资机会。


第一波为5G网络的建设期,主要由运营商投资驱动,重点看运营商资本开支走势和结构变化。


第二波则由消费者消费驱动,重点看龙头终端企业供应链价值分布,例如5G手机、VR/AR等终端设备。


第三波由企业和行业投资驱动,重点看大颗粒行业如互联网、制造、能源、电力等行业数字化进展和龙头企业投资走向。


目前,第一波投资机会正向我们走来,而以华为为主的主设备商在其中扮演着重要的角色。


图2:5G主题下的三波投资浪潮

资料来源:WindQualcomm、运营商年报、华为、国金证券研究所


04

全景解读5G产业链

中国企业孰优孰劣?


通信主设备供应商处于整个5G产业链的中游。在其上游的是元器件、天线、光模块等核心器件配套厂商,而其下游则是各国的电信运营商。以华为为代表的通信主设备商含金量如何,我们且做分析。


图3:设备商占据核心产业链位置

资料来源:招商证券整理


1.下游:运营商财务压力大,设备性价比成其考量核心


要分析通信主设备商,首先应分析其客户——运营商。


运营商作为网络服务的供应商,也是通信网络市场最主要的采购者,运营商的资本开支(capex)决定着网络建设的投入。在5G网络建设产业链中,运营商的资本开支以及开支结构的变化,也是观察通信网络建设强度的最直观指标。


全球来看,电信运营商的2018年资本开支已经回暖,移动网投资支出已经开始增长。OVUM数据显示:2018年全球电信运营商的capex预计为3110亿美元,较2017年增1.6%,2019年预计为3130亿美元,较2018年微增0.6%。2019年之所以增速不高,主要原因是5G尚处于商用前期,全球仅部分国家会推出5G试商用/商用网络,预计2020年起capex将开始加速。


从中国移动通信网络发展进程来看,当前正处于4G建设周期的尾声。三大运营商资本开支总和在2015年达到峰值之后,于2016年和2017年连续两年下滑。根据年初运营商规划,预计2018年全年资本开支总额为2911亿元,同比2017年实际完成值下滑5.6%,为4G周期最低值。


图4: 三大运营商资本开支(单位:亿元)

资料来源:Wind


回顾近十年的运营商资本开支进程,2009-2013年是中国3G网络建设周期,其资本开支呈上升趋势,三大运营商capex合计投入15878亿元,年平均投资额为3176亿元;而随着4G牌照于2013年12月4日正式发放,2014年中国进入4G快速建设周期,投资额逐年快速提升,截至2017年,三大运营商4G累计capex投入14593亿元,年平均投资额为3648亿元。


借鉴过往经验,若以2020年实现5G商用为目标,运营商将会在2019、2020两年逐步扩大资本开支规模,由于5G将支持更多场景并铺设三层网络,所以建设阶段的生命周期会较4G更长。根据信通院测算,我国5G在商用后的第四年(2023年)网络设备支出达到最大,之后开始下降。如果考虑更长的生命周期,预计5G建设周期的十年内,运营商用于网络设备的支出将达到2.64万亿元,其中大规模建设在2020-2025年之间,2021年和2022年将是高峰期。


表6:三大运营商5G推进计划

资料来源:新财富据公开资料整理


而2011年以来,运营商财务压力较大。长周期看,由于人口红利基本结束,流量变现的商业模式受到OTT厂商(Over The Top,指互联网公司越过运营商,发展基于开放互联网的各种视频及数据服务业务,比如即时通讯业务)冲击,导致运营商的收入增长持续低迷,利润水平也进入下降的通道,但资本开支却保持了刚性,这导致运营商的财务压力较大。


所以,对于全球的运营商而言,通信主设备的性价比是它们所要考虑的核心要素。目前,华为5G技术相比较其他设备厂商,在将多种技术集成到小型节能设备方面取得了很大进展,并已经将人工智能引入到网络运维中,从而能最大限度降低移动网络运营商的运营成本。


据中信建投发展研究部预计,到2025年,中国5G总投资将达到11575亿元,较4G投资增长55%,其中基站设备投资占比最大,为45%,传输设备、光模块、基站天线的投资占比分别为22%、4%以及3.7%,而小基站的投资相较于4G时代将增长772%。


