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中国5G天线系统行业发展空间分析预测:市场总空间大约在699亿元,未来5G天线产业链空间更大[图]

2019年04月25日 14:16:39字号:T|T

    一、天线系统是无线侧由三大系统组成

    基带系统:即俗称的BBU,主要用于实现信号解调、加密、编码等功能,该设备通常位于机房;

    射频系统:即俗称的RRU,主要对信号进行数字中频与模拟射频之间的转换,并且对信号进行过滤和放大,该设备通常挂至于铁塔或者抱杆;

    天线系统:即天线+馈线,天线是实现信号能量转换,接受或者发射信号的直接工具,而馈线则是

    连接天线和射频系统的接地屏蔽线。它需要将天线接收到的信号传递至射频系统进行处理,或者将射频系统的信号毫无损耗的传递至天线发射出去。

现金推筒子官网    天线系统是无线侧的重要组成部分,该设备通常也挂至于铁塔或者抱杆等位置稍高的地区。传统天线由辐射单元(半波振子)、功率分配网络(馈电网络)、反射板(金属底板)和防护装置(天线罩组成)。

    各部分的功能简述如下:

    辐射单元(半波振子):即天线中直接发射信号的关键部分,通常由一对导电金属结构组成,由于尺寸通常为发射电磁波的1/2波长,也被称为半波振子;

    功率分配网络(馈电网络):即给振子提供电流的电线网络;

    反射板(金属底板):主要用于反射辐射出来的电磁波,保证电磁波朝一个方向进行辐射,从而提高信号增益;

    防护罩(天线罩):防止天线内部单元受到外部环境的物理化学破坏,延长天线寿命,同时需要保证电磁波的透过性。

    二、天线朝MassiveMIMO和天馈一体化演进

    为了适应5G高频变化,天馈系统将会沿着提升信号增益(即提升频谱利用效率)和减少传输/发送过程中的信号损失两条路径进行演进,呈现出MassiveMIMO和天馈一体化的发展趋势。

    MassiveMIMO是一种利用大规模天线阵列(增加天线振子数量,即Massive)、分集增益(多发射多接受技术,即MIMO)、空分复用技术(波束赋形)提高信号增益的有效办法。

    与传统天线相比:

    传统天线多是2T2R(两发射两接收)、4T4R或者8T8R;而MassiveMIMO将通道数增加至64个,即大概率采用64T64R方案,从而导致天线振子数量以及滤波器数量较4G提升约8倍。

    天馈一体化是指省略馈线部分,将传统无源天线与射频单元RRU集成在一起,也被称为有源天线AAU。天馈一体化后,天线厂商承担的任务较以前更多,产品的价值量更大。

    天馈一体化主要的解决目标,是减少信号的内部传输损耗,节约站点资源。一方面由于MassiveMIMO技术采用64T64R方案,信号频率和馈线数量同时增加,若采用传统天线与RRU分离方案,假如发射端和接收端共用一根馈线,64T64R方案共需要64根馈线,信号损耗将大幅度提升。另一方面,传统天线每增加一个频段,须增加一个RRU,由于5G商用须向下兼容(兼容4G、3G),天面资源将会更加的紧张。

    有源天线将带来行业新的投资机会。有源天线多采用MassiveMIMO技术,为了满足高集成度的要求,振子、滤波器等上游原材料将朝着小型化、轻量化的方向发展。例如华为提出采用轻型化的塑料振子方案;滤波器,则有陶瓷介质方案和金属腔体方案可供选择。

    随着产业链的成熟,良率提升,陶瓷介质方案瓶颈有望突破。对于运营商或者设备商选择技术方案来说,在满足提出的性能指标前提下,成本越低越好。当前陶瓷介质方案在成本和性能端还存在一定的问题。从性能看,陶瓷滤波器损耗高,发热高,散热较差,性能受限较为明显;从成本看,目前陶瓷介质滤波器成本偏高,每通道大约50元左右,良率约70-80%左右。随着产业链成熟,良率的提高,未来性能和价格有望进一步提升空间。

