被搅动的万亿5G市场：亿级用户的连接重构与产业互联网的诞生｜年度行业研究

编者按：

阔别波澜壮阔的2020年，我们即将迎来充满希望与未知的激荡新十年。科技与资本的双重推动，是这个十年的时代主旋律，也很可能成为下个十年的创新主推力。因此，临近2020年年底，我们推出了“年度行业研究”这个系列，选择了当下最受关注的领域进行系统梳理。这些行业，或正在改写当下新经济格局，或有可能重塑未来商业甚至国际格局，或是36氪读者感兴趣，或是正产生巨大的社会影响。我们也希望用这样的方式，和我氪的读者一起“无限拓展边界”，一起“更先看到未来”。

本文是这个系列的一篇。我们选取了5G。每十年一次的通信技术升级，不仅意味着国家层面的电信基础设施竞赛，也意味着巨大的商业机遇。事实上，5G不仅是一场通信技术革命，更是一场全面的产业革命。 本文主要是5G研究的上篇，主要针对上游产业，我们近期也将推出下篇，重点梳理5G下游应用。

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作者：石亚琼、霍岑、刘恋迦

编辑：石亚琼

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图片来自：视觉中国

每十年一次的通信技术升级，不仅意味着国家层面的电信基础设施竞赛，也意味着巨大的商业机遇。市场咨询公司IHS Markit的研究表明，到2035年5G将创造13.2万亿美元经济产出。

进入2020年，全球5G进入建设爬坡，商用加速试点。截止2020年前三季度，中国已经建成的5G基站60万个，5G套餐用户1.1亿。在To B应用市场，围绕5G特性，诸如智慧矿山、智慧港口、智慧工厂、AVR等场景的5G试点正在落地试点。

事实上，5G不仅仅是一场电信技术革命，更是一场产业革命。简单来看，现阶段5G的红利仍主要集中在网络建设环节，其红利可以概括为技术创新、自主可控、规模效应。但从长远来看，5G更是一场产业革命，或带来2B产业的重新洗牌。通信与云计算、物联网、AI技术的结合，“产业互联网”才真正形成雏形。

站在产业革命的视角上，5G的商业机会不仅在硬件基建红利、应用的潜力，而是产业变革下的商业机遇。

本文将从以下几个方面对5G上游产业进行梳理：

• 5G不仅是一场通信技术革命，更是一场产业革命

• 中国5G商用时间表及进度

• 2020年中国5G商用投资预算

• 5G基站成本拆解

• 5G基站运维成本分析

• 5G上游红利产业环节拆解

• 5G上游国产替代进程分析

一、5G不仅是电信技术革命，更是一场即将发生的全面产业革命

毫无疑问，5G是一场通信技术革命。但从长远视角来看，5G更是一场产业革命。

1、产业互联网雏形出现，重新定义商业价值评估体系

从网络特性上来讲，3G、4G主要解决了人与人之间的通信，5G则重点解决了人与物，尤其是物与物的通信。

在5G网络之前，虽然有NB-IOT 4G的物联网解决方案，但在延迟、覆盖等方面仍有欠缺，实际当中仍无法完全满足商用需求。

物联网涉及到设备的联网、分析、控制。在解决了“联网”问题后，分析环节开始“有数可依”。物联网带来的是数据量的飙升。数据成为最重要的核心资产。若数据真正产生价值，原有的移动互联网时代对于商业价值评估的手段可能会发生变化，DAU、ARRU这些评估指标将会阶段性失效，新的评价体系可能会逐渐形成。

“控制”的背后则是更广义的机器智能。利用数据智能更精准的控制机器完成反馈。结合人工智能等技术，挖掘数据价值，输出智能决策，从而提升产产业效率。

总体来看，通信与云计算、物联网、AI技术的结合，有智能决策能力的“产业互联网”才真正形成雏形。

2、5G真正的应用场景，80%是在工业互联网，背后是一场供给革命

如工信部部长苗圩所言，5G真正的应用场景，80%是在工业互联网。

工业是实体经济的主战场，是商业社会供给的基础。若5G促进工业互联网落地，工业信息化、智能化同步推进，工业效率提升。这意味着，商品及服务的供给将进一步充分而成本可能进一步降低，供过于求之下，对于销售渠道和方法的依赖或将进一步加强。

