通信設備

通信系統(tǒng)設備通常指移動通信設備和固定通信設備，包括無線接入網(wǎng)設備、核心網(wǎng)設備、衛(wèi)星通信設備、光纖傳輸設備、固定寬帶接入設備，以及IP路由與交換設備等。通信設備產(chǎn)業(yè)鏈包括電子元器件、研發(fā)設計制造檢測裝備、軟件和服務，以及通信系統(tǒng)設備等環(huán)節(jié)。

需求

隨著全球5G商用進程加快，新一代移動通信、網(wǎng)絡通信與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術新業(yè)務深度融合，加速信息通信行業(yè)的變革，引領數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，催生智慧社會的到來。信息通信網(wǎng)絡和業(yè)務走向全面感知、泛在連接、開放智能、融合創(chuàng)新的新階段。作為信息通信網(wǎng)絡的核心環(huán)節(jié)——通信設備，其需求呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢。

◆無線移動通信

未來無線移動通信網(wǎng)絡主要包括移動通信網(wǎng)絡、衛(wèi)星通信網(wǎng)絡等，可融合為空天地一體化網(wǎng)絡。5G面向移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)場景，將滲透到未來社會的各個領域，以用戶為中心構建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)。

根據(jù)GSMA的報告，截至2018年年底，全球移動通信用戶數(shù)達到51億，占世界人口的67%；除物聯(lián)網(wǎng)（IoT）外的移動用戶連接數(shù)（SIM卡）達到79億。2018—2025年年均增長1.9%，預計到2025年全球移動通信用戶數(shù)將達到58億；除IoT外的SIM卡連接數(shù)將達到92億。截至2018年年底，全球移動互聯(lián)網(wǎng)用戶總數(shù)為36億，預計到2025年，全球移動互聯(lián)網(wǎng)用戶總數(shù)將達到50億。

◆新一代網(wǎng)絡

作為信息網(wǎng)絡的核心傳輸管道，涵蓋從接入、回傳、匯聚至骨干網(wǎng)的各個部分，包括陸地及海洋傳輸，將從新型網(wǎng)絡架構及協(xié)議、IPv6編址與路由、高速數(shù)據(jù)速率、確定性、新型高效率組播、網(wǎng)絡切片、協(xié)議無關轉發(fā)、云網(wǎng)融合、網(wǎng)絡人工智能、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)等方面進行綜合演進。

2018年全球光通信設備市場規(guī)模為216億美元，IP路由與交換設備市場規(guī)模為176億美元。根據(jù)Ovum等機構預計：到2020年，全球光通信設備市場規(guī)模將達244億美元，IP路由與交換設備市場規(guī)模將達189億美元；到2023年，全球光通信設備市場規(guī)模將達280億美元，路由器與交換機市場規(guī)模將達203億美元。按照此趨勢，預測到2030年，全球光通信設備市場規(guī)模將達380億美元，IP路由與交換設備市場規(guī)模將達240億美元。

◆衛(wèi)星通信

2018年，全球衛(wèi)星通信服務業(yè)總收入1265億美元，其中電視和音頻廣播業(yè)務1000億美元，固定和寬帶業(yè)務203億美元，移動業(yè)務41億美元。地面關口站制造138億美元，用戶終端制造181億美元。2019年，衛(wèi)星制造業(yè)總收入從2018年的155億美元增長到195億美元，其中軍用和商業(yè)通信衛(wèi)星制造業(yè)收入占比從21%增長到26%，達50.7億美元。隨著國內外OneWeb、Starlink、天地融合網(wǎng)絡等新興大規(guī)模天基通信網(wǎng)絡的發(fā)展，通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)還將迎來新的發(fā)展高潮。

預計到2035年，衛(wèi)星和地面裝備制造增長能夠達到10%的年增長率。到2025年，關口站和用戶終端制造市場可望達到622億美元，通信衛(wèi)星制造市場達到99億美元。2030年，關口站和用戶終端制造市場可望達到1001億美元，通信衛(wèi)星制造市場達到159億美元。5G與衛(wèi)星通信系統(tǒng)的融合將真正實現(xiàn)天地一體的無縫覆蓋。