    从产业的角度来看,5G建设早期以中低频做广域覆盖为主要目标,陶瓷介质滤波器在2。6Ghz和3。5Ghz频段没有明显的优势,当前产业链技术方案出现分化。华为主张采用陶瓷介质滤波器方案,而中兴、爱立信、诺基亚主张采用传统金属滤波器方案。在更高频段以上,陶瓷滤波器有望成为未来主流趋势。

    2018年1-11月,移动互联网累计流量达624亿GB,同比增长194.3%;其中通过手机上网的流量达到616亿GB,同比增长204.9%,占移动互联网总流量的98.7%。11月当月户均移动互联网接入流量达到5.79GB,同比增长142.3%。

    收入增长缓慢:2018年1-11月,电信业务收入累计完成11981亿元,同比增长2.9%。

    在国内实施“提速降费”的政策影响下,从数据上看:国内运营商通过几乎是用同比几乎2倍倍的流量增长只换取了仅2.9%营业收入增长。

    移动互联网接入月流量及户均流量(DOU)比较

    数据来源:公开资料整理

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年中国5G行业市场运行态势及投资战略咨询报告

    2G是语音时代,3G是文字移动互联网时代,4G是视频移动互联网时代,但是由于4G核心技术问题导致现有网络容量必然会随着日益上升的流量需求而发生拥塞,而5G将会首先通过一系列的技术手段提高频谱效率时代,更大的满足日益增长的流量需求。根据中国移动公布的手机上网流量统计,在过去的五年中,终端手机的上网流量一直保持高速增长,2018年Q3同比增速达到199%,创造历史新高。

    中国移动手机上网流量一直保持高速增长

    数据来源:公开资料整理

    移动流量的增长一方面是因为智能手机用户数的增加,另一方面是因为以更高分辨率观看更多的视频内容使得每名用户所生成的平均数据量有所增加。从2015年Q1开始,中国移动的4G客户使用数量的变化,可以清晰的看到,随着网络覆盖率的提升,运营商新增用户同比一直呈现下滑趋势,表明对于运营商而言,“人口红利”枯竭的前提下,在国家“提速降费”的号召下,数据消费同比依旧创新高,正是因为伴随着移动终端消费内容的转变。

    中国移动4G客户数量变化

    数据来源:公开资料整理

    根据设备商爱立信的数据流量统计,过去几年DOU增长的主要原因在于视频消费习惯养成,并且这种消费习惯是不可逆的;而且,视频消费带来流量洪水,亦是不可控。预计移动视频流量将以约45%的年增长率增长,这种增长态势将一直持续到2023年,届时,移动视频流量将占到移动数据总流量的73%。

    按应用类型划分的月度移动数据流量(百分比)

    数据来源:公开资料整理

    尽管社交网络流量在未来六年内预计将以31%的年增长率增长,但由于视频流量增长强劲,社交网络所产生的流量相对份额将从2017年的12%降至2023年的约8%。在具体的内容端的清晰度上,不同分辨率的流媒体视频会在很大程度上影响所消耗的数据流量。观看高清视频(720p)而非标清视频(480p)通常会使数据流量增加一倍,而观看全高清视频(1080p)则会使流量再次翻倍。随着沉浸式视频格式(如360度视频)的增加,这一趋势也将影响数据流量使用。例如,视频网站360度视频消耗的带宽相当于相同分辨率下普通视频的4~5倍。

    在5G时代,各层次光传输的网络容量将全面升级。接入网将从1G向10G演进,城域网将从10G向100G升级(当前为40G),骨干网将跨越40G,全面部署100G,并以向400G演进为目标发展。配合持续的网络扩容,光设备将同步升级。•供给侧:华为、中兴、烽火