工业智能化带来效率的提升的同时，降低对人的智力、物理位置的依赖。结合5G带来的视频通信、AVR通信的提升，结合云端及边缘智能计算能力的提升，“人的流动"很可能缩减。

3、技术垄断资本主义进一步强化

如果说4G技术垄断资本主义已经开始产生雏形，5G则会进一步加剧这种趋势。“端 边 云 网”成为新一代ICT基础设施，是巨头的必争之地。

2G时代的诺基亚端网融合的代表，但这种融合在3G时开始打破。聚焦国内，4G开始，华为、三星、小米等厂商均看到了这种趋势，纷纷跨界或者尝试跨界。4G时代，云网融合已开始逐渐普及，云服务与通信服务已整合。5G时代，“端 边 与 网”很可能还会进一步整合。

目前来看，国内市场上，在云端，一超多强格局已经基本稳定；在网端，基本形成了华为、中兴加三大运营商的格局；在端测，中华OV独大格局短期内可能不太会发生大的变动，互联网巨头则试图通过智能音箱打造新终端。5G“端 边 云 网”很可能还会进一步整合后，巨头的垄断地位还将进一步加强。

从细节上来讲，5G建设成本高，目前下游应用暂不明朗。这意味着有电力、物业、云、端等其他资源的玩家，拥有客户资源、应用场景的公司，有行业Know-how的公司很可能参与到“网”、“边”、“端”环节，从而获得进一步的优势。

二、5G商用时间表：我国5G网络建设进度超预期

（一）5G商用时间表

图片来自互联网

进入2020年，全球5G已经进入初步商用阶段。来自GSA的最新报告显示，今年4月GSA数据库中已确认的5G网络商用数量达到了70张；今年9月中旬，全球商用5G网络数量已经超过100张。

随着2019年5G牌照的正式发放，国内5G商业初步启动。根据工信部统计，截止到3月底，全国已经建成的5G基站19.8万个，预计至2020年末，全国5G基站数将超过60万个。但实际的进度超预期。前三季度已实现全年既定目标。根据工信部数据，2020年上半年，我国新建5G基站25.7万个，截至6月底累计达到41万个；截至三季度，我国5G基站累计建设总数增至60万。三大运营商之一的移动也调高了全年数据，将本年度5G新增基站由25万增至30万。

5G终端手机的出货量也在逐步提升。根据Strategy Analytics报告，预计2020年全球5G手机销量将达到2.5亿部，较2019年（1820万部）同比增长1282%；预计2021年5G智能手机出货量将达到4.5亿至5.5亿部。而根据Counterpoint Research的报告，中国是5G手机最大的贡献者，仅仅在今年7月份，就有超过79%的5G手机出货量来自于中国市场。随着千元5G手机推出，其增速或将进一步提高。

5G用户规模逐步提升。统计数据显示，截至2020年8月底，我国5G用户数超过1.1亿；其中，中国电信5G用户渗透率达到16%。从当前整个通信运营统计结果来看，目前5G累计终端连接数超过1.6亿户，5G手机出货量超过1亿部。

