信息科技产业前瞻：5G、半导体、物联 、人工智能行业深度分析

1、短期困境，前途光明，破晓在即

1.1、2018年回顾:煎熬

1.1.1、经营情况:收入同比增速下滑，净利润负增长

受到贸易摩擦、宏观经济下行、创新乏力等内外部因素的影响，电子行业 2018 年前三季度的业绩承受较大的压力。使用申万电子行业分类，根据 Wind 数据，电子行业在 2018 年前三个季度的营业收入同比增速分别为12.29%、 13.40%和 24.80%，相比上年同期出现了较大幅度的下滑。从净利润来看，电 子行业在 2018 年前三个季度的净利润同比增速分别为 7.13%、-12.86%、 -7.38%，也是出现了较大幅度的下滑。

反映到细分行业上，过去十年最为重要的智能手机行业也在 2018 年出现了出货量的同比负增长。根据 IDC 的数据，2018 年前三季度全球智能手机出货量 分别为 3.34亿、3.42 亿、3.55 亿部，分别同比下滑2.92%、1.78%和 4.80%。

1.2、短期困境:“三座大山”

中国大陆电子产业当下处境如何?可以用“三座大山”形容:第一座是中 美贸易摩擦。中美贸易摩擦直指中国制造 2025，会不会产生当年美日贸易摩擦 对日本电子产业那样致命打击的影响，值得我们深入探讨;第二座是智能手机 饱和。智能手机是电子产业代表性产品，是中国过去电子黄金十年发展驱动力， 渗透率饱和情况下的电子产业如何寻找新的增长动力;第三座是代工属性强， 缺乏核心技术。这是一个对产业长远影响的因素，中国大陆已经崛起不少模组 厂商，但仍然缺乏核心技术，产业链话语权较弱。

1.2.1、中美贸易摩擦:高端化发展受阻，且成本被迫推升

中美贸易摩擦对中国大陆电子产业的影响是深远的，美国一方面对中国 增加关税，另一方面还企图打击中国高科技行业。2018 年 3 月中美贸易摩 擦加剧，美国毫不掩饰地打击中国科技产业，意在阻止“中国制造 2025” 战略。2018 年 4 月，美国宣布对中兴通讯执行7年禁令(美国政府在未来 7 年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品)，由于中兴通讯设备中的25% ~30%核心部件采购来自于美国，美国对中兴通讯的禁令一度让公司陷入休 克，无法正常经营。2018年 10 月，美国商务部宣布对福建晋华集成电路有 限公司实施禁售令，禁止美国企业向后者出售技术和产品，称福建晋华涉及 违反美国国家安全利益的行为，给美国带来了严重风险。美国对福建晋华的 禁令使得美国半导体设备供应商如泛林半导体，应用材料等停止技术支持， 福建晋华的运营生产也因此受阻。无论中兴通讯事件还是福建晋华事件，反 映了美国重点打击中国科技产业。

中美贸易摩擦对中国电子产业影响究竟有几何?第一，惩罚性关税推升 了产品成本，对美国出口压力加大。根据对 A 股电子行业(SW 划分，219 家)上市公司统计，2017 年 A 股电子行业总收入9593.8亿元，归属母公司 扣非后净利润为 441.3 亿元，净利率约为 4.6%。第二，限制出口以封锁中 国电子科技技术，当前中国电子产品的部分关键零部件(特别是集成电路) 依赖美国，限制出口对中国电子厂商的目前经营造成直接性的破坏，中兴通 讯就是典型案例。以集成电路为例，集成电路是最典型的高科技含量的产品， 美国一直对中国实施压制。中国企业在 DRAM、NAND、CPU、GPU、FPGA、 ADC/DAC 等高端芯片几乎是空白，全部被海外厂商垄断，特别是美国厂商。 如果美国限制集成电路出口以技术封锁，对美国厂商而言是“发展”的问题， 对中国电子厂商而言则是“生存”的问题。2018 年发生的中兴通讯事件、 福建晋华事件就是最好的见证。我们也看到，美国也针对中国大陆这一技术 现状出台了技术出口管制的措施，2018 年 11 月，美国商务部工业安全署出 台了一份针对关键技术和产品的出口管制草案，提及的关键技术领域包括生 物技术，人工智能，定位导航技术、微处理器等 14 项。第三，限制投资将 对中国电子产业造成长远的影响。过去多年，美国科技企业在中国的投资建 设确实对中国的科技技术、工艺有较大的提升作用，也帮助中国培养一批实 用的科技人才。限制在华投资确实对中国电子产业整体生态造成影响。

1.2.2、智能手机饱和:增长动能褪去，市场红利消失

全球智能手机行业从成长期进入成熟期，电子行业增长主动能消失。 iPhone 开启了功能机向智能手机迈进的新时代，第一代 iPhone 于 2007 年 发布，开始引起全市场对手机新形态的重视，第四代iPhone4于 2010 年发 布，炫酷的外表、极致的体验迅速引发智能手机革命。自 2010 年以来，智 能手机行业迅速增长，出货量逐年攀升，苹果、三星、华为、小米、OPPO、 VIVO 等品牌在此红利期内脱颖而出并稳占国内、国际市场。在2010-2016年期间，全球智能手机出货量复合年增长 GAGR=35.6%，处于高速增长期。 进入 2017 后，智能手机出货量出现了拐点，2017 年全球智能手机出货量为 14.62 亿部，同比下跌 0.6%;中国出货量为 4.59 亿部，同比下跌4.0%。与 此同时，IDC 预测 2018 年全球智能手机出货量将继续下滑 0.5%左右，达到 14.55 亿部;中国市场上半年表现欠佳，出货量同比下滑 11%。

