Nota do editor:

Após o magnífico ano de 2020, estamos prestes a entrar em uma nova década empolgante, repleta de esperança e incógnitas. A promoção conjunta de tecnologia e capital é o tema central desta década e provavelmente se tornará a principal força motriz da inovação na próxima. Portanto, no final de 2020, lançamos a série "Pesquisa Anual do Setor", selecionando as áreas de maior relevância no momento para uma análise sistemática. Esses setores podem estar reescrevendo o atual cenário econômico, remodelando o futuro dos negócios ou até mesmo o cenário internacional, podendo ser de interesse para os leitores da 36Kr ou ter um enorme impacto social. Esperamos também usar esse método para "expandir os horizontes infinitamente" com meus leitores da Krypton e "enxergar melhor o futuro" juntos.

Este artigo faz parte desta série. Escolhemos o 5G. A atualização da tecnologia de comunicação a cada dez anos não significa apenas uma competição na infraestrutura de telecomunicações em nível nacional, mas também enormes oportunidades de negócios. De fato, o 5G não é apenas uma revolução na tecnologia de comunicação, mas também uma revolução industrial abrangente. Este artigo é principalmente a primeira parte da pesquisa sobre o 5G, com foco na indústria upstream. Lançaremos a segunda parte em breve, com foco nas aplicações downstream do 5G.

A modernização da tecnologia de comunicação a cada dez anos não significa apenas uma competição na infraestrutura de telecomunicações em nível nacional, mas também enormes oportunidades de negócios. Pesquisas da consultoria de mercado IHS Markit mostram que o 5G gerará US$ 13.2 trilhões em produção econômica até 2035.

No início de 2020, a construção global de redes 5G estava em ritmo acelerado e os testes comerciais estavam se intensificando. Nos três primeiros trimestres de 2020, a China havia construído 600,000 estações base 5G e contava com 110 milhões de usuários de pacotes 5G. No mercado de aplicações B5B (To-of-Break), com foco nas características do 5G, projetos-piloto estão sendo implementados em cenários como mineração inteligente, portos inteligentes, fábricas inteligentes e sistemas de resposta a incidentes (AVR).

Na verdade, o 5G não é apenas uma revolução na tecnologia de telecomunicações, mas também uma revolução industrial. Simplificando, os benefícios do 5G nesta fase ainda estão concentrados principalmente na construção de redes. Esses benefícios podem ser resumidos em inovação tecnológica, controle independente e efeito de escala. Mas, a longo prazo, o 5G é uma revolução industrial e pode provocar uma reestruturação do setor 2B. A combinação de comunicações, computação em nuvem, Internet das Coisas e inteligência artificial realmente deu forma à "Internet Industrial".

Na perspectiva da revolução industrial, as oportunidades de negócios do 5G não se limitam aos benefícios da infraestrutura de hardware e ao potencial de aplicações, mas também incluem as oportunidades decorrentes das mudanças industriais.

Este artigo analisará o setor upstream do 5G sob os seguintes aspectos:

• O 5G não é apenas uma revolução na tecnologia de comunicação, mas também uma revolução industrial.

Cronograma e progresso da comercialização do 5G na China

• Orçamento de investimento comercial em 5G na China em 2020

• Detalhamento de custos da estação base 5G

• Análise de custos de operação e manutenção de estações base 5G

• Desmantelamento dos vínculos de bônus upstream da indústria 5G

• Análise do processo de substituição doméstica a montante do 5G

 

O 5G não é apenas uma revolução na tecnologia de telecomunicações,

Trata-se de uma revolução industrial abrangente que está prestes a acontecer.

   

Não há dúvida de que o 5G é uma revolução na tecnologia da comunicação. Mas, numa perspectiva de longo prazo, o 5G é uma revolução industrial. 

 

1. Surge o protótipo da Internet industrial, redefinindo o sistema de avaliação de valor empresarial.

Em termos de características de rede, o 3G e o 4G resolvem principalmente a comunicação entre pessoas, enquanto o 5G se concentra na comunicação entre pessoas e coisas, especialmente entre coisas.

 

Antes das redes 5G, embora existissem soluções de IoT NB-IoT + 4G, elas ainda apresentavam deficiências em termos de latência e cobertura e, na prática, não conseguiam atender plenamente às necessidades comerciais.

 

A Internet das Coisas envolve a interconexão, a análise e o controle de dispositivos. Após a resolução do problema de "interconexão", o processo de análise começou a "ter um propósito". A Internet das Coisas trouxe um aumento exponencial no volume de dados. Os dados se tornaram o ativo central mais importante. Se os dados realmente geram valor, os métodos originais de avaliação de valor comercial na era da internet móvel podem mudar. Indicadores de avaliação como DAU (Usuários Ativos Diários) e ARRU (Receita Média por Usuário) se tornarão gradualmente inválidos, e um novo sistema de avaliação poderá se formar.

 

Por trás do "controle" está a inteligência artificial em um sentido mais amplo. Utilizar a inteligência de dados para controlar máquinas com maior precisão e obter feedback completo. Combinar tecnologias como a inteligência artificial para extrair o valor dos dados e gerar decisões inteligentes, melhorando assim a eficiência industrial.

