中金研究
2024年复盘:AI算力仍是通信设备板块的核心投资主线,AI大模型迭代优化、北美云厂商AI投资保持高景气,驱动AI硬件核心供应商业绩与市场表现共振向上。截至2024年11月15日,SW通信指数点数相比年初上涨27.15%,累计最大涨幅达34.96%,表现强于大盘。
展望2025年,我们判断AI推理需求有望加速发展,看好云端硬件需求维持高景气;电信设备投资总量承压,复苏有赖于南北向流量的增长。建议关注六大投资方向:1)AI硬件技术升级(液冷、硅光、CPO、数通光纤等);2)AI硬件国产化生态日臻成熟;3)AI应用有望加速落地;4)新质生产力推动企业数智化转型;5)“十五五”潜在政策带来的信息产业增量机遇;6)从5G-A到6G的标准迭代。
Abstract
摘要
AI仍是云厂商资本开支投入焦点,大模型从追求大参数量逐渐转向高性价比、以及目标市场多元化,AI推理有望加速发展。相比2023年大模型参数量快速扩张,2024年大模型行业焦点逐渐转变为关注推理性能优化、工程化改进,以推动大模型应用落地和端侧部署。随着2024年已有部分AI应用流量放量增长,我们判断2025年或是AI商用落地规模增长的一年,有望带动AI推理需求的超预期释放,需求旺盛的云厂商的相关供应链企业有望迎来业绩高增。
AI硬件建议关注三类投资机遇。我们认为:1)新技术:高性能、低功耗的需求推动AI硬件技术迭代加速,液冷、硅光、CPO等技术加速商用落地,有望在2025年实现规模部署。建议关注有望新技术能力领先的公司。2)国产化:全球供应链面临一定的不确定性,在政策端和供给端的共同推动下,国产GPU算力持续提升,生态建设日臻完善,从算力到网络的国产生态企业有望迎来发展机遇。3)AI智能硬件:AI赋能、成本下探,AI与硬件的结合商用有望提速发展,看好智能汽车、AI终端、具身智能等方向。
流量增速放缓、运营商投资或将继续温和下滑,关注专项债带来的信息产业潜在投资机会,包括智慧生产、智慧城市、智慧交通等基础设施项目。我们认为,政策端有望加码构建新质生产力,赋能企业数智化转型,带动新一轮供给侧改革;需求端,智慧生产、智慧城市、智慧交通等基础设施项目有望拉动信息产业加速升级,蕴含增量投资机会。
风险
信息基建投资不及预期;AI等新技术发展的不确定性;贸易及科技摩擦。
Text
正文
2024年市场表现复盘
通信板块点数较年初上涨27.15%,表现强于沪深300。截至2024年11月15日,SW通信指数点数相比年初上涨27.15%,累计最大涨幅达34.96%。A股通信板块整体滚动市盈率为32.83x,低于十年估值平均水平41.93x,处于近十年12.56%的历史分位点,仍具备向上弹性空间。
我们认为,今年宏观压力尚在、且7-9月全球AI领域缺乏催化性事件,3Q24通信板块估值随大盘回落。9月末,指引积极的国家政策刺激全市场交易热情,通信板块估值快速拉升。10月以来,AI产业链公司业绩兑现,市场自上而下搜寻科技产业新兴方向受益标的,托举板块估值处于高位。展望2025年,我们继续看好中国及全球AI应用及硬件的投资机遇,关注专项债及政府财政压力改善等带来的信息基建投资机遇,另外建议关注“十五五”可能带来的潜在增量机会。
图表:通信板块历史估值水平
注:时间截至2024年11月15日
资料来源:Wind,中金公司研究部
图表:通信(申万)前十大权重股股价YTD变动方向与3Q24业绩表现
注:权重比例截至2024年11月15日收盘
资料来源:Wind,公司公告,中金公司研究部
3Q24公募持仓份额同比大幅提升,增持光通信核心标的。3Q24公募基金通信板块持仓比例为4.13%,同比上涨1.14ppt,环比下降0.25ppt,过去十年历史平均水平为1.97%。通信板块在3Q24仍处于低配,低配幅度0.77ppt,较上季度低配幅度略有加深。从持仓看市场仍然青睐光通信等AI算力相关公司。
图表:通信行业公募基金持仓情况
注:全基金通信重仓占比历史平均(1.97%)计算的是从4Q14到3Q24近十年平均
资料来源:Wind,中金公司研究部
板块存在分化,光模块、企业办公通信子板块涨幅领先。分子领域看,受益于下游不同算力主体需求同步扩张,1.6T光模块产业链逻辑持续验证的同时,2025年800G光模块需求预期不降反增,以及各大AI产业链厂商业绩开始兑现,板块市值表现居于行业领先位置;企业办公通信板块主要受益于AI PC浪潮、个人PC结构性需求拉动,以及海外补库存需求回暖背景下,统一通信产品出海进程加速,年初以来企业办公通信子板块市值表现优于业务基础设施板块整体;专网/特殊用品信息化板块自10月以来快速拉升,主要系市场对海能达应急通信设备业务预期上升所致。
图表:网络基础设施板块市值近一年变化
注:统计截至时间为2024年11月15日
资料来源:Wind,中金公司研究部
图表:业务基础设施板块市值近一年变化
注:统计截至时间为2024年11月15日
资料来源:Wind,中金公司研究部
数通设备:AI推理需求有望呈现高景气,硬件国产化、技术升级等趋势延续
2024年回顾:资本开支加码AI
移动网络数据流量增长放缓,AI变革带来流量新需求。根据《爱立信移动市场报告(2024年6月)》,全球移动数据流量自2019年以来同比增速呈放缓态势,从高点的近100%下降至20%+。随着AI浪潮的兴起,我们认为AI有望打破用户数天花板、重塑内容生产模式、突破业务体验极限,进而重塑移动流量新增长动能。我们观察到现阶段全行业投资主要依靠AI拉动,并预期该趋势将延续到2025年,产业资本开支将继续聚焦于AI。
图表:全球月度移动网络数据流量和同比增速
资料来源:《爱立信移动市场报告(2024年6月)》,中金公司研究部
图表:AI变革激发额外流量
资料来源:华为官网,中金公司研究部
国内外大厂持续投入AI竞赛,驱动云资本开支继续上行。云厂商资本开支坚定投向AI的决心不减,根据公开业绩会,谷歌预计4Q24资本开支环比持平、2025年资本开支将高于2024年;亚马逊预计2024年Capex约750亿美元,并指引2025年资本开支继续增长;Meta进一步上调资本开支指引下限、并预计2025年资本开支将继续大幅增长;微软表示将在下一财季继续增加资本支出、并指出AI推理需求旺盛。参考彭博一致预期(截至2024/11/8),2025/2026年北美头部四家云厂商合计资本开支预计达到2639/2905亿美元,较上个财季(2024/8/2)上修13.4%/18.4%。考虑到云厂商AI投资回报逐步显现、以及下游AI需求依旧强劲,我们认为当前AI投资水平仍有增长空间,实际实现的投资有望超出当前市场预期。
图表:海外头部云厂商资本开支一致预期
资料来源:彭博资讯,中金公司研究部
