IP防护器件专题调研报告

IP防护器件专题调研报告

以企业为主体，加强产学研用各方协作，促进产业链协同发展，构建完善的信息消费生态体系，扩大信息消费覆盖范围。深入推进放管服改革，进一步简化行政审批，对信息消费领域新模式新业态采取鼓励创新、包容审慎的监管模式，营造行业健康发展环境。持续创新监管方式，加强信息通信行业信用体系建设，利用云计算、大数据等完善监管技术手段。夯实互联网基础资源管理，实行网站、域名实名联动管理，强化企业主体责任。深化智能网联汽车发展推进技术测试等支撑平台建设，制定车联网产业发展标准体系建设指南，推进车载智能芯片、自动驾驶操作系统、车辆智能算法等关键技术产品研发，构建一体化智能车辆平台，培育多元化应用。推进基于宽带移动互联网的智能汽车和智慧交通应用项目建设。到2020年，建立可靠、安全、实时性强的智能网联汽车计算平台，形成平台相关标准，支撑高度自动驾驶（HA级）。5G基站设备的变化对零部件提出的新要求（一）5G基站设备对天线罩的要求大幅提升在非理想条件下，无线电波的传输需要考虑传输过程中的损耗，包括通过天线罩时的损耗，包括吸收损耗和折射损耗。衡量这两个损耗的指标分别是损耗角正切和介电常数，天线罩的介电常数越低，电磁波在空气与天线罩界面的反射就越小；材料的损耗角正切越小，电磁波在透过天线罩时的能量损耗就越小。天线罩的介电常数越低、损耗角正切越小，透波率（透射波功率/入射波功率）越高。在以往的网络中，由于无线电波的频率相对较低，信号覆盖范围较广，不涉及较为复杂的信号处理，因此对天线罩的要求主要出于防护性能方面、耐久性能方面的考量；在5G网络中，由于高频率无线电波的传播性能更差，对天线罩的介电性能更敏感。除介电性能外，5G基站设备也要求天线罩有更高的平整度（一致性）。由于5G基站天线使用天线阵列的方式实现高增益、高容量等特性，为减少各天线信号之间的干扰，实现最佳的效果，天线罩必须拥有更高的平整度、耐变形能力和均匀性，使无线电波通过天线罩时能够按照既定算法传播，不会因为天线罩的不平整或形变而改变无线电波的通过、反射情况。（二）5G基站设备对热管理系统内零部件的性能要求大幅提升5G基站设备的功耗和发热量都远大于以往的设备，为使基站设备在高负载下的稳定、长久运行，5G基站设备对于热管理系统的相关零部件性能有更高的要求。以芯片导热界面材料为例，以往4G基站设备普遍使用3W/m•K、5W/m•K的导热垫片，而5G基站设备普遍使用7W/m•K甚至更高导热系数的产品。（三）5G基站设备对绝大部分零部件提出了轻量化的要求相比于高分子材料零部件，金属零部件的重量较大，实现高加工精度的成本更高，不符合5G基站设备轻量化、精细化的要求。以往2G、3G、4G的基站设备的集成程度较低，重量较轻，部署起来难度相对较小；由于集成度的提升，5G基站天线重量增加较多，如不进行减重，基站天线会超过大部分站址的承载能力。鉴于以上情况，目前5G基站设备中较多的零部件存在去金属化、轻量化的趋势，比如用陶瓷/塑料滤波器和塑料天线振子替代以往的金属零部件，用塑料/新型复合材料天线罩替代以往的玻璃钢天线罩。主要目标（一）消费规模显著增长到2020年，信息消费规模达到6万亿元，年均增长11%以上。信息技术在消费领域的带动作用显著增强，拉动相关领域产出达到15万亿元。（二）覆盖范围惠及全民到2020年98%行政村实现光纤通达和4G网络覆盖，加快补齐发展短板，释放网络提速降费红利。（三）载体建设稳步推进创建一批新型信息消费示范城市，打造区域性信息消费创新应用高地，培育一批发展前景好、带动作用大、示范效应强的项目。（四）产业体系逐步健全加强核心技术研发，推动信息产品创新和产业化升级，提升产品质量和核心竞争力。在医疗、养老、教育、文化等多领域推进互联网+，推动基于网络平台的新型消费成长，发展线上线下协同互动消费新生态。（五）消费环境日趋完善信息消费法律法规体系日趋完善，高效便捷、安全可信、公平有序的信息消费环境基本形成，努力实现消费者能消费、敢消费、愿消费。推动开展试点示范完善信息消费示范城市建设方案和管理办法，鼓励地方加大支持力度，打造一批产业基础雄厚、产业链条完备、聚集效应明显、区域特色鲜明的试点示范城市。面向生活类信息消费、公共服务类信息消费、行业类信息消费、新型信息产品消费遴选一批发展前景好、带动作用大、示范效应强的示范项目。加大政策支持力度加大资金支持力度，支持信息消费前沿技术研发，拓展各类新型产品和融合应用。