图5:5G各产业链环节投资占比(单位:亿元)

 

资料来源:wind,中信建投


2.中游:主设备商寡头垄断,中国占据半壁江山


近20年来,通信主设备产业的主要玩家已经从1998年的10家收缩到2017年的4家,目前主要由华为、诺基亚、爱立信以及中兴四分天下,而三星以及中国的信息科技集团也将加入到通信主设备产业的竞争。


根据中信建投证券研究所统计:通信设备产业的收入规模已由2000年的1632亿美元减少至2017年的1175亿美元,产业规模萎缩了28%。但从业人数却从2000年20万人左右,上升到2017年的40万人左右,供给相对过剩。所以5G周期来临之前,在产业增长乏力的大环境下,各个通信设备商比拼的是成本和效率,而这也给中国企业的崛起创造了良好的机会。


图6:全球主设备商市场份额变化

 

资料来源:ovnm,申万宏源研究


根据4家主设备商2017年年报数据,华为2017年运营商业务收入达2978亿元,诺基亚达1806亿元,爱立信达1014亿元,中兴通讯达638亿元。


在四大通信设备商中,爱立信的主要营收来源于北美地区,占比一直在20%以上,而随着华为、中兴的崛起,爱立信在以中国为主的亚洲东北部收入逐步减少,近年来爱立信已经从传统的通信设备商,变身为集专业服务、支撑方案、视频服务于一体的综合型厂商,传统通信设备商业务持续下滑。而诺基亚在2016年完成了对阿尔卡特朗讯全球业务的收购,2017 年并表后的诺基亚超越爱立信,成为全球第二大通信设备商。在并表阿朗后,诺基亚在北美和欧洲的收入占比逐步提升,目前北美已经是爱立信和诺基亚的主战场。


图7:四家全球电信设备商区域收入占比

资料来源:中兴、华为、爱立信、诺基亚2016年报,WIND,海通证券研究所


而与爱立信以及诺基亚的收缩不同,中国企业的竞争力在近几年迅速提升,而这样的提升不仅仅是从市占率上,更是从研发上体现。2017年,中国通信专利在全球通信专利中的占比达35%左右,成为全球通信专利增长最快的国家。专利的提升也使得中国企业在国际市场上的话语权不断增强。


图8:中国厂商通信PCT专利申请量快速增长(件)

 数据来源:wind,财通证券研究所


截至2018年10月,5G技术研发试验的第三阶段已经完成,在NSA测试方面,华为通过第三阶段全部测试,而中兴除R16以外也全部完成测试;在SA测试方面,华为也已通过除SA外场外的其他测试,这代表中国业者在通讯技术的研发与测试实力跟过往3G、4G竞赛相比已大幅提升,也代表这次测试为中国的5G测试与之后商转奠定了良好基础。


图9:5G NSA第三阶段测试完成情况

资料来源:光大证券研究所


图10:5G SA第三阶段测试完成情况

 资料来源:光大证券研究所


根据华为的最新声明,目前不论是在技术还是商用上,其都处于业界领先地位,而且是行业内唯一能够提供端到端5G全系统的厂商。截至目前,华为已经签订了25个5G商业合同,与全球50多个商业伙伴签署了合作协议,5G基站发货数量超过10000个,在业内遥遥领先。2019年上半年,华为将发布5G智能手机,并将在2019年下半年实现规模商用。


我们再具体深入到华为的产品端来看。


从下图可知,5G网络的主要设备包括传输设备和无线设备。首先“5G投资,传输先行”,即无线通信网络的底层是有线传输网络,因此在5G建网过程中,传输主设备商会率先受益,网络建设的投资时钟将按照“光纤光缆链路—传输网—无线网”的投资顺序进行。传输设备在5G投入中的占比将达到20%左右。


图11:5G产业链投资图谱

 资料来源:中信建投证券研究发展部


而作为5G投资中的大头,无线接入网(RAN)至少占总投入的 50%-70%。无线接入网由大量的基站组成,这部分也是传统电信设备商主要的收入来源。5G的基站布局又分为宏基站和小基站,其中宏基站主要解决的是大面积广域覆盖,小基站解决的是宏站覆盖盲区以及热点地区的大流量应用。


