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通信行業(yè)6G市場(chǎng)分析一、5G商用進(jìn)入中后周期,6G逐步進(jìn)入大眾視野6G可開(kāi)啟萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代。20世紀(jì)初,意大利無(wú)線電工程師馬可尼將無(wú)線信號(hào)傳至大西洋彼岸,人類(lèi)的移動(dòng)通信之路正式啟航。自1984年基于模擬蜂窩技術(shù)的1G制式起,按國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)確立標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間劃分,移動(dòng)通信以平均每十年一個(gè)周期的速度向前演進(jìn),分別經(jīng)歷1G語(yǔ)言時(shí)代、2G短信時(shí)代、3G圖片時(shí)代、4G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,以及當(dāng)下正置身于其中的5G萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代,未來(lái)隨著感知與AI技術(shù)自發(fā)射/接收設(shè)備向網(wǎng)聯(lián)設(shè)備擴(kuò)展,6G可能開(kāi)啟萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代。若將愿景&技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與商用部署節(jié)奏結(jié)合來(lái)看,每一代的用時(shí)縮短趨勢(shì)明顯。1.15G發(fā)展現(xiàn)狀:國(guó)內(nèi)基站與用戶規(guī)模超全球半數(shù)全球5G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)步發(fā)展,截至2023Q2全球有104個(gè)國(guó)家和地區(qū)的259家通信運(yùn)營(yíng)商推出了基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)的商用5G網(wǎng)絡(luò),預(yù)計(jì)到2023年末將增加至290家,其中已有42家通信運(yùn)營(yíng)商宣布采用5GSA組網(wǎng)。從地區(qū)分布看,歐洲數(shù)量最多,共有38個(gè)國(guó)家和地區(qū)的109家通信運(yùn)營(yíng)商商用5G,網(wǎng)絡(luò)數(shù)量占比42%,亞太地區(qū)其次,共有25個(gè)國(guó)家和地區(qū)的65家通信運(yùn)營(yíng)商商用5G,網(wǎng)絡(luò)數(shù)量占比25.1%。截至2023Q2全球5G基站部署總量超448萬(wàn)站,其中國(guó)內(nèi)達(dá)293.7萬(wàn)站(占比65.6%)、北美約32萬(wàn)站(7.1%)、歐洲約30萬(wàn)站(6.7%)、韓國(guó)約21萬(wàn)站(4.7%)、日本約15萬(wàn)站(3.3%),截至2023M8國(guó)內(nèi)5G基站已有313.8萬(wàn)站,預(yù)計(jì)到2023年末全球5G基站將超490萬(wàn)站、到2025年將達(dá)650萬(wàn)站。截至2023Q2全球5G用戶總數(shù)超12.2億,其中國(guó)內(nèi)達(dá)6.8億(占比55.7%)、北美約2億(16.4%)、歐洲約1.4億(11.5%)、日本約0.5億(4.1%)、韓國(guó)約0.3億(2.5%),國(guó)內(nèi)5G套餐總數(shù)達(dá)12.5億,其中中國(guó)移動(dòng)7.2億、中國(guó)電信3億、中國(guó)聯(lián)通2.3億,截至2023M8國(guó)內(nèi)5G用戶已有7.1億。全球十六大運(yùn)營(yíng)商2022年CAPEX合計(jì)2,065億美元,國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商2022年CAPEX合計(jì)505.1億美元,占比24.5%,國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商2023H1CAPEX合計(jì)1,411.9億元/-4.6%,預(yù)計(jì)2023年全年CAPEX合計(jì)3,591億元/+2.1%,與上一輪所呈現(xiàn)的CAPEX增速規(guī)律類(lèi)似,5G商用逐步進(jìn)入中后周期。全球十六大運(yùn)營(yíng)商2022年合計(jì)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入11,494.1億美元/-4.8%,國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商2022年合計(jì)實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入2,550.4億美元/+0.6%,占比22.2%。2023Q2中國(guó)移動(dòng)與美國(guó)T-Mobile的ARPU值分別為7.22美元/戶/月與37.98美元/戶/月,得益于5G商用后數(shù)字生活消費(fèi)的拉動(dòng),運(yùn)營(yíng)商ARPU值逐步回暖,據(jù)StrategyAnalytics估計(jì),韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商的5GARPU較4G高出約六成,泰國(guó)運(yùn)營(yíng)商AIS在5G時(shí)代的ARPU每年穩(wěn)定增長(zhǎng)10%-15%。