Nota del redattore:

Dopo aver concluso il magnifico 2020, ci apprestiamo ad accogliere un nuovo decennio entusiasmante, ricco di speranze e incognite. La duplice promozione della tecnologia e del capitale è il tema centrale di questo decennio e probabilmente diventerà la principale forza trainante dell'innovazione nel prossimo. Per questo motivo, verso la fine del 2020, abbiamo lanciato la serie "Ricerca Annuale di Settore", selezionando le aree di maggiore interesse del momento per un'analisi sistematica. Questi settori potrebbero riscrivere l'attuale panorama economico, rimodellare il futuro del business o persino quello internazionale, potrebbero essere di interesse per i lettori di 36Kr o avere un enorme impatto sociale. Speriamo inoltre di utilizzare questo metodo per "ampliare i confini all'infinito" insieme ai nostri lettori di Krypton e "vedere meglio il futuro" insieme.

Questo articolo fa parte di una serie. Abbiamo scelto il 5G. L'aggiornamento della tecnologia di comunicazione ogni dieci anni non solo implica una competizione nelle infrastrutture di telecomunicazione a livello nazionale, ma anche enormi opportunità commerciali. Di fatto, il 5G non è solo una rivoluzione tecnologica nel campo delle comunicazioni, ma anche una vera e propria rivoluzione industriale. Questo articolo rappresenta principalmente la prima parte della ricerca sul 5G, concentrandosi sul settore upstream. Pubblicheremo a breve la seconda parte, incentrata sulle applicazioni downstream del 5G.

L'aggiornamento decennale delle tecnologie di comunicazione non solo implica una competizione nelle infrastrutture di telecomunicazione a livello nazionale, ma rappresenta anche un'enorme opportunità di business. Una ricerca della società di consulenza di mercato IHS Markit mostra che il 5G genererà un fatturato di 13.2 miliardi di dollari entro il 2035.

All'inizio del 2020, la costruzione globale delle reti 5G ha subito un'accelerazione e le sperimentazioni commerciali si sono intensificate. Nei primi tre trimestri del 2020, la Cina aveva già costruito 600,000 stazioni base 5G e registrato 110 milioni di utenti di pacchetti 5G. Nel mercato delle applicazioni ToB, focalizzato sulle caratteristiche del 5G, sono in fase di implementazione progetti pilota in scenari quali miniere intelligenti, porti intelligenti, fabbriche intelligenti e sistemi AVR (Automatic Voice and Responsive).

In realtà, il 5G non è solo una rivoluzione tecnologica nel settore delle telecomunicazioni, ma anche una rivoluzione industriale. In parole semplici, i vantaggi del 5G in questa fase sono ancora principalmente concentrati nella costruzione della rete. Tali vantaggi possono essere riassunti in innovazione tecnologica, controllabilità indipendente ed effetti di scala. Ma a lungo termine, il 5G rappresenta una rivoluzione industriale e potrebbe portare a una profonda trasformazione del settore 2B. La combinazione di comunicazioni, cloud computing, Internet delle cose e intelligenza artificiale ha ormai preso forma concreta nell'ambito dell'"Internet industriale".

Nell'ottica della rivoluzione industriale, le opportunità di business del 5G non si limitano ai vantaggi derivanti dall'infrastruttura hardware e dal potenziale delle applicazioni, ma includono anche le opportunità di business generate dai cambiamenti industriali.

Questo articolo analizzerà il settore upstream del 5G dai seguenti punti di vista:

· Il 5G non è solo una rivoluzione tecnologica nel campo delle comunicazioni, ma anche una rivoluzione industriale.

• Tempistiche e progressi della commercializzazione del 5G in Cina

· Budget di investimento commerciale della Cina per il 5G nel 2020

· Analisi dei costi delle stazioni base 5G

· Analisi dei costi di esercizio e manutenzione delle stazioni base 5G

· Smantellamento dei legami industriali che favoriscono i bonus a monte del 5G

· Analisi del processo di sostituzione nazionale a monte della tecnologia 5G

 

Il 5G non è solo una rivoluzione nella tecnologia delle telecomunicazioni,

Sta per avere luogo una rivoluzione industriale di vasta portata.

   

Non c'è dubbio che il 5G rappresenti una rivoluzione nella tecnologia delle comunicazioni. Ma in una prospettiva a lungo termine, il 5G è una rivoluzione industriale. 

 

1. Emerge il prototipo dell'Internet industriale, che ridefinisce il sistema di valutazione del valore aziendale.

In termini di caratteristiche di rete, il 3G e il 4G risolvono principalmente il problema della comunicazione tra persone, mentre il 5G si concentra sulla comunicazione tra persone e cose, in particolare tra cose e cose.

 

Prima delle reti 5G, sebbene esistessero soluzioni IoT basate su NB-IoT e 4G, queste presentavano ancora carenze in termini di latenza e copertura e, in pratica, non erano ancora in grado di soddisfare pienamente le esigenze commerciali.

 

L'Internet delle Cose (IoT) implica la connessione in rete, l'analisi e il controllo dei dispositivi. Dopo aver risolto il problema della "connessione in rete", il processo di analisi ha iniziato ad avere un "orientamento preciso". L'Internet delle Cose ha portato a un'impennata nel volume dei dati. I dati sono diventati la risorsa fondamentale più importante. Se i dati generano effettivamente valore, i metodi originali di valutazione del valore aziendale nell'era di Internet mobile potrebbero cambiare. Indicatori di valutazione come DAU (Distributed Availability Use, Data Availability, Use) e ARRU (Average Revenue Availability, Rate to Use) diventeranno gradualmente obsoleti e potrebbe emergere un nuovo sistema di valutazione.