与此同时，商用5G模组也已经推出，可以支持5G 8K电视、5K工业生产线、智能交通等多个行业的应用。

（二）2020年5G商用投资预算接近2000亿元

5G的商用依赖于5G网络的铺设。根据公开信息，今年国内三大运营商和铁塔公司的5G投资预算接近2000亿元。

根据三大运营商2019年财报，2019年：

• 中国移动5G相关投资240亿元，建设5G基站5万个，在50个城市提供了5G商用服务；

• 中国电信5G投资93亿元左右，建成5G基站4万个，并共享中国联通5G基站超过2万个，已覆盖超过50个商用城市的重点区域；

• 中国联通5G资本开支约79亿元，与中国电信已开通共享5G基站5万站。

而根据边缘计算社区的整理，2020年三大运营商在5G方面的投入将涉及50万基站、1800多亿元资本开支。

图片来源： 边缘计算社区

（三）5G商用投资进度表

国信电子研究团队的分析师欧阳仕华、唐泓翼此前曾分析了3G 、4G时代的几个重大节点及其产生的周期，认为：中国3G/4G牌照发放，激发3大运营商在3-5年内大幅提高资本开支；2009年1月3G牌照发放，3G基站建设推动资本开支大幅增长，周期四年；2013年12月-2015年2月，4G牌照发放，4G基站投资迎来新一轮增长，2015年达到高峰，周期两年。

图片来自： 国信电子研究团队

图片来自：国信电子研究团队

2019年6月，工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，中国也成为继韩国、美国、瑞士、英国后，第五个正式商用5G的国家。以此推算，结合业界预测，2022年或迎来5G投入高峰。

三、5G基站成本分析

（一）5G基站建设成本分析

5G不仅仅是技术难题，也是经济算术题。5G网络建设成本高企。普遍预测国内5G网络建设成本将超万亿元。

当前，5G网络仍处于建设期，三大运营商及中国铁搭是最为重要的付费主体，其红利仍聚焦于上中游供应链以及提供降本增效的解决方案。

因此，在这样的时间点上，拆解5G网络的建设成本才能捕捉产业链资金流向。

5G移动通信网由核心网、承载网、无线网三部分组成。无线网可以简单理解成基站，承载网主要由路由器/交换机、光纤光缆和波分设备组成。核心网本质上是一个超大型程控交换机。当前的建设重点主要集中在基站尤其是宏基站铺设。

在国内，基站建设部分由中国铁搭承建，并向运营商按照使用的体积和空间收取租金。因此我们可以从中国铁搭的财务数据中简单进行推算。

2019财年，中国铁搭共计营业成本651亿元，其中，折旧及摊销为454亿元，场地租赁费用为6亿元，维护费用为60元，人工成本为58.6亿元。

图片来自中国铁搭的财务报告

根据业内相关统计，建设一个5G基站主要的直接投入主要包括设备成本、土地租金成本、施工成本、运维成本等，成本很可能在30万元左右。

根据《中国移动2020年5G二期无线网主设备集中采购》信息，5G单站采购价格约在13.49万元至16.12万元之间，平均单基站价格在15.97万元。

图片来自网优雇佣军

除基站设备外，往往需要配置能源系统，主要包括机柜、电源柜、储能系统等。根据公开信息及业内信息，价格分别在0.5万、0.5-1万、3万元左右，合计投入在4万元左右。

施工成本方面，依据铁搭的类型差异，价格从几万元到几十万元不等。通信行业的论坛信息中提及，无机房、无配套的楼面抱杆基站成本有可能做到1万元左右；50米高的地面塔搭配自有机房、配套，成本很可能在40万左右。

土地租金成本，也被认为是现在5G网络建设的投入之一。中国铁塔通信技术研究院院长窦笠曾表示，在目前5G集中建设的关键阶段和部分重点建设项目上，存在选址难、进场难、索要高额协调费和场租费等突出问题。论坛信息显示，一线城市的场租有时候可能会达到5-6万。

综合上述成本，1个5G基站的成本很可能最低在20-40万左右。目前运营商建设5G宏基站，大部分都是在现有2/3/4G站址下，新增5G主设备。实际费用应该低于新建一个基站的费用。而特殊环境下的基站成本则大幅提高。举例来说，2020年珠峰5G基站每个基站的建设成本都在100万元以上，年维护成本约16万元，其中5G单站建设成本超过200万元。根据三大运营商2020年的5G部署计划及5G投资数据进行测算，平均每个5G基站的部署成本也在32-40万这一价格区间。

