物联网专题报告:5G的黄金搭档,WiFi6开启行业新周期

物联网专题报告:5G的黄金搭档,WiFi6开启行业新周期

一、Wi-Fi 技术全面升级,量变带来质变

1.1 几十余年历史演进,新标准开启新时代

WLAN 的全称是Wireless Local Area Network,中文是无线局域网。WLAN 的定义分为两种:广义上讲 WLAN 是以各种无线电波(如激光、红外线等) 的无线信道来代替有线局域网中的部分或全部传输介质所构成的网络。狭义定义是基于 IEEE 802.11 系列标准,利用高频无线射频(如 2.4GHz 或5GHz 频段的无线电磁波)作为传输介质的无线局域网。在 WLAN 发展历程中,一度涌现很多技术和协议,如 IrDA、Blue Tooth 和 HyperLAN2 等。但发展至今,在 WLAN 领域被大规模推广和商用的是 IEEE 802.11 系列标准协议,WLAN 因此被定义成基于 IEEE 802.11 标准协议的无线局域网。

1997 年,全球最大的专业学术组织电气电子工程师协会(IEEE)推出世界上第一个无线局域网标准 IEEE802.11,工作频段为 2.4GHz,数据传输速率为 2Mbit/s,实现无线上网,上网不再受到网线束缚。为满足日益增长的无线上网需求,802.11a,802.11b,802.11g,802.11n,802.11ac 等标准先后推出。2018 年 10 月,全球权威的 Wi-Fi 产业组织 Wi-Fi 联盟重新定义 Wi-Fi 标准,并提出新的换代术语,下一代 Wi-Fi 技术 802.11ax 更名为Wi-Fi 6, 并将前两代技术 802.11n 和 802.11ac 分别更名为 Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5。2019 年 9 月,Wi-Fi 联盟在官网宣布,Wi-Fi 6 认证计划正式启动。“Wi-Fi+数字”的命名方式,与 3G、4G、5G 一样简洁,更容易为普通用户接受。另外,选择新一代命名方法也是为了更好地突出 Wi-Fi 技术的重大进步。

相比于前代标准而言,Wi-Fi 6 的技术升级是全方位的。Wi-Fi 6 引入多个新技术,让无线网络的通信质量、传输效率、能耗表现和物联网优化都有所提升。Wi-Fi 6 同时适用于 2.4G 与 5G 频段,多频段收发减少一边网络拥堵一边闲置的情形。同时,Wi-Fi 6 增强至 1024-QAM 的调制方式让数据的收发过程更加紧密,同样的信号下可以传输更多的信息量,相比 Wi-Fi 5 的 256-QAM 最大可有 25%的速度提升。

由于技术门槛和价格限制,市场推出支持 Wi-Fi 6 的新产品较少,但是成本价格降低后,Wi-Fi 6 将会大规模流行,根据 Intel 预测,到 2022 年,市面上将有 56%的产品支持Wi-Fi 6。3 年内,企业网络互联标准会从 Wi-Fi 5 提高至 Wi-Fi 6。目前,支持 Wi-Fi 6 终端设备仅限于几款笔记本电脑和旗舰级手机:iPhone 11 系列、Galaxy S10 系列、Galaxy S20 系列、Galaxy Note 10 系列、小米 10 系列、中兴 Axon 10s Pro、黑鲨 3 系列、iQOO 3 等。路由器方面,华为、小米、TP-LINK 等都开售 Wi-Fi 6 路由器,价格普遍较高。

2020 年 2 月 13 日,小米召开春节后第一场线上发布会,同时发布小米 10 新机、部分手机配件和旗下首款 Wi-Fi 6 路由器。小米 AIoT 路由器AX3600 的发布标志着小米成为首个完成从手机终端到路由器终端对 Wi-Fi 6 技术全面支持的品牌。Wi-Fi 6 路由器进入低价时代,有望带动 Wi-Fi 6 产品渗透率的加速提升。AX3600(Wi-Fi 6)和 AC1200(Wi-Fi 5)相比,传输速率、带机量、数据延迟和信号覆盖方面都有很大的提升,在多终端设备同时连接时提升效果更加明显。

1.2 技术全面升级:整体增效、智能降耗

目前 Wi-Fi 6 的优势主要表现在更高的网络传输速率与更低的延迟、更大的带机量、降低丢包率以及延长电池寿命等方面,而这些优势通过 Wi-Fi 6 新引入的技术来实现。相比前几代,Wi-Fi 6 主要增加 OFDMA(正交频分多址)、MU-MIMO(多用户-多输入多输出)和 TWT(目标唤醒时间)等技术。不同于之前几代协议,Wi-Fi 6 不再片面关注协议的极限聚合吞吐性能, 将着重提升能够反馈真实用户提升的性能参数,例如平均用户性能、整网性能、服务质量(QOs)等。

