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1、证券研究报告 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明 Table_Header行业深度报告通信行业深度报告通信 20232023 年年 1111 月月 0 08 8 日日 Table_Title技术升级产业变革,技术升级产业变革,6G6G 新看点时不我待新看点时不我待 核心观点核心观点:Table_Summary 5G5G 商用进入中后周期,商用进入中后周期,WRCWRC-2323 研讨研讨 6G6G 频谱需求,频谱需求,6G6G 正悄然而至正悄然而至。国内三大运营商 2023H1 CAPEX 合计 1,411.9 亿元,预计 2023 年全年 CAPEX合计 3,591 亿元,
2、与上一轮所呈现的 CAPEX 增速规律基本类似,结合我们将首个标准版本冻结与基站建设增速峰值作为“前-中-后”周期的分界,5G 商用正逐步进入中后周期。目前 WRC-23 将正式讨论 6G 频谱需求,潜在的候选频段包括太赫兹(100GHz-10THz)、毫米波(30GHz-100GHz)、6GHz 等,随着频谱的逐步确定,6G 逐步映入大众视野,其新应用场景和功能正在最终完善中。6G6G 六大应用场景:六大应用场景:5G5G 增强增强+广域覆盖广域覆盖+感智算一体感智算一体等带来等带来新机遇新机遇。2023M6 ITU-R WP5D 明确 6G 六大应用场景沉浸式通信、超高可靠低时延、海量通信
3、、泛在连接、通感一体化、通智算一体化,其中前三项是 5G eMBB、uRLLC、mMTC 三大应用场景的扩展与增强,泛在连接重在解决当前无覆盖或几乎无覆盖地域的通信问题,通感一体化与通智算一体化分别在通信网络中新增感知与 AI 元素,以便更透彻地连接数字世界与物理世界,相比 5G 而言,6G 有了更大的飞跃。6G6G 前沿关键技术:空口演进呼唤前沿关键技术:空口演进呼唤大规模天线阵列大规模天线阵列 ELAAELAA-MMMM 等新变革等新变革。根据香农极限定理,提升信噪比进而提升信道容量是最为可行的方式。现有的典型 64 个射频通道、192 个天线振子 5G 基站,其水平方向包含 16 个射频
4、通道,而垂直方向仅有 4 个,6G 256T256R 将增强立体覆盖。电磁超材料提升天线增益,3D 振子立体馈电顺应潮流,GaN 功率放大器优势仍存,InP 迎头赶上,PCB 层数更进一步,CCL 大概率迈向 PTFE。光通信上,为提速节能降本+高度集成,硅光/CPO/LPO 大势所趋。铁电材料 RIS 更适应 6G 高频环境,室内增益明显,或在 6G 抢先应用开来。投资建议投资建议:基于 6G 整体研究节奏,6G 的关注度逐步提升。百倍速率、容量等全新网络性能撬动六大应用场景,6G 超大规模天线阵列 ELAA-MM 变64T64R 为 256T256R,再度重构基站产业链,天线、滤波器、功率
5、放大器、PCB量价齐升,全双工 CCFD、智能超表面 RIS、轨道角动量 OAM、太赫兹光电发射等技术进一步增加器件用量、精细化材料考量等。建议关注:建议关注:国际标准制定参与者中兴通讯/信科移动-U;基站天线及天线振子成长性标的通宇通讯/飞荣达/三维通信;陶瓷介质谐振滤波器灿勤科技/武汉凡谷/大富科技;硅光/CPO/LPO 积极布局中际旭创/新易盛/天孚通信/博创科技;卫星互联网终端+相控阵芯片上海瀚讯/海格通信/和而泰;物联网及前沿应用广和通/美格智能/威胜信息/映翰通等。风险提示风险提示:6G 研发不及预期的风险;6G 技术路线变更的风险;6G 建设不及预期的风险;6G 商业推广缓慢的风
6、险;相关行业竞争加剧的风险等。Table_IndustryName通信通信 Table_InvestRank推荐推荐 (维持维持)分析师分析师 Table_Authors赵良毕赵良毕 :010-80927619:zhaoliangbi_分析师登记编码:S0130522030003 洪烨洪烨 :0755-83479312:hongye_分析师登记编码:S0130523060002 Table_IndustryDataTable_IndustryData行业数据行业数据 20232023-1111-0808 Table_Chart资料来源:中国银河证券研究院 相关研究相关研究 Table_Rese
7、arch【银河通信】通信行业 1H23 半年报综述:通信中报营收质量边际改善,AI 和算力催生长期成长性显现-10%0%10%20%30%40%50%60%通信沪深300 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。2 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 目目 录录 一、一、5G5G 商用进入中后周期,商用进入中后周期,6G6G 逐步进入大众视野逐步进入大众视野 .3 3 1.1 5G 发展现状:国内基站与用户规模超全球半数.3 1.2 6G 锋芒初露:WRC-23 将讨论频谱需求,各国竞争明显.5 二、二、
8、6G6G 六大应用场景:六大应用场景:5G5G 增强增强+广域覆盖广域覆盖+感智算一体感智算一体 .8 8 2.1 6G 应用场景一:沉浸式通信(eMBB+).8 2.2 6G 应用场景二:超高可靠低时延(uRLLC+).9 2.3 6G 应用场景三:海量通信(mMTC+).12 2.4 6G 应用场景四:泛在连接.13 2.5 6G 应用场景五:通感一体化.15 2.6 6G 应用场景六:通智算一体化.16 三、三、6G6G 前沿关键技术:空口演进呼唤超大规模天线阵列前沿关键技术:空口演进呼唤超大规模天线阵列 ELAAELAA-MMMM,铁电材料,铁电材料 RISRIS 或有突破或有突破 .
