天風天睿龔卿：5G新基建為下遊三類商用按下加速鍵

5G新基建作為支撐經濟社會數位化、網絡化、智能化轉型的關鍵因素，已經在過去的一年多時間裡，為我國經濟的高質量發展提供了大量的燃料，並迅速拉動著相關產業共同迸發出新鮮的活力。在5G新基建穩步推進的過程中，上遊行業的製造廠商正在率先擁抱發展紅利，而下遊的各類應用場景也將受惠於5G網絡，突破技術桎梏，逐步演進落地。

光學器件迭代應用：5G手機攝像升級與AR/VR激活

在5G通信網絡建成後，我國智慧型手機零售市場將迎來5G手機換機潮，人們迫切希望能夠享受新網絡帶來的高速體驗。

手機賽道上的投資邏輯是以整體信息接入需求和帶寬的自然增長為基礎的。雖然新冠疫情導致了2020年5G手機出貨量較預期值下降，但我們認為5G手機的銷量將在2020年底到2021年上半年5G網絡初步建成後迎來爆發性的增長，並且這一趨勢將持續3年以上。

全球智慧型手機銷量預測圖

智慧型手機現已演變為具備通訊功能的智能感知和交互終端。在實現通訊功能方面，手機事實上扮演著小基站的作用，因此，手機的革新同樣可以拉動5G新基建上遊領域中基站相關的射頻晶片、高頻高速PCB等行業的發展。與此同時，手機中智能感知和交互功能的進步將更加多元化地促進上遊產業發展。

從零件構成的角度具體來說，除了內部的晶片和電路板以外，手機最重要的兩個光學元器件是光學攝像頭和顯示屏幕。

攝像頭零組件構成

攝像頭體積雖小，其內部的組件構成卻非常複雜。其中CMOS圖像傳感器（CMOS Image Sensor，簡稱CIS）是攝像頭中最核心的元件，也是攝像頭中價值最高的構件。

CIS在攝像頭元件中的成本佔比達到52%，同時行業集中度高，CR4指標達到了86%；光學鏡頭的情況與之類似，成本較高且行業集中度較高。因此，我們重點關注在CIS晶片和光學鏡頭這兩個毛利率較高的領域中的龍頭企業。

除了手機數量增長帶來的攝像頭需求量的增長，新的技術和方案也正在應用到攝像頭領域。傳統的手機攝像頭只有2D功能，沒有景深信息，而現在3D sensing是智慧型手機創新的趨勢之一。實現3D sensing共有三種技術——雙目立體成像、結構光和ToF（Time of Flight，飛行測距法），目前應用較多的方案是結構光和ToF。

iPhoneX的結構光方案

華為P30的ToF方案

結構光和ToF的主要組件為衍射光學元器件、VCSEL雷射發射器、紅外鏡頭等。從學術原理發展的角度講，傳統光學將會向衍射光學進行演進；從應用製造的角度講，衍射光學採用半導體工藝對玻璃或者樹脂材料進行精密製造和加工，迎合了光學領域集成化、精細化的工藝趨勢並滿足了3C產品提高性能、降低成本的要求。因此我們認為，衍射光學元器件作為攝像頭的核心部分會有較大的發展。

前述結構光和ToF的主要組件除了應用於手機領域，在AR/VR領域也有很大應用空間，其未來的市場機會巨大。一段時間以來，AR/VR的概念已經炙手可熱,但沒有高速5G網絡的支撐，虛擬實境的演進相對是比較緩慢的。

虛擬實境設備出貨量及遊戲發展進度

數據來源：superdata

隨著5G網絡建設的持續推進和5G網絡穩定性的提高成熟，以及光學晶片及顯示技術的不斷發展，AR/VR會在更好的硬體與網絡支持下，延續現有的發展路徑，在遊戲和視頻領域迎來高速發展機會。

在遊戲領域，傳統的單機遊戲主要是為了滿足玩家的精神追求，在預先設定或者有少量自主性情節的情況下，提供虛擬的視頻環境和遊戲情節。網路遊戲將更多的人連接在一起，增加了遊戲中玩家的互動，提升了遊戲的體驗感。但目前，無論是PC還是主機遊戲，絕大部分仍是通過屏幕和滑鼠或手柄操作，並不能為玩家帶來真切的感官體驗。隨著網路遊戲時代的到來和技術的發展，人們更加傾向於加入能帶來真實體驗感的虛擬實境3D遊戲，這類遊戲與傳統的3D遊戲完全不同，能讓玩家在其中得到感官上的滿足和超越現實世界的全新感受。

