Note de la rédaction:

Après une année 2020 exceptionnelle, nous nous apprêtons à entamer une nouvelle décennie passionnante, porteuse d'espoir et d'incertitudes. La double promotion de la technologie et du capital est au cœur de cette décennie et devrait devenir le principal moteur de l'innovation dans les dix prochaines années. C'est pourquoi, fin 2020, nous avons lancé la série « Étude annuelle des secteurs d'activité », en sélectionnant les domaines les plus préoccupants du moment pour une analyse systématique. Ces secteurs pourraient redéfinir le paysage économique actuel, remodeler l'avenir des affaires, voire le paysage international ; ils pourraient intéresser les lecteurs de 36Kr, ou avoir un impact social considérable. Nous espérons également, grâce à cette méthode, « repousser les limites à l'infini » avec les lecteurs de Krypton et « mieux appréhender l'avenir » ensemble.

Cet article fait partie d'une série consacrée à la 5G. La mise à niveau des technologies de communication tous les dix ans engendre non seulement une concurrence accrue dans les infrastructures de télécommunications à l'échelle nationale, mais représente également d'immenses opportunités commerciales. En effet, la 5G constitue non seulement une révolution technologique en matière de communication, mais aussi une véritable révolution industrielle. Cet article constitue la première partie d'une étude sur la 5G, axée sur le secteur en amont. La seconde partie, consacrée aux applications en aval de la 5G, sera publiée prochainement.

La modernisation des technologies de communication tous les dix ans engendre non seulement une concurrence accrue dans le domaine des infrastructures de télécommunications à l'échelle nationale, mais représente également d'immenses opportunités commerciales. Selon une étude du cabinet de conseil en études de marché IHS Markit, la 5G devrait générer 13 200 milliards de dollars de retombées économiques d'ici 2035.

En ce début d'année 2020, le déploiement mondial de la 5G s'accélère et les essais commerciaux se multiplient. Au cours des trois premiers trimestres de 2020, la Chine a déployé 600 000 stations de base 5G et comptait 110 millions d'abonnés à des forfaits 5G. Sur le marché des applications B2B, des projets pilotes exploitant les caractéristiques de la 5G sont mis en œuvre dans des contextes tels que les mines intelligentes, les ports intelligents, les usines intelligentes et la réalité augmentée.

En réalité, la 5G n'est pas seulement une révolution technologique dans le domaine des télécommunications, mais aussi une révolution industrielle. Pour résumer, à ce stade, les avantages de la 5G se concentrent principalement sur le déploiement des réseaux. Ces avantages peuvent se traduire par l'innovation technologique, l'autonomie de pilotage et les économies d'échelle. Mais à long terme, la 5G est une véritable révolution industrielle et pourrait bouleverser le secteur des télécommunications. L'alliance des communications, du cloud computing, de l'Internet des objets et de l'intelligence artificielle donne véritablement forme à l'« Internet industriel ».

Dans la perspective de la révolution industrielle, les opportunités commerciales de la 5G ne se limitent pas aux bénéfices de l'infrastructure matérielle et au potentiel des applications, mais incluent également les opportunités commerciales liées aux mutations industrielles.

Cet article analysera le secteur amont de la 5G sous les aspects suivants :

La 5G n'est pas seulement une révolution technologique en matière de communication, mais aussi une révolution industrielle.

Calendrier et progrès du déploiement commercial de la 5G en Chine

• Budget d'investissement commercial de la Chine pour la 5G en 2020

• Analyse des coûts des stations de base 5G

Analyse des coûts d'exploitation et de maintenance des stations de base 5G

• Démantèlement des liens de l'industrie des bonus amont 5G

• Analyse du processus de substitution domestique en amont de la 5G

 

La 5G n'est pas seulement une révolution dans le domaine des technologies de télécommunications,

Une révolution industrielle globale est sur le point de se produire.

   

Il ne fait aucun doute que la 5G est une révolution technologique dans le domaine des communications. Mais, à long terme, la 5G est une révolution industrielle. 

 

1. Le prototype de l'Internet industriel émerge, redéfinissant le système d'évaluation de la valeur commerciale

En termes de caractéristiques de réseau, la 3G et la 4G résolvent principalement la communication entre les personnes, tandis que la 5G se concentre sur la communication entre les personnes et les objets, en particulier entre les objets eux-mêmes.

 

Avant les réseaux 5G, bien qu'il existât des solutions IoT NB-IOT+4G, celles-ci restaient insuffisantes en termes de latence et de couverture, et ne pouvaient en pratique pas répondre pleinement aux besoins commerciaux.

 

L'Internet des objets (IoT) implique la mise en réseau, l'analyse et le contrôle des appareils. Après la résolution du problème de la mise en réseau, le processus d'analyse a pu se concrétiser. L'IoT a engendré une explosion du volume de données, qui sont devenues un atout essentiel. Si les données créent réellement de la valeur, les méthodes traditionnelles d'évaluation de la valeur commerciale à l'ère de l'Internet mobile pourraient évoluer. Des indicateurs d'évaluation tels que le nombre d'utilisateurs actifs quotidiens (DAU) et le nombre moyen d'utilisateurs récurrents (ARRU) deviendront progressivement obsolètes, et un nouveau système d'évaluation pourrait émerger.