目前,5G宏基站和小基站主要由华为、中兴等设备商设计制造,而在传输主设备上华为也占据了一定的份额。而像传输设备以及基站设备中的某些功能模块,如天线、射频器件和光模块,则由上游供应商提供,此外,运营商也会直接从其他厂商采购光纤和小基站。


在中信建投的测算中,基站设备与传输设备在5G的投资规模合计达到7810亿元,占5G总投资规模的67%。


如上文所言,5G的基站布局分为宏基站和小基站,其中,宏基站主要解决的是大面积广域覆盖,小基站解决的是宏站覆盖盲区以及热点地区的大流量应用。由于5G使用的频段要高于4G,所以理论上传播距离将比4G缩短29%。此外,为了保证网络速率和可靠性,基站的覆盖密度将会加大。而5G时代的一大特征是网络覆盖将从室外走向室内,因此,小基站的地位将得到提高。根据中信建投预计,5G时期对小基站的投资要比4G时期高出772%。


而据中国联通预测,5G 时代的宏基站建站密度至少为4G时代的1.5倍,高于中信建投所预测的1.3倍。截至2017年12月,我国4G基站建成数量约为328万个,则5G宏基站至少将建设492万个,加上新增的小基站,基站总数有望迎来突破式增长。


“宏站 小站”的建站方式,大幅增加了对基站数量的需求,基站设备商有望再度受益。特别是小基站由于技术比较复杂,维护成本高,所以如华为、中兴等大公司将更具优势。


按照Dell’Oro Group披露,2017年全球基站设备中,华为、爱立信、诺基亚、中兴通讯、三星市占率分别为31%、29%、24%、9%、4%,合计占比达97%。


图12:基站设备商市场份额

数据来源:Dell’Oro Group,东方证券研究所


而传输网是通信网络的重要组成部分,是用作传送通道的网络,一般架构在交换网、数据网和支撑网之下,用来提供信号传送和转换。在5G时期,传输网需求相较于4G有很大的不同,例如大带宽需求、低时延需求以及网络切片的需求,这些新增需求的变化将带来5G传输设备的升级。


而随着技术的革新,其配套传输设备也需要产生相应变化,一方面是传统PTN/IPRAN设备向SPN/MOTN/IPRAN进行演进,另一方面是波分OTN设备进一步下沉。


传输网的网络架构可以分为3个层次,分别是:接入层、汇聚层和核心层。以《5G承载需求白皮书》的模型为基础,若按中国联通对宏基站数量预测,492个宏基站将对应的接入层设备、汇聚层设备以及核心层设备将达到492万、61.5万、10.3万个。而根据市场调研,接入环25G传输设备价格8万元左右(2个25G端口),汇聚环100G传输设备价格约30万元(下行2个25G,上行2个 100G),核心环200G传输设备约100万元(下行2个100G端口,上行2个200G端口)。按此估算,在未来5年内,5G传输设备总投资将达到6811亿元,远超中信建投的预测。但是在运营商和设备商的建网方案还未确定的情况下,很难有准确的预算,而且设备单价也会随着生产线的增加而降低。


而从市场份额来看,根据2017年《全球光通信最具竞争力企业》调查,前五大厂商占据了全球73.4%的市场份额。中国厂商华为、中兴和烽火占据其中三席,成为全球光通信领域的中坚力量。


图13:2017年全球光通信传输和接入设备市场份额

数据来源:全球光通信最具竞争力企业、东方证券研究所


其实除了基站设备、传输配套设备外,主设备商也会涉及到其他的细分领域,例如华为目前已经是全球最大的基站天线供应商。


图14:2017年全球各基站天线厂商发货量占比

 

资料来源:EJL Wireless Research,安信证券研究中心


在5G时代,由于技术壁垒的提升,如光模块、射频器件等或将直接在主设备商环节集成,由主设备商打包卖给运营商,因此,5G时代主设备商在产业链中的话语权更强。所以,主设备商所提供的设备不仅关系到各国5G网络的建设进程及质量,同时还将对上游的核心器件企业的业绩产生直接的影响。


