2021年通信設備零部件行業(yè)分析報告

通信設備零部件行業(yè)分析報告作者：上善若水2021年2月

目 錄一、行業(yè)產業(yè)鏈情況 51、通信網絡的大致結構及主要廠商 52、行業(yè)供應鏈關系現狀 53、行業(yè)上游：以基礎材料廠商為主 5（1）行業(yè)上游的基本情況 5（2）行業(yè)上游情況對本行業(yè)的影響 64、行業(yè)下游：通信設備廠商為主 6（1）行業(yè)下游的基本情況 6（2）行業(yè)下游情況對本行業(yè)的影響 75、行業(yè)的供應鏈關系發(fā)展趨勢 8二、行業(yè)市場規(guī)模情況 91、整體規(guī)模：具有周期性，由運營商的投資規(guī)模決定 9（1）通信設備零部件業(yè)的整體市場規(guī)模由下游運營商投資規(guī)模決定的原因 9（2）通信服務運營商的投資規(guī)模存在周期性，高峰隨著通信技術演進出現 9（3）2016-2018年間屬于4G向5G的過渡期，運營商的投資規(guī)模相對較低 10（4）通信行業(yè)廠商收入受到運營商投資規(guī)模的明顯影響 10（5）2019年是5G網絡大規(guī)模建設的元年，相關投資將逐步增大 11（6）區(qū)域差異：中國、美國、歐洲、除中國以外其他亞洲地區(qū)是主要市場 11（7）建設規(guī)模對通信設備零部件廠商的影響：有利于當地廠商 122、建設策略：頻譜策略、組網策略存在差異 12（1）5G分為低頻、中頻、高頻，各國的頻譜策略有所差異 12（2）中國是5G大規(guī)模組網的先行者 13（3）建設策略對通信設備零部件廠商的影響：產品路線的選擇、業(yè)績實現的時間 143、細分市場規(guī)模：隨整體規(guī)模變動回升，投資結構變化利好所處細分市場 14三、行業(yè)技術發(fā)展情況 161、通信技術的整體發(fā)展歷史：由分裂走向統(tǒng)一 17（1）1G時代：各國各自研制自己的移動通信系統(tǒng) 17（2）2G時代：歐洲各國開始聯(lián)合，歐洲VS高通的通信標準格局形成 17（3）3G時代：更多國家、組織積極參與通信技術標準的設立 18（4）4G時代：高通放棄主導標準，IT廠商競爭失敗，技術標準趨向統(tǒng)一 19（5）5G時代：第一次嘗試全球統(tǒng)一標準，標準分批凍結 202、5G基站設備的變化：覆蓋范圍更小、集成程度更高、發(fā)熱/能耗更大 22（1）因頻段原因，相同情況下5G基站的覆蓋范圍更小 22（2）為增強覆蓋、提升網絡性能，5G基站大量使用MIMO技術 23（3）天線集成原RRU組件，無源天線變?yōu)橛性聪嗫仃囂炀€（AAU） 24（4）5G基站的發(fā)熱更大、電磁環(huán)境更加復雜、能耗更大 253、5G基站設備的變化對零部件提出的新要求 25（1）對天線罩的要求大幅提升 25（2）對熱管理系統(tǒng)內零部件的性能要求大幅提升 26（3）對絕大部分零部件提出了輕量化的要求 26四、行業(yè)內主要企業(yè) 271、諾蘭特 272、萊爾德 273、飛榮達 284、迪睿合 285、中石科技 28

通信設備零部件行業(yè)分析報告一、行業(yè)產業(yè)鏈情況1、通信網絡的大致結構及主要廠商通信行業(yè)涉及的廠商較多，其大致結構和主要廠商情況如下：2、行業(yè)供應鏈關系現狀通信設備零部件廠商主要為通信主設備廠商及其產業(yè)鏈上的其他通信設備廠商服務。通信設備零部件廠商在整個通信產業(yè)鏈中處于相對上游的位置，具體的產業(yè)鏈關系如下：注：根據金發(fā)科技、杰事杰的公告，金發(fā)科技和杰事杰的主要業(yè)務是生產“塑料材料”，不是生產“用塑料材料生產的產品”。