5G引领物联新时代！细数手机及半导体产业链发展趋势
来源 ：证券时报、中金证券、中泰证券、第一财经、知乎、ZOL
6月6日上午，工信部向中国电信、中国移动、中国联通以及中国广电发放了5G商用牌照。
针对于6月6日工信部颁发5G牌照，将会对供应链产生哪些影响。为此，小编本文中做了详细的整理；主要有以下7点：
工信部发放4张5G商用牌照
5G技术驱动显示面板市场新机遇
5G助力手机产业链打开新空间
5G对手机硬件提出三大挑战
5G带动PCB市场稳定增长
5G助力智能驾驶产业步入量产前夕
5G时代的十大应用场景白皮书
工信部发放4张5G商用牌照
目前，中国已经启动了6GHz以下的中频段5G规模部署，根据此前明确的频谱规划方案，中国移动将在2.6GHz和4.8GHz频段上部署5G，而中国电信和中国联通将在3.6GHz频段上进行5G部署。目前，中国尚未启动5G毫米波频段规划。
从5G牌照发放情况来看，中国5G将跳过预商用阶段，直接进入正式商用。参考3G、4G时代的情况，预商用阶段仅面向部分具备商用基础的城市，并寻找客户进行体验、测试；而正式商用则意味着网络具备商用服务能力，运营商可以向客户提供商用服务并收取费用。
对于5G，考虑到牌照发放时间已经大幅提前，虽然运营商被许可提供商用服务，但从网络建设情况而言，进度比较超前的仍然是北上广深等一线核心城市。这也就意味着，即使5G正式商用，初期可能会以核心城市为起点，再逐渐向全国范围推广。
工信部6月3日明确5G商用牌照近期发放后，有观点认为，中国电信与中国联通可能共同获得一张牌照，以推进5G网络的共建共享。但实际上，这一情况并未发生，不过，在业内看来，即使每家申请者各获得一张5G牌照也不代表不能实现资源共建共享或者整合。
中国广电获得5G商用牌照则既有符合预期的一面，也有超越预期的一面。从此前信息来看，中国广电在申请5G商用牌照上也十分积极，获得牌照在预期之内；目前，广电系统还处于各省“割据”的状态，中国广电在尚未完成全国一张网整合前就拿到5G商用牌照，这是略超预期的。
5G产业链上市公司自上而下的分布图谱，供投资者参考：
5G技术驱动显示面板市场新机遇
今年一季度，中国大陆面板的出货面积首次超过全球市场份额的一半，成为全世界最大的面板生产国。
纵观面板行业发展，从1970年显示技术开始商用至今走过三个阶段，第一阶段是20世纪80年代显示技术的开创及小规模应用，从以CRT为主导技术到向LCD技术过渡并实现小规模量产；
第二阶段，20世纪初，韩国、台湾厂商依靠逆周期投资实现弯道超车，在产能规模上反超日本企业，并迅速由规模优势进阶到技术引领；
第三阶段，近年来，依托得天独厚的电视整机产业链资源，以及产业投资的政策驱动，中国大陆面板企业的投资布局快速扩张，以京东方、华星光电等为代表的企业，仅用了十余年时间就完成了追赶、反超韩日台企业。
5G技术加速产能去化
半导体显示产业从发展之初，由于获利性好、参与玩家众多，具有明显的周期属性。近几年，伴随全球高世代线产能的投产扩张，加剧显示面板行业的周期性波动， 2018年、2019年是面板产能集中释放的高峰期，供需关系随着面板厂策略的改变（如关厂转产、新产能释放、淡旺季备货、产品结构调整等）出现不定期的持续波动。如何走出周期困境？
长期来看，2020年后基本没有新增产能。同时，全球5代线以下的低世代线使用寿命将逐步到期，开始关厂或转换产能周期，三星显示今年下半年即将关闭1〜2座8.5代线工厂，LGD的转产计划也已提上日程。可以预见，供给侧将由高增长转为逐步下降。
京东方备战5G
京东方副总裁、显示与传感器事业群TV SBU总经理王闰企4月10日在CITE 2019透露，京东方（BOE）合肥10.5代线在3月已满产，每月可产12万片基板；京东方在武汉建设的第二条10.5代线，预计2020年量产。京东方正大力推广超大尺寸8K超高清液晶电视面板，二季度75英寸将上市，下半年55、65英寸也将批量上市。
5G通信将为8K超高清显示普及提供有力的技术支撑。王闰企表示，因为8K、4K信号进入电视终端需要非常大的流量传输。一部4K影片，4G通信下载需要50分，5G通信下载只需要10秒。5G技术将给万物互联和智慧大屏的终端显示，带来前所未有的消费体验和想象空间。
8K超高清显示的产业链至少是万亿级的市场机会。从8K内容的拍摄、制作，到8K内容的传输、编码，再到8K终端显示，这是一条很长的产业链。中国正在普及4K信号，有了4K信号的输入，8K的终端显示已经变得非常现实。
王闰企认为，8K产业将迎来巨大的变化。从TV（电视）产业来讲，每年全球电视出货量在2.3亿台左右，面板出货量是2.8亿片。2000年初从2K显示过渡到4K显示，经过不到10年时间，4K面板的年出货量至今已突破1.3亿片。可以想象一下，以2018年作为8K电视元年，未来10年内8K电视面板的年出货量是否可以突破1亿片呢？
京东方从2013年起开始展示8K电视。在王闰企看来，2019年8K显示的上下游产业链已经成熟，京东方的努力方向是把8K产品系列化、产业化，为此规划了55、65、75、98、110英寸等全系列8K液晶电视面板。“今年二季度75英寸8K产品即将上市，下半年55和65英寸的8K产品也具备批量上市条件。”
除了8K电视，京东方正在探索8K显示在多个领域的解决方案。京东方高级副总裁张宇向第一财经记者介绍说，一是医疗，特别是远程医疗、远程会诊，京东方把8K显示与移动健康管理、远程医疗等业务整合，提供医疗类的解决方案，已在京东方合肥医院试点做远程会诊。二是文博领域，京东方正与故宫、中央美院等合作，用8K显示呈现文物的丰富细节；三是人脸识别与8K显示结合，可以在公共安全方面发挥作用。此外，5G与8K结合还会产生许多新的机会。