 

Le terme « contrôle » englobe l’intelligence artificielle au sens large. Il s’agit d’exploiter les données pour piloter les machines avec plus de précision et obtenir un retour d’information complet. L’association de technologies telles que l’intelligence artificielle permet d’extraire la valeur des données et de prendre des décisions éclairées, améliorant ainsi l’efficacité industrielle.

 

Globalement, la combinaison des communications avec le cloud computing, l'Internet des objets et l'intelligence artificielle, ainsi que l'« Internet industriel » doté de capacités de prise de décision intelligente, ont véritablement pris forme.

 

2. 80 % des cas d’application réels de la 5G se trouvent dans l’Internet industriel, derrière lequel se cache une révolution de l’offre.

Comme l'a déclaré le ministre de l'Industrie et des Technologies de l'information, Miao Wei, 80 % des cas d'application concrets de la 5G se trouvent dans l'Internet industriel.

 

L'industrie est le principal champ de bataille de l'économie réelle et le fondement de l'offre sociale et commerciale. Si la 5G favorise la mise en œuvre de l'Internet industriel, l'informatisation et l'intelligence industrielles seront simultanément accélérées, et l'efficacité industrielle améliorée. Il en résultera une offre de biens et de services encore plus suffisante et des coûts potentiellement réduits. En cas de surproduction, le recours aux canaux et méthodes de vente pourrait se renforcer.

 

L'intelligence industrielle améliore non seulement l'efficacité, mais réduit aussi la dépendance à l'égard de l'intelligence humaine et de la localisation physique. Conjuguée aux progrès de la communication vidéo et de la communication audiovisuelle permis par la 5G, ainsi qu'à l'amélioration des capacités de calcul intelligent dans le cloud et en périphérie, elle devrait permettre de réduire les déplacements de personnes.

 

3. Le capitalisme monopolistique technologique se trouve encore renforcé.

Si le capitalisme monopolistique de la 4G a commencé à se dessiner, la 5G ne fera qu'accentuer cette tendance. L'architecture « appareil + périphérie + cloud + réseau » constitue la nouvelle génération d'infrastructures TIC et représente un champ de bataille pour les géants du secteur.

 

Nokia a été un modèle d'intégration terminal-réseau à l'ère de la 2G, mais cette intégration a commencé à s'essouffler avec la 3G. En Chine, dès le début de la 4G, des fabricants comme Huawei, Samsung et Xiaomi ont constaté cette tendance et se sont lancés dans cette transition, ou ont tenté de le faire. À l'ère de la 4G, l'intégration cloud-réseau s'est progressivement imposée, et les services cloud et les services de communication ont été intégrés. À l'ère de la 5G, l'intégration « appareil + périphérie + réseau » devrait se poursuivre.

 

Actuellement, sur le marché intérieur, le modèle « un super-acteur dominant » et « plusieurs acteurs forts » est globalement stable dans le domaine du cloud ; dans le domaine du réseau, Huawei, ZTE et les trois principaux opérateurs dominent le marché ; en matière de tests de terminaux, la domination de China OV devrait se maintenir à court terme, et les géants d'Internet cherchent à créer de nouveaux terminaux via des enceintes connectées. Avec l'intégration plus poussée de l'architecture 5G (« appareil + périphérie + cloud + réseau »), la position monopolistique des géants devrait se renforcer.

 

Concrètement, le déploiement de la 5G représente un coût important, et ses applications concrètes restent encore floues. De ce fait, les acteurs disposant d'autres ressources (énergie, immobilier, cloud, terminaux), les entreprises ayant une clientèle fidèle, une vision des applications et une expertise sectorielle sont susceptibles de s'impliquer dans les maillons du réseau, de la périphérie et des terminaux, et ainsi d'en tirer un avantage concurrentiel. 

 
 

Calendrier commercial de la 5G :

Les progrès réalisés dans la construction du réseau 5G de mon pays dépassent les attentes

 

1. Calendrier commercial de la 5G

 

Des photos sur Internet

Début 2020, la 5G mondiale entrait dans sa phase de commercialisation préliminaire. Le dernier rapport de la GSA indique que le nombre de réseaux 5G commerciaux confirmés dans sa base de données a atteint 70 en avril ; à la mi-septembre, ce nombre dépassait les 100.

 

Suite à la délivrance officielle des licences 5G en 2019, le déploiement de la 5G en Chine a véritablement débuté. Selon les statistiques du ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, 198 000 stations de base 5G étaient déployées à travers le pays à la fin du mois de mars. On prévoyait que ce nombre dépasserait les 600 000 fin 2020. Or, les progrès réalisés ont été plus rapides que prévu. Au cours des trois premiers trimestres, les objectifs fixés pour l'année ont été atteints. Toujours selon les données du ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, 257 000 stations de base 5G ont été installées au premier semestre 2020, portant le total à 410 000 fin juin. Au troisième trimestre, ce nombre s'élevait à 600 000. China Mobile, l'un des trois principaux opérateurs, a également revu à la hausse ses chiffres annuels, augmentant le nombre de nouvelles stations de base 5G cette année de 250 000 à 300 000.

