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元宇宙行业深度:未来展望、产业链及相关公司深度梳理【慧 ...

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发表于 2022-9-23 07:42:04 | 显示全部楼层 | 阅读模式
元宇宙究竟是什么?
一个得到广泛认同的观点是:元宇宙是继PC互联网、移动互联网之后的下一代互联网形态,以及更广义的数字化总和;以 3D 化、UGC、更长在线时间为突出特点,包含 XR、AI、5G 等技术在 C 端和 B 端的全面应用,最终指向的是数字化生存。
元宇宙内涵极为丰富,包含互联网、产业数字化、智能化、物联网、高算力设备、高速无线通信等领域和技术。
那么,为什么是元宇宙?国内外有什么相关政策?元宇宙的产业链上都有哪些细分行业和公司?未来会向什么方向发展?下面我们一一进行分析。

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一、为什么是元宇宙?

1、技术供给层面,元宇宙相关技术的发展已经到规模化应用的临界点

根据《2020-2021 元宇宙发展研究报告》,技术的发展与应用规模化普及被视为“元宇宙”得以推进的关键。十余年来,AI、VR、AR、5G、大数据、数字孪生、云计算、区块链等技术长足发展,但尚未出现结合这些技术的消费级产品理念,“元宇宙”则是对系统新型技术的统摄性产品化想象,可统合诸多新兴技术,将其导向可落地的产品形态。应用生态日益完善,在元宇宙发展的基础阶段,应用将主要集中于游戏、短视频等社交场景。发展至延伸应用阶段,将逐步向教育、医疗、建筑设计等场景拓展。进一步发展至应用生态阶段时,全景社交将成为虚拟现实终极应用形态之一。
2、需求层面,新冠疫情减弱人们在物理世界的联系,加强了虚拟交互需求

新冠疫情隔离政策加速了社会生活虚拟化和线上生活常态化,人们对 VR/AR 概念认知度陡然提升,“宅经济”快速发展促使 2021 年成为人类社会虚拟化的临界点,现实世界叠加虚拟应用创造出广阔商业潜能,元宇宙成为资本青睐的新出口和用户具身交互新体验需求的落实点。虚拟产品与应用需求增长,需求端的不断膨胀推动其产品应用的不断更新创造,进而加速推动元宇宙概念的爆发。

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3、短期突破口在“社交+游戏”场景,长远看“元宇宙”最终可能催生线上线下一体的新型社会关系

目前元宇宙产业仍处于“社交+游戏”场景的奠基阶段,还远未实现全产业覆盖和生态开放、经济自洽、虚实互通的理想状态。元宇宙的概念布局仍集中于 XR 及游戏社交领域,技术生态和内容生态都尚未成熟,场景入口也有待拓宽,理想愿景和现实发展之间仍然有漫长的距离。根据清华大学新媒体研究中心执行主任沈阳教授观点,“元宇宙”一方面拓展了人的生存维度,人将生活在现实世界和虚拟世界融合的综合环境中;另一方面拓展了人的感官维度,带来了现实与虚拟世界的视觉、听觉、触觉相结合的综合感官。

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二、国内外政策

1、国内

我国中央层面尚未有明确的官方政策指引,但多个地方政府已经出台元宇宙相关扶持政策,如上海、武汉、合肥、无锡、北京等地相关政策文件中均提及元宇宙的发展,中纪委网站发表文章中提到“世界上没有称为“元宇宙”的单一技术,元宇宙是现有各种技术的组合和升级,可以理解为“3D 版的互联网”。扩展现实技术……。数字孪生技术……。”文章表明了对元宇宙底层技术的支持态度。

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2、国外

国外政府对元宇宙态度不一,但总体保持乐观。

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三、产业链梳理

1、概述

元宇宙的产业链可以分为终端、承载、使能、计算内容五个层面。
内容和终端是元宇宙的入口,通过 VR/AR、游戏等内容在终端呈现,实现元宇宙的开放互联和沉浸体验;使能层通过 AI、区块链、3D 引擎渲染建模等技术,构建虚拟世界、现实世界的数字孪生、经济系统等;承载和算力则是元宇宙的技术底座,元宇宙终端交互场景多样,内容应用丰富,VR/AR、全息影像、体感技术带来海量数据计算和传输需求,带动算力和网络技术迭代,拉动 ICT 基础设施建设,从而又创造出更多的场景和内容。
内容和终端部分大家平时接触的比较多,我们简略说一下。使能、计算、承载部分大家平时接触的可能相对比较少,我们介绍的会详细一些。