去年受显示面板业下行周期影响，京东方的净利润同比下降五成。张宇表示，今年二季度，电视面板行业已开始有所回暖，中小尺寸面板价格已小幅回升，大尺寸面板价格预计今年三四季度也将有回升的态势。明年东京奥运会、2022年北京冬奥会以及中国全面推广4K显示，也会带来换机潮。同时，随着应用业务发展，智慧系统、健康医疗等新业务已为京东方贡献了约两成收入，今后新业务也会带来新的利润贡献。
华星光电“突围而出”
国内面板显示企业正在快速扩张。以华星光电为例，自投产以来公司运营效率一直受到业内关注。今年一季度，面板行业处于低景气周期，华星光电依旧维持稳定的增速，实现营业收入72.5 亿元，净利润 6.83 亿元，较去年第四季度环比增长35.2%，是全行业唯一一家自投产至今每年保持盈利的面板企业。
业内人士表示，华星光电未来业绩增长仍具有持续性，主要基于：1）华星光电未来五年产能复合增长接近20%，规模优势继续增强；2）t1、t2项目的折旧影响在2019年开始将陆续减少，折旧费率将下降；3）大尺寸巩固龙头地位，小尺寸正在快速上量，LTPS和AMOLED产品的毛利率和净利率将会高于TFT-LCD大屏产品；4）产品的多样化和高端化导入，拓展车载、电竞、交互白板等差异化商显产品将具有更高的盈利性。
今年，华星光电的中小尺寸LTPS-LCD手机屏产品出货量已跃居全球前三，柔性AMOLED折叠屏将于四季度批量供应，11代线正在开发75吋、86吋及更大尺寸的商用显示产品。伴随全球显示产业向中国迁移，国内面板企业将进入以技术、效率和规模为基础的综合实力比拼阶段，华星光电有望依靠技术创新和管理赋能，突出重围，走出持续高质量发展之路。
5G 助力手机产业链打开新空间
智能手机市场进入存量竞争时代。手机出货量同比继续下降，进入存量竞争时代。据 IDC 统计，2018 年全球智能手机出货量为 14.07 亿部，同比下降 3.7%，继 2016 年后，全球智能手机出货量持续下滑；国内手机出货量也出现下降，据工信部统计，2018 年中国手机出货量为 4.14 亿部，同比下降 16%。我们认为， 手机出货量的下降，一方面是由于智能手机质量的提升，耐用性的提高， 使得用户换机周期延长，另一方面由于智能手机功能同质化趋势明显， 新机型对消费者的吸引力有所下降；与此同时，5G 手机大规模商用还需一段时间，据 IDC 预测，2019 年 5G 手机渗透率仅 0.5%，因此，手机市场进入存量竞争时代。
全球手机市场向头部集中，中国手机品牌厂商表现优异，逆势增长。从品牌地区上看，仅中国品牌手机出货量出现增长，据 Canalys 统计，2018年 Q4 全球智能手机出货量为 3.62 亿部，其中，仅华为、OPPO 手机出货量同比增长，其他品牌手机出货量同比均下滑，华为手机出货量同比增加 1940 万部，OPPO 手机出货量同比增加 550 万部。从市场格局上看，手机出货量向头部手机品牌商集中，2018 Q4 Top 5 手机厂商市场份额达到 72%，相比 2017 Q4，同比提升了 8.4%，值得注意的是，中国手机品牌商市场份额均出现了大幅增长，华为手机市场份额由 2017Q4 的 10.6%提升至 2018 Q4 的 16.7%，OPPO 手机市场份额提升了 2个百分点，小米手机市场份额提升了 0.3 个百分点。
5G 为手机市场打开新空间。运营商积极推进 5G 试点。三大运营商纷纷公布了 2019 年 5G 商用试点城市名单，包括北京、天津、上海、苏州、武汉、广州等约 20 个城市将享受 5G 覆盖，其中，北京、上海、深圳均规划 2019 年实现大规模商用，北京计划 2019 年实现五环内全覆盖，上海计划 2019 年实现外环内中心城区室外基本全覆盖，深圳计划2019 年全市各区的中心区域覆盖。
5G 带领全球手机用户进入换机潮。2010 年海外主流运营商开始规模性建设 4G 基站，从 4G 元年到网络成熟，大概花费了 4 年左右时间。如今，国内 4G 用户规模达七成，未来十年，5G 也将重复 4G 的发展路径，成为主流网络。目前全球智能手机市场仍在持续下降，中国手机行业已进入成熟期，据 IDC 预测，2019 年全球 5G 手机出货量 670 万部，仅占总出货量的 0.5%，到 2023 年，5G 手机出货量将达总出货量的 26%。5G 手机有望带领全球手机用户走入换机潮，随着 5G 手机逐渐普及，智能手机销量有望逐渐攀升。
各家手机厂商抢跑 5G，主力军来自中国。据 GSA 5G 终端生态报告， 截止至 2019 年 4 月底，全球共公开宣布过的 5G 手机共 16 款，其中， 明确售价的 5G 手机共 6 款，其余均为原型机发布或 PPT 发布，这 6 款手机分别是摩托罗拉、三星、OPPO、华为、小米、LG，有 4 家厂商来自中国。今年 5 月 8 日 OPPO 在国内首先开启了 5G 友好用户招募计划，在北京、上海、深圳试点城市，国产手机品牌的 5G 手机第一次从展示柜中到了普通用户手中。
中国厂商首次参与标准制定，有望获取更多行业话语权。5G 标准制定是中国手机厂商首次参与通信标准制定，OPPO、vivo、努比亚、酷派、小米都参与了 5G 标准制定，开始于运营商、元器件供应商等一起主导一次通信变革。尽管 5G 核心专利技术依旧在上游核心元器件供应商手中，但手机厂商与他们的合作方式已经不是单纯地单向购买，而是产生了更多专利交叉许可的可能。
5G 标准必要专利排行榜
5G 对手机硬件提出三大挑战