 

De modo geral, a combinação de comunicações com computação em nuvem, Internet das Coisas e tecnologia de IA, e a "Internet industrial" com capacidades de tomada de decisão inteligente, realmente ganharam forma.

 

2. 80% dos cenários de aplicação real do 5G estão na Internet industrial, que por trás disso é uma revolução no fornecimento.

Como afirmou o Ministro da Indústria e Tecnologia da Informação, Miao Wei, 80% dos cenários de aplicação real do 5G estão na internet industrial.

 

A indústria é o principal campo de batalha da economia real e a base do abastecimento comercial e social. Se o 5G impulsionar a implementação da Internet Industrial, a informatização e a inteligência industrial serão simultaneamente promovidas, e a eficiência industrial será aprimorada. Isso significa que o fornecimento de bens e serviços será ainda mais suficiente e os custos poderão ser ainda mais reduzidos. Em um cenário de excesso de oferta, a dependência de canais e métodos de venda poderá ser ainda mais reforçada.

 

A inteligência industrial não só melhora a eficiência, como também reduz a dependência da inteligência humana e da localização física. Combinada com a melhoria na comunicação por vídeo e na comunicação AVR proporcionada pelo 5G, juntamente com o aprimoramento das capacidades de computação inteligente em nuvem e na borda, a tendência é que o "fluxo de pessoas" seja reduzido.

 

3. O capitalismo monopolista tecnológico é ainda mais fortalecido.

Se o capitalismo monopolista da tecnologia 4G começou a tomar forma, o 5G intensificará ainda mais essa tendência. "Dispositivo + borda + nuvem + rede" tornou-se a nova geração da infraestrutura de TIC e um campo de batalha para gigantes.

 

A Nokia foi uma representante da integração entre terminal e rede na era 2G, mas essa integração começou a se desfazer no 3G. Focando na China, com o advento do 4G, fabricantes como Huawei, Samsung e Xiaomi perceberam essa tendência e a adotaram, ou tentaram adotá-la. Na era 4G, a integração entre nuvem e rede tornou-se gradualmente popular, e os serviços em nuvem e os serviços de comunicação foram integrados. Na era 5G, a integração entre "dispositivo + borda + rede" provavelmente será ainda maior.

 

Atualmente, no mercado doméstico, no setor de nuvem, o padrão de um-super-múltiplos-fortes permanece basicamente estável; no setor de redes, o padrão da Huawei, ZTE e das três principais operadoras está praticamente consolidado; no mercado de dispositivos móveis, o padrão dominante da OV chinesa provavelmente não sofrerá grandes mudanças no curto prazo, e as gigantes da internet estão tentando criar novos dispositivos por meio de alto-falantes inteligentes. Após a integração ainda maior do 5G "dispositivo + borda + nuvem + rede", a posição de monopólio das gigantes da internet provavelmente se fortalecerá ainda mais.

 

Em termos de detalhes, os custos de construção do 5G são elevados e as aplicações subsequentes ainda não estão claras. Isso significa que empresas com outros recursos, como energia, infraestrutura, nuvem e terminais, empresas com recursos de clientes, cenários de aplicação e conhecimento do setor provavelmente participarão das etapas de "rede", "borda" e "terminal", obtendo assim vantagens adicionais. 

 
 

Cronograma comercial do 5G:

O progresso na construção da rede 5G no meu país supera as expectativas.

 

1. Cronograma comercial do 5G

 

Imagens da Internet

No início de 2020, o 5G global entrou na fase comercial preliminar. O relatório mais recente da GSA mostra que o número de redes 5G comerciais confirmadas no banco de dados da GSA chegou a 70 em abril deste ano; em meados de setembro deste ano, o número de redes 5G comerciais em todo o mundo ultrapassou 100.

 

Com a emissão oficial das licenças 5G em 2019, o mercado 5G no país teve início. De acordo com as estatísticas do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, até o final de março, 198,000 estações base 5G haviam sido construídas em todo o país. Esperava-se que, até o final de 2020, o número de estações base 5G em todo o país ultrapassasse 600,000. Mas o progresso real superou as expectativas. Nos três primeiros trimestres, atingimos as metas estabelecidas para o ano todo. Segundo dados do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, no primeiro semestre de 2020, o país construiu 257,000 estações base 5G, totalizando 410,000 até o final de junho; no terceiro trimestre, o número total de estações base 5G construídas no país aumentou para 600,000. A China Mobile, uma das três principais operadoras, também elevou seus números para o ano todo, aumentando o número de novas estações base 5G de 250,000 para 300,000 neste ano.

 

O volume de remessas de celulares com tecnologia 5G também está aumentando gradualmente. De acordo com o relatório da Strategy Analytics, as vendas globais de celulares 5G devem atingir 250 milhões de unidades em 2020, um aumento de 1282% em relação a 2019 (18.2 milhões de unidades); as remessas de smartphones 5G devem chegar a 450 milhões a 550 milhões de unidades em 2021. Segundo um relatório da Counterpoint Research, a China é o maior contribuinte para o mercado de celulares 5G. Somente em julho deste ano, mais de 79% das remessas de celulares 5G vieram do mercado chinês. Com o lançamento de celulares 5G na faixa de preço de mil yuans, essa taxa de crescimento pode aumentar ainda mais.