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2、内容

游戏是目前最靠近元宇宙的 “入口”, 内容体验将从游戏继续进化。同时,内容应用覆盖人类日常的各种生活场景,为用户提供更多娱乐、社交、消费、学习和工作的内容。未来还将扩展至虚拟社区构建,加强和物理世界的融合。

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从构成元宇宙游戏的基本元素考虑,未来游戏内容大体可以划分出四个基本属性:即可消耗的内容(基石)、社交属性(基石)、经济体系、XR 虚拟现实设备。可消耗的内容+社交属性的融合构成了过去二十年游戏行业的主导品类 MMO 网络游戏,可消耗的内容+社交属性+商业经济体系构成了许多生命力极强的游戏如梦幻西游。这两项组合存在相对成熟的模式与内容。
目前可以看到的探索品类主要包括 XR 虚拟现实与现有元素的结合:如 Horizonworkrooms(Meta 出品的 3D 虚拟办公软件)、VR Chat(社交型 VR 游戏)、以及一些纯 VR游戏(如节奏光剑)。同时基于 NFT 打造经济体系的链游也是目前正在崛起的新方向,但其底层逻辑能否长期成立以及相关的法律确权问题是仍需要不断探索的。
四种基本属性完全具备后才有可能达成理想状态下的元宇宙游戏(如电影《黑客帝国》与《头号玩家》的雏形),但不可否认当前离理想态仍有较远的距离。因此目前的讨论将以当前已有明确探索方向的内容为主,如 VR 游戏、UGC 内容与区块链游戏。
从应用场景看,虽然游戏仍占 VR 内容的绝大多数,但场景正在逐渐丰富。随着技术和设备的进一步突破,产业体系也将随之更加完善,社交、办公、视频等更多应用场景有望进一步拓宽。

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3、终端

当前 VR/AR 头显被普遍认为是进入元宇宙空间的主要终端 , 此外还包括可穿戴设备、脑机接口等进一步提升沉浸度的设备。通过多形态交互设备、高精度传感器件、多类型终端计算、高质量交互传输、全息影像、体感技术,从场景、器件、技术等不同侧面增强沉浸式体验。
XR作为元宇宙入口,有望复刻手机产业链成长历史。VR设备和手机采用的芯片和操作系统类似,最大的区别在于显示方式的不同,未来VR有望成为代替手机的移动智能设备,复刻手机产业链成长历史。
根据VR陀螺统计,2021年全球VR头显设备出货量首次超过1000万台,达到1110万台,同比增长66%,AR头显设备出货量达57万台,同比增长43%。
根据VR陀螺统计,2022H1,全球VR/AR头显设备出货量分别为684、29.6万台。

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头部玩家进行产业链延伸,扶持打造完善生态。巨头分别以自身独有的流量效应、内容储备、闭环生态为矛,意图率先攻入VR蓝海。

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VR各环节相关情况及代表公司:

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4、使能

使能层通过 AI、区块链、3D 引擎渲染建模等技术,构建虚拟世界、现实世界的数字孪生、经济系统等,帮助构建元宇宙体系,增加元宇宙真实性。
(1)虚拟人

虚拟人指的是存在于非物理世界中,由计算机图形学、图形渲染、动作捕捉、语音合成等计算机手段创造及使用,并具有多重人类特征的产物,代表性应用有虚拟主播、虚拟助手、虚拟 KOL、虚拟品牌形象等。在元宇宙热潮中,虚拟人行业有望高速发展,虚拟人有望从虚拟世界逐渐走向物理世界。根据虚拟数字人深度产业报告预测,2030年我国虚拟数字人行业整体市场规模有望达 2700 亿,目前市场仍处于前期培育阶段。得益于虚拟 IP 潜力,未来身份型虚拟人占据主导地位,总规模超过 1750 亿;服务型虚拟人则稳步发展,总规模超过 950 亿。我们认为随着元宇宙生态的不断发展,虚拟人行业将迎来高速发展并借助 AI 实现虚实共生的最终形态。