3、行業(yè)上游：以基礎材料廠商為主（1）行業(yè)上游的基本情況在上游方面，通信設備零部件廠商向基礎材料廠商采購樹脂、硅膠和金屬等原材料，大部分屬于大宗商品，較為普遍，價格隨行就市；小部分屬于部分廠商獨有的特殊配方產品，由于壟斷的關系價格較高，但基本向全世界范圍供應。（2）行業(yè)上游情況對本行業(yè)的影響由于上游行業(yè)產品具有一定的大宗商品屬性和部分壟斷供應屬性，通信設備零部件廠商向上游轉移成本壓力的能力較弱，上游產品價格的波動會對通信設備零部件廠商的產品成本造成影響。業(yè)內公司通過研發(fā)新的替代配方、調整材料庫存的方式能夠部分平抑原材料價格的波動。4、行業(yè)下游：通信設備廠商為主（1）行業(yè)下游的基本情況在行業(yè)下游方面，通信設備零部件廠商主要為各類通信設備廠商服務，也會與為通信設備廠商提供EMS服務的相關廠商交易。相關下游廠商的情況簡介如下：①通信主設備商目前華為、愛立信、諾基亞、中興和三星五家占據了全球絕大部分無線通信市場份額，其中愛立信、諾基亞、中興和三星均為業(yè)內公司主要客戶。2017年度、2018年度，主要通信主設備商的相關市場份額情況如下：通信設備商市場份額（不含5G）數據來源：IHSMarkit，左側為2017年度市場占有率，右側為2018年度市場占有率。②基站天線廠商基站天線領域，主要的廠商包括華為、京信通信、康普、摩比、通宇通訊、凱士林、安費諾、安弗施等。③射頻器件廠商在射頻器件領域，Qorvo、思佳訊和博通等外資跨國企業(yè)有較為全面的研發(fā)、供應鏈體系，占據主要的市場份額；國內的公司主要以射頻器件中的濾波器、雙工器為主，主要包括武漢凡谷、大富科技和東山精密等。（2）行業(yè)下游情況對本行業(yè)的影響行業(yè)下游廠商較為集中，大部分為成立時間較久、規(guī)模較大的跨國公司，均擁有較為成熟的供應鏈管理體系，使通信設備零部件業(yè)形成了以下幾個方面的特點：①供應鏈體系外的廠商的進入門檻較高由于通信網絡是非常重要的基礎設施，通信服務運營商對通信設備的穩(wěn)定性存在較高的要求，所以通信設備廠商也會對其供應商有較高的要求。通信設備廠商對新供應商會有嚴格的認證過程，會對相關廠商的技術水平、生產流程、質量管理和工作環(huán)境等各方面的情況進行嚴格的考核，通過資質認定后還需經過相當一段時間的產品測試才能成為其正式的供應商，因此進入其供應鏈體系的門檻較高。另外，大部分通信設備廠商傾向與合作紀錄良好的現有供應商繼續(xù)合作，以利用供應商的研發(fā)能力和供應鏈管理能力降低自身的成本，也變相提高了外部廠商的進入門檻。②通信設備零部件廠商的客戶集中度較高通信設備零部件廠商所面對的下游行業(yè)的廠商集中度較高。以通信主設備商為例，隨著行業(yè)內的幾輪整合，目前市場上主要廠商包括華為、愛立信、諾基亞、中興和三星等有限幾家，形成了寡頭壟斷，客觀上使得通信設備零部件廠商存在客戶集中度較高的情況。業(yè)內公司2019年度前五名客戶合計銷售金額占年度銷售總額比例如下：項目武漢凡谷大富科技欣天科技中石科技東山精密飛榮達占比97.66%77.19%66.05%60.84%54.89%52.59%數據來源：各上市公司公告。③通信設備零部件廠商間的競爭市場化但“不完全”通信設備零部件廠商間的競爭往往是市場化但不完全的；市場化表現為通信設備廠商會根據供應商的技術能力、產品質量和產品價格做選擇，比如會選擇先通過產品測試的廠商的設計作為最終選型，并選擇該廠商作為相關零部件的第一供應商；不完全競爭表現為一般競爭僅發(fā)生在同在供應鏈體系內的廠商之間（外部廠商進入供應鏈體系的門檻較高），而且部分情況下競爭有限，比如采用某個通信設備零部件廠商的“一攬子方案”時，方案中單獨某類零部件實際上會選購該通信設備零部件廠商的獨有產品。