 

A escala de usuários do 5G está aumentando gradualmente. Estatísticas mostram que, no final de agosto de 2020, o número de usuários do 5G no meu país ultrapassou 110 milhões; entre eles, a taxa de penetração do 5G da China Telecom atingiu 16%. A julgar pelos resultados estatísticos atuais de toda a operação de comunicação, o número cumulativo de conexões de terminais 5G atualmente ultrapassa 160 milhões, e o envio de telefones celulares 5G ultrapassa 100 milhões de unidades.

 

Ao mesmo tempo, módulos comerciais 5G também foram lançados, os quais podem suportar aplicações em diversos setores, como TVs 5G 8K, linhas de produção industrial 5K e transporte inteligente. 

 

2. O orçamento de investimento comercial para o 5G em 2020 está próximo de 200 bilhões de yuans.

 

A utilização comercial do 5G depende da implantação de redes 5G. Segundo informações públicas, o orçamento de investimento em 5G das três principais operadoras e empresas de torres nacionais para este ano se aproxima de 200 bilhões de yuans.

 

De acordo com os relatórios financeiros de 2019 das três principais operadoras, em 2019:

 

A China Mobile investiu 24 bilhões de yuans em projetos relacionados ao 5G, construiu 50,000 estações base 5G e forneceu serviços comerciais 5G em 50 cidades;

A China Telecom investiu cerca de 9.3 bilhões de yuans em 5G, construiu 40,000 estações base 5G e compartilhou mais de 20,000 estações base 5G com a China Unicom, cobrindo mais de 50 áreas-chave de cidades comerciais;

• O investimento da China Unicom em 5G é de aproximadamente 7.9 bilhões de yuans, e a empresa já inaugurou 50,000 estações base 5G compartilhadas com a China Telecom.

 

Segundo a comunidade de computação de borda, o investimento em 5G pelas três principais operadoras em 2020 envolverá 500,000 estações base e mais de 180 bilhões de yuans em despesas de capital.

 

Fonte da imagem: Comunidade de Computação de Borda

3. Cronograma de investimento comercial em 5G

Os analistas Ouyang Shihua e Tang Hongyi, da equipe de pesquisa da Guosen Electronics, já analisaram anteriormente o 3G, vários nós importantes na era do 4G e seus respectivos ciclos. Acredita-se que: a emissão de licenças 3G/4G na China estimulou as três principais operadoras a aumentarem significativamente os investimentos de capital em um período de 3 a 5 anos; em janeiro de 2009, a emissão de licenças 3G e a construção de estações base 3G promoveram um aumento substancial nos investimentos de capital, com um ciclo de quatro anos; de dezembro de 2013 a fevereiro de 2015, com a emissão de licenças 4G, o investimento em estações base 4G inaugurou uma nova rodada de crescimento, atingindo o pico em 2015, com um ciclo de dois anos.

   

Imagem da Equipe de Pesquisa Eletrônica da Guoxin

Imagem da Equipe de Pesquisa Eletrônica da Guoxin

Em junho de 2019, o Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação emitiu licenças comerciais para o 5G à China Telecom, China Mobile, China Unicom e China Radio and Television. A China também se tornou o quinto país a comercializar oficialmente o 5G, depois da Coreia do Sul, Estados Unidos, Suíça e Reino Unido. Com base nesse cálculo, combinado com as previsões do setor, o investimento em 5G pode atingir seu pico em 2022.

Análise de custos de estações base 5G

1. Análise de custos de construção de estações base 5G

O 5G não é apenas um problema técnico, mas também um problema de aritmética econômica. Os custos de construção da rede 5G são elevados. De forma geral, prevê-se que o custo de construção da rede 5G no país ultrapasse um trilhão de yuans.

 

Atualmente, a rede 5G ainda está em fase de construção, e as três principais operadoras e a China Railway são as entidades que mais contribuem para o seu crescimento. Seus dividendos ainda se concentram nas cadeias de suprimentos a montante e intermediárias, oferecendo soluções para reduzir custos e aumentar a eficiência.

 

Portanto, neste momento, somente desmantelando os custos de construção das redes 5G poderemos capturar o fluxo de capital da cadeia produtiva.

 

A rede de comunicação móvel 5G consiste em três partes: rede central, rede de distribuição e rede sem fio. A rede sem fio pode ser entendida, de forma simplificada, como uma estação base, e a rede de distribuição consiste principalmente em roteadores/switches, cabos de fibra óptica e equipamentos de divisão de comprimento de onda. A rede central é essencialmente um switch controlado por programa de grande porte. O foco atual da construção está principalmente na implantação de estações base, especialmente macroestações base.

 

Na China, a construção das estações base é realizada pelo China Railway Group, e os operadores pagam aluguel com base no volume e espaço utilizados. Portanto, podemos inferir isso simplesmente a partir dos dados financeiros da China Railway.