智能手机增长动能消失，意味着中国电子产业的市场红利消失。过去十年， 智能手机市场快速成长，整个市场蛋糕快速做大，而中国大陆又是全球智能手 机生产基地，很多大陆电子厂商正是依赖这一波市场红利得以做大做强。过去 十年，由于产业转移过程中的中国大陆厂商逐步完成学习曲线，掌握了关键零 部件的研发、生产与制造，形成对海外厂商的替代。以天线为例，以前手机天 线厂商主要为安费诺、泰科、Molex等国外厂商为主，而今手机天线主要供应 商以信维通信、立讯精密、瑞声科技等大陆厂商为主。

在过去这黄金十年，市场红利阶段的赚钱效应比较明显。所以，过去十年， 很多抓住了智能手机风口。这时候，市场对企业自身的管理要求也没有那么苛 刻，粗放式的经营就能获得不少订单和利润。而时至今日，全球智能手机渗透 率饱和，增长乏力甚至开始下滑，市场红利消失，风停了，就会发现并不是所 有的“猪”都会飞。智能手机整体市场蛋糕不再扩大，参与者开始互相切入对 方领域以赢取更多的订单，竞争变得惨烈，只有内功深厚的企业才能在后市场 红利阶段取得更长远的发展。

1.2.3、代工属性较强:缺失核心技术，代工属性强，“世界工厂” 地位没有根本变化，处于价值链末端

站在当前时点，我们从微笑曲线看中国电子产业:微笑曲线右边是下游 终端厂商，终端品牌已经涌现了智能手机的 HOV(华为、OPPO、vivo)、 笔记本的联想、电视机的海信、空调的格力美的等等。微笑曲线的中间是中 游模组厂商，它们代工属性较强，面板的京东方、深天马，触摸屏的欧菲科 技，射频天线的信维通信，声学器件的瑞声科技、歌尔声学，玻璃盖板的伯 恩光学、蓝思科技，连接器件的立讯精密，电池器件的ATL、德赛电池、欣 旺达，等等，它们均在各自细分零组件领域做到全球领先。微笑曲线的左边 是电子材料及设备，它们技术要求高，主要被日韩美垄断，国内处于相对弱 势地位。

iPhone是电子产品的典范，我们从 iPhone 产品利润分配一窥全球各地供应格局。根据美国加州大学和雪城大学的 3 位教授合作撰写的研究 告《捕 捉苹果全球供应 络利润》中针对 2010 年 iPhone 手机利润在世界各个国家/地区分配状况的研究成果，苹果公司每卖出一部 iPhone，便独享其中近六 成的利润;排在第二的是塑胶、金属等原物料供应国，占去了21.9%;作为 屏幕、电子元件主要供应商的韩国，也仅分得了iPhone利润的 4.7%;至于 中国大陆，则只是通过劳工获得了其中1.8%的利润份额，凸显了价值链不 同环节的利润分成差异巨大。虽然这是 2012 年的学术研究 告，但时至今 日，苹果 iPhone 在智能手机的地位暂无法撼动，苹果全球供应链的利润分 成也大致如此。附加值高、产业链话语权的供应国/供应商始终处在利润中心 区域。从中国大陆的劳工仅获得 1.8%的利润值就可以看出，低端锁定让大 陆始终处于利润分配的末端。

1.3、前途光明:大陆产业优势明显，破晓在即，突破在 核心技术与科技新方向

1.3.1、产业优势:市场优势、品牌优势、供应链配套优势、市场嗅 觉

尽管当前中国大陆产业确实存在上游关键技术缺失、中游模组代工属性较 强的特点，但是拥有市场、成本、品牌终端、供应链配套等多项优势，给予了 中国大陆长期发展的战略空间。

第一，内需庞大是中国大陆最直接的优势。从人口数量角度来看，截至 2017 年末，中国大陆总人口约 13.90 亿人，日本总人口约 1.27 亿人，台湾地区总人 口约 0.23 亿人，人口数量的差距是最直接的内需体现。中国大陆的中产收入群 体消费崛起是科技电子产品的内需保障，根据贝恩咨询的预测，我国的中等收 入群体数量在未来 10年内将有大幅增长，中国中等收入家庭将在 2020 年达 到 2.24 亿户，在2030年将达到 5.46 亿户。以苹果为例，苹果作为一个全 球化的美国企业，2017 财年营业收入为 2292.34 亿美元，其中大中华区(主 要是中国大陆)的销售额为 447.64 亿美元，占比为 19.53%，足见中国大陆 强劲的市场需求。

第二，品牌优势，已建立了国际竞争力品牌，利于培育本土产业链。全球 电子产品市场多年来一直主要被世界著名跨国品牌占据，这些品牌以欧美日韩 为主，通用电气、IBM、DELL、HP、摩托罗拉、苹果、SONY、东芝、日立、 西门子、诺基亚、三星、LG等等是其中的优秀代表。二十一世纪之后，中国 品牌企业开始追赶，最早以联想为代表，先后进入PC和手机市场， 2013 年 联想 PC 业务全球市场份额首次位列全球第一。进入智能手机时代，中国智能 手机品牌也快速崛起，根据 Counterpoint Research 数据，2017 年全球智能手 机出货量 15.50 亿台，其中中国四个手机头部品牌华为、OPPO、VIVO、小米 出货量分别为 1.53 亿台、1.21 亿台、1 亿台、0.96 亿台，合计 4.7 亿台，占全 球整体出货份额为 30.3%。除了笔记本、智能手机，空调的格力/美的、电视机 的海信/TCL、冰箱的海尔都是全球顶尖的电子产品品牌。优秀的产品需要优秀 的供应链配套，随着中国电子品牌对产品质量、用户体验的要求不断提高，也 倒逼着本土供应链提升配套能力，进一步壮大电子产业实力。

第三，供应链配套优势，大陆仍是当下电子制造业最好的选择。当前中国 大陆的产品供应链配套优势十分明显，任何一个电子产品只要有设计图纸，大 陆的厂商可以在几个星期之内将它制作成产品，并能实现规模化生产。这种快 速响应能力和规模生产能力是当下电子产品快速推向市场的保障，是中国大陆 电子产业供应链配套优势的完美展现，也让中国大陆所生产的电子产品的综合 成本较低。中国大陆电子产业供应链配套优势具体体现在两个方面:一是产业 集群效应凸显，可以一地实现全产业链生产;二是工程师红利。