5、行業(yè)的供應鏈關系發(fā)展趨勢隨著5G的到來，下游通信設備廠商的產品形態(tài)、產品結構存在較大的變化，MassiveMIMO技術、多頻天線、波束賦形等技術的應用將使通信設備的形態(tài)、功能產生較大的變化，進而對供應鏈關系造成較大的影響，比如：（1）原先通信服務運營商分別向通信主設備商和基站天線廠商采購，未來可能更多變?yōu)橥ㄐ胖髟O備商向基站天線廠商采購集成后再銷售給運營商；（2）射頻器件廠商銷售給通信主設備商變?yōu)樯漕l器件廠商銷售給基站天線廠商；（3）廠商之間進行上下游并購。注：為方便理解，上述供應鏈圖不包括EMS廠商。上述供應鏈關系的變化對于通信設備零部件廠商來說是機遇也是挑戰(zhàn)：通信設備零部件廠商可能因為供應鏈整合獲得更多的份額，也可能因為供應鏈整合面臨更大的競爭。二、行業(yè)市場規(guī)模情況1、整體規(guī)模：具有周期性，由運營商的投資規(guī)模決定（1）通信設備零部件業(yè)的整體市場規(guī)模由下游運營商投資規(guī)模決定的原因通信設備零部件業(yè)屬于下游驅動的行業(yè)，通信設備零部件廠商所面對的市場份額即是下游通信設備廠商的總體采購總額，而通信設備廠商的采購總額受到再下游通信服務運營商投資規(guī)模的重大影響，因此運營商的投資規(guī)模基本上決定了通信設備零部件業(yè)的市場規(guī)模。（2）通信服務運營商的投資規(guī)模存在周期性，高峰隨著通信技術演進出現當新的通信技術出現后，為保持競爭力，通信服務運營商會結合自身情況購買設備以更新無線通信網絡，在網絡更新建設大體完成后適當減少投資回收資金，因此通信服務運營商的投資規(guī)模總體上具有波動性。以中國為例，2007-2017年間的通信服務運營商資本開支高峰與網絡牌照的發(fā)放節(jié)點基本重合，具體如下：資料來源：劉凱等《5G：元年開啟，萬物互聯(lián)》，2018。（3）2016-2018年間屬于4G向5G的過渡期，運營商的投資規(guī)模相對較低由于主要國家和地區(qū)的4G網絡部署高峰已過而5G尚未提上日程，全球運營商投資規(guī)模自2015年到達投資高峰后轉入相對低谷期。根據GSMA的數據，2016年-2017年上半年全球運營商的合計投資規(guī)模出現了明顯的負增長：資料、數據來源：GSMA《TheMobileEconomy2018》，2018。資料來源：ManojMisra《EvolvingTrendsin5G》，2019。（4）通信行業(yè)廠商收入受到運營商投資規(guī)模的明顯影響受到運營商投資規(guī)模下降的影響，2016年-2018年通信行業(yè)廠商的業(yè)績收入明顯下降。2015年-2018年間國內相關廠商收入同比變動的情況與全球運營商投資規(guī)模的同比變動情況如下：數據來源：Wind、GSMA，其中運營商支出數據為滯后一期，廠商僅統(tǒng)計來自通信行業(yè)的硬件收入。（5）2019年是5G網絡大規(guī)模建設的元年，相關投資將逐步增大2019年是全球運營商投資規(guī)模的低谷，也是下一輪大網絡建設投資的起點；是5G網絡建設的元年。根據GSMA的預測，運營商投資規(guī)模將逐年上升，在2023-2024年間到達“5G周期”的波峰。資料來源：PeterJarich等《GlobalMobileTrends2020》，2019。（6）區(qū)域差異：中國、美國、歐洲、除中國以外其他亞洲地區(qū)是主要市場根據GSMA的數據，未來主要的5G投資將主要在中國、除中國以外的其他亞洲地區(qū)、美國和歐洲。資料來源：PeterJarich等《GlobalMobileTrends2020》，2019。（7）建設規(guī)模對通信設備零部件廠商的影響：有利于當地廠商雖然通信設備是行業(yè)分工比較細化的廠商，主要廠商的供應鏈都較為全球化，但考慮到運輸成本、產業(yè)鏈集群和目前的貿易保護趨勢，未來的5G建設將主要有利于中、美、歐和亞洲其他地區(qū)的廠商。