5G什么时候到来？投资该如何提前布局？
来源：朴素资本（ID：pusu-capital）
作者：郑俊燕
从电报、电话到手机，从1G到4G，实现了从2G.txt到3G.jpg再到4G.avi的变革，通信技术为人类和社会带来了无尽的便利和福祉。如今我们正在迎接5G时代，5G是什么？提升网络速度只是基础功能，5G还把人与人之间的通信扩展到万物连接，打造全移动和全连接的数字化社会。可以说1G到4G改变生活，5G将改变社会。
01
5G的发展需求与挑战
发展5G并不是工程师们的异想天开，而是因为先有了需求，才催生出5G。随着技术发展，移动互联网、物联网实现了人与人、人与物以及物与物的连接，万物互联是5G发展的基础和动力。
麦肯锡报告指出，移动互联网和物联网是2025年最具有商业影响力的技术的第一名和第三名。爱立信、思科等移动通信龙头也都预测在2020年全球将有250亿的联网设备。
具体而言，5G的应用层面包括大视频、物联网的核心场景、车联网带动的无人驾驶、低时延的工业控制、VR/AR等泛娱乐与工业化等。
大视频时代到来，在线视频市场规模巨大。随着光纤宽带的快速发展、4G网络的开通、智能终端的普及，播放视频的需求飞速发展，播放视频已经成为一种生活方式。
目前，4K的硬件已经成熟，8K技术代表未来视频技术发展方向。（注：分辨率为7680*4320，是4K分辨率的4倍，4K是全高清1080P视频的4倍，全高清1080P视频的分辨率为1920*1080）从几处事实可以看出：富士康的产品线中已经有8K技术的Camera产线，将于2019年四季度有规模产量；巴西里约奥运会8K直播试运行；日本也将在2020年使用8K技术转播东京奥运会。IHS预测，全球8K电视出货量将从2015年的2700台增至2019年的91万台。
生活中也能感受到大视频对网络宽带的需求越来越高，过去月租是语音通信的电话包，现在的月租更多是包括多少G的流量。爱立信预测，2021年视频将占移动端总流量的70%。贝尔实验室咨询部门预测，到2020年33%的流量由5G/4G等无线网络承载，而移动设备在线视频观看时长占全球在线视频观看总时长的比例将由2012年的22.9%升至2017的58.1%。
大视频将经历“培育--成熟--爆发--超视频”的历程。我们目前处于2018年节点，4K技术逐渐成熟，8K、VR/AR逐渐引入，5G慢慢走进我们的视线，经过百倍压缩之后，8K（3D）视频的传输速率显著提高、时延降低，这也推动了新一代无线网络的重构式发展。
“物联网”是最近两年的热频词，中国移动总经理李跃指出“5G就是为万物互联设计的”。可以用通俗的话解释，以前只有马车的时候，不需要专门建四车道、八车道的高速公路。对于通信行业而言，5G类似马路，为后来的汽车电子等做好道路基础信息建设，所以说5G是为万物互联设计的毫不夸张。
从需求层次看，物联网首先是满足识别物品、读取信息的需求，其次是通过网络将信息传输、共享，随后是联网物体随着量级增长带来的系统管理和信息数据分析，最后改变企业的商业模式，基于大数据、商业模式的变现，人们的生活模式也会相应变化。
笔者在华为工作时从事运营商市场的公网无线通信，只要面向企业网、专网市场，信息化的需求一定不同。比如，钢铁厂有高温熔炉，是一个极端的环境，对信息化要求较高，希望通过一整套信息化解决方案，高效地把现场所有东西，包括固化的设备、现场设备静态和动态运转数据间传递，实现现场可见、指挥可达。所以，未来的物联网市场将朝碎片化、差异化和定制化方向改变，未来的增长可能超出预期。物联网连接数至2020年将达到500亿，500亿可能仅仅是一个起点，未来物联网连接数规模将高达十万亿。