5G 对手机硬件提出三大挑战。5G 时代到来，手机承载的功能将会更多， 变成一个超级入口，对手机硬件提出了三大挑战：首先，海量信息交换和计算，对手机处理能力要求更高；其次，计算更多带来高功耗，对续航和散热要求更高；最后，手机元器件、天线面积增加对手机布板设计、工业设计提出更高要求。
芯片端：5G 手机的核心难点。基带芯片是手机连接移动通信网络的调制解调器，与 3G、4G 不同的是，5G 网速更快、拓展性更强，手机厂商要将一块独立的 5G 芯片植入手机内。在技术端，5G 的终端复杂性比4G 更高。5G 的运算复杂度上比 4G 提高了近 10 倍，存储量提高了 5 倍，而 5G 产品的芯片处理能力必须提升至现行的 5 倍。5G 芯片需要同时保证 TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM 多种通信模式的兼容支持，同时还需要满足运营商SA 组网(独立组网)和NSA 组网(非独立组网)的需求，这对于天线方案以及前端架构的设计挑战非常大。目前，全球市场上，华为海思与高通正在齐头并进研发 5G 手机芯片，2018 年 12 月华为发布 5G 终端芯片“巴龙 5000”，但整体而言，高通仍处于优势地位。
半导体是基站的核心部件，是基站价值量占比最大的组成部分。5G 宏基站主要以 AAU+DU+CU 的模式呈现，其中 AAU 是原本的射频部分 RRU 叠加有源天线所组成，同时基带部分 BBU 分立成 CU 中央单元以及 DU 分布处理单元。其中 AAU 主要半导体芯片隶属于模拟大类，如射频芯片（滤波器、功率放大器、射频开关等），而 DU/CU 主要以数字芯片为核心（如基带处理芯片等，具体形态为 ASIC 或 FPGA）。DU/CU/AAU 都配以电源管理芯片以保证供电持续稳定。基站内光纤传输，光电接口芯片同样必不可少。
随着 5G 基站的建设强度提升，基站用半导体市场也将迎来高速成长期。而根据 STMicro的预测，2021 年单个基站内，射频相关/数字相关半导体价值占总半导体元素比重均达到32%，而高性能模拟及光电/功率及传感器价值占比分别为 26%/10%。
基站相关半导体国产化进展现状：目前国内厂商在基站相关半导体器件实现了部分“自主可控”。数字部分来看，1）国内主要的通信设备商华为、中兴在基站领域有多年经验， 已经均拥有 ASIC 自行设计能力，可以通过台积电等合作伙伴代工生产，2）对于基带处理/接口用的 FPGA 芯片，目前主要依靠海外厂商供应，但设备商华为也在先前进行了大量的存货积累。我国紫光同创、安路信息、高云半导体分别都有商用产品推出，但产品性能及出货规模与 Xilinx、Altera、Lattice 等头部厂商仍存在巨大差距；虽然部分国内厂商有布局功率放大器业务，如苏州能讯（未上市）、三安光电（600703.SH），但基站供应商采购核心器件领域中国与海外仍然存在较大差距；滤波器方面，风华高科（000636.SZ）、武汉凡谷（002194.SZ）生产的陶瓷介质滤波器已可以用于 5G 基站；数模转换/电源管理芯片方面，随着技术实力的不断提高，圣邦股份（300661.SZ）在未来有望进一步切入基站侧市场。光器件方面，目前低速（100G 以下）芯片已经实现国产替代，主要厂商涉及光迅科技（002281.SZ），昂纳光通信（0877.HK）等，但高速芯片仍然空缺。
5G 基站用半导体元素主要构成
基站相关半导体国产化进程
全球主要国家 5G 频谱分配
华为巴龙 5000 性能情况
射频端：射频数量大幅增加，手机成本进一步提升。手机射频前端主要包括天线、滤波器、功率放大器（PA）等器件，它是智能手机的射频收发器和天线之间的功能区域，射频器件设计难度大，材料要求特殊。在5G 手机中，射频端的设计尤为关键，其成本有可能超过手机处理器平台，主要原因是 5G 时代，射频数量将大幅度增加，Qorvo 公司高管曾指出，以 5G 手机为例，单部手机的射频半导体用量将达到 25 美金，相比 4G 手机近乎翻倍增长，其中滤波器从 40 个增加至 70 个，频带从 15个增加至 30 个，接收机发射机滤波器从 30 个增加至 75 个，射频开关从 10 个增加至 30 个，载波聚合从 5 个增加至 200 个。据中国产业信息网统计及预测，全球射频前端市场规模以每年约 12%的速度增长，2016 年达 114.88 亿美元，未来将以 12%以上的增长率持续高速增长，2020 年接近 190 亿美元。
功耗与散热：散热模组市场有望提前爆发。散热是手机正常运行必须克服的难题，5G 时代，手机散热面临的挑战更为严峻。一方面，功耗方面，由于 5G 传输速率更快，海量数据吞吐量大大增加其功耗， 5G 芯片部分成为继CPU、GPU 后新的手机发热源头，华为轮值 CEO 徐直军在接受采访时指出，5G 芯片的耗电量是 4G 的 2.5 倍；另一方面，手机结构变化对散热性能也提出了更高的要求，随着 5G 天线数量增加和电磁波穿透能力变弱，机身材质向非金属化演进，需要额外增加散热设计， 同时，5G 手机内部结构设计变得更为紧凑，也增加了散热解决方案的设计难度。
智能手机的散热方式可分为石墨散热、金属背板/边框散热、导热凝胶散热、液态金属散热、热管散热等方式，目前多数智能手机的散热方案是采用石墨片，主要是因为石墨片的散热技术成熟，且价格较便宜。三星从 Galaxy 7 开始导入散热管设计，华为手机明确采用铜板散热。我们认为，在智能手机身非金属化时代下，很大程度提升了导热材料市场的需求，同时具有热解决方案与研发设计能力的导热材料企业将会在 5G 手机时代扮演更重要的角色。
全球射频前端市场规模（亿美元）
频率速率提升带动 GaN PA 应用普及