 

No ano fiscal de 2019, os custos operacionais totais da China Railway foram de 65.1 bilhões de yuans, dos quais 45.4 bilhões de yuans foram referentes à depreciação e amortização, 600 milhões de yuans ao aluguel de terrenos, 60 milhões de yuans à manutenção e 5.86 bilhões de yuans à mão de obra.

     

Imagem retirada do relatório financeiro da China Railway.

De acordo com as estatísticas relevantes do setor, o principal investimento direto na construção de uma estação base 5G inclui principalmente custos com equipamentos, aluguel de terrenos, construção, operação e manutenção, etc. O custo estimado gira em torno de 300,000 yuans.

 

De acordo com as informações do "Processo Centralizado de Aquisição de Equipamentos Principais de Rede Sem Fio da Fase II do 5G da China Mobile em 2020", o preço de compra de uma única estação 5G varia aproximadamente entre 134,900 e 161,200 yuans, e o preço médio de uma única estação base é de 159,700 yuans.

 

Imagem de: Mercenário da Internet

Além dos equipamentos da estação base, muitas vezes é necessário configurar os sistemas de energia, que incluem principalmente gabinetes, painéis elétricos, sistemas de armazenamento de energia, etc. De acordo com informações públicas e do setor, os preços variam entre 5,000 yuans, 5,000-10,000 yuans e 30,000 yuans, respectivamente, com um investimento total de cerca de 40,000 yuans.

 

Em termos de custos de construção, dependendo do tipo de estrutura metálica, o preço varia de dezenas de milhares a centenas de milhares de yuans. Informações de fóruns do setor de comunicações mencionaram que o custo de uma estação base de poste instalada no chão, sem salas de máquinas e instalações de apoio, provavelmente gira em torno de 10,000 yuans; o custo de uma torre de 50 metros de altura, com sua própria sala de máquinas e instalações de apoio, provavelmente gira em torno de 400,000 yuans.

 

Os custos de aluguel de terrenos também são considerados um dos investimentos atuais na construção da rede 5G. Dou Li, presidente do Instituto de Pesquisa em Tecnologia de Comunicações de Torres da China, afirmou que, na atual fase crítica da construção centralizada do 5G e em alguns projetos de construção importantes, existem problemas como a dificuldade na seleção e acesso aos locais, além das altas taxas de coordenação e aluguel de terrenos. Informações de fóruns indicam que os aluguéis em cidades de primeira linha podem chegar a 50,000 ou 60,000 yuans.

 

Com base nos custos acima, o custo de uma estação base 5G provavelmente ficará em torno de 200,000 a 400,000 yuans. Atualmente, as operadoras estão construindo macroestações base 5G, e a maioria delas está adicionando equipamentos principais 5G a sites 2G/3G/4G existentes. O custo real deve ser menor do que o custo de construção de uma nova estação base. O custo das estações base em ambientes especiais aumentou significativamente. Por exemplo, o custo de construção de cada estação base 5G no Monte Everest em 2020 foi superior a 1 milhão de yuans, e o custo anual de manutenção foi de cerca de 160,000 yuans, dos quais o custo de construção de uma única estação 5G ultrapassou 2 milhões de yuans. Com base em cálculos que consideram os planos de implantação do 5G para 2020 e os dados de investimento em 5G das três principais operadoras, o custo médio de implantação de cada estação base 5G também está na faixa de 320,000 a 400,000 yuans.

 

Imagem de: Mercenário da Internet

2. Análise dos custos de operação e manutenção de estações base 5G

A conta de luz representa uma despesa significativa para as três principais operadoras. Segundo informações públicas, os gastos com eletricidade da China Mobile ultrapassaram 50 bilhões de yuans em 2017, e o consumo total de energia em 2018 atingiu 24.5 bilhões de quilowatts-hora.

 

Da transição do 4G para o 5G, o consumo de energia de uma única estação base 5G provavelmente será de 2 a 4 vezes maior do que o de estações base 4G. Teoricamente, o número de estações base 5G é de cerca de 6 milhões. De acordo com estatísticas do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, em 2019, o número total de estações base 4G na China chegou a 5.44 milhões. Isso significa que a conta de luz da rede 5G provavelmente será cerca de três vezes maior do que a da rede 4G. Anteriormente, Yan Binfeng, diretor do Comitê Técnico do Instituto de Pesquisa da China Unicom, também mencionou que se espera que, após a conclusão da rede 5G, a conta de luz nas estações base seja mais de três vezes maior do que a da rede 4G.

 

Anteriormente, Yang Fengyi, vice-diretor do Centro de Inovação Tecnológica da China Telecom, declarou publicamente que a conta total de energia elétrica das estações base móveis das três operadoras em 2018 foi de aproximadamente 24 bilhões de yuans. Com base nisso, especula-se que, após a conclusão da rede 5G, a conta de energia elétrica das estações base será de cerca de 80 bilhões de yuans. Considerando que 6 milhões de estações base da rede 5G serão construídas em sete anos, e que o período de pico de construção da rede geralmente ocorre nos três ou quatro anos seguintes à emissão da licença, é provável que os custos de energia elétrica aumentem nos primeiros três a quatro anos.