2、建設策略：頻譜策略、組網策略存在差異（1）5G分為低頻、中頻、高頻，各國的頻譜策略有所差異根據目前的5G標準發(fā)展現狀，5G主要可分為低頻（＜1Ghz）、中頻（1-6Ghz）和高頻（＞6Ghz）三個頻段。從各國的5G發(fā)展計劃和頻譜劃撥、頻譜拍賣情況來看，主要5G發(fā)展地區(qū)的頻譜策略有所差異。根據歐盟委員會的報告，截至2019年底，歐洲、中國、日本、韓國和美國的頻譜規(guī)劃和分配情況如下：低頻：已分配頻譜和還未分配的頻譜（Mhz）資料來源：歐盟委員會，2020。中頻：已分配頻譜和還未分配的頻譜（Mhz）資料來源：歐盟委員會，2020。高頻：已分配頻譜和還未分配的頻譜（Mhz）資料來源：歐盟委員會，2020。從頻譜的情況看，目前日本、韓國的5G頻譜工作推進較快，美國在中頻頻譜分配工作進展落后，中國主要集中精力在中頻，而歐洲的頻譜工作進展緩慢。（2）中國是5G大規(guī)模組網的先行者5G的組網策略大致分為SA（Standalone）和NSA（Non-Standalone），前者是指完全建設一張嶄新的5G網絡，用更高的成本獲取更好的性能；后者是指利用4G網絡的核心網和接入網（基站設備），建立4G/5G混合的網絡，可以部分實現5G網絡的一些性能（主要是相比4G更快的網速和網絡容量）。相比SA，NSA是一種過渡性的方案，屬于漸進遷移的策略。從目前的建設情況看，中國是唯一正在主力推進SA方案的國家。（3）建設策略對通信設備零部件廠商的影響：產品路線的選擇、業(yè)績實現的時間不同國家、不同地區(qū)的5G建設策略對通信設備零部件廠商的影響主要體現在產品路線的選擇和業(yè)績實現的時間兩個方面。在產品路線的選擇方面，由于高頻5G和中、低頻5G在基站設備零部件方面有較大的差異，著力于高頻5G發(fā)展的廠商在產品路線的選擇方面與其他廠商有一些差異。高頻5G網絡的覆蓋能力較差，但可用的帶寬較大，能夠更快速地傳輸大量的數據，主要針對的是5G三大場景中的eMBB場景。為實現高速的數據傳輸、處理，高頻5G基站設備內部的電子元器件，如芯片、內存的性能的要求更高，因此發(fā)熱量更大，需要更高效率的導熱。針對上述需求，相關通信設備零部件廠商就需要調整產品路線，更早地著力于相關材料、產品的研發(fā)。另外，由于無線電波的特性，高頻基站設備的天線罩與低頻設備的要求有非常大的差異，相關通信設備零部件廠商也需要更早地確定天線罩產品的材料、工藝路線。在業(yè)績實現的時間方面，SA和NSA的組網策略對于通信設備零部件廠商的業(yè)績有不同的影響。由于SA的組網策略更早地大力建設核心網和承載網，相關的通信設備零部件廠商，如交換機芯片廠商（核心網）、光纖廠商（承載網）將更早的收益于5G網絡的建設，而市場份額主要在NSA組網策略地區(qū)的廠商的業(yè)績實現將更為平緩。3、細分市場規(guī)模：隨整體規(guī)模變動回升，投資結構變化利好所處細分市場以應用于接入網的基站設備和天線射頻器件為例，除通信服務運營商對網絡建設的總體投資規(guī)模外，細分市場的規(guī)模主要取決于：（1）通信服務運營商對主設備商、天線設備廠商等公司下游廠商的通信設備產品（以下簡稱“運營商對下游客戶產品”）的采購規(guī)模；（2）運營商對下游客戶產品中，產品線所對應零部件的價值量。細分市場規(guī)模的大致計算方式如下：未來相關因素的變化趨勢如下：由于5G網絡技術、相關產品形態(tài)、網絡結構和市場需求等方面的變化，通信服務運營商對下游客戶產品的采購規(guī)模將明顯提升，具體原因如下：①根據技術特性和市場需求估計，基站建設數量將走出波谷、明顯提升基站大體上可分為宏基站和微基站，前者主要用于網絡的覆蓋，后者主要用于流量熱點區(qū)域（如演唱會這樣的用戶密集場景）的容量擴充和信號死角區(qū)域（如外部信號難以覆蓋到的建筑內部）的信號增強補漏。由于無線電波的物理特性，波長越長的無線電波其傳播能力相對越弱。