5G和軍工雙輪驅(qū)動化合物半導體業(yè)爆發(fā)
5G 有望在2020 年步入商業(yè)化,將使真正的“萬物互聯(lián)”成為現(xiàn)實無線移動通訊發(fā)展至今,已經(jīng)實現(xiàn)了 4 代(1G-2G-3G-4G),每一代革新,都實現(xiàn)了更快的傳輸率、更寬的網(wǎng)絡(luò)頻譜、更靈活的通信方式、更高的智能、更高的通信質(zhì)量。第五代移動通信(5G)傳輸速度可達 10Gbps,比 4G 網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快十倍到百倍,解決海量無線通信需求,將實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”。用戶體驗速率達到 1Gbps,連接數(shù)密度為 106/km2,空口時延時 1ms,端與端時延為 ms量級,可靠性接近 100%,可以現(xiàn)實連續(xù)廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接、低時延高可靠 5G 應(yīng)用場景。目前包括 ITU、IEEE、3GPP 國際組織積極推進5G標淮落地,預計最快在2018年我們可以看到5G標淮雛形, 2020年 5G 標淮將落地。按計劃,中國將力爭在 2020 年實現(xiàn) 5G網(wǎng)絡(luò)商用。
國防信息化推進加速,帶動雷達、軍工通信與軍工電子等萬億市場需求
國防信息化是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的發(fā)展方向。軍隊通過信息化的整合實現(xiàn)一體化的作戰(zhàn)能力:將目標探測跟蹤、指揮控制、火力打擊、戰(zhàn)場防護和毀傷評估等功能實現(xiàn)一體化,將聯(lián)合指揮中心和各軍種之間的作戰(zhàn)組織實現(xiàn)一體化。國防信息化產(chǎn)業(yè)鏈主要包括雷達、衛(wèi)星導航、信息安全、軍工通信與軍工電子五大領(lǐng)域,據(jù)行業(yè)預測,國防信息化建設(shè)到 2025 年市場總規(guī)模有望達到 1.66 萬億元。其中,軍用雷達達到 3776 億元,國防信息安全建設(shè)達到 7320億元,軍工通信達到 308億元。
5G、軍工兩輪驅(qū)動,帶動上游化合物半導體國產(chǎn)化及需求
化合物半導體三大材料,第二代 GaAs 半導體相對最成熟,其中,用在移動通訊設(shè)備中占比為 71%,當前市場容量約為 82 億美元,主要受益通訊射頻芯片尤其是 PA驅(qū)動,隨著 5G+軍工驅(qū)動,我們預計 2020年將形成 132億美元的市場容量;第三代半導體 SiC 半導體市場在 2016 年正式形成,當前市場容量約為 2 億美元,作為大功率高頻半導體在電動汽車大有可為,未來 10 年市場容量有望增至 20億美元;第三代半導體 GaN半導體目前也處于發(fā)展階段,為高溫、高頻、大功率器件首選材料之一,將廣泛應(yīng)用通訊、軍工,當前市場容量約為 3億美元,未來 10 年市場容量有望增至 30億美金。涉及化合物半導體 A股上市公司三安光電(GaAs/GaN)、海特高新(GaAs/GaN)、揚杰科技(SiC);涉及化合物半導體非上市公司:中國電子科技集團(13所、46所、55所)。
1. 5G蓄勢待發(fā),且為推動物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
1.1. 5G 是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
無線移動通信每一代革新,都實現(xiàn)了更快的傳輸率、更寬的網(wǎng)絡(luò)頻譜、更靈活的通信方式、更高的智能、更高的通信質(zhì)量。發(fā)展至今,已經(jīng)實現(xiàn)了 4 代(1G-2G-3G-4G) 。無線移動通信最基本和最主要的一種是利用蜂窩網(wǎng)方式,由美國貝爾實驗室等首先提出。該實驗室在 1978年底研制成功先進移動電話系統(tǒng)(AMPS),并于 1983 年首次在芝加哥投入商用,標志著第一代蜂窩移動通信系統(tǒng)的誕生。第一代移動通信技術(shù)(1G)采用模擬式通信系統(tǒng),將介于 300Hz 到3400Hz的語音轉(zhuǎn)換到高頻的載波頻率MHz上,僅實現(xiàn)語音無法實現(xiàn)手機上網(wǎng),最流行手機為大塊頭的摩托羅拉8000X,俗稱大哥大。第二代移動通信(2G) 誕生于20世紀90年代初期, 從模擬調(diào)制進入到數(shù)字調(diào)制, GSM的網(wǎng)速僅有9.6KB/S,開啟手機上網(wǎng)時代,同時 2G 幫助諾基亞掘起。第三代移動通信(3G)誕生于 21 世紀初期,以多媒體通信為特征,支持高速數(shù)據(jù)傳輸,3G 將有更寬的帶寬,其傳輸速度最低為 384K,最高為 2M,帶寬可達 5MHz 以上。能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和寬帶多媒體服務(wù),是移動互聯(lián)網(wǎng)變?yōu)楝F(xiàn)實。第四代移動通信技術(shù)(4G)誕生于 2010 年,標志著進入無線寬帶時代,4G 是集 3G 與 WLAN 于一體,并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像,能夠以 100Mbps 的速度下載,上傳的速度也能達到 20Mbps,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。第五代移動通信(5G)已經(jīng)成為通信領(lǐng)域里的重點研究對象,傳輸速度可達 10Gbps,比 4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快十倍到百倍,解決海量無線通信需求,將實現(xiàn)真正的“萬物互聯(lián)”。
移動通信發(fā)展,同步推動手機革新。從 1986 年的第 1 代移動網(wǎng)絡(luò)到 2013 年的第 4 代移動網(wǎng)絡(luò),這短短的 26 年間我們見證了移動通信技術(shù)的突飛猛進,從大哥大到諾基亞手機,從 iPhone 的誕生到 Google Glass 的推出,這些設(shè)備給我們帶來更好的體驗,都在依賴移動網(wǎng)絡(luò)的支撐。而 1G、2G、3G 以及現(xiàn)在的 4G 逐漸從簡單的通話也已經(jīng)轉(zhuǎn)換為清晰語音、高質(zhì)量圖片視頻傳送技術(shù)發(fā)展,運營商的業(yè)務(wù)也開始發(fā)生了轉(zhuǎn)變。而更高網(wǎng)速的 5G 也將誕生,未來翻天覆地的移動通信將徹底改變我們的生活。
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