功率放大器是基站射频单元中的关键组成部分。我们预测基站 PA 全球市场规模将从 2019 年的 46 亿元增长 116%至 2023 年的 96 亿元，CAGR 达 20.9%。在市场规模成长的同时， 器件结构也在发生变化。
PA 单基站价格预测
基站 PA 市场规模预测（仅考虑宏站）
5G 驱动基站内 GaN PA 占比提升。4G 宏基站中主要以 LDMOS 为主（华为部分使用了 GaNRF），全球 LDMOS（包含基站射频）市场规模在 100-200 亿美元，供应商主要为 Infineon及 NXP。砷化镓不适用于高功率、LDMOS 不适用于高频段，因此 5G 高频高速、基站高功率要求下，氮化镓（GaN）将成为 PA 的理想材料。GaN 功放已经在雷达等军用市场有了一系列应用，通信市场需求将首先来自于基站射频市场，用于替代 3.5GHz 以上高频通信中 LDMOS 器件。Yole 预计 2025 年 GaN PA 占比将由 2018 年的 30%不到，提升至 2025 年的近 50%。但 GaN 工作在高电压（10V 以上），因此主要应用在基站端。
5G 助力手机创新技术加速发展。5G 开启了手机产业新一轮换机潮，有望加速带动手机创新技术的发展。在屏幕方面，近两年，手机屏幕尺寸虽仍然在增长，但增长的速度已经明显放缓，受制于当前科技水平，大屏幕产品的增速放缓，全面屏技术、折叠屏技术逐渐应用于手机屏幕， 通过折叠技术既能大幅提升智能手机的屏幕尺寸，也能大幅缩小平板电脑的尺寸，增加便携性；在电池方面，5G 的数据处理能力将增大电池的能耗，对手机性能提出了新要求，快充与无线充电技术迅速崛起；在安全方面，生物识别技术逐渐成熟，未来智能手机将具备面部识别，虹膜识别和指纹识别等多种传感器技术；在应用方面，AR、VR 和语音技术的快速发展，拓展了手机的应用场景，是创新的重要渠道。
近期，中美贸易摩擦升温、华为进入美国实体名单等事件引起市场关注，投资者对于“在中美贸易不确定性背景下中国如何继续发展5G产业”这一问题较为关心。通过对中国通信企业全球竞争力及产业链的分析，我们认为贸易摩擦很难撼动华为中兴在全球领先地位，看好通信设备板块，通信半导体国产替代，5G带动高频PCB、天线、滤波器等结构件等投资机会。
5G PCB&CCL和天线等结构件升级带来结构性增长机会
除了半导体以外，5G为通信设备带来的主要变化包括：（1）5G对高速传输和高频通信的需求，推动PCB及CCL材料升级和单价提升；（2）Massive MIMO（大规模有源天线阵）技术在5G中的运用，带动天线和滤波器数量的提升，以及各自材料的变化。关注PCB/CCL产业链、基站滤波器，天线及天线振子等企业。
5G带动PCB市场稳定增长
根据 Prismark 预测数据，全球 2018 年 PCB 产值总规模达到 624 亿美元，同比 2017 年增长 6%。其中，中国地区 327 亿美元，同比增长 10%，是全球增长最快的区域，占全球产值的 52%。
从分类来看，其增长主要由于多层板应用的增长，我们认为，多层板应用的增长源于数据中心和通讯类应用的快速增长。从全球来看，根据 Prismark 2016 年数据，下游应用主要包括通信领域 28.8%、计算机 26.5%和消费电子 14.3%，合计 70%。
而从中国大陆下游分布来看，根据前瞻数据，中国大陆 PCB 下游通信业务占 35%，产值约 100 亿美元，成为占比最高的 PCB 应用。而计算机应用仅 10%，这主要是因为中国大陆通讯由于华为和中兴带动增长较快，但服务器等高速板材应用主要厂商在台湾和日本， 中国大陆相对占比较低。
Prismark 预计到 2022 年全球 PCB 市场有望达到 760 亿美元，2019-2022 年的复合增长率CAGR 为 5%。我们认为，5G 对于通信、计算机、消费电子的需求都将带来正面利好。对于中国大陆，其利好尤其体现在通信领域的应用。
5G 对通信 PCB 的主要变化：高频材料用量增加，PCB 层数不断提升
5G 阶段，传统的 FR-4 型材料已无法满足高频传输需求，因此多采用 PTFE 和 HydroCarbon类的新材料替代。其 PCB 版层数也有相应的提升，目前多为 12 层以上，多采用高频材料+复合板材+高速材料的混压方式，其单价较传统产品也明显提升。
5G 对 PCB 的变化#1：AAU 中 PCB 材料从传统 FR4 变为高频 PTFE 和 HydroCarbon 材料
通信类 PCB 主要采用多层混压板，在靠近 AAU 天线传输信号侧，由于输入信号为 5G 高频调制信号，对 PCB 传输材料的 Dk（介电常数）和 Df（损耗因子）提出更高的要求。
目前 PCB 产品材料主要为传统的 FR-4，其 Dk 值一般为 5.0 左右，Df 值为 0.04，难以满足5G 通讯行业高频应用需求。
随着 5G 时代，载波频率的上升，对基站 AAU 中 PCB/CCL 产品的材料需求有进一步提升。由于高频信号更容易发生衰减和屏蔽，PCB 产品的 Dk（介电常数）和 Df（损耗因子）必须较小，一般 Dk 值需小于 3.5，Df 小于 0.003。5G 基站无论在 Sub-6GHz 还是毫米波频率，AAU 中都将采用适合高频高速应用的聚四氟乙烯 PTFE 和碳氢材料，以满足高频高速的要求。
尽管 3G/4G 基站中，射频板块的 PCB 已需要采用高频材料如Rogers 4350。但为节约成本， 用量很少，其多与普通 FR4 产品混压在一起。我们预计 5G 中高频材料在混压版中的占比有所提升，将推高单板的价值量。