 

Dietro il concetto di "controllo" si cela l'intelligenza artificiale in senso più ampio. L'utilizzo dell'intelligenza dei dati permette di controllare le macchine con maggiore precisione, fornendo un feedback completo. La combinazione di tecnologie come l'intelligenza artificiale consente di estrarre valore dai dati e di prendere decisioni intelligenti, migliorando così l'efficienza industriale.

 

Nel complesso, la combinazione di comunicazioni con il cloud computing, l'Internet delle cose e la tecnologia IA, nonché l'"Internet industriale" con le sue capacità di prendere decisioni intelligenti, ha preso davvero forma.

 

2. L'80% degli scenari applicativi reali del 5G si trovano nell'Internet industriale, dietro il quale si cela una rivoluzione dell'offerta.

Come ha affermato il Ministro dell'Industria e dell'Informatica Miao Wei, l'80% degli scenari di applicazione reali del 5G si riscontra nell'ambito dell'Internet industriale.

 

L'industria è il principale campo di battaglia dell'economia reale e la base dell'offerta sociale commerciale. Se il 5G promuoverà l'implementazione dell'Internet industriale, si favoriranno contemporaneamente l'informatizzazione e l'intelligenza industriale, migliorando l'efficienza del settore. Ciò significa che l'offerta di beni e servizi sarà ulteriormente garantita e i costi potranno essere ulteriormente ridotti. In caso di eccesso di offerta, la dipendenza dai canali e dai metodi di vendita potrebbe rafforzarsi ulteriormente.

 

L'intelligenza industriale non solo migliora l'efficienza, ma riduce anche la dipendenza dall'intelligenza umana e dalla posizione fisica. In combinazione con i miglioramenti nella comunicazione video e AVR offerti dal 5G, nonché con i progressi nelle capacità di elaborazione intelligente in cloud e edge computing, è probabile che il "flusso di persone" si riduca.

 

3. Il capitalismo monopolistico tecnologico si rafforza ulteriormente.

Se il capitalismo monopolistico della tecnologia 4G ha iniziato a delinearsi, il 5G intensificherà ulteriormente questa tendenza. "Dispositivo + edge computing + cloud + rete" è diventata la nuova generazione di infrastrutture ICT e un campo di battaglia per i giganti.

 

Nokia è stata un esempio emblematico di integrazione tra terminale e rete nell'era 2G, ma questa integrazione ha iniziato a vacillare con l'avvento del 3G. Concentrandoci sulla Cina, con l'inizio del 4G, produttori come Huawei, Samsung e Xiaomi hanno colto questa tendenza e hanno intrapreso o tentato di farlo. Nell'era 4G, l'integrazione tra cloud e rete si è gradualmente diffusa, con l'integrazione dei servizi cloud e dei servizi di comunicazione. Nell'era 5G, è probabile che l'integrazione tra "dispositivo + edge computing + rete" raggiunga un livello ancora maggiore.

 

Attualmente, sul mercato interno, per quanto riguarda il cloud, il modello "uno-super-molteplici-forti" è rimasto sostanzialmente stabile; sul fronte delle reti, si è consolidato il dominio di Huawei, ZTE e dei tre principali operatori; per quanto riguarda i test sui terminali, il modello dominante di China OV potrebbe non subire grandi cambiamenti nel breve termine, e i giganti di Internet stanno cercando di creare nuovi terminali attraverso gli altoparlanti intelligenti. Dopo che il 5G "dispositivo + edge + cloud + rete" sarà probabilmente ulteriormente integrato, la posizione di monopolio dei giganti si rafforzerà ulteriormente.

 

In termini di dettagli, i costi di costruzione del 5G sono elevati e le applicazioni a valle non sono ancora chiare. Ciò significa che i soggetti con altre risorse come energia, immobili, cloud e terminali, le aziende con risorse clienti, scenari applicativi e know-how di settore probabilmente parteciperanno ai collegamenti di "rete", "edge" e "terminale", ottenendo così ulteriori vantaggi. 

 
 

Calendario commerciale del 5G:

I progressi nella costruzione della rete 5G del mio Paese superano le aspettative.

 

1. Calendario commerciale del 5G

 

Immagini da Internet

All'inizio del 2020, il 5G globale è entrato nella fase commerciale preliminare. L'ultimo rapporto della GSA mostra che il numero di reti 5G commerciali confermate nel database della GSA ha raggiunto quota 70 ad aprile di quest'anno; a metà settembre, il numero di reti 5G commerciali a livello mondiale ha superato le 100.

 

Con il rilascio ufficiale delle licenze 5G nel 2019, è iniziato il business 5G a livello nazionale. Secondo le statistiche del Ministero dell'Industria e dell'Informatica, alla fine di marzo erano state costruite 198,000 stazioni base 5G in tutto il paese. Si prevede che entro la fine del 2020 il numero di stazioni base 5G a livello nazionale supererà le 600,000. Ma i progressi effettivi hanno superato le aspettative. Nei primi tre trimestri, abbiamo raggiunto gli obiettivi prefissati per l'intero anno. Secondo i dati del Ministero dell'Industria e dell'Informatica, nella prima metà del 2020 il mio paese ha costruito 257,000 stazioni base 5G, raggiungendo un totale di 410,000 alla fine di giugno; nel terzo trimestre, il numero totale di stazioni base 5G costruite nel mio paese è aumentato a 600,000. China Mobile, uno dei tre principali operatori, ha inoltre rivisto al rialzo le proprie previsioni per l'intero anno, aumentando il numero di nuove stazioni base 5G da 250,000 a 300,000.

