2023年科技行业年度策略: 一体两翼,孕育新机
- 来源:华泰研究
- 发布时间:2023/11/22
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通信行业-科技行业年度策略: 一体两翼,孕育新机.pdf
科技行业年度策略:一体两翼,孕育新机。回顾2023年初至今,通信(申万)指数累计涨幅较沪深300具有明显的超额收益,其中光通信、电信运营商等板块均收获较好涨幅,卫星互联网、5.5G、算力租赁等板块相关标的亦有轮动表现。展望2024年,我们看好通信行业的“一体”(数字经济)与“两翼”(两大新兴产业趋势:AI与卫星互联网):(1)数字经济持续深化背景下,关注电信运营商、工业互联网等板块发展机遇;(2)全球AI算力侧投资加码趋势明晰,带来光模块、交换机等硬件需求打开;(3)6G时代渐行渐近,我国卫星互联网有望迎来加速建设,此外关注基站侧射频器件、天线等...
2023 年回顾:通信板块超额收益显著,机构持仓提升
2023 年行情回顾:数字经济、AI 算力、卫星互联网等板块轮番演绎
回顾 2023 年(年初至 11 月 15 日),通信(申万)指数累计最大涨幅达 51%,相对于沪深 300 具有明显的超额收益。其中光通信、电信运营商等板块均有较好涨幅,此外卫星互联网、 算力租赁、华为产业链、5.5G 等板块相关标的亦有轮动表现。我们将行情大致划分为以下 四个阶段: ①第一阶段(2023/1/1~2023/4/20):该阶段通信(申万)指数累计上涨 37%,主要系:1) 电信运营商、中兴通讯等权重股受到中特估、数字经济等主题催化,估值呈现持续提升;2) 3 月下旬以来在海外 AI 算力侧投入带动 800G 光模块需求向好预期下,光通信板块股价呈 现快速上涨。 ②第二阶段(2023/4/20~2023/5/16):通信(申万)指数跟随大盘呈现一定调整。
③第三阶段(2023/5/16~2023/6/20):该阶段在光通信板块的引领下,通信(申万)指数 呈现出单边上涨,市场主要交易 2024 年全球 AI 算力侧所带来的 800G 光模块需求预期向 好,且期间英伟达1QFY24财报、英伟达发布GH200等事件对于板块走势亦形成情绪催化。 ④第四阶段(2023/6/20 至 2023/11/15):通信(申万)指数跟随大盘呈现回调,期间中际 旭创、天孚通信等光通信板块头部公司股价累计最大跌幅超 40%,对前期快速上涨后的估 值形成一定消化。同时,第四阶段中以中国移动为代表的电信运营商板块基于低估值、高 股息等优势,股价走势较为坚挺。此外该阶段中结构性行情持续演绎,例如卫星互联网、 算力租赁、华为产业链、5.5G 等主题均有轮动表现。
通信板块 2023 年持仓占比明显提升, AI 算力/运营商/卫星互联网获增持
根据我们对公募基金 2023 年三季报的统计,3Q23 末公募基金前十大重仓中通信板块 A 股 持仓占比 2.88%,较 4Q22 末提升 1.79pct;3Q23 板块超配比例为 0.69%。与 4Q22 相比, 公募基金增持光模块、ICT 基础设施、电信运营商、卫星互联网、算力租赁等板块,减仓海 缆、军事通信等板块。估值层面,2023 年 11 月 14 日通信(申万)市盈率 TTM 为 30.21x, 系 2011 年初至今 8.40%历史分位数。
中国移动、上海瀚讯、中国联通、中天科技、梦网科技为 3Q23 加仓幅度前五个股。3Q23 基金前十大重仓持股总市值增幅前五的公司依次为中国移动、上海瀚讯、中国联通、中天 科技、梦网科技,基金持股总市值分别较 2Q23 末增加 19.22 亿、7.68 亿、6.78 亿、6.11 亿、5.12 亿;个股涨跌幅方面,以上五者 3Q23 期间涨幅分别为 5.3%、43.8%、2.5%、-5.5%、 11.5%。3Q23 持股股本变动方面,中国移动、上海瀚讯、中国联通、中天科技、梦网科技 分别较 2Q23 末加仓 1675、4491、13586、4718、3489 万股。
中际旭创、中兴通讯、中国移动、天孚通信、新易盛位列通信行业 3Q23 前五大重仓股。 从 3Q23 基金前十大重仓持股总市值来看,排名前五的个股分别为中际旭创、中兴通讯、 中国移动、天孚通信、新易盛位,持股总市值分别为 197.1 亿元、163.8 亿元、122.9 亿元、 65.4 亿元、44.6 亿元。与 2Q23 情况对比来看,中际旭创上升 1 名位列第一,中兴通讯下 降 1 名位列第二,中国移动与 2Q23 持平位列第三,天孚通信持平位列第四,新易盛持平 位列第五。
2024 年展望:关注数字经济、AI 算力、卫星互联网&5.5/6G 三大主线
通信行业 2024 年展望:关注数字经济、AI 算力、卫星互联网&5.5/6G。展望 2024 年,我 们看好通信行业中的“一体两翼”——“一体”即数字经济:数字经济持续发展背景下, 关注电信运营商、工业互联网等板块发展机遇;“两翼”即两大新兴产业趋势:AI 与卫星互 联网。我们认为 AI 算力侧投资加码趋势明确,有望带来光模块、交换机等硬件需求打开; 另一方面,随着 5.5G/6G 时代渐行渐近,卫星互联网有望迎来加速建设,此外关注基站侧 射频器件、天线等行业发展机遇。
展望 2024 年,随着数字经济发展的深化,我们认为电信运营商、工业互联网是数字中国产 业图谱中值得关注的两大板块:1)我们判断电信运营商在数字经济发展中所承担的角色有 望逐步由“通信管道”转变为“产业链链长”。长期来看,电信运营商有望凭借其得天独厚 的科技央企优势,成为数字化产业资源的聚集地,在数字化转型中的战略地位也将不断提 升;2)新型工业化有望成为我国数字经济的重要内涵之一,我们认为在工业化与数字技术 深度融合发展的趋势下,建议关注工业互联网等板块发展机遇。此外国内拥有自主研发实 力的核心软硬件公司有望逐步替代进口厂商份额,实现快速发展。
我们认为随着 AI 产业的快速迭代,产业趋势持续明晰。海外方面,随着 AI 算力侧投入持 续加码,400G/800G 光模块作为大规模 GPU 训练集群的核心基础设施之一,2024 年需求 端有望快速提升;长期来看,随着 GPU 的升级迭代,1.6T 光模块亦有望加速导入;国内方 面,我们认为 AI 算力侧投资亦有望于 2024 年启动,催生光模块、交换机、服务器等相关 环节需求的释放。此外,随着 AI 算力有望由云端向边缘侧进一步渗透,边缘计算基于低时 延、低成本、隐私性、安全性等优势有望迎来发展机遇,为物联网模组等产业注入新动力。
随着 5.5G/6G 时代的渐行渐近,我们看好卫星互联网发展前景,以及基站侧射频器件、天 线等环节厂商迎接发展机遇:1)更大通信带宽需求下,5.5G/6G 时期超大规模 MIMO 有望 推动基站侧的天线、射频、PCB 等部件的需求数量进一步增加,为相关产业链厂商带来发 展机遇。2)6G 星地一体融合网络有望不断迈进,卫星互联网有望迎来加速发展阶段。星 地一体融合网络有望不断迈进,推动卫星互联网或迎加速发展。我国民营商业火箭技术持 续迭代,随着多款新型火箭将首飞,预计填补卫星互联网运力缺口得以快速发星;同时国 家队与民营企业合力卫星制造,实现卫星低成本快速批产;需求方面亦不断涌现,卫星互 联网上车和手机有望成为潮流,打开广阔的市场空间。