从服务器数据来看,AI服务器需求持续高增,通用服务器呈现复苏态势。通用服务器方面,上游原材料指引市场呈现复苏态势,AMD 2Q24数据中心营收同比增长115%。AI服务器方面,AI大模型推动需求持续升温,牵引头部云厂商资本开支进入扩张周期,此外,2Q23以来GPU厂商英伟达数据中心营收同比增速维持高位。对于国内市场,根据TrendForce,国内云厂商的服务器持续回暖,字节因新业务需求拉大全年服务器采购,阿里及腾讯在换机周期的驱动下上修服务器整机订单。展望2025年,我们看好AI推理需求驱动的AI服务器持续高速增长。
图表:1Q20-2Q24全球服务器市场出货量
资料来源:IDC,彭博资讯,中金公司研究部
AI应用:AIGC流量增长推升推理需求,AI商用落地带动硬件市场扩容
2025年或是AI商用落地的关键一年。自2023年初大模型进入社会大众视野以来,国内外云计算厂商已实施了较大规模的资本开支以支持大模型的训练与应用推理。参考国内5G基站建设的经验,若是没有现象级应用的支撑,后期的资金投入或将不可持续。基于此,我们认为2025年有望成为AI商用落地的关键一年,或将成为各大厂商决策未来AI资本开支的重要依据。
AI的商用落地包括纯软AIGC应用(例如聊天机器人)以及与硬件相结合的应用(例如具身智能)。当前,我们更看好硬件侧的增量空间——
► 国内AIGC产品访问量快速增长。SimilarWeb数据显示,2024年国内AIGC产品的访问量呈现较为快速的增长态势,截至10月16日当周,文小言的周度访问量较年初增长46%,而豆包、Kimi的周度访问量分别是年初的9倍、31倍。我们认为,伴随着大众对AIGC产品认知度与兴趣度的提升,AIGC产品用户侧的访问流量有望持续增长。
从商业变现的角度看,AIGC厂商仍未跳脱互联网变现逻辑;更看好推理芯片需求增长。对于互联网厂商来说,AIGC的出现丰富了数字内容的供给,但并未改变其通过广告收入、增值服务、订阅收入等创收的商业模式,同时还需要持续为算力基础设施投入资金,因此我们认为短期内AIGC厂商的利润弹性较小。而推理芯片作为“卖水人”角色,我们认为有望直接受益于AIGC访问流量的高速增长,建议关注2025年国内推理算力旺盛需求下相关产业链的投资机会。
图表:国内访问量TOP5 AIGC产品的周度访问量变化情况
注:数据截至2024年10月16日当周
资料来源:SimilarWeb,中金公司研究部
► AI与硬件相结合有望带动产品更新迭代,刺激新的消费需求。AI大模型的输出准确度更高、输出形式更为广泛、输出成本更低,我们认为与之相结合,机器人、汽车、手机/PC等各类硬件均有望加速智能化,进而刺激新的消费需求,拉动硬件出货量与市场空间的扩容。
具身智能
具身智能本体与智能体性能持续提升。1)本体迭代:运动性能继续提升。例如2023年末特斯拉发布的Optimus Gen2搭载自研执行器,足部采用铰链式连接并配备力传感器,使得Gen2的行走速度较Gen1提升30%并具备更好的平衡性。2)智能体迭代:大模型赋能交互能力升级。2023年AI大模型的高速发展为人形机器人更优的感知、决策、交互能力提供了技术基础。例如Figure02搭载了与OpenAI合作开发的AI模型,使得对话交互更具实时性、常识推理能力更加到位。
产业链逐渐成熟,单机成本有望迎来下降。具身智能在体积空间、功耗控制、器件精度等方面有着较为严格的要求,且当前出货规模尚小,导致部分核心零部件的成本较高。例如用于关键关节受力感知的六维力传感器,其单价在3.2万元左右(高工数据,2023)。伴随具身智能出货规模的进一步增长以及产业链在位厂商持续的优化设计,我们认为具身智能仍有较大的降本空间。例如宇树科技2024年5月推出的G1机器人标准版售价仅9.9万元,而我们估测早期推出的H1机器人超过60万元。
性能升级、成本下降、政策支持,具身智能有望开启商业化进程。领先厂商已经开始验证人形机器人在工业领域应用的可行性。比如,优必选WalkerS已进入蔚来工厂实训,能够完成车身质检、车辆定位、安全带检测、车标贴装等一系列具体任务;特斯拉已经有2台人形机器人在汽车产线中工作,2025年公司预计将进一步扩充规模。
图表:特斯拉Optimus机器人在Fremont工厂作业
资料来源:特斯拉官网,中金公司研究部
智能汽车
低阶智驾已成普惠之势,逐步下沉低价车型。高工数据显示,2024年9月L2及以上ADAS渗透率突破50%,较同期进一步提升12 ppt,已进入成熟阶段。其中,第三季度L2 ADAS车型中,15万元以下车型销量占比达30%,同比提升约6 ppt,我们认为反映出在低阶智能驾驶技术已经成熟的情况下,科技普惠、下沉渗透的趋势逐渐明晰。
端到端新技术成为算法发展新方向,驱动行业向高阶智驾演进。特斯拉在业内首度提出BEV+Transformer的端到端技术路线后,国内智驾算法技术路线亦逐步趋同。端到端的技术路线摒弃了各类人为设定的规则转向“由数据驱动”,我们认为有望增强智能驾驶对corner case的应对能力,推动行业向无人驾驶的终极目标迈进一步。
高阶智驾硬件也在积极降本。以高阶智驾典型硬件激光雷达为例,速腾聚创ADAS激光雷达单颗均价在2020年为2.2万元,但至2023年已降至3,200元,三年年均复合增速-48%。行业甚至推出千元价位的雷达产品(如速腾MX、禾赛ATX),以满足大众市场需求。
图表:国内乘用车L2 ADAS搭载车型价位区间变化
资料来源:高工智能汽车,中金公司研究部
图表:速腾聚创ADAS激光雷达销售单价变化
资料来源:速腾聚创公告,中金公司研究部
硬件降本、算法迭代,不仅推动乘用车市场向高阶智驾迈进,L4 Robotaxi市场亦有想象空间。1)技术上,“端到端+数据驱动”算法引入Robotaxi领域后,我们认为有望增强其corner case处理能力,有助于扩大Robotaxi可应对场景和运营范围。2)成本上,激光雷达等硬件成本下降、改装变前装、去安全员化等推动Robotaxi降本。百度今年5月宣布RT6售价仅为20.46万元,较上一代车型48万元的成本[1]大幅下降,已初步验证降本可行性。3)生态上,“技术—整车—平台”三方合作模式业已成为主流。4)监管上,监管政策越来越积极开放。我们认为伴随软件算法的持续迭代,自动驾驶的安全性和稳定性持续增强,有望加速Robotaxi产业发展。
消费终端
端侧AI部署成为AI实现规模化扩展及应用落地的关键。将一部分算力下沉到端侧,尤其是与用户规模庞大的移动端设备结合,成为了AI发展的重要方向。一方面,端侧AI部署有助于降低算力成本与功耗,跑通AI变现的商业模式;另一方面,端侧AI部署通过将用户敏感信息留在本地,将有效减少隐私泄露、数据安全、时延等问题。
端侧AI推动硬件进入换新周期:
#1:AI手机。我们认为生成式AI在智能手机上的应用有望改变人机交互方式,刺激消费者换机需求。根据IDC预测,2024年AI手机出货量同比增长363.6%至2.34亿部,渗透率为19%,2025年出货量有望进一步同比高增73.1%。
#2:AIPC。考虑到AI在提高生产力、促进应用落地创新的潜在能力,Gartner预测,2025年全球AIPC出货量有望超过1亿台,较2024年同比高速增长165.5%,占整体PC销量的43%。我们认为众多AIPC上市或推动PC换机周期到来。
图表:2023-28E全球AI手机出货量
注:IDC将AI手机定义为具有SoC且算力水平达30 TOPS的手机设备
资料来源:IDC,中金公司研究部
图表:2023-25E全球AIPC出货量
注:Gartner将AIPC定义为带有嵌入式神经处理单元(NPU)的PC
资料来源:Gartner,中金公司研究部
#3:智能家居。海外科技厂商方面,据Businesses Korea,三星电子计划从2025年开始在家电产品中内置AI功能,旨在打造横跨家电和智能手机的“超级互联生态系统”;谷歌于2024年8月宣布将在其Google Home智能家居平台上引入Gemini智能技术,推出包括Nest摄像头的新智能分析、自然语言输入的家庭自动化创建、更智能的谷歌助手等三项新功能。国内科技厂商方面,作为智能家居摄像头领域的厂商,萤石网络构建“2+5+N”智能家居生态,以AI和物联云平台为中心,构建包括智能家居摄像机、智能入户、智能服务机器人、智能穿戴和智能控制在内的五大核心自研产品线及N类生态产品线,自主研发了面向垂直物联场景的具身智能大模型——蓝海大模型。
AI硬件:需求保持高景气,关注国产化和低功耗牵引的技术升级
服务器:关注国产化和液冷散热
2023年以来,国产算力及智算中心的发展受到了国家及地方政府的高度重视,一系列政策文件相继出台,旨在推动算力基础设施的高质量发展。中美贸易摩擦大背景下,政策端鼓励的国产化算力硬件采购给国产算力硬件系统生态快速进步提供了条件。
先前,中国算力芯片、硬件系统虽在宽松的资本市场环境支持下得以快速发展,但产品并未得到实际检验,在新品定义上可能与实际市场需求存在偏差,系统生态薄弱。我们认为,面临当下云端AI芯片国产化迫切的需求,政府、运营商等客户可为算力硬件提供商提供难得的商用机会和及时的产品反馈,对于芯片、算力硬件系统研发迭代具有正向作用,能够快速帮助国产产品从“能用”走向“好用”,并有望在更加商业化的市场逐步渗透。服务器厂商多元布局底层国产AI加速芯片,头部品牌厂商基本实现大范围适配。其中,华鲲振宇/神州数码/长江计算/湘江鲲鹏/昆仑技术等厂商侧重于昇腾供应链;中科曙光与海光信息存在股权协同关系;其余服务器厂商则与国产AI芯片进行大范围适配布局。
图表:2023年以来各省市国产算力相关政策及动态梳理
资料来源:北京市人民政府官网,新华网,广东省通信管理局,江苏省通信管理局,河南省发改委,贵州省大数据发展管理局,山东省人民政府官网,安徽省人民政府官网,中金公司研究部
服务器降功耗需求持续演绎,液冷生态加速形成。芯片层面,以英伟达、英特尔等为代表的主流芯片厂商推出的芯片功耗快速提高,其中,GB200 Superchip最大TDP可达到2700W[2]。服务器层面,以英伟达DGX H100服务器为例,其搭载8颗NVIDIA H100 Tensor Core GPU以更大限度地提高AI吞吐量,最大系统功耗可达到10.2kW[3]。我们认为,芯片功耗及服务器系统功耗的大幅提升对服务器的散热能力提出更高的要求,有望带动散热方式向液冷演进。
相较于传统的风冷散热,液冷散热的优势在于: 1)在散热效率方面,液冷散热通过液体吸收并带走GPU等算力硬件产生的热量,能够提升散热效率从而降低总能耗;2)在计算密度方面,由于液冷散热无需为风扇等预留大量空间,允许高密度部署计算单元,减少占地面积,此外更紧凑的硬件布局也有利于缩短计算单元之间的物理距离,降低信号传输延迟。我们认为,液冷作为散热效率更高的方式,凭借提升算力部署密度及降低系统功耗的优势,有望实现对传统风冷的替代,伴随AI算力规模增长实现高速增长。
光模块:硅光放量,CPO进入商业化关键期
我们判断2025年全球高速数通光模块产品需求量将保持高速增长,并有望在AI训练场景启动从800G向1.6T速率的迭代升级。量级上,我们预期2025年全球数通800G需求量或将达到1700万只以上,1.6T需求量或将达到400万只以上。区域上,800G以上光模块需求仍主要集中于北美CSP客户侧,但与此同时,国内AI数据中心建设的提速,我们认为有望推升400G光模块需求高增,且部分客户或出现400G向800G网络速率的迭代。
上游核心器件短期存在供应缺口,有望在1H25逐步缓解。结合产业链调研信息和中际旭创三季报业绩交流会信息公告,我们认为由于AI快速拉动了头部云厂商对800G产品的需求释放,上游核心器件产能存在一定的供应缺口,尤其是100G EML光芯片,这在短期也给高速产品的交付能力带来了挑战。全球核心的EML供应商正在扩产以满足AI大规模需求的进程中,在Lumentum 1QFY25的公开业绩会中,公司指引到2025自然年第二季度末,公司的EML产能将同比提升40%。随着全球核心EML供应商的产能爬坡,我们预计上游核心器件缺口有望在1H25得到明显缓解,模块企业交付能力有望更好的满足全球AI市场的需求。
一、二线供应商2025年业绩有望呈现亮眼表现。需求高增、供应链紧缺缓解的背景下,我们预计2025年头部光模块供应商业绩有望明显受益于订单交付量的高速增长,同时部分国内的二线光模块企业亦有望受益于国内大客户、海外设备商客户等全产业需求的外溢。
AI发展牵引算力高增,降低光模块能耗的诉求日益迫切。我们认为在数据中心降低整体能耗的压力下,如何降低光连接部分的功耗、提高集群能效比变得日益重要,硅光、LPO/CPO等光模块新技术迭代加速。
► 硅光:1.6T硅光光模块有望于2025年快速上量
硅光模块有望随1.6T时代迎来跨越式发展。我们认为,需求侧,当前英伟达等海外大客户对硅光方案的认可度较高;供给侧,硅光光模块采用CW光源的方案,可以缓解对高速EML的激增需求,在EML存在供应缺口的背景下,有望更受到供应商的青睐。自1.6T时代起,我们预计硅光方案的成熟时点有望与EML方案拉近,有望在初代方案中开启放量。我们预计2025年起,随着1.6T光模块需求快速放量,新一代硅光模块的商用引领企业,与海外头部客户共同开发的硅光产品或将加速渗透。
图表:硅光模块工序——从硅光芯片到硅光模块(3D封装形式)
资料来源:ASE官网,中金公司研究部