第四，市场嗅觉灵敏，不拘泥老产品，顺应产品浪潮。市场嗅觉是一个地 区活力的体现，科技产业的发展更需要市场嗅觉。硅谷是世界上科技活力最强 的地区，硅谷并没有发明什么，硅谷没有发明晶体管、集成电路、个人电脑、 互联 、搜索引擎、智能手机，但是硅谷使这些技术迅速传播。硅谷有着独特 的市场嗅觉，能迅速理解一项发明对于 会的可能的颠覆前景，并从中造就出 伟大的企业。中国大陆同样是一个极具市场嗅觉的地区，根据 CB Insights 发布的2018年《全球科技中心 告》，在全球范围遴选了 25 座城市作为「全球科 技中心」，中国的北京和上海入选。北京在孵化科技公司方面表现突出，自从 2012 年以来，六年间一共诞生了包括小米、滴滴、美团等 29 家独角兽公司， 在全球位列第二，在亚洲地区则遥遥领先;上海的表现仅次于北京，同样涌现 出了陆金所、饿了么、拼多多等科技新秀。无论是北京还是上海，科技独角兽 的不断涌现充分体现了中国大陆创业者极具敏感的市场嗅觉。

因此，虽然当前中国电子产业遇到“三座大山”，但是中国电子产业优势 仍旧十分明显，我们对电子产业的未来发展保持乐观，产业的前途光明。那么 电子产业未来的发展方向在哪?机会在哪?我们结合当前大陆电子产业困境， 认为未来电子产业必须强化自身技术，并加强精细化管理，才能在竞争中赢取 出路。毋庸置疑，突破产业上游环节(半导体、元件/材料、关键设备等)，才 能有技术话语权，一方面突破电子上游环节，例如半导体、元件/材料、关键设 备等，掌握技术话语权;另一方面中游模组厂商向上延伸，垂直一体化整合， 打造核心零组件。其次，顺应科技潮流，把握 5G、IOT 的机会才能获取增量空 间。

1.3.2、突破机会:5G、半导体、IOT

5G:5G 已来，2019 年商用落地，2019 年成为全球5G的元年。根据 IMT-2020(5G)推进组公布的我国 5G 进度，目前 NSA(非独立组 )已经 全部测试完毕，包括华为、中兴、中国信科集团都完成了 3.5/4.9GHz 频段的测 试内容，SA(独立组 )测试也过半，一旦全部测试完毕，频谱确定以及牌照 发放也将加速落地。频谱已经在 2018 年 12 月确定，牌照有望在2019年上半 年进行发放，商用时间在 2019 年下半年至 2020 年年初。5G 商用将带来基站 端和接收端大升级，基站端的基站天线、PCB 板、接收端的天线、射频前端、 基带芯片都会发生大变化。

半导体:我们一直持续推荐半导体行业，从行业的景气度、大基金支持、 贸易摩擦影响、国家税收政策、自主可控重要性、建厂逻辑等多个角度论证半 导体的发展逻辑。我们认为，2018 年 4 月份的中兴事件敲响了芯片自主可控的 警钟，引起了全 会极大的反思与重视，中国大陆半导体进入了加速发展的通 道。投资半导体需要把握两个方面:一是重点突出，另外一个是突破稀缺。在 重点突出方面，当前中国半导体的发展重点应该在存储芯片和制造环节，掌握 了存储芯片才能实现信息的自主可控，掌握了制造环节才能扼住咽喉。关注标 的包括兆易创新、北方华创、中芯国际(光大海外组覆盖)。在突破稀缺方面， 重点关注细分领域的龙头，他们最有希望实现弯道超车。关注标的包括圣邦股 份、扬杰科技等。

IOT:5G 的商用，随之而来的就是IOT的发展，其发展也将进入新阶段， 智能可穿戴设备、智能家电、智能 联汽车、智能机器人等数以万亿计的新设 备将接入 络，形成海量数据，应用呈现爆发性增长，且应用场景也全面升级。 AI 人工智能将在IOT中扮演重要角色，它作为新一轮科技革命和产业变革的 核心力量，将重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节，形成从宏观 到微观各领域的智能化新需求，催生新技术、新产品、新产业，引发经济结 构重大变革，推动产业转型升级、实现生产力的新跃升。此外，5G也将大 大促进智能汽车的发展，其带来的结果是汽车电子含量显著提升，主要来自于两方面:一是电动化带来功率半导体、MCU、传感器等增加;二是智能化 和 联化带来车载摄像头、雷达、芯片等增加。

2、5G:2019 年成为元年，从基站到终端全面升级

2.1、2019年成为 5G元年，通信关键能力大幅提升

2.1.1、5G 使用多项新技术，通信关键能力大幅提升

5G 指移动通信系统第五代，是 4G 的延伸，意味着有更快的反应和能承 载更大的传输流量。移动互联 自 80 年代中期第一代移动通信技术(1G)诞 生以来，至今已发展到第4 代(4G)。

第一代 1G 采用模拟技术频分多址(FDMA)，仅能提供基本通话功能， 速率为 2.4Kbps;上世纪 90 年代初第二代 2G 采用数字调制传输技术时分多 址(TDMA)，通话更清晰且增加了数据传输服务，速率为9.6Kbps –384Kbps; 21 世纪初第三代3G以码分多址(CDMA)技术为特征，速率静止时大于2Mbps，移动时大于 384Kbps，高传输速度使移动用户上升，成就移动互联 ; 2010 年第四代 4G 以正交频分多址( OFDMA)技术为核心，其通信速率大大 提高达到静止时大于 1Gbps，移动时大于 100Mbps，带来高清视频和图片，互 联 得以快速发展。