根據目前的公開信息，絕大部分的5G網絡（中低頻部分）承載頻段在3.3Ghz-3.8Ghz之間，高于4G網絡的普遍頻段范圍（0.7Ghz-2.7Ghz），因此5G網絡要達到與4G網絡相同的覆蓋范圍，需要建設更多的基站。鑒于以上情況，預計5G宏基站的建設數量將明顯超過4G基站。以中國為例，根據工信部的頻譜規(guī)劃，中國移動的5G頻段（中低頻部分，下同）在2,515MHz-2,675MHz和4,800MHz-4,900MHz，中國電信的5G頻段在3,400MHz-3,500MHz，中國聯(lián)通的5G頻段在3,500MHz-3,600MHz。根據相關機構的預測，中國的5G宏基站建設數量預計是4G宏基站建設數量的1.4倍，在2022年達到建設高峰，具體情況如下：我國4G/5G宏基站建設規(guī)模對比（萬站）來源：整理自公開資料。②基站設備性能要求提高，使單位基站產品的價格有明顯提升為實現標準化組織定義的5G網絡性能，5G通信基站與以往的基站設備相比有很大的變化，集成程度明顯增加，產品價格明顯提升，增加了零部件的價值量。③通信服務運營商對下游客戶產品的采購規(guī)模將明顯提升由于上述基站建設數量、基站價格上升等原因，相關硬件建設在5G網絡建設總體投資的比重相對4G網絡將有所上升：不同網絡建設中各環(huán)節(jié)價值量的占比情況圖數據來源：整理自公開資料。三、行業(yè)技術發(fā)展情況1、通信技術的整體發(fā)展歷史：由分裂走向統(tǒng)一（1）1G時代：各國各自研制自己的移動通信系統(tǒng)1973年，摩托羅拉研發(fā)出了世界第一臺手機；1976年，ITU批準了800/900MHz頻段用于移動電話的頻率分配方案。1978年底，美國貝爾實驗室研發(fā)成功了世界第一套移動通信系統(tǒng)AMPS（AdvancedMobilePhoneSystem）并于1983年開始正式商業(yè)運行，開啟了1G時代；隨著AMPS的面世，歐洲各國也紛紛建立齊了自己的第一代移動通信系統(tǒng)，包括北歐的NMT（NordicMobileTelephone）、前聯(lián)邦德國的C-Netz和英國的TACS（TotalAccessCommunicationsSystem）等。作為最早面世的移動通信系統(tǒng)，AMPS受到了廣泛的歡迎，在超過70個國家運行，是1G時代最廣泛使用的通信技術標準。（2）2G時代：歐洲各國開始聯(lián)合，歐洲VS高通的通信標準格局形成1982年，為研發(fā)、設計一個可以泛歐洲使用的移動通信系統(tǒng)，歐洲郵電管理委員會設立了GSM（法語GroupeSpécialMobile，移動通信專家組，其標準化的職能后轉移）。1986年，為與美國在通信領域競爭，建立一個更先進、更廣泛使用的泛歐通信技術標準，歐洲委員會（EuropeanCommission）于1986年開始對美國通信行業(yè)的情況進行了考察，并于1987年第一次公布了設立一個通信技術標準協(xié)會的設想。1987年，德國、比利時、丹麥、西班牙、芬蘭、法國、愛爾蘭、意大利、挪威、荷蘭、葡萄牙、英國、瑞典共同簽署了一份備忘錄，同意在1991年前建立一個泛歐洲的、基于數字信號的通信系統(tǒng)，并委托GSM承擔該任務。1988年，歐洲郵電管理委員會設立了ETSI（EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute，歐洲電信標準協(xié)會）。1989年，歐洲郵電管理委員會將GSM的職能轉移給了ETSI，同年，新一代的泛歐洲通信系統(tǒng)標準被確定，即GSM（GlobalSystemforMobilecommunications）標準，歐洲的通信技術標準得到了統(tǒng)一。