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虚拟人产业链的核心位于中游,下游应用场景有望持续扩展。虚拟数字人产业链上游由内容制作类、工具类厂商构成,中游则分为垂直虚拟人、互联网技术厂商、AI 厂商、XR 厂商等,下游场景涉及到企业服务、文娱、品牌代言等领域。虚拟人为元宇宙丰富了的内容支撑,将成为未来国内元宇宙发展的重要抓手。

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虚拟人应用场景 ToB 端方案不断完善,ToC 端利用元宇宙互动社交属性渗透赋能各行业。随着元宇宙中虚拟人行业的高速发展,目前 ToB 端探索行业应用解决方案成为主流,并借助元宇宙互动社交属性逐步向 ToC 端渗透。虚拟人已覆盖传媒、游戏、金融、文旅等领域,且可以根据用户实际需求提供定制化服务,实现了真实人类虚拟化身的身份智能,具备了在偶像造星、游戏、陪伴服务等领域下商业变现的能力,国内互联网大厂纷纷加大力度打造虚拟艺人。

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(2)NFT

数字藏品(NFT)是元宇宙经济体系中的通证,确保信息真实性与唯一性。相比同质化代币(FT),NFT 也称为非同质化代币,是一种不可分割且独一无二的数字凭证,能够映射到特定资产,将该特定资产的相关权利内容、历史交易流转信息等记录在其智能合约的标示信息中,并在对应的区块链上给该特定资产生成一个无法篡改的独特编码,提供了虚拟物品确权和溯源的机制,确保其唯一性和真实性。

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NFT 本质上实现了虚拟物品的资产化,赋能元宇宙内容生态。NFT 实现了虚拟资产的“证券化”, 虚拟数字资产通过代币化,可以在二级市场上进行交易,从而带来了价值重估以及灵敏的价格反应机制,从而使得数字资产拥有可交易的实体,代表了虚拟世界区块链上数字资产的归属权,保证了游戏、艺术品、收藏品、数字音乐及虚拟世界等领域资产数字化的可行性,将现实与虚拟世界的经济体系连接起来,并且对社区内的优质内容可给予更多的经济奖励,这将促进元宇宙七大要素中创作者经济的发展。
7 月 12日,上海市政府办公厅印发《上海市数字经济发展“十四五”规划》,在这一规划中,强调了元宇宙底层核心技术研发、感知交互的新型终端研制、系统化虚拟内容建设三大内容,再次提示了“虚实交互”的实现路径。支持龙头企业探索 NFT 交易平台建设,研究推动 NFT 等资产数字化、数字 IP 全球化流通、数字确权保护等相关业态在上海先行先试。《规划》提出着力发展区块链开源平台、NFT 等商业模式,加速探索虚拟数字资产、艺术品、知识产权、游戏等领域的数字化转型与数字科技应用。由此上海成为国内首个将 NFT 交易平台探索列入“十四五规划”、公开表述元宇宙发展创新思路并在之后不断加大元宇宙相关的支持力度的城市。《规划》利好数字藏品赛道的同时为行业未来规范发展指出方向,互联网公司纷纷入局数字藏品赛道。

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5、计算

元宇宙是一个需要三维呈现的虚拟世界,里面的物理计算、图像渲染、人工智能、动作捕捉、触觉反馈等都需要大量的算力支持。标准的摩尔定律曲线只能让算力在未来五年内实现约 8 倍或 10 倍的增长。
终端设备算力有限,上云计算是必然趋势。为了支持元宇宙的海量接入、真实建模与交互、大规模虚拟内容的创作与体验,需要通过算力基础设施将计算能力从终端解放,并支持强大的云渲染及三维重建能力以及人工智能能力等。边缘计算解决带宽和时延问题,主要表现为 CDN (Content Delivery Network,内容分发网络) 演进升级+云计算资源下沉。
边缘计算进入规模化建设期,未来五年边缘计算市场规模增速达 19%。