9、1717 3.1 空口演进技术之超大规模天线阵列(ELAA-MM).17 3.2 空口演进技术之同时同频全双工(CCFD).19 3.3 创新技术之可重构智能超表面(RIS).20 3.4 创新技术之轨道角动量(OAM).21 3.5 新型频谱技术之太赫兹光电发射.21 四、投资建议及受益关注标的四、投资建议及受益关注标的 .2323 五、风险提示五、风险提示 .2424 1WyWMBdWeXnVqMsO8ObP7NpNrRsQpMjMnMrQkPpOmMbRrRzQxNtPsOwMtOoR 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。3 Table_ReportTypeIndexT
10、able_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 一一、5G5G 商用进入中后周期,商用进入中后周期,6G6G 逐步进入大众视野逐步进入大众视野 6G6G 可可开启万物智联时代。开启万物智联时代。20 世纪初,意大利无线电工程师马可尼将无线信号传至大西洋彼岸,人类的移动通信之路正式启航。自 1984 年基于模拟蜂窝技术的 1G 制式起,按国际电信联盟(ITU)确立标准的时间划分,移动通信以平均每十年一个周期的速度向前演进,分别经历 1G 语言时代、2G 短信时代、3G 图片时代、4G 移动互联网时代,以及当下正置身于其中的 5G 万物互联时代,未来随着感知与 AI 技术自发射
11、/接收设备向网联设备扩展,6G 可能开启万物智联时代。若将愿景&技术标准与商用部署节奏结合来看,每一代的用时缩短趋势明显。图图1 1:6G6G 可可开启万物智联时代开启万物智联时代 图图2 2:每一代愿景每一代愿景&技术标准到商用部署用时缩短技术标准到商用部署用时缩短 资料来源:赛迪智库,Wind,中国银河证券研究院 资料来源:下一代超连接体验,Wind,中国银河证券研究院 1.1 1.1 5G5G 发展现状:国内基站与用户规模超全球半数发展现状:国内基站与用户规模超全球半数 全球 5G 网络稳步发展,截至 2023Q2 全球有 104 个国家和地区的 259 家通信运营商推出了基于3GPP
12、标准的商用 5G 网络,预计到 2023 年末将增加至 290 家,其中已有 42 家通信运营商宣布采用 5G SA 组网。从地区分布看,欧洲数量最多,共有 38 个国家和地区的 109 家通信运营商商用 5G,网络数量占比 42%,亚太地区其次,共有 25 个国家和地区的 65 家通信运营商商用 5G,网络数量占比 25.1%。截至 2023Q2 全球 5G 基站部署总量超 448 万站,其中国内达 293.7 万站(占比 65.6%)、北美约 32 万站(7.1%)、欧洲约 30 万站(6.7%)、韩国约 21 万站(4.7%)、日本约 15 万站(3.3%),截至 2023M8国内 5G
13、 基站已有 313.8 万站,预计到 2023 年末全球 5G 基站将超 490 万站、到 2025 年将达 650 万站。截至 2023Q2 全球 5G 用户总数超 12.2 亿,其中国内达 6.8 亿(占比 55.7%)、北美约 2 亿(16.4%)、欧洲约 1.4 亿(11.5%)、日本约 0.5 亿(4.1%)、韩国约 0.3 亿(2.5%),国内 5G 套餐总数达 12.5 亿,其中中国移动 7.2 亿、中国电信 3 亿、中国联通 2.3 亿,截至 2023M8 国内 5G 用户已有 7.1 亿。全球十六大运营商 2022 年 CAPEX 合计 2,065 亿美元,国内三大运营商 2
14、022 年 CAPEX 合计 505.1 亿美元,占比24.5%,国内三大运营商 2023H1 CAPEX 合计 1,411.9 亿元/-4.6%,预计 2023 年全年 CAPEX 合计 3,591亿元/+2.1%,与上一轮所呈现的 CAPEX 增速规律类似,5G 商用逐步进入中后周期。全球十六大运营商 2022 年合计实现营业收入 11,494.1 亿美元/-4.8%,国内三大运营商 2022 年合计实现营业收入 2,550.4亿美元/+0.6%,占比 22.2%。2023Q2 中国移动与美国 T-Mobile 的 ARPU 值分别为 7.22 美元/户/月与37.98 美元/户/月,得益
15、于 5G 商用后数字生活消费的拉动,运营商 ARPU 值逐步回暖,据 Strategy Analytics估计,韩国运营商的 5G ARPU 较 4G 高出约六成,泰国运营商 AIS 在 5G 时代的 ARPU 每年稳定增长10%-15%。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。4 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 图图3 3:截至截至 2023Q22023Q2 全球有全球有 104104 个国家和地区的个国家和地区的 259259 家通信运营商商用家通信运营商商用 5G5G 资料来源:GSA,Wind
16、,中国银河证券研究院 图图4 4:截至截至 2023Q22023Q2 全球全球 5G5G 基站部署总量超基站部署总量超 448448 万站,其中国内达万站,其中国内达 293.7293.7 万站,占比万站,占比 65.6%65.6%资料来源:工信部,TDIA,Wind,中国银河证券研究院 图图5 5:截至截至 2023Q22023Q2 全球全球 5G5G 用户总数超用户总数超 12.212.2 亿,其中国内达亿,其中国内达 6.86.8 亿,占比亿,占比 55.7%55.7%资料来源:工信部,TDIA,Wind,中国银河证券研究院 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。5 Ta
17、ble_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 图图6 6:国内三大运营商国内三大运营商 20222022 年年 CAPEXCAPEX 合计合计 505.1505.1 亿美元,全球占比亿美元,全球占比 24.5%24.5%资料来源:Omdia,Wind,中国银河证券研究院 注:全球十六大运营商包含国内三大运营商及 OmdiaCommunications Provider Revenue and Capex Tracker样本中 2010 年前上市的部分,下同。其中法国橘子电信 2018 年 CAPEX 数据缺失,以 2017 年与 2
18、019 年 CAPEX 的均值代替。图图7 7:国内三大运营商国内三大运营商 20222022 年合计实现营业收入年合计实现营业收入 2550.42550.4 亿美元亿美元/+0.6%+0.6%,全球占比,全球占比 22.2%22.2%资料来源:Omdia,Wind,中国银河证券研究院 图图8 8:得益于得益于 5G5G 商用后数字生活消费的拉动,运营商商用后数字生活消费的拉动,运营商 ARPUARPU 值逐步回暖值逐步回暖 资料来源:Wind,中国银河证券研究院 1.2 1.2 6G6G 锋芒初露:锋芒初露:WRCWRC-2323 将讨论频谱需求,各国竞争明显将讨论频谱需求,各国竞争明显 请
19、务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。6 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 2020M2 起 ITU 无线电通信部门 5D 工作组(ITU-R WP5D)已逐步开展面向 IMT-2030(6G)的早期研究工作,受疫情影响原计划于 2021M12 冻结的 5G 最后一个标准版本R17 推迟至 2022M6,而5.5G 的首个标准版本R18 预计于 2024Q2 冻结,依此时间表推算 6G 的首个标准版本R21 将于2025H2 进入研讨阶段、2027H2 冻结,6G 的最后一个标准版本R23 将于 203
20、0 年冻结。在此期间,2023 年世界无线电通信大会(WRC-23)将于 2023 年 11 月 20 日-12 月 15 日在迪拜召开,正式讨论6G 频谱需求,四年后的 WRC-27 将进行频谱资源的分配。目前潜在的候选频段包括太赫兹(100GHz-10THz)、毫米波(30GHz-100GHz)、6GHz。(1 1)太赫兹:)太赫兹:WRC-19 会后文件的操作意见表示 275GHz-296GHz、306GHz-313GHz、318GHz-333GHz、356GHz-450GHz 共 137GHz 的带宽资源可无限制条件地用于固定和陆地移动业务,太赫兹波同时具备微波与光波的通信特征,在短距