如今,无论是在无线设备还是传输设备,华为以及中兴都占据了不小的份额,作为运营商端对端设备的最终提供者,华为可以通过其主设备深度参与到各个国家的网络建设。


但自贸易摩擦事件之后,美国对中国企业的调查、限制事件时有发生。同时,中国通信设备商的5G全球扩展也面临了更多的困难,例如“五眼联盟”中的美国、澳大利亚、新西兰及英国均有禁止当地运营商采购中国通信设备商的设备或部分设备。2018年11月28日,新西兰政府通讯安全局局长以“对国家安全构成重大风险”为由,否决了新西兰电信运营商SparkNewZealand拟使用华为5G设备的提议。12月5日,英国BT拟将华为设备从4G核心网上剥离,并拟不让华为为其5G核心网进行投标。而据美国《华尔街日报》报道称,美国政府正试图说服盟国的无线及互联网提供商,避免使用华为的电信设备,对于德国、意大利和日本等广泛使用华为设备的盟友,美国官员已将他们认为存在的“网络安全风险”告知这些国家的官员和电信高管。


虽然华为在美国被封杀,华为轮值董事长胡厚崑在2018年12月18日召开的一次国际媒体新闻会上表示,“在美国华为设备使用接近于零,拿什么证明华为设备是不安全的呢”,不过,在其他国家,华为5G业务不断拓展。


根据华为的最新声明称,目前华为在德国的业务正常进行,而且也在积极参与法国各大运营商的5G建设。在日本,华为也正在积极参与运营商的5G标书和实验局测试。虽然新西兰政府对运营商提交的5G方案有些不同意见,但是监管流程尚未走完,客户均表示正在与政府斡旋,与华为的合作并没有终止。


2018年12月18日,根据《印度时报》网站报道,印度已经准许华为参与该国的5G测试而在此前印度政府最初发出5G网络建网邀请时,华为并不在受邀之列。


12月24日,英国电信首席网络架构师尼尔·麦克雷曾公开宣称:“华为是目前唯一一家真正的5G供应商”。与此同时,英国的三家运营商宣布将使用华为5G设备,总价达173亿元人民币,英方已经在对华为的设备进行测试,更会用华为设备部署在伦敦的基站。此外,英国第二大电信运营商O2的发言人还表示,只要运营商能够提供好的设备他们就会与其展开合作,因为这样可以给用户带来更好的上网体验,这无关于政治因素。


进入2019年,华为与意大利运营商TIM进行5G测试,速率达到2.7Gbps。而在全球合作伙伴中,华为与日本第一大运营商NTTDocomo的5G测试成果最为显著,速率达到4.52Gbps。与此同时,美国运营商AT&T5G试商用速率仅为195Mbps,与华为在日本所测试的结果相比慢了足足23倍,也因此饱受美国用户诟病。


由此可知,技术和口碑才是最好的通行证。


3.上游:国产替代进行时,芯片部分仍有大量空白


5G产业链的上游,一直是中国通信企业中最薄弱的一环。总体来看,虽然华为、中兴已经站稳了产业链的中游位置,但是在拆分完其产品的构成后发现,芯片仍然是上游产业链的最大痛点。如果上游芯片的供应受到影响,那么主设备商的生产进程将会终端,进而波及到整个通信行业。


经过多年的研究和发展,目前中国在通信基带芯片、射频器件、光芯片等领域均已经取得突破,逐渐开始实现国产替代,但目前来看,无线网络设备板块的高速 ADC/DAC、高性能锁相环、PA、FPGA;传输设备板块的高速光芯片、中高端光交换芯片;数据通信设备板块的高端路由器、高速接口芯片;手机终端板块的射频功放及滤波器,都高度依赖于美国厂商。


由下表可知,除了移动终端以及核心网络设备的部分芯片产品占有率超过10%以外,大部分国产芯片的市场占有率统统为零。整体而言,通信行业约有60%零部件采购来自国外,其中来自美国的零部件占比35%左右。2016年中国进口芯片总额高达2601亿美元,连续三年超过石油与大宗商品成为我国第一大进口商品。