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(1)芯片

人工智能是未来元宇宙中主要的生产工具,数据是生产要素,越来越多的内容由 AI 生成。IDC 预测,到 2025 年,将有 414 亿台物联网设备,期间将产生73147EB 数据,其中约四分之一是实时生成的。人工智能按照计算场景可分为云端和终端。NVIDIA 将深度学习计算场景分为三大类:数据中心的训练、数据中心的推断和嵌入式设备的推断。不同计算场景对 AI 芯片产生不同要求,云端训练和推理时对芯片的计算能力要求极高,而终端对低功耗要求和反应时延较高。随着人工智能向边缘侧的转移,AI 行业应用得到了极大扩展,也将成为元宇宙时代内容的主要生产工具。根据德勤的分析,现在的 AI 计算已经在制造业、政府、零售、电信、医疗等不同应用场景下获得应用。据市场咨询公司 ABIResearch 的数据显示,预计到 2025 年,边缘 AI 芯片市场的收入将达到 122亿美元,云 AI 芯片市场的收入将达到 119 亿美元,边缘 AI 芯片市场将超过云AI 芯片组市场。
异构集成+存算一体化是边缘 AI 芯片的核心竞争点。传统计算与存储设备分处不同的模块,CPU 需先对存储硬盘上的数据进行读取、搜索、加/解密、压缩等操作。但 AI 等应用的兴起,数据处理量不断上升,存算分离模式无谓的信息传输不仅增加了计算延迟,也提升了相关功耗。根据台积电此前对存内计算的研究,数据移动所消耗的能量甚至大于计算的能量消耗。与传统方式相比,计算存储模块减少数据检索时间 90%,节省能耗 60%。在存内计算方面,三星走在业界前沿,其开发的具有计算功能的 HBM2 内存已经开始在实际产品上进行验证测试,将 HBM-PIM 与 Xilinx Alveo AI 加速计算服务器集成,将提升系统整体性能 2.5 倍,同时降低能耗 60%以上。
元宇宙时代对计算量的需求,已经超过了通用 CPU 的发展速度,仅通过提升CPU 时钟频率和内核数量而提高计算能力的传统方式遇到了散热和能耗瓶颈。需要 GPU、FPGA、ASIC 等不同类型指令集和体系架构的计算单元,去配合CPU 组成系统的计算方式。目前“CPU+GPU”以及“CPU+FPGA”都是受业界关注的异构计算平台。
相关公司布局:将计算、存储和网络资源移动到边缘侧,英特尔推出 Xeon D 系列处理器。面向人工智能和超算需求,英伟达推出 Grace 多模块芯片。AMD 收购赛灵思,补齐 FPGA 产品线。

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(2)服务器

2021 年上半年全球 AI 服务器市场同比增长率超过全球 AI 整体市场增长率22.4%(含硬件、软件及服务),成为 AI 整体市场增长的驱动力量。预计在2025 年全球 AI 服务器市场规模将达到 277 亿美元,五年复合增长率为 20.3%。国内数字经济的发展和 AI 应用的落地引领中国 AI 计算市场的不断增长。据IDC 数据,中国 AI 算力占全球市场的 40%左右, 2021 年上半年加速服务器市场规模达到 23.8 亿美元,同比增长 85.1%;到 2025 年市场规模将达到 108.6亿美元。

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加速计算服务器市场供应商集中度高,客户侧需求上涨显著。2021 年上半年,从服务器厂商销售额角度看,全球 AI 服务器 Top3 是浪潮、戴尔、HPE,分别占有 32.6%/20.2%/13.8%的市场份额;浪潮、宁畅、华为位居国内前三,占据了 70%的市场份额。从行业的角度看,互联网依然是最大的采购行业,占整体加速服务器市场 60%以上的份额,同比 2020 年有 90%以上的增长,此外金融、服务、电信、制造和能源行业均有超过 50%的上涨。

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边缘服务器市场将迎来由点到面的快速增长。边缘计算与人工智能、5G、物联网等新兴技术的结合,叠加能源、交通、制造等行业需求的驱动,预计未来五年边缘计算服务器将成为服务器市场增长最快的子市场之一。根据 IDC,2020年中国边缘计算服务器的整体市场规模为 26.55 亿美元,未来五年 CAGR 将达到 22.0%,高于全球 19.6%的平均增速。从出货数量看,2020 年中国边缘定制服务器市场排名前三的厂商依次为浪潮、新华三华为,TOP3 厂商占据全国 53%市场份额。