光通信接入网产业链市场份额

数据来源:公开资料整理

光通信城域网产业链市场份额

数据来源:公开资料整理

光通信骨干网产业链市场份额

    数据来源:公开资料整理

    由于5G时代将使用3。5GHz以上高频频谱,网络带宽也将达到10倍提升,因此光模块速率将大幅升级。

    三、天线行业发展空间分析预测

    天馈一体化后中游天线价值量大幅提升。由于振子、滤波器数量较4G提升数倍以上,高频高速PCB量价齐升,单副天线的价值提升,未来5G天线产业链空间更大。

    未来天线产业链的全貌如图所示。

    天线产业链全貌及相关上市公司

    数据来源:公开资料整理

    5G天线模块的成本大约在3100元左右,按照35%毛利率进行估算(4G早期天线40%),单副天线价格大约在4800左右,单基站天线按3副算,按照4G基站400万,5G为4G基站数1.2倍共480万,进行测算天线市场总空间大约在699亿元。

    其中PCB、滤波器、接头(陶瓷方案则可能不存在)在天馈一体化趋势下,贡献主要增量价值,若传统无源天线参考2000元售价估算,单副天线价值提升约2。5倍左右,中游天线企业显著受益。

天线模块领域市场空间

原材料
单价(元)
数量/天线
价格/天线(元)
价格/基站(元)
市场规模(亿)
振子
3
192
576
1728
83
PCB
3000
0.32*2
1920
5760
276
接头1
10
66
660
1980
95
成本
-
-
3156
9468
 
售价
4855
-
-
14566
699

数据来源:公开资料整理

射频模块领域市场空间

原材料
单价(元)
数量/天线
价格/天线(元)
价格/基站(元)
市场规模(亿)
接头
10
66
660
1980
95
滤波器
30
64
1920
5760
276

数据来源:公开资料整理

    新建一张网络一般从无线接入网开始,再到承载网、核心网的建设或改造,5G也不例外。从3G/4G时期板块的受益时序来看,天线射频板块相关上市公司的业绩较主设备(传输主设备)及网络传输侧(光纤光缆、光器件)优先受益,并且由于参与者体量小,弹性高。即使在网络建设早期资本开支较小的情况下,依然能够对相关公司的业绩产生非常积极的改善。

    四、行业毛利将维持稳定,盈利能力将更持久

    1、供给侧:运营商采购转为设备商采购,低端产能将肃清
4G时代,天线厂商的基站天线以完整的产品形式交付给下游客户,而销售形式则取决于运营商的招标形式。中国联通和中国电信采用了总部公开集采的方式,即向天线厂商直接招标。中国移动由于采用TD-LTE技术路线,早期产业链不够成熟,因而总部集采选择了捆绑式招标的办法。捆绑式招标,即运营商与设备商签订合同,最终由设备商向运营商提供通信一体化的解决方案。直到2017年以后才开始选择公开集采的方式进行招标。

    以2018年中国联通基站天线集采情况为例,共有12个中标单位,且中标份额相对分散。如若按照中标规则进行推算,参与此次招标的约有25家单位,竞争十分激烈。

项目名称
招标单位
中标企业数量
中国电信2013年基站天线产品集中采购项目
中国电信
10+10
中国电信LTE基站天线(2016年)集中采购项目
中国电信
6+6
2018中国电信基站天线集中采购项目中标公司份额
中国电信
7
2012-2013年度中国联通基站天线设备集中采购
中国联通
6+6+16+16
2014年中国联LTE基站天线设备采购汇报
中国联通
18
2018年中国联通基站天线招标集采
中国联通
12
中国移动2017-2018基站天线集中采购
中国移动
2+6+1+5+3+5
中国移动2018-2019年常规型号基站天线集中采购
中国移动
8

现金推筒子官网数据来源:公开资料整理

    由于天线有源化带来技术难度的提升,而射频部分的协议为基站设备商私有协议,5G天线大概率采用传统天线厂商与设备商,两者进行深度合作开发的模式。即传统天线厂商完成天线的设计、加工和组装等环节,设备商完成射频部分的设计,再由天线厂商或者设备商组装完成,天线随基站设备进入运营商产品序列的模式。