与5G结合是车联网发展的必经之路。智能网联汽车是物联网主要业务应用之一，但受限于现阶段的网络技术，我们仍处于车联网第一阶段，使用的是比较孤立的定位系统，无线网络速度稳定性达不到要求，用户体验很差。未来，5G作为车联网的网络基础，可以实现自动驾驶、导航、救援和路况分析等服务，实现第二阶段无线通讯和GPS的结合。到第三阶段，利用大数据、云计算和人工智能等技术，实现车、人、网全面互动，智能化车辆系统是车联网发展的高级阶段。
车联网对网络的要求较高，其实车联网是三个字的组合，“车”指汽车电子，“联”指万物连接，“网”指移动互联网、物联网，体现了行业的交叉应用。相比于4G, 5G网络有低延时、高容量、广连接、强移动四方面的优势。
低延时。4G的延时在10-50毫秒之间，5G网络的延时能控制在1-3毫秒以内，可以满足自动驾驶过程中各类环境信息、行车信息及控制信息及时交互需求。举例而言，如果汽车的车速120 km/h，5G网络下，1毫秒内仅移动3厘米；但4G网络下，30毫秒后的紧急刹车已经移动90厘米，可能酿成交通事故。
高容量。自动驾驶需要实时下载很多高清地图，支持HDV视频信息的传播。4G网络的容量在100M-1Gbps，5G网络的容量大约是4G网络的10倍，可以满足储存容量和HDV视频信息传播需求。
广连接。5G网络支持在多车道、交通复杂拥堵的场景下连接更多节点，包括人、车、监控摄像头等任何可以成为网络节点的事物，连接数可以超过1000K。
强移动性。声波高速移动时会产生多普勒效应，移动通信的电磁波也会有多普勒效应。多普勒效应是指我们站在某个地方，火车由近及远开过来时，开近了声音大，开远了声音慢慢小下来。4G网络可以支持350km/h的最大高速时延下的通话质量，而5G网络足够灵活和稳健，可以管理动态和拓扑连接,能保证500km/h下的通畅性。
除了钢铁厂有工业控制需求，其他更广阔的领域，如电力、医疗、海上作业平台、矿山等，均有工业控制的需求。
当前4G网络运作过程中的网络带宽无法满足工业控制现场传输更多的视频信号的需求，建立专网的必要性凸显。5G是实现远程设备关键控制的重要网络支撑。
未来，在诸如远程矿山挖掘、矿山运输、巡检等对安全有着极高要求的环境里，5G网络可凭借更低的延时优势，满足特殊性应用场景对网络更加苛刻的要求，实现在保证安全的情况下进行作业，并提高效率。
目前，市场推出很多VR体验，但头上戴着的产品较笨重，后面拖着一根长长的线，会有比较强的眩晕感。时延低于20ms才能有效缓解眩晕感，提高VR的虚拟现实体验。这对网络的性能提出极高的要求，5G的端到端的毫秒级时延特性可以满足要求，而且5G的超高传输速率能降低硬件设施成本，将功能转移到后端云上去，通过无线给用户更好的体验。
相比VR，AR的价值体现在应用场合的多样性。AR技术能够在工业、医疗、教育、广告、互联网、游戏、商务沟通、社交媒体等诸多领域发挥重要作用。AR对网络的性能要求更高，对时延和传输速率的要求显著高于VR。所以，4G网络环境下AR的应用较少。
通信是丰富人们的沟通与生活的技术基础，是基于多样化需求逐渐发展出来的技术。总结而言，5G提供了三类应用场景：一是增强移动宽带，要大带宽；二是大容量物联网，连接数目多、低成本、设备功耗少；三是高可靠、低时延的通信。针对以上三类场景的应用多样化，包括大容量存储、智能家居、智能建筑、智慧城市，以及自动驾驶、VR/AR等。
02
什么才是5G的关键技术？
当5G真正到来时，4G手机是不能接入的，因为不仅是单纯频段的改变，基站、网络测试等环节均发生了一系列变革。