在《2019 年智能硬件质量报告》中 Wi-Fi 6 路由器评测部分,中国移动分别选取华硕 AX88U 和 AC1900P 以及网件 AX6000M 和 AC3200M 共四款无线路由器进行对比,其中华硕 AX88U 与网件 AX6000M 支持最新 Wi-Fi 6 标准,另两款则为 Wi-Fi 5 标准。本次评测包括距离/速率、干扰环境吞吐和时延三大测试模块,并且分别针对单个用户、5 个用户和 10 个用户进行测试, 最大限度模拟用户日常生活中的使用场景。

测试结果显示,Wi-Fi 6 路由器在传输速率、时延方面均有大幅性能提升,并且随着用户数量提升变得愈发明显。传输速率方面,在 2.4G 频段下 Wi-Fi 6 产品在近点各场景单用户吞吐性能综合提升 12%以上,多用户提升 44%以上;在 5G 频段下 Wi-Fi 6 产品在近点各场景单用户吞吐性能综合提升 29% 以上,多用户提升 47%以上。时延方面,在 5G 频段单用户时延降低 55%以上(5ms 以上),多用户时延降低 26%以上,其中 5 用户降低 57ms 以上, 10 用户降低 127ms 以上。

1.2.1 OFDMA:细分信道提高并发效率

不同于 Wi-Fi 5 采用 OFDM(正交频分复用技术),Wi-Fi 6 借用蜂窝网络采用的是 OFDMA。使用 OFDMA,多个终端可以同时并行传输,不必排队等待、相互竞争,从而提升效率和降低时延。举个例子,原来一个时间段只能有一个载波去传输一个数据包,采用 OFDMA 后就相当于在一个时间段可以有多个载波同时传输多个数据包。用卡车来货解释这个技术更加直观: OFDM 方案是为每一个客户发一次货车。不管货物多少,来一单发一趟,这样不免会有货车空载现象;OFDMA 方案会将多个订单合在一起发货,让卡车尽量满载上路,运输效率大大提升。

1.2.2 MU-MIMO:使用不同空间流提高吞吐量

MU-MIMO 技术支持 8 个终端上行/下行 MU-MIMO。原来路由器支持 4×4MU-MIMO,可以把它想象成 4 条天线同时对设备发送数据,但是由于体积原因,大多数移动设备通常只设计一或两条接收天线(2×2MIMO Wi-Fi)。所以在 SU-MIMO 模式下,只能同时给一个设备传送数据。路由器和设备间的传输会造成信道的浪费。而 Wi-Fi 6 MU-MIMO 支持数据上行和下行。相比Wi-Fi 中最大的 4×4 MU-MIMO 规格,Wi-Fi 6 拥有 8×8 MU-MIMO,最多可以同时支持向 8 个终端传输数据。

Wi-Fi 6 下 OFDMA 和 MU-MIMO 呈现出一种互补关系,效果可以叠加。OFDMA 适用于小数据包的并行传输提高信道利用率和传输效率。而 MU- MIMO 则适用于大数据包的并行传输,提高单用户的有效带宽,同样能减少时延。OFDMA 和 MU-MIMO 作为 Wi-Fi 6 的核心技术,通过分别在频率空间和物理空间上提供多路并发技术,带来了网络性能与速度的极大提升,全面优化用户体验。

1.2.3 TWT:接入终端功耗更节能

TWT 机制让慢速设备不再长时间占用带宽。通过 TWT 技术,路由器可以统一调度无线终端休眠和数据传输的时间,这样不仅可以让路由器主动调节设备发送与接收数据的时机,减少多设备无序争抢信道的情况,也可以将无线终端根据实际需求分组到不同的 TWT 周期,增加设备睡眠时间,从而提升设备的续航以及电池寿命。

TWT 机制主要针对智能家居应用场景。在万物互联时代,路由器连接不仅有像手机,笔记本等对网络需求较高的终端,也有各种对带宽要求不高的智能家居设备。这些设备一定程度上会影响网络状态,特别是在进行传输数据时会拖慢网络的响应速度。Wi-Fi 6 的 TWT 机制专门针对类似智能家居这样的低速设备而设置的。例如配置 2.4GHz 频段、20MHz 频带的 Wi-Fi 设备。路由器会自动生成一个数据交换用的唤醒时间,在网络数据传输不高的时段去依次唤醒这些低速设备进行数据交换,这样就可以有效避免网络拥堵,这也是一种优化网络带宽利用率的技术手段。