1.26G鋒芒初露:WRC-23將討論頻譜需求,各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)明顯2020M2起ITU無(wú)線電通信部門(mén)5D工作組(ITU-RWP5D)已逐步開(kāi)展面向IMT-2030(6G)的早期研究工作,受疫情影響原計(jì)劃于2021M12凍結(jié)的5G最后一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本——R17推遲至2022M6,而5.5G的首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本——R18預(yù)計(jì)于2024Q2凍結(jié),依此時(shí)間表推算6G的首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本——R21將于2025H2進(jìn)入研討階段、2027H2凍結(jié),6G的最后一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本——R23將于2030年凍結(jié)。在此期間,2023年世界無(wú)線電通信大會(huì)(WRC-23)將于2023年11月20日-12月15日在迪拜召開(kāi),正式討論6G頻譜需求,四年后的WRC-27將進(jìn)行頻譜資源的分配。目前潛在的候選頻段包括太赫茲(100GHz10THz)、毫米波(30GHz-100GHz)、6GHz。(1)太赫茲:WRC-19會(huì)后文件的操作意見(jiàn)表示275GHz-296GHz、306GHz-313GHz、318GHz-333GHz、356GHz-450GHz共137GHz的帶寬資源可無(wú)限制條件地用于固定和陸地移動(dòng)業(yè)務(wù),太赫茲波同時(shí)具備微波與光波的通信特征,在短距離(<10m)和中距離(200m左右)傳輸中支持超高的通信速率,并且能夠以極低的損耗穿透非金屬或非極化物質(zhì),例如紙張、塑料、陶瓷、半導(dǎo)體等,還能與分子氫鍵或范德華力相互作用而不產(chǎn)生任何電離輻射,在保證安全的前提下有助于提升感知分辨率與定位精度;(2)毫米波:WRC-19同意將24.25GHz-27.5GHz、37GHz-43.5GHz、66GHz-71GHz共14.75GHz帶寬資源用于5G和未來(lái)國(guó)際移動(dòng)通信系統(tǒng),表明其中的部分頻段或可用于6G,毫米波5G已有所應(yīng)用、6G將趨于成熟,其大量的可用帶寬對(duì)于6G所需的超高速率至關(guān)重要,同時(shí)毫米波頻段的感知分辨率也已達(dá)到厘米級(jí);(3)6GHz:WRC19還決定將6GHz(即6425-7125MHz)作為新增IMT頻段列入WRC-231.2部分的議題,對(duì)6425-7025MHz成為區(qū)域性(阿拉伯國(guó)家、非洲、歐洲、獨(dú)聯(lián)體國(guó)家)IMT新頻段以及7025-7125MHz成為全球性IMT新頻段進(jìn)行立項(xiàng)研究,事實(shí)上700-900MHz的低頻段與3-5GHz的中頻段在5G中的應(yīng)用較為成功,這些頻段大概率也將在6G中延用,面向更遠(yuǎn)的未來(lái),特別是在多運(yùn)營(yíng)商共存的情況下,要想支撐流量的持續(xù)增長(zhǎng),6GHz是較有競(jìng)爭(zhēng)力的選擇,傳播衰減的上升完全在可控范圍內(nèi)。中美歐日韓等全球主要國(guó)家或組織積極推進(jìn)6G布局,我國(guó)2018年啟動(dòng)6G研究,2019M6工信部牽頭成立“中國(guó)IMT-2030(6G)推進(jìn)組”,聚合產(chǎn)學(xué)研用的力量,是推動(dòng)我國(guó)6G技術(shù)發(fā)展的主要平臺(tái),截至2022年末我國(guó)6G專(zhuān)利申請(qǐng)量的全球占比約40%,按規(guī)劃國(guó)內(nèi)將于2025年推出6G早期應(yīng)用、2030年實(shí)現(xiàn)全面的商業(yè)服務(wù);美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)于2019M3率先開(kāi)放95GHz-3THz作為6G實(shí)驗(yàn)頻譜,有效期10年,同時(shí)美國(guó)電信行業(yè)解決方案聯(lián)盟(ATIS)于2020M10牽頭組建“NextG”,目前已有高通、蘋(píng)果、三星、諾基亞等30多家ICT巨頭加入,截至2022年末美國(guó)6G專(zhuān)利申請(qǐng)量的全球占比約35%;歐盟的旗艦6G研究項(xiàng)目——“Hexa-X”于2021年正式啟動(dòng),項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)匯集了25家企業(yè)與科研機(jī)構(gòu),包括法國(guó)的Orange、Atos、B-COM、CEA,德國(guó)的西門(mén)子,意大利的意大利電信、比薩大學(xué),西班牙的西班牙電信,芬蘭的諾基亞、奧盧大學(xué),瑞典的愛(ài)立信,美國(guó)的Intel等。