5G网络的发展离不开大规模天线（Massive MIMO）+新型多址（NOMA）接入，超密集（Ultra-dense networking）+高频段（High frenquency communications），低时延、高可靠等核心技术，还有软件定义组网等其他关键技术。
核心技术一：大规模天线+新型多址接入技术。这两个技术的叠加可以提升频谱效率，实现“任何时间、任何地点”的连接，来确保用户体验。无线通信的关键是“频谱为王”，在有限的频谱资源里面尽可能提升频谱效率才是最关键的。大规模天线有4个应用场景：宏覆盖、高层覆盖、热点覆盖、无线回传。新型多载波技术资源化参数配置灵活，降低了用户层的成本，弥补了OFDM的缺点，更好地满足5G总体需求。
核心技术二：超密集组网+高频段技术。这两个技术的结合可以提升热点流量和传输速率，提升基于LET-Hi演进技术的能力。超密集组网技术在缓解热点地区的业务拥堵、增强室内覆盖方面有着显著优势，如办公室、密集住宅、街区、校园、集会、体育场、地铁、公寓等。超密集组网会带动Small cell（小基站）需求的爆发式增长。根据Small Cell论坛预测，全球Small Cell市场到2020年将产生67亿美元的收入，出货量将达到800万，将占据移动网络运营商硬件的85%，市场处于启动前夜。
核心技术三：低时延、高可靠技术。是5G物联网场景应用的关键技术，可以拓展业务应用范围如车联网、超低时延工业控制等。
其他关键技术包括软件定义组网、移动边缘计算等。软件定义组网是颠覆性技术，现在部署网络仍离不开硬件设备，未来可能用软件直接部署网络，用服务器的方式实现网络功能。移动边缘计算可以靠近移动用户位置，提供信息技术服务和云计算内容，然后将内容分发到靠近用户侧基站，便于先处理前端信息，再回传到基站，大幅提升用户体验，降低网络传输成本。
但移动边缘计算也存在一些问题：一是移动性，终端在不同的基站间切换时如何保障用户的业务连续性存在挑战；二是安全性，传统的核心网部分功能下沉到无线侧后，安全机制待探索；三是合作性，需要运营商、设备商、第三方内容提供商和应用开发商紧密配合，应用下移时计费功能需要重新设计，还要考虑投资成本。
03
5G什么时候到来？
5G的成功落地离不开行业标准、频谱的使用规划等先行公布。我国三大运营商如何参与？国际芯片商如何布局？
从3G/4G发展历程来看，标准落地了以后，产业化才能迅速的往前推进。5G标准的制定主要是由ITU和3GPP完成的，ITU起着领导的作用，而3GPP则主要负责技术标准和规范的具体设计和执行。目前，5G标准正处于研究阶段，ITU和3GPP已经制定了详细的5G发展时间计划表。
3GPP的5G标准规划可以分为三期R14、R15、R16，每期包含三个阶段。其中R14主要开展5G系统框架和关键技术研究，R15主要制定第一个版本的5G标准以满足部分5G需求，R16完成全部标准化内容，并于2020年初向ITU提交方案。
总结而言，关键是两个时间节点。第一个时间节点是2017年12月，制定了非独立组网的5G标准和5G的系统框架标准。非独立组网指5G不是独立于4G的，5G可以和4G共同组网的标准。第二个时间点是2018年6月，要进行5G独立组网的标准制定，完成网络接口协议。
无线通信中，频谱为王，频谱是移动通信中非常宝贵的不可再生资源，占用一个有利的频谱是最好的先天条件。
根据全球主要地区4G部署情况来看，4G频谱主要集中在3.5GHz以下。由于5G系统是多种空口技术的组合，其频率框架将着眼于4GHz到5GHz的全频段。但每个领域用在什么频段，取决于每个国家地区的实际部署情况，因地制宜来决定具体频谱部署。
