1、2020 年深度行业分析研究报告目 录 1、智能机出货正值瓶颈，5G 网络激活手机市场61.1 全球智能机出货量增速持续下跌61.2 全球先行，回顾韩国 5G 快速推广71.3 回到当前，看我国 5G 推进因素91.4 中韩对比，看未来 5G 手机需求攀升142、抽丝剥茧，5G 特性唤醒换机潮152.1 R15 标准冻结，eMBB 获得支持152.2 从香农定理看 5G 关键技术152.3 5G 网络需要属于自身的频谱172.4 起于 NSA，目标 SA，双模并存173、基带升级成换机潮的核心因素184、技术迭代，探索 5G 手机天线数量与价值的增量204.1 三重因素推升 5G 天线数量20
2、4.1.1 MIMO 模式确定 5G 天线数量下限204.1.2 sub-6GHz 频段推升天线数量204.1.3 毫米波天线阵列挑战上线214.2 工艺提升单位价值量234.2.1 手机净空区域减少提升天线要求234.2.2 工艺革命，催生新型天线245 射频前端各项成分更新换代265.1 新频段叠加模块化带动射频前端市场再上台阶265.2 滤波器：5G 时代要求升级，国产替代存在空间295.2.1 5G 时代滤波器要求升级295.2.2 美日虽强，国产仍存空间315.3 功率放大器技术确定，材料中看国产替代机会336、5G 手机去金属化成趋势，三大方案可供选择366.1 手机后盖去金属化成
3、为趋势366.2 各项表现平衡，玻璃后盖已成潮流376.3 价廉物美，复合板材异军突起396.4 氧化锆陶瓷，高端方案需要时间等待40插图目录图 1：截止 2019 年 Q3，全球智能手机出货量6图 2:截至 2019 年 12 月，我国智能机出货量持续下滑7图 3：我国智能手机市场占有率7图 4：韩国 5G 用户渗透率7图 5：韩国部分 5G 手机8图 6：我国 5G 推广进程9图 7：2016Q1 全球前五大手机厂商份额占比（%）11图 8：2019Q3 全球前五大手机厂商份额占比（%）11图 9：运营商资费套餐12图 10：我国目前上市的部分 5G 手机12 .图 12：5G 手机出货量
4、逐步增加14图 13：5G 三大特性15图 14：NSA 与 SA 的比较18图 15：目前已发布的部分 5G SOC 芯片19图 16：NSA 与 SA 的需要天线数量20图 17：华为 mate 30 系列天线数量21图 18：全球毫米波频谱现状22图 19：高通发布全球首款毫米波天线模块 QTM05223图 20：屏占比提升，手机净空区域缩减23图 21：5G 基带外挂方案将占用更多手机空间23图 22：LCP 软板产品25图 23：智能手机通信系统结构26图 24：2017-2023 年射频前端模组市场28图 25：各器件在射频前端模块中的占比29图 26:SAW 滤波器的工作原理29
5、图 27：BAW 全球市场格局29图 28:BAW-SMR 器件结构31图 29：FBAR 器件结构31图 30:SAW 全球市场格局32图 31：BAW 全球市场格局32图 32：各器件在射频前端模块中的占比32图 33：功率放大器全球竞争格局34图 34：功率放大器全球竞争格局35图 35: GaAs 元件市场格局36图 36：全球 GaAs 晶圆代工市占格局36图 37：2012 年到 2018 年手机后盖材质变化36图 38：玻璃盖板渗透率将不断提升38表格目录 表 1： 直辖市及部分省份 5G 规划情况10表 2： 国内部分 5G 手机售价情况13表 3：三阶段 5G 网络标准15表
6、 4：Mate 30 pro 手机天线分布21表 5：5G 时代手机内部净空区域将进一步压缩24表 6： LCP 基 FCCL 和 PI 基 FCCL 性能对比24表 7：手机中射频前端价值27表 8：手机中射频前端价值28表 9：SAW 与 BAW 的比较30表 10：SAW 与 BAW 的比较31表 11：Si、GaAs 两种半导体材料的物理参数34表 12：2012-2019 年 iPhone 手机后盖材料37表 13：2012-2019 年 iPhone 手机后盖材料37表 14：部分 5G 手机手机后盖材料37表 15：部分 5G 手机后盖材料38表 16：PC 和 PMMA 性能比