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(3)云计算与边缘计算

边缘计算采用“云-边-端”架构,核心逻辑是中心资源下沉。边缘计算从上至下可分为中心云、边缘网络和终端设备三级,其中中心云由集中式的数据中心和核心网构成,提供最密集的 IT 资源,同时是整个计算网络的总协调中心;边缘网络是指从中心云到终端设备这一路径上的所有 IT 资源,包括计算资源、存储资源和网络资源;终端设备并非孤立运行,而有可能作为边缘计算的一部分被边缘网络调度以提供相应的 IT 资源。通过将边缘计算与云计算相结合(即“边云协同”),使边缘节点聚焦于实时、短周期的数据处理,而中心节点聚焦于非实时、长周期的数据处理(以防止边缘节点计算饱和),如此一来可以极大地缓解网络带宽与数据中心压力,同时增强服务请求的响应能力。

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边缘计算是云计算的延伸, ICT 巨头将云计算能力逐步扩展到边缘侧,推出边缘计算架构和平台。基于自身强大的 IaaS 和 PaaS,云计算企业采用分布式技术将算力和存储向外进行拓展和延伸,自上向下、由内而外覆盖边缘计算,而控制中心仍牢牢地掌握在中央节点里。根据国际数据机构 Statista 最新报告显示,云平台厂商中亚马逊 AWS 继续领跑,市场份额为 32%,微软 Azure 位居第二,市场份额为 21%,第三名的谷歌云份额为 8%。这些云平台厂商沿着公有云规模扩张、成本降低、SaaS 应用带动用量增长的预定轨迹前进。

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(4)CDN与边缘计算

CDN 与生俱来的边缘节点、低延时和低带宽属性,令其在边缘计算市场具备先发优势。CDN 服务的主要目的是缓存大量静态文件,依托部署在各地的边缘服务器,通过中心平台的负载均衡、内容分发、调度等功能模块,将其分发给距离它们最近的用户,使用户就近获取所需内容,提高用户访问的响应速度。CDN 通过缓存内容由静态向动态转变,实现向边缘计算的演进,目前海外主要CDN 厂商如 Akamai 早在 2003 年就与 IBM 合作边缘计算,在其 WebSphere上提供基于边缘 Edge 的服务;fastly 选择 SSD 固态硬盘来存储缓存的数据,并为其 POP 服务器编写了一个自定义存储引擎,使其区域 POP 的缓存命中率最大化;国内网宿科技 2016 年开始建设边缘计算网络,2017 年逐步推出边缘计算微服务,并逐步开放边缘 IaaS 和 PaaS 服务。

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从全球 CDN 行业市场规模来看,近几年 CDN 行业得到迅速增长。据统计,2020 年全球 CDN 行业市场规模为 160 亿美元,同比上涨 35%,预计接下来 5年都会以 20-25% 速率增长。从我国市场规模来看,据统计,2019 年我国CDN 行业市场规模为 216 亿元,同比上涨 20.0%,年均复合增长速度为32.44%,增速快于全球。预计 2022 年我国 CDN 行业市场规模将达到 298 亿元。

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(5)预制模块化数据中心

边缘计算满足低延时需求,降低长距离海量数据的传输成本,未来将带动边缘数据中心站点建设需求,打开预制模块化架构市场空间。与每个数据中心采用独特的设计和构建相比,预制模块化(PFM)可以降低复杂性、成本和时间,满足敏捷性和全球一致性需求的边缘数据中心建设。根据 451 research,2020年全球预制模块化数据中心市场规模 44 亿美元,预计未来五年 CAGR14.4%。国内市场方面,2013 年至今,国内模块化数据中心市场规模由 30 亿元增长至63 亿元,我们预测 2025 年达到百亿市场,年复合增长率 11%。

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模块化数据中心市场分散、碎片化,具备成本优势和定制化解决方案能力的公司有望脱颖而出。据 Frost Sullivan 数据显示,2020 年模块化数据中心市场,前五大厂商占 46%市场份额,其中华为独占 21%,其余厂商维谛、艾特网能、施耐德、科华恒盛曙光节能同属第二梯队,市场份额均在 5%-7%左右,竞争格局尚不明朗。未来随着边缘数据中心兴起,模块化数据中心快速建设并交付的优势将集中体现,市场需求持续旺盛,控制运输成本和前期建设材料成本将成为决定盈利能力的关键。

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(6)相关公司梳理:

数据中心 AI 芯片: 英特尔、英伟达、AMD
边缘服务器+AI 服务器:浪潮、华为、新华三、戴尔、HPE
云计算:亚马逊、微软、谷歌、阿里、腾讯、中国移动(移动云)、中国电信*(天翼云)。
CDN:Akamai、Cloudflare、Fastly、网宿科技
预制模块化数据中心建设:华为、维谛技术、施耐德、艾特网能
6、承载