 

Além das contas de luz das estações base, os data centers também representam um grande consumo de energia. De acordo com dados do site do Ministério da Indústria e Tecnologia da Informação, no final de 2017, o número total de data centers de diversos tipos em operação no país chegou a 285,000, e o consumo anual de energia elétrica ultrapassou 120 bilhões de quilowatts-hora, representando aproximadamente 2% do consumo total de energia elétrica do país. Alguns já calcularam que a conta de luz e o nível de eficiência energética do data center influenciam diretamente o seu consumo. A conta de luz de um data center de nível B, por exemplo, pode ultrapassar 100 milhões de yuans por ano. 

 

Como os equipamentos de comunicação não podem ser desligados, na prática, a prioridade de garantir o funcionamento contínuo e adequado dos equipamentos é maior do que a "economia de energia" por um determinado período. Além disso, os equipamentos de comunicação são de uso profissional, e as empresas que fornecem produtos e serviços de energia não têm a capacidade de realizar a "otimização de energia" diretamente nos equipamentos. Portanto, no curto prazo, a economia de energia na estação base não é uma estratégia viável. De fato, algumas empresas, como a Yilingjie, já oferecem soluções de refrigeração para salas de testes de computadores.

 

A julgar pela situação atual, o principal fator impulsionador da economia de energia no 5G vem dos fabricantes de equipamentos e das operadoras. Por exemplo, para lidar com a enorme pressão do consumo de energia, a China Mobile formou, desde cedo, uma equipe de projeto para realizar pesquisas sobre tecnologias de economia de energia para estações base. Recentemente, o Instituto de Pesquisa da China Mobile também publicou o "White Paper sobre Tecnologia de Economia de Energia para Estações Base 5G".

 

Desmantelamento de áreas críticas na cadeia produtiva do 5G

 

De forma geral, os benefícios da infraestrutura proporcionados pelo 5G provêm principalmente de fatores explícitos, como a modernização em larga escala da tecnologia e a expansão do seu uso, bem como do fator implícito da substituição interna.

 

Em seguida, também iremos desmantelar algumas dessas subdivisões específicas.

 

1. Estação base pequena

No mercado de infraestrutura de comunicação, que movimenta trilhões de dólares, os equipamentos de comunicação geralmente assumem a liderança. A Changjiang Securities analisou que, no investimento em 5G, a rede de acesso de rádio (RAN) representa pelo menos 50% a 70% do investimento total e é o principal foco desse investimento. A rede de acesso de rádio é composta por um grande número de estações base.

 

Embora haja divergências nos dados de previsão sobre o número de estações base macro construídas na China na era do 5G, de modo geral, o número ultrapassa 5 milhões de unidades. A Changjiang Securities prevê que a escala de construção na China será de cerca de 4 milhões de estações entre 2020 e 2025 (o número de estações base 4G na China no final de 2018 era de 3.72 milhões). Considerando que as estações base chinesas representam metade das estações base mundiais, o volume global de construção de estações base 5G será de aproximadamente 8 milhões. A análise da Huatai Securities é mais otimista. De acordo com o ciclo de construção da rede 5G na China, de 6 anos (pré-comercialização em 2019, comercialização oficial em 2020, ciclo de construção de 2020 a 2025), o número de estações base 5G, com base em uma hipótese neutra, deverá atingir 5.064 milhões.

Durante muito tempo, as barreiras técnicas para equipamentos de macroestações foram elevadas, e as quatro principais empresas, representadas por Huawei, ZTE, Nokia e Ericsson, mantiveram uma posição estável no setor. Mas com a transição de frequência do 4G para o 5G, as microestações começaram a apresentar avanços significativos.

 

Imagem de: Kunzhong

As Small Cells começaram a ser usadas comercialmente na era 3G, principalmente para complementar as redes em áreas com tráfego intenso. Do 4G ao 5G, a faixa de frequência de comunicação utilizada aumentou significativamente, de 1755-2655 MHz para 24.25-43.5 GHz. De modo geral, quanto mais alta a faixa de frequência, menor o alcance. Na era 4G, era possível obter cobertura de rede em larga escala por meio de macroestações base, mas na era 5G, o custo é praticamente proibitivo.

 

De acordo com pesquisas relevantes, o raio de cobertura típico atual das estações base 4G é de cerca de 1 a 3 quilômetros. Em cidades, geralmente é de 500 metros, e em áreas urbanas centrais, de cerca de 200 a 300 metros. Em áreas de alta densidade populacional, pode chegar a 100 metros. Teoricamente, o raio de cobertura típico das estações base 5G é de cerca de 100 a 300 metros. Para alcançar uma experiência de usuário de alta qualidade, a densidade pode ser maior. É previsível que poucas operadoras no mundo possam arcar com custos tão elevados.

 

Considerando que os ambientes internos atualmente exigem a maior capacidade, o modelo de rede que alcançava cobertura em larga escala por meio de macroestações base na era 4G é praticamente impossível de ser mantido na era 5G. Os dados mostram que, na era 4G, 70% a 80% do tráfego móvel provinha de ambientes internos; ao mesmo tempo, 80% das reclamações de usuários das operadoras se referiam à má qualidade do sinal em ambientes internos.