 

Le volume des livraisons de téléphones mobiles compatibles 5G est en constante augmentation. Selon un rapport de Strategy Analytics, les ventes mondiales de téléphones mobiles 5G devraient atteindre 250 millions d'unités en 2020, soit une hausse de 1 282 % par rapport à 2019 (18.2 millions d'unités). Les livraisons de smartphones 5G devraient se situer entre 450 et 550 millions d'unités en 2021. D'après une étude de Counterpoint Research, la Chine est le principal contributeur au marché des téléphones mobiles 5G. Rien qu'en juillet dernier, plus de 79 % des livraisons de téléphones mobiles 5G provenaient du marché chinois. Avec le lancement de téléphones mobiles 5G à moins de mille yuans, ce taux de croissance pourrait encore s'accélérer.

 

Le nombre d'utilisateurs de la 5G augmente progressivement. Les statistiques montrent qu'à fin août 2020, la Chine comptait plus de 110 millions d'utilisateurs de la 5G ; parmi eux, le taux de pénétration de la 5G de China Telecom atteignait 16 %. D'après les résultats statistiques actuels de l'ensemble des opérations de communication, le nombre cumulé de connexions de terminaux 5G dépasse actuellement les 160 millions et les livraisons de téléphones mobiles 5G dépassent les 100 millions d'unités.

 

Dans le même temps, des modules 5G commerciaux ont également été lancés, capables de prendre en charge des applications dans de multiples secteurs tels que les téléviseurs 5G 8K, les lignes de production industrielle 5K et les transports intelligents. 

 

2. Le budget d'investissement commercial pour la 5G en 2020 avoisine les 200 milliards de yuans.

 

Le déploiement commercial de la 5G est conditionné par la mise en place des réseaux 5G. Selon les informations publiques, le budget d'investissement 5G des trois principaux opérateurs et sociétés de tours de télécommunications chinois avoisine les 200 milliards de yuans cette année.

 

D’après les rapports financiers 2019 des trois principaux opérateurs, en 2019 :

 

· China Mobile a investi 24 milliards de yuans dans des investissements liés à la 5G, construit 50 000 stations de base 5G et fourni des services commerciaux 5G dans 50 villes ;

· China Telecom a investi environ 9.3 milliards de yuans dans la 5G, construit 40 000 stations de base 5G et partagé plus de 20 000 stations de base 5G avec China Unicom, couvrant plus de 50 zones clés de villes commerciales ;

· Les dépenses d'investissement de China Unicom dans la 5G s'élèvent à environ 7.9 milliards de yuans, et l'entreprise a ouvert 50 000 stations de base 5G partagées avec China Telecom.

 

Selon la communauté du edge computing, l'investissement dans la 5G par les trois principaux opérateurs en 2020 impliquera 500 000 stations de base et plus de 180 milliards de yuans de dépenses d'investissement.

 

Source de l'image : Edge Computing Community

3. Calendrier des investissements commerciaux dans la 5G

Les analystes Ouyang Shihua et Tang Hongyi de l'équipe de recherche Guosen Electronics ont précédemment analysé la 3G, plusieurs étapes majeures de l'ère 4G et leurs cycles respectifs. Selon leurs conclusions : l'octroi des licences 3G/4G en Chine a incité les trois principaux opérateurs à augmenter significativement leurs dépenses d'investissement sur une période de 3 à 5 ans ; en janvier 2009, l'octroi des licences 3G et la construction de stations de base 3G ont entraîné une forte hausse des dépenses d'investissement, avec un cycle de quatre ans ; de décembre 2013 à février 2015, l'octroi des licences 4G et les investissements dans les stations de base 4G ont amorcé une nouvelle phase de croissance, atteignant un pic en 2015, avec un cycle de deux ans.

   

Image fournie par l'équipe de recherche en électronique de Guoxin

Image fournie par l'équipe de recherche en électronique de Guoxin

En juin 2019, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a octroyé des licences commerciales 5G à China Telecom, China Mobile, China Unicom et à la Radio-Télévision chinoise. La Chine est ainsi devenue le cinquième pays à commercialiser officiellement la 5G, après la Corée du Sud, les États-Unis, la Suisse et le Royaume-Uni. Selon ces estimations, et compte tenu des prévisions du secteur, les investissements dans la 5G pourraient atteindre leur apogée en 2022.

analyse des coûts des stations de base 5G

1. Analyse des coûts de construction des stations de base 5G

La 5G représente non seulement un défi technique, mais aussi un enjeu économique majeur. Le coût de déploiement des réseaux 5G est élevé. On prévoit généralement que le coût total du déploiement d'un réseau 5G en Chine dépassera mille milliards de yuans.

 

À l'heure actuelle, le réseau 5G est encore en phase de déploiement, et les trois principaux opérateurs ainsi que China Railway sont les principaux financeurs. Leurs investissements se concentrent sur les chaînes d'approvisionnement en amont et en aval, et visent à proposer des solutions pour réduire les coûts et améliorer l'efficacité.

 

Par conséquent, à l'heure actuelle, seul le démantèlement des coûts de construction des réseaux 5G nous permettra de capter les flux de capitaux de la chaîne industrielle.