目標

2025年目標

通信設備技術和產(chǎn)業(yè)能力進入世界強國行列，形成較為完整的產(chǎn)業(yè)體系和創(chuàng)新體系。

◆無線移動通信

我國移動通信系統(tǒng)設備、移動終端、移動終端芯片產(chǎn)業(yè)均進入國際第一陣營。本土國產(chǎn)移動通信系統(tǒng)設備、移動終端、移動終端芯片的國內、國際市場占有率進一步提升。移動通信生產(chǎn)類測試儀表占據(jù)主流市場，高端研發(fā)類儀表實現(xiàn)市場突破。到2025年，移動通信具備基本完整的國內產(chǎn)業(yè)鏈，掌握產(chǎn)業(yè)關鍵環(huán)節(jié)核心技術，產(chǎn)業(yè)鏈安全可控能力顯著增強。

◆新一代網(wǎng)絡

本土國產(chǎn)光通信設備國際市場份額繼續(xù)保持第一，國際市場占有率維持在60%左右；本土國產(chǎn)IP路由與交換設備國際市場占有率達25%；網(wǎng)絡設備可編程能力顯著增強，網(wǎng)絡操作系統(tǒng)核心技術實現(xiàn)并跑。

目前，海纜通信市場高度壟斷，來自歐洲、美國、日本的企業(yè)幾乎盡攬全部市場收益，占據(jù)了全球80%以上的海纜市場。本土國產(chǎn)海洋光通信設備力爭打破國際壟斷，在海纜通信市場占有一席之地。

到2025年，光通信設備產(chǎn)業(yè)鏈安全可控能力顯著增強，關鍵核心技術進入跟跑和并跑共存階段，基本掌握產(chǎn)業(yè)關鍵環(huán)節(jié)核心技術。

◆衛(wèi)星通信

初步建成天地一體化信息網(wǎng)絡，實現(xiàn)天地融合網(wǎng)絡的規(guī)模建設和有效應用。形成全球覆蓋能力，提供戰(zhàn)略安全通信、應急救災保障、航空網(wǎng)絡、信息普惠通信等領域服務，技術水平國際先進，成為國際上主要的衛(wèi)星通信服務提供者。

2030年目標

通信設備產(chǎn)業(yè)體系更加完整，創(chuàng)新能力和整體實力大為增強，產(chǎn)業(yè)綜合實力位列世界強國前列。

◆無線移動通信

我國移動通信系統(tǒng)設備、移動終端、移動終端芯片產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)國際領先，核心、關鍵技術領域實現(xiàn)較大程度上的產(chǎn)業(yè)鏈安全，成為未來移動通信國際標準組織和產(chǎn)業(yè)的主導者之一。

◆新一代網(wǎng)絡

本土國產(chǎn)光通信設備國際市場份額進一步提升，海洋光通信領域打破國際壟斷，本土國產(chǎn)路由器與交換機產(chǎn)業(yè)進入國際第一陣營，國際市場占有率達35%；本土網(wǎng)絡設備可編程能力進入國際第一陣營，國產(chǎn)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)核心產(chǎn)業(yè)技術進入領跑階段。

到2030年，本產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈基本達到安全可控，產(chǎn)業(yè)技術進入大量并跑、少量跟跑階段，掌握產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)關鍵技術，產(chǎn)業(yè)發(fā)展自主可控。

◆衛(wèi)星通信

全面擴展提高天基網(wǎng)絡能力，實現(xiàn)全面服務。按需持續(xù)增補節(jié)點，提升網(wǎng)絡服務質量，實現(xiàn)天基網(wǎng)絡與地面互聯(lián)網(wǎng)、地面移動網(wǎng)深度融合，提供安全可信的全球網(wǎng)絡服務能力。創(chuàng)新應用和商業(yè)模式，形成具有國際競爭優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，關鍵技術、終端、關口站和載荷產(chǎn)品水平達到國際領先。

發(fā)展重點

1. 重點產(chǎn)品

無線移動通信

包括5G移動通信系統(tǒng)設備（含系列化多天線大帶寬基站設備、云化核心網(wǎng)設備、邊緣計算產(chǎn)品、行業(yè)專網(wǎng)產(chǎn)品等）、5G移動終端（含消費終端、行業(yè)終端、M2M終端等）、6G關鍵技術綜合驗證平臺（含太赫茲、可見光通信、認知無線電等）、6G移動通信儀器儀表（含終端綜測儀、協(xié)議一致性測試儀等）、6G移動通信系統(tǒng)設備、6G移動終端等。