    深度合作开发模式与交付完整产品模式有巨大差异。在交付完整产品模式下,只要能够生产出基站天线产品的厂商均可以参与下游运营商招标;而在深度合作开发模式下,设备商出于各种因素考虑,不会频繁的更换合作伙伴,参与研发的天线厂商与设备商的合作关系会更加的持续与平稳。

    5G天线采用深度合作开发模式,但产品的销售形式与4G早期中国移动捆绑招标类似。从设备商的角度来看,全球设备商已经形成“4+1”格局,剔除华为,每家深度合作厂商2~3家,全球天线市场未来存在10个左右玩家相对合理;而中国市场设备商份额更加集中,将导致未来天线市场呈现向头部集中的趋势。

    5G天线产业链重构示意图

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    设备商地位提升后对天线厂商带来一定的负面影响,但随着设备商深度合作模式的展开,

    低端产能得以肃清,行业格局将进一步优化。据不完全统计,中国联通天线招标中,非全球十大天线厂商份额占比高达65%以上。5G时期,这些小厂天线份额有望被头部企业蚕食,天线市场份额有望像头部企业集中。

    当前由于市场需求收缩,供给侧竞争激烈的原因,毛利率已经处于底部区间。伴随未来市场需求逐步释放,供给收缩,毛利率具有较大向上弹性。在此过程中与设备商进行深度合作的天线厂商具备明显的竞争优势。

现金推筒子官网    天线厂商与设备商合作情况

厂商
国内市场
海外市场
华为天线
华为
华为
通宇通讯
中兴
爱立信、诺基亚、中兴
摩比发展
中兴
深度绑定中兴、诺基亚有一定合作、开始与爱立信合作
京信通信
-
爱立信

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    2、需求侧:技术路径多样,网络建设进度平稳

    天线产品完整的解决方案包括设计、研发、组装等系列环节,具有一定的技术壁垒。因此在产品生命周期的早期阶段,行业内企业能够获得较高的毛利率。

    3G/4G天线技术路径较短,这也是导致过去技术扩散后,相关的头部天线企业产业链地位迅速下降,盈利能力遭遇断崖式下跌的重要原因。例如2013年通宇通讯和华为开发出TD的电调天线,产品具有较高毛利率;然而技术在建网高峰期迅速成熟,随后开始扩散。2015年后,由于市场需求收缩,行业参与者为了争夺市场份额展开了激烈的价格战,相关企业毛利率迅速回落。

通宇通讯毛利率变化(%)

数据来源:公开资料整理

5G网络演进方向

数据来源:公开资料整理

    5G天线技术演进路径更长,决定了天线不是标准化产品,未来天线产品形态更加丰富,有利于具备研发能力的天线企业保持产业链地位,维持企业盈利能力:

现金推筒子官网    首先,与3G/4G不同,5G天线技术路径存在多种方案。5G部署频段十分丰富,中国5G当前主要集中在2。6Ghz、3。5Ghz和4。9Ghz的中低频段进行部署,采用MassiveMIMO技术方案。当前振子方面,PCB方案较为主流;滤波器方面,华为采用陶瓷介质方案,中兴、诺基亚和爱立信采用金属方案。未来5G后期高频化之后,选择性电镀方案和陶瓷滤波器方案可能更具有竞争力。仅天线振子和滤波器的组合,未来就可能衍生出四种以上方案。

天线技术方案演进

优势区域
振子方案
滤波器方案
高频(>6Ghz)选择性电镀、PCB
陶瓷介质
 
中低频(Sub-6Ghz)
PCB、金属压铸
小型钣金、金属腔体

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    其次,5G网络场景的多样性,也导致其天线形态更为丰富。当前5G需求仍然延续4G,早期网络建设要求的性能指标主要针对增强移动带宽场景。大规模机器通信和超高可靠低时延场景的应用,如工业互联网、物联网、自动驾驶等,由于其成本、硬件或者算法等多方面原因的限制,大规模爆发仍然需要时间。由于各类场景对于天线系统的性能要求不同,最后,与3G/4G不同,海内外5G建网节奏基本同步,但频谱存在巨大差异,导致天线方案更加丰富。过去国内的3G/4G建设落后于海外,在建网高峰时期,天线产品主要针对国内需求进行研发,产品相对比较单一。经历追赶之后,当前我国的5G进度基本和海外保持同步。然而海外5G选择部署频段与中国存在较大差异,例如瑞典进行700Mhz频谱拍卖,美国拍卖24Ghz和2Ghz频段。MassiveMIMO技术受限于体积尺寸等原因不再适用。天线产品将会针对更加丰富的下游需求进行研发,天线企业的产业链地位较3G/4G时期将得到明显改善。