 

Le réseau de communication mobile 5G se compose de trois parties : le réseau central, le réseau de transport et le réseau sans fil. Ce dernier peut être assimilé à un ensemble de stations de base. Le réseau de transport comprend principalement des routeurs/commutateurs, des câbles à fibres optiques et des équipements de répartition en longueur d'onde (WDR). Le réseau central est essentiellement un commutateur programmable de très grande taille. Les efforts de déploiement actuels se concentrent principalement sur le déploiement des stations de base, notamment des macro-stations de base.

 

En Chine, la construction des stations de base est assurée par China Railway Group, et les opérateurs perçoivent un loyer calculé en fonction du volume et de la surface utilisés. Par conséquent, nous pouvons tirer des conclusions pertinentes des données financières de China Railway.

 

Au cours de l'exercice 2019, les coûts d'exploitation totaux de China Railway s'élevaient à 65.1 milliards de yuans, dont 45.4 milliards de yuans d'amortissements, 600 millions de yuans de coûts de location de sites, 60 milliards de yuans de coûts de maintenance et 5.86 milliards de yuans de coûts de main-d'œuvre.

     

Image tirée du rapport financier de China Railway

D'après les statistiques sectorielles pertinentes, l'investissement direct principal dans la construction d'une station de base 5G comprend principalement les coûts d'équipement, les coûts de location du terrain, les coûts de construction, les coûts d'exploitation et de maintenance, etc. Le coût est estimé à environ 300 000 yuans.

 

Selon les informations du document « China Mobile 2020 5G Phase II Centralized Procurement of Wireless Network Main Equipment », le prix d'achat d'une station 5G unique se situe approximativement entre 134 900 et 161 200 yuans, et le prix moyen d'une station de base unique est de 159 700 yuans.

 

Image provenant de : Internet mercenaire

Outre les équipements de station de base, il est souvent nécessaire de configurer les systèmes énergétiques, notamment les armoires, les armoires d'alimentation, les systèmes de stockage d'énergie, etc. Selon les informations publiques et sectorielles, les prix sont respectivement d'environ 5 000 yuans, 5 000 à 10 000 yuans et 30 000 yuans, pour un investissement total d'environ 40 000 yuans.

 

En termes de coûts de construction, selon le type de structure métallique, le prix varie de quelques dizaines à plusieurs centaines de milliers de yuans. D'après les informations recueillies sur les forums du secteur des télécommunications, le coût d'une station de base sur poteau au sol, sans salle des machines ni infrastructures de soutien, avoisinerait les 10 000 yuans ; celui d'une tour terrestre de 50 mètres de haut, avec sa propre salle des machines et ses infrastructures de soutien, serait d'environ 400 000 yuans.

 

Le coût de la location des terrains est également considéré comme un investissement majeur dans le déploiement des réseaux 5G. Dou Li, président de l'Institut de recherche sur les technologies de communication des tours de télécommunications de Chine, a déclaré que, dans la phase critique actuelle de déploiement centralisé de la 5G et sur certains projets clés, des problèmes persistent, notamment la difficulté de sélectionner et d'obtenir un emplacement, ainsi que les frais de coordination et de location élevés. Selon des informations recueillies sur des forums, les loyers dans les grandes villes peuvent parfois atteindre 50 000 à 60 000 yuans.

 

Compte tenu des coûts mentionnés ci-dessus, le coût d'une station de base 5G devrait se situer entre 200 000 et 400 000 yuans. Actuellement, les opérateurs déploient des stations de base macro 5G, la plupart d'entre eux ajoutant des équipements principaux 5G à leurs sites 2G/3G/4G existants. Le coût réel devrait être inférieur à celui de la construction d'une nouvelle station de base. Le coût des stations de base en environnements extrêmes a considérablement augmenté. Par exemple, en 2020, le coût de construction de chaque station de base 5G sur le mont Everest dépassait le million de yuans, et les frais de maintenance annuels s'élevaient à environ 160 000 yuans, tandis que le coût de construction d'une seule station 5G excédait les deux millions de yuans. D'après les calculs basés sur les plans de déploiement 5G de 2020 et les données d'investissement 5G des trois principaux opérateurs, le coût moyen de déploiement de chaque station de base 5G se situe également entre 320 000 et 400 000 yuans.

 

Image provenant de : Internet mercenaire

2. Analyse des coûts d'exploitation et de maintenance des stations de base 5G

La facture d'électricité représente une dépense majeure pour les trois principaux opérateurs. Selon les informations publiques, les dépenses d'électricité de China Mobile ont dépassé à elles seules 50 milliards de yuans en 2017, et sa consommation totale d'électricité en 2018 a atteint 24.5 milliards de kilowattheures.

 

Du passage de la 4G à la 5G, la consommation électrique d'une station de base 5G devrait être 2 à 4 fois supérieure à celle d'une station de base 4G. Théoriquement, on prévoit environ 6 millions de stations de base 5G. Selon les statistiques du ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, la Chine comptait 5.44 millions de stations de base 4G en 2019. Cela signifie que la facture d'électricité du réseau 5G devrait être environ trois fois supérieure à celle de la 4G. Yan Binfeng, directeur du comité technique de l'Institut de recherche de China Unicom, avait déjà indiqué qu'après le déploiement complet du réseau 5G, la facture d'électricité des stations de base devrait être plus de trois fois supérieure à celle de la 4G.