新一代網(wǎng)絡

包括高速大容量光傳輸設備（含DCI）（單接口800G/1T/2Tbps）、大容量長距離海洋傳輸設備（SLTE、SLM、ROADM BU、16芯+中繼器）、光電混合交換設備（100Tbps）、全光交換設備（Pbps級）、高速光接入設備（50G/100Gbps）、波分復用無線前傳設備、核心路由器（單接口400G/1Tbps、交換容量512T）、大容量IP交換機（單接口400G/1Tbps）、下一代IP網(wǎng)絡設備（大規(guī)模、確定性時延、協(xié)議無關轉發(fā)等）；大規(guī)模網(wǎng)絡操作系統(tǒng)（云網(wǎng)融合、按需服務、智能控制）。

衛(wèi)星通信

包括寬帶多頻段星載數(shù)字多波束天線載荷，大容量星上微波和光混合交換載荷，大容量星上時頻交換載荷，大容量星上可編程處理載荷，星間/星地高速激光/毫米波通信終端；多頻段星地融合衛(wèi)星通信終端和芯片、大容量虛擬化信關站。

2. 關鍵共性技術

無線移動通信

包括超大規(guī)模天線陣列技術（支持峰值速率達數(shù)十Gbps）、基站小微型化技術、超密集組網(wǎng)技術（連接密度大于106/km2、流量密度大于數(shù)十Tbps/km2）、海量機器通信、高可靠低時延通信（含車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）、智慧網(wǎng)絡技術（網(wǎng)絡+AI）、無線傳感網(wǎng)絡、認知無線電、太赫茲通信關鍵技術（Tbps級）、可見光通信技術、靈活的頻譜共享技術、下一代信道編碼及調制技術、干擾對齊技術、地空天融合組網(wǎng)等關鍵技術。

新一代網(wǎng)絡

包括大容量光電混合交換技術（100Tbps）、大容量全光交換技術、高速高頻譜效率長距離光傳輸技術（單端口800G/1T/2Tbps）、寬譜放大技術、多芯光纖傳輸技術、量子通信技術、高可靠海底長距離中繼器技術、海底線路監(jiān)控技術、海洋工程施工技術、高速路由交換技術（512Tbps）、網(wǎng)絡層可編程技術、IPv6編址與路由技術、確定性網(wǎng)絡技術、面向萬物互聯(lián)的靈活尋址技術和超低時延技術、動態(tài)可編程的協(xié)議無關轉發(fā)技術、按需智能化大規(guī)模網(wǎng)絡控制技術、網(wǎng)絡資源感知的智能路由控制技術、網(wǎng)絡切片技術、大容量交換矩陣技術、網(wǎng)絡智能技術、全生命周期智能運維技術；網(wǎng)絡設備關鍵元器件研制技術，以及有線無線融合、傳輸接入融合新型網(wǎng)絡架構技術。

衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信空中接口設計技術（支持多種頻段，與地面融合），多軌多星空間組網(wǎng)技術（支持衛(wèi)星數(shù)量大于1000），星上數(shù)字波束成形技術（L/S頻段大于500，Ka頻段大于100），星上大容量可編程處理載荷技術（交換容量大于200Gbps），星上大容量微波和光混合交換技術（交換容量大于200Gbps），星間/星地高速激光通信技術（大于40Gbps），星間/星地Q/V頻段通信技術（大于40Gbps）；星載高頻段微波器件設計技術，長壽命高性能光電器件設計技術，高性能數(shù)字處理器件設計技術；多頻段星地融合衛(wèi)星通信終端和芯片設計技術，虛擬化大容量關口站設計技術；星載抗輻照器件設計技術。

3. 核心零部件/元器件

無線移動通信系統(tǒng)設備的核心芯片關鍵器件，包含高端數(shù)字芯片（FPGA、CPU、交換芯片、存儲芯片等）、射頻/數(shù)?；旌闲酒üΨ拧⑹瞻l(fā)信機、ADC/DAC、時鐘、鎖相環(huán)等）、通信專用芯片IP（CPU/DSP IP核）、高速連接器等。