21、离(1000km/h 2 倍 定位能力定位能力 室外 10m、室内几 m 甚至1m 室外 1m、室内 10cm 10 倍 能量效率能量效率 可达 100bits/J 可达 200bits/J 2 倍 频谱效率频谱效率 可达 100bps/Hz 200-300bps/Hz 2-3 倍 频谱支持能力频谱支持能力 常用载波:100-400MHz 载波聚合:200-800MHz 常用载波:20GHz 载波聚合:100GHz 50-100 倍 可靠性可靠性 99.999%99.99999%100%抖动(时延变化)抖动(时延变化)-0.1-1000s-资料来源:6G 太赫兹技术基础研究报告,赛迪智库,Wi
22、nd,中国银河证券研究院 2.1 2.1 6G6G 应用场景一:沉浸式通信(应用场景一:沉浸式通信(eMBB+eMBB+)eMBB+对峰值速率、用户体验速率、用户面时延、系统容量提出了更高要求,将在 XR 应用(VR/AR/MR)与“感官互联网”中实现极致的沉浸式体验与多感官互动。(1 1)360360极致沉浸式云极致沉浸式云 VRVR。360极致沉浸式云 VR 衍生自当前的 XR 服务,但分辨率将从入门级的4K 60FPS 提升至舒适级的 8K 90FPS,甚至仅考虑用户体验速率的话,6G 有支持 16K 120FPS 的可能性。据 VRPC 数据,2022 年全球 AR 与 VR 行业市场
23、规模均超千亿,同比增长分别超 60%与近 80%,预计未来两年增速均在 40%以上,国内占比近 8%,据 VR 陀螺数据,2022 年全球 VR 头显出货量约2000 万台,同比增长约 80%,预计未来三年增速均在 70%以上;(2 2)感官互联网。)感官互联网。感官互联网就是将感官通过网络连接在一起,形成一个网,未来将在娱乐生活、教育学习、医疗保健、交通运输、工业生产、远程办公等领域大有作为。4G/5G 时代我们主要通过视觉(图像/视频)与听觉(声音)两种感官进行交流,6G 时代感官将被进一步扩展到触觉、嗅觉、味觉;(3 3)裸眼)裸眼 3D3D 全息显示。全息显示。基于视调节的裸眼 3D
24、全息显示可以正确感知景深,能够实时采集人、物、环境的全真数据,进行编码、传输、渲染,构建一种双方可以实时深度参与交互的三维空间场景。移动3D 导航等需要通过移动网络传输 3D 图像,对网络带宽要求极高,原始数据速率因图像大小、分辨率、颜色等因素各异,从 1Tbit/s 以下至数百 Tbit/s 不等,同时还要考虑如何进行数据压缩以减少带宽消耗。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。9 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 图图1111:20222022 年全球年全球 ARAR 与与 VRVR 行业市场规模
25、均超千亿行业市场规模均超千亿 图图1212:20222022 年全球年全球 VRVR 头显出货量约头显出货量约 20002000 万台万台 资料来源:信通院,VRPC,中国银河证券研究院 资料来源:VR 陀螺,Wind,中国银河证券研究院 2.2 2.2 6G6G 应用场景应用场景二二:超高可靠低时延(超高可靠低时延(uRLLC+uRLLC+)uRLLC+主要针对 5G uRLLC 中那些对可靠性与时延过敏的应用,例如动作控制、远程医疗、车联网等,加速垂直行业的全面数字化转型。(1 1)未来工厂。)未来工厂。未来工厂的目标是完全自动、极度灵活,满足大规模定制需求,6G 网络可通过超高性能无线链
26、路令机器不再受互联线缆的掣肘,这样模块能自由移动、快速组成定制流水线;(2 2)动作控制。)动作控制。自动化领域最具挑战性的用例以及最核心的逻辑就是动作控制,按照预先定义好的方式严格监控机器运动的方方面面。目前动作控制虽已应用于现代制造,但需依赖工业以太网等有线技术,只有具备超高可靠(99.9999%)与超低时延(亚 ms 甚至 s)的通信能力,才能实现精确的动作控制;(3 3)分组协作机器人。)分组协作机器人。未来工厂的生产过程中,例如自动引导运输车(AGV)、无人机(UAV)都会参与进来,将原材料、备件、配件从仓库运送至生产线,大型或重型零件甚至需要多个机器人协作。为满足复杂协同对精度的要
27、求,6G 网络需要提供毫秒级时延、99.9999%可靠性、厘米级定位能力。据中国电子协会 中国机器人产业发展报告(2022)统计,2022 年全球机器人市场规模达 513 亿美元/+19.6%,其中工业/服务/特种机器人分别达 195/217/101 亿美元,预计 2024 年全球机器人市场规模有望突破 660亿美元,据 GGII 数据,2022 年国内六轴及以上协作机器人出货量约 2 万台,预计 2023/2026 年将达2.5/6 万台,维持每年 30%左右的增长水平,其中最为关键的动力总成系统与智能感应系统价值量占比约为 60%与 15%;(4 4)远程医疗。远程医疗。在超高可靠、超低时
28、延的 6G 技术加持下,无论是医患对话还是诊断手术,均好似面对面一般,尤其是远程诊断中的立体 4K 60FPS 实时视频(4K 超高清的影像色彩更接近人眼视觉,可观察到细微的血管与神经)、CT/MRI 扫描、512*512 像素超声探头、远程治疗中的 3D 实时视频、触觉反馈的压力与震动、远程急救中的 2048*2048 像素实时扫描、院外心脏遥测、远程康复中的立体 4K 60FPS 实时视频等环节改善尤为明显。据 Mordor Intelligence 预测,2027 年全球远程医疗市场规模将达2,727.6 亿美元,近五年 CAGR=20.5%,据健康界研究院预测,2023 年国内远程医疗
29、市场规模将达 770.5亿元,每年增速维持在 40%以上;(5 5)L5L5 级自动驾驶。级自动驾驶。国内主机厂自 L1 级进阶至 L3 级普遍经历了 6 年以上的迭代,据规划预计 2025年全面进入 L4 级自动驾驶,L5 级的落地时间与 6G 商用网络部署相吻合。据 IDC 预测,2026 年全球自动驾驶车辆的销售规模为 8,930 万辆,五年 CAGR=14.8%,据中商产业研究院数据,2022 年国内无人驾驶市场规模为 2,894 亿元/+22.7%,预计 2023 年将达 3,301 亿元。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。10 Table_ReportTypeI
30、ndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 图图1313:20222022 年全球机器人市场规模达年全球机器人市场规模达 513513 亿美元亿美元/+19.6%+19.6%图图1414:20222022 年国内六轴及以上协作机器人出货量约年国内六轴及以上协作机器人出货量约 2 2 万台万台 资料来源:中国机器人产业发展报告(2022),中国银河证券研究院 资料来源:GGII,中国银河证券研究院 图图1515:20232023 年国内远程医疗市场规模有望达年国内远程医疗市场规模有望达 770.5770.5 亿元亿元 图图1616:20222022 年国内无人驾
31、驶市场规模为年国内无人驾驶市场规模为 28942894 亿元亿元/+22.7%+22.7%资料来源:健康界研究院,Wind,中国银河证券研究院 资料来源:中商产业研究院,Wind,中国银河证券研究院 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。11 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 表表2 2:远程医疗中诊断、治疗、急救、监护、康复场景的网络需求远程医疗中诊断、治疗、急救、监护、康复场景的网络需求 网络需求 数据速率 时延 可靠性 抖动 平均无故障 工作时间 丢包率 误码率 1、远程诊断场景 立体 4K 6
32、0FPS 每像素 12位彩色编码(例如 YUV 4:1:1)实时视频(损失较小压缩)2Gbps 1 个月/压缩的 4K 视频流 25Mbps 240Mbps 1s CT/MRI 远程控制台(XVGA 压缩)50Mbps 100ms 来自超声探头的未压缩512*512 像素 32 位 20FPS视频流 160Mbps 50ms 触觉反馈数据流 2-16Mbps 20ms 99.999%远大于 1 个月但小于 1 年 2、远程治疗场景 实时多媒体流-2D 视频流 10Mbps 150ms/3-30ms/103/实时多媒体流-3D 视频流 137Mbps-1.6Gbps 实时多媒体流-音频流 22-