 

Auparavant, Yang Fengyi, directeur adjoint du Centre d'innovation technologique de China Telecom, avait déclaré publiquement que la facture d'électricité totale des stations de base mobiles des trois opérateurs s'élevait à environ 24 milliards de yuans en 2018. Sur cette base, on estime qu'une fois le réseau 5G déployé, cette facture atteindra environ 80 milliards de yuans. Sachant que les 6 millions de stations de base du réseau 5G seront construites en sept ans et que la période de pointe de ce déploiement se situe généralement dans les trois à quatre ans suivant l'obtention de la licence, les coûts d'électricité devraient augmenter durant cette période.

 

Outre les factures d'électricité des stations de base, les centres de données engendrent également une importante consommation énergétique. Selon les données du site web du ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information, fin 2017, le nombre total de centres de données de tous types en service en Chine atteignait 285 000, pour une consommation annuelle d'électricité dépassant 120 milliards de kilowattheures, soit environ 2 % de la consommation totale d'électricité du pays. Certains ont déjà établi que le coût de la facture d'électricité dépendait de l'efficacité énergétique du centre de données. La facture d'électricité d'un centre de données de niveau B peut à elle seule dépasser 100 millions de yuans par an. 

 

Comme les équipements de communication ne peuvent être mis hors tension, en pratique, la priorité est d'assurer leur bon fonctionnement continu plutôt que de réaliser des économies d'énergie pendant une période donnée. Par ailleurs, les équipements de communication étant des technologies professionnelles, les fournisseurs de produits et services énergétiques ne sont pas en mesure d'optimiser leur consommation d'énergie directement sur ces équipements. C'est pourquoi, à court terme, les économies d'énergie au niveau des stations de base ne constituent pas une stratégie commerciale pertinente. De fait, certaines entreprises, comme Yilingjie, proposent déjà des solutions de refroidissement pour les salles de test informatiques.

 

Au vu de la situation actuelle, les principaux moteurs de l'économie d'énergie dans le cadre de la 5G proviennent des fabricants d'équipements et des opérateurs. Par exemple, afin de faire face à l'énorme pression exercée sur la consommation d'énergie, China Mobile a très tôt constitué une équipe projet chargée de mener des recherches sur les technologies d'économie d'énergie pour les stations de base. Récemment, l'Institut de recherche de China Mobile a également publié un livre blanc intitulé « Technologies d'économie d'énergie pour les stations de base 5G ».

 

Démantèlement des zones critiques de la chaîne de valeur en amont de la 5G

 

Globalement, les bénéfices infrastructurels de la 5G proviennent principalement des facteurs explicites que sont la mise à niveau massive de la technologie et l'expansion de l'échelle d'utilisation, ainsi que du facteur caché de la substitution nationale.

 

Ensuite, nous allons également démanteler certaines de ces subdivisions spécifiques.

 

1. Petite station de base

Sur le marché des infrastructures de communication, qui pèse plusieurs billions de dollars, les équipements de communication jouent souvent un rôle prépondérant. Changjiang Securities a analysé que, dans les investissements liés à la 5G, le réseau d'accès radio (RAN) représente au moins 50 à 70 % du total et constitue le principal axe de ces investissements. Le réseau d'accès radio est composé d'un grand nombre de stations de base.

 

Bien que les prévisions concernant le nombre de stations de base macro construites en Chine à l'ère de la 5G présentent des divergences, on estime généralement ce nombre à plus de 5 millions. Changjiang Securities prévoit que la Chine déploiera environ 4 millions de stations entre 2020 et 2025 (contre 3.72 millions de stations 4G fin 2018). Sachant que la Chine possède la moitié des stations de base mondiales, le volume total de stations 5G construites à l'échelle mondiale devrait avoisiner les 8 millions. L'analyse de Huatai Securities est plus optimiste. En considérant un cycle de déploiement du réseau 5G chinois de six ans (phase précommerciale en 2019, lancement commercial en 2020, pour une période de construction s'étendant de 2020 à 2025), le nombre de stations de base 5G, estimé à 5.064 millions selon des hypothèses neutres, devrait atteindre ce chiffre.

Pendant longtemps, les obstacles techniques liés aux équipements de stations de base macro ont été importants, et les quatre principaux acteurs du marché, Huawei, ZTE, Nokia et Ericsson, ont conservé une position dominante. Cependant, le passage de la 4G à la 5G a permis aux petites stations de base de connaître un essor considérable.

 

Photo de : Kunzhong

Les petites cellules ont fait leur apparition commerciale à l'ère de la 3G, principalement pour renforcer les réseaux dans les zones à forte densité de trafic. De la 4G à la 5G, la bande de fréquences utilisée a considérablement augmenté, passant de 1755-2655 MHz à 24.25-43.5 GHz. De manière générale, plus la fréquence est élevée, plus la portée est courte. À l'ère de la 4G, il était possible d'obtenir une couverture réseau à grande échelle grâce aux macro-stations de base, mais à l'ère de la 5G, le coût est devenu prohibitif.

 

D'après les études menées, le rayon de couverture typique des antennes 4G est actuellement d'environ 1 à 3 kilomètres. En ville, il est généralement de 500 mètres, et de 200 à 300 mètres en centre-ville. Dans les zones à forte densité de population, il peut même atteindre 100 mètres. Théoriquement, le rayon de couverture typique des antennes 5G est d'environ 100 à 300 mètres. Pour une expérience utilisateur optimale, la densité de déploiement pourrait être plus élevée. Il est probable que peu d'opérateurs dans le monde puissent supporter de tels coûts.