7、较391、智能机出货正值瓶颈，5G 网络激活手机市场 1.1 全球智能机出货量增速持续下跌 全球智能机出货量受阻，中国区未能幸免。2019 年前三季度，全球智能手机出货量为 1002.3 万台，同比下降 2.64%。受益于三星、华为、苹果三大手机巨头出货量提升，2019 年 Q3，全球智能手机出货量为 358.3 百万台，同比下降增长 0.76%，结束了自 2017 年 第三季度以来，连续七个季度全球智能手机出货量的同比下滑。从销售区域上看，中国 作为全球重要的智能手机市场，占全球手机出货量超过 30%。全球智能手机出货量受阻， 中国市场的也未能幸免。2019 年前三季度，中国智能手机 2.7
8、5 亿台，同比下降 4.22%； Q3 我国智能机出货量为 0.97 亿台，同比下降 4.08%。 图 1：截止 2019 年 Q3，全球智能手机出货量 500 百万台450 百万台400 百万台350 百万台300 百万台250 百万台200 百万台150 百万台100 百万台50 百万台0 百万台100.00%80.00%60.00%40.00%20.00%0.00%--------092
9、------------09-20.00%出货量:智能手机:全球:当季值(IDC)出货量:智能手机:全球:当季同比(IDC)资料来源：IDC，研究所 智能机出货受阻事出有因。一方面，智能手机的市场占有率较高。2018 年，我国移动电 话电话额的普及率达到 112.2 部百人，智能手机作为移动电
10、话的其中一部分，智能手机市场占有率自 2015 年 12 月起，已经达到 90%以上，并一直维持到当前。目前我国智能 手机市场占有率维持在 95%，处于高位。另一方面，时至今日，智能机创新缺乏“杀手 级”创新。2009 年-2013 年，通信技术正值从 2G 时代迈入 3G 时代，同时，从手机技术 发展的角度看，以诺基亚 Symbian 系统作先行，iphone 和三星后来居上，手机也从功 能机时代转入智能机时代。2013-2016 年，该阶段是 3G 转入 4G 时代的高速期。同时， 在智能机功能雏形建设完成后，智能机为在配置上加速突破，例如屏幕从 3.5 英寸升级 到 6 英寸;内存配置从
11、 4GB/64GB，迈向 6GB/128GB;手机出现多种处理器，Apple A 系列， 高通骁龙系列，麒麟系列，三星 Exynos 系列，手机性能不断提升乃至目前出现性能过 剩的情况；手机系统 Android 和 ios 不断优化，卡顿逐渐消失，应用与功能丰富多彩， 用户体验感大幅提升。但是，进入 2017 年后，手机创新出现乏力情况。该阶段期间出 现如小米 MIX 系列的高屏占比，华为 P 系列的多摄像头，iphone 的 3D 结构结构光、三 星出众的 Amoled 屏幕等不同方向的创新。但是，当仔细分析后，我们发现在自 2017 年机转向智能机一样的质的转别。因此，智能机市场占有率较高
12、的情况，智能机质量提升 但缺乏革命性技术的变化的情况下，全球智能机的出货量出现下降可以说是事出有因， 情理之中。 图 2:截至 2019 年 12 月，我国智能机出货量持续下滑 图 3：我国智能手机市场占有率 4,500 万部4,000 万部3,500 万部3,000 万部2,500 万部2,000 万部1,500 万部1,000 万部500 万部0 万部10.00%5.00%0.00%-5.00%-10.00%-15.00%-20.00%-25.00%-30.00%-35.00%-40.00%-45.00%120.00%100.00%80.00%60.00%40.00%20.00%0.00%
13、-----------10出货量:手机:合计:当月值出货量:手机:合计:当月同比资料来源：wind，研究所资料来源：wind，研究所 1.2 全球先行，回顾韩国 5G 快速推广 韩国率先实现 5G 商用。韩国三大电信运营商于 2019 年 4 月份提供商用 5G 服务，成为 全球首个实现 5G 商用的国家。2019
14、年 4 月底，韩国 5G 用户数约为 27 万，截至 6 月增 至 130 万，到 8 月用户数增至 280 万。截止 2019 年第三季度，韩国 5G 用户为 318 万人， 占韩国移动通信总人数的 5.41%，5G 用户数渗透率自商用开始，稳步上升。截止 2019 年第三季度，韩国 5G 用户数占全球 5G 总用户数的 63%，海外数据机构统计，2019 年底， 韩国 5G 用户人数将达到 480 万以上，继续领跑全球 5G 用户第一。 图 4：韩国 5G 用户渗透率 6.00%5.00%4.00%3.00%2.00%1.00%0.00%2019.042019.052019.062019.