目前其 PCB 价格约 3000-6000 元/平方米，较传统的 PCB 约 1900 元/平方米的价格有较大的提高。我们认为随着每年基站数量的提升及高频材料应用占比的提升，高频新材料 PCB 板材在 5G 中将广泛应用。
5G 助力智能驾驶产业步入量产前夕
网络端：5G 网络切片与边缘计算助力智能驾驶发展
5G 网络最大的改变是首次构建完整的物联网基础设施。移动通信 2G 实现从 1G 的模拟时代走向数字时代，3G 实现从 2G 语音时代走向数据时代，4G 实现 IP 化、移动互联网化，数据速率大幅提升。5G 最大的改变是构建了物联网的基础网络，实现从人与人之间的通信走向人与物、物与物之间的通信。5G 应用三大场景：eMBB（增强移动宽带）、mMTC（海量机器类通信）、和 uRLLC（超可靠低时延通信）。（1）增强移动宽带场景指在现有移动宽带业务场景的基础上进一步提升用户体验，代表应用：4K 高清视频、AR/VR、远程教育等。（2）海量机器类连接，代表应用工业物联网、智慧城市、智能家居等。（3）低时延高可靠，例如自动驾驶/辅助驾驶、远程控制等。5G 的 mMTC 和uRLLC 是针对物联网的全新场景，将推动移动互联网向万物互联时代转变。
物联网产业链
边缘计算是物联网时代的 IT 特征。边缘计算和网络切片是 5G 的典型特征，都基于整个通信网络 IT 化后才能实现。边缘计算是把内容和业务尽可能向用户方向下沉，尽可能部署在接入侧，使得大流量集中在边缘计算所辖范围内进行转发，以实现业务的分流，减轻核心网和传输网的负担。通过边缘计算，可以缓解两大网络业务痛点——流量与时延，IDC报告显示，到 2020 年将有超 500 亿的终端和设备联网，而在 2018 年就已有 50%的网络面临带宽的限制，40%的数据需要在网络边缘侧分析、处理和存储。根据运营商的大致估算，若业务经由部署在区域数据中心 处理和转发，时延在 50ms 内，若业务在本地数据中心完成处理和转发， 则时延约在 20ms 之内，而如果放在边缘数据中心内的 MEC 处理，时延就能控制在 10ms 以内。
5G 网络的切片能力与边缘计算能力让智能驾驶成为可能。5G 网络的两大能力让智能驾驶成为可能。第一，5G 网络的切片能力能够基于同一资源提供安全、质量可控的端到端逻辑专用网络，可灵活搭配物理资源和网元功能，未来自动驾驶系统面临的场景丰富多样，针对不同的应用场景，网络切成一片一片的虚拟通道，根据业务需求和数据优先级来分配网络，可以按需分配，也可以定制；第二，5G 网络的边缘计算能力能够在移动网络边缘完成对自动驾驶系统产生的海量数据的分析处理， 大幅度降低了回传链路负担，提高计算能力，满足智能驾驶的低时延要求，同时可根据智慧交通预设场景，完成实时道路感知与环境感知所需要的计算能力。
5G 切片能力与边缘计算能力让智能驾驶成为可能
智能驾驶是物联网时代最确定和最有价值的市场。随着“将汽车变为第四块屏幕”—电视、电脑、手机、汽车屏幕时，智能驾驶应运而生，拥有一部搭载智能互联系统的汽车已经不再是梦想。如今，已进入智能汽车时代，“无人驾驶”的出现，将会减少交通事故的发生，挽救数千人的性命，缓解拥堵，减少燃料消耗和污染，同时将会让车主的用车生活变得更加轻松、简单。车规级前装通信模块、车队管理、UBI 车险及轻型车车载终端通讯设备等，因技术要求高，市场进入壁垒高。中国车载M2M 设备目前主要应用于客运车辆、货运车辆、危险品运输车辆领域。2017 年全球汽车产量 8730.25 万辆。2018 年国内广义乘用车保有量 2.4 亿辆，年销量 2272 万辆，同比下滑 6%，但仍然全球销量第一，新能源车销量 125 万辆（新能源车 100%联网），车联网渗透率在快速提升。据GSMA 预测，2018 年全球车联网渗透率将超过 20%，2025 年有望实现所有汽车联网。除了乘用车，工程车辆的资产追踪管理需求旺盛。
全球车联网市场规模预测（亿元）
中国车联网市场规模预测（亿元）
车企端：智能驾驶产业步入量产前夕
平台层面：多家车企推出电动化平台。汽车平台是指汽车从设计开发到生产制造过程中的设计方法、设备基础、生产工艺、制造流程乃至汽车核心零部件及质量控制的一整套体系。汽车平台可以尽量使用相同生产线，降低生产制造成本，同时，基于同一平台可以提高新车型开发效率， 缩短研发周期。车企推出电动汽车平台有两种策略，一种是基于传统燃油车平台改造，另一种是开发新的电动车专属平台。基于传统燃油车平台改造开发平台，虽然可以缩短开发时间，但是存在很多限制，如续航里程受限，汽车动力性受限以及内部空间和舒适性受限等。随着电动车及智能驾驶产业的快速发展，从 2015 年开始，各大车企陆续推出电动化汽车平台，包括奔驰的 MEA 平台、大众的 MEB 平台、吉利的 PMA 平台、比亚迪的e 平台等等。
各车企的电动化汽车平台情况
车企开启成本战，零部件企业将加速洗牌。随着新能源补贴逐步下滑， 及技术门槛的提升，车企推出电动汽车平台。从成本上看，可以大量采用通用的零部件和模块化总成，使不同车型实现资源共享，例如，丰田明确表示 80% 的零部件将共享， 大众的零部件通用率也将达到70%-80%，大大降低零部件的开放成本与生产成本，同时减少库存及物流成本，对于生产线而言，只需局部改造，即可共线生产，改造成本也大大降低；从时间上看，在相同的基本架构上进行产品研发与生产，可以缩短新车型的开发周期，同时对于零部件开发的设计、制造、验证、投产的周期变短。
由于零部件的大规模通用，车企的采购要求将更加严苛，对零部件企业的研发、规模化生产能力等综合实力要求更高，同时，电动汽车平台化发展后，车企的零部件供应商将从针对单一车型选择不同供应商，转变为基于某个电动汽车平台选择几个固定的零部件供应商，零部件供应商将大幅减少，加速下游竞争。