 

Étant donné que les environnements intérieurs nécessitent actuellement la plus grande capacité, le modèle de réseau qui assure une couverture à grande échelle grâce aux macro-stations de base à l'ère de la 4G est pratiquement impossible à maintenir à l'ère de la 5G. Les données montrent qu'à l'ère de la 4G, 70 à 80 % du trafic mobile provient des espaces intérieurs ; or, 80 % des plaintes des utilisateurs auprès des opérateurs sont liées à une mauvaise qualité du signal en intérieur.

 

Les caractéristiques des petites stations de base, dès leur conception (portée de quelques dizaines de mètres et déploiement dense), répondent aux exigences de couverture et de consommation énergétique des communications haute fréquence à l'ère de la 5G. Selon certaines estimations, le ratio entre les macro-stations de base et les petites stations de base pourrait atteindre 1:8 à l'ère de la 5G. Si la demande intérieure de macro-stations de base s'élève à 4 millions d'unités, le prix de vente moyen des petites stations de base durant le déploiement de la 5G serait de 3 000 yuans l'unité, pour un marché potentiel d'environ 100 milliards de yuans.

 

L'optimisme quant aux perspectives de développement des petites stations de base a dynamisé les marchés primaire et secondaire. Sur le marché secondaire, les cours des actions des entreprises spécialisées dans ce secteur, telles que Bangxun Technology, Sanyuanda, Comba Communications, Chaoxun Communications et ZTE, ont progressé. Sur le marché primaire, des sociétés comme Baicaibang, Mikas, Yunji Zhongzhi et ZTE Wangkun mènent également des activités de recherche et développement sur des produits connexes.

 

Cependant, selon les informations relatives aux appels d'offres des trois principaux opérateurs, les appels d'offres pour les petites stations de base 5G ne sont pas encore ouverts.

 

2. Puce optique

L'industrie des communications optiques se compose principalement de trois parties : les dispositifs optiques, les câbles à fibres optiques et les équipements optiques. Les dispositifs optiques sont au cœur des systèmes de communication optique, et les puces optiques en sont les composants essentiels. Leurs performances et leur débit déterminent directement l'efficacité de transmission des systèmes de communication par fibre optique. Leur coût représente généralement 30 à 50 % de celui des dispositifs optiques et est en constante augmentation.

 

Composante essentielle de la chaîne de production des principaux équipements de communication, les puces optiques suscitent un intérêt croissant. Elles exploitent principalement la génération et l'absorption de photons, associées aux transitions de niveaux d'énergie internes des matériaux semi-conducteurs (tels que les semi-conducteurs des séries InP et GaAs), pour réaliser la conversion de signaux photoélectriques.

 

Les acteurs du secteur estiment que la commercialisation de la 5G, l'expansion de la capacité des réseaux de transmission sur le marché des télécommunications et la construction à grande échelle de stations de base pourraient générer un marché direct de plusieurs milliards de dollars.

 

D'une part, l'augmentation de la fréquence du spectre 5G entraîne une atténuation accrue des signaux pénétrant dans les bâtiments, et la densité de construction des stations augmentera par rapport à l'ère 4G. Le nombre de stations de base devrait atteindre au moins 4 à 5 millions. D'autre part, l'architecture d'une station de base 4G est principalement de type fronthaul-backhaul. À l'ère 5G, elle pourrait évoluer vers une architecture fronthaul-midhaul-backhaul. Le nombre de modules optiques nécessaires pour une seule station de base augmentera également, pouvant dépasser 8. La combinaison de ces deux facteurs devrait générer un marché de plusieurs milliards de dollars.

 

La société China Mobile Investment Company a également effectué des calculs dans son rapport « Perspectives sur la 5G : investir dans l’avenir ». Selon ses estimations, si le nombre de stations de base macro 5G en Chine atteint 2 millions, l’interface entre ces stations et les équipements de transmission connectés nécessitera au moins 4 millions de modules optiques. En tenant compte des modules optiques d’interface côté ligne, des modules optiques dédiés aux utilisateurs, des modules optiques pour centres de données, etc., on prévoit que le déploiement complet du réseau 5G engendrera une demande de plusieurs dizaines de millions de modules optiques haut débit. Le nombre total de modules optiques 5G est ainsi 2 à 4 fois supérieur à celui de l’ère 4G.

 

Image tirée du rapport « Aperçu de la 5G, investir dans l’avenir » de China Mobile Investment Company

De manière générale, plus la vitesse de la puce optique est élevée, plus l'efficacité de transmission du système de communication par fibre optique est importante, mais plus la recherche, le développement et la production en série sont complexes. La conception de puces optiques à haute vitesse doit garantir la qualité du signal tout en augmentant le débit de transmission. Le contrôle de la fréquence d'activation et de désactivation du laser devient également plus difficile.