15、072019.082019.095G用户渗透率资料来源：韩国科学和信息通信技术部，研究所 韩国作为全球率先实现 5G 商用的国家，其稳步提升的 5G 用户渗透率是多方因素的合力韩国政府重视 5G 建设，运营商积极配合。韩国在 2013 年开启 5G 产业研发，积极制定 相关的长远规划，设立研发机构、增加研发投入等。同时，为了鼓励迅速建成全国性的 5G 网络，韩国政府宣布将把网络建设的税费降低 3%。韩国政府宣布将在 2022 年之前投 资 30 万亿韩元(约人民币 1787 亿元)，以建立一个覆盖全国的 5G 通信网络。由于韩国 的国土面积较小，人口主要集中在如首尔、釜山等发达城市，5G 基站
16、建设上难度相对不 大。截止 2019 年 9 月 9 日，韩国三大运营商已经建成 5G 基站超过 9 万个。韩国的建设 速度可以通过欧洲的进程进行比较。欧洲作为 3G 时代引领者，目前只有德国拿出了 5G 网络建设规划，而德国的 5G 计划也只是在未来三年时间内，建设超过 4 万个 5G 基站。 因此，欧洲是相对韩国较为落后。 韩国拥有优秀的 5G 设备供应商与终端供应商。三星是全球优秀的通信技术供应商。在 10 年前 4G 都没有正式商用的时候，三星已经在韩国本部开启了 5G 网络的研发工作。4G 时代，三星基站的市场份额只有 12%。5G 时代，由于华为和中兴受到了一定程度的阻碍， 三星凭
17、借多年的积累，拿下了美国市场。目前三星基站的市场份额达到 38%。5G 终端设 备方面，三星在韩国市场已经拿到 80%的市场份额。 图 5：韩国部分 5G 手机 资料来源：互联网公开信息，研究所 韩国运营商推出资费终端双重优惠，刺激 5G 终端与服务消费。目前韩国的套餐资费整 体略高于 4G,但是平均每 GB 资费大幅低于 4G，同时，三大运营商资费套餐持续延 3G、 4G 时代的体系，设置不同档次的资费套餐以适应不同程度的消费者。根据华为数据显示， 韩国 5G 套餐每 GB 资费比 4G 下降 310 倍，其中 Slim 档为 4G 的 1/3，Standard 档为 4G 的 1/10，P
18、rime 档为 4G 的 1/5。另外，韩国的 5G 套餐价格也很有吸引力，韩国三家移 动运营商的资费中，5G 套餐最低起步价居委 55000 韩元（约合人民币 325 元），而韩国2018 年人均可支配收入为 3.1 万美元（约合 22 万人民币），因此，韩国的 5G 资费不算 太高。不同运营商则采取差异化资费优惠策略来吸引用户。例如，5G 商用前期，SKT 部 分套餐在 6 月 31 前购买可不限量至年底，LG U+部分套餐 6 月前购买享 4 倍流量，KT 则推出不限量套餐。手机终端方面，韩国用户在其合约机到期需更换手机时，会倾向于 选择手机终端补贴力度最大的运营商携号转网。以 LG 的
19、 V50 ThinQ 5G 手机为例，韩国的折扣（约合人民币 3469 元），并附赠流量及额外补贴，基本属于免费赠送给用户， 除了促销降价之外，运营商还会给 5G 用户附赠流量和额外补贴。运营商的优惠政策刺 激了 5G 手机的出货量。以三星为例，根据韩国的相关调查显示，三星手机在 2019 年的 销售份额稳步增长，到第三季度已经占据韩国手机市场的 72%。 结论一：首先，韩国政府高度重视 5G 的研发与投入，加速了运营商对 5G 网络的建设。 第二，韩国拥有全球优秀的通信技术与设备供应商，保证了 5G 产业链的完整性，为后 期的推广打下了基础。最后，在 5G 推广初期，运营商推出资费终端双重优
