2021年通信設(shè)備零部件行業(yè)分析報告

通信設(shè)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(chǎn)業(yè)鏈情況 51、通信網(wǎng)絡(luò)的大致結(jié)構(gòu)及主要廠商 52、行業(yè)供應(yīng)鏈關(guān)系現(xiàn)狀 53、行業(yè)上游：以基礎(chǔ)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(shè)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(yīng)鏈關(guān)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(yùn)營商的投資規(guī)模決定 9（1）通信設(shè)備零部件業(yè)的整體市場規(guī)模由下游運(yùn)營商投資規(guī)模決定的原因 9（2）通信服務(wù)運(yùn)營商的投資規(guī)模存在周期性，高峰隨著通信技術(shù)演進(jìn)出現(xiàn) 9（3）2016-2018年間屬于4G向5G的過渡期，運(yùn)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(yùn)營商投資規(guī)模的明顯影響 10（5）2019年是5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)的元年，相關(guān)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(shè)規(guī)模對通信設(shè)備零部件廠商的影響：有利于當(dāng)?shù)貜S商 122、建設(shè)策略：頻譜策略、組網(wǎng)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(wǎng)的先行者 13（3）建設(shè)策略對通信設(shè)備零部件廠商的影響：產(chǎn)品路線的選擇、業(yè)績實現(xiàn)的時間 143、細(xì)分市場規(guī)模：隨整體規(guī)模變動回升，投資結(jié)構(gòu)變化利好所處細(xì)分市場 14三、行業(yè)技術(shù)發(fā)展情況 161、通信技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)格局形成 17（3）3G時代：更多國家、組織積極參與通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)立 18（4）4G時代：高通放棄主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，IT廠商競爭失敗，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)趨向統(tǒng)一 19（5）5G時代：第一次嘗試全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)分批凍結(jié) 202、5G基站設(shè)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(qiáng)覆蓋、提升網(wǎng)絡(luò)性能，5G基站大量使用MIMO技術(shù) 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(fù)雜、能耗更大 253、5G基站設(shè)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(nèi)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(nèi)主要企業(yè) 271、諾蘭特 272、萊爾德 273、飛榮達(dá) 284、迪睿合 285、中石科技 28

通信設(shè)備零部件行業(yè)分析報告一、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈情況1、通信網(wǎng)絡(luò)的大致結(jié)構(gòu)及主要廠商通信行業(yè)涉及的廠商較多，其大致結(jié)構(gòu)和主要廠商情況如下：2、行業(yè)供應(yīng)鏈關(guān)系現(xiàn)狀通信設(shè)備零部件廠商主要為通信主設(shè)備廠商及其產(chǎn)業(yè)鏈上的其他通信設(shè)備廠商服務(wù)。通信設(shè)備零部件廠商在整個通信產(chǎn)業(yè)鏈中處于相對上游的位置，具體的產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系如下：注：根據(jù)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(wù)是生產(chǎn)“塑料材料”，不是生產(chǎn)“用塑料材料生產(chǎn)的產(chǎn)品”。3、行業(yè)上游：以基礎(chǔ)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(shè)備零部件廠商向基礎(chǔ)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(chǎn)品，由于壟斷的關(guān)系價格較高，但基本向全世界范圍供應(yīng)。（2）行業(yè)上游情況對本行業(yè)的影響由于上游行業(yè)產(chǎn)品具有一定的大宗商品屬性和部分壟斷供應(yīng)屬性，通信設(shè)備零部件廠商向上游轉(zhuǎn)移成本壓力的能力較弱，上游產(chǎn)品價格的波動會對通信設(shè)備零部件廠商的產(chǎn)品成本造成影響。