到了第五代5G 移动通信时代，预计将提供比现有4G 快100 倍的传输速 度，达到 10-100Gbps，极大推动物联 、车联 、工业等领域的发展。

根据规划，高速率、大连接、低时延将是 5G 的显著特征，具体性能需要 达到:1)支持 0.1-1Gbps 的用户使用速率;2)单位平方公里连接数量达到 百万级;3)毫秒级的端到端时延;4)满足超过500公里时速状态下的通信;

5)峰值速率需要达到10Gbps;6)单位平方公里内的流量密度需要达到30Tbps。

为了达到上述高标准，5G 需要使用一系列新技术，主要包括毫米波通信、 小基站技术、MassiveMIMO 与波束成形技术、新型多载波技术、SND与NFV 技术等。

关键技术之一:毫米波通信

根据国际电信联盟的专家预测，将来有可能使用 30-60GHz 甚至更高的频 段。 根据通信原理，载波频率越高，可实现带宽越大(意味着传输速度越快)， 以国际已开始试验的 28GHz 频段为例，根据波长等于光速除以频率，该频段 的波长大约为10.7mm，即毫米波。30GHz 以上的频段，其波长会更短，即更 短的毫米波。电磁波有个显著特点，频率越高(波长越短)越趋近于直线传播(绕线能力越差)，且衰减越严重。因此，5G 使用高频段会使其覆盖能力大 大减弱。

关键技术之二:微基站技术

正因高频电磁波衰减严重，在有遮挡物时尤其明显，传播距离更短，为了 信 的稳定性和连续性，对基站的需求将远远大于4G。小基站相对于宏基站， 一个宏基站可以覆盖一大片区域，小基站体积小，数量多，可以随处安装灵活 布局，未来甚至可能隐藏于街角各个角落，完全融入人们的生活，满足各类场 景需求。

关键技术之三:Massive MIMO 与波束成形技术

MIMO(Multiple Input Multiple Output)即多输入多输出，通过布置天线阵 列，使每一对天线可以独立传送信息实现基站与通讯设备间的信息传输。在发 射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线(现成熟技术如2*2MIMO和 4*4MIMO)，在不额外占据频谱资源的情况下提高信道容量，达到有效利用。 传统MIMO系统仅支持8 个天线端口，Massive MIMO 系统中，基站配置的 天线将会是几百甚至几千根，对目标接收机调制各自的波束，信 隔离互不干 扰，充分发挥了系统的空间自由度，大大提高频谱利用效率。

波束成形技术是MIMO 的一种应用形式，指能够使一个频段内用户在互不 干扰的情况下同时传输数据，达到在接收端的信 叠加，从而提高接收信 强 度的目的。该技术使能量可以集中到用户，向其他方向扩散，建立可靠连接。

关键技术之四:新型多载波技术

载波，是指载有数据的特定频率的无线电波。多载波即是采用多个载波信 (将信道分成若干正交子信道)，将需要传输的数据信 转换成并行的低速子数 据流，然后调制到在每个子信道上进行传输。采用多载波技术主要是为了配合 大规模MIMO 技术，其具有频谱效率高、灵活性强以及复杂度低等特点。

所谓载波聚合，就是同时利用多个分散的载波传输数据，使得总频谱宽度 大幅提升，从而显著提升带宽的方案。4G 中它的应用可以使2-5 个LTE 中的 成员载波(带宽小，通常为 20M)聚合在一起，实现最大100MHz的传输带 宽。

关键技术之五:SDN与NFV技术

SDN和 NFV 是新型 络创新架构，两者相辅相成，共同帮助实现智能化的通信 络，被普遍认为是 5G 络的核心技术。

SDN和 NFV 技术是为了解决传统核心 过度耦合的问题而产生的。传统核心 在控制平面和用户平面、硬件和软件两方面存在耦合，这种耦合给传统核心 带来了一下三个方面的限制:1)由于功能方面非常耦合，这使得功能的实现严重依赖于物理硬件，很多物理硬件建立在专用的设备之上;2)随着终端 类型和数量以及服务类型越来越多，很难为传统核心 拓展新的功能和服务， 并且无法高效地分配资源;3) 络不断扩充变得臃肿，用户服务质量不断降低。

SDN，即软件定义 络(Software Defined Network)，是一种新型 络创新 架构其核心思想是将 络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了 络流 量的灵活控制，使 络变得更加智能。SDN 的核心技术OpenFlow，一方面将 络控制面板从数据面中分离出来，另一方面开放可编程借口，从而实现 络 流量的灵活控制及 络功能的“软件定义”，有利于通过 络控制平台从全局 视角来感知和调度 络资源，实现 络连接的可编程化。

NFV，即 络功能虚拟化，Network Function Virtualization。通过使用 x86 等通用性硬件以及虚拟化技术，来承载专用硬件的软件功能。

NFV能起到降低硬件成本、缩短传统运营商的创新周期、快速地扩展或者 缩小服务容量的作用等。NFV 能带来的益处主要包括以下三点:一、降低硬件 成本。引入 NFV 后服务的更新表现为虚拟软件的更新而非硬件设备的更新， 硬件设备的使用寿命不影响 元功能的使用周期;二、缩短传统运营商的创新 周期，加快业务推向市场的速度。NFV 使得通信业务的创新和推广市场的方式， 由传统的硬件开发集成变为软件开发，开发人员门槛大大降低，开发集成和部 署的速度明显加快;三、快速地扩展或缩小服务容量的能力。传统通信 固定 元部署方式和“ 潮汐效应” 用户量要求存在矛盾，而NFV可以为运营商业务 部署带来极大的灵活性，动态调整在线服务的 元数量。

2.1.2、标准与频谱即将确定，2019 将成 5G 商用元年

标准确定是 5G 商用的前提， R15 是规范消费级基本架构的标准，在完 成 R15标准制定之后，5G 就将开始进入正式商用。

全球 R15 标准制定可以分为两步走:第一步已于 2017 年年底完成，其 标志性事件为非独立组 标准的冻结。第二步以独立组 标准冻结而宣告结 束。前两步完成之后，5G 国际标准的大部分内容已经确定，同时产业链的 相关方可以进行 5G 商用设备的研发定型和生产。