 

Anche il volume delle spedizioni di telefoni cellulari 5G è in graduale aumento. Secondo un rapporto di Strategy Analytics, si prevede che le vendite globali di telefoni cellulari 5G raggiungeranno i 250 milioni di unità nel 2020, con un incremento del 1282% rispetto al 2019 (18.2 milioni di unità); si prevede inoltre che le spedizioni di smartphone 5G raggiungeranno i 450-550 milioni di unità nel 2021. Secondo un rapporto di Counterpoint Research, la Cina è il principale produttore di telefoni cellulari 5G. Solo nel mese di luglio di quest'anno, oltre il 79% delle spedizioni di telefoni cellulari 5G proveniva dal mercato cinese. Con il lancio di telefoni cellulari 5G a prezzi accessibili, il tasso di crescita potrebbe ulteriormente aumentare.

 

Il numero di utenti 5G è in costante aumento. Le statistiche mostrano che alla fine di agosto 2020, il numero di utenti 5G nel mio Paese superava i 110 milioni; tra questi, il tasso di penetrazione del 5G di China Telecom ha raggiunto il 16%. Secondo i dati statistici attuali relativi all'intera rete di telecomunicazioni, il numero cumulativo di connessioni a terminali 5G supera attualmente i 160 milioni e le spedizioni di telefoni cellulari 5G superano i 100 milioni di unità.

 

Allo stesso tempo, sono stati lanciati anche moduli 5G commerciali, in grado di supportare applicazioni in diversi settori, come televisori 5G 8K, linee di produzione industriali 5K e trasporti intelligenti. 

 

2. Il budget per gli investimenti commerciali nel 5G nel 2020 si avvicina ai 200 miliardi di yuan.

 

L'utilizzo commerciale del 5G dipende dalla realizzazione delle reti 5G. Secondo le informazioni pubbliche, il budget di investimento per il 5G dei tre principali operatori e società di torri nazionali quest'anno si aggira intorno ai 200 miliardi di yuan.

 

Secondo i bilanci del 2019 dei tre principali operatori, nel 2019:

 

China Mobile ha investito 24 miliardi di yuan in progetti legati al 5G, ha costruito 50,000 stazioni base 5G e ha fornito servizi commerciali 5G in 50 città;

· China Telecom ha investito circa 9.3 miliardi di yuan nel 5G, ha costruito 40,000 stazioni base 5G e ne ha condivise più di 20,000 con China Unicom, coprendo oltre 50 aree chiave di città commerciali;

· La spesa in conto capitale di China Unicom per il 5G ammonta a circa 7.9 miliardi di yuan e l'azienda ha attivato 50,000 stazioni base 5G condivise con China Telecom.

 

Secondo la comunità dell'edge computing, gli investimenti nel 5G da parte dei tre principali operatori nel 2020 riguarderanno 500,000 stazioni base e oltre 180 miliardi di yuan in spese in conto capitale.

 

Fonte immagine: Edge Computing Community

3. Piano di investimenti commerciali per il 5G

Gli analisti Ouyang Shihua e Tang Hongyi del team di ricerca di Guosen Electronics hanno precedentemente analizzato il 3G, diversi nodi principali nell'era del 4G e i relativi cicli, ritenendo che: il rilascio delle licenze 3G/4G in Cina abbia stimolato i tre principali operatori ad aumentare significativamente le spese in conto capitale entro 3-5 anni; nel gennaio 2009, il rilascio delle licenze 3G e la costruzione di stazioni base 3G hanno promosso un aumento sostanziale delle spese in conto capitale, con un ciclo di quattro anni; da dicembre 2013 a febbraio 2015, sono state rilasciate le licenze 4G e gli investimenti nelle stazioni base 4G hanno dato il via a una nuova fase di crescita, raggiungendo il picco nel 2015, con un ciclo di due anni.

   

Immagine tratta dal team di ricerca elettronica di Guoxin.

Immagine tratta dal team di ricerca elettronica di Guoxin.

Nel giugno 2019, il Ministero dell'Industria e dell'Informatica ha rilasciato licenze commerciali per il 5G a China Telecom, China Mobile, China Unicom e China Radio and Television. La Cina è diventata così il quinto Paese a commercializzare ufficialmente il 5G, dopo Corea del Sud, Stati Uniti, Svizzera e Regno Unito. Sulla base di questi calcoli, combinati con le previsioni del settore, gli investimenti nel 5G potrebbero raggiungere il picco nel 2022.

Analisi dei costi delle stazioni base 5G

1. Analisi dei costi di costruzione delle stazioni base 5G

Il 5G non è solo un problema tecnico, ma anche un problema di aritmetica economica. I costi di costruzione della rete 5G sono elevati. Si prevede generalmente che il costo di costruzione della rete 5G in Cina supererà il trilione di yuan.

 

Attualmente, la rete 5G è ancora in fase di costruzione e i tre principali operatori e le Ferrovie Cinesi sono i soggetti che contribuiscono maggiormente al pagamento dei dividendi. I loro profitti sono tuttora focalizzati sulle catene di approvvigionamento a monte e a metà filiera e sulla fornitura di soluzioni per ridurre i costi e aumentare l'efficienza.

 

Pertanto, in questo momento, solo smantellando i costi di costruzione delle reti 5G possiamo recuperare il flusso di capitali della filiera industriale.

 

La rete di comunicazione mobile 5G è composta da tre parti: rete centrale, rete di trasporto e rete wireless. La rete wireless può essere semplicemente intesa come una stazione base, mentre la rete di trasporto è costituita principalmente da router/switch, cavi in ​​fibra ottica e apparecchiature di divisione di lunghezza d'onda. La rete centrale è essenzialmente un enorme switch controllato da programma. L'attuale attività di costruzione si concentra principalmente sulla posa delle stazioni base, in particolare delle macro stazioni base.