 

Grâce à l'expansion rapide du secteur des communications, l'accent mis sur la localisation de la production de puces optiques s'est également accru. Ces dernières années, des progrès significatifs ont été réalisés. Par exemple, le taux de localisation des puces optiques à 10 Gbit/s avoisine les 50 %, tandis que celui des puces à 25 Gbit/s et plus ne dépasse pas 5 %. Ce secteur repose en grande partie sur des entreprises américaines et japonaises telles que Broadcom, MAO, Mitsubishi, Sumitomo et Oclaro, et est devenu un axe de recherche et développement majeur pour les entreprises des marchés primaire et secondaire.

 

Sur le marché secondaire, Guangxun Technology, Hisense Broadband, Huagong Zhengyuan, etc., sont également entrés sur le marché par le biais de recherches internes ou d'acquisitions ; sur le marché primaire, Yunling Optoelectronics, Guanganlun, Changguang Huaxin, Zhongke Optical Core, Yuanjie Technology, Shijia Optoelectronics, Huaxing Semiconductor, Xinyun Optoelectronics, Guangzi Technology, Chenxiao Technology, Dalian Youxun, Corewave Micro, etc., sont également engagés dans des activités connexes.

 

3. Interface RF

Les terminaux 5G sont prêts à être lancés, et l'interface radiofréquence est également considérée comme un maillon essentiel de la chaîne, dont les retombées commerciales proviennent non seulement de l'augmentation du nombre d'utilisateurs, mais aussi des innovations technologiques.

 

Outre la demande accrue en radiofréquences au niveau des stations de base, les terminaux mobiles 5G offriront également de nouvelles opportunités pour les dispositifs frontaux de radiofréquences.

 

Qorvo prévoit que dans les dix prochaines années, les terminaux 5G deviendront le segment le plus dynamique du marché de la téléphonie mobile. Selon les prévisions de Strategy Analytics, les livraisons de terminaux 5G passeront de 2 millions d'unités en 2019 à 1.5 milliard d'unités en 2025. Concevoir un téléphone mobile 5G offrant un signal stable et compatible avec plusieurs bandes de fréquences représente un véritable défi. De fait, le nombre de bandes de fréquences que les téléphones mobiles 5G doivent gérer a considérablement augmenté. Bien que la norme 5G ne soit pas encore finalisée, étant donné que la 4G LTE utilise désormais 52 bandes, il est probable que la 5G en comptera plus de 60.

 

Deuxièmement, la 5G introduit des signaux à haute fréquence, ce qui renforce les exigences de performance des dispositifs frontaux radiofréquences. L'application des technologies MIMO et CA en 5G accroît la complexité des filtres et des amplificateurs de puissance, augmentant ainsi la valeur des composants frontaux RF. Selon les prévisions du cabinet d'études de marché Navian, le marché des puces frontales radiofréquences pour terminaux mobiles devrait atteindre 21.2 milliards de dollars américains en 2020, soit un taux de croissance annuel composé de 15.4 %.

 

Une analyse pertinente montre que pour un téléphone mobile 4G complet, le module frontal RF comprend généralement 2 à 3 amplificateurs de puissance, 2 à 4 commutateurs et 6 à 10 filtres, pour un coût d'environ 8 à 10 dollars américains. Cependant, à l'ère de la 5G, le coût de ce module frontal RF devrait atteindre 25 à 40 dollars américains, dépassant ainsi celui de la puce principale du téléphone.

 

Photo provenant de : UIS Capital

La technologie radiofréquence est considérée comme le fleuron des puces analogiques, et sa localisation reste difficile à imposer. On estime que les fabricants européens et américains détiennent environ 95 % du marché mondial des radiofréquences.

 

La radiofréquence est généralement composée de dispositifs tels que des amplificateurs de puissance (PA), des filtres, des duplexeurs, des commutateurs radiofréquence et des amplificateurs à faible bruit (LNA). Les filtres représentent la part la plus importante de ces dispositifs. Avago, Qorvo et d'autres géants du secteur détiennent environ 95 % des parts de marché. Parmi les entreprises chinoises cotées en bourse, on trouve Maijie Technology, et parmi les acteurs moins importants, Deqing Huaying, Anhui Yunta, Haoda Electronics, Tianjin North et Zhouxun Technology. Les amplificateurs de puissance arrivent en deuxième position, et le marché est dominé par Skyworks, Qorvo et Murata. Parmi les entreprises chinoises cotées en bourse, on trouve Sanan, et parmi les principaux acteurs du marché, Vanchip, Huntersun et Guofeixiang. Dans le domaine de la commutation, l'israélien TowerJazz détient une part de marché relativement importante, et parmi les entreprises chinoises cotées en bourse, on trouve Zhuosheng Micro.

Photo provenant de : UIS Capital

Analyse de la substitution domestique dans les liaisons montantes 5G

Outre sa valeur commerciale, l'importance stratégique de la 5G est indéniable. Dans un contexte de mutations des relations internationales, elle est devenue un enjeu majeur dans la rivalité entre grandes puissances.

 

La substitution par des produits nationaux est également devenue un sujet incontournable dans ce secteur.

 

L'élément central de la 5G est la station de base. Actuellement, pour les composants clés des stations de base 5G, Huawei HiSilicon assure la quasi-totalité de la recherche et du développement de manière indépendante, tandis que ZTE en réalise une partie. Cependant, les puces les plus avancées utilisées dans les stations de base sont gravées en 7 nm, et Huawei envisage l'adoption du 5 nm. Huawei étant inscrit sur la liste des « entités », TSMC pourrait être dans l'incapacité de traiter de nouvelles commandes. ZTE n'est pas concerné pour le moment, car il ne figure pas sur cette liste. Si SMIC ne parvient pas à produire la puce Tiangang 7 nm de Huawei, l'entreprise pourrait être contrainte d'utiliser des puces gravées en 14 nm, ce qui risquerait d'affecter les performances des stations de base.