 

As características das pequenas estações base, desde o início de seu projeto — alcance de cobertura de dezenas de metros e implantação densa na área — atendem aos requisitos de cobertura e consumo de energia das comunicações de alta frequência na era 5G. Alguns dados indicam que, na era 5G, a proporção entre estações base macro e pequenas poderá chegar a 1:8. Se a demanda doméstica por estações base macro for de 4 milhões de unidades, o preço médio de venda das pequenas estações base durante o ciclo de construção do 5G será de 3,000 yuans por unidade, e o tamanho do mercado poderá atingir cerca de 100 bilhões de yuans.

 

As expectativas otimistas em relação às perspectivas de desenvolvimento de pequenas estações base impulsionaram a atividade nos mercados primário e secundário. No mercado secundário, os preços das ações de empresas com negócios em pequenas estações base, como Bangxun Technology, Sanyuanda, Comba Communications, Chaoxun Communications e ZTE, aumentaram. No mercado primário, empresas como Baicaibang, Mikas, Yunji Zhongzhi, ZTE Wangkun, entre outras, também estão envolvidas em pesquisa e desenvolvimento de produtos relacionados.

 

No entanto, de acordo com as informações de licitação das três principais operadoras, a licitação para pequenas estações base 5G ainda não foi aberta.

 

2. Chip óptico

A indústria de comunicação óptica é composta principalmente por três partes: "dispositivos ópticos, cabos de fibra óptica e equipamentos ópticos". Os dispositivos ópticos são o núcleo dos sistemas de comunicação óptica, e os chips ópticos também são componentes essenciais desses dispositivos. Seu desempenho e taxa de transmissão determinam diretamente a eficiência de transmissão dos sistemas de comunicação por fibra óptica. Seu custo geralmente representa de 30% a 50% do custo total dos dispositivos ópticos e apresenta uma tendência crescente.

 

Como parte importante da cadeia industrial de equipamentos de comunicação, os chips ópticos também têm recebido atenção. Os chips ópticos utilizam principalmente a geração e absorção de fótons, acompanhadas pelo processo de transição de nível de energia interna de materiais semicondutores (como as séries InP e GaAs, etc.), para realizar a conversão mútua de sinais fotoelétricos.

 

Especialistas do setor acreditam que a comercialização do 5G, a expansão da capacidade da rede de transmissão no mercado de telecomunicações e a construção em larga escala de estações base podem gerar um mercado direto de bilhões de dólares.

 

Por um lado, devido ao aumento da frequência do espectro 5G, a atenuação dos sinais que penetram em edifícios aumenta, e a densidade de construção de estações aumentará em comparação com a era 4G. O número de estações base provavelmente atingirá pelo menos 4 a 5 milhões. Por outro lado, considerando uma única estação base, a arquitetura da estação base na era 4G era predominantemente fronthaul-backhaul. Na era 5G, pode evoluir para fronthaul-midhaul-backhaul. O número de módulos ópticos necessários para uma única estação base também aumentará, possivelmente chegando a mais de 8. A combinação desses dois fatores deverá impulsionar um mercado multimilionário.

 

A China Mobile Investment Company também fez cálculos no relatório "Insights into 5G, Investing in the Future" (Perspectivas sobre o 5G, Investindo no Futuro). Segundo estimativas, supondo que o número de estações base macro 5G no país chegue a 2 milhões, a interface entre a estação base e o lado do cliente do equipamento de transmissão conectado exigirá pelo menos 4 milhões de módulos ópticos. Levando em consideração os módulos ópticos de interface do lado da linha, os módulos ópticos dedicados ao usuário da linha, os módulos ópticos do data center, etc., espera-se que toda a rede 5G gere uma demanda por módulos ópticos de alta velocidade que chegue às dezenas de milhões. O número total de módulos ópticos 5G é de 2 a 4 vezes maior do que na era 4G.

 

Imagem extraída do relatório "Insight into 5G, Invest in the Future" da China Mobile Investment Company.

De modo geral, quanto maior a velocidade do chip óptico, maior a eficiência de transmissão do sistema de comunicação por fibra óptica, mas também maior a dificuldade de pesquisa, desenvolvimento e produção em massa. O projeto de chips ópticos de alta velocidade exige garantir a qualidade do sinal ao mesmo tempo que aumenta a taxa de transmissão. Além disso, torna-se mais difícil controlar a frequência de ativação e desativação do laser.

 

Graças à rápida expansão da indústria de comunicações, a ênfase na localização de chips ópticos também tem aumentado. Nos últimos anos, alguns resultados foram alcançados. Por exemplo, a taxa de localização de chips ópticos com velocidade de 10 Gb/s está próxima de 50%, mas a taxa de localização de 25 Gb/s e superiores não ultrapassa 5%. Essa tecnologia depende fortemente de empresas americanas e japonesas, como New Broadcom, MAOM, Mitsubishi, Sumitomo e Oclaro, e também se tornou foco de pesquisa e desenvolvimento para empresas relacionadas aos mercados primário e secundário nos últimos anos.