元宇宙内容场景要求高带宽低延迟,为用户带来实时、流畅的完美体验。视频类等弱交互 VR 业务对带宽需求 180Mbps,时延低至 10ms;而游戏类等强交互 VR 业务中,带宽需求可达到 2Gbps-5Gbps,时延需求低至 5ms。这就要求网络基础设施增强网络能力,提升带宽、时延等性能,通过去中心化的网络架构及与算力基础设施的协同融合,支撑元宇宙的超低时延、超大带宽需求。

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(1)5G、6G

目前中国 5G 基站建设数量达到 142.5 万座,在全球 5G 市场份额已占到约 70%;截止到 2021 年 11 月底,三大运营商 5G 套餐用户达 7.03亿户,中国移动、中国联通和中国电信 5G 套餐用户数分别为 3.74/1.49/1.79亿户,在移动用户中渗透率分别为 39.1%/47.1%/48.1%。未来 XR 将成为网络承载的业务主体,要求清晰度从 8K 向 16K/32K 甚至更高升级;基础通信业务从满足现有以清晰话音为主的通信方式向全感知、交互式、沉浸式通信方式演进,使能个人消费体验升级。元宇宙有望以其丰富的内容场景打开 5G 的 C 端需求,提升 5G 网络的覆盖率。

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长期来看,元宇宙不仅是 C 端的沉浸式内容应用,而且是面向 B 端各行业场景,赋能行业生产效率提升。例如,面向 C 端的 XR 终端提高沉浸感,同样面向行业应用的 AR 业务场景也将从单终端通信演进到多 XR 协同交互。这就要求 5G从当前以消费者为中心的移动宽带网络成长为行业数智化和工业互联网核心网络。根据 5G-Advanced 网络技术演进白皮书预计,5G-Advanced 最早将在2024 年开始商用部署,推动 5G 网络性能提升 10 倍,使 5G 能够融入垂直行业,助推云 XR、元宇宙的发展。据 GSMA 预测,在未来 5 年中,5G 连接数将从 2020 年的 2 亿增加到 2025 年 18 亿,占全球移动连接总数的四分之一。

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元宇宙成熟是一个长期演进的过程,与其相伴的是无线通信技术的长期演进。2021 年 6 月,IMT2030(6G)推进组发布了《6G 总体愿景与潜在关键技术白皮书》,这一白皮书对 6G 的应用场景进行系统阐述,提出面向 2030 年及未来,6G 网络将助力实现真实物理世界与虚拟数字世界的深度融合,构建万物智联、数字孪生的全新世界。

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总体来看,元宇宙给无线通信带来机遇与挑战,一方面要求更低时延、更高带宽的网络优化,另一方面,扩展了通信技术在 B 端的应用。对运营商而言,目前正处在 4G 向 5G 过渡的阶段,业务结构重心由 C 端向 B 端转移,B 端业务有望成为增收引擎。对设备商而言,2021 年全球电信设备市场收入接近 1000亿美元,同比增长 7%,Top7 供应商占比约为 80%,未来市场规模将进一步打开,市场份额有望向华为、中兴等主设备商集中。

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(2)10/50G PON、WiFi6、光模块及光纤光缆

百兆宽带基本普及,全千兆宽带覆盖步入快车道。截止到 2021 年 11 月末,我国千兆用户规模达到 3386 万户,在宽带用户中占比达 6.3%,其中 11 月份单月净增 861 万户。2022 年 1 月国务院印发的《“十四五”数字经济发展规划》中,预期到 2025 年我国千兆宽带用户将达到 6000 万户,从目前的发展情况来看,千兆用户规模将会远超预期。

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基于 PON 技术架构的 FTTR 千兆宽带组网方案,将光网络末端进一步下沉,延伸至各个房间。PON 无源光网络具有组网灵活、建网速度快、投资成本低、抗干扰、易维护、可靠性高的优点,广泛应用在云数据中心、物联网、5G 通信、安防监控、智慧交通、智慧城市等领域,在传输接入网中普及率不断提高,有望替代传统有源光网络,成为光纤网络发展趋势。无源光网络可受益于物联网、5G、智慧城市等产业规模不断扩大,无源光网络需求规模不断增长。目前正由10G PON 向 50G PON 发展,驱动千兆宽带覆盖。Dell'Oro Group 的最新报告显示,全球宽带接入设备市场总收入在 2021 年增至 163 亿美元,同比增长12%。增长再次来自于 PON 基础设施和固定无线 CPE 的支出,其中 PON 设备支出同比增长 32%。