2018年2月，我国中国工业和信息化部发布通知，正式宣布规划3300-3600MHz、4800-5000MHz频段作为5G系统的工作频段，其中3300-3400MHz原则上限室内使用。同时，工信部不再受理和审批新申请3400-4200MHz、4800-5000MHz频段内的地面固定业务频率、3400-3700MHz频段内的空间无线电台业务频率、3400-3600MHz频段内的空间无线电台测控频率的使用许可。因此，我国成为国际上第一个发布5G系统在中频段内频率使用规划的国家。
我国工信部明确表示将于 2020 年实现 5G商用，其部署进程将重点看三大运营商推进计划。我们认为首看中国移动，据中国移动最新发布的5G推进时间表，2017年开始外场试验，2018年规模试验，2019年预商用，2020年左右正式商用，2019年或将成为5G元年。
近期，工信部发文表示，2019年上半年首批16个试验城市，上海、深圳、成都、武汉等16个试验城市2019年上半年部署基站，下半年会有首批5G手机终端正式发布。所以，2019年应该是5G应用的元年，但正式大规模成熟应用预计到2020年下半年。
高通在2016年底最先发布了首个5G芯片——高通骁龙X50平台，包括SDR051毫米波收发器、5G基带和支持性PMX50电源管理芯片。2017年发布了其第七代LTE多模调制解调器--Qualcomm骁龙X20LTE芯片组。这一调制调解器基于领先的10纳米finFET制程工艺打造，峰值下行速度最高达到1.2Gbps。
Intel 2017年发布了首创的全球5G数据机，其仅需一颗基频晶片就能支持WGHz以下以及毫米波频带，并发布了全新的XMM 7560调制调解器，承诺提供千兆级的LTE速度，理论最高下载速度超过1Gbps。Intel计划于2018年推出其5G商用芯片。
华为海思在2018年巴塞罗那展发布全球首款5G芯片--巴龙5G01，每年巴塞罗那展是移动通信领域比较高规格的盛会。一方面有望加速5G智能终端推出，为后续规模商用奠定坚实基础；另一方面，作为全球率先推出5G芯片的设备商，代表国内5G技术和产业链成熟度以及达到全球领先水平。而展讯和联发科5G商用芯片的推出时间则可能在2020年左右。
一般来说，终端比芯片要晚三个月到六个月，因为终端芯片和终端手机之间需要适配。
04
在5G领域，应该采取什么样的投资策略？
投资策略从5G发展的需求基础可略知一二，5G正好迎合它的需求。
5G的架构体系，可以分为四部分：终端、基站系统、网络架构、应用场景。终端形态多样，通过手机、汽车、家电、可穿戴设备、工业设备、公共设备等实现万物互联、万物智联。基站系统包括基带、射频、天线，按照基站的形态分为宏基站、小基站等各种形态。网络架构，有核心网、传输网、承载网。应用场景在需求部分详细介绍了，包括VR/AR、自动驾驶、车联网、远程医疗、工业互联网、智慧城市、智能家居等。
四部分都涉及很多细分产业链环节，每一个环节都有部分做的不错的企业。终端可以分为基带芯片、通信模块、天线/射频。基带芯片环节有高通、联发科、三星、华为海思、展讯、大唐电信；通信模块环节有Gemalto、Telit、Slerra Wireless、华为、中兴通讯、芯讯通、广和通、移远通信；天线/射频环节有信维通信、硕贝德、麦捷科技。
网络架构按照网络的分层，不同公司处于不同层级。有通信网络设备，还有提供SDN/NFV解决方案的公司，如骅威、中兴通讯、烽火通信、紫光股份、星网锐捷。光纤光缆环节已经有部分上市公司。
应用场景部分，5G可以看作一个管道，根据每一个行业进行碎片化、定制化、差异化地赋能，衍生出不同的解决方案，包括系统集成与行业解决方案、专门提供系统与行业解决方案、物联网平台解决发干、增值业务与行业应用方案等。