“一体”之数字经济:顶层设计引领数字化发展按下加速键
数字中国顶层设计出台,数字基础设施及数据要素市场建设将成为重要增长引擎。2023 年 2 月,《数字中国规划》文件正式出台,文件从顶层设计上全面勾勒出数字经济发展整体框 架及建设方向,在此框架下,“数字基础设施”及“数据要素”市场的完善是数字中国建设 的两大核心目标。2023 年以来,我们观察到政策、投资、产业落地等各个层面均围绕这两 个核心目标持续推进:1)一方面,电信运营商资本开支向算力领域倾斜,带动数字新基建 多点开花;2)另一方面,国家数据局正式组建,涉及数据资产上表、确权、交易的相关规 则也在各地市逐步试验推行,我们认为未来在数字中国指导方针的大框架下,数字基础设 施建设及数据要素市场将持续不断发展,成为数字时代推动经济增长的又一重要引擎。
展望 2024 年,我们认为电信运营商、新型工业化是数字中国产业图谱中值得关注的两个板 块。1)随着三大运营商全面发力产业数字化赛道,我们判断电信运营商在数字经济发展中 所承担的角色,也逐步由“通信管道”转变为“产业链链长”。长期来看,我们认为运营商 将凭借其得天独厚的科技央企优势,成为数字化产业资源的聚集地,在数字化转型中的战 略地位也将不断提升;2)9 月 22-23 日,全国新型工业化大会召开,会上指出,以中国式 现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业,实现新型现代化是关键任务。我们认为,新型 工业化旨在提升包括工业互联网、算力网络、卫星互联网在内的关键基础设施领域的产业 链韧性及安全性,同时在此趋势下,国内拥有自主研发实力的核心软硬件公司有望逐步替 代海外龙头份额,实现快速发展。

电信运营商:加速转型为数字经济主航道的科技创新公司
2023 年以来,运营商加速从纯粹的通信网络运营商加速转型为全面挺进数字经济主航道的 科技创新公司。作为数字经济建设主力军,运营商的产业数字化业务正在从生态合作、能 力体系、建设投入等多个维度发生积极变化,打造新的收入增长动力的同时,也在中国特 色社会主义估值体系下为其带来了估值重塑的契机。过去一年(22/10/31-23/10/31),中国 移动/中国电信/中国联通 A 股分别上涨 44%/41%/37%,PE(TTM)分别提升至 14.9/16.2 /17.6 倍。除产业数字化外,随着行业竞争趋缓、经营效率提升,运营商的基本盘表现也愈 发稳固,9M23 中国移动/中国电信/中国联通 A 股归母净利润分别同比增长 7.08%/10.42% /10.92%,A 股营业收入分别同比增长 7.20%/6.50%/6.71%,高分红、稳增长的优质资产属 性愈发凸显。
展望 2024 年,我们认为运营商的数字化业务有望打开更多新的增长点,资本开支结构也有 望发生一定变化:1)收入端,移动/固网等基本盘业务仍将保持稳健,个人权益业务的拓展、 智慧家庭渗透率的提升都将推动移动/固网用户 ARPU 值稳步增长;产业数字化业务正在塑 造运营商在新时期的成长性,1H23 移动云/天翼云/联通云分别同比实现 80.5%/63.4%/36% 的增长,未来央国企上云空间仍然广阔,此外,运营商拥有大量优质数据资源,23 年 11 月以来各地市数据财政规划、公共数据授权运营方案逐步出台,后续运营商在大数据方面 的商业模式将更加明晰,数据能力积淀所带来的收入利润增厚也将逐步在报表端体现。除 云计算、大数据两大市场关注的焦点外,运营商作为数字化产业链的链长、数字中国发展 建设的中坚力量,未来有机会打开更多新的业务增长点,伴随国内数字经济产业共同成长。
2)成本端,资本开支方面,我们认为随着 5G 网络建设步入尾声,未来运营商资本开支占收比 将逐步下降,资本支出结构将与之前有所不同,算力领域支出向智算倾斜、网络领域 700/800/900M 等低频段建设需求将增加;其他成本方面,伴随着运营商经营效率的提升,包 括网络运维、销售管理在内的各项开支得到了有效的控制,推动公司盈利能力提升,9M23 移 动/电信/联通 ROE 分别为 8.3%/6.2%4.8%,分别同比提升 0.11/0.48/0.32pct。总体而言,我们 认为运营商作为国内算力基础设施建设主力军,将在数字中国及 AIGC 趋势下迎来新一轮成长 机遇,叠加其高分红、稳增长的优质资产属性,其在数字中国资产中拥有较高的配置价值。
移动业务:行业竞争趋于理性,深耕存量用户价值成为主要发展战略
运营商行业政策导向及发展战略发生明显变化,推动企业由提速降费向高质量增长转变, 三大运营商发展战略由争夺市场份额转向推动用户价值提升。5G 商用以来,移动市场格局 及厂商份额基本保持稳定,1H23 移动/电信/联通以用户数计量的市场份额分别为 57.4% /19.1%/23.4%,抢占市场份额早已不再是行业发展的主题,各大厂商更加关注自身存量用 户价值的挖掘,竞争策略的改变推动行业平均移动 ARPU 值由 2019 年的 45.1 元企稳回升 至 1H23 的 47.8 元。在移动业务 ARPU 改善带动下,三大运营商移动业务营收迎来拐点并 延续向好态势。
固网业务:千兆网络及智慧家庭渗透率持续提升,固网 ARPU 有望稳中向好
近年来随着智能组网、家庭安防、全屋智能、家庭教育、智能社区等家用市场的智能化应 用场景走进千家万户,三大运营商也得以依靠其广泛的客户群体基础、数字化领域的能力 积累及产业链链长的优势生态地位持续扩展在家庭市场的业务边界,实现良好的收入增长。 1H23 中国移动智慧家庭增值服务收入达 173 亿元,同比增长 21.4%;中国电信智慧家庭收 入同比增长 15.7%至 93.2 亿元;中国联通智家业务主要产品付费用户超过 9500 万,主要 产品收入同比增长 49%。同时,我国千兆宽带发展全面提速,截至 9M23,我国 1000Mbps 及以上速率固定宽带接入用户总数为 1.45 亿户,占比 23%,较上年末净增加 5289 万户。 我们认为智慧家庭与千兆宽带的普及将持续推动三大运营商固网业务 ARPU 的稳定提升。
产业数字化业务:数字中国战略下,已成为运营商收入增长第一引擎
数字中国规划顶层设计出台,运营商有望凭借科技央企的优势定位成为数字化产业资源聚 集地。2023 年 2 月,中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》,其中明确指 出建设数字中国是数字时代推进中国式现代化的重要引擎。我们认为数字中国背景下,运 营商拥有网、云、数等构筑国内数字经济大动脉的三大关键性资源,其角色正由通信管道 逐步向产业链链长转变,未来将成为我国数字化产业资源的聚集地。从基本面的角度来讲, 这一在战略定位上的优势未来也有望逐步体现在运营商的收入端,表现为包括云计算、大 数据、物联网等在内的产业数字化业务的持续快速增长。 9M23 三大运营商产业互联网相关业务营收保持快速增长。
