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2019年通信行業發展趨勢:網絡設備、核心芯片及自主創新的形成[圖]

2019年10月16日 13:51:17字號:T|T

    一、網絡設備

    G2爭鋒,背后有“貿易之爭”,也有“科技之爭”,某些層面上表現為“5G之爭”。中美兩國政府都高度重視5G。貿易之爭、科技之爭,我們或被動、或主動,都需要加強自主創新、做到安全可控。

    得益于人口紅利(手機用戶近16億),中國運營商大額投資。2018年中國運營商移動網capex占比全球約11%,最高曾達18%。中國移動capex位居全球科技企業首位,中國電信、中國聯通capex在全球電信運營商中分別位居第7位、第12位,這樣的投資體量帶動了中國通信產業,也讓運營商擁有強大產業影響力。

2013-2019年中國及全球運營商移動通信網CAPEX(單位:億人民幣)

數據來源:公開資料整理

    截至2019年6月,中國廠商的5G標準必要專利(SEP)占36%%,韓國占25%,美國和芬蘭各占13%,瑞典占99%%。

    中國5G專利領先,具備戰略價值的5G標準必要專利數全球領先。華為領跑5G標準必要專利及標準技術貢獻量,其5G標準必要專利申請量為2160件,占比18%,在所有廠商中排名第一,第二到第五位依次為諾基亞(1516件)、中興通訊(1424件)、LG電子(1359件)、三星電子(1353件)。從5G標準技術貢獻數量排名來看,華為以13155件排名第一,第二到第五位依次為:愛立信(10528件)、諾基亞(8103件)、高通(4087件)、中興通訊(3221件)中國具備集團優勢。

5G標準必要專利分國家/地區份額

數據來源:公開資料整理

5G標準專利分廠商份額

數據來源:公開資料整理

    網絡設備一般包括:基站、光傳輸設備、交換機、路由器、服務器等。要打造安全可控的技術體系,就不僅要做到信息安全與網絡安全,也要做到設備的本體安全,中國已取得長足進步。信息產業自主可控,網絡設備需先行,國內已涌現出華為、中興通訊、紫光股份(新華三)。

2018全球基站設備市場份額占比

數據來源:公開資料整理

2018年全球光傳輸設備市場占比

數據來源:公開資料整理

2018全球服務器市場占比

數據來源:公開資料整理

    二、核心芯片

    中國是半導體消費大國,消費占比全球約43%,遠高于美、歐、日等國。

    中國是IC進口大國,貿易逆差近2000億美元(進口量≠消費量)。中國電子產品出口以PC/手機//IC/面板等為主,占比72%%,下游終端產品出口較多,上游核心元件自主創新能力待加強。自主可控,非“脫鉤”,一是需要放眼全球,尤其歐洲、日韓,二是需要抓住關鍵,主要是CPU、FPGA、手機射頻前端等。

中國大陸半導體市場規模與產量對比及預測(單位:十億美元)

數據來源:公開資料整理

    1、芯片

    數字芯片:如基帶芯片、CPU、FPGA、交換芯片、DSP等;模擬芯片:如PA、LNA、濾波器、ADC/DAC等;周邊芯片:如電源管理芯片、存儲芯片、光芯片、電芯片等;三類芯片中,CPU、FPGA、交換芯片全球基本都依賴于美國。如,CPU依賴Intel、AMD的X86芯片,FPGA依賴賽靈思、ALTER(Intel),高端交換芯片依賴博通,因此最為關鍵。其余芯片多數可以從歐洲、日韓或國內找到供應商。

    自主可控并非與全球“脫鉤”,在中美貿易摩擦背景下,替代但非去全球,供應鏈需放眼歐洲與日韓,自主更應聚焦關鍵,從美供應商占據全球絕對主導的核心芯片開始。因此,網絡設備的自主可控,就是要以安全可控的CPU、FPGA、交換芯片等為核心,構筑國產化網絡設備,應用領域則從政府逐步向各行業輻射(電信、金融、電網等),進而形成國產化生態系統。

    2、CPU

    CPU系計算機系統的運算和控制核心,是信息處理、程序運行的最終執行單元,分復雜指令集(CISC)和精簡指令集(RISC)。

    目前,全球CPU市場幾乎被Intel與AMD壟斷,國產CPU廠家主要包括龍芯、飛騰、兆芯、申威、海思、蘇州國芯、海光等。其中,CISC的代表架構是x86,供應商包括Intel和AMD,而而RISC主要有ARM、MIPS、SPARC和POWER等架構。龍芯是基于MIPS架構,兆芯、海光基于X86架構,飛騰、海思基于ARM架構,申威則基于Alpha架構,蘇州國芯基于powerPC架構。