20、惠，降低了 市民使用 5G 的门槛，加速 5G 手机与服务的消费。 1.3 回到当前，看我国 5G 推进因素 我国正式进入 5G 商用阶段。截至 2019 年 10 月初，在全球范围内有 18 个国的 33 家运 营商已推出 5G 移动网络商用服务。与此同时，规划 5G 商用的运营商也在持续增加。截 至 2019 年 10 月初，有 77 家运营商已宣布计划推出 5G 服务。2018 年 12 月，我国的 5G 频谱划分方案千呼万唤始出来；2019 年 6 月，工信部正式向我国三大运营商以及中国广 电发布 5G 商用牌照。2019 年 10 月底，我国三大运营商公布了各自的 5G 资费套餐，预
21、 示着我国正式进入 5G 商用阶段。我国对于 5G 的建设与推广排在全球前列。 图 6：我国 5G 推广进程 资料来源：互联网公开信息，研究所 我国运营商和政府共同推进 5G 建设。2019 年 6 月 6 日，工信部正式向中国电信、中国 移动、中国联通、中国广电发放 5G 商用牌照。仅过了 5 个月，2019 年 10 月 31 日，三 大运营商即推出了 5G 通信套餐。除运营商对 5G 网络进行快速反应外，各地政府在 5G 规划上也纷纷出台政策。无论是运营商，还是地方政府，对于 5G 规划都有一个较为明 确的目标，这将对 5G 的建设起到促进的作用。 表 1： 直辖市及部分省份 5G 规划
22、情况 省/市 5G 基 站 规 划 数 量（个，累计） 截止年份 5G 信号覆盖时间表 2021 年，北京预计实现首都功能核心区、北京城市副中心、三城北京市 10000 2019 年底 一区、商务中心区（CBD）、奥林匹克中心区等重点功能区的 5G 网络覆盖 上海市 10000 2019 年底 2019 年，实现中心城区和郊区重点区域全覆盖；2020 年，实现全市 域覆盖 30000 2021 年底 重庆市 30000 2020 年底 力争到 2022 年实现主城区 5G 网络全覆盖 天津市 10000 2020 年底 - 60000 2020 年底 到 2020 年底，珠三角中心城区 5G
23、网络基本实现连续覆盖和商用;广东省 到 2022 年底,珠三角建成 5G 宽带城市群，粤东粤西粤北主要城区实176685 2022 年底 现 5G 网络连续覆盖 浙江省 30000 2020 年底 2020 年，实现设区市城区 5G 信号全覆盖、重点区域连片优质覆盖；2022 年，实现县城及重点乡镇以上 5G 信号全覆盖;2025 年,实现所80000 2022 年底 有 5G 应用区域全覆盖 10000 2020 年底 2020 年底，雄安新区、冬奥会张家口赛区、石家市主城区实现 5G河北省 网络覆盖;2022 年底，其他各市（含定州、辛集市）主城区实现 5G70000 2022 年底 网络
24、覆盖 福建省 10000 2020 年底 2019 年，在福州、厦门等地区启动 5G 基站选址规模化建设；2020 年，5G 建设全面开展，城市重点区域及场所基本实现 5G 信号覆盖 50000 2022 年底 资料来源：互联网公开资料、研究所 华为中兴，引领通信技术产业双雄。从 2018 年全球基站份额来看，中国设备商华为技术和中兴通讯所占市场份额已经超过 40%。华为，全球顶尖的通信技术供应商。截至 2019 年第三季度，公司实现销售收入 6,108 亿人民币，同比增长 24.4%；净利润率 8.7%。华 为业务覆盖运营商、企业网、个人用户，从运营商基站设备，到企业级网络布置，再到 个人消