图片来自：网优雇佣军

（二）5G基站运维成本分析

电费是三大运营商的一大支出。根据公开信息，中国移动2017年仅电费支出就超过500亿元，2018耗电总量达到245亿度。

从4G演变到5G，5G基站单站功耗很可能是4G基站的2-4倍，理论上5G基站数量约为600万站。而根据工信部统计，2019年，中国4G基站总数达到544万个。这意味着5G网络的电费开支很可能是4G的3倍左右。此前中国联通研究院技术委员会主任严斌峰也提到，预计5G网络搭建完毕，基站端电费将是4G的3倍多。

此前，中国电信技术创新中心副主任杨峰义公开表示，2018年三家运营商的移动基站总电费约240亿元。据此推测，5G网络搭建完毕，基站端电费支出约在800亿元左右。考虑到5G网络600万基站会分7年建设，一般网络建设高峰期在牌照发放后的三四年内，因此电费很可能在前三四年有一个递增过程。

除基站电费外，数据中心也会带来大量的电力消耗。据工信部网站数据，截至2017年底，我国各类在用数据中心总量已经达到28.5万个，全年耗电量超过1200亿千瓦时，约占我国全社会用电量2%。 此前有人初略计算过，电费和数据中心是否节能决定了数据中心的电费支出，一个B级数据中心一年仅电费支出就要超过1亿元。

因为通信设备是属于不能断电设备，因此实际的情况下，保证设备持续健康运行的优先级一定时间内高于“节能”；同时，通信设备具有专业性，提供能源产品及服务的公司并不具备从设备本身进行“节能优化”的能力。因此，短期来看，针对基站侧的节能并不适宜作为创业方向。实际中，面向机房测已有一些公司在提供降温方案，如亿凌捷等。

从实际的情况来看，目前在5G节能方向的主要推动力量来自于设备厂商和运营商。比如，为了应对巨大的能耗压力，中国移动很早就成了项目组，专门开展基站节能技术攻关。近期，中国移动研究院也发布了《5G基站节能技术白皮书》。

四、5G 上游产业链热点领域拆解

整体来看，5G的基建红利，主要来自于技术代际升级、用量规模扩大的量大显性因素，以及国产替代这一隐藏要素。

接下来我们也将对其中一些具体细分领域进行拆解。

1、小基站

万亿级的通信基建市场，通信设备往往先行。长江证券分析，5G 投入中，无线接入网(RAN)至少占总投入的 50%-70%， 是 5G 投资的重头戏，而无线接入网由大量的基站组成。

虽然关于5G时代中国宏基站建设数量的预测数据存有差异，但目前普遍来看，多在500万台个以上。长江证券预测，2020-2025 年中国建设规模在 400 万站左右(2018 年底中国 4G 基站数为 372 万站)， 按照中国基站占全球基站数一半来计算，全球 5G 基站建设量在 800 万左右。华泰证券的分析更为乐观，按照中国5G网络的建设周期为6年（2019年预商用，2020年正式商用，建设周期为2020~2025年），5G基站按照基站中性假设的数量进行预测，很可能达到506.4万个。

长期以来，宏基站设备技术壁垒高，以华为、中兴、诺基亚、爱立信为代表的四大公司行业地位稳固。但随着4G到5G的频率变化，小基站迎来了发展的红利。

图片来自：昆仲

小基站（Small Cell）在3G时代开始商用，主要是为了在流量密集区域进行补网。从4G到5G，使用的通信频段大幅提升，从1755-2655MHz提升到了24.25G -43.5GHz。一般来说，频谱越高，其传播距离越近。4G时代，尚且能通过宏基站实现大规模组网覆盖，但在5G时代，成本则基本难以承担。

根据相关研究，当前4G基站的典型覆盖半径约为1-3公里，实际城市中一般为500米，城市中心区域约是200-300米，密度特别高的地区甚至达到了100米级别。理论上，5G基站的典型覆盖半径约为100-300米，要达到优质用户体验，密度或会更高。可以预见的是，全球范围内几乎很难有运营商可以承担如此高昂的成本。

考虑到当前室内场景是最需要容量的场景，4G时代通过宏基站实现大范围覆盖的组网模式在5G时代基本没有可能沿用。有数据显示，在4G时代，70%-80%的移动流量来自于室内；同时运营商80%的用户投诉来自于室内信号质量差。