 

In Cina, la costruzione delle stazioni base è affidata al China Railway Group, e agli operatori viene addebitato un canone di locazione in base al volume e allo spazio utilizzato. Pertanto, possiamo semplicemente trarre delle conclusioni dai dati finanziari di China Railway.

 

Nell'anno fiscale 2019, i costi operativi totali di China Railway sono stati pari a 65.1 miliardi di yuan, di cui 45.4 miliardi di yuan per ammortamenti, 600 milioni di yuan per l'affitto dei terreni, 60 milioni di yuan per la manutenzione e 5.86 miliardi di yuan per il costo del lavoro.

     

Immagine tratta dal bilancio di China Railway.

Secondo le statistiche di settore, il principale investimento diretto per la costruzione di una stazione base 5G comprende principalmente i costi delle apparecchiature, l'affitto del terreno, i costi di costruzione, i costi di gestione e manutenzione, ecc. Il costo si aggira probabilmente intorno ai 300,000 yuan.

 

Secondo le informazioni contenute nel documento "China Mobile 2020 5G Phase II Centralized Procurement of Wireless Network Main Equipment", il prezzo di acquisto di una singola stazione 5G si aggira tra i 134,900 e i 161,200 yuan, mentre il prezzo medio di una singola stazione base è di 159,700 yuan.

 

Immagine tratta da: Internet mercenario

Oltre alle apparecchiature della stazione base, spesso è necessario configurare i sistemi energetici, che includono principalmente armadi, quadri elettrici, sistemi di accumulo di energia, ecc. Secondo informazioni pubbliche e del settore, i prezzi si aggirano rispettivamente intorno ai 5,000 yuan, 5,000-10,000 yuan e 30,000 yuan, con un investimento totale di circa 40,000 yuan.

 

Per quanto riguarda i costi di costruzione, a seconda del tipo di struttura in ferro, il prezzo varia da decine di migliaia a centinaia di migliaia di yuan. Secondo quanto riportato da forum del settore delle telecomunicazioni, il costo di una stazione base su palo a livello del suolo, senza locali tecnici e infrastrutture di supporto, si aggira intorno ai 10,000 yuan; mentre il costo di una torre di terra alta 50 metri, completa di locale tecnici e infrastrutture di supporto, è di circa 400,000 yuan.

 

Anche i costi di affitto dei terreni sono considerati uno degli investimenti attuali nella costruzione della rete 5G. Dou Li, presidente del China Tower Communications Technology Research Institute, ha affermato che nell'attuale fase critica della costruzione centralizzata del 5G e in alcuni progetti chiave, permangono problemi quali la difficoltà nella selezione dei siti, la difficoltà di accesso ai siti e gli elevati costi di coordinamento e di affitto dei terreni. Le informazioni provenienti dai forum mostrano che gli affitti nelle città di primo livello possono talvolta raggiungere i 50,000-60,000 yuan.

 

In base ai costi sopra indicati, il costo di una stazione base 5G si aggira probabilmente tra i 200,000 e i 400,000 yuan. Attualmente, gli operatori stanno costruendo macro stazioni base 5G e la maggior parte di essi sta aggiungendo apparecchiature principali 5G a siti 2G/3G/4G esistenti. Il costo effettivo dovrebbe essere inferiore al costo di costruzione di una nuova stazione base. Il costo delle stazioni base in ambienti particolari è aumentato significativamente. Ad esempio, il costo di costruzione di ciascuna stazione base 5G sul Monte Everest nel 2020 ha superato 1 milione di yuan, con un costo di manutenzione annuale di circa 160,000 yuan, di cui il costo di costruzione di una singola stazione 5G ha superato i 2 milioni di yuan. Sulla base dei calcoli basati sui piani di implementazione del 5G del 2020 e sui dati di investimento nel 5G dei tre principali operatori, il costo medio di implementazione di ciascuna stazione base 5G si attesta anch'esso nella fascia di prezzo tra i 320,000 e i 400,000 yuan.

 

Immagine tratta da: Internet mercenario

2. Analisi dei costi di esercizio e manutenzione delle stazioni base 5G

La bolletta elettrica rappresenta una spesa ingente per i tre principali operatori. Secondo le informazioni pubbliche, le spese per l'elettricità di China Mobile hanno superato i 50 miliardi di yuan nel 2017, mentre il consumo totale di energia nel 2018 ha raggiunto i 24.5 miliardi di kilowattora.

 

Dal 4G al 5G, il consumo energetico di una singola stazione base 5G sarà probabilmente da 2 a 4 volte superiore a quello di una stazione base 4G. Teoricamente, il numero di stazioni base 5G si aggira sui 6 milioni. Secondo le statistiche del Ministero dell'Industria e dell'Informatica, nel 2019 il numero totale di stazioni base 4G in Cina ha raggiunto i 5.44 milioni. Ciò significa che la bolletta elettrica della rete 5G sarà probabilmente circa tre volte superiore a quella del 4G. In precedenza, Yan Binfeng, direttore del Comitato Tecnico dell'Istituto di Ricerca China Unicom, aveva già affermato che, una volta completata la rete 5G, si prevede che la bolletta elettrica per stazione base sarà più che tripla rispetto a quella del 4G.