25、费电子产品全面覆盖。截至 2019 年第三季度，华为和中兴全球分别签订 5G 合同 60 多个，华为 5G Massive MIMO AAU 出货量为 40 多万个。中兴，我国通信技术的另一 巨头。中兴通讯拥有通信业界完整的、端到端的产品线和融合解决方案，通过全系列的 无线、有线、业务、终端产品和专业通信服务，灵活满足全球不同运营商和企业网客户 的差异化需求以及快速创新的追求。中兴通讯在 2019 年初也发布了自家的 5G 手机，抢 占市场先机。 品牌集中度明显提升，国产品牌话语权增强。纵观全球，在经历了山寨机时代的无序发 展和存量时代的行业洗牌后，全球智能手机市场正加速向头部企业集中，行业集
26、中度迅 速提高。根据 IDC 数据显示，截至 19Q3，全球出货量前五的手机品牌中有三家为国内企 业，前五厂商市场份额合计 72.0%，相比 16Q1 提高 14.3pct。在智能手机向存量市场演 进过程中，行业内部厂商数量明显减少，中小厂商市场空间将被进一步压缩，而一线大 厂主导的硬件创新成为行业发展的主要助推力。行业集中度提升伴随着竞争格局的演 变，在智能手机渗透初期，苹果、三星、诺基亚和黑莓等国际品牌在智能手机市场占据弱。近年来，以 HOVM 为代表的国产手机厂商进步明显，在激烈的存量竞争中脱颖而出， 市场份额节节攀升，话语权不断增强。 图 7：2016Q1 全球前五大手机厂商份额占比（
27、%）图 8：2019Q3 全球前五大手机厂商份额占比（%） 资料来源：IDC，研究所资料来源：IDC，研究所 运营商将有望加大 5G 基站建设力度。5G 基站建设是 5G 网络的基础。截至 2019 年 10 月 21 日，在拍照发布后 138 天，我国已建成 8.6 万个 5G 基站。截至 2019 年 11 月 21 日，我国已开通 5G 基站达到 11.3 万个。在过去的一个月新开通接近 3 万个 5G 基站。 5G 基站是 5G 网络推广的重点。2019 年，中国移动、中国联通、中国电信三大运营商对 于 5G 基站建设规划为超 5 万座、5 万座和 4 万座；三家运营商对 5G 投入预
28、计分别为 240 亿元、80 亿元和 90 亿元，其中中国移动增加了对 5G 的资本开支计划。因此，预计 2019 年三大运营商 5G 基站建设总数会在 15 万座左右。对于明年的规划，中国移动董事长杨 杰于 2019 年 6 月在上海举行的“5G+”发布会上表示，中国移动将在 2020 年，将进一 步扩大网络覆盖范围，在全国所有地级以上城市提供 5G 商用服务。根据 4G 时代基站建 设的经验，我们预计中国移动需要的宏基站总数约 44 万座。由于中国联通与中国电信 会联合组网，导致三大运营商所需 5G 基站总数会有所下降。基于以上考虑，我们预计 2020 年，三大运营商将合共新建约 66 万
29、座基站，投入有望超过 1300 亿元。 我国 5G 套餐资费价格相对不高。2019 年 10 月 31 日，三大运营商公布各自的 5G 资费 套餐。三大运营商资费套餐最低价格相差不大，每月资费是 128 元和 129 元，全国流量是 30GB。韩国目前的资费套餐最低起步价是 5.5 万韩元（约合人民币 325 元），而且仅 包含 8GB 流量。美国 15GB 流量的 5GB 套餐为 70 美元（约为人民币 480 元），而且美国 5G 基站不多，信号加强方面或许还需额外支出。截至 2019 年 Q2，韩国 5G DOU 达到 24GB。 如果中国消费者实现相同流量消费，则购买最低价格的套餐就已
30、经能满足需求。所以， 中国 5G 套餐资费价格相对不高。截至 2019 年 11 月 21 日，我国 5G 套餐签约用户已经 有 87 万户。未来，随着 5G 网络的完善，叠加参考 4G 资费套餐的历史，我国未来 5G 大 规模推广的情况下，存在“提速降费”的可能性。因此，我国 5G 的用户数将会继续提 升。 资料来源：互联网公开信息，研究所 中国 5G 手机价格实现分层次，适应不同消费群体。自 2019 年 8 月 5 日国内首款 5G 手 机中兴天机 Axon 10 Pro 5G 版正式出售后，截至 2019 年 10 月底，全国共有 20 款 5G 手机上市。这些 5G 手机覆盖多个价格