二、Wi-Fi 6 布局正当时,下游应用蓄势待发

2.1 网络基础设施完备,Wi-Fi 6 部署正当时

我国宽带网络加速进入以 5G、千兆宽带为代表的超高速率时代,宽带应用也从消费环节向生产环节、从虚拟领域向实体领域拓展,开启万物互联的新时代。经过长期建设,我国省际与省内干线网络的网络架构布局基本完善,截至 2019H1,我国光缆总里程数达 4,546 万公里,同比增长 13%,保持较快增长态势;全国行政村光纤通达率和 4G 通达率均超过 98%;固定宽带网络光纤化进程持续加速,我国光纤宽带用户达 3.96 亿户,在固定宽带用户总数中占比超过 91%,远高于 OECD 国家 26%的平均水平,稳居全球首位。

网络性能和用户体验明显改善,网速大幅提升、资费大幅下降。截至2019Q1,我国固定带宽网络平均可用下载速率同比增长 55.5%;我国移动宽带用户使用 4G 网络访问互联网时的平均下载速率同比增长 20.4%。2019H1 我国带宽月户均支出为 35.9 元,较 2014 年下降 32.9%。

固定宽带 100M 接入速率成为主流,使用高带宽产品的用户占比不断提高。固定宽带接入用户持续向高速率迁移,百兆以上宽带用户占比稳步提升。截至 2019 年 6 月,100M 以上宽带接入用户总数占互联网宽带接入用户总数的比例为 77.1%。截至 2019H1,我国固定宽带用户达 4.35 亿,同比增长15.1%;我国固定宽带家庭普及率为 86.1%,固定宽带人口普及率提升至31.1%,首次超过 OECD 国家平均水平。

建站成本来看,Wi-Fi 6 部署成本相对于 5G 基站非常低。5G 基站包括CU、DU 和 AAU 单元,目前 CU 正在推动采用通用服务器结合软件定义的虚拟网元的方式来部署,DU 单元不可避免使用 FPGA 芯片,未来 DU 单元功能标准化后可采用 ASIC 芯片,AAU 单元包括大规模有源天线和物理层功能,除了这三个单元之外还需要前传和中传连接的光纤资源,建站部署成本很高;相比而言,整套 Wi-Fi 6 芯片都是 ASIC 芯片,成本低于 FPGA 芯 片;光纤入户或者进入企业后,只需要购买整机 Wi-Fi 6 AP 即可实现部署, 成本相对基站而言非常低廉。

2.2 下游应用刚起步,未来成长仍可期

Wi-Fi 6 主要适合三类应用场景:(1)有大量并发流量的场景,特别是有大量上行流量需求的应用,例如智慧教学的大量视频点播,无线办公的文件传输业务,家庭内多终端视频播放。(2)有低时延传输要求的场景,例如生产现场的机器控制,AR/VR 的传输等。(3)低功耗低成本 M2M 的局域应用,主要是智能家居,智能建筑场景内的控制、监控需求。

随着 5G 手机出货量增加,物联网设备及终端市场规模也呈现爆发式增长。物联网概念在 2008 年前后得到全球各国的广泛研究,随着通信标准的落地、云计算技术的发展,物联网已从最初的导入期发展至现在的成长期。据Gartner,预计 2020 年全球联网设备数量将达 204.12 亿台,物联网终端市场规模将达到 2.93 万亿美元,保持年均 25-30%的高速增长。根据工信部, 2016 年我国物联网产业规模达到 9,300 亿元,预计未来几年仍将保持 20%-30%左右的高年均增速,2020 年全国物联网产业市场规模将突破 1.5 万亿元。

2.2.1 企业级服务有望率先受益

随着厂商和客户开始采用最新的 Wi-Fi 标准,企业 WLAN 市场开始转型。IDC 在 2019Q3 跟踪 Wi-Fi 6 的首次发货情况,其中很多用于企业和物联网等用途。网络质量需求较高的行业对 Wi-Fi 6 产品持有较高的认可度,目前政府、互联网、教育和服务成为拉动网络市场增量的主要行业。根据 IDC, 2019Q3 全球企业级 WLAN 市场中,Wi-Fi 5 出货量占比 84.8%,出货收入占比 86.2%,Wi-Fi 6 产品出货量占比 3.1%,出货收入占比 6.1%。消费者WLAN 市场中,Wi-Fi 5 出货量占比 57%,出货收入占比 78.1%,Wi-Fi 4 出货量占比 42.8%,出货收入占比 20.8%。

