在材料和设备领域,一批优质公司在细分领域逐渐实现国产替代,例如电子化学品领域的上海新阳,靶材领域的江丰电子,刻蚀机、PVD 设备领域的北方华创。但整体而言,材料和设备仍是国内半导体产业较为薄弱的环节。
根据国际半导体协会(SEMI)的估计,2017 年至 2020 年间,全球将有 62 座新建晶圆厂投产,而其中将有 26 座晶圆厂坐落于国内大陆地区,占到全球总数的 42%。随着以中芯国际为代表的本土晶圆代工厂快速发展,以及国内晶圆代工厂建设浪潮来临,有望直接拉动国内半导体材料和设备企业成长。
3 5G :万物互联即将到来
3.1 大势所趋,“5”所不在
4G 难以满足联网设备数量和移动流量迅速增加的需要。根据移动通信设备巨头爱立信的预测,随着物联网技术的发展,到 2022 年全球联网的设备数量将达到 290 亿个,相比 2016 年增长 81%,全球移动数据流量将超过 70 EB/月,是 2016 年年末的 8 倍。联网设备数量和移动数据流量的迅猛增长要求信道具有足够的容量和带宽,4G 通信技术难以满足要求。
此外,一些新兴的应用如 AR/VR 和无人驾驶等要求数据传输延时短(毫秒级)、安全网络和处于保密要求的应用对安全性要求高,这些 4G 通信技术都难以实现,迫切需要 5G 加以解决。5G 通信技术提供无缝高速体验、满足极高的数据传输速率和流量密度要求、支持大规模的联网设备数量,且极大地降低延时和增加可靠性。3G 和 4G 端到端延时所需的时间分别是 500 毫秒和 50 毫秒,而 5G 网络仅需 1 毫秒,延时被大幅度降低。
5G 满足物联网发展的需要,并实现高密度的娱乐和体验、更安全和智能的无人驾驶,更可靠的远程医疗等新应用。
3.2 中国地位凸显,有望引领行业发展
1G - 4G 时代中国通信技术处于落后和追赶阶段。1G 出现后,国内并未意识到通信标准的重要性,国内与国际的差距随着国外通信技术的提高而拉大,这一阶段,国内移动通信营业额每年增长 80%,但国内通信业一片空白。3G 时代,我国开始积极参与国际通信标准的制定和竞争,国内大厂华为、中兴和大唐等先后参与研发了先进通信技术,形成了国内自主知识产权。4G 时代,我国突破重大核心技术,提出且推动了 TD-LTE(4G)成为全球两大主流标准之一。长达 30 多年的时间里,中国通信技术和通信设备也逐渐实现了国产化。
5G 时代,中国大力布局,有望引领行业发展。
2013 年,工信部、发改委和科技部共同推动成立了 IMT-2020(5G)推进组。国务院和工信部等机构先后多次发布相关政策,积极开展 5G 技术的研发、标准和产业化布局,支持企业在移动互联网和物联网的 5G 创新应用,大力推进我国 5G 产业化进程。
在科研项目上,仅 2017 年工信部公布的 5G 国家重大专项课题就多达 24 个。国内企业亦积极参与,设备大厂华为和中兴依靠自身实力的积累成为 5G 的中坚力量,国内三大运营商中国电信、中国移动和中国联通也大手笔投资 5G 产业。根据相关资料,三大运营商在 5G 上的投入将达到 1800亿美元,比在 4G 上的投资增加 48%,是日本今后 7 年相关投资的 4 倍。
2020年之后,我国将继续大力投入5G领域的发展。根据第三方机构IHS的预测数据, 2020 – 2035年我国在 5G 领域的研发和资本性支出将高达 1.1 万亿美元,仅次于美国的 1.2 万亿美元,占全球总投入的比例达 24%。
中国企业已在 5G 领域走在了全球前列,多次取得了全球首次的突破,如推出业界首款 3.5GHz 频段 5G 原型基站、预商用的小型化低频样机、面向 5G 商用场景的 5G 核心网解决方案等。本月,欧洲首个 5G 预商用网络意大利 5G 网络也已落地,中兴将与意大利两家厂商一起承建。中标欧洲运营商项目,标志着中国厂商收到了欧洲主流运营商的认可。
3.3 技术的升级带来产业新机会
5G 市场规模巨大。根据信通院 2017 年的数据,如果 2020 年我国 5G 正式商用,当年的直接产出将达到 4840 亿元,2025 年和 2030 年将分别达到 3.3 万亿和 6.3 万亿,2020 - 2030 年的复合年增长率高达 29%。2020、2030 年的间接产出将分别为 1.2 万亿和 10.6 万亿。
为实现 5G 高速率、广覆盖、随时随地连接等特性,信号传输的带宽和频谱利用率都必须大力提升,5G 不仅会使用 1GHz 以下的频段,也会使用 1GHz 至 6GHz 的中频频段,以及毫米波这样的高频频段,同时需通过信号的定向传输、减小信号间干扰来提升频谱利用率。因此,新兴技术如毫米波技术、波束成形技术的突破成为关键。
在未来由 4G 到 5G 的演进过程中,射频模块需要处理的频段数量大幅增加、以及高频段信号处理难度的增加都会进一步提升射频器件复杂度,各类射频器件将更广泛地使用于 5G 新技术中,天线以及滤波器、功率放大器、开关等射频器件将迎来新的快速增长期。