9M23,中国移动 DICT 业务营 收同比增长 26.4%至 866 亿元;中国联通的产业互联网业务营收保持快速增长态势,收入 同比增长 14%至 606.9 亿元;中国电信产业数字化业务(包括 IDC、工业云计算、网络专 线、物联网、数字化平台及大数据等)收入同比增长 16.5%至 997.4 亿元。产业数字化业 务已成为三大运营商收入增长主要驱动力,并有望在数字化时代赋予运营商新的成长属性。
拆分来看,云计算业务方面,数据安全考量下,运营商承担着辅助央国企上云的主要任务, 未来成长空间仍然广阔。我们观察到,自 2022 年以来,受互联网流量增长放缓及国资云建 设等政策影响,云计算行业增长动力逐步由互联网行业转向传统企业,在此背景下,三大 运营商接捧互联网巨头成为政府、金融等行业上云的 IaaS 服务主力军。根据各公司公告, 2Q23 阿里云/百度云/金山云/优刻得营业收入分别同比增长 4%/5%/-7%/-29%,收入增速仍 然承压;而在算力网络建设及国资云的拉动下,三大运营商云 1H23 合计营收为 1136 亿元, 同比增长 61.8%,已成为云计算行业的主要增长极。据信通院,我国云计算市场仍然处于 快速发展期,预计 2022-2025 年市场规模将从 4550 亿元增长至 11055 亿元,未来成长空 间依然广阔,而运营商云的强势增长将引领新一轮市场发展。
大数据业务方面,运营商手握优质数据资源,将从供给/服务两个维度深度参与数据要素市 场。据《移动通信》期刊上发表的《电信运营商大数据资源变现模式及策略研究》(2016 年第 40 期,陈科帆、周洪成)一文,三大运营商用户数据主要来自于 IT 支撑系统、网络 产生数据、互联网与移动互联网产品数据三个方面。相比于其他数据要素产业链参与者, 运营商数据具备两大优势:1)数据资源极为丰富,用户群体基数大、具有多样性;2)运 营商用户数据可挖掘价值高。基于庞大的数据资源、央企安全可信特征与技术积累,运营 商可以作为数据供给方、数据服务方等角色深度参与数据要素市场。据工信部,9M23 运营 商大数据业务增速达到 37.1%,有望为其产业数字化业务收入增长注入全新动能。
新型工业化持续迈进,关注工业互联网发展机遇
政策面持续推进,新型工业化大势所趋。“新型工业化”首次提出于 2002 年十六大报告, 将“新型工业化”纳入顶层设计,此后新型工业化的战略位置不断提高,内涵与外延不断 丰富。2023 年 9 月 22 日~23 日,全国新型工业化推进大会在京召开,会上传达了习近平 总书记的重要指示,习近平总书记指出,新时代新征程,以中国式现代化全面推进强国建 设、民族复兴伟业,实现新型工业化是关键任务。要完整、准确、全面贯彻新发展理念, 统筹发展和安全,深刻把握新时代新征程推进新型工业化的基本规律,积极主动适应和引 领新一轮科技革命和产业变革,把高质量发展的要求贯穿新型工业化全过程,把建设制造 强国同发展数字经济、产业信息化等有机结合,为中国式现代化构筑强大物质技术基础。
新型工业化是数字经济的重要内涵之一,关注工业互联网发展机遇。2023 年 9 月 25 日, 中央政府网发布的政策解读“以新型工业化塑造新优势”中提到,我国新型工业化应是促 进数字经济和实体经济深度融合的工业化,也是加快绿色低碳发展的工业化;数字化、绿 色化是新型工业化的应有之义。数字经济和绿色低碳是新一轮科技革命和产业变革的两个 重要领域,其中数字技术已成为推动工业领域提升效率、质量及核心竞争力的重要力量。 在工业化与数字技术深度融合发展的趋势之下,我们建议关注工业互联网等板块发展机遇。
工业互联网:着眼新一轮产业竞争制高点,关注工业通信设备国产替代机遇
以工业互联网为代表的信息技术对新时代工业生产变革起到非常重要的作用,正逐步成为 新一轮制造业竞争的关键所在。信息技术正在驱动新一轮科技革命及产业革命的兴起,在 过去十年中,我们见证了消费互联网的蓬勃发展,未来十年,互联网平台有望由商业领域 向制造领域拓展,激发材料、装备、工艺等行业的创新潜力。我们认为工业互联网能够实 现机器、原材料、系统、产品以及工人之间的万物互联,从而更好的促进工业知识与实际 生产过程融合,带领制造业转型升级,当前以工业互联网为代表的信息技术正在逐步成为 全球新一轮产业竞争的关键所在,在我国制造业实现高端化、数字化、国产化的道路上, 工业互联网环节的发展或必不可少。
工业规模扩大叠加自动化升级,我国工业互联网正处于产业扩张阶段。工业互联网能够实 现工业系统全方位深度融合,优化企业研发、生产、管理和服务模式,创造了全新的工业 生态,实现企业降本增效、提质创新。从政策定位上看,工业互联网是新型工业化的重要 组成部分,在 2022 年工信部披露的国家新型工业化产业示范基地中,工业互联网项目占比 16%;从市场规模的角度看,我国工业产业体量庞大,相当于欧洲与中亚之和,为工业互 联网的发展创造了良好的土壤,2020-2022 年我国工业增加值 CAGR 为 13.3%,在工业自 动化、智能化升级趋势的背景下,我国工业互联网市场规模 2020-2022 年复合增长率达 16%, 已突破万亿元的市场规模。
工业互联网旨在实现对工业生产流程的数字化表达,核心产业包括网络、平台、软件、应 用解决方案等。工业互联网即在传感设备、通信设备、控制设备的辅助下,通过软件定义 制造的方式,实现对工业生产流程的数字化表达。若自上而下梳理,产业链可进一步细分 为工业互联网网络、工业软件与 APP、工业互联网平台、工业自动化及边缘计算、智能装 备、工业互联网安全等子领域。
通信网络是工业互联网发展和建设的基础之一,目前存在现场总线、工业以太网、工业无 线三种主流通信协议。目前工业互联网存在三种主流通信协议,按应用时间排序分别为现 场总线、工业以太网、工业无线。目前,统一通信标准已成为公认的发展方向,工业以太 网已成为现场总线技术的重要替代,5G、WiFi6 等技术成熟进一步推进了工业无线发展, 有线+无线已是工业互联网发展的确定性趋势。未来,确定性网络、TSN 网络,边缘计算、 工业安全、智能终端等新技术将进一步推进工业互联网升级。
分协议来看,工业以太网逐步成为主流,工业无线增长最快。从渗透率来看,2018 年开始, 以太网成为工业通信中占比最高的通信方式,占比仍在持续提升中。工业以太网技术具有 较大的传输速率,遵从 TCP/IP 框架,具有接口简单、协议开放、高可靠、大带宽等优势。 工业无线则从 2015 年后开始得到广泛使用,具有较便携灵活的部署方式,可实现柔性制造, 市占率正快速提升。HMS 预计 2023 年现场总线/工业以太网/工业无线年增速分别达到 -5%/10%/22%。随着我国在 5G 技术的逐步领先和 TSN 技术正解决协议复杂的统一化问题, 布局新技术或可成为国产厂商实现弯道超车的新机遇。