業(yè)內(nèi)公司通過研發(fā)新的替代配方、調(diào)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(shè)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(shè)備零部件廠商主要為各類通信設(shè)備廠商服務(wù)，也會與為通信設(shè)備廠商提供EMS服務(wù)的相關(guān)廠商交易。相關(guān)下游廠商的情況簡介如下：①通信主設(shè)備商目前華為、愛立信、諾基亞、中興和三星五家占據(jù)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(nèi)公司主要客戶。2017年度、2018年度，主要通信主設(shè)備商的相關(guān)市場份額情況如下：通信設(shè)備商市場份額（不含5G）數(shù)據(jù)來源：IHSMarkit，左側(cè)為2017年度市場占有率，右側(cè)為2018年度市場占有率。②基站天線廠商基站天線領(lǐng)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(fèi)諾、安弗施等。③射頻器件廠商在射頻器件領(lǐng)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(yīng)鏈體系，占據(jù)主要的市場份額；國內(nèi)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(yīng)鏈管理體系，使通信設(shè)備零部件業(yè)形成了以下幾個方面的特點：①供應(yīng)鏈體系外的廠商的進(jìn)入門檻較高由于通信網(wǎng)絡(luò)是非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，通信服務(wù)運(yùn)營商對通信設(shè)備的穩(wěn)定性存在較高的要求，所以通信設(shè)備廠商也會對其供應(yīng)商有較高的要求。通信設(shè)備廠商對新供應(yīng)商會有嚴(yán)格的認(rèn)證過程，會對相關(guān)廠商的技術(shù)水平、生產(chǎn)流程、質(zhì)量管理和工作環(huán)境等各方面的情況進(jìn)行嚴(yán)格的考核，通過資質(zhì)認(rèn)定后還需經(jīng)過相當(dāng)一段時間的產(chǎn)品測試才能成為其正式的供應(yīng)商，因此進(jìn)入其供應(yīng)鏈體系的門檻較高。另外，大部分通信設(shè)備廠商傾向與合作紀(jì)錄良好的現(xiàn)有供應(yīng)商繼續(xù)合作，以利用供應(yīng)商的研發(fā)能力和供應(yīng)鏈管理能力降低自身的成本，也變相提高了外部廠商的進(jìn)入門檻。②通信設(shè)備零部件廠商的客戶集中度較高通信設(shè)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(shè)備商為例，隨著行業(yè)內(nèi)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(shè)備零部件廠商存在客戶集中度較高的情況。業(yè)內(nèi)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(dá)占比97.66%77.19%66.05%60.84%54.89%52.59%數(shù)據(jù)來源：各上市公司公告。③通信設(shè)備零部件廠商間的競爭市場化但“不完全”通信設(shè)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(xiàn)為通信設(shè)備廠商會根據(jù)供應(yīng)商的技術(shù)能力、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品價格做選擇，比如會選擇先通過產(chǎn)品測試的廠商的設(shè)計作為最終選型，并選擇該廠商作為相關(guān)零部件的第一供應(yīng)商；不完全競爭表現(xiàn)為一般競爭僅發(fā)生在同在供應(yīng)鏈體系內(nèi)的廠商之間（外部廠商進(jìn)入供應(yīng)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(shè)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(shè)備零部件廠商的獨有產(chǎn)品。5、行業(yè)的供應(yīng)鏈關(guān)系發(fā)展趨勢隨著5G的到來，下游通信設(shè)備廠商的產(chǎn)品形態(tài)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)存在較大的變化，MassiveMIMO技術(shù)、多頻天線、波束賦形等技術(shù)的應(yīng)用將使通信設(shè)備的形態(tài)、功能產(chǎn)生較大的變化，進(jìn)而對供應(yīng)鏈關(guān)系造成較大的影響，比如：（1）原先通信服務(wù)運(yùn)營商分別向通信主設(shè)備商和基站天線廠商采購，未來可能更多變?yōu)橥ㄐ胖髟O(shè)備商向基站天線廠商采購集成后再銷售給運(yùn)營商；（2）射頻器件廠商銷售給通信主設(shè)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(jìn)行上下游并購。注：為方便理解，上述供應(yīng)鏈圖不包括EMS廠商。