标准制定之后就将进入频谱分配阶段，我国在初期主要使用中频段。 2017 年 11 月工信部发布5G系统在 3000~500MHz 频段(中频段)内的使 用规划，明确了 3300~3400MHz(原则上限室内使用)、3400~3600MHz 和 4800~5000MHz频段作为 5G 系统的工作频段。

在具体频谱分配方案方面，根据工信部的规划，预计中国电信和中国联 通方面将分别拿到 3.4GHz~3.5GHz的 100MHz 带宽和 3.5~3.6GHz 的100MHz带宽。对于中国移动而言，中国移动将会被新分配到 2.6GHz 频点 附近 100MHz 带宽以及4.8GHz频点附近频段。

在完成标准制定和频谱分配之后，5G 就将进入商用阶段。我们预计 5G 通信牌照有望在 2019 年上半年完成发放，正式开始进入商用阶段。根据规 划，中国移动将在 2018年完成外场测试，2019 年开始预商用;中国联通将 在 2019 年完成 5G 外场测试并开始预商用;中国电信将在 2019 年开始试点 商用部署。

2.2、基站端:天线、PCB 等硬件大升级

2.2.1、基站天线:更系统化复杂化，制造工艺变化明显

基站天线是通信信 收发的关键设备，通常来讲主要由四个部分构成: 保护内部组件的天线罩、用来发射信 的辐射单元(天线振子)、作为底板 以及反射辐射信 的反射板、用来功率分配的馈电 络。从 1G 时代的全向 天线，到 2G 时代的定向天线，再到3G时代的多频段天线，再到 4G 时代 的 MIMO 天线，基站天线技术一直在不断演进。整体而言，基站天线的演进 过程就是从单个阵列的天线，到多阵列再到多单元;从无源到有源的系统; 从简单的MIMO到大规模 MIMO 系统;从简单固定的波束到多波束。到了 5G 时代，因为 5G 通信使用了更高频段、并采用高阶MIMO、BeamForming 技术，这就导致无论是宏基站还是微基站天线都将进一步出现明显技术升 级。从目前可见的发展趋势上看，基站天线呈现了两大明显的趋势:第一， 从无源天线到有源天线系统。第二个趋势是天线设计的系统化和复杂化。

从无源天线到有源天线系统:传统的天线都是无源天线，本质是一个金属体。有源天线实在传统的天线中增加有源器件，最为普遍的做法是在天线 上增加放大器，可以有效增大输入阻抗、降低谐振频率从而达到展宽频带、 增加接收灵敏度的目的。有源天线基站在有源天线概念进行了扩展，在天线 部分加入 RRU(Remote Radio Unit ，远端射频模块)部分，将整个 RRU 集成到天线中，放置于塔架上，通过CPR(I
CommonPublicRadioInterface，通用公共无线电接口)与 BBU(Building Baseband Unit，室内基带处理单 元)连接。

基站天线设计的系统化和复杂化:5G 通信典型的技术就是大规模天线 阵列、超密集组 、新型多址和全频谱接入等，这些都对天线提出了很高的 要求，它会涉及到整个系统以及互相兼容的问题，在这种情况下天线技术已 经超越了元器件的概念，逐渐进入了系统的设计。与此同时，基站天线自身 也更加复杂化，5G 基站天线需采用 Massive MIMO 技术，其关键在于波束 成形、导频干扰问题解决等。波束成形是 MIMO 的关键技术，通过这一技术， 发射能量可以汇集到用户所在位置，而不向其他方向扩散，并且基站可以通 过监测用户的信 ，对其进行实时跟踪，使最佳发射方向跟随用户的移动， 保证在任何时候手机接收点的电磁波信 都处于叠加状态。如果说4G时代 的天线如同传统灯泡，那 5G 天线就如同手电筒，因为 5G 工作于中高频段， 信 更加容易衰减，因此需要采用波束成形(BeamForming)的办法。即使 用整列天线系统控制每一个独立天线振子的发射(或接收)信 的相位和信 幅度，以便产生多束具有高度指向性的波束，这样会使能量更加集中，提 升天线传输增益，以便补偿传播过程中的损耗。此外，因为天线的尺寸与其 所工作的频率成正比，因此5G使用波长更短的高频通信将使天线越来越小。

基站天线从无源到有源，且更加系统化复杂化，对于生产基站天线厂商 来说就是制造工艺升级，难度将变大。一般来讲，4G 时代的基站天线主要是定向天线(辐射角度固定)，天线振子被固定在反射板上，反射板把辐射 控制到单侧方向，构成扇形区域覆盖天线。在 5G 时代天线主要变化在振子 上，其余部件并无大的改进。对于天线振子，从目前技术实现来看，改性塑 料+LDS 工艺，这种实现方式与传统手机终端手机工艺相似，它使用改性塑 料作为衬底，在此基础上使用 LDS 激光镭射雕刻电路在上方，形成天线振 子。这种实现方式的天线振子通信性能好，体积与重量较小，成本也相对较 低，有望成为未来5G整列天线主流方案。

2.2.2、通信 PCB:高频高速成标配，5G 带来量价齐升

通信是 PCB 最主要的下游应用领域，根据Prismark的数据，2017 年 通信占到了 PCB 总产值的 27.30%，是第一大 PCB 下游应用领域。PCB 在 无线 、传输 、数据通信和固 宽带等各方面均有广泛的应用，并且通常 是背板、高频高速板、多层板等附加值较高的产品。在基站端，PCB 作为最 基础的连接装置将被广泛使用。首先 5G 基站的天线阵子需要使用 PCB 作为 连接;其次 5G 基站的滤波器等元器件将大幅增加，需要使用一块单独的PCB来连接这些元器件;最后 5G 基站的 CU/DU 等部分也需要使用PCB。这些 变化将带来 PCB 用量的增加。