自主可控大趋势下,工业通信设备国产化率有望逐步提升,关注工业以太网交换机板块投 资机遇。我们认为工业互联网产业中,工业以太网交换机是值得关注的方向之一,主因:1) 工业以太网交换机是工业通信中价值量占比最高的环节,据 IHS Market,2022 年工业以太 网交换机占工业通信行业总收入的 54%,其次是网关(15%)和路由器(9%);2)从竞争 格局来看,当前市场上思科、西门子等欧美和台系厂商仍然占据主导地位,但近年来国产 厂商奋起直追,不断缩小与海外竞争对手的差距,并已在部分细分领域建立自身竞争优势, 在自主可控及提升产业链韧性的大趋势下,国产厂商份额有望持续提升,并跟随我国新型 工业化发展的脚步不断成长。

“两翼”之 AI:全球算力侧投资加码,产业趋势明确
我们认为随着 AI 产业的快速迭代,产业趋势持续明晰。海外方面,随着 AI 算力侧投入持续 加码,400G/800G 光模块作为大规模 GPU 训练集群的核心基础设施之一,2024 年需求端 有望快速提升;未来随着 GPU 的持续升级迭代,1.6T 光模块亦有望加速导入;海外公有云 侧投资短期内或被 AI 所挤占,长期来看随着 AI 推理侧需求有望崛起,推理与云计算对于光 模块的需求或形成共振,有望拉长光通信产业链的景气周期;国内方面,我们认为 AI 算力 侧投资亦有望于 2024 年启动,催生光模块、交换机、服务器等相关环节需求的释放。此外, 随着 AI 算力有望由云端向边缘侧进一步渗透,边缘计算基于低时延、低成本、隐私性、安 全性等优势有望迎来发展机遇,为物联网模组等产业注入新动力。
光通信:乘 AI 东风起,扬帆正启航
GPU 集群优化策略的重点之一是提升通信效率。当分布式训练在 GPU 集群上执行时,集 群中的每个节点分别进行一部分计算,不同计算节点之间存在数据依赖和数据共享,需要 在其中传输大量的数据,对于系统内部通信效率的要求上升。根据总训练速度=单卡速度* 加速芯片数量*多卡加速比(多卡训练下单卡吞吐量与单卡训练下吞吐量之比,是评估 GPU 集群扩展能力和加速能力的指标,主要由通信效率决定,数值越大越好),当模型的参数量 达到十亿甚至万亿级别后,模型计算产生的临时变量规模庞大,由于通信瓶颈的存在,增 加 GPU 的边际效应减弱,此时需要对通信方式进行优化。因此,通信性能对大模型运行速 度和效率影响较大,优化通信策略成为 GPU 集群调试优化的关键之一。
光模块是 AI 光网络的核心底座,通信性能提升依赖光模块用量增加和速率升级。在 GPU 集群中,卡间通信主要分为两种:①节点内通信,指一个计算节点内 GPU 间的信息传输, 提升节点内通信带宽需要优化互联技术。比如英伟达引入 NVLink 互联技术代替 PCle,避 免了数据通过 PCI Express 总线传输带来的瓶颈问题,根据英伟达技术经理路川在 2022 智 算峰会上的演讲,互联技术由 PCIe 转变为 NVLink 后,程序的通信时间由 656ms 下降到 70ms,速度提升 8 倍;②节点间通信,指不同计算节点之间的信息传输,节点间通信性能 依赖于网络架构所能承载的最大数据流量。在网络架构中,交换机承载着各层级间的传输 流量,而光模块的数量和速率决定交换机的实际传输能力,从而影响整个架构的数据传输 流量上限,对节点间的互联带宽较为重要。
依照英伟达 IB 网络架构设计,我们测算 DGX H100 中 GPU:400G 光模块:800G 光模块 之间的配比为 1:1:2.5。英伟达采用的网络架构为 IB(InfiniBand)网络,是一种无阻塞 架构(胖树),网络侧自下而上可分为架顶交换机、叶交换机、脊交换机三层架构:1)服 务器层,每台服务器中含有 8 颗 GPU,每个 GPU 与一个 400G 网卡相连,通过一个 400G 光模块输出数据。2)架顶交换机和叶交换机层,分为上行和下行两个链路,上行/下行链路 均使用 800G 光模块作为连接,为保证足够的网络带宽,IB 采用无收敛的网络架构,交换 机的上行端口数与下行端口数相等,使用的光模块数也相等。3)脊交换机层,由于是最上 层架构,仅需下行链路,每个端口对应需一个 800G 光模块作为连接。综上,假设 GPU 用 量为 N 个,服务器层用到 N 个 400G 光模块,架顶交换机和叶交换机层上行、下行链路共 需 2N 个 800G 光模块,脊交换机层需 0.5N 个 800G 光模块。
国产厂商在全球光模块市场的份额持续提升。近十年国产光模块厂商不断拓展产品线和技 术能力,凭借对光模块产品的交付能力、研发实力以及成本优势,在市场中的竞争实力大 幅提升。据 LightCounting 统计,2010 年全球光模块销售额前十大供应商中,国产厂商仅 有武汉电信器件一家上榜,而 2022 年上榜中国厂商达到 7 家,分别为旭创(和 Coherent 并列第一)、华为海思(第四)、光迅科技(第五)、海信宽带(第六)、新易盛(第七)、华 工科技(第八)、索尔思(第十,被华西股份收购);中国厂商在光组件和光模块市场上份 额从 2010 年的 15%上升至 2021 年的 50%。其中中际旭创排名自 2021 年起与 II-VI(现 Coherent 公司)并列全球第一位。
交换机:AIGC 需求有望带动国内产业链景气度修复
受 BAT 资本开支下滑,部分下游行业采购减少等影响,国内交换机市场需求有所承压,展 望 2024 年,我们认为以 400G/800G 为代表的高性能交换机规模化起量将是明年交换机行 业的主旋律,在此带动下,国内行业景气度将逐步修复。2023 年,海内外交换机行业景气 度有所分化,据 IDC 数据,2Q23 全球交换机市场规模同比增长 36%,达到近十年来最高 点,甚至已超过云计算大规模建设时期,主因:1)此前因疫情影响供应链积压的需求逐步 释放;2)AIGC 带动下对高性能交换机的需求提升,在行业高景气度的带动下,产业链主 要公司取得了亮眼的业绩增长,2Q23 Arista/Cisco 收入同比增长 38.7%/16%,高于其前期 指引。而国内交换机市场需求增长却有所承压,主因:1)2Q23 BAT 资本开支同比下滑; 2)部分下游行业采购减少或推迟。
展望 2024 年,从投资方的角度,我们观察到:1)三大运营商在算力领域的资本开支更多 的投向智算领域;2)以 BAT 为代表的互联网厂商也依次加入 AI 大模型军备竞赛行列,AI 训练网络的搭建需求较高;3)算力租赁行业兴起,多家厂商宣布其在智算中心领域的布局 及投资规划。从供给方的角度,以华为、新华三、锐捷、中兴为代表的交换机主力厂商依 次公布其 400G、800G 乃至 1.6T 的高性能新品解决方案,特别的,华为在其《星河 AI 网 络白皮书》中提出高吞吐、高可靠、可运维的星河 AI 网络解决方案,并在部分智算中心实 践案例中实现 ROCE 网络性能与 IB 网络基本持平,能够满足业务高性能需求。