33、200Kbps 30ms 102 体温 10Kbps 250ms/103 血压/心跳频率/呼吸频率/心电图 72Kbps/肌电图 86.4Kbps/脑电图 1.536Mbps/触觉反馈-压力 128-400Kbps 3-10ms 2ms 104 触觉反馈-震动 5.5ms 3、远程急救场景 未压缩 2048*2048 像素每像素 16 位 10FPS 实时视频扫描流 670Mbps 1 个月 身体生命体征监测数据流 99.999%远大于 1 个月但小于 1 年 高品质音频流 99.99%1 个月 院外心脏遥测 0.5Mbps 99.9999%远大于 1 个月但小于 1 年 请务必阅读正文最后的
34、中国银河证券股份有限公司免责声明。12 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 4、远程监护场景 胶囊内窥镜 1Mbps 250ms/1010 心电 ECG 192Kbps 脑电 EEG 86.4Kbps 肌电 EMG 1.536Mbps 血糖监测仪 1Kbps 输液监护仪 16Kbps 音频流 1Mbps 20ms 105 视频流 10Mbps 100ms 103 5、远程康复场景 立体 4K 60FPS 每像素 12位彩色编码(例如 YUV 4:1:1)实时视频(损失较小压缩)2Gbps 99.99%/1 个月/压缩的
35、 4K 视频流 25Mbps 99.99%/1 个月/人体运动学、生理学数据传输 50Mbps 99.99%/1 个月/触觉反馈数据流 2-16Mbps 99.999%/远大于 1 个月但小于 1 年/资料来源:IEEE Communication Surveys&Tutorials,3GPP,中国银河证券研究院 表表3 3:国内部分主机厂自动驾驶落地时间与未来规划国内部分主机厂自动驾驶落地时间与未来规划 主机厂主机厂 名称名称 2 2015015 2 2016016 2 2017017 2 2018018 2 2019019 2 2020020 2 2021021 2 2022022 2 2
36、023023 2 2024024 2 2025025 长安长安 L1 L2 L2.5 L2.9 L4 长城长城 L1 L2 L2.5 L2.9 L4 比亚迪比亚迪 L1 L2 L2.5 L3 L4 一汽一汽 L1 L2 L2.5 L3 L4 吉利吉利 L1 L2 L2.5 L2.9 L3 L4 广汽广汽 L1 L2 L2.5 L2.9 L4 北汽北汽 L1 L2 L2.5 L2.9 L4 上汽上汽 L1 L2 L2.5 L2.9 L4 奇瑞奇瑞 L1 L2 L2.5 L2.9 L4 东风东风 L1 L2 L2.9 L4 资料来源:佐思汽研,Wind,中国银河证券研究院 2.3 2.3 6G6G
37、 应用场景应用场景三三:海量通信(海量通信(mMTC+mMTC+)6G 将继续 5G“连接万物”的使命,会囊括更多的终端、更密集的连接以及新的人机接口。据 IMT-2030(6G)推进组测算,预计 2030/2040 年,6G 各类终端连接数将达 184/1,216 亿台,远超地球总人口,移动通信月均流量将达 6,835/58,550 亿 GB。(1 1)数字孪生。)数字孪生。数字孪生又称数字双胞胎或数字映射或数字镜像,即基于某台实体设备或某个物理系统(本体),创造一个数字版的动态“克隆体”。据艾瑞咨询数据,2022 年全球数字孪生市场规模为 77 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司
38、免责声明。13 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 亿美元/+57.1%,近年来以及未来两年增速大概率维持在 55%-60%的水平,2022 年国内数字孪生市场规模为 104 亿元/+35.1%,未来两年增速也在 45%以上;(2 2)智慧楼宇。)智慧楼宇。智慧楼宇是指将建筑作为智能实体进行管控,使信息在电子产品、智能材料、控制系统与用户间无缝流动。实现智慧楼宇的第一步是整合楼宇内的各个子系统,第二步是将各个建筑连接起来,未来移动通信设施将提供数字基础;图图1717:预计预计 20402040 年,年,6G6G 各类终
39、端连接数将达各类终端连接数将达 12161216 亿台亿台 图图1818:预计预计 20402040 年,移动通信月均流量将达年,移动通信月均流量将达 5855058550 亿亿 GBGB 资料来源:IMT-2030(6G),Wind,中国银河证券研究院 资料来源:IMT-2030(6G),Wind,中国银河证券研究院 (3 3)无源物联网。)无源物联网。无源物联网即不带外部电源、不带电池的物联网。据 IoT Analytics 统计,全球物联网连接数约 150 亿,国内接近 80 亿,基于目前“有源”路线的物联网连接,其规模上限或在百亿级别,距离业界期待的千亿级万物智联差距仍较大。据智次方挚
40、物产业研究院据无源物联网产业发展成熟度评估模型对各技术路线的评估、汇总后形成总体市场规模的预测,预计 2025/2030 年国内无源物联网市场规模将达 410/525 亿元。图图1919:20222022 年国内数字孪生市场规模为年国内数字孪生市场规模为 104104 亿元亿元/+35.1%+35.1%图图2020:智能楼宇系统运作智能楼宇系统运作 资料来源:艾瑞咨询,中国银河证券研究院 资料来源:前瞻产业研究院,Wind,中国银河证券研究院 2.4 2.4 6G6G 应用场景应用场景四四:泛在连接泛在连接 截至 2022 年末,全球独立移动用户数为 54 亿,其中移动互联网用户数为 44 亿
41、,仍有近 45%的用户缺乏基本的互联网接入,当下全球的移动通信网络仅覆盖了陆地表面的 20%、地球总面积的 6%。6G将突破地面网络限制,构建全球广域覆盖的空天地海一体化三维立体网络,为用户提供无死角、无盲区的泛在移动通信服务。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。14 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 (1 1)无人机:)无人机:无人机因其高机动、低成本、易控制、可提供视距链路增益等特点,可作为空中移动基站与地面用户建立无线连接以提供通信服务,增强网络的覆盖范围与数据传输性能。据 Teal Grou
42、p 数据,2022 年全球军用无人机市场规模为 114.8 亿美元/+2.9%,预计 2023 年将达 121.2 亿美元;据Frost&Sullivan 数据,2022 年国内民用无人机市场规模约 1,196 亿元/+37.6%,预计 2023 年将达 1,650亿元;(2 2)卫星互联网:)卫星互联网:据 SIA 数据,2022 年全球卫星互联网市场规模为 2,810 亿美元,2022 年国内卫星互联网市场规模约 315 亿元/+7.7%,预计 2025 年将达 446.9 亿元,价值量上,地面设备:卫星运营:卫星制造与发射=5:4:1。低轨卫星相较于传统的中高轨卫星信号更强、时延与生产成
43、本更低、可实现全域覆盖,据 SpaceNews 统计,2023 年至今全球发射的轨道卫星中近 80%为低轨卫星。由于轨道资源的稀缺性,ITU 提出“2 年 10%、5 年 50%、7 年 100%”的分配原则,按此部署节奏未来五年全球将有约 5万颗低轨卫星入轨,且国内增速远超全球。图图2121:不同无人机基站数量下的访问延迟对比不同无人机基站数量下的访问延迟对比分析分析 图图2222:不同无人机基站数量下的负载均衡对比不同无人机基站数量下的负载均衡对比分析分析 资料来源:3GPP,Wind,中国银河证券研究院 资料来源:3GPP,Wind,中国银河证券研究院 表表4 4:高、中、低轨卫星特性对
44、比高、中、低轨卫星特性对比 项目项目 高轨卫星高轨卫星 中轨卫星中轨卫星 低轨卫星低轨卫星 平均寿命平均寿命 15 年 10 年 5-10 年 单信容量单信容量 高 高 低 系统容量系统容量 低 低 高 覆盖范围覆盖范围 除两级和特殊地形 南北纬 45 度内 多星组网全球覆盖 传输时延传输时延 500ms 150ms 50ms 带宽成本带宽成本 高 高 低 维护成本维护成本 低 高 高 典型案例典型案例 天通 北斗 OneWeb 资料来源:头豹研究院,Wind,中国银河证券研究院 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。15 Table_ReportTypeIndexTable_
45、ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 表表5 5:全球主要国家低轨卫星星座项目汇总全球主要国家低轨卫星星座项目汇总 国家国家 公司名称(星座名称)公司名称(星座名称)卫星数量卫星数量 已发射数量已发射数量 预计建成时间预计建成时间 美国美国 SpaceX(Starlink)42,000 2,335 2024 年 Lynk Global(-)5,000 5-Amazon(Kuiper)3,236 590-AST SpaceMobile(-)243-Boeing(-)147 1-中国中国 星网公司(GW)12,992-2030 年 银河航天(-)650 7-航天科技(鸿雁)30