在密集商业环境、高铁、企业和工业生产等场景,Wi-Fi 6 能够支持更多终端同时使用并能提供更安全稳定、传输速率更快、时延更低、性价比更高的网络体验。Wi-Fi 6 的大带宽、低时延功能将应用场景从企业办公网扩展到工业生产场景,如:保障工厂 AGV 的无缝漫游、支持工业相机实时视频采集等, 而且设备可以通过外置的插卡方式支持更多物联网协议连接,实现物联网与Wi-Fi 合一,节约成本。教育行业占据 Wi-Fi 6 绝大部分市场高校的设备升级以满足智慧校园,网络课堂等迫切需要解决时延痛点的需求,暑假假期的有利改造周期均为教育行业的市场驱动力。

我国物联网市场快速发展,2009 年物联网被列入国家五大新兴战略性产业之一。2017 年 1 月,国家工信部发布《物联网发展规划(2016-2020 年)》, 提出到 2020 年,具有国际竞争力的物联网产业体系基本形成,包含感知制造、网络传输、智能信息服务在内的总体产业规模突破 1.5 万亿元,智能信息服务的比重大幅提升。

2.2.2 消费级服务受益指日可待

近年会有更多人购买支持 5G 网络的手机,但是对于家庭网络,Wi-Fi 才是主流技术,但是目前家庭 Wi-Fi 方案还不能完全满足家庭网络的需求,存在性能、管理和维护的相关问题。当前家庭宽带网络中仅有 15%真正具备200M Wi-Fi 承载能力,Wi-Fi 网络已经成为宽带提速的瓶颈。中国运营商统计数据显示,30-50%的家庭网络问题是由 Wi-Fi 故障引起的。这些问题主要是由于 Wi-Fi 网关规格落后、速率低、穿墙后信号衰减大,邻居 Wi-Fi 干扰严重拥塞所导致。

全面技术升级,Wi-Fi 6 有望打开新市场。4K 视频流、VR/AR 流对带宽和时延十分敏感。VR/AR 的带宽要求在 100Mbps 以上,4K 的带宽要求在50Mbps 以上。Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5 网络虽然也能提供大带宽能力,但是随着接入密度的不断上升,吞吐量性能遇到瓶颈。Wi-Fi 6 网络通过 OFDMA、MU-MIMO、1024QAM 等技术使这些服务更可靠,不但支持接入更多的客户端同时还能均衡每用户带宽。考虑实际网络环境影响,Wi-Fi 6 能与 5G 实际商用测试的数百 Mbps 到 1Gbps 以上速率相当,完全可以满足 VR/AR、4K/8K 等对高带宽的需求场景中。

未来,Wi-Fi 6 将助力智能家居连接。各种智能家居设备数量众多,分布广泛,都会耗费一定流量,对家庭联网方案在支持的节点数量和网络覆盖能力等方面提出新的要求,而高质量的 Wi-Fi 6 正是家庭用网连接的选择。家庭终端 Wi-Fi 6 百花齐放,小米、华为、TP-Link 等纷纷推出新品。运营商市场,中国移动等纷纷推进新型智能家庭终端,打造千兆家庭宽带体验。随着相应终端的规模出货,芯片、模组、千兆路由器将进一步降价,未来 2-3年,Wi-Fi 6 有望迅速普及,成为主流。

三、行业看点:不可替代、新周期开启、物联网应用爆发

3.1 5G 来临之际,并非 Wi-Fi 退出之时

2019 年是 5G 商用元年,也是 Wi-Fi 6 商用元年,关于 Wi-Fi 6 和 5G 等争论将愈演愈烈。有观点认为 5G 可以取代 Wi-Fi,5G 来临之际,或许是 Wi-Fi 退出之时。这并非新颖话题,早在 2G 时代就出现 Wi-Fi 被替代的观点,4G 时代无限流量套餐更是引起 4G 将代替 Wi-Fi 的猜测。

5G 和 Wi-Fi 6 有各自的使用场景和适用对象。Wi-Fi 6 和 5G 都有其优缺点:

5G 在很长一段时间里是很难做到统一收费,不限量、不限速且基站充足网络不拥挤;Wi-Fi 6 能有效为运营商网络分流,未来万物互联的大流量时代,在固定费用下 Wi-Fi 将能承担室内大流量的消耗,可以为用户节省移动流量费用;走到室外,独立的 Wi-Fi 难以保持连接的连续性,5G 网络优势凸显。

汇总 ITU 给出的 5G 需求规格,以及 802.11ax 的性能参数,可以看到 Wi-Fi 6 在部分特性规格上已经达到 5G 的规划需求,特别是在高密度场景的区域业务性能密度上,远远超出 ITU 对 5G 的要求。相比 WiFi,5G 在移动性上明显优势,在室外高速场景下有突出优势。