此外,歐盟還積極與亞洲國(guó)家合作,例如英國(guó)任命越南教授為英國(guó)皇家工程學(xué)院6G電信網(wǎng)絡(luò)的研究主席、芬蘭與瑞典分別和韓國(guó)達(dá)成6G協(xié)議等;日本提出要在2025年實(shí)現(xiàn)6G關(guān)鍵技術(shù)突破,2030年正式啟用6G網(wǎng)絡(luò)、屆時(shí)6G專(zhuān)利份額超過(guò)10%等目標(biāo),同時(shí)將太赫茲技術(shù)列為“國(guó)家支柱技術(shù)十大重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)”之首;韓國(guó)有意在6G時(shí)代復(fù)制5G全球首個(gè)商用國(guó)家,其通信與信息科學(xué)研究院于2019M4正式組建6G研究小組,按規(guī)劃韓國(guó)將于2026年進(jìn)行6G技術(shù)的早期商業(yè)化展示,并于2028年啟動(dòng)6G商用網(wǎng)絡(luò)部署。二、6G六大應(yīng)用場(chǎng)景:5G增強(qiáng)+廣域覆蓋+感智算一體2023年6月12日-22日,ITU-RWP5D在瑞士日內(nèi)瓦召開(kāi)第44次會(huì)議,通過(guò)了《IMT面向2030年及未來(lái)發(fā)展的框架和總體目標(biāo)建議書(shū)》,明確6G六大應(yīng)用場(chǎng)景——沉浸式通信、超高可靠低時(shí)延、海量通信、泛在連接、通感一體化、通智算一體化,其中前三項(xiàng)是5GeMBB(增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶)、uRLLC(高可靠低時(shí)延)、mMTC(海量機(jī)器類(lèi)通信)三大應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)展與增強(qiáng),泛在連接重在解決當(dāng)前無(wú)覆蓋或幾乎無(wú)覆蓋地域的通信問(wèn)題,通感一體化與通智算一體化分別在通信網(wǎng)絡(luò)中新增感知與AI元素,以便更透徹地連接數(shù)字世界與物理世界。2.16G應(yīng)用場(chǎng)景一:沉浸式通信(eMBB+)eMBB+對(duì)峰值速率、用戶體驗(yàn)速率、用戶面時(shí)延、系統(tǒng)容量提出了更高要求,將在XR應(yīng)用(VR/AR/MR)與“感官互聯(lián)網(wǎng)”中實(shí)現(xiàn)極致的沉浸式體驗(yàn)與多感官互動(dòng)。(1)360°極致沉浸式云VR。360°極致沉浸式云VR衍生自當(dāng)前的XR服務(wù),但分辨率將從入門(mén)級(jí)的4K60FPS提升至舒適級(jí)的8K90FPS,甚至僅考慮用戶體驗(yàn)速率的話,6G有支持16K120FPS的可能性。據(jù)VRPC數(shù)據(jù),2022年全球AR與VR行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模均超千億,同比增長(zhǎng)分別超60%與近80%,預(yù)計(jì)未來(lái)兩年增速均在40%以上,國(guó)內(nèi)占比近8%,據(jù)VR陀螺數(shù)據(jù),2022年全球VR頭顯出貨量約2000萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)約80%,預(yù)計(jì)未來(lái)三年增速均在70%以上;(2)感官互聯(lián)網(wǎng)。感官互聯(lián)網(wǎng)就是將感官通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起,形成一個(gè)網(wǎng),未來(lái)將在娛樂(lè)生活、教育學(xué)習(xí)、醫(yī)療保健、交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)、遠(yuǎn)程辦公等領(lǐng)域大有作為。4G/5G時(shí)代我們主要通過(guò)視覺(jué)(圖像/視頻)與聽(tīng)覺(jué)(聲音)兩種感官進(jìn)行交流,6G時(shí)代感官將被進(jìn)一步擴(kuò)展到觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué);(3)裸眼3D全息顯示?;谝曊{(diào)節(jié)的裸眼3D全息顯示可以正確感知景深,能夠?qū)崟r(shí)采集人、物、環(huán)境的全真數(shù)據(jù),進(jìn)行編碼、傳輸、渲染,構(gòu)建一種雙方可以實(shí)時(shí)深度參與交互的三維空間場(chǎng)景。移動(dòng)3D導(dǎo)航等需要通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸3D圖像,對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求極高,原始數(shù)據(jù)速率因圖像大小、分辨率、顏色等因素各異,從1Tbit/s以下至數(shù)百Tbit/s不等,同時(shí)還要考慮如何進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮以減少帶寬消耗。2.26G應(yīng)用場(chǎng)景二:超高可靠低時(shí)延(uRLLC+)uRLLC+主要針對(duì)5GuRLLC中那些對(duì)可靠性與時(shí)延過(guò)敏的應(yīng)用,例如動(dòng)作控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等,加速垂直行業(yè)的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型。(1)未來(lái)工廠。未來(lái)工廠的目標(biāo)是完全自動(dòng)、極度靈活,滿足大規(guī)模定制需求,6G網(wǎng)絡(luò)可通過(guò)超高性能無(wú)線鏈路令機(jī)器不再受互聯(lián)線纜的掣肘,這樣模塊能自由移動(dòng)、快速組成定制流水線;(2)動(dòng)作控制。