31、层。3000-4000 元级别有如小米 9 Pro 5G 版、vivo iQOO Pro 5G 版等；4000-6000 元级别有如华为 Mate 30 5G、vivo NEX 3 5G、中兴天 机 Axon 10 Pro 5G 版等。6000 元以上界别有如华为 Mate 30 Pro 5G,三星 Note10+ 5G 版等。根据信通院数据显示，截至 2019 年 11 月，我国 5G 手机出货量为 835.5 万部，11 月份单月 5G 手机出货量为 507.4 万部，环比上升超过 103.45%。我国由于 2019 年是5G 的商用元年，多种技术尚处于探索阶段。2020 年，5G 相关技
32、术相对成熟进步，生产 成本将会下降，届时 5G 手机价格有望进一步下降，实现 5G 手机普及化。 图 10：我国目前上市的部分 5G 手机 资料来源：互联网公开信息，研究所 900.00 万台328.178.729.1800.00 万台835.5700.00 万台600.00 万台500.00 万台400.00 万台300.00 万台200.00 万台100.00 万台0.00 万台8月9月10月11月 资料来源：中国信通院，研究所 售价最低下探至 2000 元，未来有望继续向中低端渗透。我们对市场已发布 5G 机型进行 梳理，除了华为 Mate X 和小米 Mix Alpha 等小批量机型外
33、，国内 5G 手机首发价格大多 介于 3000-8000 元之间，相比同配置的 4G 版本贵 500-1000 元，低于此前普遍预期的万 元水平。12 月 10 日，小米集团旗下 Redmi 发布 5G 双模手机 K30 5G，其中 6GB+64GB 版 本售价低至 1999 元，价格下沉速度快于市场预期。除 Redmi K30 5G 外，目前各家厂商 所发布的 5G 的手机以旗舰机为主，明年有望向中低端渗透。据中国移动预计，明年一 季度 5G 新机仍以旗舰机型为主，到了明年 6 月至 7 月，2000 元价位 5G 手机将集中推出， 而到四季度，5G 手机售价将下探至 1000 元至 150
34、0 元。 表 2： 国内部分 5G 手机售价情况 品牌型号配置首发价格 华为 Mate30 Pro 5G 8GB+256GB 6899 华为 Mate30 5G 8GB+128GB 4999 华为 Mate 20X 5G 8GB+256GB 6199 荣耀 V30 6GB+128GB 3299 荣耀 V30 PRO 8GB+128GB 3899 vivo vivo NEX3 5G 8GB+256GB 5698 vivo vivo iQOO Pro 5G 8GB+128GB 3798 小米 9 Pro 5G 8GB+128GB 3699 小米 Redmi K30 5G 6GB+64GB 1999
35、 中兴 Axon 10 Pro 5G 6GB+128GB 4999 三星 Galaxy Note10+ 5G 12GB+256G 7999 资料来源：中关村在线、研究所 结论二：从时间上看，我国 5G 商用推进速度排在世界前列。从政府推动情况来看，我 国多个地区已经发布 5G 网络基站建设规划，目前正有条不紊地开展建设工程。从运营 商方面看，2019 年是 5G 网络的建设元年，2019 年运营商有望投入更大规模的 5G 网络步下降的可能性。从产业角度看，中国有华为、中兴等优秀的通信技术供应商，为 5G 产业铺开奠定产业基础。从终端角度看，目前已经有多款 5G 手机上市销售，涉及多个 价格区间
