展望2020年,我国5G终端整机形态逐渐丰富,全场景生态构建刺激市场规模大幅攀升;5G基带芯片趋于高度集成化,射频芯片迎来旺盛需求;安卓、iOS垄断操作系统市场格局短期不变,轻量级物联网操作系统引起进一步关注;国内持续围绕重大赛事、医疗教育、智慧城市等开展终端行业示范应用。

赛迪智库:2020年中国5G终端产业发展形势展望

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2019年6月,工业和信息化部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,标志着我国进入5G商用元年。截至11月,我国已开通5G基站11万余座,首批次5G终端旗舰产品已形成规模量产,国庆七十周年阅兵直播、春晚5G直播、篮球世界杯直播等典型应用案例迭出。展望2020年,我国5G终端整机形态逐渐丰富,全场景生态构建刺激市场规模大幅攀升;5G基带芯片趋于高度集成化,射频芯片迎来旺盛需求;安卓、iOS垄断操作系统市场格局短期不变,轻量级物联网操作系统引起进一步关注;国内持续围绕重大赛事、医疗教育、智慧城市等开展终端行业示范应用。

一、对2020年形势的基本判断

(一)5G终端整机形态逐渐丰富,全场景生态构建刺激市场规模大幅攀升

在整机方面,传统智能手机、笔记本等终端设备在性能、续航时间等方面逐渐得以技术优化,并趋向同质化、进入平台发展期。以智能手机为例,2019年全球智能手机出货规模首次出现下滑现象。但2019年下半年5G商用启动以来,5G终端整机形态类型迅速增加。截至11月中旬,GSA统计全球5G终端设备形态已达14类,具有183款已商用/预商用的终端产品,包括5G手机、头显、热点、室内/外CPE、笔记本电脑、模块、无人机、机器人终端等。

展望2020年,多类型终端形态的持续推出有利于打造5G全场景新生态。在5G大带宽、低时延及高可靠、海量连接新特性加持以及新生态的逐步构建与完善中,5G终端形态及设备类型将继续保持增长趋势,终端设备市场规模在2020年将出现新一轮增长。

(二)5G基带芯片趋于高度集成化,射频芯片迎来旺盛需求

在5G基带芯片方面,5G多模多频特性使得芯片集成难度巨大,仅高通、华为、三星、联发科、英特尔、紫光展锐推出基带芯片产品。2019年,华为、三星、OPPO等首批次商用5G手机均采用外挂5G基带的形式支持5G通信。为进一步优化设备体积与功耗,三星、华为、高通分别推出三星Exynos980、麒麟990 5G及骁龙7系列Soc芯片,其中华为海思麒麟990 5G Soc芯片已商用于华为Mate 30 Pro手机。在5G射频芯片方面,5G高频段对射频器件的基础材料研发、滤波器及功放等元器件设计提出了更高要求。目前,射频芯片市场主要由美日企业垄断,市场份额合计约97%;相比之下,我国在射频芯片产品多集中于中低端领域,尚处于起步阶段。2019年我国从中央到各省市相继推出5G产业发展相关实施计划,着重强调攻克射频半导体材料研发与关键元器件设计。

展望2020年,随着终端市场的进一步打开,5G基带芯片和射频芯片等关键元器的需求将大幅上升。细分环节方面,为降低终端体积、改善终端功耗,5G终端基带芯片将持续向高集成度的Soc芯片方向发展;在央地联动的政策引导与鼓励下,华为海思、紫光展锐、卓胜微、中兴微电子等国内企业有望切入中高端射频芯片领域。

(三)安卓、iOS垄断操作系统市场格局短期不变,轻量级物联网操作系统进一步引起关注

在智能终端操作系统方面,谷歌的安卓系统以及苹果的iOS系统是当前主流的两种智能终端操作系统,包括三星、华为、小米、OPPO、vivo等终端操作系统均为基于安卓系统进行二次开发。截至2019年8月,安卓系统和iOS系统的全球市场占有率合计超过97.9%,形成显著的市场垄断局面。

展望2020年,新形态5G智能终端初始布局,安卓和iOS系统分割市场的格局在5G时代初期将难以打破。但是随着5G大规模商用推进物联网市场规模持续增大,能够连接智能手机、可穿戴设备、智能家居等多终端的轻量型物联网操作系统也将进一步引起关注,华为、谷歌、三星、腾讯、阿里等国际知名企业均在该领域展开积极持续布局。

(四)国内持续围绕重大赛事、医疗教育、智慧城市等开展5G终端行业示范应用

行业级终端是5G与垂直行业融合发展的重要切入点。随着5G网络基础设施建设的逐渐完善,5G终端应用业务逐步向各垂直产业延伸拓展。2019年,5G行业级终端应用主要包括国庆七十周年阅兵5G超高清视频直播、春晚5G直播、北京世园会、篮球世界杯等重大活动赛事直播,主要面向5G eMBB应用场景。据3GPP预测,主要面向uRLLC和mMTC工业物联网方向的5G Release 16标准将于2020年3月发布。

展望2020年,随着5G第一阶段与第二阶段标准的全面冻结以及5G相关技术的进一步成熟,面向5G三大应用场景的行业级终端应用市场将全面打开,围绕重大活动赛事、远程医疗与教育、智慧交通、智慧城市等多种行业应用将不断涌现,并快速落地实现。