各地工业和信息化、发展改革主管部门要进一步落实鼓励软件和集成电路产业发展的若干政策，加大现有支持中小微企业税收政策落实力度。鼓励有条件的地方设立信息消费专项资金，推动出台支持信息消费发展的政策，切实改善企业融资环境，加大对信息消费领域中小微企业的支持。通信设备行业的技术发展情况和未来发展趋势（一）通信设备技术的整体发展历史：由分裂走向统一1、通信设备行业1G时代：各国各自研制自己的移动通信系统1973年，摩托罗拉研发出了世界第一台手机；1976年，ITU批准了800/900MHz频段用于移动电话的频率分配方案。1978年底，美国贝尔实验室研发成功了世界第一套移动通信系统AMPS（AdvancedMobilePhoneSystem）并于1983年开始正式商业运行，开启了1G时代；随着AMPS的面世，欧洲各国也纷纷建立齐了自己的第一代移动通信系统，包括北欧的NMT（NordicMobileTelephone）、前联邦德国的C-Netz和英国的TACS（TotalAccessCommunicationsSystem）等。作为最早面世的移动通信系统，AMPS受到了广泛的欢迎，在超过70个国家运行，是1G时代最广泛使用的通信技术标准。2、通信设备行业2G时代：欧洲各国开始联合，欧洲VS高通的通信标准格局形成1982年，为研发、设计一个可以泛欧洲使用的移动通信系统，欧洲邮电管理委员会设立了GSM（法语GroupeSpécialMobile，移动通信专家组，其标准化的职能后转移）。1986年，为与美国在通信领域竞争，建立一个更先进、更广泛使用的泛欧通信技术标准，欧洲委员会（EuropeanCommission）于1986年开始对美国通信行业的情况进行了考察，并于1987年第一次公布了设立一个通信技术标准协会的设想。1987年，德国、比利时、丹麦、西班牙、芬兰、法国、爱尔兰、意大利、挪威、荷兰、葡萄牙、英国、瑞典共同签署了一份备忘录，同意在1991年前建立一个泛欧洲的、基于数字信号的通信系统，并委托GSM承担该任务。1988年，欧洲邮电管理委员会设立了ETSI（EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute，欧洲电信标准协会）。1989年，欧洲邮电管理委员会将GSM的职能转移给了ETSI，同年，新一代的泛欧洲通信系统标准被确定，即GSM（GlobalSystemforMobilecommunications）标准，欧洲的通信技术标准得到了统一。在欧洲大力发展GSM标准的同时，美国的高通也在布局新一代的通信技术，与基于TDMA（时分多址）技术的GSM标准不同，高通采用CDMA（码分多址）技术建立了自己的通信技术标准IS-95，并于1993年被美国电信行业协会（TelecommunicationsIndustryAssociation）确立为2G标准，相关网络系统后续在中国香港、韩国等多个地区部署，在全球形成欧洲的GSM和高通的CDMA两大2G标准竞争的格局。3、通信设备行业3G时代：更多国家、组织积极参与通信技术标准的设立1985年，联合国下属的ITU（InternationalTelecommunicationUnion，国际电信联盟）提出建立新的通信技术规范，即FPLMTS（FuturePublicLandMobileTelecommunicationsSystem，未来公共陆地移动通信系统）。由于GSM等2G网络的部署，ITU的该计划暂时搁置（FPLMTS后被改名为IMT-2000）。1987年，一项旨在研究一种在革命性的通信系统的研究在英国剑桥开展，研究员们将这项技术称作UMTS（UniversalMobileTelecommunicationsSystem），该研究得到了欧洲委员会和爱立信、诺基亚等厂商的资助。上世纪90年代初，越来越多的SDO（StandardsDevelopingOrganization，标准化组织）和通信厂商意识到全球通行的通信技术标准的意义，包括ESTI、日本的ARIB等标准化组织以及爱立信、诺基亚、三星都开始进行研究。为了能够采用单一标准，ITU要求每个地区的SDO和厂商提交能够满足IMT-2000性能要求的无线电传输技术的提案。1992年，UMTS的研究取得了阶段性成果，但参与UMTS研究的各方对UMTS的无线电传输部分选择ATDMA技术还是WCDMA技术存在争议。