大众汽车的 MEB 平台示意图
硬件层面：核心零部件成本逐步下降，产业链不断成熟。智能驾驶的三大要素“感知、决策、执行”，其中感知层包括雷达、摄像头等核心硬件， 用于实现汽车与外界环境、监控系统等的连接。目前一辆通用的自动驾驶汽车中有 5 个短程激光雷达，8 个毫米波雷达，16 个摄像头和 1-2 个IMU，据 Yole Développement 统计，目前自动驾驶领域的投资达到 20 亿美元，其中约 10 亿美元用于感知的投入，感知传感器是智能驾驶的核心零部件。随着技术的不断进步，以 Velodyne 的激光雷达为例，其16 线激光雷达产品由超过一万美元降至 3999 美元，随着产业链的不断成熟，及核心零部件的降价，未来自动驾驶系统成本将明显下降。
L4 自动驾驶系统成本趋势
5G时代的十大应用场景白皮书
与前几代移动网络相比，5G网络的能力将有飞跃发展。例如，下载峰值数据速率可达20Gbps（1Gbps=128M/s）， 而上传峰值数据速率可能超过10Gbps；此外，5G还将大大降低时延及提高整体网络效率：简化后的网络架构将提供小于5ms的端到端延迟。那么5G给我们带来的是超越光纤的传输速度 （Mobile Beyond Giga）， 超 越工业总线的实时能力（Real-Time World）以及全空间的连接（All-Online Everywhere），5G 将开启充满机会的时代。
云虚拟现实（VR）与增强现实（AR）
VR和AR是能够彻底颠覆传统人机交互内容的变革性技术。变革不仅体现在消费领域，更体现在许多商业和企业市场中。
云VR/AR将大大降低设备成本——提供人人都能负担得起的价格。云市场以18％的速度快速增长。在未来的10年中，家庭和办公室对桌面主机和笔记本电脑的需求将越来越小，转而使用连接到云端的各种人机界面，并引入语音和触摸等多种交互方式。5G将显著改善这些云服务的访问速度。
移动运营商越是广泛地参与云VR/AR生态系统，可获得的收益就越多。在B2B市场中，优先目标细分市场是广播公司、社交网络公司和中小内容开发商，其中一些公司已经对VR平台表现出浓厚的兴趣。
VR生态系统中的三种主要收费模式将是广告模式、订阅模式和按使用付费模式。
车联网——远控驾驶、编队行驶、自动驾驶
传统汽车市场将彻底变革，因为联网的作用超越了传统的娱乐和辅助功能，成为道路安全和汽车革新的关键推动力。
驱动汽车变革的关键技术——自动驾驶（图3）、编队行驶、车辆生命周期维护、传感器数据众包等都需要安全、可靠、低延迟和高带宽的连接，这些连接特性在高速公路和密集城市中至关重要，只有5G可以同时满足这样严格的要求。
在车联时代，全面的无线连接可以将诸如导航系统等附加服务集成到车辆中，以支持车辆控制系统与云端系统之间频繁的信息交换，减少人为干预。以自动驾驶为例，端到端价值链。
5G有可能成为统一的连接技术，满足未来共享汽车、远程操作、自动和协作驾驶等连接要求，替代或者补充现有连接技术（例如：目前正在美国被授权使用V2V技术的5.9GHzDSRC）。在车辆实现完全自动驾驶之前，5G将支持以下应用案例：
⑴编队行驶。卡车或货车的自动编队行驶比人类驾驶员更加安全。车辆之间靠得更近，从而节省燃油，提高货物运输的效率。编队具有灵活性——车辆在驶入高速公路时自动编队，离开高速公路时自动解散。
2~3辆车即可组成编队，相邻车辆之间进行直接或车路通讯。对于较长的编队，消息的传播需要更长的时间。制动和同步要求低时延的网络通讯，对于3辆以上的编队，需要5G网络。
⑵远程/遥控驾驶。车辆由远程控制中心的司机，而不是车辆中的人驾驶。远控驾驶可以用来提供高级礼宾服务，使乘客可以在途中工作或参加会议；可提供出租车服务，也适用于无驾照人员，或者生病、醉酒等不适合开车的情况。RTT时延需要小于10毫秒，使系统接收和执行指令的速度达到人感知的速度，需要5G网络。
智能制造——无线机器人云端控制
创新是制造业的核心，其主要发展方向有精益生产、数字化、工作流程以及生产柔性化。传统模式下，制造商依靠有线技术来连接应用。近些年Wi-Fi、蓝牙和WirelessHART等无线解决方案也已经在制造车间立足，但这些无线解决方案在带宽、可靠性和安全性等方面都存在局限性。
对于最新最尖端的智慧制造应用，灵活、可移动、高带宽、低时延和高可靠的通信（uRLLC）是基本的要求。
智能制造的基本商业理念是通过更灵活高效的生产系统，更快地将高质量的产品推向市场，其主要优点包括：
⑴通过协作机器人和AR智能眼镜提高工作效率，帮助整个装配流程中的工作人员。协作机器人需要不断交换分析数据以同步和协作自动化流程，如图5所示。智能眼镜使员工能够更快、更准确地完成工作。
⑵通过基于状态的监控、机器学习、基于物理的数字仿真和数字孪生手段，准确预测未来的性能变化，从而优化维护计划并自动订购零件，减少停机时间和维护成本。
⑶通过优化供应商内部和外部数据的可访问性和透明度，降低物流和库存成本。基于云的网络管理解决方案确保了智能制造在安全的环境中共享数据。
智慧能源——馈线自动化
在发达市场和新兴市场，许多能源管理公司开始部署分布式馈线自动化系统。馈线自动化（FA）系统（图6）对于将可再生能源整合到能源电网中具有特别重要的价值，其优势包括降低运维成本和提高可靠性。馈线自动化系统需要超低时延的通信网络支撑，譬如5G。通过为能源供应商提供智能分布式馈线系统所需的专用网络切片，移动运营商能够与能源供应商优势互补，这使得他们能够进行智能分析并实时响应异常信息，从而实现更快速准确的电网控制。