目前 Wi-Fi 仍是主流连接方式,Wi-Fi 等固定带宽网络承载流量占比将高于基站蜂窝网络传输。对于家庭用户,利用 Wi-Fi 来承担大部分的日常流量减少5G 流量消耗支出仍很好的选择。目前移动设备联网流量的 Wi-Fi 占比有所降低,但是 Wi-Fi 仍然是主流连接方式。2016 年 10 月 Wi-Fi 在移动设备联网中占比高达 71.87%,到 2019 年 9 月比例降低至 53.9%,随着 Wi-Fi 6 产品的出货量增加,Wi-Fi 在移动设备联网中占比开始提升,到 2020 年 1 月占比超过 60%。由于大量移动联网设备的使用场景是家庭、办公区域等室内环境,因此可以预测 Wi-Fi 等固定带宽网络承载流量占比将高于基站蜂窝网络传输。根据思科,到 2022 年全球移动设备产生的网络流量中有 59%是非移动网络承载,5G 时代将有 71%的移动流量通过 Wi-Fi、小基站等网络承载。

对于运营商来说,固定宽带成为移动宽带的“护城河”,Wi-Fi 还是运营商服务不可或缺的一部分。由于家庭宽带被与越来越多的业务绑定在一起,提升家宽质量还有助于提升自己的市场竞争力。对于运营商,设置 5G 移动+固网宽带融合套餐,既能为电信运营商带来高值用户,亦能加强对用户的捆绑。继续利用 Wi-Fi 6 分担 5G 通信网络的负担,可以降低 5G 基站建设耗费节省成本。工信部携号转网政策施行加剧了运营商之间的竞争,而融合套餐比例越高的运营商往往离网率越低。据此前的试点省份数据显示,65%的携转用户流向省内的家庭宽带优势运营商,固定宽带成为移动宽带的“护城河”;携转用户调研结果显示,除价格因素外,宽带体验、视频体验成为用户携转方向选择的关键因素。

3.2 Wi-Fi 6 开启行业新周期,行业马太效应凸显

全球各地市场需求呈现疲软状态,2019Q3 WLAN 市场出现下滑。根据Dell'Oro Group,由于地缘政治和宏观经济的不确定性正在影响企业的短期支出,全球各个地区的市场需求都呈现疲软状态,2019Q3 WLAN 市场全球收入相较去年同期下降 2%。根据 IDC 全球 WLAN 季度追踪报告显示, 2019Q3 消费者和企业全球 WLAN 市场总体同比减少 3.6%,全球收入为 38 亿美元。其中,企业部门该季度同比减少 1.1%至 16.2 亿美元。同时,消费者 WLAN 市场同比减少 5.3%至 21.8 亿美元。全球 WLAN 市场需求疲软, 但是中国市场 WLAN 增速持续高于全球水平,2018 年仍保持两位数增长。

WLAN 市场竞争格局较为集中,行业发展马太效应明显。2019Q3 在全球WLAN 市场中,前五大厂商的市场份额超过 75%,在中国 WLAN 市场中, 前五大厂商的市场份额超过 90%。思科目前是全球最大的 WLAN 设备供应商,市占率为 44.2%,紧随其后的是 HPE/ Abruba、Ubiquiti、华为、ARRIS,市占率分别为 14.1%、7.1%、5.4%、5.2%。在中国 WLAN 市场, 市场份额向新华三、锐捷网络、华为、信锐技术等头部厂商集中。

2019H1 中国网络市场规模为 268 亿元,增长态势放缓(同比增长 3.2%),交换机和路由器市场规模相当,二者合计占据超过 230 亿元的市场份额(接近 90%),WLAN 的市场规模较小(不到 30 亿元)。WLAN 增速快于交换机和路由器(交换机:2.3%,路由器:3.6%,WLAN:5.7%)。无线市场中各厂商竞争激烈,主流厂商均已发布 Wi-Fi 6 产品并在多个行业落地。2019 年Wi-Fi 6 进入市场,开始抢夺部分 Wi-Fi 5 产品的出货量份额。

根据 Wi-Fi 4 和 5 在中国的发展历程我们可以推测 Wi-Fi 6 的推出对于行业及公司的影响。2014 年 Wi-Fi 5 问世到 2019 年 Wi-Fi 6 问世,Wi-Fi 市场周期大约为 5 年。2015 年 Wi-Fi 5 达到 512%的爆发式增长,随后从 2015 年到2019 年保持着 40%以上的年均复合增长率,支撑 WLAN 行业的发展,2016 年开始 Wi-Fi 5 的市场份额开始超过 Wi-Fi 4,Wi-Fi 5 的普及推动中国网络市场规模的增长,尤其是 WLAN 设备的增长。2019 年 Wi-Fi 5 开始增速放缓, 暗示新产品在迭代,2020 年是 Wi-Fi 6 进军市场完整一年,预计 WLAN 设备行业景气度重启,开始正向 Wi-Fi 6 转变。