1996年，在欧洲委员会的促进下，爱立信、诺基亚等厂商，法国电信、Orange等运营商以及标准化组织ETSI共同建立了UMTS论坛，以推动UMTS的产业化发展。其后，日本加入了欧洲阵营，UMTS确定以WCDMA技术作为无线电传输部分的技术。1996年-1998年间，各大SDO和相关厂商提交了17个提案，包括欧洲和日本SDO联合主张的WCDMA（UMTS），高通和三星为主的厂商联合主张CDMA2000和中国主张的TD-SCDMA。1998年，为支持UMTS成为世界标准，以ESTI为核心的组织、厂商建立了3GPP（3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作计划）；同年，支持CDMA2000的以高通为核心的厂商、组织建立了3GPP2、3GPP和3GPP2都宣称为ITU的IMT-2000项目服务。1999年，为推动TD-SCDMA的普及，中国的标准化组织CCSA同时加入了3GPP和3GPP2。中国主张的TD-SCDMA后来成为UMTS的一部分，与WCDMA作为UMTS的两个不同版本。2000年，经ITU确认（ITU-RM．1457Recommendation），WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA被确立为3G（IMT-2000）的标准。4、通信设备行业4G时代：高通放弃主导标准，IT厂商竞争失败，技术标准趋向统一在3G时代，为收回对UMTS研究的资助，欧洲各国采用了最大化频谱使用权拍卖价格的政策，使运营商背负了较大的投入成本，因此运营商在短期内无法承受再一次革命性的通信技术更新。在这种商业背景下，各大标准化组织和厂商对于通信技术的研究方向主要是在现有体系下演进，3GPP和3GPP2两大组织分别在其原支持的UMTS、CDMA2000的基础上推出了LTE（LongTermEvolution）和UMB（UltraMobileBroadband）。在通信行业组织演进技术的同时，主要由IT厂商和工程师组成的IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，电机电子工程师协会）也升级了其负责制订的Wi-Fi技术标准；升级后的IEEE802．16e及以后版本Wi-Fi技术标准可以支持移动互联网功能，开始与通信行业组织与厂商进行竞争。2008年，ITU定义了4G（IMTAdvanced）网络技术的性能指标，要求相关SDO和厂商向ITU提交4G技术的提案。同年，高通宣布停止推广UMB，加入LTE阵营。2009年，3GPP和IEEE分别向ITU提交了LTEAdvanced和WiMAXrel2．0（IEEE802．16m）作为4G（IMTAdvanced）技术标准的提案。2011年，经ITU批准，LTEAdvanced和IEEE802．16m都被确认为4G的技术标准。2012年，IEEE公布了WiMAXrel2．1，由于WiMAXrel2．1不兼容以前的版本，众多运营商和厂商转向LTEAdvanced，LTEAdvanced成为唯一主流的4G通信技术标准。5、通信设备行业5G时代：第一次尝试全球统一标准，标准分批冻结以往通信技术标准的不统一为各大软硬件厂商、运营商都带来了很大的不便，因此在5G时代统一全球标准成为了通信行业绝大部分参与者的共识。经过3G、4G时代标准制定工作的发展，由ITU发布定义和指标需求，由各大SDO和厂商进行研究，再在3GPP框架内进行讨论、谈判、确认，最后由3GPP向ITU进行提案成为了通信行业普遍认可的确认通信技术标准的方式。2015年，ITU公布的ITU-RM．2083文件定义了5G（IMT-2020）技术的应用场景和技术指标，根据ITU的定义，5G的三大典型应用场景包括：①eMBB（EnhancedMobileBroadband，增强型移动宽带），主要应用场景包括3D/超高清视频、VR/AR、云存取、高速移动上网等需要大流量移动宽带的场景；②URLLC（UltraReliable&LowLatencyCommunication，高可靠低时延通信），主要应用场景包括无人驾驶/智能驾驶、工业互联网等要求极低时延和高可靠性的场景；③mMTC（MassiveMachineTypeCommunication，大规模机器通信），主要场景包括车联网、智能物流、智能资产管理等需要大规模数据连接的场景。根据3GPP的规划，5G标准分为R15、R16和R17，目前R15、R16标准已经冻结。