通信行业深度报告：技术升级产业变革，6G新看点时不我待

技术升级产业变革，6G新看点时不我待 核心观点： 5G商用进入中后周期，WRC-23研讨6G频谱需求，6G正悄然而至。 国内三大运营商2023H1CAPEX合计1,411.9亿元，预计2023年全年CAPEX合计3,591亿元，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。 6G六大应用场景：5G增强+广域覆盖+感智算一体等带来新机遇。 2023M6ITU-RWP5D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、泛在连接、通感一体化、通智算一体化，其中前三项是5GeMBB、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。 6G前沿关键技术：空口演进呼唤大规模天线阵列ELAA-MM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个射频通 道，而垂直方向仅有4个，6G256T256R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：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：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：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商业推广缓慢的风险；相关行业竞争加剧的风险等。 通信 推荐(维持) 分析师 赵良毕 ：010-80927619 ：zhaoliangbi_yj@chinastock.com.cn分析师登记编码：S0130522030003 洪烨 ：0755-83479312 ：hongye_yj@chinastock.com.cn分析师登记编码：S0130523060002 行业数据2023-11-08 通信沪深300 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% 资料来源：中国银河证券研究院 相关研究 【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 行业深度报告●通信 2023年11月08日 www.chinastock.com.cn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 目录 一、5G商用进入中后周期，6G逐步进入大众视野3 1.15G发展现状：国内基站与用户规模超全球半数3 1.26G锋芒初露：WRC-23将讨论频谱需求，各国竞争明显5 二、6G六大应用场景：5G增强+广域覆盖+感智算一体8 2.16G应用场景一：沉浸式通信（eMBB+）8 2.26G应用场景二：超高可靠低时延（uRLLC+）9 2.36G应用场景三：海量通信（mMTC+）12 2.46G应用场景四：泛在连接13 2.56G应用场景五：通感一体化15 2.66G应用场景六：通智算一体化16 三、6G前沿关键技术：空口演进呼唤超大规模天线阵列ELAA-MM，铁电材料RIS或有突破17 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23 五、风险提示24 一、5G商用进入中后周期，6G逐步进入大众视野 6G可开启万物智联时代。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/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1：6G可开启万物智联时代图2：每一代愿景&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 1.15G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5GSA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2022年CAPEX合计505.1亿美元，占比24.5%，国内三大运营商2023H1CAPEX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，得益于5G商用后数字生活消费的拉动，运营商ARPU值逐步回暖，据StrategyAnalytics估计，韩国运营商的5GARPU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%。 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 资料来源：GSA，Wind，中国银河证券研究院 图4：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% 资料来源：工信部，TDIA，Wind，中国银河证券研究院 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% 资料来源：工信部，TDIA，Wind，中国银河证券研究院 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% 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Omdia《CommunicationsProviderRevenueandCapexTracker》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2019年CAPEX的均值代替。 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% 资料来源：Omdia，Wind，中国银河证券研究院 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 资料来源：Wind，中国银河证券研究院 1.26G锋芒初露：WRC-23将讨论频谱需求，各国竞争明显 2020M2起ITU无线电通信部门5D工作组（ITU-RWP5D）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2030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））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，例如纸张、塑料、陶瓷、半导体等，还能与分子氢键或 范德华力相互作用而不产生任何电离辐射，在保证安全的前提下有助于提升感知分辨率与定位精度； （2））毫米波：WRC-19同意将24.25GHz-27.5GHz、37GHz-43.5GHz、66GHz-71GHz共14.75GHz带宽资源用于5G和未来国际移动通信系统，表明其中的部分频段或可用于6G，毫米波5G已有所应用、6G将趋于成熟，其大量的可用带宽对于6G所需的超高速率至关重要，同时毫米波频段的感知分辨率也已达到厘米级； （3）6GHz：WRC19还决定将6GHz（即6425-7125MHz）作为新增IMT频段列入WRC-231.2部分的议题，对6425-7025MHz成为区域性（阿拉伯国家、非洲、欧洲、独联体国家）IMT新频段以及7025-7125MHz成为全球性IMT新频段进行立项研究，事实上700-900MHz的低频段与3-5GHz的中频段在 5G中的应用较为成功，这些频段大概率也将在6G中延用，面向更远的未来，特别是在多运营商共存的情况下，要想支撑流量的持续增长，6GHz是较有竞争力的选择，传播衰减的上升完全在可控范围内。 中美欧日韩等全球主要国家或组织积极推进