上述供應(yīng)鏈關(guān)系的變化對于通信設(shè)備零部件廠商來說是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)：通信設(shè)備零部件廠商可能因為供應(yīng)鏈整合獲得更多的份額，也可能因為供應(yīng)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(yùn)營商的投資規(guī)模決定（1）通信設(shè)備零部件業(yè)的整體市場規(guī)模由下游運(yùn)營商投資規(guī)模決定的原因通信設(shè)備零部件業(yè)屬于下游驅(qū)動的行業(yè)，通信設(shè)備零部件廠商所面對的市場份額即是下游通信設(shè)備廠商的總體采購總額，而通信設(shè)備廠商的采購總額受到再下游通信服務(wù)運(yùn)營商投資規(guī)模的重大影響，因此運(yùn)營商的投資規(guī)模基本上決定了通信設(shè)備零部件業(yè)的市場規(guī)模。（2）通信服務(wù)運(yùn)營商的投資規(guī)模存在周期性，高峰隨著通信技術(shù)演進(jìn)出現(xiàn)當(dāng)新的通信技術(shù)出現(xiàn)后，為保持競爭力，通信服務(wù)運(yùn)營商會結(jié)合自身情況購買設(shè)備以更新無線通信網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)更新建設(shè)大體完成后適當(dāng)減少投資回收資金，因此通信服務(wù)運(yùn)營商的投資規(guī)?？傮w上具有波動性。以中國為例，2007-2017年間的通信服務(wù)運(yùn)營商資本開支高峰與網(wǎng)絡(luò)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(yùn)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(wǎng)絡(luò)部署高峰已過而5G尚未提上日程，全球運(yùn)營商投資規(guī)模自2015年到達(dá)投資高峰后轉(zhuǎn)入相對低谷期。根據(jù)GSMA的數(shù)據(jù)，2016年-2017年上半年全球運(yùn)營商的合計投資規(guī)模出現(xiàn)了明顯的負(fù)增長：資料、數(shù)據(jù)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(yùn)營商投資規(guī)模的明顯影響受到運(yùn)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(nèi)相關(guān)廠商收入同比變動的情況與全球運(yùn)營商投資規(guī)模的同比變動情況如下：數(shù)據(jù)來源：Wind、GSMA，其中運(yùn)營商支出數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)的元年，相關(guān)投資將逐步增大2019年是全球運(yùn)營商投資規(guī)模的低谷，也是下一輪大網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資的起點；是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的元年。根據(jù)GSMA的預(yù)測，運(yùn)營商投資規(guī)模將逐年上升，在2023-2024年間到達(dá)“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(jù)GSMA的數(shù)據(jù)，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(shè)規(guī)模對通信設(shè)備零部件廠商的影響：有利于當(dāng)?shù)貜S商雖然通信設(shè)備是行業(yè)分工比較細(xì)化的廠商，主要廠商的供應(yīng)鏈都較為全球化，但考慮到運(yùn)輸成本、產(chǎn)業(yè)鏈集群和目前的貿(mào)易保護(hù)趨勢，未來的5G建設(shè)將主要有利于中、美、歐和亞洲其他地區(qū)的廠商。2、建設(shè)策略：頻譜策略、組網(wǎng)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(jù)目前的5G標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)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(jù)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(jìn)較快，美國在中頻頻譜分配工作進(jìn)展落后，中國主要集中精力在中頻，而歐洲的頻譜工作進(jìn)展緩慢。（2）中國是5G大規(guī)模組網(wǎng)的先行者5G的組網(wǎng)策略大致分為SA（Standalone）和NSA（Non-Standalone），前者是指完全建設(shè)一張嶄新的5G網(wǎng)絡(luò)，用更高的成本獲取更好的性能；后者是指利用4G網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)和接入網(wǎng)（基站設(shè)備），建立4G/5G混合的網(wǎng)絡(luò)，可以部分實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的一些性能（主要是相比4G更快的網(wǎng)速和網(wǎng)絡(luò)容量）。相比SA，NSA是一種過渡性的方案，屬于漸進(jìn)遷移的策略。從目前的建設(shè)情況看，中國是唯一正在主力推進(jìn)SA方案的國家。（3）建設(shè)策略對通信設(shè)備零部件廠商的影響：產(chǎn)品路線的選擇、業(yè)績實現(xiàn)的時間不同國家、不同地區(qū)的5G建設(shè)策略對通信設(shè)備零部件廠商的影響主要體現(xiàn)在產(chǎn)品路線的選擇和業(yè)績實現(xiàn)的時間兩個方面。在產(chǎn)品路線的選擇方面，由于高頻5G和中、低頻5G在基站設(shè)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(chǎn)品路線的選擇方面與其他廠商有一些差異。