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FTTR 技术方案通过加装 FTTR 光网关实现光纤入屋,提供组网灵活性。FTTR将是运营商实现家宽业务差异化、精细化运营,打造家庭网络品牌,提升用户ARPU 值的一种有效手段。伴随运营商对家庭宽带设备的加速集采,FTTR 部署将提升整体光通信(光纤光缆、光传输、光模块)市场需求。

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双千兆计划叠加 FTTR 组网方案带动光纤光缆市场需求。根据工信部数据显示,2014-2021 年中国光缆线路长度呈现逐年上升趋势,从 2014 年的 2061 万公里上升至 2021 年 5488 万公里。在长途用方面,中国长途光缆线路长度也呈现波动上升趋势,从 2014 年的 93 万公里上升至 2021 年的 112.6 万公里。在全球光纤光缆市场,中国光纤光缆供应量占全球的近 60%,长飞、中天、亨通、富通、烽火分别以 9.14%/8.28%/7.94%/7.49%/6.48%的市场份额排进世界前十大供应商。

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光模块向高速率形态演进,行业向龙头企业集中趋势显著,国内企业逐渐崛起。2020 年全球光模块市场规模 80 亿美元,预计 2026 年将达到 145 亿美元,未来数通市场需求是光模块成长的主要驱动。2020 年数通光模块市场规模约 38亿美元,预计 2024 年达到 83 亿美元,年复合增长率约为 20%。400G 光模块进入批量供应阶段,是未来数通光模块的主要增长点。龙头企业规模优势促使光模块企业并购重组,行业 CR5 市场份额从 2015 年的 44%,上升至 2019 年的 62%。在 lightcounting 评选全球前十大光模块企业中,中际旭创排名第二位,其他国内企业,如华为、海信、光迅科技、新易盛和华工科技进入前十。市场份额方面,中际旭创、海信宽带、光迅科技、华工科技进入全球市场份额前十,占比达到 30%。

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(3)WiFi6

WiFi 技术经历六代技术革新,目前最新的 WiFi6/6E 支持 2.4/5GHz 频段,速率可达 9.6Gbps。WiFi 6/6E 及 WiFi 7 将是元宇宙时代必备的无线通信规格。WiFi6 设计之初,就是为了应对高密度无线接入和高容量等无线业务,比如室外大型公共场所、高密度场馆、室内高密度无线办公、电子教室等场景。这些场景中接入 WiFi 网络的客户端设备呈现巨大增长,虽然现在的 WiFi5 也能够提供大带宽能力,但是随着密度不断上升,其吞吐量性能遇到瓶颈。WiFi 6 通过引入多用户特性达到提升高密集网络中 WiFi 性能的目的,与 WiFi5 相比,WiFi6 速率最高可达 9.6Gbps,时延最低可到 10ms,可支持最多 128 人同时上网,终端功耗降低 30%预计将在 2025 年现身的 WiFi 7, 目标是部署在2.4/5/6Ghz 频段,传输速率可达到 30Gbps。

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元宇宙时代,万物开放互联,新型终端和应用场景扩展 WiFi 市场边界。根据Gartner 数据显示,至 2020 年,全球物联网设备量将达到 204 亿台,2016-2020 年复合增长率为 34%;到 2025 年,所有物联网连接中的 72%将使用WiFi 和蓝牙技术。全球物联网 WiFi 芯片出货量将于 2022 年达到 49 亿颗,而WiFi6 芯片将快速成长到超过 20 亿套。亚马逊(Amazon)、Google、阿里巴巴、小米及其他 OEM,都在推动发展语音助理和智慧家庭功能,Google 及Amazon 都在前述装置纳入 802.15.4,而 BLE 网状网络在中国也应用于多种语音助理装置,以便控制 BLE 网状网络照明及其他智慧家庭功能。未来随着物联网的爆发,WiFi 6 也将强有力渗透市场。