 

In precedenza, Yang Fengyi, vicedirettore del Centro cinese per l'innovazione tecnologica delle telecomunicazioni, aveva dichiarato pubblicamente che la bolletta elettrica totale per le stazioni base mobili dei tre operatori nel 2018 ammontava a circa 24 miliardi di yuan. Sulla base di ciò, si ipotizza che, una volta completata la rete 5G, la bolletta elettrica per le stazioni base raggiungerà circa 80 miliardi di yuan. Considerando che in sette anni verranno costruite 6 milioni di stazioni base della rete 5G e che il periodo di picco per la costruzione della rete si verifica generalmente entro tre o quattro anni dal rilascio della licenza, è probabile che i costi dell'energia elettrica aumenteranno nei primi tre o quattro anni.

 

Oltre alle bollette elettriche delle stazioni base, anche i data center generano un elevato consumo di energia. Secondo i dati del sito web del Ministero dell'Industria e dell'Informatica, alla fine del 2017 il numero totale di data center di vario tipo in uso nel mio Paese aveva raggiunto quota 285,000, con un consumo annuo di energia elettrica superiore a 120 miliardi di kilowattora, pari a circa il 2% del consumo totale di energia elettrica del Paese. Alcuni hanno calcolato che il costo dell'energia elettrica dipende in gran parte dall'efficienza energetica del data center. La sola bolletta elettrica di un data center di classe B può superare i 100 milioni di yuan all'anno. 

 

Poiché le apparecchiature di comunicazione non possono essere spente, in pratica la priorità di garantire il corretto funzionamento continuo delle apparecchiature è superiore al "risparmio energetico" per un certo periodo di tempo; allo stesso tempo, le apparecchiature di comunicazione sono dispositivi professionali e le aziende che forniscono prodotti e servizi energetici non hanno la possibilità di effettuare "ottimizzazioni per il risparmio energetico" direttamente sulle apparecchiature. Pertanto, nel breve termine, il risparmio energetico lato stazione base non è una strategia aziendale opportuna. Di fatto, alcune aziende, come Yilingjie, offrono già soluzioni di raffreddamento per i test delle sale server.

 

A giudicare dalla situazione attuale, la principale forza trainante verso il risparmio energetico del 5G proviene dai produttori di apparecchiature e dagli operatori. Ad esempio, per far fronte all'enorme pressione del consumo energetico, China Mobile ha costituito fin da subito un team di progetto per condurre ricerche sulle tecnologie di risparmio energetico per le stazioni base. Recentemente, l'Istituto di Ricerca di China Mobile ha anche pubblicato il "Libro bianco sulle tecnologie di risparmio energetico per le stazioni base 5G".

 

Smantellamento delle aree critiche nella catena di fornitura del settore 5G.

 

Nel complesso, i vantaggi infrastrutturali del 5G derivano principalmente da fattori espliciti come l'aggiornamento su larga scala della tecnologia e l'espansione della scala di utilizzo, nonché dal fattore implicito della sostituzione a livello nazionale.

 

In seguito, smantelleremo anche alcune di queste suddivisioni specifiche.

 

1. Piccola stazione base

Nel mercato delle infrastrutture di comunicazione, che vale migliaia di miliardi di dollari, le apparecchiature di comunicazione spesso rivestono un ruolo di primo piano. Changjiang Securities ha analizzato che, nell'ambito degli investimenti per il 5G, la rete di accesso radio (RAN) rappresenta almeno il 50-70% dell'investimento totale ed è il punto di forza degli investimenti per il 5G. La rete di accesso radio è composta da un gran numero di stazioni base.

 

Sebbene vi siano differenze nei dati previsionali sul numero di macro stazioni base costruite in Cina nell'era del 5G, in generale, il numero supera i 5 milioni di unità. Changjiang Securities prevede che la scala di costruzione in Cina sarà di circa 4 milioni di stazioni dal 2020 al 2025 (il numero di stazioni base 4G in Cina alla fine del 2018 era di 3.72 milioni di stazioni). Considerando che le stazioni base cinesi rappresentano la metà delle stazioni base mondiali, il volume globale di costruzione di stazioni base 5G sarà di circa 8 milioni. L'analisi di Huatai Securities è più ottimistica. Secondo il ciclo di costruzione della rete 5G cinese di 6 anni (pre-commercializzazione nel 2019, commercializzazione ufficiale nel 2020, ciclo di costruzione 2020-2025), il numero di stazioni base 5G, ipotizzando un numero neutro di stazioni base, dovrebbe raggiungere i 5.064 milioni.

Per lungo tempo, le barriere tecniche per le apparecchiature delle macro stazioni base sono state elevate e le quattro principali aziende, Huawei, ZTE, Nokia ed Ericsson, hanno mantenuto una posizione dominante nel settore. Tuttavia, con il passaggio dalla frequenza 4G alla 5G, le piccole stazioni base hanno iniziato a beneficiare di importanti sviluppi.

 

Immagine tratta da: Kunzhong

Le small cell hanno iniziato a essere utilizzate commercialmente nell'era del 3G, principalmente per integrare le reti in aree ad alta densità di traffico. Dal 4G al 5G, la banda di frequenza di comunicazione utilizzata è aumentata significativamente, da 1755-2655 MHz a 24.25-43.5 GHz. In generale, più alta è la banda spettrale, più corta è la distanza percorsa. Nell'era del 4G era possibile ottenere una copertura di rete su larga scala tramite macro stazioni base, ma nell'era del 5G i costi sono diventati praticamente insostenibili.

 

Secondo le ricerche disponibili, il raggio di copertura tipico delle stazioni base 4G è attualmente di circa 1-3 chilometri. Nelle città, generalmente si aggira sui 500 metri, mentre nelle aree urbane centrali è di circa 200-300 metri. Nelle zone a densità particolarmente elevata, può addirittura raggiungere i 100 metri. Teoricamente, il raggio di copertura tipico delle stazioni base 5G è di circa 100-300 metri. Per garantire un'esperienza utente di alta qualità, la densità potrebbe essere maggiore. È prevedibile che pochi operatori al mondo possano permettersi costi così elevati.