2019 年是 Wi-Fi 6 的导入期,2020 年将是 Wi-Fi 6 高速增长期,开始逐步替代处于成熟期的 Wi-Fi 5 和处于衰退期的 Wi-Fi 4 产品,2022 年市场份额超过 Wi-Fi 5。2015-2016 年,Wi-Fi 5 经历快速成长期时,紫光股份、星网锐捷、天邑股份的营业收入增速明显提升。2016 年,紫光股份实现营业收入277.10 亿元,同比增长 107.56%,实现净利润 8.15 亿元,同比增长435.52%。预计经历 2019 年行业低谷期后,行业内公司业绩将企稳回升。

3.3 物联网产业爆发前夜,Wi-Fi 产业迎发展机遇

前 20 年物联网产业主要发力芯片和元器件硬件,近几年云与互联网巨头开始发力物联网平台,为下游物联网应用的规模化发展奠定基础,2020 年或将成为物联网应用爆发元年。根据思科,未来几年 M2M(机器联网)终端数量将持续快速增长,在 M2M 应用中,家庭与工作场所的联网设备占据 70%以上份额,并保持快速增长;在医疗、市政、车联网等领域,M2M 应用增长也较快。考虑到 PC、IOT 等终端成本要求,目前只有少部分的 PC,M2M 设备是通过 4G 网络进行联网。未来笔记本无线接入依然以 Wi-Fi 为主,除有 NB 覆盖需求以及移动性需求的广域 M2M 终端外,绝大部分 M2M 以局域无线方式接入互联网。根据 Machina Research 预测,到 2025 年,所有物联网连接中的 72%将使用 WiFi 和 Zigbee 等短距离传输技术。

2018 年 Wi-Fi 新标准提出,2019 年是Wi-Fi 6 商用元年,2020 年将是 Wi-Fi6 加速发展的一年,Wi-Fi 6 技术的成熟有望带动产业链新一轮更新换代,建议关注 Wi-Fi 6 产业链投资机会。Wi-Fi 产业链包括“芯片、模组、代工、设备、终端”等模块,产业链价值主要在设备和芯片两端。类似 5G 发展路径, 网络基础设施先行,发展到终端支持 WiFi 6 才有意义。目前全球范围内,芯片市场由于行业准入标准,份额集中在高通、博通等美国厂商;WLAN 设备市场,思科占据主流市场。在中国大陆,主要厂商为新华三、星网锐捷和华为。

根据 IDC,2018 年全球 Wi-Fi 芯片出货接近 30 多亿,其中 49%的 Wi-Fi 芯片供给手机,其他来自各种联网设备。2019 年全球 Wi-Fi 6 芯片出货量约 3 亿套,2020 年 Wi-Fi 6 的终端装置出货量将高达 16 亿,主要来自于AP 与智慧手机,2022 年将有望超过 22 亿套,大幅超越 5G 基带芯片出货的规模。

根据 Dell'Oro 公司预测,2019 年,全球 Wi-Fi 6 市场在 2019 年前 3 季度整体收入同比爆发式增加,是 2018 年的 30 倍,同时 Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5 市场小幅下滑,Wi-Fi 6 AP 占室内 AP 市场出货量的 10%。从 2020 年开始 Wi- Fi 6 市场占有率将明显增长,随着 Wi-Fi 6 芯片的成熟及支持 Wi-Fi 6 终端的日益普及,Wi-Fi 6 将成为市场的主流,预计到 2020 年,Wi-Fi 6 设备销量将占 Wi-Fi 总市场的三分之一,到 2023 年,预计支持 Wi-Fi 6 的企业级室内 AP 出货量将达到 30M Units, 占全球企业级室内 AP 出货量的90%。

四、主要公司情况

4.1 乐鑫科技:专注于 Wi-Fi MCU 的市场领先者

公司成立于 2008 年,一直从事物联网 Wi-Fi MCU 通信芯片及模组的研发、设计及销售。2019 年 7 月,公司在科创板上市,公司的主营业务包括芯片和模组,根据 2019 年年报,芯片和模组占比约为 69%和 31%。公司主要产品为物联网 Wi-Fi MCU 通信芯片及模组,主要包括 ESP8089、ESP8266、ESP32 系列芯片及模组。2013 年,ESP8089 系列芯片正式发布,是公司开发的首款 Wi-Fi 系统级芯片,主要应用于平板电脑和机顶盒。近几年,公司保持高速增长,根据公司 2019 年年报,2019 年公司实现营业总收入 7.57 亿元,同比去年 59.49%,净利润为 1.59 亿元,同比去年 68.83%。销售14,352.09 万颗芯片和模组,同比增长 79.44%。