结合LightCounting数据,我们预计在400G以上的高速数通光模块市场中,硅光的渗透率有望从2022年的15%提升到2028年的48%,从渗透率曲线来看,硅光在高速数据中心市场的应用有望在2025年迎来跨越式发展。对应到硅光模块的市场空间,我们认为有望从2022年的2亿美元,增长至2028年的80亿美元。其中,核心部件CW光源、硅光芯片的市场规模有望在2028年分别达到3.9亿美元、6.3亿美元。
► LPO:有望在部分客户侧开启商用放量
LPO有望迎来商业化部署阶段。结合产业链调研,我们认为LPO技术当前处于商业化探索的关键阶段,虽然仍有部分云厂商对技术的大规模应用抱有观察态度,但不可否认的是,已有部分客户明确表达了在2025年内使用LPO方案的意愿,长期的大规模部署仍需要依赖于技术稳定性的验证与改进。
LPO涵盖单模、多模,基于硅光的LPO呈现较高线性度。LPO光模块有III-V族单模LPO、III-V族多模LPO、硅光LPO三种方案。由于LPO减少了模块端的信号补偿功能,因此对“非线性”效应的容忍度较低,传统III-V族化合物材料的信号转换效率不随着信号功率的增加而呈现直线变化、存在一定曲率,而硅光芯片得益于硅基材料的特性具备均匀输出光信号的能力,因此硅光LPO显现出更优的信号线性度、相对较小的系统误码率。
► CPO/OIO:CPO迎来放量关键节点,OIO技术推向成熟
CPO技术引领下一代数据中心风向,助力硅光成为超高带宽数据光互联的标配。CPO将光芯片封装而成的光引擎和交换ASIC共同装配在同一个插槽上,较可插拔方案优势明显:1)功耗更低:CPO方案大幅缩短交换芯片和光引擎间的布线距离,进而降低电信号驱动功耗。2)成本更低:CPO方案减少了对设计成本较高、能够传输超高速电信号的PCB的需求以及额外的DSP芯片使用,有效降低系统成本。3)集成度更高,可实现更高密度的端口设计。
图表:可插拔和CPO两种封装方案
资料来源:芯东西,中金公司研究部
图表:51.2T系统中可插拔光模块替换为CPO后的功耗结构对比(2023年)
资料来源:Cisco官网,中金公司研究部
我们预计,在800G/1.6T时代可插拔或仍是市场主流,但当通信带宽提升至1.6T以上,高能效比的CPO方案在数据中心内部光连接升级或将转向中的渗透率或将明显提高,而硅光芯片作为CPO高集成度芯片首选方案有望在数据中心应用场景中普及。据LightCounting预测,CPO搭配硅光有望在2025年迎来一定程度的放量,到2027年CPO出货量有望达到450万件,在800G和1.6T端口出货总数中占比接近30%,主要应用于AI和高性能计算集群中。
图表:800G/1.6T CPO端口和其他(以太网光模块、AOCs)出货量预测
资料来源:LightCounting,中金公司研究部
图表:2026E年CPO端口下游应用市场占比预测
资料来源:LightCounting,中金公司研究部
产业链积极布局CPO,2025年或成为规模量产的重要元年。博通2024年已向客户交付了业界首款51.2Tbps CPO模组Bailly,该产品将八个基于硅光子的6.4Tbps光学引擎与博通StrataXGS Tomahawk5交换芯片集成在一起,与可插拔方案相比,使光互连的功耗降低了70%;目前Bailly已在3家超大规模云厂商的POC(概念验证)阶段,公司预计1H25实现小批量部署,25年底、26年初实现量产。博通在CPO整体技术方案上具备引领地位,结合博通的口径,我们判断2025年或将成为CPO规模量产的关键元年。
建议关注CPO产业链上游环节的增量机遇。根据博通,CPO模块Bailly的重要组成包括先进封装、硅光芯片(PIC)、集成电芯片(EIC)和高密度光纤连接等。
更进一步,除了交换机侧CPO外,硅光在芯片间的互联场景中也有较大渗透潜力。基于硅光技术的OIO(In-Package Optical I/O,封装内光学I/O)旨在解决计算芯片间(Chip to Chip,C2C)的互联问题,核心是将硅光芯片与CPU/GPU/XPU等计算芯片封装在一起,通过光纤与其他芯片互联。据OFC 2022上Intel的数据显示,单个可插拔光模块、CPO和OIO的带宽密度分别为5-40Gbps/mm、50-200Gbps/mm和400-2000Gbps/mm,对应的能耗分别为25pJ/bit、<17pJ/bit和<4pJ/bit。据Ayar Labs,其OIO芯片被设计为具有5ns左右的延迟,误码率(BER)目标为10-15, 而CPO在相同的BER目标下,延迟在100-150ns。因此,OIO在带宽密度、能效、延迟等指标上较CPO有进一步的提升。据Yole预测,用于OIO场景的硅光芯片市场规模有望从2022年的100万美元增长至2028年的1400万美元,CAGR达约55%。
图表:博通计算ASIC OIO示意图
资料来源:博通官网,中金公司研究部
交换机:AI牵引网络设备扩容、速率升级,以太网在AIDC占比有望提高
在人工智能大规模训练任务中,高效集群组网方案能够提升AI分布式训练的效率,所以智能计算对通信网络的规模、带宽、时延、稳定性和网络部署提出高要求,相较于传统的通用计算和超算有所提升。
我们认为,在AIDC的网络协议方面,尽管InfiniBand当前性能具有一定优势,但以太网具备普遍性和经济性,长期下游厂商仍可能倾向于使用以太网进行智能计算。InfiniBand领先的特性和技术能够对应解决智能计算的诸多痛点;但是RoCE(以太网+RDMA)也能够一定程度应对智能计算需求。此外,RoCE的BOM成本更低且使用更普遍,智能计算厂商对其认知更充分,所以下游厂商针对智能计算需求,可能选择RoCE方案代替InfiniBand。
以太网方案在大规模AI集群中的性能日臻成熟。在2024年6月的ComputeX大会中,英伟达对以太网生态展望积极,对以太网方案的战略侧重有所提振,也反映了AIDC建设需求的转变。Arista在3Q24业绩会上表示,公司AI以太网交换机当前已经拓展至全部5家全球Cloud & AI Titan客户,均有机会构建十万卡及以上集群。展望2025年,我们认为以太网方案在AIDC当中的占比有望迎来提升,生态中核心的硬件供应商有望加速受益于AI需求的更迭。
图表:Spectrum-X助力以太网在AIDC应用
资料来源:英伟达ComputeX 2024公开演讲,英伟达官网,中金公司研究部
投资建议:AI推理落地进入关键年,硬件端把握三大AI投资主线
AI仍是云厂商资本开支投入焦点,大模型从追求大参数量逐渐转向高性价比、以及目标市场多元化。相比2023年大模型参数量快速扩张,2024年以来推出的大模型呈现参数量收敛及云、端分化趋势,行业焦点逐渐转变为关注推理性能优化、工程化改进,以推动大模型应用落地和端侧部署。国内备案大模型中行业大模型占比高达83%,体现国内AI大模型注重与目标行业融合的效果。我们判断2025年或是AI商用落地的关键一年,看好AI与硬件相结合的应用加速发展,如具身智能、智能驾驶等,且应用落地有望带动AI推理需求的超预期释放,需求旺盛的云厂商的相关供应链企业有望迎来业绩高增。