高頻5G網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)，主要針對的是5G三大場景中的eMBB場景。為實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸、處理，高頻5G基站設(shè)備內(nèi)部的電子元器件，如芯片、內(nèi)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(dǎo)熱。針對上述需求，相關(guān)通信設(shè)備零部件廠商就需要調(diào)整產(chǎn)品路線，更早地著力于相關(guān)材料、產(chǎn)品的研發(fā)。另外，由于無線電波的特性，高頻基站設(shè)備的天線罩與低頻設(shè)備的要求有非常大的差異，相關(guān)通信設(shè)備零部件廠商也需要更早地確定天線罩產(chǎn)品的材料、工藝路線。在業(yè)績實現(xiàn)的時間方面，SA和NSA的組網(wǎng)策略對于通信設(shè)備零部件廠商的業(yè)績有不同的影響。由于SA的組網(wǎng)策略更早地大力建設(shè)核心網(wǎng)和承載網(wǎng)，相關(guān)的通信設(shè)備零部件廠商，如交換機(jī)芯片廠商（核心網(wǎng)）、光纖廠商（承載網(wǎng)）將更早的收益于5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，而市場份額主要在NSA組網(wǎng)策略地區(qū)的廠商的業(yè)績實現(xiàn)將更為平緩。3、細(xì)分市場規(guī)模：隨整體規(guī)模變動回升，投資結(jié)構(gòu)變化利好所處細(xì)分市場以應(yīng)用于接入網(wǎng)的基站設(shè)備和天線射頻器件為例，除通信服務(wù)運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體投資規(guī)模外，細(xì)分市場的規(guī)模主要取決于：（1）通信服務(wù)運(yùn)營商對主設(shè)備商、天線設(shè)備廠商等公司下游廠商的通信設(shè)備產(chǎn)品（以下簡稱“運(yùn)營商對下游客戶產(chǎn)品”）的采購規(guī)模；（2）運(yùn)營商對下游客戶產(chǎn)品中，產(chǎn)品線所對應(yīng)零部件的價值量。細(xì)分市場規(guī)模的大致計算方式如下：未來相關(guān)因素的變化趨勢如下：由于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、相關(guān)產(chǎn)品形態(tài)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和市場需求等方面的變化，通信服務(wù)運(yùn)營商對下游客戶產(chǎn)品的采購規(guī)模將明顯提升，具體原因如下：①根據(jù)技術(shù)特性和市場需求估計，基站建設(shè)數(shù)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(wǎng)絡(luò)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(kuò)充和信號死角區(qū)域（如外部信號難以覆蓋到的建筑內(nèi)部）的信號增強(qiáng)補(bǔ)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(jù)目前的公開信息，絕大部分的5G網(wǎng)絡(luò)（中低頻部分）承載頻段在3.3Ghz-3.8Ghz之間，高于4G網(wǎng)絡(luò)的普遍頻段范圍（0.7Ghz-2.7Ghz），因此5G網(wǎng)絡(luò)要達(dá)到與4G網(wǎng)絡(luò)相同的覆蓋范圍，需要建設(shè)更多的基站。鑒于以上情況，預(yù)計5G宏基站的建設(shè)數(shù)量將明顯超過4G基站。以中國為例，根據(jù)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(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)的預(yù)測，中國的5G宏基站建設(shè)數(shù)量預(yù)計是4G宏基站建設(shè)數(shù)量的1.4倍，在2022年達(dá)到建設(shè)高峰，具體情況如下：我國4G/5G宏基站建設(shè)規(guī)模對比（萬站）來源：整理自公開資料。②基站設(shè)備性能要求提高，使單位基站產(chǎn)品的價格有明顯提升為實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化組織定義的5G網(wǎng)絡(luò)性能，5G通信基站與以往的基站設(shè)備相比有很大的變化，集成程度明顯增加，產(chǎn)品價格明顯提升，增加了零部件的價值量。③通信服務(wù)運(yùn)營商對下游客戶產(chǎn)品的采購規(guī)模將明顯提升由于上述基站建設(shè)數(shù)量、基站價格上升等原因，相關(guān)硬件建設(shè)在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)總體投資的比重相對4G網(wǎng)絡(luò)將有所上升：不同網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中各環(huán)節(jié)價值量的占比情況圖數(shù)據(jù)來源：整理自公開資料。