从下游客户的角度来看,交换机行业可细分为园区交换机、数据中心交换机两大类市场。 根据 IDC 数据统计,2022 年国内园区/数据中心类交换机需求占比大致为 54%/46%,其中, 千行百业的数智化转型需求为园区交换机行业的主要增长驱动力,政府/制造业/教育需求占 比分别为 21%/14%/13%;云计算行业的蓬勃发展、东数西算等国家政策则推动数字中心交 换机行业需求持续增长,互联网/金融/电信为下游需求的主要来源,分别占比 45%/19%/11%。
从竞争格局来看,交换机市场具有寡头垄断性,各厂商份额相对稳定。由于网络设备行业 具有较高技术壁垒、渠道壁垒和客户壁垒,决定了市场具有寡头垄断性,国内市场中,华 为、新华三、锐捷、中兴为主要参与者,2Q23 市场份额分别为 37.83%/33.46%/11.93%/ 2.46%;全球市场中,Cisco/华为/Arista/HPE 等为主要的市场参与者,2Q23 市场份额分别 为 45.45%/8.63%/9.98%/6.82%。
展望 2024 年,我们认为 AIGC 及数字中国建设带动下,国内交换机行业景气度有望逐步回 升:交换机作为 AI 基础设施中的一环,是建设智算中心不可或缺的一部分,未来国内大模 型、小模型的训练需求增长,将带来高性能交换机配套需求的提升。在海外市场,AIGC 带 来的高性能交换机需求增长已在市场规模端逐步兑现:1)2Q23 以太网交换机市场中, 200G/400G 等高性能交换机市场规模达 8.83 亿美元,占比提升至 6.3%;2)2Q23 AI 训练 需求带动 Infiniband 交换机市场同比增长 146.8%至 1.78 亿美元。
此外,美国商务部 2023 年 10 月 17 日出台新规,对 AI 芯片出口施加更为严格的限制,在 高性能计算领域实现全产业链自主可控或将成为未来行业趋势。在交换机领域,上游交换 芯片作为交换机中的核心部件,目前国产化率尚低,2020 年中国商用以太网交换芯片市场 中,博通、美满和瑞昱分别以 61.7%、20.0%和 16.1%分列前三,我们认为随着国内信息 基础设施的自主可控重要性提升,交换芯片产业国产替代进程将加速,华为、盛科通信等 具备以太网交换芯片生产能力的厂商有望迎来发展机遇。
边缘计算:算力由云端迈向边缘侧,为物联网模组打造新引擎
AI 算力逐步向边缘侧扩散,边缘计算有望迎接发展机遇。边缘计算是在靠近数据源头的网 络边缘侧,通过融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台,就近提供边缘 智能服务。边缘计算可以实现使用本地或邻近本地的算力来进行数据处理,其相较于云端 在成本、时延、安全等方面具备显著优势。目前全球绝大多数 AI 算力均位于云端,随着边 缘与终端采集到的数据量呈指数级增长,且对实时响应和低延时要求升高,我们认为 AI 向 边缘计算延伸是未来趋势。
边缘计算兼具低时延、低成本、本地计算及安全性高四大优势。相比于集中部署,边缘计 算解决了时延过长、汇聚流量过大等问题,为实时性和带宽密集型业务提供更好的支持。 边缘计算部署于数据源本地或其附近,数据不必再全部传输至云端进行处理,在本地的边 缘侧完成处理后立即返回,这样就保证了数据的安全性、隐私性和实时性,在各环节中不 仅可以节省大量的服务器、存储器、交换、带宽、电量、物理空间等成本,还能够及时应 对瞬时大流量数据,从而满足多样化的应用场景需求。
边缘计算有望在工业质检、机器人、智能驾驶等场景率先落地。根据 Gartner 在 2022 年 9 月发布的 AI 技术成熟度曲线,边缘 AI 将在未来 2-5 年内进入发展高峰期。边缘计算在具体 应用场景中的落地受到技术需求、异构资源的协调、上下游产业支持程度等一系列因素的 影响,场景和人工智能的深度融合也将成为边缘计算落地的关键之一;我们认为,以工业 质检为代表的工业物联网、服务机器人为代表的消费服务和以智能驾驶为代表的车载交通 等潜在市场空间大、对边缘算力需求较为迫切的场景中,边缘计算有望率先规模化落地。
物联网模组厂商有望推动边缘计算加速落地。我们认为随着边缘计算时代的到来,终端客 户或需要融合感知、前端数据的处理和分析以及数据的接入和传输等复合性功能的一体化 模块,这些功能和技术的融合将更加有利于降低产品成本、提高数据处理和传输的及时和 有效性、降低产品功耗以及提高产品稳定性。而随着该类型模组的开发难度的加大、设计 的复杂度越来越高,提升了终端客户直接进行开发的门槛;而物联网模组厂商有望进一步 助力终端客户解决复杂的产品中间流程,将芯片认证、软硬件接口、开放平台等打包成为 一个简单的中间件,使终端客户可以专注于设备以及垂直应用,提升了产业链的开发效率 并降低了成本,从而推动边缘计算在千行百业的加速落地。
与上游算力厂商推进联调,加速终端技术成熟。根据广和通、移远通信等物联网模组厂商 的官方微信公众号,各公司当前均已于英伟达 Jetson AGX Orin 平台完成联调,进一步加 速 AIoT 应用开发。以广和通为例,根据广和通于 2022 年 6 月在官方微信公众号发布的消 息,公司的 FM160 5G 模组与安提国际 AI 边缘计算平台 AN810-XNX 成功实现联调, AN810-XNX 是安提所发布的高性能、低功耗 AI 计算平台,搭载了英伟达 Jetson Xavier NX 计算核心,具备深度机器学习能力,与广和通 5G 模组相结合,可帮助客户在边缘实现大容 量数据的高速率、低时延传输与计算。

“两翼”之卫星互联网:拥抱 5.5G/6G 与卫星互联网大时代
政策面持续推动 6G 发展,或在 2030 年迎规模商用。自 2021 年 6 月《6G 总体愿景与潜 在关键技术》白皮书发布以来,我国 6G 技术的研发和布局迅速开展。2023 年 1 月《关于 推动能源电子产业发展的指导意见》中明确表示,到 2030 年,5G/6G、先进计算、人工智 能、工业互联网等新一代信息技术在能源领域广泛应用。2023 年 3 月在国新办主题新闻发 布会上,工信部部长金壮龙表示,将研究制定未来产业发展行动计划,加快布局人形机器 人,全面推进 6G 技术研发。在 2023 年全国两会上,工信部部长金壮龙再次表示,要加强 国际合作,加快 6G 的研发。3 月 25 日在中国发展高层论坛 2023 年年会上,中国联通董 事长刘烈宏表示,当前处在 6G 技术早期研究阶段,到 2025 年将推出 6G 应用的场景,完 成 6G 早期技术的研究,到 2026 年开启 6G 技术的工程化研究阶段,预计 6G 将在 2030 年推进到规模商用的阶段。
展望 2024 年:1)我国卫星互联网有望在供给、需求、技术、政策端迎来突破,产业将步 入规模化发展阶段,重点企业业绩将逐步兑现。6G 将首次实现全球无死角覆盖,卫星互联 网是唯一选项。6G 的星地一体融合网络有望以地面网络为基础、以卫星网络为延伸,覆盖 太空、空中、陆地、海洋等自然空间,为天基、空基、陆基等各类用户活动提供信息保障。 展望 2024 年,我国民营商业火箭将持续在运力与可回收技术上实现迭代,随着多款新型火 箭将首飞,预计填补卫星互联网运力缺口得以快速发星;同时国家队与民营企业合力卫星 制造,实现卫星低成本快速批产;需求方面亦不断涌现,卫星互联网上车和手机有望成为 潮流,打开广阔的市场空间。