AI硬件投资方向,我们建议关注三条主线:
► #1:关注有望重点参与技术变革方向的企业。在AI场景下,高性能、低功耗的综合需求推动硬件的技术迭代明显加速,液冷服务器、硅光光模块、CPO交换机等过去看似遥远的技术正在加速商用落地,我们认为有望在2025年实现规模部署。我们认为,能够重点参与在新技术产业链中的相关公司,有望受益于技术升级带来的新兴订单机遇和竞争格局优化。
► #2:国产化仍将是国内AI硬件市场的重要趋势。中美贸易摩擦大背景下,全球供应链面临一定的不确定性,政策端鼓励国产化算力硬件采购,给国产算力硬件系统生态快速进步提供了条件。供给端,国产GPU算力持续提升,生态建设日臻完善。2025年,我们认为在AI推理有望加速建设的背景下,由算力到网络的国产生态企业有望迎来发展机遇。
► #3:AI智能硬件商用加速。AI大模型的输出准确度更高、输出形式更为广泛、输出成本更低,我们认为与之相结合,机器人、汽车、手机/PC等各类硬件均有望加速智能化,且我们观察到产业链逐步成熟的过程中,各品类的成本也在良性下探,AI与硬件的结合商用有望提速发展,看好具身智能、智能汽车、AI终端等方向。
电信设备:总需求承压背景下,关注技术升级、信息基建带来的结构性机遇
2024年回顾:流量增速偏低,传统网络投资承压
移动互联网流量增速持续放缓,电信移动数据流量业务收入下滑。根据工信部数据,2024年以来移动互联网累计流量同比增幅逐月回落,DOU同比增速较低迷,仅个位数水平。我们认为移动互联网流量增速持续放缓,导致三大电信运营商传统业务发展面临增长瓶颈,尤其是移动数据流量业务收入呈下降趋势,工信部数据显示,2024年前三季度电信业务累计收入13152亿元,同比增长2.6%;其中移动数据流量业务收入4,840亿元,同比下降1.6%。
图表:移动互联网接入累计流量与移动互联网月户均流量(DOU)
资料来源:工信部,中金公司研究部
运营商上半年资本开支完成度欠佳,全年目标资本开支指引基本保持不变。中国移动、中国电信、中国联通1H24已执行资本开支分别占2024年资本开支指引的37%、49%、37%。根据运营商公开推介材料,三大运营商计划将2024年全年资本开支控制在年初指引内,即3,340亿元,同比下降5.4%,考虑到流量增速放缓、业务创新发展滞缓,我们判断2025年电信网络的相关投资仍将继续温和下滑。
运营商云业务持续增长,智能算力布局步伐加快。三大运营商云业务收入延续快速增长态势,1H24移动云/天翼云/联通云收入的同比增速分别为19.4%/20.3%/24.3%。资本开支方面,运营商资本开支结构持续优化,智算领域成为投资新高地,如中国移动计划2024年在算力网络领域投资475亿元(YoY+21.5%),占当期资本开支的27.5%。我们认为,运营商对智算场景投入的持续加码有望拉动云网硬件采购需求,电信云网设备产业链供应商有望受益。
图表:三大运营商合计资本开支情况
资料来源:公司公告,中金公司研究部
图表:1H20-1H24三大运营商云业务收入
资料来源:公司公告,中金公司研究部
存量网络容量仍有富余,国内传统无线投资承压。从供给侧看,按照5G单基站面向用户提供的传输速率为1Gbps、4G单基站为100Mbps,计算可得到2024年底网络总容量约4,891Tbps。从需求侧看,结合5G周期下DOU增速和移动互联网用户数,我们粗略估算2024年底网络忙时(一个小时)的流量传输速率为2,130Tbps。我们认为现阶段存量网络容量能够覆盖用户开展各项业务的流量需求,网络容量富余导致2025年国内无线市场或仍然缺少自下而上推动设备大规模投资的驱动力;展望未来,我们认为运营商投资逻辑的转变需要AI、元宇宙等更多应用的商用落地,驱动南北流量实现高速增长,进而自下而上拉动现有网络的扩容需求。
图表:移动基站可提供的网络容量与业务需求量对比
注:1)上表需求侧基于的假设是:假设2024年12月当月移动互联网接入流量全部在忙时(每天一个小时忙时)使用所产生的流量速率;2)2024年12月DOU和移动互联网用户数均为我们预测值。
资料来源:工信部,中金公司研究部
有线网络方面,1)国内需求:我们认为普缆仍处于去库存阶段、整体需求仍承压;价格端我们观察到需求疲软背景下散纤市场价较去年下行、但到3Q24基本企稳止跌。尽管量价表现平淡,在位厂商得益于原材料价格变化和成本控制,光纤光缆业务的毛利率有所改善。2)出口需求:出口需求较去年回暖,但仍受到反倾销等贸易政策、海外光纤光缆增加本土化生产等影响,出口需求增长的可持续性仍待观察。展望2025年,CRU预测中国光纤光缆市场有望从2024年的负增长转为2.3%的复苏,北美、亚太(不包括中国)、中东地区则有望展现更强劲的增长预期。
6G:25年年中启动技术预研,通信产业迈入6G周期
国际电联ITU及3GPP推出6G时间表,6G网络产业化正式开启。2024年到2026年底,ITU将专注定义IMT-2030的技术性能需求和相应的性能评估方法,技术提交过程将从2027年启动并持续至2029年初;2030年将完成ITU决议,认定某项技术满足IMT-2030技术性能需求并认定为6G技术。3GPP计划于2025年启动6G技术研究项目,Release 21将成为3GPP首个6G技术标准规范,第一批6G商业系统有望在2030年投入市场,与ITU的时间表一致[4]。
ITU对于6G提出更高速率愿景,有望推动蜂窝通信网络向更高频段迁移。考虑到Sub 6GHz频谱资源现已分配殆尽,进一步重耕、腾挪获得连续大带宽的难度较高,我们认为,向更高频段延伸将进一步扩大无线网络带宽、提升网络速率。根据华为公司[5]判断,毫米波频段与潜在的6GHz新频谱或有望在5G-A时代走向商用,为5G-A提供超大带宽的频谱资源支持;根据IMT-2030(6G)推进组判断[6],太赫兹通信(利用0.1THz~10THz的电磁波进行通信)将是6G关键候选技术;根据Nokia[7],业界正在开展针对6G的亚太赫兹频段研究。
通信网络向高频段延伸的同时,也对包括天线、滤波器、功率放大器(PA)、DAC/ADC转换器等射频器件提出了更高的要求。Massive MIMO是当前5G天线技术的主流方案,5G-A时代则进一步向部署更多天线振子的ELAA[8]方向发展。我们认为,高频段演进导致的覆盖问题或推动基站端天线振子/通道数的增加,有望给单基站所集成的射频天线组件、滤波器、功率放大器(PA)、DAC/ADC转换器等射频器件带来增量空间。
图表:ELAA技术可大幅提升5G-A系统的传输速率与覆盖范围
