从1G到4G，移动通信可以说彻底改变了我们的生活，在谈5G之前，我们先回顾一下移动通信发展的历史。1G是模拟通信时代，它主要解决了通信对地点的限制，使得人可以随时随地通话交流，传说中的“大哥大”就是模拟通信时代的手机形态。从2G开始，我们进入了数字通信时代，2G主要解决了语音通话和短信息交流的问题，并且数字技术的引入使得移动通信网络的稳定性和可靠性大大增强。虽然所谓的2.5G技术，即GPRS和EGPRS使得2G时代的手机也有一定的上网能力，可以实现如收发彩信、下载彩铃等业务，但业界普遍认为的手机上网还是到了3G时代才真正实现。3G主要解决了数据业务的问题，使得手机不再只具有语音通话和短信等功能，而可以实现如收发图片，手机上网，观看小视频等业务。到了4G时代，主要解决了高速数据业务，手机上网的网速大大加快，流量成本也进一步降低，可以实现高清视频等更丰富的多媒体业务。而在5G时代，网络速度进一步提升，可以达到4G的100倍，网络指令的时延大大降低，使得通信和数据处理的实时性进一步增强；同时，5G是第一个不只以连接人为目的的移动通信网络，将会接入海量的物联设备，让我们进入万物互联的时代。
随着通信产业和技术的发展，我国企业在产业的话语权也不断提升。2G时代，我们完全是follower，爱立信、诺基亚等厂商是2G时代的霸主；3G时代，我国提出了TD-SCDMA的标准，并成功的形成了国际标准，但是从商业的角度并没有国际化，只是在国内成为一个过渡性的产品，但是通过TD-SCDMA，我国的企业获得了较为快速的成长和发展；4G时代，我们拥有了更多的自主知识产权，并将我国较为主导的TD-LTE标准进一步商业化和国际化，华为也一举超过爱立信、诺基亚等老牌通信巨头，成为全球第一的移动通信厂商。
5G时代，我国在国际标准的话语权更强，虽然序幕刚刚拉开，但可以预见中国的企业在5G通信市场及其推动的商业市场中，会面临更多的机会。
从5G的产业结构来看，主要可以分为4层，分别为基础层、设备层、网络层和应用层，
具体如下：
1. 基础层：5G移动通信所涉及的底层技术，如基带芯片、射频芯片、底层通信协议等；
2. 设备层：基于底层技术形成的，5G移动通信所需要的设备和产品，如通信基站，手机、平板、物联设备等；
3. 网络层：基于5G设备和产品形成的5G移动通信网络，以及5G网络的建设、运营、优化等，如网络规划与设计、网络建设、网络优化等；
4. 应用层：基于5G移动通信网络和技术所产生出的各种应用场景，如高清视频、AR/MR、自动驾驶等。
信中利5G投研团队认为：
如同此前每一次通信技术的变革一样，5G时代的到来，不光会推动通信行业本身，也将因技术的进步，驱动产业生态相关的其他行业发展，有机会产生新的应用场景和商业模式，这其中蕴含着大量创新投资机会。本文将就5G产业所带来的投资机会，从上述产业结构的四个层面，自下而上分别讨论。
我国创新企业有机会实现更多底层核心技术的突破
底层技术一直是通信产业发展的基石，也是行业龙头企业的必争之地，核心器件的市场集中度很高，可以说掌握了底层的核心技术，则可以某种程度上做到细分行业的垄断。以手机为例，基带芯片、显示屏、存储、图像传感器、射频前端等核心器件，80%以上的市场份额都掌握在不超过5家厂商手中，而高通、三星、索尼、Skyworks等厂商，则成为了各个细分领域的霸主。国内较为典型的厂商是汇顶科技，依靠触控芯片和指纹识别芯片两个主要产品线，撑起了市值400亿的上市公司。
底层技术的创新，多与5G的技术特点相关，5G即将应用的毫米波波段，Massive MIMO多天线技术，以及高速率、低时延等特点，将推动较多的创新投资机会，例如：
射频前端
01:
在分析射频前端的市场机会之前，先解释一下和该领域技术创新相关的两个5G关键技术：毫米波和Massive MIMO（大规模天线阵列）。