在歐洲大力發(fā)展GSM標準的同時，美國的高通也在布局新一代的通信技術，與基于TDMA（時分多址）技術的GSM標準不同，高通采用CDMA（碼分多址）技術建立了自己的通信技術標準IS-95，并于1993年被美國電信行業(yè)協(xié)會（TelecommunicationsIndustryAssociation）確立為2G標準，相關網絡系統(tǒng)后續(xù)在香港、韓國等多個地區(qū)部署，在全球形成歐洲的GSM和高通的CDMA兩大2G標準競爭的格局。（3）3G時代：更多國家、組織積極參與通信技術標準的設立1985年，聯(lián)合國下屬的ITU（國際電信聯(lián)盟）提出建立新的通信技術規(guī)范，即FPLMTS（未來公共陸地移動通信系統(tǒng)）。由于GSM等2G網絡的部署，ITU的該計劃暫時擱置（FPLMTS后被改名為IMT-2000）。1987年，一項旨在研究一種在革命性的通信系統(tǒng)的研究在英國劍橋開展，研究員們將這項技術稱作UMTS，該研究得到了歐洲委員會和愛立信、諾基亞等廠商的資助。上世紀90年代初，越來越多的SDO（標準化組織）和通信廠商意識到全球通行的通信技術標準的意義，包括ESTI、日本的ARIB等標準化組織以及愛立信、諾基亞、三星都開始進行研究。為了能夠采用單一標準，ITU要求每個地區(qū)的SDO和廠商提交能夠滿足IMT-2000性能要求的無線電傳輸技術的提案。1992年，UMTS的研究取得了階段性成果，但參與UMTS研究的各方對UMTS的無線電傳輸部分選擇ATDMA技術還是WCDMA技術存在爭議。1996年，在歐洲委員會的促進下，愛立信、諾基亞等廠商，法國電信、Orange等運營商以及標準化組織ETSI共同建立了UMTS論壇，以推動UMTS的產業(yè)化發(fā)展。其后，日本加入了歐洲陣營，UMTS確定以WCDMA技術作為無線電傳輸部分的技術。1996年-1998年間，各大SDO和相關廠商提交了17個提案，包括歐洲和日本SDO聯(lián)合主張的WCDMA（UMTS），高通和三星為主的廠商聯(lián)合主張CDMA2000和中國主張的TD-SCDMA。1998年，為支持UMTS成為世界標準，以ESTI為核心的組織、廠商建立了3GPP（第三代合作計劃）；同年，支持CDMA2000的以高通為核心的廠商、組織建立了3GPP2，3GPP和3GPP2都宣稱為ITU的IMT-2000項目服務。1999年，為推動TD-SCDMA的普及，中國的標準化組織CCSA同時加入了3GPP和3GPP2。中國主張的TD-SCDMA后來成為UMTS的一部分，與WCDMA作為UMTS的兩個不同版本。2000年，經ITU確認（ITU-RM.1457Recommendation），WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA被確立為3G（IMT-2000）的標準。（4）4G時代：高通放棄主導標準，IT廠商競爭失敗，技術標準趨向統(tǒng)一在3G時代，為收回對UMTS研究的資助，歐洲各國采用了最大化頻譜使用權拍賣價格的政策，使運營商背負了較大的投入成本，因此運營商在短期內無法承受再一次“革命性”的通信技術更新。在這種商業(yè)背景下，各大標準化組織和廠商對于通信技術的研究方向主要是在現有體系下“演進”，3GPP和3GPP2兩大組織分別在其原支持的UMTS、CDMA2000的基礎上推出了LTE（LongTermEvolution）和UMB（UltraMobileBroadband）。在通信行業(yè)組織演進技術的同時，主要由IT廠商和工程師組成的IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，電機電子工程師協(xié)會）也升級了其負責制訂的Wi-Fi技術標準；升級后的IEEE802.16e及以后版本Wi-Fi技術標準可以支持移動互聯(lián)網功能，開始與通信行業(yè)組織與廠商進行競爭。