资料来源:电子工业出版社《5G移动通信系统及关键技术(2018年)》,IMT-2020(5G)推进组《5G-Advanced场景需求与关键技术白皮书(2022年)》,中金公司研究部
此外,提升基站部署密度是解决高频段网络覆盖受限问题的重要方向。由于中高频段的穿透能力较弱,特别是毫米波频段基本不具备穿墙能力(根据中兴通讯[9]),信号覆盖范围受限。根据GSMA,在宏基站覆盖基础上利用小基站进行补充覆盖,提高基站部署密度,是提高毫米波覆盖能力的一种可行解决方案[10]。我们认为,小基站功耗低,站间干扰问题较小,具备部署灵活等优势,有望在毫米波通信时代加速部署。
有线网络:关注东数西算和AI数据中心等结构性需求增量
东数西算建设持续,运力升级拉动传输需求
“东数西算”启动两年有余,取得了阶段性成果,但整体建设进度待提速。国家数据局局长刘烈宏在2024年中国国际大数据产业博览会上指出[11],截至2024年6月底,八大国家算力枢纽节点的直接投资已超过435亿元,拉动投资超过2000亿元;10个国家数据中心集群算力总规模超过195万标准机架,整体上架率达63%。我们认为目前“东数西算”成效尚未达到最佳预期,东、西部节点之间网络传输能力仍不足,基建和算力调度的力度或需进一步加大。
骨干网向400G全光网升级,八大枢纽节点达成贯通。随着东部温、冷数据持续向西疏导,我们认为跨区域流动的数据规模有望不断增长。速率方面,OTN技术向400G迭代,中国移动率先开启商用部署,2024年9月,中国移动400G全光骨干网工程全线竣工,在八大枢纽贯通基础上完成各枢纽辐射周边区域的算力数据流通“超级运输系统”。
展望未来,我们建议关注“东数西算”持续推进对产业链各环节硬件的积极催化:
► 传输设备:运营商先后开启400G OTN设备集采,利好龙头光传输设备供应商。
► 光纤光缆:400G骨干建设推动光缆升级,G.654.E光缆在骨干网的应用比重有望提升。相比目前干线中使用较多的G.652D光缆,G.654.E光缆具有大有效面积、低衰减等特性,能够显著延长无电中继传输距离、并降低部署成本,更加适配400G光传输系统。我们认为,400G骨干网建设浪潮下,G.654.E超低损耗光缆的价值愈发凸显,采购需求有望持续增长,且G.654E存有一定的量产壁垒,竞争格局较普缆更为集中,领先厂商的盈利能力有望得以提振。
► 相干光模块和光放大器:1)相干光模块能够利用光波的偏振、相位等高级属性来提供更高的调制能力,从而扩充传输容量、拉长可传输距离,主要应用于长距骨干网。我们认为骨干网向400G演进有望驱动相干光模块速率同步迭代;同时,“东数西算”建设驱动数据中心间互联(DCI)需求水涨船高,亦有望拉动高速率相干模块市场规模快速增长。2)根据中国移动《下一代全光骨干传送网白皮书》,波特率提升后,单波频谱间隔也需要提升,需要将频谱拓展至C6T+L6T,C++、L++超宽谱超长距光放大器迎来发展机遇。
AI驱动数据中心内/间新型光纤需求增长
► 多模光纤
多模光纤常和多模光模块配合,用于短距离高速通信。多模光纤的纤芯较粗(50/62.5微米),支持多种模式光信号在其中传输。多模光纤和多模光模块配合整体的部署成本相对较低且能支持较高的数据传输,因此多模光纤多应用于短距、高速的通信传输。
AI推动数据中心内高速连接需求快速增长,多模光纤助力组网。AI创新向“内容生成”模式延展,带来AI算力的高速增长,驱动数据中心集群规模扩大、流量传输需求大幅增加,网络架构逐渐走向多层不汇聚、少收敛、更具可拓展性的形态。我们认为,数据中心内部高速连接需求提升,根据以太网联盟统计,超大规模数据中心中87%的信道长度小于150米,综合考虑系统搭建成本和传输距离,多模光纤在大规模数据中心组网中的应用比例大幅提升;且随着网络带宽需求的提高,多模光纤的传输性能持续升级,向多通道的OM5演进。
► 空芯光纤
空芯光纤以空气、惰性气体或真空替代石英作为传输介质,与当前广泛应用的玻芯光纤相比,空芯光纤在以下几个方面具有突出优势:1)低时延:光主要在近乎空气孔的芯区传输,折射率比实芯玻璃低、传输速度更快;2)超低非线性:空芯光纤的非线性效应比常规玻芯光纤的非线性效应低3到4个数量级,使得入纤光功率可以大幅提高,从而提升传输距离;3)超低损耗:空芯光纤在通信窗口理论最小极限可低至0.1dB/km以下,比普通玻芯光纤的理论极限0.14dB/km更小;4)超宽带:可提供超过1000nm的超宽频段,支持O、S、E、C、L、U等波段。
空芯光纤产业化持续推进,未来商用前景广阔。随着空芯光纤技术的不断突破,我们预期未来空芯光纤系统在传输容量、距离及时延方面的能力有望进一步提升,在低时延、中长距离高速传输中优势显著,适用于数据中心间互联(DCI)、骨干网等场景。
► DCI互联和G.654.E光缆
数据中心间互联(DCI)迎来蓬勃发展期,G.654.E需求有望快速增长。根据Marvell预测,DCI市场规模有望从2023年的10亿美元增长至2028年的30亿美元,23-28E CAGR达到25%。我们认为,G.654.E光缆具有大有效面积、低衰减等特性,更适配长距离传输场景,且能够支持400G、800G高速率传输要求,有望逐渐从骨干网下沉至DCI场景应用。
国内外DCI光纤供应模式存在差异,海外商业化特征更强,科技巨头积极参与光纤网络建设;国内主要依赖运营商集采。在DCI光纤供应模式上国内外存在一定差异,海外除传统电信运营商、网络基础设施提供商外,微软、谷歌、Meta等云厂商亦积极投建自己的光纤网络。据Lumen公司公告,已与微软[12]、Meta[13]等公司达成合作,通过提供私有连接架构以拓展这些公司的网络容量和能力。此外,Lumen还与康宁达成下一代光缆供应协议,未来2年内每年保留康宁光纤产能的10%,以支持AI数据中心互联需求[14]。国内侧,运营商传统有线网络建设较为成熟,厂商自建DCI也更多采用租赁光纤+IDC及设备自建的方式,我们认为国内DCI建设主体为运营商,未来DCI互联需求的增长有望拉动运营商对新型光纤的采购力度。
展望未来,我们认为人工智能有望持续拉动数据中心相关光纤光缆需求增长。根据CRU预测,2024年数据中心的光缆需求约占整体光纤光缆市场的5%,CRU预计到2029年该比例有望达到11%,成为全球光纤光缆市场实现稳健增长的重要驱动力之一。
图表:数据中心内部光连接与DCI市场规模
资料来源:Marvell AI Day,中金公司研究部
图表:数据中心光缆需求占全球光纤光缆市场比重
资料来源:CRU,中金公司研究部
投资建议:关注技术创新及信息基建带来的结构性机遇和企业降本增效