36、，覆盖不同的消费人群，5G 手机销量稳步攀升。未来随着 5G 的铺开，5G 手机 的出货量有望迎来爆发。 1.4 中韩对比，看未来 5G 手机需求攀升 中国与韩国的情况进行比较后，我们发现两国在 5G 建设上都有相似之处：（1）两国目 前都进入了 5G 的商用阶段。（2）在未来几年，两国政府或者运营商都在 5G 的网络建 设方面有较大的资本投入。（3）两国在通信技术产业都有全球领先的企业。（4）两国 运营商推出的 5G 套餐资费都相对不算高昂以推动 5G 网络的使用。（5）两国都存在覆 盖多个层次消费者的 5G 智能手机以刺激 5G 的使用与消费。 目前，韩国在政府，运营商、产业等多方合力下，
37、成为全球 5G 网络商用最早，覆盖程 度最高的国家。我国虽然实现 5G 商用相对韩国较迟，但是仍然处于全球领先集团。我 们认为，随着明年运营商 5G 网络资本开支的投入的加大，在我国各地政府的大力推动 下，明年我国的 5G 基站总数将会达到 80 万座，5G 网络覆盖面将大大增加，5G 网络的 极速体验将会催化我国消费者对 5G 手机的需求量增加。结合 5G 基站建设区域，人口密 度，覆盖范围等因素，我们预计 2020 年，中国 5G 手机需求量约为 1 亿部。事实上 5G 手机的需求增加不仅发生在中韩。在领先集团的带领下，全球 5G 网络建设将会逐渐铺 开，已经开始建设 5G 网络的地区都将
38、会增加 5G 手机的需求，5G 手机将带动智能手机市 场回暖。根据 IDC 预测， 2020 年全球将出货 1.9 亿部 5G 智能手机，占智能手机总出货 量的 14。美国高通则预计 2021 年全球 5G 智能手机出货量将达 4.5 亿部，2022 年出 货量则将进一步增长至 7.5 亿部。 图 12：5G 手机出货量逐步增加 资料来源：IDC，研究所 25G 2.1 R15 标准冻结，eMBB 获得支持 技术标准冻结支持 5G 高速率网络。国际电信联盟 ITU 则将 5G 的三个主要应用场景定义 为：增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超高可靠低延时通信（uRLLC）。
39、eMBB（增强型移动带宽），指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用户体验等性能 的进一步提升，主要还是追求人与人之间极致的通信体验。2018 年 6 月，3GPP 已经完 成 R15 标准的冻结。R15 标准主要支持 eMBB,部分支持部分支持 uRLLC，不支持 mMTC 。 2020 年 3 月，3GPP 将有望冻结 R16 标准。届时，eMBB 与 uRLLC 将实现完全支持，mMTC 将获得支持。根据目前的技术标准冻结情况，5G 的高速网络已经基于 R15 技术标准得以 实现。据韩国媒体报道，5G 速率约为 700Mbps，相比之下，首尔街头的 4G 网络速率为 30Mbps50Mb
40、ps。我国部分民间测评 5G 下载速度达到 425Mbps。随着 5G 基站的建设的完 善，基于 eMBB，用户将可以获得 Gbps 级的用户体验速率。 图 13：5G 三大特性 资料来源：互联网公开资料，研究所 表 3：三阶段 5G 网络标准 标准名称 完成时间 支持场景 R15 2018 年 6 月 主要支持 eMBB，部分支持 uRLLC，不支持 mMTC R16 预计 2020 年 3 月 将完全支持 eMBB、uRLLC 和 mMTC R17 预计 2021 年 9 月 增强 mMTC 资料来源：互联网资料整理、研究所 2.2 从香农定理看 5G 关键技术 场景实现需要技术支持。香农