公司在物联网 Wi-Fi MCU 通信芯片领域市场领先。根据 TSR,公司是物联网Wi-Fi MCU 芯片领域的主要供应商之一,具有较强的进口替代实力和国际市场竞争力。2016 年公司产品销量占全球物联网 Wi-Fi MCU 市场份额在 10-30%之间,2017 年和 2018 年市场份额保持在 30%左右,2019 年市场份额预计保持在 30%左右,高于其他同行业公司,连续三年排名第一。

公司重视研发,技术来源均为自主研发。公司在芯片设计、人工智能、射 频、设备控制、处理器、数据传输等方面均拥有自主研发的核心技术。截止2019 年 12 月 31 日,公司共累计取得专利数 66 项,其中发明专利 29 项。2019 年公司研发投入为 1.20 亿元,占营业收入 15.81%,基本与上年持平, 公司研发人员 246 人,占员工总数达 71.30%,硕士学历占比高。

4.2 紫光股份:云网端全产业链发展的 ICT 设备巨头

公司的前身是清华大学下属紫光集团的核心业务部门,1999 年由紫光集团发起成立,同年在深交所上市。公司的实际控制人是清华控股,最终的实际控制人是教育部,2016 年公司完成新华三等公司的并购重组,成为紫光集团从“芯”到“云”战略的重要平台。公司的主营业务主要包括信息电子类产品、IT 服务,其中信息电子类产品贡献收入较多,但是近年来 IT 服务占比有所提升,2018 年信息电子类业务占比 56.2%,IT 服务业务占比 40.5%。目前,公司聚焦 IT 服务领域,着力打造“云—网—端”产业链。2019Q3,公司营业收入达到 379.55 亿元,同比增长 10.20%;实现归母净利润 12.42 亿元,同比增长 6.87%。

公司交换机、路由器、WLAN 产品的市场占有率领先。公司在 2003 年发布第一款无线 AP WA1208E,2017 年推出全球首款 802.11ax AP WA6528, 率先发布 Wi-Fi 6 系列产品,持续在教育、运营商等市场获得规模突破,并以最大份额中标部分运营商 2019 年 WLAN 设备集采项目。根据 IDC,2018 年,公司 H3C 品牌产品在国内企业级市场中,交换机、路由器、WLAN 产品的市场占有率分别为 33.2%、27.2%、31.1%,位居市场前列。紫光旗下新华三集团以 31.2%的份额高居 2019 年Q1-Q3 中国企业级 WLAN 市场第一,继 2009 年到 2018 年连续十年蝉联市场占有率第一后继续领跑。

4.3 星网锐捷:国内领先的 ICT 应用方案提供商

公司成立于 1996 年,2010 年在深交所上市。公司是国内领先的 ICT 应用方案提供商,在网络通讯、交换机、云计算终端(瘦客户机)、支付终端、桌面云、无线接入、宽带接入、融合视讯、视频信息应用等领域具有领先优势, 并成功进军欧洲、美洲、非洲、大洋洲等近百个国家和地区。根据 2019 年中报,公司企业级网络、通讯产品、网络终端、视频信息应用和其他收入占比分别为 47.4%、19.2%、17.3%、2.6%和 13.5%。根据公司 2020 年 02 月28 日披露年报业绩快报,2019 年公司实现营业总收入 92.72 亿元,同比增长 1.53%,净利润为 6.11 亿元,同比增长 5.13%。

公司是企业级网络设备领军公司,有望率先受益于 Wi-Fi 渗透率提升带来的企业网络建设和改造。自 2018 年 4 月锐捷率先推出业界首款 Wi-Fi 6 无线AP,到 2019 年 9 月发布全场景 Wi-Fi 6 系列 10 款产品。根据 IDC 发布,锐捷网络在 Wi-Fi 6 品类市场占有率达到 40.66%,排名第一。目前,锐捷 Wi- Fi 6 无线 AP 产品已广泛应用于政府、金融、互联网、交通、教育、医疗、运营商、建筑等领域,助力各行各业数字化转型。其中包括东北大学、南通大学、上海闵行区教育局、江苏银行等在内的 500 多家客户。