三、行業(yè)技術(shù)發(fā)展情況1、通信技術(shù)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(jī)；1976年，ITU批準(zhǔn)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(yùn)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(yùn)行，是1G時代最廣泛使用的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）2G時代：歐洲各國開始聯(lián)合，歐洲VS高通的通信標(biāo)準(zhǔn)格局形成1982年，為研發(fā)、設(shè)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(shè)立了GSM（法語GroupeSpécialMobile，移動通信專家組，其標(biāo)準(zhǔn)化的職能后轉(zhuǎn)移）。1986年，為與美國在通信領(lǐng)域競爭，建立一個更先進(jìn)、更廣泛使用的泛歐通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，歐洲委員會（EuropeanCommission）于1986年開始對美國通信行業(yè)的情況進(jìn)行了考察，并于1987年第一次公布了設(shè)立一個通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會的設(shè)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(shù)字信號的通信系統(tǒng)，并委托GSM承擔(dān)該任務(wù)。1988年，歐洲郵電管理委員會設(shè)立了ETSI（EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）。1989年，歐洲郵電管理委員會將GSM的職能轉(zhuǎn)移給了ETSI，同年，新一代的泛歐洲通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)被確定，即GSM（GlobalSystemforMobilecommunications）標(biāo)準(zhǔn)，歐洲的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)得到了統(tǒng)一。在歐洲大力發(fā)展GSM標(biāo)準(zhǔn)的同時，美國的高通也在布局新一代的通信技術(shù)，與基于TDMA（時分多址）技術(shù)的GSM標(biāo)準(zhǔn)不同，高通采用CDMA（碼分多址）技術(shù)建立了自己的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IS-95，并于1993年被美國電信行業(yè)協(xié)會（TelecommunicationsIndustryAssociation）確立為2G標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)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(biāo)準(zhǔn)競爭的格局。（3）3G時代：更多國家、組織積極參與通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)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(shù)規(guī)范，即FPLMTS（未來公共陸地移動通信系統(tǒng)）。由于GSM等2G網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(jì)90年代初，越來越多的SDO（標(biāo)準(zhǔn)化組織）和通信廠商意識到全球通行的通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的意義，包括ESTI、日本的ARIB等標(biāo)準(zhǔn)化組織以及愛立信、諾基亞、三星都開始進(jìn)行研究。為了能夠采用單一標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)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(shù)還是WCDMA技術(shù)存在爭議。1996年，在歐洲委員會的促進(jìn)下，愛立信、諾基亞等廠商，法國電信、Orange等運(yùn)營商以及標(biāo)準(zhǔn)化組織ETSI共同建立了UMTS論壇，以推動UMTS的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。其后，日本加入了歐洲陣營，UMTS確定以WCDMA技術(shù)作為無線電傳輸部分的技術(shù)。1996年-1998年間，各大SDO和相關(guān)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(biāo)準(zhǔn)，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(wù)。1999年，為推動TD-SCDMA的普及，中國的標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)ITU確認(rèn)（ITU-RM.1457Recommendation），WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA被確立為3G（IMT-2000）的標(biāo)準(zhǔn)。（4）4G時代：高通放棄主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，IT廠商競爭失敗，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(quán)拍賣價格的政策，使運(yùn)營商背負(fù)了較大的投入成本，因此運(yùn)營商在短期內(nèi)無法承受再一次“革命性”的通信技術(shù)更新。