图15:几类芯片应用领域与国产化率

资料来源:国际半导体产业协会,太平洋证券研究整理


例如在光通信设备方面,我国企业对进口芯片依赖度依然较高。在光通信设备中,光器件及光芯片是光通信企业的技术核心。目前,光通信器件及芯片市场规模约105亿美元,其中光传输是最大的市场,市场容量约50亿美元,而光接入的市场容量约为10亿美元。光接入和传输设备主要实现光信号的接入、传输以及路由等功能,设备与设备之间通过光模块与光纤光缆连接。我国在这两个领域对外大量依赖高速光芯片、中高端光交换芯片。例如在激光器芯片中,我国仅有光迅科技在10G DFB和EML具备规模量产能力,而在25G以上的高速激光器技术中仍是空白。


图16:2017年光模块及芯片国产化率现状

数据来源:《光电子器件产业发展路线图(2018年—2022年)》、东方证券研究所


正因如此,在华为的供应商名单中,美国企业的占比超过1/3。2018年11月7日,华为在深圳举办“2018华为核心供应商大会”,并且首次对外公布了所有核心供应商的名单,其92家核心供应商遍布全球,其中来自美国的厂商数量最多,达到33家,包括英特尔、高通等;中国内地厂商有22家,位列第二,日本11家,中国台湾10家(表7)。


表7:华为92家核心供应商全名单

资料来源:网络


虽然中国在上游的设备上依然被美国企业卡住脖子,但是在通信领域上的进步依然不能忽视。中国IMT-2020(5G)推进组跟信通院的资料显示,在5G标准上,目前中国在3GPP担任关键职位的有30余个,投票权超过23%,文稿数量30%,主导项目占比40%。尤其在无线灵活系统设计、无线基础技术、新型网络架构和大规模天线等关键技术标准制定上均做出重要贡献,因此,中国通信与通信设备业者在5G的技术发展上已具有重要的影响力。


而中国企业能够取得如此快速的进步,与自由贸易的大环境有着密不可分的联系,中国企业与海外企业的关系也日益紧密。以华为为例,2018年,英特尔与华为在5G芯片的测试上就有过多次合作,合作的目的除了确保之后调制解调器芯片与华为的通讯设备连线顺畅外,也可增加之后与华为在5G相关产品的合作机会。而在华为看来,与英特尔合作不仅可以吸收到更为优良的技术,更可以缩短与高通之间的差距。由此可见,在全球化的世界中,完全自给自足是不现实的,维持良好的供应商关系,掌握核心供应商的资源也是实力的一种体现。


但是,只有突破制约发展的关键技术,中国才能在竞争中处于更为有利的位置,所以,自主可控的需求仍然强烈。


05

海思——华为的底气


2018年三季度,华为手机销量达到5200万台,市占率达到14.1%,位居全球第二。当年12月25日,余承东表示2018年华为智能手机发货量(含荣耀)已经突破2亿台。


在华为2017年的年报中,虽然运营商业务仍然是其最核心的业务,营收占比达到49.34%,但是其消费者业务收入也达到2372亿元,在在总营收中的占比提升至也达到了41.66%,同比增长32%,其中智能手机发货量超过1.53亿台,增速迅猛连续六年稳健增长。


而在目前的国产手机市场当中上,虽然华为处于领先的位置,但是小米、OPPO以及vivo等国产品牌与华为的差距并未被拉开,其中小米和OPPO在2018年三季度中的市场份额均为9%,vivo以8%紧随其后。但是与这些国产厂商不同的是,华为手机搭载的SoC芯片(系统级芯片)是由其全资控股的海思半导体自主研发的麒麟芯片——这意味着华为在手机芯片上掌握着属于自己的核心技术。


2018年9月5日,华为最新一代智能手机芯片麒麟980正式亮相。此次麒麟980芯片拿下六项“世界第一”:


全球首个商用7nm手机SoC芯片

全球首个Cortex-A76 Based CPU

全球首个双核NPU

全球首个Mali-G76 GPU

全球首个1.4Gbps Cat.21 Modem

全球首个支持2133MHz LPDDR4X的手机SoC芯片


那么在这块芯片之中,华为自主研发的成分又有多少


首先,一块完整的SoC芯片包括了进行信号处理的基带芯片,进行数据处理的CPU,进行图形处理的GPU,进行图像处理的ISP,音频处理的DSP等等,将这些东西封装在一块芯片上,就是SoC芯片。简单而言,SoC芯片是一块高度集成的手机处理芯片,由于其构成复杂,所以绝对独立的研发在SoC芯片上是并不存在的,更多的是基于自身的研发上,在通过与其他供应商的合作,最终完成整个SoC芯片的设计。