能源公司正在向智能分布式馈线自动化（FA）方向迈进。在发达市场，供电可靠性预计为99.999％，这意味着每年的停电时间不到5分钟。而新兴能源微网中的太阳能、风力发电机和水力发电会为电网带来不同的负荷，这就意味着目前的集中供电系统可能难以满足需求，因为故障定位和隔离可能需要大约2分钟的时间。
分布式馈线自动化系统从集中式故障通知系统中解脱出来，可以快速响应中断，运行拓扑计算，快速实现故障定位和隔离。目前，智能分布式馈线自动化系统需要光纤布线来提供连接。由于5G可提供10ms的网络延迟和千兆吞吐量，因此基于5G的无线分布式馈线系统可以作为替代方案。
由于5G技术采用授权频段，因此移动运营商将除了提供高水准服务等级协定外，还可以提供身份验证和核心网信令安全。
南瑞技术在中国已经采用基于光纤的解决方案实施了多个智能分布式FA终端，试点区域在上海浦东，供电可靠性从99.99％提高到99.999％。通用电气和伊顿等公司也正在推广智能分布式FA终端，并表示出对无线解决方案的偏好，以降低通信成本。
5G不仅在这种情况下提供了非常低的时延（10ms），还降低了许多新兴市场的能源公司建立智能电网的门槛。由于这些市场缺乏传统电网和发电基础设施，能源公司将可再生能源作为其主要电力来源。但是，可再生能源发电缺乏稳定性，导致输电网络能量出现波动。为了避免这种故障，产生的能量必须根据所消耗的能量进行调整——5G使能。
无线医疗——具备力反馈的远程诊断
人口老龄化加速在欧洲和亚洲已经呈现出明显的趋势。从2000到2030年的30年中，全球超过55岁的人口占比将从12%增长到20%。穆迪分析指出，一些国家如英国、日本、德国、意大利、美国和法国等将会成为“超级老龄化”国家，这些国家超过65岁的人口占比将会超过20%，更先进的医疗水平成为老龄化社会的重要保障。
在过去5年，移动互联网在医疗设备中的使用正在增加。医疗行业开始采用可穿戴或便携设备集成远程诊断、远程手术和远程医疗监控等解决方案。
通过5G连接到AI医疗辅助系统，如图7所示，医疗行业有机会开展个性化的医疗咨询服务。人工智能医疗系统可以嵌入到医院呼叫中心，家庭医疗咨询助理设备，本地医生诊所，甚至是缺乏现场医务人员的移动诊所。它们可以完成很多任务：
⑴实时健康管理，跟踪病人、病历，推荐治疗方案和药物，并建立后续预约；
⑵智能医疗综合诊断，并将情境信息考虑在内，如遗传信息，患者生活方式和患者的身体状况；
⑶通过AI模型对患者进行主动监测，在必要时改变治疗计划。
无线家庭娱乐——超高清8K视频和云游戏
到2016年8月，全球共有近千万个4K / UHD电视用户。4K / UHD电视机已经占据了全球40%以上的市场份额，8K电视机即将面市。据预测，更低的价格和新的服务订阅模式将使2020年全球一半的电视观众使用4K / 8K电视。8K视频的带宽需求超过100Mbps，需要5GWTTx的支持。
其它基于视频的应用(如家庭监控，流媒体和云游戏)也将受益于5GWTTx。例如，目前的云游戏平台通常不会提供高于720p的图像质量，因为大部分家庭网络还不够先进，而广大用户是其商业生存之本，只有以最低成本吸引大量用户才是初期的主要商业模式。但是5G有望以90fps的速度提供响应式和沉浸式的4K游戏体验，这将使大部分家庭的数据速率高于75Mbps，延迟低于10毫秒。
云端游戏对终端用户设备的要求较低，所有的处理都将在云端进行。用户的互动将被实时传送到云中进行处理，以确保高品质的游戏体验。
联网无人机——专业巡检和安防
无人驾驶飞行器(Unmanned Aerial Vehicle)简称为无人机，其全球市场在过去十年中大幅增长，现在已经成为商业、政府和消费应用的重要工具。
通过部署无人机平台可以快速实现效率提升和安全改善。5G网络将提升自动化水平，使能分析解决方案，这将对诸多行业转型产生影响。比如，对风力涡轮机上的转子叶片的检查将不再由训练有素的工程师通过遥控无人机来完成，而是由部署在风力发电场的自动飞行无人机完成，不需要人力干预。再比如，无人机行业解决方案有助于保护石油和天然气管道等基础资产和资源，还可以应用于提高农业生产率。无人机在安全和运输领域的使用和应用也在加速。
无人机运营企业正在进入按需的、“即服务”的经济，以类似于云服务的模式向最终用户提供服务。例如，在农业领域，农民可以向无人机运营企业租用或者按月订购农作物监测和农药喷洒服务。同时，无人机运营企业正在建立越来越多的合作伙伴关系，创建无人机服务市场和应用程序商店，进一步提高对企业和消费者的吸引力。
此外，无人机运营企业及其市场合作伙伴可以建立大数据，改善服务，并利用数据分析进行变现。脱敏后的行业大数据可以帮助金融服务机构预测商品价格和成本的未来趋势，并有助于物流和航运公司以及政府机构进行前瞻性规划。
目前，无人机使用的一个主要动力来自基础设施行业。无人机被用来监控建筑物或者为移动运营商巡检信号塔。配备LiDAR技术和热成像技术的无人机可以进行空中监视。在华为Wireless XLabs，搭载热成像仪的无人机被用来进行天然气泄漏监测。
使用配备LiDAR的无人机进行基础设施、电力线和环境的密集巡检是一项新兴业务，LiDAR扫描所产生巨大的实时数据量将需要＞200Mbps的传输带宽。
社交网络——超高清 / 全景直播
截至2017年第三季度末，10大社交网络中每月活跃用户总数约为100亿。排在前三位的社交网络包括Facebook，每月活跃用户数量20亿，YouTube15亿，微信9.63亿。
智能手机一直是社交网络的关键。大约60%的月活跃用户是通过他们的智能手机访问Facebook等。然而，消费者正在通过个人可穿戴设备来更新自己的家庭和朋友社交网络，这些可穿戴设备可以实时视频直播，甚至是360°视频直播，分享运动、步数、甚至他们的心情。