 

Considerando che gli scenari indoor attualmente richiedono la maggiore capacità, il modello di rete che raggiunge una copertura su larga scala tramite macro stazioni base nell'era 4G è sostanzialmente impossibile da replicare nell'era 5G. I dati mostrano che nell'era 4G il 70-80% del traffico mobile proviene da ambienti interni; allo stesso tempo, l'80% dei reclami degli utenti agli operatori riguarda la scarsa qualità del segnale all'interno degli edifici.

 

Le caratteristiche delle piccole stazioni base, nella fase iniziale di progettazione – distanza di copertura di poche decine di metri e densa distribuzione sul territorio – soddisfano i requisiti di copertura e consumo energetico delle comunicazioni ad alta frequenza nell'era del 5G. Alcuni dati indicano che nell'era del 5G il rapporto tra macro stazioni base e piccole stazioni base potrebbe raggiungere 1:8. Se la domanda interna di macro stazioni base è di 4 milioni di unità, il prezzo medio di vendita delle piccole stazioni base durante il ciclo di sviluppo del 5G è di 3,000 yuan/unità e la dimensione del mercato potrebbe raggiungere circa 100 miliardi di yuan.

 

Le aspettative ottimistiche sulle prospettive di sviluppo delle piccole stazioni base hanno stimolato l'attività dei mercati primario e secondario. Nel mercato secondario, i prezzi delle azioni di società attive nel settore delle piccole stazioni base, come Bangxun Technology, Sanyuanda, Comba Communications, Chaoxun Communications e ZTE, sono aumentati. Nel mercato primario, anche aziende come Baicaibang, Mikas, Yunji Zhongzhi, ZTE Wangkun, ecc. sono impegnate nella ricerca e sviluppo di prodotti correlati.

 

Tuttavia, secondo le informazioni fornite dai tre principali operatori, la gara d'appalto per le piccole stazioni base 5G non è ancora stata aperta.

 

2. Chip ottico

L'industria delle comunicazioni ottiche si compone principalmente di tre parti: "dispositivi ottici, cavi in ​​fibra ottica e apparecchiature ottiche". I dispositivi ottici sono il cuore dei sistemi di comunicazione ottica, e i chip ottici ne costituiscono a loro volta i componenti principali. Le loro prestazioni e la velocità di trasmissione determinano direttamente l'efficienza di trasmissione dei sistemi di comunicazione in fibra ottica. Il loro costo rappresenta generalmente il 30-50% del costo dei dispositivi ottici e mostra una tendenza in aumento.

 

Come componente importante della catena industriale delle principali apparecchiature di comunicazione, anche i chip ottici hanno suscitato notevole interesse. I chip ottici utilizzano principalmente la generazione e l'assorbimento di fotoni, accompagnati dal processo di transizione dei livelli energetici interni dei materiali semiconduttori (come le serie InP e GaAs, ecc.), per realizzare la conversione reciproca dei segnali fotoelettrici.

 

Gli esperti del settore ritengono che la commercializzazione del 5G, l'espansione della capacità delle reti di trasmissione nel mercato delle telecomunicazioni e la costruzione su larga scala di stazioni base potrebbero generare un mercato diretto del valore di miliardi di dollari.

 

Da un lato, a causa dell'aumento della frequenza dello spettro 5G, l'attenuazione dei segnali che penetrano negli edifici aumenta e la densità di costruzione delle stazioni crescerà rispetto all'era 4G. Il numero di stazioni base potrebbe raggiungere almeno 4-5 milioni. D'altro canto, considerando una singola stazione base, l'architettura nell'era 4G era prevalentemente fronthaul-backhaul. Nell'era 5G, potrebbe evolversi in fronthaul-midhaul-backhaul. Anche il numero di moduli ottici necessari per una singola stazione base aumenterà, arrivando potenzialmente a oltre 8. La combinazione di questi due fattori dovrebbe generare un mercato multimiliardario.

 

Anche China Mobile Investment Company ha effettuato dei calcoli nel rapporto "Approfondimenti sul 5G, Investire nel futuro". Secondo le stime, ipotizzando che il numero di macro stazioni base 5G nel mio Paese raggiunga i 2 milioni, l'interfaccia tra la stazione base e il lato client dell'apparecchiatura di trasmissione connessa richiederà almeno 4 milioni di moduli ottici. Considerando i moduli ottici di interfaccia lato linea, i moduli ottici per gli utenti di linee dedicate, i moduli ottici per i data center, ecc., si prevede che l'intera rete 5G genererà una domanda di moduli ottici ad alta velocità che raggiungerà decine di milioni. Il numero totale di moduli ottici 5G è da 2 a 4 volte superiore a quello dell'era 4G.

 

Immagine tratta dal rapporto "Approfondimenti sul 5G, investimenti nel futuro" di China Mobile Investment Company.

In generale, maggiore è la velocità del chip ottico, maggiore è l'efficienza di trasmissione del sistema di comunicazione in fibra ottica, ma maggiore è anche la difficoltà di ricerca e sviluppo e di produzione in serie. La progettazione di chip ottici ad alta velocità deve garantire la qualità del segnale pur aumentando la velocità di trasmissione. Diventerà inoltre più difficile controllare la frequenza di accensione e spegnimento del laser.