    數據顯示,國產CPU在單核性能上,飛騰、龍芯、申威和兆芯等從“十二五”初期不到Inteli3CPU的10%分別提升到2017年的36.4%、33.3%、25.8%和51.5%。此外,從背景來看,由于國產CPU投入高,生態差,基本都是政府扶持的企業,這么多年也是以黨政市場為主。我們預計后續隨著國產化浪潮推進,從黨政系統開始大規模推進,這些國產化芯片企業也將迎來戰略發展期。

    3、交換芯片&FPGA

    交換芯片是交換機的核心芯片,目前全球市場博通一家獨大,包括華為、思科、紫光股份(新華三)在內的交換機廠商也普遍使用博通的交換機芯片。目前,國內做交換芯片的主要公司有盛科網絡、東土科技,但性能指標較博通仍有較大差距。

    FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上發展而來的產物,它由輸入/輸出塊、可配置邏輯塊和可編程互聯三部分組成,同一片FPGA,不同的編程數據,可以產生不同的電路功能。FPGA一般在設備研發與小批量階段使用較多。

    FPGA具有研發投入大、生命周期長等特點,全球供應商主要是Xilinx、ALTER(intel)。國內FPGA發展緩慢,中國主要廠商有紫光同創、上海安路、廣東高云、復旦微電子、成都華微、京微雅格等,但性能與Xlinx等國際巨頭的產品還存在一定差距。

全球交換芯片市場份額

數據來源:公開資料整理

    4、自主創新

    多年來,國產化網絡設備已成為主流,但其中的國產化核心芯片卻發展緩慢;自主芯片得不到大發展,直接原因是國產化芯片性能較國外差距大,下游網絡設備商更愿意選擇國外產品(研發惰性),進而導致國產芯片沒有建立起自己的生態系統,沒有生態反哺,核心芯片也難有大突破,形成了惡性循環。

    然而,在美國限制背景下,不論是被動還是主動,核心芯片的國產化成為大勢所趨,其中兩大趨勢值得關注:

    自主可控生態系統的建立,首先要從網絡設備的可控開始。網絡設備是網絡的基本單元,只有網絡設備先國產化了,網絡系統建立起來,應用隨之起來,整個國產化的生態體系才最終建立起來,目前設備已安全可控,下一步就是核心芯片;生態從黨政系統開始,逐步向電信、金融、電網、互聯網(云計算)等關乎國計民生的行業延伸。一方面黨政系統涉及到國家安全,自主可控最迫切,同時初期國產化設備性能相比于國外性能較大,黨政系統數據量相比于消費級市場低,再加上政府財政支持,國產化設備從黨政系統領域切入更合理。實際上,當前國產化芯片,也都是在黨政系統中應用。

    目前,國內研發制造基于國產化芯片的網絡設備的主要廠商包括:華為、中興通訊、紫光股份(新華三)、浪潮信息、中科曙光、邁普、中國長城、恒為科技等,當前仍主要面向政府市場,預計2019年起將逐步拓展至其它行業。

國產化交換機情況

品牌
型號
主控處理器
交換芯片
交換容量
支持端口
恒為科技
ES6326
龍芯2H
盛科
CTC809
6
-
4*100GE+2*40G
E+48*10GE
邁普
NSS128
00-08
國產
國產
-
32*100/96*40/38
4*10GE
盛科
E580
PowerPC
P1010
盛科
CTC809
6
2.4Tbps
4*100GE+24*40
GE+96*10GE

數據來源:公開資料整理

國產化服務器情況

品牌
型號
處理器
內存
核心數
操作系統
恒為科技
DS2160
飛騰
FT2000
128G
64核
Linux
DS2438
8路
FT1500A-
16
512GB
-
Linux
中國長城
擎天NL710
龍芯
Loongson
3B3000
32GB
4核
支持國產操作系統
擎天CF520
飛騰FT-
1500A
32GB
16核
支持國產操作系統
浪潮
基于龍芯的正在開發
華為
X6000
鯤鵬920-
6426
-
64核
支持麒麟等國產操作
系統

數據來源:公開資料整理

    2018年5月,中央政府采購網公告《2018-2019年中央國家機關信息類產品(硬件)和空調產品協議供貨采購項目征求意見公告》,明確提出在原有服務器等類別的基礎上,增設了“國產芯片服務器”這一新的類別。

    包括龍芯CPU服務器、飛騰CPU服務器以及申威CPU服務器,龍芯3B1500、飛騰1500A-16和申威1621。

    2018年12月,中央經濟工作會議要求2019年要加快5G商用步伐;2019年6月,工信部頒發5G商用牌照。

    2019年1月以來,多個省、市級政府陸續就5G出臺相關規劃,均提及加大5G投資,加快5G建設進度,以及大力發展5G相關應用場景。運營商積極響應,2019年預計新建5G基站不低于13萬站,預計年底前在50多個城市實現5G商用,2020年全國大范圍商用。

    相關報告:智研咨詢發布的《2019-2025年中國網絡通信設備市場競爭格局及投資風險預測報告

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