 

En septembre dernier, la société d'investigation Fomalhaut Techno Solutions a assisté le Nihon Keizai Shimbun dans le démontage de la dernière station de base 5G de Huawei et est parvenue à une conclusion similaire. Elle a constaté que le coût d'une unité de station de base 5G de Huawei s'élève à 1 320 dollars américains et que la proportion de composants conçus par des entreprises chinoises est d'environ 48.2 %. Cependant, près de 60 % des puces conçues par des fabricants chinois sont produites par TSMC, et seulement 10 % environ des composants nationaux ne sont pas concernés par l'embargo.

Cette étude révèle également que la proportion de composants américains utilisés dans les puces des stations de base 5G de Huawei atteint 27.2 %, notamment des puces FPGA (de Lattice et Xilinx), de la mémoire (de Cypress), des puces de commutation (de Broadcom), des amplificateurs (d'ADI) et des puces de gestion de mémoire (de TI et ON Semiconductor). La Corée du Sud fournit des puces mémoire fabriquées par Samsung Semiconductor, tandis que les fournisseurs japonais incluent TDK, Seiko Epson et Nichicon.

 

Image : Puce de station de base 5G Huawei

Les études menées sur le marché intérieur aboutissent à des conclusions similaires. À titre d'exemple, le Centre de recherche en investissement de la Cheung Kong Graduate School of Business indique que si les fabricants nationaux de composants clés, comme HiSilicon pour les puces cœur de stations de base Huawei, possèdent des compétences en conception, les puces DSP Tiangang 7 nm et les processeurs HiSilicon Kunpeng étaient auparavant fabriqués par TSMC, et SMIC pourrait ne pas être en mesure de répondre pleinement aux exigences de processus. Les boucles à verrouillage de phase (PLL) proviennent principalement d'ADI et de TI, et les fabricants nationaux n'ont quasiment aucune alternative. Quant aux dispositifs RF, tels que les puces PA, ils sont principalement fournis par NXP, Sumitomo et Infineon, et les fabricants nationaux ne proposent que des produits d'entrée de gamme.

 

Image provenant du Centre de recherche en investissement de la Cheung Kong Graduate School of Business

Dans le domaine des communications optiques liées à la 5G, la substitution nationale des produits de milieu et d'entrée de gamme est partiellement réalisée. La part des puces optoélectroniques Huawei et ZTE de fabrication nationale reste toutefois relativement faible. Actuellement, les fabricants nationaux de composants optiques pour les systèmes de plus de 25G sont relativement peu compétitifs.

 

Concernant les terminaux de téléphonie mobile 5G, la part des composants nationaux est relativement élevée. Cependant, les puces centrales de ces terminaux sont toujours fabriquées par TSMC et sont concernées par la « liste des entités ».

 

La société d'investigation professionnelle Fomalhaut Techno Solutions a aidé le « Nihon Keizai Shimbun » à démonter le Huawei Mate 30 5G. Les résultats montrent que 41.8 % des composants sont fabriqués en Chine, soit 16.5 points de pourcentage de plus que la version 4G du modèle précédent, lancée avant les sanctions américaines. Parmi ces composants, certaines puces de communication, plus complexes, utilisent des produits développés par HiSilicon. Dans la version 4G, seules quelques pièces, comme les coques en verre, contiennent encore 11.2 % de composants américains, soit 1.5 % du total. Il convient toutefois de noter que les processeurs actuels de Huawei, tels que les Kirin 980 et 990, sont gravés en 7 nm et fabriqués par TSMC ; ils sont donc également concernés par la « liste des entités ».

 

Source de l'image : Centre de recherche en investissement de la Cheung Kong Graduate School of Business

Par ailleurs, en ce qui concerne le système d'exploitation des smartphones, les fabricants nationaux utilisent toujours le système d'exploitation open source Android, mais les applications appartenant à Google telles que Chrome, Gmail et YouTube ne peuvent pas être utilisées, ce qui peut affecter leurs ventes à l'étranger.

 

L'évolution du marché des communications, qui pèse des milliards de yuans, est souvent synonyme de retombées positives pour l'ensemble de la chaîne de valeur. La partie précédente de cet article ne présente que quelques exemples de maillons en amont. Outre les retombées issues des infrastructures et de la chaîne d'approvisionnement des terminaux, les applications en aval suscitent également de fortes attentes. Le rapport « La 5G : un regard neuf, investissez dans l'avenir » estime que les investissements dans les infrastructures en amont pourraient atteindre 3 300 milliards de yuans en 2025, et ceux dans les applications en aval, 6 600 milliards de yuans. D'ici 2030, ces deux chiffres pourraient respectivement atteindre 6 300 milliards et 10 600 milliards de yuans, ce dernier montant représentant environ 12.8 % du PIB chinois de 2017. Les applications industrielles de la 5G seront analysées en détail dans le prochain rapport.

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