2)天线射频有望在新周期中迎来技术发展机遇。6G 要实现比 5G 更高的速率和更大的带 宽。首先,在更大带宽需求下,天线、射频、PCB 等部件的需求数量增加。为了适应速率 提升的需求,基站的通道数量相应增加,带动基站侧天线、射频等部件的数量需求同比例 提升,除天线射频部分外,需要通过增加 PCB 导通层数提升数据转发处理能力,将会带动 高速多层 PCB 需求提升。其次,在追求更高频高速连接的同时,信息通信技术的能耗也大 幅提升,对基础半导体器件提出了一系列的新要求,而硅基氮化镓有卓越的射频特性和明 显的低功耗,已成为 5G 无线电中射频功率放大器的有力竞争者。
天线射频:对标 5G 发展脉络,关注行业在新周期中的技术升级机遇
我们复盘了 5G 初期通信板块市场表现,观察到 5G 协议标准落地及 5G 大规模建设启动是 两大重要事件: 5G 协议标准落地期(2017/03-2018/01):2017 年被称为 5G 标准元年,2017 年 3 月,3GPP 会议中确定了 5G NR 第一阶段标准化的内容,2017 年 6 月,5G 第一个版本 R14 标准正 式冻结,2017 年 11 月,工信部为 5G 正式分配频段。在此阶段,市场依循 5G 协议标准的 要求开始展望 5G 时期的建设规模、技术发展、应用场景,中兴通讯作为基站主设备供应商 成为最受益标的,2017 年 3 月-2018 年 1 月,中兴通讯 A 股累计上涨 97%。
5G 规模化建设期(2019/01-2020/02):2019 年起,运营商开始大规模进行 5G 基站招标 建设,2019-2021 年,我国 5G 基站数量由 13 万增长至 142.5 万个,运营商 5G 领域的资 本开支也相应提升。这一时期,基站指数/天线射频板块指数分别上涨 118%/117%;中兴通 讯作为基站主设备提供商迎来第二阶段上涨行情,累计涨幅达 155%。
从基本面的角度来看,伴随着 5G 基站建设的推进,2019-2020 年天线、射频等基站设备 相关厂商迎来了高景气机遇。除股价表现外,5G 建设的推进也为天线、射频等基站设备供 应商带来了明显的营收增速提振,例如,基站天线板块供应商硕贝德/摩比发展/通宇通讯 2019 年天线业务营收增速分别为 37%/35%/38%,达到历年高点;滤波器板块主要供应商 大富科技/灿勤科技/武汉凡谷 2019 年相关业务营收增速分别为 41%/593% /179%,达到历 年来高点,我们判断若 5.5G/6G 新一轮通信建设周期启动,产业链相关标的将有望再次受 益。
2024 年或将步入 5.5G 发展新周期。根据国际电联的发展规划,R15-R17 版本为 5G 发展 的第一阶段,分别起到奠定基础/优化性能/拓展边界的作用。R18-R20 则为 5G 发展的第二 阶段,也被命名为 5G Advanced(5.5G),旨在对 5G 时期发展不足的地方进行修正、加强, 并作为 5G 和 6G 之间的过渡衔接,为 6G 未来探索新的方向。根据国际电联的时间表规划, 5.5G 的首个版本将于 2024 年上半年冻结,从产业端,我们也观察到新的进展和变化,23 年 9 月 11 日,华为宣布率先完成 5G-A 全部功能测试用例,23 年 10 月 10 日,由华为主 导的 2023 年全球移动宽带论坛在迪拜开幕,大会上,华为轮值董事长表示华为正在努力将 5G-Advanced 技术带进现实。由此,我们认为 2024 年或将步入 5.5G 发展的新周期。
展望 5.5G 乃至 6G 的发展,我们认为天线及射频部件或将是基站侧最主要的技术升级方向。 从 2G 到 5G,每一代的移动通信都以带宽扩展为目标,通信带宽的增加意味着信道容量的 增加,以支持更高的速率。提升带宽主要有两大途径:1)一是载波频率的提升,如 5G 尚 待拓展的毫米波频段(24GHz-50GHz),5.5G 将拓展的 6GHz 频段,未来 6G 或将开垦太 赫兹技术(0.1-10THz),以支持超大速率的无线通信。2)二是频率利用率的提升,例如用 超大规模的 MIMO 技术来实现速率提升,增强链路可靠性等。
由此推断,我们认为 5.5G-6G 时代,基站侧的技术升级将为相应的厂商带来新一轮发展机 遇,值得关注的新技术和新变化有:1)更大带宽需求下,天线、射频、PCB 等部件的需求 数量增加。为了适应速率提升的需求,基站的通道数量相应增加,带动基站侧天线、射频 等部件的数量需求同比例提升,除天线射频部分外,需要通过增加 PCB 导通层数提升数据 转发处理能力,将会带动高速多层 PCB 需求提升。2)在追求更高频高速连接的同时,信 息通信技术的能耗也大幅提升,对基础半导体器件提出了一系列的新要求,而硅基氮化镓 有卓越的射频特性和明显的低功耗,已成为 5G 无线电中射频功率放大器的有力竞争者。
6G 与卫星互联网:产业趋势确立,关注投资机遇
卫星互联网规模化部署,产业链加速发展 海外星座 starlink、oneweb 快速推进、新星座不断涌现,我国需要加快部署。根据 SpaceX 官网,截止 2023 年 10 月 31 日,“星链”发射总数达 5376 颗(2023 年共发射 1659 颗), 在轨卫星数量 4998 颗;SpaceX 未来的两个月内每月要发射 10 次以上,到 2024 年每月平 均发射 12 次,2024 年度发射次数达到 144 次。星舰将执行第二次飞行试验,设计最大运 载能力达 150 吨,相较于猎鹰九(最大运载能力 22.8 吨)和猎鹰重型火箭(最大运载能力 64 吨),强大的运载能力和低廉的发射成本有望为第二代“星链”部署提供强大支持。按 SpaceX 的计划,到 2024 年将部署约 12000 颗“星链”卫星,到 2027 年将部署约 42000 颗“星链”卫星。2023 年 3 月 29 日,Oneweb 完成一代卫星组网,即将提供全球卫星互 联网服务。在全球卫星星座快速组网的背景下,卫星互联网布局得到政府和资本重视,欧 盟 IRIS2 与亚马逊 Project Kuiper 计划展开部署。
星网、G60 试验星发射催化卫星互联网建设,海量卫星创造机遇。在工信部、发改委等国 家机构的支持下,我国积极入局卫星互联网。我国卫星星座建设已确定了总方向,由国家 总体把控,频段轨道资源统一协调,发挥举国体制优势,多部门共同推进建设。目前我国 主要有两大低轨卫星星座:星网与 G60 星链。