5G的建设周期与3G/4G完全不同。从频谱接入的角度，先中低频段覆盖，后高频段接入；从应用场景的角度，先是增强移动宽带（eMBB），再是海量机器类通信（mMTC）和超高、可靠、低时延通信（uRLLC）。
从相关的分析研究来看，大家认为5G的主建设期需要持续五到六年时间（2019年-2025年）。
各个产业链环节所受益的时序也是不一样的。最先受益的是建设初期（2019年起），规模试验、4G演进和预商用阶段的基站天线和射频模块。随后，在大规模接入网建设和网络架构重构阶段，通信网络设备、SDN/NFV解决方案、网络规划运维在接网的早期和接网完成后受益，光纤光缆和光模块将在网络建设和升级中受益。从长远角度看，随着网络基础设施的完善，基于5G网络的垂直行业融合和信息应用服务，包括系统集成与行业解决方案、大数据、物联网平台与解决方案等，增值业务、行业应用将是最长远受益，需求将规模放量，相应产业链环节也将持续受益。
由于5G高网络容量和全频谱接入需求，天线射频模块集成、大规模天线技术、小微基站和室内分布是基站系统演进的主要方向。天线射频模块集成，通过射频模块与基站天线集成，RUU与天线集成，可以大大的简化站点部署，降低馈线复杂度，减少传输损耗，提升网络覆盖性能。5G的全频谱接入、高频段密集组网将催生大量小微基站与室内分布，应用于人口密集区，覆盖大基站无法触及的末梢神经，解决了“最后一公里”的末梢神经枝干。我们认为5G建设中，小微基站和室内分布投资将实现从0到1的突破。从投资策略看，有一些值得跟踪挖掘的较好的标的。
网络架构主要涉及到通信网络设备、光纤光模块、通信网络规划运维。有一些很不错的企业已经从事这部分业务，值得跟踪研究。
任何技术最终还是要落实到某一个应用的场景当中，在生活当中、工作当中切切实实的体会到这个技术，才能真正发挥它的价值。
“4G改变生活，5G改变社会。” 5G在工业、医疗和交通里面与交叉学科的深度融合，便于发挥5G网络的特性，更好地服务于垂直领域，实现万物互联，万物互联地最终结果是产生价值。
2025年，5G互联网连接数超过50亿，应用在各个细分场景中，如环境监测、工业物联网、资产跟踪等，能够较大地释放劳动力，提高监测效率的同时提高工地作业地安全系数。
5G面向应用场景的产业链环节在于系统集成与应用服务，主要包括系统集成与行业解决方案、大数据应用、物联网平台解决方案、增值业务和行业应用等部分。
5G的终端设备将不局限于手机和电脑，还将涵盖家电、汽车、穿戴设备、工业设备等。据统计，到2020年广义的“联网终端”数量将达到250亿-500亿部。
通信模块连接芯片和物联网各种终端设备。举例而言，生活煤气、水电费以前是人工抄写，有一家公司把4G模块直接集成在电表里，已经实现实时远程上传信息。未来普通摄像机集成了5G模块，可以直接回传图像信息。未来，智联终端、物联网终端，一定是搭载了特定通信模块的形态。
5G基带芯片的节奏决定了终端设备的产业进度。POS机、手机、摄像头、计量抄表设备上没有附加基带通信芯片模块的话，就是散落化、碎片化的存在，不能连到5G这张网络里面来。所以，5G的基带芯片节奏决定了终端设备的产业进度。在终端设备产业链，重点关注高通、三星、联发科、华为海思等研发进度。基于基带芯片的通信模块，技术复杂度相对较低，芯讯通、广和通、移远通信等国内厂商将成为未来的主要供应商。另外，终端天线和射频建议关注技术成熟度较高、工艺量产能力较强的信维通信、硕贝德和麦捷科技。
广泛的应用场景需求推动了5G网络的发展，2019年或将成为5G应用元年，2020年左右5G将开始正式商用。从生活到工业，5G将改变社会。从投资角度而言，基站天线、射频模块，通信网络设备、光模块，以及系统集成与行业解决方案等细分产业都会先后受益。