41、定理 C=B*Log2*（1+S/N），其中 C 为信道容量，B 是带宽，S 是平均信号功率，N 是平均噪声功率，S/N 即为平时说的信噪比。根据香农定理，在频况下，其实信道容量是具有一定的极限值的。所以为了突破香农定理的极限值，我们就 需要对以上的参数进行突破。 简单地说，可以从四方面入手：增加天线数、增加基站数、增大带宽、增加信噪比，所 对应的关键技术分别为：大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型多址技术。 全频谱接入：目的是增加带宽。2G-4G 时代无线通信中采用的 300MHz-3GHz 频谱有穿透 性好，覆盖范围大等优点，但是经历了 4G 的通信技术的发展，从全球范围来看，目前
42、 该频段可用资源太少。因此，为了增加信道容量，5G 时代就需要用到高频段的频谱资源。 根据 3GPP 的协议划定，5G 网络未来将会主要使用两段频率FR1 频段和 FR2 频段。 其中 FR1 频段的范围为 450MHz-6GHz，即 Sub 6GHz 频段； FR2 频段则集中于 24.25GHz 至 52.6GHz，即毫米波。从带宽来看，6GHz 频段以下的 LTE 最大可用带宽仅为 100MHz， 这意味着数据速率最高只能满足 1Gbps 的下行。但毫米波频段移动应用最大带宽可达 400MHz，传输速率能够达到 10Gbps 以上。在 5G 时代，毫米波技术可以帮助要实现高速 率、万物互
43、联，低时延三大应用场景。 由于毫米波技术的高频特点，毫米波本身的传播距离相较于低频段更短，而且在传播介 质中的衰减也更大，因此，运营商在使用毫米波技术的后，需要投入更多的成本。 Sub-6GHz 频段相对毫米波建设成本较低，覆盖面积广，可以满足 5G 网络推广初期的网 络能力需求。因此，中国、韩国、欧盟主要的开发频段的 FR1，美国主要开发 FR2。 大规模天线阵列：即 Massive MIMO。根据香农定理，对于单信道而言，频谱资源（W） 有限的情况下，发射功率与噪声功率的比值受限于多个因素无法提升的情况下，其实信 道容量是具有一定的极限值的。因此，要突破极限值，从空间上入手，采用多天线技术
44、， 表现为 MIMO 技术（Multiple-Input Multiple-Output），即采用指在现有多天线的基 础上进一步增加天线数，来发射或接收更多的信号空间流，以此增加并行传输的用户数 目，数倍提升系统频谱效率。通信时的天线数量越多，频谱效率和可靠性提升越明显。 当发射天线和接收天线数量较大时，MIMO 信道容量将随收发天线数中的最小值近似线性 增长。因此，就产生 Massive MIMO。采用大数量的天线，为大幅度提高系统的容量提供 了一个有效的途径。 超密集组网：短波长电波绕射能力差，传输过程中信号损失较多，需要通过多建基站来 提升频谱利用效率。可以增加基站部署密度，来实现频率复用效率的巨大提升，在局部 热点区域建立大量宏基站和微基站，容量提升可达百倍量级； 新型多址技术：目的是增加信噪比。该技术通过叠加传输发送信号提升系统的接入能力， 在许多用户同时通话时，以不同的移动信道进行分隔，有效防止了不同信道之间的相互 干扰。 通过对以上四项关键技术进行分析，我们发现，全频谱接入以及大规模天线整列将会对 5G 手机的构成产生较大影响。原因在于：全频谱接入意味着需要增加频谱资
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