 

Grazie alla rapida espansione del settore delle telecomunicazioni, è cresciuta anche l'importanza della localizzazione dei chip ottici. Negli ultimi anni, sono stati raggiunti risultati significativi. Ad esempio, il tasso di localizzazione dei chip ottici con velocità di 10 Gb/s si avvicina al 50%, mentre quello per velocità pari o superiori a 25 Gb/s non supera il 5%. Questo settore, fortemente dipendente da aziende americane e giapponesi come New Broadcom, MAOM, Mitsubishi, Sumitomo e Oclaro, è diventato negli ultimi anni un punto focale per la ricerca e lo sviluppo di aziende operanti nei mercati primari e secondari.

 

Nel mercato secondario, Guangxun Technology, Hisense Broadband, Huagong Zhengyuan, ecc. sono entrate nel mercato tramite ricerca interna o acquisizioni; nel mercato primario, Yunling Optoelectronics, Guanganlun, Changguang Huaxin, Zhongke Optical Core, Yuanjie Technology, Shijia Optoelectronics, Huaxing Semiconductor, Xinyun Optoelectronics, Guangzi Technology, Chenxiao Technology, Dalian Youxun, Corewave Micro, ecc. sono impegnate in attività correlate.

 

3. Front-end RF

I terminali 5G sono pronti per il lancio e anche il front-end a radiofrequenza è considerato un collegamento di valore commerciale. I suoi vantaggi derivano non solo dall'aumento della diffusione, ma anche dall'innovazione tecnologica.

 

Oltre all'aumento della domanda di radiofrequenze nelle stazioni base, i terminali mobili 5G offriranno anche nuove opportunità per i dispositivi front-end a radiofrequenza.

 

Qorvo prevede che nei prossimi 10 anni i terminali 5G diventeranno il segmento in più rapida crescita del settore della telefonia mobile. Secondo le previsioni di Strategy Analytics, le spedizioni di terminali 5G aumenteranno da 2 milioni di unità nel 2019 a 1.5 miliardi di unità nel 2025. Tuttavia, progettare un telefono cellulare 5G con segnali stabili e supporto per più bande di comunicazione non è semplice. Intuitivamente, il numero di bande di frequenza che i telefoni cellulari 5G devono gestire è aumentato significativamente. Sebbene lo standard 5G non sia ancora stato definito, considerando che il 4G LTE è passato a 52 bande, è probabile che nel 5G si supereranno le 60.

 

In secondo luogo, il 5G introduce segnali ad alta frequenza, e di conseguenza i requisiti prestazionali per i dispositivi front-end a radiofrequenza risultano ulteriormente migliorati. L'applicazione delle tecnologie MIMO e CA nel 5G aumenta ulteriormente la complessità dei filtri e degli amplificatori di potenza (PA), incrementando di conseguenza anche il valore del front-end RF. L'agenzia di ricerche di mercato Navian prevede che il mercato dei chip front-end a radiofrequenza per terminali mobili raggiungerà i 21.2 miliardi di dollari nel 2020, con un tasso di crescita annuo composto del 15.4%.

 

Analisi pertinenti mostrano che per un telefono cellulare 4G full-network, il package RF front-end contiene spesso 2-3 amplificatori di potenza, 2-4 interruttori e 6-10 filtri, e il suo costo si aggira sugli 8-10 dollari. Tuttavia, nell'era del 5G, il costo del package RF front-end potrebbe raggiungere i 25-40 dollari, superando quello del chip principale del telefono cellulare.

 

Immagine tratta da: UIS Capital

La radiofrequenza è considerata il fiore all'occhiello dei chip analogici e la localizzazione si è rivelata un obiettivo difficile da raggiungere. Si stima che i produttori europei e americani detengano circa il 95% del mercato globale delle radiofrequenze.

 

Il settore delle radiofrequenze è generalmente composto da dispositivi quali amplificatori di potenza (PA), filtri, duplexer, commutatori di radiofrequenza e amplificatori a basso rumore (LNA). Tra questi, i filtri rappresentano la quota maggiore del mercato. Avago, Qorvo e altri colossi detengono una quota di mercato di circa il 95%. Tra le società quotate in borsa a livello nazionale si annoverano Maijie Technology, ecc., mentre tra le aziende meno importanti figurano Deqing Huaying, Anhui Yunta, Haoda Electronics, Tianjin North, Zhouxun Technology, ecc. Il segmento degli amplificatori di potenza è al secondo posto, dominato da Skyworks, Qorvo, Murata, ecc. Tra le società quotate in borsa a livello nazionale si trovano Sanan, ecc., mentre tra le aziende leader del mercato primario si annoverano Vanchip, Huntersun, Guofeixiang, ecc. Nel settore della commutazione, l'israeliana TowerJazz detiene una quota di mercato relativamente elevata, mentre tra le società quotate in borsa a livello nazionale si annovera Zhuosheng Micro.

Immagine tratta da: UIS Capital

Analisi della sostituzione nazionale nei collegamenti upstream 5G

Oltre al valore commerciale per il settore delle telecomunicazioni, l'importanza strategica è evidente. Con i cambiamenti nelle relazioni internazionali, il 5G è diventato uno dei punti nevralgici nella competizione tra le grandi potenze.

 

Anche la sostituzione con prodotti nazionali è diventata un argomento che va assolutamente affrontato in questo settore.

 

Il collegamento che riceve maggiore attenzione nel 5G è la stazione base. In generale, per i componenti chiave attualmente coinvolti nelle stazioni base 5G, Huawei HiSilicon è in grado di completare sostanzialmente la ricerca e lo sviluppo in modo indipendente, mentre ZTE può occuparsi di una parte della ricerca e dello sviluppo. Tuttavia, i chip con il processo produttivo più avanzato attualmente utilizzati nelle stazioni base adottano il processo a 7 nm e si sta valutando l'introduzione del processo a 5 nm. Huawei è stata inserita nella "Entity List" e TSMC potrebbe non essere in grado di evadere nuovi ordini. ZTE al momento non è interessata da questa situazione perché non è stata inserita nella "Entity List"; se il chip Tiangang a 7 nm di Huawei non potesse essere prodotto da SMIC, potrebbe essere necessario utilizzare chip con processo a 14 nm, con possibili ripercussioni sulle prestazioni della stazione base.