小基站在设计之初所具备的特点——几十米覆盖间距、区域内密集部署，契合了5G时代下高频通信的覆盖与功耗要求。有数据认为，5G时代，宏基站与小基站的配比可能达到8：1， 若按国内宏基站需求400万台计算，小基站5G建设周期内平均售价3000元/台，市场规模可达到千亿元左右。

对于小基站发展前景的乐观预期，推动了一二级市场的活跃。二级市场方面，邦讯技术、三元达、京信通信、超讯通信、中兴通讯等有小基站业务的公司股价已有增长。一级市场方面，诸如佰才邦、密卡思、云基众智、中兴网鲲等也在从事相关产品研发。

不过，根据三大运营商的招投标信息，目前暂未开放5G小基站招投标。

2、光芯片

光通信行业主要由“光器件、 光纤光缆、光设备”三部分组成。光器件是光通信系统的核心，光芯片又是光器件核心元器件，其性能与传输速率直接决定了光纤通信系统的传输效率，其成本一般也占到了光器件的30-50%且呈现出占比提升趋势。

作为主通信设备中产业链重要的一环，光芯片也受到关注。光芯片主要利用半导体材料（例如InP系和GaAs系等）内部能级跃迁过程伴随的光子的产生和吸收，进而实现光电信号的相互转换。

业内人士认为，5G商用，电信市场传输网扩容，基站大规模建设可能带来数十亿美元的直接市场。

一方面，由于 5G 频谱频率上升，信号穿透建筑物的衰减增大，相比于4G时代建站建设的密度将会提升。基站数量很可能达到至少400-500万个以上。另一方面，单个基站来看，4G时代的基站架构多是前传-回传，5G时代则有可能演变为前传—中传—回传，单个基站所需要的光模块数也会增加，有可能达到8个以上。两者叠加，有望带动很可能带动数十亿美元的市场。

中国移动投资公司在《洞见5G，投资未来》的报告里也曾做过测算。测算认为，假设我国5G宏基站数量达到200万，则仅是基站和对接的传输设备客户侧的接口就至少需要400万量级的光模块，再考虑线路侧接口光模块、专线用户光模块、数据中心光模块等，预计整个5G网络会带来高速光模块需求将达数千万量级，5G光模块的总量是4G时代的2至4倍。

图片来自：中国移动投资公司《洞见5G，投资未来》报告

一般来说，光芯片的速率越高，光纤通信系统的传输效率越高，但研发、量产的难度也越高。高速光芯片的设计需要在提高传输速率的同时确保信号的质量，控制激光器开启与关闭的频率的难度也会提升。

得益于此前通信行业的高速扩张，业内对光芯片国产化的重视程度也不断提升，近年来已经取得了一定的效果，如10Gb/s速率的光芯片国产化率接近50%，但25Gb/s速率及以上国产化率不超过5%，严重依赖于新博通、MAOM、三菱、住友、Oclaro等美日公司，也成为近年来一二级市场相关公司研发的重点。

二级市场方面，光迅科技、海信宽带、华工正源等也通过自研或者收购的形式入局；一级市场方面，云岭光电、光安伦、长光华芯、中科光芯、源杰科技、仕佳光电子、华兴半导体、芯芸光电、光梓科技、晨晓科技、大连优迅、芯波微等也从事相关业务。

3、射频前端

5G终端蓄势待发，射频前端也被认为是具有商业价值的环节。其红利既来自于用量规模的增大，也来自于技术的创新。

除基站端射频需求数量提升外，5G移动终端也将为射频前端器件提供新机遇。

Qorvo公司预测，在未来10年内，5G终端将会成为手机产业中发展最快的部分。根据StrategyAnalytics预测，5G终端的出货量将会从2019年的200万部增长到2025年的15亿部。但要设计一部信号稳定、且支持多通信频段的5G手机并非易事。直观来看，5G手机需要处理的频段数量大幅增加。虽然5G的标准还没有最终确定，但考虑到4G LTE已经增加到了52个波段，5G时很可能会增加到60个以上。