46、0 3-航天科工(虹云)156 1-中国电科(天象)120 2-英国英国/印度印度 一网(OneWeb)6,372 428 2027 年 韩国韩国 三星(Samsung)4,600-加拿大加拿大 Telesat(Lightspeed)1,671 1 2026 年 波兰波兰 SatRevolution(-)1,024 2-俄罗斯俄罗斯 Yaliny(-)600-印度印度 Astrome(-)150-资料来源:低轨卫星数据链体系架构及应用前景,Wind,中国银河证券研究院 2.5 2.5 6G6G 应用场景应用场景五五:通感一体化通感一体化 通感一体化基于软硬件资源共享或信息共享,实现通信与感知功
47、能协同。6G 通感一体化具备三大优势,一是大幅降低由额外感知设备带来的成本,二是可利用广泛部署的基站和用户终端间的通信协作提升感知性能,三是可提高波束赋形的准确性、加快波束失败恢复的速度。(1 1)高精度定位与追踪:)高精度定位与追踪:6G 可以为通信对象提供有源定位(Positioning),也可以为非通信对象提供无源定位(Localization),通过处理反射、散射、多路径传播的时延、多普勒、角度谱信息,提取出三维空间中物体的坐标、方向、速度及其他地理信息,高精度 3D 定位与追踪将精确至厘米级;(2 2)同步成像、定位与制图()同步成像、定位与制图(SLAMSLAM):):毫米波或太赫
48、兹中的 SLAM 应用可帮助感知设备在未知环境中构建 3D 地图,6G 时代感知设备可以是基站或终端,包括机器人、汽车、无人机等。基于 6G 无线信号的 SLAM 应用使汽车能够在任何天气条件下以超高分辨率和精度来“看清”周围各个角落,室内场景也类似,即便在拥挤环境中,机器人、AGV 也能依赖 SLAM 自由移动;(3 3)人类感官增强:)人类感官增强:人类感官增强旨在提供优于人眼的安全、精确、低功耗感知能力,通感一体化可以超越人体感官的增强感知能力,集成到便携式设备、可穿戴设备乃至可植入式设备中。“超越人眼”的概念依赖超高分辨率成像技术,可用于日常生活;(4 4)手势及动作识别:)手势及动作
49、识别:基于机器学习(ML)的无源手势及动作识别是推广人机接口的关键,用户仅用手势及动作就能够与设备交互;(5 5)智慧家居:)智慧家居:6G 通感一体化可以精细感知人的位置和行为,为智能家居提供更加丰富的功能。据CSHIA 数据,2022 年国内智能家居市场规模为 6,515.6 亿元/+12.3%,预计 2023 年将达 7,157.1 亿元,据 IDC 数据,2022 年我国智能家居设备市场出货量约 2.6 亿台,预计到 2023/2026 年突破 3.3/5 亿台。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。16 Table_ReportTypeIndexTable_Repor
50、tTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 图图2323:通感一体化典型架构通感一体化典型架构 图图2424:20222022 年国内智能家居市场规模为年国内智能家居市场规模为 6515.66515.6 亿元亿元 资料来源:6G 候选技术关键问题研究综述,中国银河证券研究院 资料来源:CSHIA,中国银河证券研究院 2.6 2.6 6G6G 应用场景应用场景六六:通通智算一体化智算一体化 所有 6G 网元都将原生集成通信与计算能力,加速云上集中智能向深度边缘泛在智能演进,达到“人工智能即服务”(AIaaS)的效果,在 AIaaS 中 6G 作为原生智能架构,将通信、信息和数据技术以及工业智
51、能深度集成到无线网络,并具备大规模分布式训练、实时边缘推理、本地数据脱敏的能力。(1 1)AIAI 增强网络自动化:增强网络自动化:当下移动网络操作、管理、维护(OA&M)需要耗费大量的人力、物力、财力,而 AI 可以极大地减轻这些负担,通过所有技术领域运用预测性的网络分析服务和端到端系统 OA&M等方式,人工的被动式 OA&M 将演变为零接触的主动式 OA&M;(2 2)数据管理)数据管理 AIaaSAIaaS:未来的移动通信网络会产生、收集、交换海量数据,这些数据可用于执行和优化与操作管理任务相关的各种网络服务,例如配置管理、故障管理、SLA 保障等。数据是 AI 最重要的资产,在降低计算
52、复杂度和能耗的同时,提高数据处理效率,AIaaS 可以很好地解决这一问题;(3 3)分布式学习与推理)分布式学习与推理 AIaaSAIaaS:未来为支撑社会和垂直行业的大规模实时学习与推理,移动通信系统需为分布式学习与推理应用提供 AIaaS。6G 核心网功能将向深度边缘网络推进,而云端软件运营将向大规模深度学习转变;(4 4)脑机接口与情感交互:)脑机接口与情感交互:6G 既是连接物理世界与数字世界的纽带,又是控制物理世界与智能世界的神经系统,6G 有望在脑机接口和情感交互等全新领域有所作为。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。17 Table_ReportTypeInde
53、xTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 三三、6G6G 前沿关键技术:空口演进呼唤超大规模天线阵列前沿关键技术:空口演进呼唤超大规模天线阵列 ELAAELAA-MMMM,铁电材料铁电材料 RISRIS 或有突破或有突破 目前业界关注较多、包括较大的关键技术方向主要包括空口演进技术中的超大规模天线阵列技术(ELAA-MM)、同时同频全双工技术,创新技术中的可重构智能超表面技术(RIS)、轨道角动量技术(OAM),新型频谱技术中的太赫兹光电发射技术等。3 3.1 .1 空口演进技术之超大规模天线阵列(空口演进技术之超大规模天线阵列(ELAAELAA-MMMM)未来随
54、着频谱频点与 C-RAN 网络部署比例的逐渐提升,在有限站点及口径约束下,可以部署包含超大规模的发射天线阵子和通道数超大口径的多天线阵面(Extremely Large Aperture Array Massive MIMO,ELAA-MM)。5G 64T64R5G 64T64R 注重水平覆盖,注重水平覆盖,6G 256T256R6G 256T256R 增强立体覆盖。增强立体覆盖。5G 基站的天线架构主要重心还是放在地面移动通信网络的覆盖需求,以水平方向的覆盖为主。未来 6G 位于更高频段,考虑到路径上更强的物体遮挡损耗和吸收损耗,ELAA-MM 的辐射波束需要在垂直面上具备更大的扫描范围,6
55、G 可采用低功耗非子阵 ELAA-MM、小型化天线单元去耦阵列等解决方案,同时 6G 还要顾及高速与超高速移动覆盖、空间精确定位等问题。6G 时代 64T64R 大概率会演进至 256T256R。电磁超材料提升天线增益,电磁超材料提升天线增益,3D3D 振子立体馈电顺应潮流。振子立体馈电顺应潮流。电磁超材料预计将在 6G 时代天线领域大规模推广,将超材料用于天线盖板或隔离条,可降低天线单元间空间波或者表面波的传播,从而达到降低天线间互耦、提升单元间隔离度的目的。据前瞻产业研究院数据,2022 年全球基站天线市场规模超 650 亿元,2025 年有望达 1110 亿元,2022 年国内基站天线市
56、场规模超 400 亿元,2025 年有望达 630亿元。天线振子方面,6G 对立体覆盖的要求较高,PCB 贴片振子成本相对较高,而 3D 振子较易实现立体馈电结构,顺应 6G 潮流,预计渗透率将大幅抬升,单体价值量也会随之上行。陶瓷介质谐振滤波器因高品质因子与高机电耦合系数,陶瓷介质谐振滤波器因高品质因子与高机电耦合系数,6G6G 时代或占据主流地位。时代或占据主流地位。ELAA-MM 对基站侧的影响并不局限于天线,5G 64T64R6G 256T256R 通道数变为 4 倍,滤波器的需求也成倍增长。陶瓷介质同时具备高机电耦合系数、高杂波抑制、低插入损耗、低温度漂移的特点,代表着高端射频器件的
57、发展方向,6G 时代或占据主流地位。功率放大器:功率放大器:GaNGaN 优势仍存,优势仍存,InPInP 迎头赶上。迎头赶上。功率放大器(PA)有小型化、高集成度的趋势,单体价值量也将有所提升。PA 的上游是化合物半导体材料,其中氮化镓(GaN)具备高能隙、高击穿场强,由于缺乏成熟的块状 GaN 材料以及其热导率不足,因此需要在载体衬底上生长 GaN 异质结构,而磷化铟(InP)则具备最高的电子迁移率和饱和速度,非常适合高频通信。我们判断 6G 时代预计 GaN 优势仍存,但只要在成本方面有所突破,InP 会迎头赶上。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。18 Table_R