目前,全球能够自主完成手机芯片设计的手机企业,只有华为、三星、苹果三家,若是算上通讯基带芯片,能完整设计整个手机SoC的企业只有三星和华为。而作为通讯基带芯片的龙头,高通也是通过其基带技术上的优势占据了手机芯片市场的半壁江山,Counterpoint Research发布的2017年第三季度 SoC市场份额报告显示,高通以42%的份额排名榜首,而苹果、联发科、三星以及华为紧随其后,分别占到总份额的20%、14%、11%以及8%,目前如小米等国产厂商的高端机型均依赖于高通的SoC芯片。


其次,外界对华为芯片的质疑大部分源于其构架仍然使用的是英国ARM构架,而不是自主研发的。但是目前绝大多数移动设备的芯片都基于 ARM 架构,例如高通、苹果等都离不开ARM构架,而华为也是如此,所以依然需要向ARM公司缴纳芯片构架专利授权费。而在基带芯片上,虽然华为已经是唯二能够自主生产基带芯片的手机企业,但是由于高通积累了大量的包括4G、CDMA等技术上的标准要素专利,而这些专利无法回避,所以华为依然需要向高通支付一定的专利费用,但是相较于其他完全依赖于高通基带芯片的手机企业,华为在成本端已经有了绝对的优势。


值得一提的是,基带芯片一直是手机芯片中最难啃的骨头之一,基带芯片作为手机的Modem(调制解调器),不仅决定了手机能够支持什么样的网络制式,还影响着手机的通信信号等。而高通也正是凭借着基带芯片的优势,而高通之所以能够在芯片市场上占据着半壁江山,不仅仅是因为其强大的芯片设计能力,最关键的因素是其能够设计出支持全网通的基带芯片,强大如苹果,如今也因为缺乏基带芯片的自主能力而饱受困扰才在芯片市场上占据着半壁江山。由此可见,华为早年在基带芯片上的投入,是其在手机芯片领域拥有强大话语权的重要倚靠。目前,麒麟芯片基本只用于自己生产的手机,未来,华为在扩大芯片产能后,也有可能将抢占到更多的芯片市场份额。华为在基带芯片上的自主能力,不仅能够提高成本端的优势,还能够通过将基带芯片整合到麒麟芯片中,提高华为手机的性能。


最终再聚焦到华为海思上,2017年,华为海思目前已经是中国第一、世界第七的半导体设计企业,但实际上,在芯片设计的技术上,华为已经处于世界第一梯队。以最新研发的麒麟980为例,其“六个第一”已经体现出海思在芯片设计上的实力。从2015年立项开始,麒麟980集结了1000多位高级半导体专家参与,进行了超过5000次的工程验证,研发投入超过3亿美元。除去基带芯片外,华为芯片设计能力已经直逼高通,例如其采用的7nm制程工艺,已逼近硅基半导体工艺的物理极限,需要还要克服复杂的半导体技术效应和晶体管本身的三维电阻电容带来的影响,并在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管,其复杂程度可想而知。而其自主研发的第四代ISP技术,让手机的摄像能力也有了质的提升,目前搭载着麒麟980芯片的华为Mate20手机也因此在拍摄领域广受好评。除了大家所熟知的手机芯片外,海思的安防芯片已经超越德州仪器成为世界第一,而其高端路由器芯片早在2013年就处于全球领先的位置。可以说,在自研芯片这条路上,华为走对了。


实际上,华为海思在手机芯片的发展路程并不顺畅。海思在2012年、2013年先后推出了K3V2处理器以及首款SoC芯片麒麟910,这两款芯片都被华为用在了主打时尚和性能的P系列和主打商务性能的Mate系列旗舰手机上。但由于整体功耗高、兼容性能差等原因,这两款芯片一度波及到了华为手机的口碑与销量,也给华为带来了很大的压力——如果海思芯片的性能得不到提升,最终不仅会让其手机的市场份额大幅下降,同时还会影响到整个芯片研发的进展,可谓一荣俱荣,一损俱损。