 

Nel settembre di quest'anno, la società di investigazione professionale Fomalhaut Techno Solutions ha assistito il Nihon Keizai Shimbun nello smantellamento dell'ultima stazione base 5G di Huawei, giungendo a una conclusione simile. Hanno scoperto che il costo di un'unità di stazione base 5G di Huawei è di 1,320 dollari e che la percentuale di componenti progettati da aziende della Cina continentale è di circa il 48.2%. Tuttavia, circa il 60% dei chip progettati da produttori cinesi sono fabbricati da TSMC e solo circa il 10% dei componenti nazionali non è interessato dal divieto.

Questa indagine mostra anche che la percentuale di componenti statunitensi utilizzati nei chip delle stazioni base 5G di Huawei ha raggiunto il 27.2%, inclusi chip FPGA (di Lattice e Xilinx), memorie (di Cypress), chip di commutazione (di Broadcom), amplificatori (di ADI) e chip di gestione della memoria (di TI e ON Semiconductor). La Corea del Sud fornisce chip di memoria prodotti da Samsung Semiconductor, mentre tra i fornitori giapponesi figurano TDK, Seiko Epson e Nichicon.

 

Immagine: unità chip della stazione base 5G di Huawei

Le ricerche condotte sul mercato interno giungono a conclusioni simili. Prendendo ad esempio il Centro di Ricerca sugli Investimenti Aziendali della Cheung Kong Graduate School, la sua ricerca ritiene che i produttori nazionali, come HiSilicon, produttori di componenti chiave e del chip centrale per stazioni base Huawei, abbiano capacità di progettazione, ma che i chip DSP a 7 nm di Tiangang e i chip CPU di HiSilicon Kunpeng fossero precedentemente prodotti da TSMC, e che SMIC potrebbe non essere in grado di soddisfare tutti i requisiti di processo; i PLL (phase-locked loop) sono principalmente di ADI e TI, e i produttori nazionali non hanno quasi alternative; i dispositivi RF, come i chip PA, includono principalmente NXP, Sumitomo e Infineon, e i produttori nazionali possono coprire solo i prodotti di fascia bassa.

 

Immagine tratta dal Centro di ricerca sugli investimenti della Cheung Kong Graduate School of Business.

Nel campo delle comunicazioni ottiche legate al 5G, la sostituzione dei prodotti di fascia medio-bassa con componenti di produzione nazionale è stata parzialmente realizzata. La quota di chip optoelettronici prodotti in Cina da Huawei e ZTE è ancora relativamente bassa. Attualmente, i produttori nazionali di componenti ottici per frequenze superiori a 25G sono relativamente meno competitivi.

 

Nel settore dei terminali per telefoni cellulari 5G, la percentuale di componenti di produzione nazionale è relativamente elevata. Tuttavia, i chip principali dei terminali 5G nazionali sono ancora prodotti da TSMC e sono soggetti alla "lista nera".

 

La società di investigazione professionale Fomalhaut Techno Solutions, in collaborazione con il quotidiano "Nihon Keizai Shimbun", ha smontato un telefono cellulare Huawei Mate 30 5G. I risultati mostrano che la percentuale di componenti di fabbricazione cinese utilizzati è del 41.8%, ovvero 16.5 punti percentuali in più rispetto alla versione 4G del vecchio modello lanciato prima delle sanzioni statunitensi. Tra questi, i chip di comunicazione più complessi utilizzano in parte prodotti sviluppati da HiSilicon. Nella versione 4G, invece, rimangono solo pochi componenti, come le scocche in vetro, che rappresentano l'11.2% dei componenti statunitensi, pari all'1.5% del totale. Tuttavia, è importante notare che gli attuali processori principali per cellulari Huawei, come Kirin 980 e 990, utilizzano un processo a 7 nm e sono prodotti da TSMC, quindi sono anch'essi interessati dalla "Entity List".

 

Fonte dell'immagine: Centro di ricerca sugli investimenti della Cheung Kong Graduate School of Business

Inoltre, per quanto riguarda il sistema operativo degli smartphone, i produttori nazionali utilizzano ancora il sistema operativo open source Android, ma le applicazioni di proprietà di Google come Chrome, Gmail e YouTube non possono essere utilizzate, il che potrebbe influire sulle loro vendite all'estero.

 

La crescita del mercato delle comunicazioni, che vale migliaia di miliardi di yuan, si traduce spesso in vantaggi per l'intera filiera industriale. La parte precedente di questo articolo ha illustrato solo alcuni anelli rappresentativi della catena di fornitura a monte. Oltre ai benefici derivanti dalle infrastrutture a monte e dalla catena di fornitura dei terminali, si prevedono maggiori aspettative per le applicazioni a valle. Il rapporto "Insight into 5G, Invest in the Future" stima che gli investimenti in infrastrutture a monte potrebbero raggiungere i 3.3 miliardi di yuan nel 2025, mentre le applicazioni a valle dovrebbero raggiungere i 6.6 miliardi di yuan; entro il 2030, queste due cifre potrebbero arrivare rispettivamente a 6.3 e 10.6 miliardi, con quest'ultima pari a circa il 12.8% del PIL cinese del 2017. Analizzeremo in dettaglio le applicazioni industriali del 5G nel prossimo rapporto.

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