除了用量的增加，由于 5G 使用了一系列新技术，所以会带来 PCB 技术 复杂度的提升，带来价值量的大幅增加。首先是 PCB 层数会得到大幅提升。 从 4G 到5G，由于通信频段的大幅增加，通信信道数量会大幅增加，4G 通 常为 16 个信道，而 5G 会达到 128 甚至 196 个信道。信道的增加需要 PCB 拥有更为复杂的电路结构，将使得PCB层数从 12 层上升至 20 层左右。层 数的增加意味着制造难度的增加，价值量和利润率都将得到提升。除了天线， 在 OTN 中的单板和背板层数也将大幅增加，单板层数将从 4G 的 18-20 层增加值5G的 20-30 层，背板层数将从 4G 的30-40层增加至 5G 的 40-50 层。其次是PCB的板材用料需要使用高频高速板，带来价值量的大幅提升。 与信 传输性能相关的两个指标为介电常数Dk和介质损耗 Df。Dk 决定了 信 传输速度，Df则决定了信 传输的损耗。目前常用的 PCB 板材为 FR-4， 其 Dk 为 4.2-4.7，Df 超过 0.01，在高速高频电路中损耗较大。

5G采用毫米波作为传输介质，对板材的 Df 和 Dk 要求非常高，Df 需要处于 0.005 以下，Dk 需要在 3 以下。目前国外的罗杰斯、松下等是主要的高 速高频板材供应商。在微波频率领域，可以将 Rogers 公司的材料大致分为3个部分:1)PTFE 的低Dk材料，它们是纯度较高的 PTFE 材料，都可以 提供极低损耗;(2)PTFE 的中等Dk材料，它们的介电常数更高;(3) 热固型材料，特别适合用在天线设计或微波频段的低介电常数设计中。

2.3、接收端:5G 实现大包容，手机、IOT 等实现跨设备连接

5G 的真正意义在于万物互联。在今后的世界里，每个物体都能利用 5G 实 现数据交互，实现真正的大包容。人工智能、无人驾驶、智慧城市、远程医疗 手术等都将在 5G 下得以实现。

2.3.1、手机:从天线到射频前端再到基带全面升级，射频创新多

5G 被誉为智能手机下一波换机浪潮主要推动力量，在智能手机创新乏力之 际，全球主流的手机厂商都将目光瞄准了 5G。华为公布了 5G 产品线路图，旗 下首款支持 5G的手机将会在 2019 年下半年正式发布。三星集团计划在未来三 年内投资约 25 万亿韩元(220 亿美元)进入人工智能(AI)、第五代移动 络 技术(5G)、未来汽车和生物制药的电子元件，首款 5G 手机将于 2019 年一 季度亮相。OPPO 与中国移动合作“共同确保我们在 2019 年领先发布可商用 的 5G 手机，为用户带来极致的5G终端体验。”小米官方称小米手机已成功打通5G信令和数据链路连接，为 2019 年正式推出 5G 手机打下了坚实基础。可 见，各大手机都在为5G手机的推出做了充足的准备。根据StrategyAnalytics 最 近的研究，2019 年全球 5G 智能手机出货量估计将达到 200 万部，2025 年， 将达到 15 亿部，年均增长率超过250%。2020 年之后，5G 手机渗透率将快速 提升。

5G 给智能手机带来最直接的变化就是与信 通信相关的变化，即天线、射频前端、基带芯片。在智能手机通信架构中，手机天线负责射频信 和电磁信 之间的互相转换;射频前端包括 SAW 滤波器、双工器(Duplexer)、低通 滤波器(Low Pass Filter，LPF)、功放(Power Amplifier)、开关(Switch) 等器件。SAW 滤波器负责 TDD 系统接收通道的射频信 滤波，双工器负责FDD系统的双工切换以及接收/发送通道的射频信 滤波;功放负责发射通道的射频 信 放大;开关负责接收通道和发射通道之间的相互转换;基带芯片是用来合 成即将发射的基带信 ，或对接收到的基带信 进行解码。

从 4G 到5G，由于频谱的变化，传统元器件以及设计已经无法满足，就要 求相应的天线、射频前端、基带等器件全方位升级。

天线:不仅仅需采用阵列方式，还需使用损耗更低的衬底材料 手机天线一直随着通信世代不断升级演变，从1G乃至于 5G 的 sub-6GHz

(低于 6 GHz)频段，手机天线设计的主要挑战基本上是来自于“量的增长”， 如无线通信频段数量的增长及天线数量上的增长。然而，到了 5G 毫米波频段， 手机天线设计从单天线且波束固定的天线设计，转变为天线阵列(多天线单元) 的设计，同时还是可波束赋形(BeamForming)的阵列设计，这对手机天线设 计来说是“质的跳跃”。毫米波天线阵列较为主流的方向是基于相控阵(phased antenna array)的方式，主要分为三种:AoB(Antenna on Board，即天线阵 列位于系统主板上)、AiP(Antenna in Package，即天线阵列位于芯片的封装 内)，与 AiM(Antenna in Module，即天线阵列与 RFIC 形成一模组)。这三种 方式各有优劣，目前更多的是以AiM的方式实现，其设计重点主要有: 天线阵 列(包含 feeding network，即馈入 路)的设计与优化能力、板材(substrate) 与涂料(coating)的选择与验证能力、电气系统与结构环境的设计与优化能力、 模组化制程的设计与实现能力，与软件算法的设计与优化能力等。2018 年，高 通就展示了世界上第一款完全集成、可用于移动设备的 5G 毫米波(mmWave) 天线模块和sub-6 GHz 射频模块。高通的 QTM052 mmWave 天线模块和 QPM56xx sub-6 GHz 射频模块都是为了配合高通的 Snapdragon X50 5G 调制 解调器使用，帮助处理不同的无线电频率。