自動(dòng)化領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的用例以及最核心的邏輯就是動(dòng)作控制,按照預(yù)先定義好的方式嚴(yán)格監(jiān)控機(jī)器運(yùn)動(dòng)的方方面面。目前動(dòng)作控制雖已應(yīng)用于現(xiàn)代制造,但需依賴(lài)工業(yè)以太網(wǎng)等有線技術(shù),只有具備超高可靠(99.9999%)與超低時(shí)延(亞ms甚至μs)的通信能力,才能實(shí)現(xiàn)精確的動(dòng)作控制;(3)分組協(xié)作機(jī)器人。未來(lái)工廠的生產(chǎn)過(guò)程中,例如自動(dòng)引導(dǎo)運(yùn)輸車(chē)(AGV)、無(wú)人機(jī)(UAV)都會(huì)參與進(jìn)來(lái),將原材料、備件、配件從倉(cāng)庫(kù)運(yùn)送至生產(chǎn)線,大型或重型零件甚至需要多個(gè)機(jī)器人協(xié)作。為滿足復(fù)雜協(xié)同對(duì)精度的要求,6G網(wǎng)絡(luò)需要提供毫秒級(jí)時(shí)延、99.9999%可靠性、厘米級(jí)定位能力。據(jù)中國(guó)電子協(xié)會(huì)《中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2022)》統(tǒng)計(jì),2022年全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)513億美元/+19.6%,其中工業(yè)/服務(wù)/特種機(jī)器人分別達(dá)195/217/101億美元,預(yù)計(jì)2024年全球機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模有望突破660億美元,據(jù)GGII數(shù)據(jù),2022年國(guó)內(nèi)六軸及以上協(xié)作機(jī)器人出貨量約2萬(wàn)臺(tái),預(yù)計(jì)2023/2026年將達(dá)2.5/6萬(wàn)臺(tái),維持每年30%左右的增長(zhǎng)水平,其中最為關(guān)鍵的動(dòng)力總成系統(tǒng)與智能感應(yīng)系統(tǒng)價(jià)值量占比約為60%與15%;(4)遠(yuǎn)程醫(yī)療。在超高可靠、超低時(shí)延的6G技術(shù)加持下,無(wú)論是醫(yī)患對(duì)話還是診斷手術(shù),均好似面對(duì)面一般,尤其是遠(yuǎn)程診斷中的立體4K60FPS實(shí)時(shí)視頻(4K超高清的影像色彩更接近人眼視覺(jué),可觀察到細(xì)微的血管與神經(jīng))、CT/MRI掃描、512*512像素超聲探頭、遠(yuǎn)程治療中的3D實(shí)時(shí)視頻、觸覺(jué)反饋的壓力與震動(dòng)、遠(yuǎn)程急救中的2048*2048像素實(shí)時(shí)掃描、院外心臟遙測(cè)、遠(yuǎn)程康復(fù)中的立體4K60FPS實(shí)時(shí)視頻等環(huán)節(jié)改善尤為明顯。據(jù)MordorIntelligence預(yù)測(cè),2027年全球遠(yuǎn)程醫(yī)療市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)2,727.6億美元,近五年CAGR=20.5%,據(jù)健康界研究院預(yù)測(cè),2023年國(guó)內(nèi)遠(yuǎn)程醫(yī)療市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)770.5億元,每年增速維持在40%以上;(5)L5級(jí)自動(dòng)駕駛。國(guó)內(nèi)主機(jī)廠自L1級(jí)進(jìn)階至L3級(jí)普遍經(jīng)歷了6年以上的迭代,據(jù)規(guī)劃預(yù)計(jì)2025年全面進(jìn)入L4級(jí)自動(dòng)駕駛,L5級(jí)的落地時(shí)間與6G商用網(wǎng)絡(luò)部署相吻合。據(jù)IDC預(yù)測(cè),2026年全球自動(dòng)駕駛車(chē)輛的銷(xiāo)售規(guī)模為8,930萬(wàn)輛,五年CAGR=14.8%,據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2022年國(guó)內(nèi)無(wú)人駕駛市場(chǎng)規(guī)模為2,894億元/+22.7%,預(yù)計(jì)2023年將達(dá)3,301億元。2.36G應(yīng)用場(chǎng)景三:海量通信(mMTC+)6G將繼續(xù)5G“連接萬(wàn)物”的使命,會(huì)囊括更多的終端、更密集的連接以及新的人機(jī)接口。據(jù)IMT2030(6G)推進(jìn)組測(cè)算,預(yù)計(jì)2030/2040年,6G各類(lèi)終端連接數(shù)將達(dá)184/1,216億臺(tái),遠(yuǎn)超地球總?cè)丝?,移?dòng)通信月均流量將達(dá)6,835/58,550億GB。(1)數(shù)字孿生。數(shù)字孿生又稱(chēng)數(shù)字雙胞胎或數(shù)字映射或數(shù)字鏡像,即基于某臺(tái)實(shí)體設(shè)備或某個(gè)物理系統(tǒng)(本體),創(chuàng)造一個(gè)數(shù)字版的動(dòng)態(tài)“克隆體”。