社交网络的流行表明用户对共享内容(包括直播视频)的接受度日趋增加。直播视频不需要网络主播事先将视频内容存储在设备上，然后上传到直播平台。而是直接传输到直播平台上，观众几乎可以立即观看。
智能手机内置工具依靠移动直播视频平台，可以保证主播和观众互动的实时性，使这种新型的“一对多”直播通信比传统的“一对多”广播更具互动性和社交性。另外，观众之间的互动也为直播视频业务增加了“多对多”的社交维度。
预计未来沉浸式视频将会被社交网络工作者、极限运动玩家、时尚博主和潮人们所广泛使用。Facebook于2017年1季度推出了360°直播视频平台，使得创作者和观众更容易参与其中。主播们可以在Facebook上分享分辨率高达4K的360°直播视频。
与Facebook兼容的商业直播视频摄像机包括Garmin VIRB360，GiropticiO，three Insta360和诺基亚的Ozo Orah4i。随着流媒体摄像机的不断便携化，我们将看到越来越多“运动员视角”的体育视频直播，想象下看到你的朋友越过马拉松的终点，或者是与你的朋友共同领略大峡谷的壮丽吧。
4G网络已支持视频直播，但5G将能应对以下挑战：
端到端的网络延迟将从60～80ms下降到10ms以内;高清视频输入通常需要50Mbps的带宽，但由于4K、多视角、实时数据分析的需要，带宽需求可能会高达100Mbps；10Gbps的上行吞吐量将允许更多用户同时分享高清视频。360°全景直播业务率先应用在体育直播中，案例包括：
多视角直播——在2016年上海F1比赛中，中国移动在赛道上实现了首个实时多视点流媒体服务，为用户提供了独特的视角。观众可以任意选择360°摄像机的视角观看。
运动员视角——2017年3月，韩国电信在国际雪橇和俯式冰橇联合会(IBSF)培训日，对基于无线网络的播放器视频直播服务进行了测试。通过超小型相机传出的运动员视角实时4K视频，使观众们得以从运动员的角度观看现场比赛。而且观众们可以选择多个角度的摄像机以更好地观看时速高达120～150公里 / 小时的雪橇。
个人AI辅助——AI辅助智能头盔
伴随着智能手机市场的成熟，可穿戴和智能助理有望引领下一波智能设备的普及。由于电池使用时间，网络延迟和带宽限制，个人可穿戴设备通常采用Wi-Fi或蓝牙进行连接，需要经常与计算机和智能手机配对，无法作为独立设备存在。
5G将同时为消费者领域和企业业务领域的可穿戴和智能辅助设备提供机会。可穿戴设备将为制造和仓库工作人员提供“免提”式信息服务。云端AI使可穿戴设备具有AI能力，如搜索特定物体或人员。
在消费者领域，导盲头盔可以利用计算机视觉、三维建模、实时导航和定位技术为盲人提供新的“眼睛”。
5G将以三种关键的方式来解决这个挑战。端到端网络延迟将从60～80ms下降到10ms以下。高达10Gbps的上行带宽将允许高清图像和视频的上传。此外，网络边缘的缓存和计算能力将极大地提高响应时间和电池效率，从而提高用户体验。
高质量内容驱动更高的数据消耗，移动运营商可以提供具有竞争力的企业包，包括基本连接服务与其他增值服务，如大数据、MEC和缓存等。
智慧城市——AI使能的视频监控
城市视频监控是一个非常有价值的工具，它不仅提高了安全性，而且也大大提高了企业和机构的工作效率。视频系统对如下监控场景非常有用：
繁忙的公共场所(广场、活动中心、学校、医院)
商业领域(银行、购物中心、广场)
交通中心(车站、码头)
主要十字路口
高犯罪率地区
机构和居住区
防洪(运河、河流)
关键基础设施(能源网、电信数据中心、泵站)
在成本可接受的前提下，摄像头数据收集和分析的技术进一步推动了视频监控需求的增长。
摄像技术的新趋势包括：
1.目前主导市场的是4M像素，6M像素和8M像素的IP摄像头，4K分辨率监控摄像将从2020年起获得支持；
2.新的应用正在出现，如突发事件处理人员的可穿戴摄像头和车载摄像头。
最新的视频监控摄像头有很多增强的特性，如高帧率、超高清和WDR(Wide Dynamic Range，宽动态范围摄像，能够在很差的照明条件下成像)，这些特性将产生大量的数据流量。
对于下一代的视频监控服务，智慧城市需要摆脱传统的系统交付的商业模式，转而采用视频监控即服务(VSaaS)的模式。在VSaaS模式中，视频录制、存储、管理和服务监控是通过云提供给用户的。服务提供商也是通过云对系统进行维护的。
云提供了灵活的数据存储以及数据分析 / 人工智能服务。对于视频监控系统所有者，独立的存储系统有较大的前期资本支出和持续的运营成本，虽然这些成本可以通过规模效应得到改善。而云存储则可以根据需要动态调整成本。在重要时段，摄像机可以配置为更高的分辨率，而在其它时间，降低分辨率以减少云存储成本。
移动运营商可以在人工智能增强的云服务方面建立优势。AI可以使计算机从图像，声音和文本中提取大量的数据，如人脸识别，车辆、车牌识别或其他视频分析。例如，视频监控系统对入侵者的检测可以触发有关门禁的自动锁定，在执法人员到达之前将入侵者控制住。或者，视频监控系统可由其他系统触发。例如，POS系统每次进行交易时都可以通知视频监控系统，并提醒摄像机在交易之前和之后记录场景。
单个无线摄像机目前不消耗太多的带宽。但随着云和移动边缘计算的推出，电信云计算基础设施可以支持更多的人工智能辅助监控应用。摄像机则需要7×24小时不间断地进行视频采集以支持这些应用。
单个无线摄像机目前不消耗太多的带宽。
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