除了采用阵列天线实现方式，5G 天线另外一个要求就是需要使用损耗更低 的衬底材料。5G 高频的特点导致传输过程中的信道损耗较大，所以在终端的层 面，使用传输损耗更低的材料可以解决最终基带接受到信 SNR(信噪比)过 低的问题，此外，在整体模组设计方面，5G 使用 MIMO 技术后天线数量出现 增加后对于射频模组的体积要求也越来越严格，如何在性能与模组体积之间选 取最好的设计方案是重点。

目前终端厂商将视野放到了聚合物材料领域，因为柔性可弯折、可多层叠 加的特点。此外，化合物材料又可以作为FPC的材料，因此天线可以集成至射 频前端电路中，有效解决了模组大小方面的问题。现有阶段成熟的聚合物天线 产品主要有 LCP(液晶聚合物)以及 MPI(改性聚酰亚胺薄膜)

在新兴天线应用上，苹果手机自从 2017 年推出 iPhone X 以来就一直使 用 LCP聚合物作为天线衬底，并且与射频前端器件集成在一起。未来进入 5G 时代此类设计方案有望成为手机终端的主流。

射频前端:滤波器转向TC-SAW、BAW等高性能产品，PA将采用SiC、GaN为代表的第三代化合物

滤波器负责 TDD 系统接收通道的射频信 滤波，直接与通信频段相关，5G 相比于 4G，其频段更高，因此5G时代采用的滤波器也将大幅升级。在智能手 机射频前端中，SAW/BAW 滤波器凭借优良频带选择性、高 Q 值、低插入损耗 等特性成为射频滤波器的主流技术。SAW 滤波器集低插入损耗和良好的抑制性 能于一身，不仅可实现宽带宽，其体积还比传统的腔体甚至陶瓷滤波器小得多。 但SAW滤波器也有局限性，一般只适用于 1.5GHz 以下的应用。另外它也易 受温度变化的影响，当温度升高时，其基片材料的刚度趋于变小、声速也降低。 高于 1.5GHz 时，TC-SAW 和 BAW 滤波器则更具性能优势。BAW 滤波器的 尺寸还随频率升高而缩小，这使得它非常适合要求非常苛刻的 3G、4G 以及 5G 应用。

在 5G 时代，高频通信增加，大多使用2.5GHz以上频段，为了抑制外 界噪音与不同信道之间的干扰，提供更优通信体验，高性能滤波器的整体市 场需求将大大增加。传统陶瓷介质滤波器因为在高频时性能会出现大幅度下 降，选择性随频率增高下降。TC-SAW 与 BAW 滤波器解决了传统滤波器在 高频时出现的问题，并且 TC-SAW在传统 SAW 滤波器的基础上经过表面镀 膜，减少了滤波器在工作温度升高时出现的局限性。BAW 滤波器目前是高 频领域最好的选择，但是受制于目前价格较高，只有少数频段选择使用。

因此，我们认为 5G 时代 SAW 与 BAW 滤波器会出现高低互补。SAW 滤波器因其成熟的工艺与成本优势将在低频范围继续大放异彩，而在3GHz-6GHz需要用到性能更优异但价格更高的 BAW 滤波器。总体看来， 5G 因通信频率更高，终端厂商需要兼顾性能与成本的情况下会采用SAW/BAW合用的形式。

对于 PA 芯片，在2G时代，PA 主要采用硅材料的产品;到 3G 和 4G 时代，PA 以砷化镓(GaAs)为主流材料。进入5G时代，高频通信开始使 得诸如 SiC 与 GaN 等性能更加优异的第三代化合物半导体需求出现明显增 长。一方面，新的材料将带来价值量的提升;另一方面，频段数的增加也会 导致 PA 用量提升，全球 PA 市场将迎来快速增长。根据Skyworks表明， 全球 PA 市场预计到 2020 年将超过110亿美金。

5G 大部分频段在 3GHz 以上，甚至进入毫米波频段(30GHz 以上)， 目前在 6GHz 以下主要是以GaAs HBT 为主，28~39GHz 频段主要是以智能 手机 GaAs HEMT 和基站用 GaN HEMTs 为主，而高频毫米波段主要是以 InP HBT 以及 GaN HEMT 为主,以第三代化合物半导体材料为基的功率放大器市 场规模将近一步扩大。

除了材料变化外，数量也有望提升，目前主流手机配置约 6 个频段 PA 芯片，覆盖低、中、高三个频段，而5G通信频段跳跃变大，仅通过提高功 率放大器的复杂程度已不能满足频段需求，未来手机 PA 数量有望将明显增 加，使得单部手机中 PA 成本大幅增加。

l基带芯片:支持更多模式和频段，数据吞吐量大幅增加，架构设计需要全 新升级

基带芯片一方面用来合成即将发射的基带信 ，另一方面对接收到的基 带信 进行解码，对信 起到调制和解调的功能，是手机实现通信至关重要 的部件。

5G 基带芯片需要同时兼容 2G/3G/4G 络，所需要支持的模式和频段 大幅增加。目前 4G 手机所需要支持的模式已经达到6模，到 5G 时代将达 到 7 模，芯片设计复杂度会大幅提升。与此同时，5G 基带芯片还需要兼容全球不同国家、不同地区的频段，不仅包括中国使用的 3.5GHz、4.9GHz， 还需要支持美国、韩国等使用的28GHz、39GHz 频段，频段数量大幅增加。 与此同时，在不同模式之间，频段还需要进行各种切换。

5G 基带芯片还需要满足更高的数据吞吐量要求。5G 的增强移动宽带(eMBB)、海量机器连接(mMTC)和高可靠低时延(URLLC)三大应用 场景都对数据传输量和传输速率有非常高的要求，传输速率需要达到 10Gbps，连接量需要达到100万/平方公里，时延需要小于 1 毫秒。

5G 基带芯片需要全新的设计架构。支持多模多频段意味着 5G 基带芯片 需要具备很好的弹性，可以使用不同的模式和频段;但更高的数据吞吐量要 求却需要基带芯片拥有很好的性能表现。强劲的性能表现与良好的弹性设计 是矛盾的，所以这个时候就需要对 5G 基带芯片的架构进行全新设计。