二、需要关注的几个问题

(一)5G网络基础设施全覆盖仍需时间

2019年是5G商用元年,各大运营商相继开展5G基站建设。网络覆盖地域上,网络覆盖区域存在较明显的地域差别,首批开通5G的城市以一线及省会城市为主。建设时间上,5G单基站覆盖面积较4G基站大幅降低,5G基站密度约为4G基站的1.5-2倍,我国4G基站建设周期约4-5年,5G基站实现全面覆盖则需要更长时间。组网方式上,考虑建网成本等因素,目前多采用NSA组网方案,而具有更优带宽、时延和海量连接性能的SA组网尚未建成。受5G网络基础设施建设的影响,5G终端的大规模商用普及将受到很大影响。2020年,预计全国5G基站规模超过60万座,将基本覆盖地级市,5G终端商用规模增速将大大提高。

(二)基带芯片技术产业化有待完善

5G基带芯片在制程工艺和芯片集成层面,相比4G更为复杂、要求更为苛刻,目前5G基带芯片产业化程度尚不成熟。在制程工艺方面,我国缺乏先进成熟的半导体制造工艺,整体落后于世界先进水平两代以上,且关键半导体装备及原材料受制于发达技术国家。在芯片集成层面,5G基带芯片与处理器、射频前端电路的整体集成度不高,分散的器件挤压了终端设备本不宽裕的物理空间,且较低器件集成度难以优化设备功耗而缩短设备续航时间。2020年,受5G终端规模上升及设备成本降低的双重压力,加快推动基带芯片产业化进程的需求将愈发迫切。

(三)中高频器件发展存在滞后

与国外相比,我国5G中高频器件在性能和产能上都存在一定距离。在半导体芯片材料方面,GaN等化合物半导体材料和铌酸锂等压电材料领域技术落后、产能不足。国外射频器件巨头已在射频器件材料、结构设计等方面完成了严密的专利布局,并对我国实施技术封锁。目前,我国射频通信器件主要面向2G/3G/4G产品,而应用于5G终端设备的体滤波器、GaN功率放大器等关键前沿领域研发则处于起步甚至空白阶段。近年来,我国在关键中高频器件领域已展开积极布局,从中央到地方已出台多项政策措施。2020年,5G商用规模大幅上升带动中高频器件需求大幅上升,滤波器、功率放大器等关键5G中高频器件将成为我国产业链企业协调攻关的重中之重。

四)行业级应用开发平台不完善

5G行业级应用的开发需要基于适应5G新应用特性的软硬件开发平台。在基础软件开发平台方面,传统基于宏内核的主流操作系统不能满足5G多场景、多业务连接类型的新特性,不能满足5G高效的软件调配要求,以及系统安全要求。在硬件开发方面,5G医疗应用、5G海量连接工业物联网、5G车联网等行业级应用均需要低时延、高可靠特性的硬件开发环境。未来需加快5G行业级应用开发平台建设,为开发者提供数据互通、工具共享、兼容适配的开发支撑服务。

(五)终端应用处于商业探索阶段

目前5G终端有强大吸引力应用偏少,杀手级应用有待培育。5G商用初期主要提供增强型移动宽带服务,但需要借助5G大带宽特性的超高清视频、虚拟现实等领域内容制作、分发能力较弱,并未形成足够的市场影响力。面向超可靠低时延和海量连接的应用场景的5G独立组网尚未完成,终端生态商用化发展还需要等待网络完善。基于虚拟现实技术的远程医疗终端应用,结合物联网、车联网、工业互联网等多垂直行业场景的特定场景行业类终端产品仍需进一步技术验证。2020年,基于5G三大应用特性的终端应用场景仍将进一步探索,较为成熟的商业应用模式亟待确立。

三、应采取的对策建议

(一)突破5G关键核心技术,加快中高频器件产业化

加快我国在5G核心器件半导体材料、集成电路设计、半导体制造工艺等方面的研究,推动5G终端核心芯片集成化程度。紧抓5G网络大规模部署的契机,瞄准射频前端芯片、滤波器、功率放大器等中高频器件关键薄弱环节,加强在材料、制造工艺、毫米波通信等领域的基础研究和前沿布局,引导相关企业及科研院所加强专利族群建设和专利布局合作,推动中高频器件加速实现产业化。

(二)加强产业链上下游协同,推进产业生态体系构建

为促进5G终端产业链上下协同,构建完善的产业生态体系,应从以下几方面着手:一是鼓励5G终端企业通过产业联盟、参股合资、长期战略合作等多种形式,进行产业交流合作,构建开放融合、软硬协同的产业生态。二是依托国内5G相关产业建设差异化场景,支持5G终端整机企业发挥优势,采用市场化手段带动底层核心器件企业发展。三是采取政策扶持、产业并购、资本牵引等方式,鼓励有条件的企业强化横向和纵向一体化发展,打造凝聚上下游的平台型生态体系,推进5G终端产业协同共赢。

(三)加快行业应用场景挖掘,推进地方示范基地建设

加快行业应用场景挖掘,一方面需要鼓励科研机构制定终端行业应用技术路线图以及建设应用场景库,广泛征集5G终端典型应用案例,针对多场景、多行业应用场景进行深度挖掘,固化典型案例,形成可复制推广的5G示范性应用范例。另一方面,充分发挥地方积极性,引导地方产业资金投向“超高清视频”、“智能网联汽车”、“工业互联网”、“智慧城市”、“智慧医疗”及“智慧能源”等5G重点应用场景,促进终端产业发展。

(四)推动消费端多形态终端发展,加快5G终端普及

推动我国5G终端产业快速发展,需进一步探索消费者新需求,拓展终端新业务模式,建立5G终端多行业产品库,为各行业领域提供更丰富的终端产品来源。打造通用的5G终端标杆型解决方案,探索5G与超高清视频、虚拟现实、人工智能、云计算等新一代信息技术融合所带来的新终端形态和丰富体验,提速5G终端硬件渗透率,优化用户体验,培育消费者认知。

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