電影《頭號玩家》中展示的VR設備和未來體感相結合的遊戲場景

目前已經出現的體感遊戲和VR遊戲將是未來發展的趨勢。在5G網絡逐步普及與用戶端設備的不斷感知化、虛擬化之後，高速高帶寬的VR遊戲視頻信號及各種體感信號將被傳送到遊戲雲端，並需要建立整套用戶實時交互、視頻傳輸以及服務端渲染的通用框架體系，「上雲」將成為遊戲行業的重要趨勢之一。未來的VR遊戲，將不再是用戶按預設情節被動加入，而會升級為用戶深度地參與遊戲的製作環節，這意味著用戶本身的感知信號和交互信息都會是遊戲的一部分，從而實現「遊戲即電影」的精彩盛況。

物聯網的實現：通訊技術革新與終端機器智能化

mMTC海量機器類通信（massive Machine Type of Communication）是5G新基建在下遊另一個重點應用領域，海量的設備通過5G網絡接入場景，達到萬物互聯的狀態。

物聯網接入的協議和標準

人際連接的需求是比較一致的，5G可以提供更高的帶寬、更快的通信、更豐富的交互來滿足人們的需求。但是，在物聯網中，設備和機器的種類各式各樣，各種應用場景千差萬別，所以「物聯」的需求非常複雜。隨之而來的是「五花八門」的物與物之間的通信協議——從無蜂窩組網的LoRa標準（遠距離無線電，Long Range Radio）和ZigBee標準（低速近距離無線傳輸）到蜂窩組網標準，在蜂窩組網內部還針對不同的帶寬和通信需求分化成NB-IoT標準（窄帶物聯網，Narrow Band Internet of Things）和eMTC標準（增強機器類通信，基於LTE演進的物聯網技術）等不同類型，物聯網的標準和協議可謂是「山頭林立」。

從國內三大運營商的投資動向看，各大運營商都建設了物聯網開放平臺。在眾多物聯網通信標準中，NB-IoT在2019年7月正式成為5G時代的候選技術方案，預計在2020年10月將被正式認定為IMT-2020標準。因此，NB-IoT是未來較為清晰可見的發展方向。

NB-IoT的特點是低功耗、低成本、廣覆蓋、強連接，符合運營商統一投資、統一關聯的大平臺特點，日常生活中常見的共享單車即採用該技術。

共享單車採用NB-IoT標準

我們認為，國內物聯網市場在5G網絡中的發展路徑和4G網絡時代的演變進程比較類似——網絡由運營商主導，而擁有客戶、具備行業解決方案的系統集成廠商和有規模門檻、有研發能力的模組廠商將會在5G物聯浪潮中取得較大的發展。此外，物聯網晶片市場會被晶片及模組的龍頭企業關注，因此具有超低功耗或者具有特定行業機器互聯通信能力和應用模式解決方案的物聯網晶片研發企業能夠獲得一定的市場空間。

除了上述支持物聯網運作的數位化技術領域的革新機會，5G為物聯網中看得見摸得著的應用端提供了切實落地和提速發展的條件。許多物聯網行業應用，如水電燃氣領域的智能抄表、工業生產中的智慧工廠、智能家居等，已經在2G、4G的傳統信息自動化領域有過應用，但未能實現大規模的發展，其主要原因是缺乏一張統一的、有基礎通信標準的網絡。在傳統的信息自動化領域，各種工業傳感器自帶有線和無線的組網標準，廠家往往採用私有協議進行互聯，而4G及之前的統一通信網絡，沒有為物聯網單獨規劃相應的頻率和處理機制，導致物聯網和普通通信的不同需求混在一起而相互影響，造成了網絡和終端不斷通信、終端耗電大等層出不窮的問題。現階段，5G網絡已經單獨為物聯網規劃出了mMTC，這將會極大的推動物聯網的相對統一和發展。

AGV智慧機器人在倉儲物流中的應用

以AGV智能搬運機器人（Automated Guided Vehicle）為例，目前AGV小車的引導方式包括電磁感應、超聲波、紅外、雷射、圖像識別等多種形式，但其控制系統，即算法，仍是通過宏觀設定和規劃完成的。未來，當AGV小車之間能完成主動的互相通信之後，AGV小車之間的算法可能就會變成類似於螞蟻族群的聯通方式，通過自主溝通和互動來設計行動路線。那麼，整個工業自動化的面貌將會發生翻天覆地的巨變，從由「人」來規劃需求和實現方案變為由「人」來規劃需求而由「機器」通過物聯網自主規劃實現路徑—— 「機」工智能將由此達成。

URLLC實時應用：工業自動化與自動駕駛的未來

URLLC高可靠低延時通信（Ultra-relaible and Low Latency Communication）是5G的另一大應用方向。理想狀態下，我們希望所有的通信都具備高可靠和低延時特徵，但無線環境的複雜性和不穩定性、帶寬和終端的能耗限制都使得通訊無法達到理想狀態。因此，URLLC很大程度上只能承載5G網絡中比較高端、能為客戶帶來最大價值的應用。