目前已有多家厂商发布 5G 基带芯片。高通已在 2017 年初发布Snapdragon X50 基带芯片，成为全球首款 5G 基带芯片;英特尔则在 2017 年底发布了 XMM8060，支持最新的5G NR 新空口协议，向下兼容 2G/3G/4G 全 通，成为全球第二款 5G 基带芯片。华为在2018年初的 MWC 2018 上 发布巴龙 5G01(Balong 5G01)和 5G 商用终端华为5G CPE(Consumer Premise Equipment，5G 用户终端)，是全球首款基于 3GPP 标准的 5G 商 用基带芯片。

2.3.2、IOT:5G 为未来的物联 世界奠定基础

除了手机，5G 更广阔的应用是在物联 。海量物联 可以支持资产跟 踪、智能农业、智慧城市、能源/公用事业监控、实体基础设施、智能家居和 联 购物等各种。据中国物联 研究发展中心预计，到 2018 年，物联 行业市场规模预计将超过 1.5 万亿元，2020 年我国物联 产业规模将达到2万亿。根据 IMT-2000(5G)推进组数据，预计到 2020 年，全球移动终端(不含物联 设备)数量将超过 100 亿，其中中国将超过20亿。全球物联 设备连接数也将快速增长，到 2030 年，全球物联 设备连接数将接近 1000 亿，其中来自中国的连接量超过 200 亿。

5G 将带动物联 的发展，物联 将创造出巨大的经济价值。根据高通 与咨询公司 IHS 共同发布白皮书《5G 经济:5G 技术将如何影响全球》的 数据，到 2035 年，5G 及其产生的物联 将在全球创造12.3万亿美元经济 产出，同时创造 2200 万个工作岗位。5G 及物联 将极大地改变人类生活。

物联 将是一个十分广泛的概念，将会对人类生活的方方面面产生重大 的影响。尽管物联 存在多种应用场景，但我们认为无人驾驶和智能家居是 目前成熟度较高的两大场景。

物联 应用之无人驾驶

无人驾驶已经不是一个梦想，而是一个清晰可见的未来。根据加州汽车 管理局在 2018 年 1 月公布的 2016 年 12 月—2017 年 11 月间的年度无人驾 驶车辆脱离 告，美国 Waymo公司在加州的测试里程超过 35.2 万英里，人 工干预频率则从 2016 年的每千英里 0.2 次下降到 2017 年的 0.18 次，已经 基本可以提供实际道路服务了。Waymo也已经在亚利桑那州凤凰城推出了 “早期乘客”服务，为一部分用户提供无人驾驶汽车打车服务。在2018年 5 月召开的谷歌 I/O 开发者大会上，Waymo 的 CEO 宣布将把这项服务扩大至 普通民众，让任何人都将能够下载 Waymo 打车应用。

除了 Waymo 这种直接提供无人驾驶服务的厂商，还有众多半导体厂商提供相对应的芯片产品。高通推出了 Cellular-V2X 通信技术，致力于为汽车 提供包括 V2V(车与车)、V2P(车与人)、V2N(车与互联 )、V2I(车 与基础设施)等类型的通信技术。英伟达最新推出的车载芯片 Drive XAVIER是一个独立完整的 SoC，采埃孚的 ProAI 和百度的Apollo平台都将使用 Drive XAVIER 芯片。而针对 L5 级无人驾驶，英伟达推出了PEGASUS平 台将搭载两块 XAVIER 芯片，UBER 以及 AURORA 将使用 NVIDIA 的硬 件来研发 L4/L5级别的自动驾驶技术。

物联 应用之智能家居

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、 络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效 的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。

智能音箱是目前最受欢迎的智能家居产品，我们认为大概率将成为未来 智能家居的入口。亚马逊在 2014 年 11 月首次发布 Echo 智能音箱，从而揭开了智能音箱普及的大幕。在看到亚马逊 Echo 的成功后，谷歌和苹果也相继推出了类似的智能音箱产品。谷歌在 2016 年的 I/O 开发者大会上，推出 了 Google Home，而苹果也在 2018 年 2 月正式发售其 HomePod 智能音箱。

围绕着智能音箱产品，不断有新的智能家居产品涌现出来，逐渐形成一 个完整的智能家居生态系统。谷歌所收购的Nest早在 2011 年就推出了智能 恒温器产品，目前 Nest 已经发布了三代智能恒温器产品。亚马逊在 2018 年 初收购的 Blink 公司是智能家用安防摄像头的代表公司。Blink 摄像头可以录 制 720P 高清视频，设备中还包含了一个温度传感器和微型麦克风，另外它 还具备夜视功能。

3、半导体:国之重器进口替代正当时，优先看好 设备与设计环节

3.1、全球周期下行，国内仍处于发展初期

全球半导体行业周期下行:全球半导体行业在技术驱动和宏观经济的影 响下呈现以 4-6年为一个周期波动向上发展，目前受到下游智能手机、汽车、 工业等需求疲软，半导体库存水位处于历史高位，预计全球半导体行业将进 入下行周期。未来 5G、人工智能 AI、智能驾驶、物联 IOT等创新应用有 望驱动全球半导体行业复苏。

国内半导体行业仍处于发展初期:虽然全球半导体行业已非常成熟，以 周期性为主，但国内半导体行业尚处于发展初期，以成长性为主。以史为鉴， 目前国内半导体行业发展阶段相当于上世纪 70 年代末的日本与 80 年代末的 韩国，日本在80年代超越美国而韩国在 90 年代崛起，预计未来 5-10 年将 是中国半导体行业快速成长时期。

半导体是国之重器，进口替代空间大。半导体产业是信息产业的基础， 更是支撑和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。中美贸易摩擦、 中兴事件、福建晋华事件等敲响警钟，半导体是中国被卡脖子的产业。国家 大力支持半导体产业发展，《国家集成电路产业发展推进纲要》、《中国制 造 2025》、《2018 年政府工作 告》等已将发展半导体产业上升为国家战 略。