星网公司统筹星座建设全局。21 年 4 月,国资委发布组建中国卫星网络集团有限公司公告, 该公司由中国电子信息产业集团、中国航天科工集团等国资牵头,是一家卫星互联网运营 公司,主要承担统筹中国卫星互联网发展任务。22 年 4 月 28 日,“中国卫星网络集团有限 公司”成立,在正式公布前,中国星网集团以“GW”的代号向国际电信联盟(ITU)递交 了频谱分配档案。2020 年 11 月 9 日,“GW”星座的申请被正式接收。2021 年 8 月 24 日, 我国“星网”星座的首批试验卫星“融合试验卫星 01/02 星”成功进入预定轨道,“星网” 测试双星将对关键技术进行在轨验证。2021-2023 年,星网集团以“CSN”系列星座代号向 ITU 申报卫星频谱资源分配。2023 年 7 月 9 日,长征二号丙/远征一号 S 运载火箭在酒泉卫 星发射中心点火升空,成功将我国卫星互联网技术试验卫星送入预定轨道,执行本次任务 的运载火箭以及发射的卫星互联网技术试验卫星分别由航天科技集团一院和五院抓总研制, 意味着星网快速建设的大幕已开启。
“G60 星链”是由上海市牵头打造的低轨宽频全球多媒体卫星星座,运营方为上海垣信。 上海垣信卫星科技有限公司由上海联和投资有限公司和上海市信息投资股份有限公司于 2018 年 3 月发起设立,系上海市国资委下属控股企业,致力于成为全球领先的卫星产业集 团及卫星通信服务商。2023 年 7 月 25 日,上海市松江区委书记程向民在 “高质量发展在 申城·松江区”新闻发布会上表示,松江打造低轨宽频全球多媒体卫星“G60 星链”,实验 卫星完成发射并成功组网,一期将实施 1296 颗,未来将实现一万两千多颗卫星的组网,是 G60 星链计划首次公开发星规模。上海垣信是 G60 星链实施的核心企业,预计将于 2024 年开始批量发射 G60 星链第一批次卫星,建设周期为 2024 至 2027 年。
目前,星网与 G60 星链均已完成试验星发射,即将于 2024 年开始规模化部署,推动我国 卫星互联网产业趋势确立。据 ITU 网站公示的频率资源申报的资料,截至 2023 年 11 月 14 日,我国申报的大型低轨星座申报数量累计超 8 万颗,将为行业创造重要机遇。
政策面利好频出,助推产业进入发展快车道。政策方面,卫星互联网领域在近期多个重要 政府会议及文件中被反复提及。2023 年 8 月 22 日-23 日,政协常委会上的发言提出要大力 发展自主卫星互联网,在“十四五”期间争取实现 LEO 全球覆盖的卫星互联网。10 月 7 日,工信部指出要推进电信业务向民间资本开放,分步骤、分阶段推进卫星互联网业务准 入机制改革。10 月 25 日,上海市人民政府印发《上海市进一步推进新型基础设施建设行 动方案》,强调要布局“天地一体”卫星互联网。我们认为,近期持续的政策利好,有望为 国内卫星互联网产业跨越式发展提供有力保障。
短期内我国星座建设进度主要取决于供给端火箭运力与成本问题。国家队目前占据火箭发 射与卫星研制的主导地位。中国运载火箭技术研究院旗下的长征系列火箭目前是我国运载 火箭技术和水平的绝对代表。航天科技五院、八院当前是卫星研制的中坚力量,五院作为 我国最早从事卫星研制的高科技单位,为中国卫星从零到有提供了重要助力。加之目前四 大火箭发射基地均为国有,国家队在卫星互联网领域将长期占据主导地位。
通过需求测算以及现有运力统计,我们预计未来国内火箭运力缺口较大,这部分缺口是商 业火箭公司的主要市场,商业火箭公司的技术突破有利于解决我国卫星发射运力缺口,从 而加快我国发星节奏。国内商业火箭方面,从星河动力“谷神星一号”0.3 吨、中科宇航“力 箭一号”1.5 吨、天兵科技“天龙二号”LEO 2 吨/GEO 1.5 吨,到朱雀二号 LEO 6 吨/GEO 4 吨,以及下半年东方空间将首发的“引力-1 号”LEO 6.5 吨,我国民营运载火箭最大运力 记录快速刷新。根据火箭运力统计表进行估算,2022 年国内发射卫星的火箭总运力约为 120.8t/700km,与未来平均每年对火箭运力需求 343t/700km 差距较大。在卫星发射需求刺 激以及现有火箭运力供给缺失下,在未来卫星发射活动中,中大型运载火箭将成为主力军, 国内民营火箭公司有望在加速我国星座部署进程中发挥重要作用。
火箭技术的突破将有利于大幅降低火箭发射成本并提升运力。参考 SpaceX 火箭,发展火 箭回收技术是降低成本的重要途径。如果能够突破火箭回收技术瓶颈,我国商业发射成本 将大大下降,卫星互联网产业得以可持续发展。从提升运力的角度看,火箭技术提升主要 有(1)结构优化减重;(2)提高发动机推力和比冲;(3)优化级间比,增加推进剂的加注 量;(4)选用推力大的发动机作为基础级动力,上面级选用高比冲发动机,并开展载荷姿 控联合设计降低结构载荷条件等几个方向。目前,国内多个民营商业火箭如星河动力、星 际荣耀、天兵科技等正在加速验证火箭可回收技术,致力于在 25 年达成阶段性成果。

降低成本是卫星互联网建设的必由之路。在卫星制造成本方面,根据未来宇航《2020 年中 国商业航天产业投资报告》数据,预计到 2025 年前我国将发射约 3,100 颗商业卫星,单颗 卫星制造成本为 429 万美元,而 Starlink 和亚马逊单颗卫星的制造成本仅为 50 万和 100 万 美元,我国卫星制造成本显著高于美国。同时,我国火箭发射成本与 SpaceX 差距显著, SpaceX 猎鹰九号发射成本约为 2700 美元/公斤(约合 19000 元/公斤),我国民营航天企业 中科宇航力箭一号运载火箭发射成本约为 60000 元/公斤。要满足国内卫星互联网建设需求, 我们的卫星和发射成本依旧过高,只有降低成本才能使得卫星互联网产业获得可持续的商 业发展。
在卫星制造方面,引入民营企业形成规模制造是降低卫星成本的重要方向。以银河航天和 吉利为例,银河航天通过核心元器件自研降低卫星成本,同时构建了基于民用工业体系的 商业化供应链,探索卫星量产模式,为卫星低成本批量研制提供了宝贵的实践经验。而吉 利也以“一箭九星”的方式成功发射了从台州卫星超级工厂量产出厂的高性能低轨卫星。 充分证明发挥民营企业优势,打造卫星制造产业链,可以快速扩大生产规模并有效降低成 本,促进航天商业化可持续发展。
天地一体 6G 网络,行业走向规模化应用 卫星互联网应用广阔,未来需求有望大幅增加。首先,低轨卫星互联网可以将网络覆盖从 地球二维表面延展到近地三维空间,并且不受地貌与气候环境的影响,解决偏远地区、极 地、沙漠等长尾场景下用户互联网接入问题。其次,卫星互联网可满足时延要求较高的行 业需求,在长距离传输的情形下,低轨卫星传输相比地面光纤网络能减少几十毫秒的误差, 对于金融交易、视频会议、云支付等时延要求高的应用场景显得尤为重要。最后,卫星互 联网具有强稳定性,在自然灾害等极端条件下也能提供高速备份链路,形成稳定的网络环 境,为科学决策提供及时、可靠、准确的信息。基于以上优势,卫星互联网长期来看市场 空间大,提前布局具有价值。

从 1G 到 5G,移动通信网络覆盖主要依靠基站增加实现。传统移动通信技术主要依靠地面 固定的蜂窝基站实现网络覆盖范围的扩大。根据 2022 年 8 月召开的世界 5G 大会上中国信 科集团副总经理陈山枝表示,全球现有的移动通信网络只覆盖了陆地表面的 20%、地球总 面积的 6%。对于未实现信号覆盖的地域,使用地面基站的方案并不可行,一方面由于人口 稀少缺乏经济性,另一方面在海洋、森林、沙漠等地区受地形限制无法建设。因此实现移 动网络全覆盖,必须使用卫星通信融合地面移动通信的方案。