對于新一代網(wǎng)絡，核心芯片關鍵器件主要包含核心硅基光收發(fā)芯片（800G/1T/2Tbps）、模數(shù)/數(shù)模轉換芯片（ADC/DAC）（128Gbps以上）、數(shù)字信號處理器（DSP）芯片（800G/1T/2Tbps）、光傳送網(wǎng)（OTN）Framer芯片（800G/1T/2Tbps）、大容量IP交換芯片、網(wǎng)絡人工智能芯片、光線路終端（OLT）芯片、波長選擇開關（WSS）、集成可調激光器產(chǎn)品、網(wǎng)絡處理器（單端口1T、容量10T及以上）等關鍵零部件、海底光纜及中繼器等。

對于衛(wèi)星通信，星上大功率高頻段功放、抗輻照光電器件、抗輻照毫米波器件和數(shù)字處理器件等是其特有需求。

4. 關鍵材料

除通信系統(tǒng)設備制造中需要用到的常規(guī)材料外，還涉及以下關鍵材料：高速PCB基礎原材料，光纖光纜制造所需的高純氦氣、芳綸等原材料。對于核心芯片和關鍵部件開發(fā)需要的關鍵材料，如高頻功放、濾波器等器件用到的關鍵材料，此處不再贅述。

5. 基礎軟件、關鍵制造及檢測裝備

通信設備實時操作系統(tǒng)及軟件開發(fā)環(huán)境、通信設備設計仿真所需的EDA工具，包括芯片設計的綜合、仿真、版圖、分析工具、網(wǎng)絡設計與仿真軟件、模擬電路設計與仿真軟件、光器件的設計仿真軟件，以及PCB設計及仿真軟件、芯片制造和設備制造相關工業(yè)控制軟件等。通信設備研制所需矢量網(wǎng)絡分析儀、頻譜儀、信號源、信道仿真儀、基站測試儀、綜測儀、終端模擬器、光網(wǎng)絡OTN分析儀、以太網(wǎng)測試儀、相干光調制分析儀、高速示波器、高速網(wǎng)絡分析儀、相干時域光反射儀等。衛(wèi)星通信專用測試儀器儀表。

戰(zhàn)略支撐與保障

1. 強化組織領導和組織保障

建議成立多部委聯(lián)合的通信設備產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展頂層規(guī)劃和多行業(yè)協(xié)同領導小組，負責通信設備產(chǎn)業(yè)與集成電路產(chǎn)業(yè)、高端儀器儀表產(chǎn)業(yè)、基礎軟件產(chǎn)業(yè)、基礎原材料產(chǎn)業(yè)等相關產(chǎn)業(yè)在總體目標與實現(xiàn)路徑的規(guī)劃和協(xié)同指導。成立通信設備產(chǎn)業(yè)發(fā)展咨詢專家組，為該領域和高度相關跨領域的重大公共技術和產(chǎn)業(yè)方向提供咨詢指導。

2. 持續(xù)優(yōu)化創(chuàng)新環(huán)境和機制

通過降費減（退）稅等手段支持通信設備產(chǎn)業(yè)在新技術、新產(chǎn)品、新服務方面的創(chuàng)新。鼓勵信息通信產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)間、企業(yè)與政府間，以及行業(yè)市場之間的協(xié)同合作。不鼓勵“價低者得”“多輪競標”等招標方式，保證設備商合理利潤以持續(xù)投入核心技術研究，逐步扭轉我國通信設備廠家凈利潤率偏低（且呈下降趨勢）、惡性競爭的局面。加大知識產(chǎn)權申請和保護的力度，力爭占領通信設備領域技術標準和專利的制高點。統(tǒng)籌考慮頻譜規(guī)劃與分配，針對5G及未來6G服務于行業(yè)的頻譜規(guī)劃，進一步探索管理和應用模式。

3. 繼續(xù)堅持“走出去”戰(zhàn)略

落實“一帶一路”倡議，探索“資本+產(chǎn)業(yè)”“建設+運營服務”的“走出去”新模式，建議建立部際協(xié)調機制并設立“走出去”專項基金，推動我國信息通信設備產(chǎn)業(yè)“走出去”，打造信息通信絲綢之路。

技術路線圖

通信設備產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術路線圖如圖1-2所示。