全球网络建设节奏

主要市场
3G发牌时间
4G发牌时间
日韩
2000
2011
欧洲
2000
2009
美国
2006
2011
中国
2009
2013

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    5G时期,由于天线行业技术路径多样、天线领域的技术含量提升,行业盈利能力将告别过去断崖式下跌的情况,行业的生命周期更长。行业盈利将会更加持续。

    五、产业链区分来看,首推非华为中游

现金推筒子官网    中国国内市场,假若按照华为拿到45%份额,非华为产业链拿到55%份额进行估算,非华为产业链天线市场空间约为384亿元。,

    非华为产业链的天线厂商具有三大看点:

    其一:中游整体空间更大,并且确定性更强。参考上文所述,由于滤波器和振子存在多种技术路径,细分的市场空间更加小。相对于上游的多样性,中游整体受益程度更加确定。

    其二:非华为产业链中游天线企业更能充分受益天馈一体化趋势。与3G/4G时代比较,由于技术演进,非华为产业链中游产品附加值更高,毛利率不会重演过去产品放量后就迅速下滑的窘境。

    其三:非华为产业链市场竞争格局良好。与非华为设备商合作的天线厂商,市场份额高,技术实力强。同时均具备滤波器研发能力,能够一并受益5G滤波器数量激增带来的红利。当前滤波器选择金属方案,未来陶瓷方案有望成为主流。

    非华为产业链代表天线企业

天线企业
设备商
滤波器技术方案
通宇通讯
中兴、爱立信
传统金属腔体滤波器、钣金小型化腔体滤波器、陶瓷介质滤波器
摩比发展
中兴、诺基亚
传统金属腔体滤波器、金属介质混合滤波器
世嘉科技(波发特)
中兴
传统金属腔体滤波器、金属介质混合滤波器
京信通信
爱立信
传统金属腔体滤波器、金属介质混合滤波器、陶瓷介质滤波器

数据来源:公开资料整理

    因此非华为产业链中游企业受益天馈一体化趋势更为充分,其中,与设备商合作密切,具有向上游射频滤波领域扩张的天线厂商更具竞争优势。

    京信通信受益于爱立信在海外的份额较高,但由于海外市场情况较为复杂,无法进行量化测算。在这里仅对非华为产业链上,三家具备天馈一体化能力的厂商,参考中国市场的业务,进行利润的弹性测算。

    情景核心假设如下:

    1)未来天线产品随设备商招标进入市场,华为、中兴、爱立信、诺基亚市场份额分别为45%、35%、10%、10%;

    2)通宇、世嘉、摩比为中兴天线主要供货商,三者市场份额分别为40%、25%、15%。通宇通宇与爱立信合作开展顺利,在爱立信方面拿到40%份额,诺基亚进展稍慢给予10%的份额预测。摩比在爱立信和诺基亚合作情况相反,给予相反的市场份额预测;

    3)世嘉科技(波发特)天线业务开展稍慢,尚未进入中兴的核心供应商,给予三家设备商相同的10%的份额;

    4)摩比和世嘉科技(波发特)在中兴射频器件三家核心供应商序列,三家核心供应商合计80%份额,给予两家各27%份额,并且在爱立信和诺基亚方面参考中兴份额;