2008年，ITU定義了4G（IMTAdvanced）網絡技術的性能指標，要求相關SDO和廠商向ITU提交4G技術的提案。同年，高通宣布停止推廣UMB，加入LTE陣營。2009年，3GPP和IEEE分別向ITU提交了LTEAdvanced和WiMAXrel2.0（IEEE802.16m）作為4G（IMTAdvanced）技術標準的提案。2011年，經ITU批準，LTEAdvanced和IEEE802.16m都被確認為4G的技術標準。2012年，IEEE公布了WiMAXrel2.1，由于WiMAXrel2.1不兼容以前的版本，眾多運營商和廠商轉向LTEAdvanced，LTEAdvanced成為唯一主流的4G通信技術標準。（5）5G時代：第一次嘗試全球統(tǒng)一標準，標準分批凍結以往通信技術標準的不統(tǒng)一為各大軟硬件廠商、運營商都帶來了很大的不便，因此在5G時代統(tǒng)一全球標準成為了通信行業(yè)絕大部分參與者的共識。經過3G、4G時代標準制定工作的發(fā)展，由ITU發(fā)布定義和指標需求，由各大SDO和廠商進行研究，再在3GPP框架內進行討論、談判、確認，最后由3GPP向ITU進行提案成為了通信行業(yè)普遍認可的確認通信技術標準的方式。2015年，ITU公布的ITU-RM.2083文件定義了5G（IMT-2020）技術的應用場景和技術指標，根據ITU的定義，5G的三大典型應用場景包括：①eMBB（EnhancedMobileBroadband，增強型移動寬帶），主要應用場景包括3D/超高清視頻、VR/AR、云存取、高速移動上網等需要大流量移動寬帶的場景；②URLLC（UltraReliable&LowLatencyCommunication，高可靠低時延通信），主要應用場景包括無人駕駛/智能駕駛、工業(yè)互聯(lián)網等要求極低時延和高可靠性的場景；③mMTC（MassiveMachineTypeCommunication，大規(guī)模機器通信），主要場景包括車聯(lián)網、智能物流、智能資產管理等需要大規(guī)模數據連接的場景。ITU對5G網絡的技術指標要求如下：性能指標指標定義指標要求應用場景下行峰值速率技術所支持的最小峰值速率20Gbit/seMBB上行峰值速率10Gbit/seMBB用戶體驗下行速率密集城市測試環(huán)境中，95%的時間的數據速率100Mbit/seMBB用戶體驗上行速率50Mbit/seMBB延遲設備到基站的信號傳輸時間4mseMBB1msURLLC移動性保證聯(lián)網質量下的設備動速度500km/heMBB/URLLC連接容量單位面積下同時可連接的設備106/km2mMTC能源效率每單位的數據傳輸能耗和4G相同eMBB根據3GPP的規(guī)劃，5G標準分為“R15”、“R16”和“R17”，其中，目前3GPP的第一版5G標準“R15”已經凍結，由于“R15”版本標準已經能夠初步支持ITU定義的5G應用場景中eMBB和URLLC兩大場景，因此“R15”的凍結意味著面向5G規(guī)模商用的網絡設備、芯片、手機以及各種多樣化的智能硬件可以開始生產，部分運營商已經可以開始5G網絡的部署和運營。根據3GPP的時間表，進一步支持mMTC應用場景的“R16”版本標準將于2020年6月凍結，3GPP將在“R16”凍結之后向ITU提案，并在“R17”工作中進一步加強標準。2、5G基站設備的變化：覆蓋范圍更小、集成程度更高、發(fā)熱/能耗更大（1）因頻段原因，相同情況下5G基站的覆蓋范圍更小理想條件下（不考慮損耗）無線電波信號傳輸的公式如下：由上述公式可知，在相同情況下，無線電波的波長越長（頻率越低），其傳播距離越遠?；跉v史原因，各國低頻段的頻譜資源大部分分配給力其他網絡（2G網絡主要運行在0.9Ghz附近，3G網絡主要運行在1.8Ghz附近，4G網絡主要運行在2.3-2.6Ghz附近）和其他無線電波服務（比如廣播電視），考慮到頻譜資源的限制，大部分5G網絡運行在比以往網絡更高的頻段上，因此在相同條線下，5G基站的覆蓋范圍一般較4G網絡更小。