通信的本质是在网络中传输信息，也就是通过通信设备发送和接收数据。如果把数据类比成汽车的话，那么通信网络就是道路，若想提升速率，也就是想在道路上跑更多的车，跑的更快，那么一般有两种办法，一个是把道路拓宽，另一个是修高架，形成立体交通。对应到通信上的概念，就是增加带宽和多路传输。5G通信通过将通信频谱拓展到毫米波波段（30GHz-300GHz，波长为毫米量级）实现增加带宽的目的，以28GHz频段为例，其可用频谱带宽达到了1GHz，而60GHz频段每个信道的可用信号带宽则为2GHz，这大大高于目前4G移动通信在每个频段上不超过100MHz的可用带宽。同时，5G通信还通过Massive MIMO技术实现多路传输的目的，通过数十到上百个天线单元形成天线阵列，从而使得基站可以在多个天线上同时发送和接收。
射频前端分为网络/基站侧和终端/手机侧分别分析。从终端/手机侧来看，目前的全网通手机需要支持从700MHz到2.6GHz等至少13个频段，就好比一个收音机至少能调出13个电台，由于这些频段跨度较大，因此需要不止一个射频器件来实现。同时，为了提升数据传输速率，部分4G手机已经采用了双天线MIMO的技术，在两个天线上同时收发，这样射频器件的数量也需要增加一倍。而5G时代，通信频段将拓展至毫米波波段（30GHz-300GHz），这意味着手机侧需要支持更多的频段，总的频段数目将在20个以上。同时，5G也将采用Massive MIMO多天线技术进一步提升传输速率，而手机内将采用4路甚至8路同时收发。因此，5G手机内置的射频前端器件也将成倍增加，这将使得射频前端芯片的市场规模也成倍增长。同时，由于手机内设计空间有限，传统的射频芯片架构已经无法满足5G手机的需求，创新架构的射频前端芯片，将为芯片设计企业提供了较好的市场机会。
从网络/基站侧来看，目前的移动通信基站主要使用LDMOS（Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor，横向扩散金属氧化物半导体），该产品的主要特点是技术成熟，成本较低，可以做到成本、性能、易用性之间的平衡。但是，由于LDMOS应用的频率有限，在3GHz以上的频段优势不再，因此在5G通信频谱拓宽的情况下，基于GaN（氮化镓）的射频功率器件将成为最具前景的方向之一。氮化镓器件的工作频段范围可达到50GHz以上，因此已经成为军事通讯、雷达、航空管制以及航天通讯等的选择。然而在民用的移动蜂窝通信市场，由于其成本高于传统的LDMOS，目前仍普及性不广，但随着其工艺成本的进一步下降，将有很大机会和LDMOS竞争。在5G通信的拓展频段，氮化镓器件相比LDMOS方案在射频性能、能耗效率等方面都更具优势，因此5G通信将为氮化镓器件在民用移动通信市场带来更多的机会。
目前该领域国内的上市公司主要从事天线、滤波器、连接器等器件的研发和生产，包括信维通信（300136）、硕贝德（300322）、盛路通信（002446）、武汉凡谷（002194）、大富科技（300134），以及紫光股份（000938）旗下的紫光展锐等，尚未出现典型的以射频功率器件为主营业务的上市公司。
信中利重点关注掌握核心技术，在技术路线上具有主导权的射频前端器件公司，力图发现和支持属于中国自己的Skyworks和Qorvo。
3D视觉
02:
3D成像由于包含深度信息，数据量相比2D视觉大大增加，5G的高速率，可推动3D视觉的进一步发展，因此3D视觉技术及成像器件等方向，有可能产生较大的创新投资机会。目前3D视觉技术主要有双目/多目视觉、结构光和ToF等，各自的技术特点和应用场景不尽相同。
(1) 双目视觉
双目立体视觉是和人眼成像的原理最接近的，用两个（或多个）摄像头从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差（即视差原理），来获取物体三维几何信息。双目立体视觉的特点是设计原理简单，结构简单，不需要特殊的发射和接收单元，成本也较低，应用广泛。但是双目立体视觉多为被动成像，没有主动投射单元，因此受环境光照强度、光照角度影响较大；同时，由于双目视觉基于视差原理，需要对视觉特征点进行图像匹配，因此较为依赖成像场景的视觉特征，对于单调、缺乏纹理的场景，如白墙、天空等，则会出现匹配困难、误差增大的问题。此外，双目立体视觉的算法需要逐像素进行图像匹配，对算法和计算资源要求都较高，需要特制芯片才能完成实时处理。因此，双目视觉更适合光线条件较好，对实时处理要求不高的场景，目前在齿科、医美领域有部分应用，但还没有大规模出货的厂商或产品。