在這種商業(yè)背景下，各大標(biāo)準(zhǔn)化組織和廠商對于通信技術(shù)的研究方向主要是在現(xiàn)有體系下“演進(jìn)”，3GPP和3GPP2兩大組織分別在其原支持的UMTS、CDMA2000的基礎(chǔ)上推出了LTE（LongTermEvolution）和UMB（UltraMobileBroadband）。在通信行業(yè)組織演進(jìn)技術(shù)的同時，主要由IT廠商和工程師組成的IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，電機(jī)電子工程師協(xié)會）也升級了其負(fù)責(zé)制訂的Wi-Fi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；升級后的IEEE802.16e及以后版本W(wǎng)i-Fi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以支持移動互聯(lián)網(wǎng)功能，開始與通信行業(yè)組織與廠商進(jìn)行競爭。2008年，ITU定義了4G（IMTAdvanced）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的性能指標(biāo)，要求相關(guān)SDO和廠商向ITU提交4G技術(shù)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提案。2011年，經(jīng)ITU批準(zhǔn)，LTEAdvanced和IEEE802.16m都被確認(rèn)為4G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2012年，IEEE公布了WiMAXrel2.1，由于WiMAXrel2.1不兼容以前的版本，眾多運(yùn)營商和廠商轉(zhuǎn)向LTEAdvanced，LTEAdvanced成為唯一主流的4G通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（5）5G時代：第一次嘗試全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)分批凍結(jié)以往通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一為各大軟硬件廠商、運(yùn)營商都帶來了很大的不便，因此在5G時代統(tǒng)一全球標(biāo)準(zhǔn)成為了通信行業(yè)絕大部分參與者的共識。經(jīng)過3G、4G時代標(biāo)準(zhǔn)制定工作的發(fā)展，由ITU發(fā)布定義和指標(biāo)需求，由各大SDO和廠商進(jìn)行研究，再在3GPP框架內(nèi)進(jìn)行討論、談判、確認(rèn)，最后由3GPP向ITU進(jìn)行提案成為了通信行業(yè)普遍認(rèn)可的確認(rèn)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的方式。2015年，ITU公布的ITU-RM.2083文件定義了5G（IMT-2020）技術(shù)的應(yīng)用場景和技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)ITU的定義，5G的三大典型應(yīng)用場景包括：①eMBB（EnhancedMobileBroadband，增強(qiáng)型移動寬帶），主要應(yīng)用場景包括3D/超高清視頻、VR/AR、云存取、高速移動上網(wǎng)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(yīng)用場景包括無人駕駛/智能駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等要求極低時延和高可靠性的場景；③mMTC（MassiveMachineTypeCommunication，大規(guī)模機(jī)器通信），主要場景包括車聯(lián)網(wǎng)、智能物流、智能資產(chǎn)管理等需要大規(guī)模數(shù)據(jù)連接的場景。ITU對5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)指標(biāo)要求如下：性能指標(biāo)指標(biāo)定義指標(biāo)要求應(yīng)用場景下行峰值速率技術(shù)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(shù)據(jù)速率100Mbit/seMBB用戶體驗上行速率50Mbit/seMBB延遲設(shè)備到基站的信號傳輸時間4mseMBB1msURLLC移動性保證聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量下的設(shè)備動速度500km/heMBB/URLLC連接容量單位面積下同時可連接的設(shè)備106/km2mMTC能源效率每單位的數(shù)據(jù)傳輸能耗和4G相同eMBB根據(jù)3GPP的規(guī)劃，5G標(biāo)準(zhǔn)分為“R15”、“R16”和“R17”，其中，目前3GPP的第一版5G標(biāo)準(zhǔn)“R15”已經(jīng)凍結(jié)，由于“R15”版本標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)能夠初步支持ITU定義的5G應(yīng)用場景中eMBB和URLLC兩大場景，因此“R15”的凍結(jié)意味著面向5G規(guī)模商用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、芯片、手機(jī)以及各種多樣化的智能硬件可以開始生產(chǎn)，部分運(yùn)營商已經(jīng)可以開始5G網(wǎng)絡(luò)的部署和運(yùn)營。