除上述因素外，因現實中不存在理想的傳播條件，基站的覆蓋范圍還要考慮到各種損耗。由于無線電波自身的性質，5G高頻信號的傳輸，尤其是毫米波段的5G信號會受到空氣中的氧氣、水蒸氣等分子的明顯影響，包括對無線電波能量的吸收、使無線電波散射等，越高頻率的無線電波受到的影響越大。資料來源：整理自公開資料除了在空氣中傳播受到影響以外，越高頻率的無線電波在穿透物體時的衰減也越大，以穿過建筑外墻為例，頻率越高的無線電波受到的衰減影響越大。單位：dB材質2G網絡（0.9Ghz）3G網絡（1.8Ghz）4G網絡（2.4Ghz）5G網絡（3.5Ghz）5G高頻（28Ghz）普通玻璃2.22.42.52.77.6玻璃幕墻25.728.430.233.5107.0木墻5.05.15.15.38.2混凝土8.612.214.619.0117.0數據來源：根據《5G;Studyonchannelmodelforfrequenciesfrom0.5to100GHz》計算，數字越大衰減越嚴重。（2）為增強覆蓋、提升網絡性能，5G基站大量使用MIMO技術為增大5G網絡的覆蓋面積，實現5G技術標準所要求的性能，5G基站設備將大量使用MIMO（MultiInputMultioutput，多進多出）技術。MIMO技術是4G時代發(fā)展出的一種關鍵技術，其基本原理是在發(fā)送端和接收端部署多根天線，通過多根天線配合提供分集增益和賦形增益，以提升網速和覆蓋率面積。分集增益是指通過多天線同時收發(fā)信號，在單位時間內傳輸更多的數據，提高數據的接收成功率。相關圖示如下：分集增益原理示意圖賦形增益是指利用波的干涉原理，增強部分波束，從而增強波束的傳播能力。賦形增益原理示意圖為增強性能，5G基站中的天線數量將會更多，由以前的2x2MIMO、8x4MIMO發(fā)展到32×32MIMO甚至64×64MIMO。（3）天線集成原RRU組件，無源天線變?yōu)橛性聪嗫仃囂炀€（AAU）在3G、4G時代，基站設備主要由BBU（BuildingBasebandUnit，負責基帶信號調制）、RRU（RemoteRadioUnit，負責數字信號和模擬信號轉換以及模擬信號的處理）和天線（負責收發(fā)承載模擬信號的無線電波）組成，其中RRU以往通過饋線和天線進行連接。由于5G的基站天線將普遍使用mMIMO技術，天線數量相比以往的3G、4G設備大量增加。為適應天線數量增加以及5G網絡對延遲的要求，5G基站天線將原屬于RRU的組件集成進天線，并加入移相器等其他組件，從無源天線變?yōu)橛性聪嗫仃囂炀€（AAU）。集成后的AAU內部結構如下：（4）5G基站的發(fā)熱更大、電磁環(huán)境更加復雜、能耗更大為追求更高的性能，5G基站的集成程度和電子元器件功耗將大大增加，基站設備的整體發(fā)熱量、設備功耗隨之增加，內部電磁也將更將復雜。根據國內權威的5G推進組織IMT-2020的數據，5G基站的功耗約是4G基站的2~3倍。3、5G基站設備的變化對零部件提出的新要求為實現5G網絡標準的要求，5G基站設備不管在設備結構和設備性能方面都與以往的基站設備有很大的不同，為基站設備的零部件提出了很多新的要求：（1）對天線罩的要求大幅提升在非理想條件下，無線電波的傳輸需要考慮傳輸過程中的損耗，包括通過天線罩時的損耗，包括吸收損耗和折射損耗。衡量這兩個損耗的指標分別是損耗角正切和介電常數，天線罩的介電常數越低，電磁波在空氣與天線罩界面的反射就越小；材料的損耗角正切越小，電磁波在透過天線罩時的能量損耗就越小。天線罩的介電常數越低、損耗角正切越小，透波率（透射波功率/入射波功率）越高。在以往的網絡中，由于無線電波的頻率相對較低，信號覆蓋范圍較廣，不涉及較為復雜的信號處理，因此對天線罩的要求主