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WiFi6 凭借高速率、低时延和多连接的能力,将成为元宇宙、XR、边缘计算等前沿应用场景的关键网络技术。根据 IDC 数据显示,2020 年我国 WLAN 市场总体规模达到 8.7 亿美元,其中 WiFi 6 占比 31.2%,规模达 2.7 亿美元,2021 年市场规模接近 4.7 亿美元。截至 2021 年底,全球 WiFi 6 终端出货量超过 20 亿台,占全部 WiFi 终端出货量的 50%以上, 2025 年有望增长至 52亿台。WiFi6 的市场份额还在逐步上升,预计 2022 年 WiFi6 芯片年出货量将超过 10 亿颗,56%的新款终端将会支持 WiFi6,预计到 2024 年 WiFi6 将成为主流标准。

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WiFi6 产品渗透,推动企业 WLAN 市场。2021 年企业和消费 WLAN 市场收入172 亿美元,同比增长 6.5%。其中企业 WLAN 市场受到 WiFi6 标准的推动,收入 76 亿美元,增速达 20.4%,WiFi 6 接入点占非独立接入点(AP)业务收入的 75.1%。消费级 WLAN 市场在第四季度同比下降了 10.1%,全年下降了2.5%。WiFi 6 产品在消费者市场继续增长,占该市场总收入的 28.2%和出货量的 13.1%,但 WiFi 5 仍然占总收入的大部分(61.4%)和出货量的大部分(63.6%)。从市场竞争来看,top5 企业市场份额超过七成,市场集中度进一步提高。

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中高端 WiFi 芯片市场壁垒高,本土企业瞄准应用广阔的物联网场景切入 WiFi芯片赛道。根据 BCC Research 预测,全球 WiFi6 芯片组市场规模将会从2021 年的 34 亿美元增长至 2026 年的 91 亿美元,CAGR21.7%。
从目前市场情况来看,WiFi6 芯片主要分为路由器 WiFi6 芯片、物联网 WiFi6芯片以及手机终端 WiFi6 芯片。高通、博通、联发科等老牌 IC 设计企业在手机终端和路由器高端 WiFi6 芯片市场占据领先地位,智能手机主流机型均搭配其WiFi 芯片。国内企业主要布局物联网 WiFi6 芯片,乐鑫科技、博通集成等本土厂商已推出相关芯片;布局路由器 WiFi6 芯片的企业相对较少,主要有华为、矽昌通信等。

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(4)相关公司梳理:

通信运营商:中国移动、中国联通、中国电信,AT&T, Verizon
通信设备商:华为、中兴通讯、爱立信、诺基亚
光纤光缆:长飞光纤、亨通光电、烽火通信、中天科技
光模块:中际旭创、新易盛
WiFi6 芯片:乐鑫科技、博通集成、矽昌通信、高通、联发科、博通
四、未来展望

元宇宙的发展可能会有几个关键阶段:
第一阶段:元宇宙的发展将集中于VR/AR/MR硬件以及社交、游戏、视频等可以给用户带来强烈沉浸感的内容领域。其中,具有沉浸感的内容体验是这个阶段最为重要的形态之一,并带来较为显著的用户体验提升。
第二阶段:元宇宙的渗透主要发生在娱乐内容之外的生产、生活领域,物理世界的数字化程度更高,带来的线上线下打通也会更加彻底,智慧城市、智慧物流等极大提升生产生活效率。
第三阶段:元宇宙终局形态,这是一个开放式的命题,尽管没有人可以预测,但是我们依然期待未来的科技发展,让更多的人可以受益于此。

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五、参考研报


  • 中信证券-科技行业元宇宙深度报告:元宇宙,引领未来20年科技发展浪潮
  • 东吴证券-互联网传媒行业2022年中期策略:基本面改善趋势明确,元宇宙等成长机会逐渐展开
  • 银河证券-通信行业深度报告:内容与技术不断夯实,元宇宙进程加速推进
  • 国金证券-通信行业深度研究:元宇宙时代ICT基础设施投资展望
  • 上海证券-2022年传媒行业中期策略报告:“政策底”确立长期投资机会,持续推荐互联网、游戏、元宇宙
  • 招商证券-A股2022年投资策略展望:从喧嚣到平淡,静候新起点
  • 华创证券-元宇宙行业深度研究报告:乘元宇宙东风,内容与硬件齐飞
  • 广发证券-传媒行业:从Facebook和Roblox看元宇宙硬件和内容布局
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