從標準的角度來看，2020年7月3日，國際標準組織3GPP剛剛宣布R16標準凍結，標誌5G第一個演進版本標準的完成，R16版本進一步研究了URLLC，主要包括了面向工業物聯網應用、面向車聯網應用等方面的內容。

R16標準加速5G在各行各業的應用

現階段，在5G新基建的前期，具備先進研發能力的企業將率先進行研發儲備和實驗性質的測試；而基於5G的自動駕駛和工業自動化等下遊行業的應用，大致將在5G網絡大規模部署的後期得以進一步落地，屆時才會有較為成熟的應用案例出現。

圍繞自動駕駛概念的研發熱度一直很高，但由於涉及道路與人身安全，自動駕駛的大規模商用尚需較長時間。而工業自動化領域由於安全性要求相對適中，在URLLC方面可能存在較快的商用機會，因此，我們認為，結合了工業機器人和工業物聯網的工業自動化技術，將會在較短的時期內，藉助5G URLLC網絡，邁上走向跨越式發展的徵途。

工業自動化場景

工業自動化市場已經存在多年，但非常分散。隨著5G新基建進程的逐步深入，原有工業自動化市場中的企業將對其技術方案進行全面轉型與升級，這需要企業對行業有深刻的理解，並有能力將5G網絡技術的優勢融合到更先進的自動化控制系統之中，從而通過更高效的自動化手段為產業培育出更大的價值。

我們認為，在大型的工業領域，如電力、石油、化工、礦山、冶煉、汽車、家電等行業，具備自動化集成能力的公司有望抓住5G技術演進帶來的升級機會，贏得市場規模和自身體量的雙重增長。在其他細分領域，未來也將產生一定機會，工業自動化企業需要緊跟5G標準發展的步伐，錘鍊技術，儲備人才，做好積累。

在自動駕駛領域，傳統車廠和造車新勢力之間的競爭格局尚需觀察，只有更好地將車輛駕駛及控制與5G網絡結合，尤其是實現車載傳感器及攝像系統與5G網絡的深度結合，才能在市場競爭中脫穎而出。

車聯網技術的應用場景

5G與V2X車聯網技術（Vehicle to Everything）的融合，將會推動智慧交通快速進化。未來，自動道路規劃和自動駕駛將會隨著各個國家法規的不斷完善、各類標準的不斷升級以及5G網絡的不斷成熟而最終落地。我們認為，在這場充滿可能性的演進之中，車廠仍然是行業中的核心主導力量，傳感器晶片廠商、通信網絡廠家和車聯網企業的業務範圍將互相滲透，進而為車廠提供整體化的解決方案。

技術的進步與終端應用的升級密不可分，甚至互為補益——5G換機潮為光學器件的應用提供了機會，而光學器件的迭代與應用將同時促成手機攝像升級與AR/VR激活；5G網絡與通訊協議的完善為物聯網發展解決痛點，而未來智能終端將成為物聯網真正落地的觸角；URLLC技術讓依賴於實時信號的應用更具可能性，工業自動化與自動駕駛等場景的演進節奏即將按下加速鍵……

5G推動著上遊行業去實現一個又一個的技術突破，進而為下遊行業各類應用場景提供著不可或缺的基礎支持，5G時代變革的軌跡不僅僅穿行在無數的工廠中，也悄然走進了千家萬戶觸手可及的視野裡。過去被科幻小說描繪的場景，可能正在變為現實。5G將進一步實現網絡世界與物理世界的融合，也將推動著城市的重新定義。

回看4G時代，微信成為顛覆通訊業務的低成本工具，支付寶實現了全民不帶錢包出門的盛景，我們在回家路上叫外賣，開車用手機導航，隨手發個抖音……這似乎已經成為我們習以為常的生活，而這一切都曾是我們在3G時代看著屏幕上不停轉的小圓圈時，所不曾設想的可能。「未知遠大於已知」，我們期待在5G的顛覆下的新一輪改變。在這場由技術引領的變革中，更多的應用將會產生，更多的產業將會重塑。我們期待擁抱變革，更期待發現應運而生的新的商業機遇。

註：文章僅為作者個人觀點，不代表公司立場，不涉及任何投資建議。市場有風險，投資需謹慎。

作者介紹：

龔卿，天風天睿戰略新興投資部副總經理

畢業於武漢大學電子工程專業，擁有12年通信行業經驗，熟悉通信網絡建設及電子行業規律。擁有5年中早期投資從業經歷，對光通信、雷射、新能源、新材料等領域有比較豐富的投研經驗，了解醫療行業。參與投資的重點項目有：翔豐華、路德環境、宏韌科技等。