流量增速放缓、运营商投资或将继续温和下滑。根据工信部数据,2024年以来DOU同比增速较低迷,仅个位数水平;2024年前三季度移动数据流量业务收入同比下降1.6%。根据三大运营商指引,2024年全年资本开支合计将控制在年初指引内,即3,340亿元,同比下降5.4%。根据我们的测算,当前存量的基站网络容量能够较充分的覆盖移动用户的流量需求,我们判断2025年运营商投资或将持续向算网倾斜。但整体而言,考虑到流量增速放缓、业务创新发展滞缓,我们判断2025年电信网络的相关投资仍将继续温和下滑。
行业总需求承压,但或已有一定市场预期,建议关注有能力把握技术迭代、或是积极降本增效保障利润确定性的低估值标的投资机会。
我们认为,技术迭代升级方面:1)无线技术开启6G升级周期,3GPP各技术组的技术研究工作计划于2025年第三季度开始,第一个阶段为在Release 20中研究各类6G技术,有望推动蜂窝通信网络向更高频段迁移,高频段演进导致的覆盖问题或推动基站端天线振子/通道数的增加,有望给单基站所集成的射频天线组件、滤波器、功率放大器(PA)、DAC/ADC转换器等射频器件带来增量空间。此外,提升基站部署密度是解决高频段网络覆盖受限问题的重要方向,小基站有望迎来加速部署。2)有线技术关注东数西算和AI场景下的升级,其中东数西算对东西部之间运力的提升提出更高需求,有望拉动骨干网400G升级建设持续;AI拉动数据中心内多模光纤和DCI互连的G.654.E光缆需求,同时有望加速空芯光纤等新技术迭代节奏。
AIoT:受益新质生产力发展,海外信息产业升级驱动增量市场
新质生产力推动生产端工具升级,赋能企业数智化转型
新质生产力要求生产端的工具变革升级,物联网、传感器、机器视觉等技术有望加速落地。随着企业用工成本的攀升,企业降本增效诉求提升市场竞争力以应对挑战的需求日益增强,AI赋能企业生产线及业务流程数智化转型的落地确定性越发明确,作为新质生产力的重要构成,我们认为AI有望结合物联网、传感器、机器视觉等技术重塑工业生产方式。
龙头企业持续丰富落地场景,赋能企业数智化转型。在煤炭行业场景数字化领域,海康威视以智能物联技术推动煤炭行业采煤、分选筛、运输等场景的数字化及智能化,通过在作业现场安装识别相机,并借助海康威视AI开放平台训练的场景化算法,智能检测煤炭生产过程中的风险隐患并实时预警。针对物流过程和场景,大华智慧物流解决方案赋能运输、仓储、中转、配送四个环节,通过视觉采集、高智能的算法及可视化的ICC平台模块等技术,实现精准识别月台状态、作业车辆车牌识别、车辆调度等功能,此外基于自动化仓库/生产车间,利用机器视觉对货物进行全方位采集,结合AGV及自动化设备实现自动化仓库搬运、盘点、出入库。我们认为,物联网下游的应用场景高度碎片化,物联网平台型企业有能力触达多样化的应用场景,并据此沉淀可复用的基础业务模块,从而在碎片化市场形成规模效应,有望率先受益于企业数智化转型。
海外信息产业升级,“一带一路”带来出海机遇
海外信息产业升级趋势确立,各国陆续提出数字经济愿景。沙特、阿联酋、卡塔尔等国家纷纷寻求数字化转型路径,投资AI基础设施及其他高科技领域,旨在提升能源生产效率并增加经济多元化,如沙特“2030愿景计划”、阿联酋“2025年数字政府战略”等。印度尼西亚、马来西亚、菲律宾等东盟成员国于2021年共同发布《东盟数字总体规划2025》,规划旨在加强东盟各国在数字领域的协同合作,通过提升固定和移动宽带基础设施质量与覆盖率,以指引东盟建设成一个由安全和变革性的数字服务、技术和生态系统所驱动的领先数字社区和经济体;2021年印度尼西亚出台了《2021-2024年印尼数字路线图》,提出数字化转型包括数字基础设施、数字政府、数字经济和数字社会四个战略领域。
此外,一带一路合作国家的智慧城市迈入密集部署期。沙特提出建设由The Line、Oxagon、Trojena三个城市构成的NEOM未来新城,根据沙特政府规划,The Line将借助AI技术,在实时感知的基础上持续优化城市调度。东盟于2018年通过了《东盟智慧城市框架》,推动智慧城市建设由新加坡、泰国等先行国家向东盟各国加速扩散。我们看到,继2013年与新加坡签署“智慧城市结对”备忘录后,中国持续深度参与东盟智慧城市建设,并于2019年联合东盟发表《中国-东盟智慧城市合作倡议领导人声明》。
图表:各国数字化转型相关政策文件
资料来源:沙特《2030年愿景》,《The UAE Centennial 2071》,爱非投,新华丝路,卡塔尔政府通信办公室,国复咨询,KHMER TIMES,BT财经,印尼国家新闻网,中金公司研究部
“一带一路”国家数字化转型加速,中国厂商迎出海机遇。2017年中国正式提出建设“数字丝绸之路”,截至2023年8月,中国已与超过150个国家和30多个国际组织签署了200多份合作文件,覆盖了超过80%的建交国。“一带一路”国家积极寻求数字化转型,为中国厂商发展出海业务提供了契机,我们看好中国厂商受益于海外信息产业升级,有望借力领先技术经验实现双赢。头部智慧物联厂商积极拓展海外业务,出海成为新增长极。
内外需双轮驱动,提振物联网产业链发展前景
物联网渗透率提升,通信模组市场空间持续扩容。受宏观经济等因素影响,2023年蜂窝通信模组的短期需求表现相对疲软,2024年呈现复苏态势,根据Counterpoint,受到中国及印度强劲需求的推动,2Q24全球蜂窝物联网模组出货量同比增长11%,环比增长了6%;POS(尤其是音箱等便携和小型POS设备)、汽车和资产追踪应用的需求增长推动中国市场出货量同比增长了25%;竞争格局方面,国内厂商在全球蜂窝通信模组市场继续占据主导,据Counterpoint,2Q24移远通信以36.5%的市占率保持全球龙头地位,中国移动以9.2%市占率位列第二,广和通则以7.5%市占率位居第三。我们认为,通信模组作为设备入网的关键组件,市场空间有望持续增长。
图表:全球蜂窝物联网模组市场份额变迁(按出货量)
资料来源:Counterpoint,中金公司研究部
低空经济及特种通信:拉动“新基建”建设
低空经济:发展新引擎,推动新型通信组网建设
低空经济依托低空空域资源,以飞行器的制造为核心,带动上下游相关产业链共同发展。我们认为,低空经济能够提高社会交通效率、提升生产活动效率、创造新兴消费需求,有望成为拉动经济的新增长点。今年以来各省市均积极开展低空经济调研,经济专项政策密集出台,低空经济的发展按下了加速键。根据赛迪顾问测算,随着低空基础设施投资拉动效应逐渐显现,乐观估计至2026年市场规模有望达10644.6亿元,突破万亿元规模。我们认为,基础设施是保障低空飞行器平稳安全运行的重要前提,在低空经济市场规模持续扩容的大趋势下,有望率先迎来发展机遇。