58、eportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 表表6 6:GaNGaN 优势仍存,优势仍存,InPInP 迎头赶上迎头赶上 技术技术 特性特性 典型晶体管类型典型晶体管类型 应用应用 基于硅的横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)1、材料便宜,适合 8-12 寸晶圆;2、集成能力极高;3、硅晶体管输出功率低,速度中等;4、硅衬底。1、场效应管(MOS)/CMOS(用于小节点尺寸的鳍式场效应晶体管(FinFET)配置);2、横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)。1、CPU、DSP;2、射频互补金属氧化半导体(RF-CMOS),例如低功率物联网
59、器件;3、10GHz 以下的基站放大器。双极互补金属氧化物半导体(BiCMOS)1、材料便宜,适合 8-12 寸晶圆;2、集成能力高;3、为大多数复杂片上系统提供混合信号的能力;4、硅衬底。互补金属氧化物半导体(CMOS)和异质结双极型晶体管(HBT)。混合信号设备(模数转换器 ADC、数模转换器 DAC、常见单片射频/模拟/数字子系统等)。锗化硅(SiGe)1、材料便宜,适合 8-12 寸晶圆;2、集成能力高;3、SiGe 晶体管输出功率低,速度极高;4、硅衬底。1、异质结双极型晶体管(HBT);2、CMOS 和 HBT。模拟高速集成电路(放大器、混频器、压控振荡器(VCO)、倍频器、分频器
60、、收发机等)。砷化镓(GaAs)1、材料昂贵,适合 4-6 寸晶圆;2、集成能力低;3、输出功率中等,速度高;4、GaAs 衬底。1、pHEMT;2、HBT(例如 InGaP);3、mHEMT。1、射频模块(放大器、混频器、交换机等);2、在 SiGe 击穿电压不足的情况下,具有良好 1/f 噪声性能的模拟射频(例如 VCO、混频器);3、超高速、低噪音 LNA,可与 InP HEMT媲美。氮化镓(GaN)1、材料昂贵,由于没有 GaN 晶圆,需要不同衬底,4-6 寸晶圆;2、集成能力低;3、输出功率极高,速度中等;4、SiC、Si 或金刚石衬底。高电子迁移率晶体管(HEMT)。高功率应用(放
61、大器、交换机)。磷化铟(InP)1、材料昂贵,3-4 寸晶圆;2、集成能力低;3、输出功率中等,速度极高;4、InP 衬底。1、HEMT;2、HBT 1、超高速、低噪音 LNA,可与 nHEMT 媲美;2、模拟射频功能(放大器、混频器、倍频器、分频器等);3、如果可以用更高的速度和击穿电压来换取集成密度,则可替代 SiGe HBT。资料来源:6G 太赫兹技术基础研究报告,Wind,中国银河证券研究院 PCBPCB 层数更进一步,层数更进一步,CCLCCL 大概率迈向大概率迈向 PTFEPTFE。预计 6G 建设可能会看到 20-30 层多层板的应用。覆铜板(CCL)的下游是 PCB,占据其 3
62、0%成本。目前特殊 CCL 的树脂材料中,PTFE 板更适用于 6G 时代的高频段,价格相对昂贵。CCL 对原材料价格较为敏感,而由于 CCL 的行业集中度远高于 PCB,议价能力较强。据亿渡数据,2022 年全球 PCB 产值为 750.2 亿美元/+6.4%,预计 2026 年将达 912.8 亿美元,2022-2026 年 CAGR=5%,2022 年国内 PCB 产值为 397.9 亿美元/+6.6%,预计 2026 年将达 486.2 亿美元,2022-2026 年 CAGR=5.1%。2022 年全球 CCL 产值为 134.2 亿美元/+2.2%,预计 2026 年将达 140亿
63、美元,2022-2026 年 CAGR=1.1%,2022 年国内 CCL 产值为 694 亿元/+1.3%,预计 2026 年将达 874亿元,2022-2026 年 CAGR=5.9%。全球 PCB 产值中有 30%-35%源于通信,2022 年全球通信 PCB 产值增速为 6.3%,预计 2022-2026 年 CAGR=6.3%。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。19 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 图图2525:20222022 年国内年国内 PCBPCB 产值为产值为 397.939
64、7.9 亿美元亿美元/+6.6%+6.6%图图2626:20222022 年国内年国内 CCLCCL 产值为产值为 694694 亿元亿元/+1.3%+1.3%资料来源:亿渡数据,中国银河证券研究院 资料来源:亿渡数据,中国银河证券研究院 图图2727:全球通信全球通信 PCBPCB 产值占产值占 30%30%-35%35%(单位:亿美元)(单位:亿美元)图图2828:CCLCCL 几乎专为几乎专为 PCBPCB 而生,占据其而生,占据其 30%30%成本成本 资料来源:亿渡数据,中国银河证券研究院 资料来源:Prismark,CCLA,中国银河证券研究院 6G6G 光通信:提速节能降本光通信
65、:提速节能降本+高度集成,硅光高度集成,硅光/CPO/LPO/CPO/LPO 大势所趋。大势所趋。硅光技术较传统分立器件更能发扬“光”(高速率、低功耗)与“电”(大规模、高精度)的各自优势。据 LightCounting 数据,2022 年全球硅光模块市场规模超 30 亿美元,占整体光模块份额约 35%,预计 2026 年将达近 80 亿美元,份额有望超 50%,2022 年全球 CPO 市场规模约 6,000 万美元,预计 2025 年将突破 2 亿美元、2028 年突破9 亿美元。线驱可插拔光模块(LPO)舍弃传统的数字信号处理器(DSP),将其功能集成到交换芯片中,只留下性能有所提升的激
66、光驱动器(LDD)与跨阻放大器(TIA),以实现更好的线性度,功耗仅为原先的一半。相较于 CPO,LPO 采用可插拔模块,并未显著改变光模块的封装形式,尽管 LPO 中的 LDD 与TIA 成本稍有上升,但省去 DSP 后综合成本依然占据优势,且 DSP 是传统光模块中传输延迟的主要拖累,LPO 甚至可将延迟降至皮秒级。图图2929:20222022 年全球硅光模块市场规模超年全球硅光模块市场规模超 3030 亿美元亿美元 图图3030:20222022 年全球年全球 CPOCPO 市场规模约市场规模约 60006000 万美元万美元 资料来源:LightCounting,中国银河证券研究院
67、资料来源:LightCounting,中国银河证券研究院 3.2 3.2 空口演进技术之同时同频全双工(空口演进技术之同时同频全双工(CCFDCCFD)理想状态下理想状态下 CCFDCCFD 频谱效率较频谱效率较 TDDTDD 或或 FDDFDD 提升一倍。提升一倍。除 ELAA-MM 外,另一种提升频谱效率的方法是应用自干扰消除技术,实现带内双向通信和中继的同时同频全双工(CCFD)。理想状态下 CCFD 频 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。20 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 谱效率较当前
68、的时分双工(TDD)或频分双工(FDD)提升一倍,同时该方式使得双向通信能够在接收信号的同时反馈交换信令控制信息,降低时延。全双工应用场景有序拓展。全双工应用场景有序拓展。全双工技术可以很好地应用在非连续覆盖的热点场景,例如家庭基站或 Wi-Fi。全双工技术也有望应用于连续覆盖场景,包括同构网场景和异构网络场景,不同类型的基站可以根据自身小区的业务需求工作在全双工或半双工模式。当然全双工还可以应用在中继传输场景中,在中继节点接收信号和转发信号可以在同频同时进行传输,中继到基站的传输可以利用波束赋型技术较好控制干扰。6G6G 时代时代 NLOSNLOS 干扰或是主要问题。干扰或是主要问题。太赫兹
69、或毫米波作为未来 6G 可能的主流频段,窄波束与强方向性传输的特点大大减少了 LOS 互干扰的影响,但由于反射引起的 NLOS 干扰则成为主要问题,相关研究表明在最坏情况下,由于反射引起的环境底噪抬升约 50dB。“空间域“空间域-射频域射频域-数字域”多级架构抑制自干扰,天线与双工器需保持高隔离度。数字域”多级架构抑制自干扰,天线与双工器需保持高隔离度。目前普遍认为应采用“空间域-射频域-数字域”多级架构抑制自干扰,还需要进行射频自干扰抑制,射频抑制技术中的时延线和干扰抵消矩阵导致链路复杂度以天线数平方的速度增加,这对 6G 256T256R ELAA-MM的支持是一个挑战,设计高隔离度的双