4.4 天邑股份:5G 和 Wi-Fi 6 积极布局者

公司成立于 2001 年,2018 年在深交所上市。公司是光通信及无线通信领域产品及服务的综合供应商,产品及服务广泛运用于通信网络中的接入网系 统,主要产品包括运用于宽带接入的 PON 终端设备、IPTV 机顶盒、宽带融合终端产品,运用于通信网络物理连接与保护的光纤活动连接器、光分路器等产品,运用于移动通信网络优化的直放站、无源器件、天线等产品和工程解决方案。公司营业收入主要来源于宽带网络终端设备,其次是网络通信物理连接及保护设备,二者占营业收入的超过 96%。

由于 Wi-Fi 6 等新产品未形成规模收入,2019 年公司业绩有所下降,新产品对公司业绩的拉动作用还有待其出货规模进一步扩大。根据业绩快报,2019 年公司实现营业收入 21.39 亿元,较上年同期下降 22.93%;归母净利润1.07 亿元,较上年同期下降 29.54%。公司传统宽带网络终端设备产品价格有所下降,公司 WiFi6 路由器和 10G PON 智能网关等新产品暂未形成规模收入,公司整体销售收入有所下降。同时,公司大幅增加对新技术、新产品的研发投入,研发费用较上年同期增长约 30%。新研发的 Wi-Fi 6 路由器和10G PON 智能网关等新产品已开始批量生产,目前处于市场前列。

公司积极布局 Wi-Fi 6,将充分受益于 Wi-Fi 的换代升级。公司于 2018 年开始对路由器产品进行研发,2019 年下半年实现 Wi-Fi 6 路由器的批量出货, 目前已向市场推出 TY-300、TY-400 两种型号的 Wi-Fi 6 产品,另外两款其他型号的产品也已进入投标中,公司 Wi-Fi 6 产品在国内的客户为中国电信, 中国移动、中国联通和海外客户也在拓展中。

五、投资建议

WLAN 被定义成基于 IEEE 802.11 标准协议的无线局域网,因为在 WLAN 领域,IEEE 802.11 系列标准协议被大规模推广和商用。1997 年,世界第一个无线局域网标准 IEEE 802.11 推出,为满足日益增长的无线上网需求, 802.11a,802.11b 等标准先后推出。2018 年 10 月,Wi-Fi 联盟重新定义Wi-Fi 标准,下一代 Wi-Fi 技术 802.11ax 更名为 Wi-Fi 6。相比于前代标准而言,Wi-Fi 6 进行全方位技术升级。Wi-Fi 6 引入 OFDMA、MU-MIMO、TWT 等技术,让无线网络的通信质量、传输效率、能耗表现和物联网优化都有所提升。

网络基础设施完备,Wi-Fi 6 部署正当时。我国光纤宽带用户达 3.96 亿户, 在固定宽带用户总数中占比超过 91%,远高于 OECD 国家 26%的平均水平,稳居全球首位。我国固定宽带家庭普及率为 86.1%,固定宽带人口普及率提升至 31.1%,首次超过 OECD 国家平均水平。目前 WLAN 市场正在经历向 Wi-Fi 6 的转变,企业级服务率先转型。Wi-Fi 是当今家庭网络采用的主流技术,但是存在性能、管理和维护相关问题。运营商纷纷推进新型智能家庭终端,打造千兆家庭宽带体验。随着相应终端的规模出货,芯片、模组、千兆路由器将进一步降价,未来 2-3 年,Wi-Fi 6 有望迅速普及成为主流。

(1)5G 来临之际,并非 Wi-Fi 退出之时。5G 和 Wi-Fi 6 有各自的使用场景和适用对象,各有优缺点,5G 主外,Wi-Fi 6 主内,优势互补,共建万物互联新生态。(2)2019H1 中国网络市场规模为 268 亿元,增长态势放缓,其中交换机和路由器市场规模相当,二者市场规模接近 90%,WLAN 市场规模较小增速较快。2020 年将是 Wi-Fi 6 高速增长期,类比 Wi-Fi 5 推出时行业内公司的业绩增长情况,行业内公司业绩将企稳回升。(3)物联网产业爆发前夜,Wi-Fi 产业迎发展机遇。未来几年机器联网终端数量将持续快速增长, 可以预测未来大部分 M2M 将以局域无线方式接入互联网。产业链中芯片和设备值得重点关注。

投资建议:我们看好 5G 商用带动的 Wi-Fi 6 升级潮,建议关注 Wi-Fi 产业链的投资机会,类似 5G 发展路径,网络基础设施先行,发展到终端支持 WiFi6 才有意义。我们认为产业链价值主要在设备和芯片两端。相关标的:(1)专注于 Wi-Fi MCU 通信芯片的市场领先者乐鑫科技;(2)云网端全产业链发展的 ICT 设备巨头紫光股份;(3)国内领先的 ICT 应用方案提供商星网锐捷;(4)5G 和Wi-Fi 6 积极布局者天邑股份等。

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