(2) 结构光
结构光的基本原理是由激光器发射出具有一定结构特征的光束，投射到物体表面，通过摄像头采集物体所造成的光信号变化，基于三角测量原理来计算物体的位置和深度等信息。结构光从某种意义上是为了解决双目视觉的问题而提出的，其特点就是主动投射，不受环境和物体表面纹理的影响，可以全天候应用，并达到较高的测量精度。但是，由于结构光投射的光束距离越远、光斑越大，同时能量密度也会降低，因此测量的精度也就越差，所以并不适用于长距离的物体成像，一般认为结构光的应用距离应该在2米以内。
目前结构光最广泛的应用是用于手机的前置摄像头，完成面部识别、刷脸支付、美颜等功能，主流方案就是苹果在iPhone X上应用的VCSEL DoE 准直透镜的方案。如同苹果引领的触控芯片和指纹识别芯片造就了汇顶科技一样，3D结构光或也将为国内的半导体创新企业带来新的机会。
(3) ToF
ToF是Time of Flight的简写，基本原理是通过向目标物体连续发送光信号，之后在传感器端接收从物体返回的光信号，再计算发射和接收光信号的往返飞行时间来得到目标物体的距离和深度等信息。ToF的特点是投射面光源，光斑交叠或能量衰减带来的远距离精度变差问题并不明显，因此很适合长距离的成像。但是在近距离成像场景下，ToF的成像精度不如结构光；同时，由于ToF的技术原理，对时间测量的精度要求非常高，因此对于电子元器件的要求很苛刻，并不适合高精度领域的应用。虽然目前尚没有规模出货的基于ToF的应用方案，但随着ToF方案功耗问题的解决，该领域也将面临较多技术创新的机会。
目前国内尚未出现以3D视觉为主营业务的上市公司，和3D成像概念相关的上市公司有深天马（000050）、京东方（000725）、欧菲科技（002456）等，多以显示、摄像模组等为主营业务。
信中利重点关注具有自主知识产权，能够带动产业生态上下游的3D视觉创新公司，并希望助力企业在轨道交通、智能出行等领域的应用和发展。
新型存储
03:
存储相关的半导体产品已经保持稳定格局多年，DRAM和Nand Flash分别占据半壁江山，虽然目前尚未出现足以颠覆当前格局的新型存储产品，但传统存储的弊端已经日趋显现。例如，DRAM受原理的限制，工艺制程进步相对慢，导致内存容量的增长低于CPU性能的增长速度。同时DRAM的能耗也较高，目前服务器中40%-50%的能耗来自于内存。另外，Flash虽然存储容量大，但存取速度相对较慢，因此更无法用于和CPU的实时交互，这就导致了信息存储和计算单元分离的问题，也成为了大数据实时处理的瓶颈。
在5G通信中，为了满足高速率、低时延的技术特性，对于数据处理的实时性要求很高，这就要求存储单元和计算单元一体化，并且在速度上尽量匹配。同时，物联网的应用场景下，要求物联网设备的能耗尽量低、续航时间尽量长，因此对半导体器件的能耗也提出了更高的要求。所以在5G时代，存取速度快、存储容量大、能耗低的新型存储技术，有望获得较大的发展机会。
从技术原理上说，传统的存储器如DRAM、SRAM、Flash等都是基于电荷的存储器，本质上依赖电容的充放电来实现存储，而新型的存储器主要包括MRAM、PRAM和RRAM等，多基于电阻原理，即通过电阻的改变来实现存储。目前这些新型的存储器仍然处于行业的早期阶段，多数产品仍处于前期样品阶段，没有进行商业化的量产，各个新型存储器特点各异，优点和缺点都很明显，在短期内尚难以改变主流产品的方向。我们认为，新型存储器虽然短期内难以成为独立的大容量存储介质，但仍会在对存储性能有特殊要求的局部细分市场赢得一定的市场空间，如RRAM低功耗的特性可能部分取代移动设备中SOC系统的嵌入式存储产品，其可靠性可以用于汽车电子等。
目前国内以存储为主营业务的上市公司包括兆易创新（603986）、紫光国芯（002049）、朗科科技（300042）和同有科技（300302）等。
信中利重点关注掌握关键技术，并有较强商业化和量产能力的新型存储器创新公司，共同推动产品在工业机器人、汽车电子等领域的应用。
（文中图片来源：芯智讯、IPlytics、Yole Development、pexels等，如有侵权，请联系小编处理）