70、工器是一种解决思路。3.3 3.3 创新技术之可重构智能超表面(创新技术之可重构智能超表面(RISRIS)可重构智能超表面(RIS)以其独特的低成本、低能耗、可编程、易部署等特点脱颖而出。RIS 具有电磁吸收、透射、散射等能力,可根据所需无线功能对无线信号进行动态调控。此外,利用 RIS 可以实现基带信息直接调制至射频载波,可用于构建新体制阵列式发射机架构,降低硬件复杂度和成本。RISRIS 具备宽频响应、低热噪声、低功耗、易部署的特性。具备宽频响应、低热噪声、低功耗、易部署的特性。RIS 可以在声谱、微波频谱,太赫兹谱、光谱等多个频段上完成工作,不会引入额外的热噪声,同时也不需要射链路等高功
71、耗器件。RIS 形状可塑,尺寸简单易扩展,无需大带宽回传链路,具有较轻重量,对供电要求低,因此易部署于无线传播环境中的各种散射体表面;(1 1)克服覆盖空洞。)克服覆盖空洞。RIS 可部署在基站与覆盖盲区之间,通过有效的反射/透射使传输信号到达覆盖空洞中的用户,从而为基站和用户之间建立有效连接,保证空洞区域用户的覆盖;(2 2)增强边缘覆盖。)增强边缘覆盖。RIS 可部署在基站和边缘用户或弱覆盖区之间,接力反射基站的传输信号提高边缘用户的信号质量。在基站和小区边缘用户间部署 RIS,既可以调整电磁单元的相位进行波束赋型来增强信号,又可以增加反射路径来提高信号质量;(3 3)增强室内覆盖。)增强
72、室内覆盖。目前 5G 网络中约 85%的业务发生于室内场景中,未来随着 6G 的兴起,各种新型业务层出不穷,该数值很可能提升至 90%。RIS 可以针对目标用户进行重新配置,有利于室内覆盖增强。RIS 还可以部署在建筑物的玻璃表面,它能有效接收基站传输的信号并透射到室内,室内用户可以接收来自 RIS 的反射信号提高信号质量;(4 4)降低边缘时延。)降低边缘时延。在边缘网络中,RIS 可提升边缘设备的卸载成功率,从而提升整个网络性能,降低端到端信号传输时延。此外,将 RIS 部署于边缘服务器附近,利用边缘服务器的计算能力,提升 RIS电磁单元调控系数的调节效率,从而带来系统覆盖和传输容量增益,
73、进而降低边缘网络传输和处理时延;(5 5)提升传输稳健性。)提升传输稳健性。RIS 的泛在部署能够带来更多传输路径,从而增强系统传输稳健性。此外,RIS设备可以实现对多径信道中的部分路径的参数进行操控,通过操控部分路径的幅度和相位,使得多径信号在接收端正向叠加,抑制多径效应,提高无线数据的传输稳健性;请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。21 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 (6 6)高精度定位。)高精度定位。RIS 可灵活部署在基站服务区域的内部,辅助基站进行定位,提高定位精度。与传统多基站定位相
74、比,一方面 RIS 具有较大的天线孔径,空间分辨率更佳,另一方面 RIS 可泛在部署,可以解决例如室内场景等定位覆盖盲区问题。铁电材料铁电材料 RISRIS 更适应更适应 6G6G 高频环境,室内增益明显。高频环境,室内增益明显。铁电材料更适合高频段(60G-300G),随着产业化的有序推进,铁电材料成本将稳步下行。在频率平坦衰落的环境下,例如室内或窄带,由于信道的频域特性相对一致,RIS 带来的增益较为明显,而在宽带系统中,如果存在较大的时延扩展,例如室外非直射场景,RIS 的增益就会受限。表表7 7:不同材料的不同材料的 RISRIS 性能对比性能对比 项目项目 RFRF-MEMSMEMS
75、 PINPIN 二极管二极管 变容二极管变容二极管 液晶液晶 铁电材料铁电材料 成本成本 中 低 中高 低 高 衰减衰减 很低 低 高 中 中 功耗功耗 忽略不计 高 忽略不计 忽略不计 忽略不计 时延时延 s ns ns s ms 安装复杂度安装复杂度 低 低 低 中高 中高 电压电压 60V 1V 0-30V 0-20V 100V 资料来源:IMT-2030(6G),Wind,中国银河证券研究院 表表8 8:典型的典型的 RISRIS 尺寸从几平方厘米到几平方米不等,给定波长时面积越大增益越高尺寸从几平方厘米到几平方米不等,给定波长时面积越大增益越高 频段频段 RISRIS 元素数量元素数
76、量 RISRIS 尺寸(平方米)尺寸(平方米)RISRIS 相对于各向同性的天线增益(相对于各向同性的天线增益(dBidBi)3 3.5.5GHzGHz 2500(50*50)4.41 38.8 10000(100*100)17.98 44.9 22500(150*150)40.83 48.4 2 28 8GHzGHz(毫米波)(毫米波)2500(50*50)0.068 38.8 10000(100*100)0.28 44.9 22500(150*150)0.64 48.4 1 14040GHzGHz(太赫兹)(太赫兹)2500(50*50)0.0025 38.8 10000(100*100)
77、0.021 44.9 22500(150*150)0.026 48.4 资料来源:6G 超材料解决方案,Wind,中国银河证券研究院 3.4 3.4 创新技术之轨道角动量(创新技术之轨道角动量(OAMOAM)电磁波可以携带角动量,动量分为自旋角动量(SAM)和轨道角动量(OAM)。OAMOAM 新增多址维度,缓解频谱紧张。新增多址维度,缓解频谱紧张。不同 OAM 模式在空间上相互正交,构成一个理论上具有无限维度的态空间,通过将不同 OAM 模式作为独立的信道传输将大幅提升通信系统的传输容量,可以有效地提升网络的频谱效率。SiGeSiGe 或为或为 6G OAM6G OAM 射频关键材料。射频关
78、键材料。在半导体技术选择上,当天线数目较低时,可以在射频前端采用高功率但低集成度的技术,例如 GaN、GaAs 等,而当天线数目较高时,可以采用低功率但高集成度的技术,例如 SiGe 等。3.5 3.5 新型频谱技术之太赫兹光电发射新型频谱技术之太赫兹光电发射 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。22 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 太赫兹波同时具备微波与光波的通信特征,在短距离(10m)和中距离(200m 左右)传输中支持超高的通信速率,并且能够以极低的损耗穿透非金属或非极化物质,在保证安全的前
79、提下有助于提升感知分辨率与定位精度。产生太赫兹波的三种方法:电子上变频、直接发射、光子下变频。(产生太赫兹波的三种方法:电子上变频、直接发射、光子下变频。(1 1)电子上变频:)电子上变频:在 RTD 振荡器中,片上天线直接解耦用于信号耦合输出的话,大规模天线阵列在 1THz 的基本振荡接近 2THz,输出功率为 0.7mW;(2 2)直接发射:)直接发射:用光源直接产生太赫兹波的方法,包括极为便捷的量子级联激光器(QCL)方法、非线性光学方法、分子激光器方法。(3 3)光子下变频:)光子下变频:利用光子的常见方法是使用可调谐二极管激光器或飞秒激光器,光混合器、光导开关或非线性晶体可将近红外激
80、光转换为光谱分辨太赫兹波或宽带太赫兹波。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。23 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 四四、投资建议投资建议及受益关注标的及受益关注标的 基于 6G 整体研究节奏,以及 WRC-23 讨论频谱需求催化情况,6G 的关注度或提前到来。百倍速率、容量等全新网络性能撬动沉浸式通信、超高可靠低时延、海量通信、泛在连接、通感一体化、通智算一体化六大应用场景,6G 超大规模天线阵列 ELAA-MM 变 64T64R 为 256T256R,再度重构基站产业链,天线、滤波器、功率放大器
81、、PCB 量价齐升,同时同频全双工 CCFD、可重构智能超表面 RIS、轨道角动量 OAM、太赫兹光电发射等技术进一步增加器件用量、精细化材料考量,优先布局的公司有望受益。在个股方面建议关注:在个股方面建议关注:(1)国际标准制定中兴通讯(000063.SZ)/信科移动-U(688387.SH);(2)基站天线及天线振子成长性标的通宇通讯(002792.SZ)/飞荣达(300602.SZ)/三维通信(002115.SZ);(3)陶瓷介质谐振滤波器灿勤科技(688182.SH)/武汉凡谷(002194.SZ)/大富科技(300134.SZ);(4)硅光/CPO/LPO 积极布局进展顺利中际旭创(