R15版本标准已经能够初步支持ITU定义的5G应用场景中eMBB和URLLC两大场景，因此R15的冻结意味着面向5G规模商用的网络设备、芯片、手机以及各种多样化的智能硬件可以开始生产，部分运营商已经可以开始5G网络的部署和运营；R16的冻结标志着5G网络具备真正的系统级低时延高可靠性能力，并实现了网络切片应用背景下的4G—5G互操作问题，以满足智慧车联网、工业互联网等行业应用。根据3GPP的时间表，R17版本标准预计于2022年6月冻结。（二）5G基站设备的变化：覆盖范围更小、集成程度更高、发热/能耗更大1、因频段原因，相同情况下5G基站的覆盖范围更小在相同情况下，无线电波的波长越长（频率越低），其传播距离越远。基于历史原因，各国低频段的频谱资源大部分分配给力其他网络（2G网络主要运行在0．9Ghz附近，3G网络主要运行在1．8Ghz附近，4G网络主要运行在2．3-2．6Ghz附近）和其他无线电波服务（比如广播电视），考虑到频谱资源的限制，大部分5G网络运行在比以往网络更高的频段上，因此在相同条线下，5G基站的覆盖范围一般较4G网络更小。除以上因素外，因现实中不存在理想的传播条件，基站的覆盖范围还要考虑到各种损耗。由于无线电波自身的性质，5G高频信号的传输，尤其是毫米波段的5G信号会受到空气中的氧气、水蒸气等分子的明显影响，包括对无线电波能量的吸收、使无线电波散射等，越高频率的无线电波受到的影响越大。除了在空气中传播受到影响以外，越高频率的无线电波在穿透物体时的衰减也越大，以穿过建筑外墙为例，频率越高的无线电波受到的衰减影响越大。2、为增强覆盖、提升网络性能，5G基站大量使用MIMO技术为增大5G网络的覆盖面积，实现5G技术标准所要求的性能，5G基站设备将大量使用MIMO（MultiInputMultioutput，多进多出）技术。MIMO技术是4G时代发展出的一种关键技术，其基本原理是在发送端和接收端部署多根天线，通过多根天线配合提供分集增益和赋形增益，以提升网速和覆盖率面积。分集增益是指通过多天线同时收发信号，在单位时间内传输更多的数据，提高数据的接收成功率。赋形增益是指利用波的干涉原理，增强部分波束，从而增强波束的传播能力。在3G，4G时代，基站设备主要由BBU（BuildingBasebandUnit，负责基带信号调制）、RRU（RemoteRadioUnit，负责数字信号和模拟信号转换以及模拟信号的处理）和天线（负责收发承载模拟信号的无线电波）组成，其中RRU以往通过馈线和天线进行连接。由于5G的基站天线将普遍使用mMIMO技术，天线数量相比以往的3G、4G设备大量增加。为适应天线数量增加以及5G网络对延迟的要求，5G基站天线将原属于RRU的组件集成进天线，并加入移相器等其他组件，从无源天线变为有源相控阵天线（AAU）。为追求更高的性能，5G基站的集成程度和电子元器件功耗将大大增加，基站设备的整体发热量、设备功耗随之增加，内部电磁也将更将复杂。根据国内权威的5G推进组织IMT-2020的数据，5G基站的功耗约是4G基站的2~3倍。加快新型显示产品发展支持企业加大技术创新投入，突破新型背板、超高清、柔性面板等量产技术，带动产品创新，实现产品结构调整。推动面板企业与终端企业拓展互联网、物联网、人工智能等不同领域应用，在中高端消费领域培育新增长点，进一步扩大在线健康医疗、安防监控、智能家居等领域的应用范围。通信设备行业的产业链关系情况（一）通信设备行业供应链关系现状行业主要为通信主设备厂商及其产业链上的其他通信设备厂商服务。通信设备零部件厂商在整个通信产业链中处于相对上游的位置。（二）通信设备行业上游：以基础材料厂商为主1、通信设备行业上游的基本情况在上游方面，通信设备零部件厂商向基础材料厂商采购树脂、硅胶和金属等原材料，大部分属于大宗商品，较为普遍，价格随行就市；小部分属于部分厂商独有的特殊配方产品，由于垄断的关系价格较高，但基本向全世界范围供应。2、通信设备行业上游情况对本行业的影响由于上游行业产品具有一定的大宗商品属性和部分垄断供应属性，通信设备零部件厂商向上游转移成本压力的能力较弱，上游产品价格的波动会对通信设备零部件厂商的产品成本造成影响。（三）通信设备行业下游：通信设备厂商为主1、通信设备行业下游的基本情况在行业下游方面，通信设备零部件厂商主要为各类通信设备厂商服务，也会与为通信设备厂商提供EMS服务的相关厂商交易。目前华为、爱立信、