據(jù)艾瑞咨詢數(shù)據(jù),2022年全球數(shù)字孿生市場(chǎng)規(guī)模為77億美元/+57.1%,近年來(lái)以及未來(lái)兩年增速大概率維持在55%-60%的水平,2022年國(guó)內(nèi)數(shù)字孿生市場(chǎng)規(guī)模為104億元/+35.1%,未來(lái)兩年增速也在45%以上;(2)智慧樓宇。智慧樓宇是指將建筑作為智能實(shí)體進(jìn)行管控,使信息在電子產(chǎn)品、智能材料、控制系統(tǒng)與用戶間無(wú)縫流動(dòng)。實(shí)現(xiàn)智慧樓宇的第一步是整合樓宇內(nèi)的各個(gè)子系統(tǒng),第二步是將各個(gè)建筑連接起來(lái),未來(lái)移動(dòng)通信設(shè)施將提供數(shù)字基礎(chǔ);(3)無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)。無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)即不帶外部電源、不帶電池的物聯(lián)網(wǎng)。據(jù)IoTAnalytics統(tǒng)計(jì),全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)約150億,國(guó)內(nèi)接近80億,基于目前“有源”路線的物聯(lián)網(wǎng)連接,其規(guī)模上限或在百億級(jí)別,距離業(yè)界期待的千億級(jí)萬(wàn)物智聯(lián)差距仍較大。據(jù)智次方·摯物產(chǎn)業(yè)研究院據(jù)無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟度評(píng)估模型對(duì)各技術(shù)路線的評(píng)估、匯總后形成總體市場(chǎng)規(guī)模的預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)2025/2030年國(guó)內(nèi)無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)410/525億元。2.46G應(yīng)用場(chǎng)景四:泛在連接截至2022年末,全球獨(dú)立移動(dòng)用戶數(shù)為54億,其中移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)為44億,仍有近45%的用戶缺乏基本的互聯(lián)網(wǎng)接入,當(dāng)下全球的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)僅覆蓋了陸地表面的20%、地球總面積的6%。6G將突破地面網(wǎng)絡(luò)限制,構(gòu)建全球廣域覆蓋的空天地海一體化三維立體網(wǎng)絡(luò),為用戶提供無(wú)死角、無(wú)盲區(qū)的泛在移動(dòng)通信服務(wù)。(1)無(wú)人機(jī):無(wú)人機(jī)因其高機(jī)動(dòng)、低成本、易控制、可提供視距鏈路增益等特點(diǎn),可作為空中移動(dòng)基站與地面用戶建立無(wú)線連接以提供通信服務(wù),增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍與數(shù)據(jù)傳輸性能。據(jù)TealGroup數(shù)據(jù),2022年全球軍用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模為114.8億美元/+2.9%,預(yù)計(jì)2023年將達(dá)121.2億美元;據(jù)Frost&Sullivan數(shù)據(jù),2022年國(guó)內(nèi)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約1,196億元/+37.6%,預(yù)計(jì)2023年將達(dá)1,650億元;(2)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng):據(jù)SIA數(shù)據(jù),2022年全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模為2,810億美元,2022年國(guó)內(nèi)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模約315億元/+7.7%,預(yù)計(jì)2025年將達(dá)446.9億元,價(jià)值量上,地面設(shè)備:衛(wèi)星運(yùn)營(yíng):衛(wèi)星制造與發(fā)射=5:4:1。低軌衛(wèi)星相較于傳統(tǒng)的中高軌衛(wèi)星信號(hào)更強(qiáng)、時(shí)延與生產(chǎn)成本更低、可實(shí)現(xiàn)全域覆蓋,據(jù)SpaceNews統(tǒng)計(jì),2023年至今全球發(fā)射的軌道衛(wèi)星中近80%為低軌衛(wèi)星。由于軌道資源的稀缺性,ITU提出“2年10%、5年50%、7年100%”的分配原則,按此部署節(jié)奏未來(lái)五年全球?qū)⒂屑s5萬(wàn)顆低軌衛(wèi)星入軌,且國(guó)內(nèi)增速遠(yuǎn)超全球。2.56G應(yīng)用場(chǎng)景五:通感一體化通感一體化基于軟硬件資源共享或信息共享,實(shí)現(xiàn)通信與感知功能協(xié)同。6G通感一體化具備三大優(yōu)勢(shì),一是大幅降低由額外感知設(shè)備帶來(lái)的成本,二是可利用廣泛部署的基站和用戶終端間的通信協(xié)作提升感知性能,三是可提高波束賦形的準(zhǔn)確性、加快波束失敗恢復(fù)的速度。