82、300308.SZ)/新易盛(300502.SZ)/天孚通信(300394.SZ)/博创科技(300548.SZ);(5)卫星互联网终端+相控阵芯片上海瀚讯(300762.SZ)/海格通信(002465.SZ)/和而泰(002402.SZ);(6)物联网及前沿应用广和通(300638.SZ)/美格智能(002881.SZ)/威胜信息(688100.SH)/映翰通(688080.SH)等。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。24 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 五五、风险提示、风险提示 1、6G 研
83、发不及预期的风险;2、6G 技术路线变更的风险;3、6G 建设不及预期的风险;4、6G 商业推广缓慢的风险;5、相关行业竞争加剧的风险等。请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。25 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex 行业深度报告行业深度报告 图图表表目录目录 图 1:6G 可开启万物智联时代.3 图 2:每一代愿景&技术标准到商用部署用时缩短.3 图 3:截至 2023Q2 全球有 104 个国家和地区的 259 家通信运营商商用 5G.4 图 4:截至 2023Q2 全球 5G 基站部署总量超 448 万站,其中国内达 29
84、3.7 万站,占比 65.6%.4 图 5:截至 2023Q2 全球 5G 用户总数超 12.2 亿,其中国内达 6.8 亿,占比 55.7%.4 图 6:国内三大运营商 2022 年 CAPEX 合计 505.1 亿美元,全球占比 24.5%.5 图 7:国内三大运营商 2022 年合计实现营业收入 2550.4 亿美元/+0.6%,全球占比 22.2%.5 图 8:得益于 5G 商用后数字生活消费的拉动,运营商 ARPU 值逐步回暖.5 图 9:WRC-23 将正式讨论 6G 频谱需求.7 图 10:目前潜在的候选频段包括太赫兹、毫米波、6GHz.7 图 11:2022 年全球 AR 与
85、VR 行业市场规模均超千亿.9 图 12:2022 年全球 VR 头显出货量约 2000 万台.9 图 13:2022 年全球机器人市场规模达 513 亿美元/+19.6%.10 图 14:2022 年国内六轴及以上协作机器人出货量约 2 万台.10 图 15:2023 年国内远程医疗市场规模有望达 770.5 亿元.10 图 16:2022 年国内无人驾驶市场规模为 2894 亿元/+22.7%.10 图 17:预计 2040 年,6G 各类终端连接数将达 1216 亿台.13 图 18:预计 2040 年,移动通信月均流量将达 58550 亿 GB.13 图 19:2022 年国内数字孪生
86、市场规模为 104 亿元/+35.1%.13 图 20:智能楼宇系统运作.13 图 21:不同无人机基站数量下的访问延迟对比分析.14 图 22:不同无人机基站数量下的负载均衡对比分析.14 图 23:通感一体化典型架构.16 图 24:2022 年国内智能家居市场规模为 6515.6 亿元.16 图 25:2022 年国内 PCB 产值为 397.9 亿美元/+6.6%.19 图 26:2022 年国内 CCL 产值为 694 亿元/+1.3%.19 图 27:全球通信 PCB 产值占 30%-35%(单位:亿美元).19 图 28:CCL 几乎专为 PCB 而生,占据其 30%成本.19
87、图 29:2022 年全球硅光模块市场规模超 30 亿美元.19 图 30:2022 年全球 CPO 市场规模约 6000 万美元.19 表格目录表格目录 表 1:6G 关键性能指标,峰值速率、用户体验速率、用户面时延、系统容量等层面较 5G 改善明显.8 表 2:远程医疗中诊断、治疗、急救、监护、康复场景的网络需求.11 表 3:国内部分主机厂自动驾驶落地时间与未来规划.12 表 4:高、中、低轨卫星特性对比.14 表 5:全球主要国家低轨卫星星座项目汇总.15 表 6:GaN 优势仍存,InP 迎头赶上.18 表 7:不同材料的 RIS 性能对比.21 表 8:典型的 RIS 尺寸从几平方
88、厘米到几平方米不等,给定波长时面积越大增益越高.21 请务必阅读正文最后的中国银河证券股份有限公司免责声明。26 Table_ReportTypeIndexTable_ReportTypeIndex行业深度报告行业深度报告 分析师承诺及简介分析师承诺及简介 本人承诺以勤勉的执业态度,独立、客观地出具本报告,本报告清晰准确地反映本人的研究观点。本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与、未来也将不会与本报告的具体推荐或观点直接或间接相关。赵良毕,赵良毕,通信通信&中小盘首席分析师。中小盘首席分析师。北京邮电大学通信硕士,复合学科背景,2022 年加入中国银河证券。8 年中国移动通信产业研究经验,6
89、年证券从业经验。曾获得 2018/2019 年(机构投资者 II-财新)通信行业最佳分析师前三名,2020 年获得 Wind(万得)金牌通信分析师前五名,获得 2022 年 Choice(东方财富网)通信行业最佳分析师前三名。洪烨,洪烨,通信通信&中小盘分析师。中小盘分析师。中国人民大学财务硕士,曾供职于国泰君安证券,2023 年加入中国银河证券。评级标评级标准准 Table_RatingStandard行业评级体系行业评级体系 未来 6-12 个月,行业指数相对于基准指数(沪深 300 指数)推荐:预计超越基准指数平均回报 20%及以上。谨慎推荐:预计超越基准指数平均回报。中性:预计与基准指
90、数平均回报相当。回避:预计低于基准指数。公司评级体系公司评级体系 未来 6-12 个月,公司股价相对于基准指数(沪深 300 指数)推荐:预计超越基准指数平均回报 20%及以上。谨慎推荐:预计超越基准指数平均回报。中性:预计与基准指数平均回报相当。回避:预计低于基准指数。免责声明免责声明 Table_Avow 本报告由中国银河证券股份有限公司(以下简称银河证券)向其客户提供。银河证券无需因接收人收到本报告而视其为客户。若您并非银河证券客户中的专业投资者,为保证服务质量、控制投资风险、应首先联系银河证券机构销售部门或客户经理,完成投资者适当性匹配,并充分了解该项服务的性质、特点、使用的注意事项以
91、及若不当使用可能带来的风险或损失。本报告所载的全部内容只提供给客户做参考之用,并不构成对客户的投资咨询建议,并非作为买卖、认购证券或其它金融工具的邀请或保证。客户不应单纯依靠本报告而取代自我独立判断。银河证券认为本报告资料来源是可靠的,所载内容及观点客观公正,但不担保其准确性或完整性。本报告所载内容反映的是银河证券在最初发表本报告日期当日的判断,银河证券可发出其它与本报告所载内容不一致或有不同结论的报告,但银河证券没有义务和责任去及时更新本报告涉及的内容并通知客户。银河证券不对因客户使用本报告而导致的损失负任何责任。本报告可能附带其它网站的地址或超级链接,对于可能涉及的银河证券网站以外的地址或
92、超级链接,银河证券不对其内容负责。链接网站的内容不构成本报告的任何部分,客户需自行承担浏览这些网站的费用或风险。银河证券在法律允许的情况下可参与、投资或持有本报告涉及的证券或进行证券交易,或向本报告涉及的公司提供或争取提供包括投资银行业务在内的服务或业务支持。银河证券可能与本报告涉及的公司之间存在业务关系,并无需事先或在获得业务关系后通知客户。银河证券已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格。除非另有说明,所有本报告的版权属于银河证券。未经银河证券书面授权许可,任何机构或个人不得以任何形式转发、转载、翻版或传播本报告。特提醒公众投资者慎重使用未经授权刊载或者转发的本公司证券研究报告。本报告版
93、权归银河证券所有并保留最终解释权。联系联系 机构请致电:机构请致电:深广地区:程 曦 0755-83471683 chengxi_ 苏一耘 0755-83479312 suyiyun_ 上海地区:陆韵如 021-60387901 luyunru_李洋洋 021-20252671 liyangyang_ 北京地区:田 薇 010-80927721 唐嫚羚 010-80927722 tangmanling_ 中国银河证券股份有限公司 研究院 中国银河证券股份有限公司 研究院 深圳市福田区金田路 3088 号中洲大厦 20 层 上海浦东新区富城路 99 号震旦大厦 31 层 北京市丰台区西营街 8 号院 1 号楼青海金融大厦