 

No mercado secundário, empresas como Guangxun Technology, Hisense Broadband e Huagong Zhengyuan também entraram no mercado por meio de pesquisa própria ou aquisição; no mercado primário, Yunling Optoelectronics, Guanganlun, Changguang Huaxin, Zhongke Optical Core, Yuanjie Technology, Shijia Optoelectronics, Huaxing Semiconductor, Xinyun Optoelectronics, Guangzi Technology, Chenxiao Technology, Dalian Youxun e Corewave Micro também atuam em negócios relacionados.

 

3. Front-end de RF

Os terminais 5G estão prontos para serem lançados, e a interface de radiofrequência também é considerada um elo de grande valor comercial. Seus benefícios provêm não apenas do aumento da escala de utilização, mas também da inovação tecnológica.

 

Além do aumento da demanda por radiofrequência nas estações base, os terminais móveis 5G também proporcionarão novas oportunidades para dispositivos front-end de radiofrequência.

 

A Qorvo prevê que, nos próximos 10 anos, os terminais 5G se tornarão o segmento de crescimento mais rápido da indústria de telefonia móvel. De acordo com as projeções da Strategy Analytics, as remessas de terminais 5G aumentarão de 2 milhões de unidades em 2019 para 1.5 bilhão de unidades em 2025. No entanto, projetar um celular 5G com sinais estáveis ​​e suporte a múltiplas bandas de comunicação não é tarefa fácil. Intuitivamente, o número de bandas de frequência que os celulares 5G precisam suportar aumentou significativamente. Embora o padrão 5G ainda não tenha sido finalizado, considerando que o 4G LTE já conta com 52 bandas, é provável que o 5G ultrapasse as 60.

 

Em segundo lugar, o 5G adiciona sinais de alta frequência, e os requisitos de desempenho para dispositivos front-end de radiofrequência também são aprimorados. A aplicação das tecnologias MIMO e CA no 5G aumenta ainda mais a complexidade dos filtros e amplificadores de potência (PAs). Isso também aumenta o valor do front-end de RF. A agência de pesquisa de mercado Navian prevê que o tamanho do mercado de chips front-end de radiofrequência apenas para terminais móveis atingirá US$ 21.2 bilhões em 2020, com uma taxa de crescimento anual composta de 15.4%.

 

Análises relevantes mostram que, para um celular 4G com cobertura total de rede, o pacote de front-end de RF geralmente contém de 2 a 3 amplificadores de potência, de 2 a 4 chaves e de 6 a 10 filtros, e seu custo gira em torno de 8 a 10 dólares americanos. No entanto, na era do 5G, o custo do pacote de front-end de RF provavelmente chegará a 25-40 dólares americanos, ultrapassando o chip principal do celular.

 

Imagem de: UIS Capital

A radiofrequência é considerada a joia da coroa dos chips analógicos, e sua localização tem se mostrado um desafio. Estima-se que fabricantes europeus e americanos detenham aproximadamente 95% do mercado global de radiofrequência.

 

A radiofrequência é geralmente composta por dispositivos como amplificadores de potência (PA), filtros, duplexadores, chaves de radiofrequência e amplificadores de baixo ruído (LNA). Dentre eles, os filtros representam a maior parte dos dispositivos. Gigantes como Avago e Qorvo detêm cerca de 95% do mercado. Empresas nacionais listadas na bolsa incluem a Maijie Technology, entre outras, e empresas de menor porte como Deqing Huaying, Anhui Yunta, Haoda Electronics, Tianjin North e Zhouxun Technology, entre outras. O segmento de amplificadores de potência ocupa o segundo lugar, com o mercado monopolizado por empresas como Skyworks, Qorvo e Murata. Empresas nacionais listadas na bolsa incluem a Sanan, entre outras, e empresas líderes no mercado incluem Vanchip, Huntersun e Guofeixiang, entre outras. No segmento de chaves de comutação, a israelense TowerJazz detém uma participação relativamente alta, e empresas nacionais listadas na bolsa incluem a Zhuosheng Micro.

Imagem de: UIS Capital

Análise da substituição doméstica em enlaces upstream 5G

Além do valor comercial para a indústria de comunicações, a importância estratégica é evidente. Com as mudanças nas relações internacionais, o 5G tornou-se um dos pontos cruciais na disputa entre as grandes potências.

 

A substituição por produtos nacionais também se tornou um tema que precisa ser mencionado neste setor.

 

O componente que mais chama a atenção no 5G é a estação base. De modo geral, para os principais componentes atualmente envolvidos nas estações base 5G, a Huawei HiSilicon consegue realizar praticamente todo o desenvolvimento e pesquisa de forma independente, e a ZTE consegue realizar parte desse desenvolvimento. No entanto, os chips com o processo de fabricação mais avançado atualmente utilizado em estações base adotam o processo de 7 nm, e há quem considere a introdução do processo de 5 nm. Como a Huawei entrou na "lista de entidades", a TSMC pode não conseguir atender a novos pedidos. A ZTE não está afetada no momento, pois não entrou na "lista de entidades"; caso o chip Tiangang de 7 nm da Huawei não possa ser produzido pela TSMC, ela poderá ter que utilizar chips com o processo de 14 nm, o que poderá afetar o desempenho da estação base.