(1)高精度定位與追蹤:6G可以為通信對(duì)象提供有源定位(Positioning),也可以為非通信對(duì)象提供無(wú)源定位(Localization),通過(guò)處理反射、散射、多路徑傳播的時(shí)延、多普勒、角度譜信息,提取出三維空間中物體的坐標(biāo)、方向、速度及其他地理信息,高精度3D定位與追蹤將精確至厘米級(jí);(2)同步成像、定位與制圖(SLAM):毫米波或太赫茲中的SLAM應(yīng)用可幫助感知設(shè)備在未知環(huán)境中構(gòu)建3D地圖,6G時(shí)代感知設(shè)備可以是基站或終端,包括機(jī)器人、汽車(chē)、無(wú)人機(jī)等?;?G無(wú)線信號(hào)的SLAM應(yīng)用使汽車(chē)能夠在任何天氣條件下以超高分辨率和精度來(lái)“看清”周?chē)鱾€(gè)角落,室內(nèi)場(chǎng)景也類(lèi)似,即便在擁擠環(huán)境中,機(jī)器人、AGV也能依賴(lài)SLAM自由移動(dòng);(3)人類(lèi)感官增強(qiáng):人類(lèi)感官增強(qiáng)旨在提供優(yōu)于人眼的安全、精確、低功耗感知能力,通感一體化可以超越人體感官的增強(qiáng)感知能力,集成到便攜式設(shè)備、可穿戴設(shè)備乃至可植入式設(shè)備中?!俺饺搜邸钡母拍钜蕾?lài)超高分辨率成像技術(shù),可用于日常生活;(4)手勢(shì)及動(dòng)作識(shí)別:基于機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)的無(wú)源手勢(shì)及動(dòng)作識(shí)別是推廣人機(jī)接口的關(guān)鍵,用戶僅用手勢(shì)及動(dòng)作就能夠與設(shè)備交互;(5)智慧家居:6G通感一體化可以精細(xì)感知人的位置和行為,為智能家居提供更加豐富的功能。據(jù)CSHIA數(shù)據(jù),2022年國(guó)內(nèi)智能家居市場(chǎng)規(guī)模為6,515.6億元/+12.3%,預(yù)計(jì)2023年將達(dá)7,157.1億元,據(jù)IDC數(shù)據(jù),2022年我國(guó)智能家居設(shè)備市場(chǎng)出貨量約2.6億臺(tái),預(yù)計(jì)到2023/2026年突破3.3/5億臺(tái)。2.66G應(yīng)用場(chǎng)景六:通智算一體化所有6G網(wǎng)元都將原生集成通信與計(jì)算能力,加速云上集中智能向深度邊緣泛在智能演進(jìn),達(dá)到“人工智能即服務(wù)”(AIaaS)的效果,在AIaaS中6G作為原生智能架構(gòu),將通信、信息和數(shù)據(jù)技術(shù)以及工業(yè)智能深度集成到無(wú)線網(wǎng)絡(luò),并具備大規(guī)模分布式訓(xùn)練、實(shí)時(shí)邊緣推理、本地?cái)?shù)據(jù)脫敏的能力。(1)AI增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化:當(dāng)下移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)操作、管理、維護(hù)(OA&M)需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力,而AI可以極大地減輕這些負(fù)擔(dān),通過(guò)所有技術(shù)領(lǐng)域運(yùn)用預(yù)測(cè)性的網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)和端到端系統(tǒng)OA&M等方式,人工的被動(dòng)式OA&M將演變?yōu)榱憬佑|的主動(dòng)式OA&M;(2)數(shù)據(jù)管理AIaaS:未來(lái)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)會(huì)產(chǎn)生、收集、交換海量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可用于執(zhí)行和優(yōu)化與操作管理任務(wù)相關(guān)的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù),例如配置管理、故障管理、SLA保障等。數(shù)據(jù)是AI最重要的資產(chǎn),在降低計(jì)算復(fù)雜度和能耗的同時(shí),提高數(shù)據(jù)處理效率,AIaaS可以很好地解決這一問(wèn)題;(3)分布式學(xué)習(xí)與推理AIaaS:未來(lái)為支撐社會(huì)和垂直行業(yè)的大規(guī)模實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)與推理,移動(dòng)通信系統(tǒng)需為分布式學(xué)習(xí)與推理應(yīng)用提供AIaaS。6G核心網(wǎng)功能將向深度邊緣網(wǎng)絡(luò)推進(jìn),而云端軟件運(yùn)營(yíng)將向大規(guī)模深度學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變;(4)腦機(jī)接口與情感交互:6G既是連接物理世界與數(shù)字世界的紐帶,又是控制物理世界與智能世界的神經(jīng)系統(tǒng),6G有望在腦機(jī)接口和情感交互等全新領(lǐng)域有所作為。三、6G前沿關(guān)鍵技術(shù):空口演進(jìn)呼喚超大規(guī)模天線陣列ELAA-MM,鐵電材料RIS或有突破目前業(yè)界關(guān)注較多、包括較大的關(guān)鍵技術(shù)方向主要包括空口演進(jìn)技術(shù)中的超大規(guī)模天線陣列技術(shù)(ELAA-MM)、同時(shí)同頻全雙工技術(shù),創(chuàng)新技術(shù)中的可重構(gòu)智能超表面技術(shù)(RIS)、軌道角動(dòng)量技術(shù)(OAM),新型頻譜技術(shù)中的太赫茲光電發(fā)射技術(shù)等。