当前通信网络不足以支撑低空经济的通信需求,通感一体、天地一体有望成为破局之法。1)通信覆盖不足。当前已广泛建设的4G/5G网络的有效覆盖高度大约在150m左右,而低空空域高度最高可达3,000m,当前通信网络较难满足低空经济的高度覆盖要求。2)监测能力不足。传统低空探测雷达虽然探测距离远(3-5km),满足低空经济的覆盖要求,但是组网成本高昂且不适宜部署在居民区;而摄像头等监测技术在探测精度、使用场景等方面受限,难以对无人机等小尺寸、慢飞速、低高度的飞行器进行有效探测。我们认为,通感一体化、天地一体化网络或成为未来主流的组网方案。
► 5G-A通感一体化网络。5G-A的频谱资源从Sub 6GHz向毫米波发展,波长变短、波束窄、方向性好,可承载的信息量更为丰富、空间分辨力更高,感知能力也有所提升。在此背景下,5G-A时代能够通过频谱资源共享、一体化空口和硬件架构设计、多点协作和信息交互实现,实现通信和感知能力的协同。我们认为,通感一体化组网一方面可以复用通信基站基础设施,实现低成本部署,加速推进监管政策的落地;另一方面,更优秀的感知能力为低空飞行提供了基础数字化保障,提升通信网络检测能力。
► 卫星互联网天地一体化网络。低轨卫星传输时延低、制造成本较低、系统容量大,与地面通信网络相融合能够形成贯通空、天、地、海的立体一体化网络结构。我们认为卫星互联网所形成的天地一体化网络能够不受地形、高度的影响,在地面网络难以覆盖到的3,000m高度以及疏于覆盖的偏远地区都能提供可靠性较高的通信服务,有望在低空经济中支撑各类场景下的通信需求。
关注新型通信组网下的产业链机会。1)5G-A通感一体化网络。与5G相比,5G-A频段更高、波长更短,同样的探测范围需要部署更多小基站,我们认为更高的部署密度有望为5G-A基站以及相关射频天线组件、滤波器、功率放大器、数模转换器等射频器件带来的增量需求。2)卫星互联网天地一体化网络。卫星互联网的部署一方面直接带动低轨卫星的生产制造,另一方面围绕卫星通信展开的地面设备(如手机直连卫星、汽车直连卫星等)、卫星服务(通信、导航、遥感等应用)亦蕴藏投资机遇。
图表:5G-A通感一体低空通信组网
资料来源:樊明波等《5G-A通感一体低空通信组网策略研究》(2024年),中金公司研究部
应急网络:增强事前感知监测、事后应急救援能力
完善应急网络的必要性日益凸显。随着全球气候变化,我国台风登陆、洪涝干旱、高温热浪等极端天气出现频率较以往有所增加。在当前背景下,加强监测预警、应急通信、紧急运输等保障能力的必要性进一步增强。
不确定性和复杂性是灾害事故的两种特点,应急通信也可从这两方面着手完善。1)不确定性。灾害事故一般在发生时间、灾害类别、严重程度等方面具有较强的不确定性,然而“风起于青萍之末”,较大规模的灾害往往也是前期风险逐渐积聚的结果,我们认为可以加强事前风险的感知监测、模拟预测以及预警决策能力。2)复杂性。复杂性体现在灾害的发生地点、救援需求更加复杂,在通信基础设施尚不完善的地区实施应急救援的难度会更大,因此我们认为可以丰富应急通信种类、扩大应急通信覆盖范围,以增强事后应急救援能力。
AI赋能事前应急感知。人工智能技术与分布式传感设备、边缘计算单元、中央决策大脑相融合,能够实现灾情识别、事态模拟、监测预警(综合各类数据识别潜在风险,判断灾害类别与严重程度后发出预警)、风险决策(提出应急情况下为降低影响可采取的规划决策)。例如2024年微软开发的天气基础大模型Aurora,基于长时间各类真实天气与气候模拟的训练,能够根据气象卫星云图及传感器数据预测飓风、台风等的发生概率。我们认为,人工智能在应急中的应用有望提高风险监控、感知、预测、决策全流程的应急管理能力。
构建空天地三位一体化应急网络,提升事后救援能力。
► 地基应急网络:传统应急通信以地基网络为主,通过应急通信车(在车内搭载蜂窝基站)、PDT集群通信(例如对讲机通话)等方式满足现场通信需求。这样单维的地基通信网络在受灾情况严重、车辆难以进入的地区难以发挥作用,因此2008年以后卫星通信引入应急领域。
► 天基应急网络:天基网络以高、中、低轨卫星组成的卫星网络为核心,具有覆盖面积广的独特优势。但由于卫星制造成本高、技术难度大,当前天基网络主要用于海洋应急场景。
► 空基应急网络:以低空飞行器搭载高空基站的方式提供信号覆盖。由于无人机(包括固定翼无人机、旋翼无人机和垂直起降无人机)部署较为灵活便捷,能够在各类地形或不同受灾情况下提供稳定的信号覆盖(包括蜂窝、微波多种通信方式),且通信距离较远,近年来应用逐渐广泛。例如2017年湖南出现持续性强降雨,域内洪涝灾害严重,湖南移动紧急调动无人机高空基站支援受灾地点,为当地提供通信保障。
我们认为,未来空天地一体化应急通信技术体系有望成为主流,卫星通信、低空飞行、人工智能、云计算等新兴技术均有望引入应急通信体系中,4G/5G蜂窝通信、微波通信、PDT集群通信、宽带自组网等多种通信方式共存,构筑更为有效的应急通信网络。建议关注相关硬件设备的需求增长,例如地面卫星通信设备、卫星通信芯片、低空飞行器、机载通信基站、PDT设备等。
图表:空天地一体化应急通信网络架构
资料来源:戴翠琴等《空天地一体化应急通信网络中的任务调度研究》(2023年),中金公司研究部
风险提示
信息基建投资不及预期。信息基础设施建设是促进当前经济增长、打牢长远发展基础的重要举措。若信息基建投资力度不及预期,或影响5G、物联网、工业互联网等通信网络基础设施的发展,以及人工智能、云计算等新技术基础设施的长远发展。
AI等新技术发展的不确定性。随着全社会数字化转型及智能化渗透率的提升,人工智能持续赋能各行各业。而人工智能依赖于海量数据进行模型训练及推理应用,推动全社会算力需求提升,拉动服务器、网络设备等上游硬件基础设施投资水平向上。如果人工智能发展及应用落地不及预期,可能会使上游硬件设备受到需求侧的压制,发展不及预期。
贸易及科技摩擦。5G标准等领域已是中美两国竞争的重点领域,近几年美国又将部分安防、服务器等企业列入实体名单。贸易及科技摩擦的不确定性或影响相关企业的供应链安全及全球化销售。
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文章来源
本文摘自:2024年11月21日已经发布的《通信设备2025年展望:AI创新驱动增量投资》
陈昊 分析员 SAC 执证编号:S0080520120009 SFC CE Ref:BQS925
彭虎 分析员 SAC 执证编号:S0080521020001 SFC CE Ref:BRE806
李诗雯 分析员 SAC 执证编号:S0080521070008 SFC CE Ref:BRG963
朱镜榆 分析员 SAC 执证编号:S0080523070002
郑欣怡 分析员 SAC 执证编号:S0080524070006
孔杨 分析员 SAC 执证编号:S0080524100002
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