 

Em setembro deste ano, a empresa de investigação profissional Fomalhaut Techno Solutions auxiliou o jornal Nihon Keizai Shimbun na desmontagem da mais recente estação base 5G da Huawei e chegou a uma conclusão semelhante. Descobriram que o custo de uma unidade de estação base 5G da Huawei é de US$ 1,320 e que a proporção de componentes projetados por empresas da China continental é de cerca de 48.2%. No entanto, cerca de 60% dos chips projetados por fabricantes chineses são produzidos pela TSMC, e apenas cerca de 10% dos componentes nacionais não foram afetados pela proibição.

Esta pesquisa também mostra que a proporção de componentes americanos usados ​​nos chips de estações base 5G da Huawei atingiu 27.2%, incluindo chips FPGA (da Lattice e Xilinx), memória (da Cypress), chips de comutação (da Broadcom), amplificadores (da ADI) e chips de gerenciamento de memória (da TI e ON Semiconductor). A Coreia do Sul fornece chips de memória fabricados pela Samsung Semiconductor, enquanto os fornecedores japoneses incluem TDK, Seiko Epson e Nichicon.

 

Imagem: Unidade de chip para estação base 5G da Huawei

Pesquisas do mercado interno chegam a conclusões semelhantes. Tomando como exemplo o Centro de Pesquisa de Investimentos da Escola de Pós-Graduação em Administração de Empresas Cheung Kong, sua pesquisa indica que fabricantes nacionais, como a HiSilicon, que produz componentes-chave e chips para estações base da Huawei, possuem capacidade de projeto. No entanto, chips como os DSP Tiangang de 7nm e os CPUs HiSilicon Kunpeng, anteriormente fabricados pela TSMC, podem não atender a todos os requisitos de processo e fabricação da SMIC. Os PLLs (Phase-Locked Loops) são principalmente da ADI e da TI, e os fabricantes nacionais praticamente não têm alternativas. Dispositivos de RF, como chips de amplificadores de potência (PA), são fornecidos principalmente pela NXP, Sumitomo e Infineon, e os fabricantes nacionais conseguem atender apenas a produtos de baixo custo.

 

Imagem de: Centro de Pesquisa de Investimentos da Escola de Pós-Graduação em Administração de Empresas Cheung Kong

No campo das comunicações ópticas envolvidas no 5G, a substituição de produtos de gama média e baixa por produtos nacionais já foi parcialmente concretizada. A proporção de chips optoeletrônicos da Huawei e da ZTE produzidos internamente ainda é relativamente pequena. Atualmente, os fabricantes nacionais de componentes ópticos acima de 25G são relativamente menos competitivos.

 

No que diz respeito aos terminais de telefonia móvel 5G, a proporção de componentes nacionais é relativamente alta. No entanto, os chips principais dos terminais 5G nacionais ainda são fabricados pela TSMC e estão sujeitos à "lista de entidades".

 

A empresa de investigação profissional Fomalhaut Techno Solutions auxiliou o jornal "Nihon Keizai Shimbun" na desmontagem de celulares Huawei Mate 30 5G. Os resultados mostram que a proporção de componentes fabricados na China é de 41.8%, um aumento de 16.5 pontos percentuais em relação à versão 4G do modelo anterior, lançada antes das sanções americanas. Entre esses componentes, os chips de comunicação mais complexos utilizam, em parte, produtos desenvolvidos pela HiSilicon. Na versão 4G, restam apenas alguns componentes, como a carcaça de vidro, representando 11.2% dos componentes americanos, o que corresponde a 1.5% do total. Vale ressaltar, porém, que os processadores principais dos celulares Huawei atuais, como o Kirin 980 e o 990, utilizam o processo de 7nm e são fabricados pela TSMC, sendo, portanto, afetados pela "Lista de Entidades".

 

Fonte da imagem: Centro de Pesquisa de Investimentos da Escola de Pós-Graduação em Administração de Empresas Cheung Kong

Além disso, no que diz respeito ao sistema operacional dos smartphones, os fabricantes nacionais ainda utilizam o sistema operacional Android de código aberto, mas aplicativos pertencentes ao Google, como Chrome, Gmail e YouTube, não podem ser usados, o que pode afetar suas vendas no exterior.

 

A expansão do mercado de comunicações na escala de trilhões de yuans geralmente significa dividendos para toda a cadeia produtiva. A parte acima deste artigo apresenta apenas alguns elos representativos da cadeia de valor. Além dos dividendos da infraestrutura e da cadeia de suprimentos, as aplicações do setor de distribuição têm expectativas ainda maiores. O relatório "Insight into 5G, Invest in the Future" estima que o investimento em infraestrutura pode atingir 3.3 trilhões de yuans em 2025, e as aplicações do setor de distribuição devem chegar a 6.6 trilhões de yuans; em 2030, esses dois valores podem atingir 6.3 trilhões e 10.6 trilhões de yuans, respectivamente, sendo que o último representa aproximadamente 12.8% do PIB da China em 2017. Abordaremos as aplicações industriais do 5G em detalhes no próximo relatório.

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