3.1空口演進(jìn)技術(shù)之超大規(guī)模天線陣列(ELAA-MM)未來(lái)隨著頻譜頻點(diǎn)與C-RAN網(wǎng)絡(luò)部署比例的逐漸提升,在有限站點(diǎn)及口徑約束下,可以部署包含超大規(guī)模的發(fā)射天線陣子和通道數(shù)超大口徑的多天線陣面(ExtremelyLargeApertureArrayMassiveMIMO,ELAA-MM)。5G64T64R注重水平覆蓋,6G256T256R增強(qiáng)立體覆蓋。5G基站的天線架構(gòu)主要重心還是放在地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋需求,以水平方向的覆蓋為主。未來(lái)6G位于更高頻段,考慮到路徑上更強(qiáng)的物體遮擋損耗和吸收損耗,ELAA-MM的輻射波束需要在垂直面上具備更大的掃描范圍,6G可采用低功耗非子陣ELAA-MM、小型化天線單元去耦陣列等解決方案,同時(shí)6G還要顧及高速與超高速移動(dòng)覆蓋、空間精確定位等問(wèn)題。6G時(shí)代64T64R大概率會(huì)演進(jìn)至256T256R。電磁超材料提升天線增益,3D振子立體饋電順應(yīng)潮流。電磁超材料預(yù)計(jì)將在6G時(shí)代天線領(lǐng)域大規(guī)模推廣,將超材料用于天線蓋板或隔離條,可降低天線單元間空間波或者表面波的傳播,從而達(dá)到降低天線間互耦、提升單元間隔離度的目的。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2022年全球基站天線市場(chǎng)規(guī)模超650億元,2025年有望達(dá)1110億元,2022年國(guó)內(nèi)基站天線市場(chǎng)規(guī)模超400億元,2025年有望達(dá)630億元。天線振子方面,6G對(duì)立體覆蓋的要求較高,PCB貼片振子成本相對(duì)較高,而3D振子較易實(shí)現(xiàn)立體饋電結(jié)構(gòu),順應(yīng)6G潮流,預(yù)計(jì)滲透率將大幅抬升,單體價(jià)值量也會(huì)隨之上行。陶瓷介質(zhì)諧振濾波器因高品質(zhì)因子與高機(jī)電耦合系數(shù),6G時(shí)代或占據(jù)主流地位。ELAA-MM對(duì)基站側(cè)的影響并不局限于天線,5G64T64R→6G256T256R通道數(shù)變?yōu)?倍,濾波器的需求也成倍增長(zhǎng)。陶瓷介質(zhì)同時(shí)具備高機(jī)電耦合系數(shù)、高雜波抑制、低插入損耗、低溫度漂移的特點(diǎn),代表著高端射頻器件的發(fā)展方向,6G時(shí)代或占據(jù)主流地位。功率放大器:GaN優(yōu)勢(shì)仍存,InP迎頭趕上。功率放大器(PA)有小型化、高集成度的趨勢(shì),單體價(jià)值量也將有所提升。PA的上游是化合物半導(dǎo)體材料,其中氮化鎵(GaN)具備高能隙、高擊穿場(chǎng)強(qiáng),由于缺乏成熟的塊狀GaN材料以及其熱導(dǎo)率不足,因此需要在載體襯底上生長(zhǎng)GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu),而磷化銦(InP)則具備最高的電子遷移率和飽和速度,非常適合高頻通信。我們判斷6G時(shí)代預(yù)計(jì)GaN優(yōu)勢(shì)仍存,但只要在成本方面有所突破,InP會(huì)迎頭趕上。PCB層數(shù)更進(jìn)一步,CCL大概率邁向PTFE。預(yù)計(jì)6G建設(shè)可能會(huì)看到20-30層多層板的應(yīng)用。覆銅板(CCL)的下游是PCB,占據(jù)其30%成本。目前特殊CCL的樹(shù)脂材料中,PTFE板更適用于6G時(shí)代的高頻段,價(jià)格相對(duì)昂貴。CCL對(duì)原材料價(jià)格較為敏感,而由于CCL的行業(yè)集中度遠(yuǎn)高于PCB,議價(jià)能力較強(qiáng)。據(jù)億渡數(shù)據(jù),2022年全球PCB產(chǎn)值為750.2億美元/+6.4%,預(yù)計(jì)2026年將達(dá)912.8億美元,2022-2026年CAGR=5%,2022年國(guó)內(nèi)PCB產(chǎn)值為397.9億美元/+6.6%,預(yù)計(jì)2026年將達(dá)486.2億美元,2022-2026年CAGR=5.1%。2022年全球CCL產(chǎn)值為134.2億美元/+2.2%,預(yù)計(jì)2026年將達(dá)140億美元,2022-2026年CAGR=1.1%,2022年國(guó)內(nèi)CCL產(chǎn)值為694億元/+1.3%,預(yù)計(jì)2026年將達(dá)874億元,2022-2026年CAGR=5.9%。全球PCB產(chǎn)值中有30%-35%源于通信,2022年全球通信PCB產(chǎn)值增速為6.3%,預(yù)計(jì)2022-2026年CAGR=6.3%。6G光通信:提速節(jié)能降本+高度集成,硅光/CPO/LPO大勢(shì)所趨。硅光技術(shù)較傳統(tǒng)分立器件更能發(fā)揚(yáng)“光”(高速率、低功耗)與“電”(大規(guī)模、高精度)的各自優(yōu)勢(shì)。據(jù)LightCounting數(shù)據(jù),2022年全球硅光模塊市場(chǎng)規(guī)模超30億美元,占整體光模塊份額約35%,預(yù)計(jì)2026年將達(dá)近80億美元,份額有望超50%,2022年全球CPO市場(chǎng)規(guī)模約6,000萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)2025年將突破2億美元、2028年突破9億美元。