    5)通宇通讯当前滤波器收入较摩比、世嘉低,按照收入比例给予10%的份额。考虑通宇滤波器技

    术储备足(拥有钣金小型滤波器、陶瓷介质滤波器),未来有望拿到更多的份额进入设备商供货序列,给予其1。5倍的技术溢价,*标注为考虑溢价后的市场份额。

三家天线厂商情景假设

设备商
中兴
爱立信
诺基亚
市场份额
35%
10%
10%

数据来源:公开资料整理

天线业务

设备商
中兴
爱立信
诺基亚
合计
通宇占设备商份额
40%
40%
10%
-
占市场份额
14%
4%
1%
19%
摩比占设备商份额
15%
10%
40%
-
占市场份额
5.25%
1%
4%
10%
世嘉科技(波发特)占设备商份额
25%
10%
10%
-
占市场份额
3.5%
1.0%
1.0%
11%

数据来源:公开资料整理

滤波器业务

通宇
占设备商份额
10%
27%
27%
占市场份额
3.5%
2.7%
2.7%
*15%
摩比
占设备商份额
27%
27%
27%
占市场份额
9.5%
2.7%
2.7%
15%
世嘉科技(波发特)
占设备商份额
27%
27%
27%
占市场份额
9.5%
2.7%
2.7%
15%

数据来源:公开资料整理

    保守考虑运营商建网速度更加平稳,8年完成网络建设,对应此前的资本支出情景假设。参考17年通宇通讯毛利率30%,净利率约7%,考虑未来市场需求释放以及设备商合作模式推行低端产能肃清后,毛利率有望回升至35%,假设各厂商也净利率约为12%。

5G业务利润弹性测算

5G
2019E
2020E
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E
2026E
建设比例
3%
5%
10%
15%
20%
17%
15%
15%
技术升级因子
1
1
0.9
0.8
0.75
0.7
0.65
0.65

数据来源:公开资料整理

天线业务收入(亿)

5G
2019E
2020E
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E
2026E
通宇通讯
3.98
6.64
11.95
15.94
19.92
15.81
12.95
12.95
摩比发展
2.15
3.58
6.45
8.60
10.75
8.53
6.99
6.99
世嘉科技
2.25
3.76
6.76
9.02
11.27
8.94
7.33
7.33

数据来源:公开资料整理

滤波器业务收入(亿

5G
2019E
2020E
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E
2026E
通宇通讯
1.33
2.21
3.98
5.30
6.63
5.26
4.31
4.31
摩比发展
1.23
2.05
3.70
4.93
6.16
4.89
4.00
4.00
世嘉科技
1.23
2.05
3.70
4.93
6.16
4.89
4.00
4.00

数据来源:公开资料整理

合计5G收入(亿)

5G
2019E
2020E
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E
2026E
通宇通讯
5.31
8.85
15.93
21.24
26.55
21.06
17.26
17.26
摩比发展
3.38
5.64
10.14
13.53
16.91
13.41
10.99
10.99
世嘉科技
3.49
5.81
10.46
13.95
17.43
13.83
11.33
11.33

数据来源:公开资料整理

合计5G利润(亿)

5G
2019E
2020E
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E
2026E
通宇通讯
0.64
1.06
1.91
2.55
3.19
2.53
2.07
2.07
摩比发展
0.41
0.68
1.22
1.62
2.03
1.61
1.32
1.32
世嘉科技
0.42
0.70
1.26
1.67
2.09
1.66
1.36
1.36

数据来源:公开资料整理

现金推筒子官网与17年利润基数比较弹性

5G
2019E
2020E
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E
2026E
通宇通讯
56%
94%
169%
226%
282%
224%
183%
183%
摩比发展
290%
483%
870%
1159%
1449%
1150%
942%
942%
世嘉科技
161%
268%
483%
644%
805%
638%
523%
523%

数据来源:公开资料整理

利润同比增速

5G
2019E
2020E
2021E
2022E
2023E
2024E
2025E
2026E
通宇通讯
56%
68%
80%
33%
25%
-21%
-18%
0%
摩比发展
290%
67%
80%
33%
25%
-20%
-18%
0%
世嘉科技
161%
66%
80%
33%
25%
-21%
-18%
0%

数据来源:公开资料整理

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