最终,华为在这场赌局中笑到了最后。经过一代又一代的努力,海思芯片终于在全球芯片厂商中脱颖而出。,自主芯片的强大,不仅让华为在手机的定价上更加游刃有余,更间接推动了中国整个芯片行业的发展,并提高了中国对于整个半导体产业链上下游企业的把控能力。


如今,华为已经成为手机终端市场上不可忽视的一股力量,而华为手机内所搭载的海思麒麟芯片,近年来也是大放异彩——自研芯片这条路,华为走对了。


2004年10月,由华为百分之百控股的深圳市海思半导体有限公司正式成立。海思的业务包括了消费电子、通信等领域的芯片与模块解决方案。目前,海思在手机芯片、移动通信芯片、家庭数字芯片等方面都取得了不俗的成绩。除了大家所熟知的手机芯片外,海思的安防芯片已经超越德州仪器成为世界第一,而其高端路由器芯片早在2013年就处于全球领先的位置。回到手机芯片上,其发展的路程并不顺畅。


海思在2012年推出了K3V2处理器,2013年又推出了首款SoC芯片(系统级芯片)——麒麟910,这两款芯片都用在了主打时尚和性能的P系列和主打商务性能的Mate系列旗舰手机上。但是这两款芯片由于整体功耗高、兼容性能差等原因,一度波及到了华为手机的口碑与销量,也给华为带来了很大的压力——如果海思芯片的性能得不到提升,最终不仅会让其手机的市场份额大幅下降,同时还会影响到整个芯片研发的进展,可谓一荣俱荣,一损俱损。

最终,华为在这场赌局中笑到了最后。经过一代又一代的努力,海思芯片的性能已经能够和高通的骁龙芯片相媲美。


9月5日,麒麟芯片“知·芯”主题沟通会在上海举行,华为最新一代卓越人工智能手机芯片麒麟980在国内正式亮相。此次麒麟980芯片拿下六项“世界第一”:


全球首个商用7nm手机SoC芯片

全球首个Cortex-A76 Based CPU

全球首个双核NPU

全球首个Mali-G76 GPU

全球首个1.4Gbps Cat.21 Modem

全球首个支持2133MHz LPDDR4X的手机SoC芯片


10月26日,首款搭载麒麟980芯片的华为Mate 20系列手机在上海举行了国行发布会,而在官网发布之后的8秒时间内,总销售额就超过1个亿。在天猫双11上,华为天猫旗舰店仅用时3分50秒就突破一亿大关,刷新旗舰店双11销售额破亿纪录。


在2017年的年报中,运营商业务仍然是其最核心的业务,营收占比达到49.34%。但是消费者业务在总营收中的占比也达到了41.66%,同比增长32%,增速迅猛。


06

结语


如今的华为,是全球第一大通信设备供应商,全球手机出货量第二大的手机厂商。特别是在通信设备中,华为目前不仅在总份额上的占有率达到了24.8%,在基站设备、传输设备以及基站天线等领域上的市占率均为全球第一。不仅如此,华为海思也已经跻身全球芯片设计厂商前十之列,并且还与华为手机形成了共生关系。而在2018年的华为全连接大会上,华为轮值董事长徐直军再次提出了华为五大AI发展战略,并首次解密了达芬奇项目的五个核心IP和两款AI芯片。作为5G各个环节的深度参与者,华为用行动表明了自己已经将目光放在了即将到来的5G时代。


2018年11月30日,徐直军宣布,华为2018年的收入将首次超过1000亿美元,超过了BAT的总和。近十年,华为累计投入的研发费用超过3940亿元,在2017年,华为研发费用支出为897亿元,占全年收入14.9%,共拥有约8万名研发人员。正因如此,华为已累计获得专利授权74307件,其中,90%以上的专利都是发明专利。根据中国科学技术信息研究院统计,华为持有5G相关技术领域专利占比为15.36%,仅次于高通。


图18:各企业持有5G相关技术领域专利情况

资料来源:中国科学技术信息研究, 长江证券研究所


如果说现在的华为还不足以对通信行业带来颠覆,那么在即将到来的5G时代,华为绝对值得期待。



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