線驅(qū)可插拔光模塊(LPO)舍棄傳統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),將其功能集成到交換芯片中,只留下性能有所提升的激光驅(qū)動(dòng)器(LDD)與跨阻放大器(TIA),以實(shí)現(xiàn)更好的線性度,功耗僅為原先的一半。相較于CPO,LPO采用可插拔模塊,并未顯著改變光模塊的封裝形式,盡管LPO中的LDD與TIA成本稍有上升,但省去DSP后綜合成本依然占據(jù)優(yōu)勢(shì),且DSP是傳統(tǒng)光模塊中傳輸延遲的主要拖累,LPO甚至可將延遲降至皮秒級(jí)。3.2空口演進(jìn)技術(shù)之同時(shí)同頻全雙工(CCFD)理想狀態(tài)下CCFD頻譜效率較TDD或FDD提升一倍。除ELAA-MM外,另一種提升頻譜效率的方法是應(yīng)用自干擾消除技術(shù),實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)雙向通信和中繼的同時(shí)同頻全雙工(CCFD)。理想狀態(tài)下CCFD頻譜效率較當(dāng)前的時(shí)分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)提升一倍,同時(shí)該方式使得雙向通信能夠在接收信號(hào)的同時(shí)反饋交換信令控制信息,降低時(shí)延。全雙工應(yīng)用場(chǎng)景有序拓展。全雙工技術(shù)可以很好地應(yīng)用在非連續(xù)覆蓋的熱點(diǎn)場(chǎng)景,例如家庭基站或Wi-Fi。全雙工技術(shù)也有望應(yīng)用于連續(xù)覆蓋場(chǎng)景,包括同構(gòu)網(wǎng)場(chǎng)景和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景,不同類(lèi)型的基站可以根據(jù)自身小區(qū)的業(yè)務(wù)需求工作在全雙工或半雙工模式。當(dāng)然全雙工還可以應(yīng)用在中繼傳輸場(chǎng)景中,在中繼節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)和轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)可以在同頻同時(shí)進(jìn)行傳輸,中繼到基站的傳輸可以利用波束賦型技術(shù)較好控制干擾。6G時(shí)代NLOS干擾或是主要問(wèn)題。太赫茲或毫米波作為未來(lái)6G可能的主流頻段,窄波束與強(qiáng)方向性傳輸?shù)奶攸c(diǎn)大大減少了LOS互干擾的影響,但由于反射引起的NLOS干擾則成為主要問(wèn)題,相關(guān)研究表明在最壞情況下,由于反射引起的環(huán)境底噪抬升約50dB。“空間域-射頻域-數(shù)字域”多級(jí)架構(gòu)抑制自干擾,天線與雙工器需保持高隔離度。目前普遍認(rèn)為應(yīng)采用“空間域-射頻域-數(shù)字域”多級(jí)架構(gòu)抑制自干擾,還需要進(jìn)行射頻自干擾抑制,射頻抑制技術(shù)中的時(shí)延線和干擾抵消矩陣導(dǎo)致鏈路復(fù)雜度以天線數(shù)平方的速度增加,這對(duì)6G256T256RELAA-MM的支持是一個(gè)挑戰(zhàn),設(shè)計(jì)高隔離度的雙工器是一種解決思路。3.3創(chuàng)新技術(shù)之可重構(gòu)智能超表面(RIS)可重構(gòu)智能超表面(RIS)以其獨(dú)特的低成本、低能耗、可編程、易部署等特點(diǎn)脫穎而出。RIS具有電磁吸收、透射、散射等能力,可根據(jù)所需無(wú)線功能對(duì)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控。此外,利用RIS可以實(shí)現(xiàn)基帶信息直接調(diào)制至射頻載波,可用于構(gòu)建新體制陣列式發(fā)射機(jī)架構(gòu),降低硬件復(fù)雜度和成本。RIS具備寬頻響應(yīng)、低熱噪聲、低功耗、易部署的特性。RIS可以在聲譜、微波頻譜,太赫茲譜、光譜等多個(gè)頻段上完成工作,不會(huì)引入額外的熱噪聲,同時(shí)也不需要射鏈路等高功耗器件。RIS形狀可塑,尺寸簡(jiǎn)單易擴(kuò)展,無(wú)需大帶寬回傳鏈路,具有較輕重量,對(duì)供電要求低,因此易部署于無(wú)線傳播環(huán)境中的各種散射體表面;(1)克服覆蓋空洞。RIS可部署在基站與覆蓋盲區(qū)之間,通過(guò)有效的反射/透射使傳輸信號(hào)到達(dá)覆蓋空洞中的用戶,從而為基站和用戶之間建立有效連接,保證空洞區(qū)域用戶的覆蓋;(2)增強(qiáng)邊緣覆蓋。RIS可部署在基站和邊緣用戶或弱覆蓋區(qū)之間,接力反射基站的傳輸信號(hào)提高邊緣用戶的信號(hào)質(zhì)量。在基站和小區(qū)邊緣用戶間部署RIS,既可以調(diào)整電磁單元的相位進(jìn)行波束賦型來(lái)增強(qiáng)信號(hào),又可以增加反射路徑來(lái)提高信號(hào)質(zhì)量;(3)增強(qiáng)室內(nèi)覆蓋。目前5G網(wǎng)絡(luò)中約85%的業(yè)務(wù)發(fā)生于室內(nèi)場(chǎng)景中,未來(lái)隨著6G的興起,各種新型業(yè)務(wù)層出不窮,該數(shù)值很可能提升至90%。RIS可以針對(duì)目標(biāo)用戶進(jìn)行重新配置,有利于室內(nèi)覆蓋增強(qiáng)。RI
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