根據(jù)3GPP的時間表，進(jìn)一步支持mMTC應(yīng)用場景的“R16”版本標(biāo)準(zhǔn)將于2020年6月凍結(jié)，3GPP將在“R16”凍結(jié)之后向ITU提案，并在“R17”工作中進(jìn)一步加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)。2、5G基站設(shè)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?shù)墓饺缦拢河缮鲜龉娇芍谙嗤闆r下，無線電波的波長越長（頻率越低），其傳播距離越遠(yuǎn)。基于歷史原因，各國低頻段的頻譜資源大部分分配給力其他網(wǎng)絡(luò)（2G網(wǎng)絡(luò)主要運(yùn)行在0.9Ghz附近，3G網(wǎng)絡(luò)主要運(yùn)行在1.8Ghz附近，4G網(wǎng)絡(luò)主要運(yùn)行在2.3-2.6Ghz附近）和其他無線電波服務(wù)（比如廣播電視），考慮到頻譜資源的限制，大部分5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在比以往網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)更小。除上述因素外，因現(xiàn)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(zhì)，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(zhì)2G網(wǎng)絡(luò)（0.9Ghz）3G網(wǎng)絡(luò)（1.8Ghz）4G網(wǎng)絡(luò)（2.4Ghz）5G網(wǎng)絡(luò)（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(shù)據(jù)來源：根據(jù)《5G;Studyonchannelmodelforfrequenciesfrom0.5to100GHz》計算，數(shù)字越大衰減越嚴(yán)重。（2）為增強(qiáng)覆蓋、提升網(wǎng)絡(luò)性能，5G基站大量使用MIMO技術(shù)為增大5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積，實現(xiàn)5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所要求的性能，5G基站設(shè)備將大量使用MIMO（MultiInputMultioutput，多進(jìn)多出）技術(shù)。MIMO技術(shù)是4G時代發(fā)展出的一種關(guān)鍵技術(shù)，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(wǎng)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(nèi)傳輸更多的數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的接收成功率。相關(guān)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(qiáng)部分波束，從而增強(qiáng)波束的傳播能力。賦形增益原理示意圖為增強(qiáng)性能，5G基站中的天線數(shù)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(shè)備主要由BBU（BuildingBasebandUnit，負(fù)責(zé)基帶信號調(diào)制）、RRU（RemoteRadioUnit，負(fù)責(zé)數(shù)字信號和模擬信號轉(zhuǎn)換以及模擬信號的處理）和天線（負(fù)責(zé)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(jìn)行連接。由于5G的基站天線將普遍使用mMIMO技術(shù)，天線數(shù)量相比以往的3G、4G設(shè)備大量增加。為適應(yīng)天線數(shù)量增加以及5G網(wǎng)絡(luò)對延遲的要求，5G基站天線將原屬于RRU的組件集成進(jìn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：（4）5G基站的發(fā)熱更大、電磁環(huán)境更加復(fù)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(shè)備的整體發(fā)熱量、設(shè)備功耗隨之增加，內(nèi)部電磁也將更將復(fù)雜。根據(jù)國內(nèi)權(quán)威的5G推進(jìn)組織IMT-2020的數(shù)據(jù)，5G基站的功耗約是4G基站的2~3倍。3、5G基站設(shè)備的變化對零部件提出的新要求為實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的要求，5G基站設(shè)備不管在設(shè)備結(jié)構(gòu)和設(shè)備性能方面都與以往的基站設(shè)備有很大的不同，為基站設(shè)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(biāo)分別是損耗角正切和介電常數(shù)，天線罩的介電常數(shù)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(shù)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(wǎng)絡(luò)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(fù)雜的信號處理，因此對天線罩的要求主