空天地一体化网络是 6G 网络的核心趋势,卫星互联网在 6G 研发中将获重点发展。星地融 合网络以地面网络为基础、以卫星网络为延伸,覆盖太空、空中、陆地、海洋等自然空间, 为天基、空基、陆基等各类用户的活动提供信息保障。为突破 4G、5G 移动通信受地形限 制的缺点,构建全球无缝覆盖的星地融合立体网络已成为当前国际讨论的热点和未来趋势, 包括 3GPP 和 ITU 在内的国际组织已经成立了相应的工作组开展星地融合的标准化研究, 我国通信标准化协会也于 2019 年成立了航天通信技术工作委员会开展星地一体化的研究 工作。其中,3GPP 立项的非地面网络(NTN)致力于将卫星通信与 5G 网络融合,以实现 更广阔的覆盖满足用户接入服务需求。5G NTN 标准化持续演进,ITU 6G 标准规划已初步 成型,这些均为面向 6G 的星地融合奠定了技术基础。
低轨星座方案将成为卫星互联网建设的主要方案。为实现基本的通信、导航、遥感功能, 各国通常发射少量性能强大的大卫星到中高轨道以规避由于质量过大在低轨道运行时所存 在的被拽入大气层的风险,并实现广覆盖。虽然中高轨卫星具有寿命长(约 15 年)、单星 容量大等优势,但由于其轨道离地面的物理距离过长,因此无法提供低时延通信,并且无 法实现全域覆盖。而低轨小卫星虽然单体寿命较短(5-10 年),单星容量较小,但受益于低 轨道离地面的距离更短带来的更低传输时延以及大规模布网带来的总容量提升而成为主流 选择。从发展阶段看,随着卫星产品向高通量转变,卫星互联网已从上世纪末的窄带通信 步入至宽带互联网时代,并逐渐与地面通信网络融合,涌现出以“Starlink”、“OneWeb” 为代表的企业主导的新型卫星互联网星座。
手机直连卫星受到关注,将是 6G 天地一体网络的重要特征。在 Space X、华为、苹果等 厂商参与下,手机直连卫星已经成为卫星互联网最受关注的热点之一,手机、汽车等智能 终端与卫星网络加速融合,我们认为 To C 应用的发展有望牵引产业需求的快速增长。我们 认为,手机直连卫星的发展将带来重要意义:1)用户的融合:大众用户对卫星通信服务的 便利使用,未来手机、汽车、ARVR 等都能成为卫星服务的用户,商业潜力大;2)终端的 融合:卫星终端和消费级智能终端形态统一;3)产业链的融合:培育促进终端制造、卫星 制造和通信运营整个产业链的深度合作。
大规模多波束相控阵天线、射频前端低功耗高集成是低轨卫星互联网的关键技术。相控阵 天线指的是通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线。低轨卫星 轨道高度较低,相对运动速度较快,因此在其信号传输过程中会产生较大的多普勒频移, 影响信号的传输速率和精度,因此需要相控阵技术对其进行修正和补偿。在卫星端,多波 束相控阵天线是低轨通信卫星系统的核心载荷之一,可以利用波束形成网络同时实现多个 独立的高增益波束,提升低轨卫星的通信性能和抗干扰能力。在地面端,传统的抛物面天 线难以稳定跟踪快速运动的低轨卫星,高中低轨和地面融合网络的主流趋势也要求地面终 端可以同时接入低轨和高轨卫星或多颗低轨卫星。卫星对接地面多用户终端、终端对接多 颗卫星对于移动和多波束的刚需推动相控阵天线在卫星通信领域的发展应用。
产业链梳理:空间段火箭与卫星制造、地面段测运控核心网、用户段设备与卫星运营 卫星互联网系统包括空间段、地面段和用户段,三部分环环相扣。其中,空间段主要指组 成星座的卫星群,卫星星座则是具有相似功能的卫星分布在同一轨道或者互补轨道中,按 照预设规则运行、协作,形成统一的网络系统,卫星群内相邻卫星间通过星上处理、透明 转发和星上路由等技术实现星间链路传输;地面段包含了运营中心、关口站、测控站(移 动式与固定式)等地表设施,其主要实现对卫星互联网的管理、业务处理与运营;用户段 则包含了接入网及接入终端,接入网的形式包括机载、船载、车载等,接入终端包括手机、 计算机等。
间段卫星制造环节价值量占比较高,将先行建设。随着高轨高通量卫星发射及低轨卫星 建设加速,上游卫星制造与发射端将迎来明确的增量空间。卫星制造分为通信载荷与平台 制造,其中载荷是实现卫星功能的主体,包括转发器分系统(分透明转发 TP 和星上处理 OBP 两种体制)与天线分系统(由上下变频、滤波、自动增益控制等组成);平台是载荷的 载体,包括姿轨控/供电/数据管理/遥测/结构/热控/推进 7 个分系统。 在通信载荷中,卫星载荷总体制造(上海瀚讯/信科移动)、相控阵天线(航天环宇/盛路通 信)以及 TR 组件(国博电子/铖昌科技)、星间激光通信(航天电子/仕佳光子/光迅科技)、 FPGA 等信号处理(复旦微电子)等星载核心元器件为价值量最高的部分。在平台制造中, 姿轨控系统(天银机电/航天智装)、数据管理(佳缘科技)、能源系统等环节价值量较高。
地面段信关站全球布网是产业稳定运行的重要支撑。地面段通常包括信关站、网络控制中 心和卫星控制中心、测控站及地面支撑网,用于将移动用户接入核心网,并具有对空间段 的测控、网络运行管理及用户管理等功能,该段建设主要聚焦地面设备建造产业。近几年, 随着卫星互联网发展的不断成熟,地面段对于运营商和服务商的重要性不断提升。一方面, 卫星在发射入轨后,其状态和动态均要受到地面测运控系统的控制;另一方面,地面核心 网是卫星网络运营的基础保障,卫星通信则是地面通信的重要补充。卫星通信将面向更多 不适宜架设地面基站的地区,如海上、南北极、荒漠等地区,从而形成良好的协同效应。 测运控与核心网设施在卫星互联网运营中不可或缺,国内相关产业链公司为震有科技、信 科移动、航天驭星(未上市)等。 卫星用户设备、运营及服务环节未来发展前景广阔。
卫星运营用户段指接入网及接入终端, 用户段建设主要聚焦终端设计制造及接入网运营服务产业。随着卫星通信技术演进带来成 本的降低,加之政策支持力度的持续扩大,将使下游以通信、导航、遥感等为代表的卫星 应用场景日益多样化,且需求也会由军用主导向民用市场拓展,为卫星用户设备以及运营 市场带来了广阔空间。根据 SIA 官方数据,2021 年中国卫星互联网产业总规模约为 292.5 亿元,预计 2025 年将上升至 446.9 亿元,CAGR 为 11.2%,其中地面设备价值量占比有望 达到 51%。用户设备关注整机制造以及核心环节如相控阵天线、射频前端、基带芯片等, 国内相关产业链公司包括海格通信、信维通信、华力创通、成都迅翼(未上市)、天锐星通 (未上市)等。由于前期资本投入大,加之牌照资源稀缺,我国卫星运营行业以国家队为 主,产业链相关公司为中国卫通、中国星网(未上市)、国电高科(未上市)等。
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