其次，5G增加了高频段信号，对于射频前端器件的性能要求也进一步提高。MIMO和CA技术在5G中的应用，滤波器、PA的复杂度进一步提升。这也使得射频前端的价值相应增加。市场调查机构Navian预测，2020年仅移动终端中射频前端芯片的市场规模将达到212亿美元，年复合增长率达15.4%。

相关分析显示，一部4G全网通手机，射频前端套片往往包含2-3颗功率放大器、2-4颗开关、6-10颗滤波器，其成本约为8-10美元，但5G时代，射频前端套片的成本很可能会达到25-40美元，超过手机主芯片。

图片来自：驭势资本

射频被认为是模拟芯片皇冠上明珠的射频，国产化一直难以突破。据悉，欧美厂商已占据全球约95%的射频市场。

射频一般分由功率放大器（PA）、滤波器、双工器、射频开关、低噪声放大器（LNA）等射频器件组成。其中，滤波器是其中金额占比最大的器件，Avago、Qorvo等巨头的市占率在95%左右，国内上市公司包括麦捷科技等，非上司公司包括德清华莹、安徽云塔、好达电子、天津诺思、宙讯科技等。功率放大器金额次之，市场被Skyworks、Qorvo、Murata等垄断，国内上市公司包括三安等，一级市场公司包括了唯捷创芯（Vanchip）、中科汉天下（Huntersun）、国民飞骧等。开关这一环节，以色列TowerJazz有较高份额，国内上市公司包括卓胜微等。

图片来自：驭势资本

五、5G 上游环节国产替代分析

通信产业的商业价值之外，战略意义明显。随着国际关系的变化，5G 成为大国博弈的热点之一。

国产替代也成为这个行业不得不提的话题。

5G最受关注的环节为基站。整体来看，目前5G基站涉及的关键零部件，华为海思基本可以完成自主研发，中兴可以完成部分研发；但目前基站内使用的最先进制程的芯片已采用了7nm制程，并考虑导入5nm制程，华为因进入“实体清单”，可能无法由台积电进行新订单的生产，中兴目前因为未进入“实体清单”暂不受到影响；若华为7nm制程天罡芯片无法由中芯国际生产，有可能不得不采用14nm制程芯片，基站性能或会受到影响。

今年9月，专业调查公司Fomalhaut Techno Solutions协助《日本经济新闻》拆解了华为最新5G基站，得出了类似的结论。他们发现，华为5G基站单元，成本价在1320美元，其中中国大陆企业设计的零部件比例约为48.2%，但中国厂商设计的芯片约6成要在台积电代工，其中仅约10%的国产零件完全不受禁令影响。

这个调研同样显示，华为5G基站芯片中，美国零部件的使用比例达到了27.2%，包括FPGA芯片 （来自莱迪思、赛灵思）、内存（来自赛普拉斯）、交换机芯片（来自博通）、放大器（来自ADI）、店员管理芯片（来自TI、安森美）。韩国供应了由三星半导体制造的内存芯片，日本的供应商包括了TDK、精工爱普生和Nichicon。

图片：华为5G基站芯片单元

来自国内市场的研究结论类似。以长江商学院投资研究中心为例，其研究认为关键零部件、华为基站端核心芯片海思等国内厂商均有设计能力，但诸如 7nm 的天罡DSP芯片、海思鲲鹏的CPU芯片此前由台积电代工，中芯国际不一定全部能满足制程和工艺要求；而诸如PLL(锁相环)主要来自于ADI、TI，国内厂商几乎没有替代选择；射频相关器件如PA芯片主要有恩智浦、住友、英飞凌，国内厂商还智能覆盖低端产品。

图片来自：长江商学院投资研究中心

而在5G涉及到的光通信领域，目前已经部分实现中低端产品国产替代，华为、中兴光电芯片的国产化比例相对仍较小，目前25G以上的光组件产品国产厂商竞争力相对不足。

5G手机终端方向，国产零部件比例较高。但国产5G终端核心芯片，仍由台积电代工，受“实体清单”影响。

专业调查公司Fomalhaut Techno Solutions协助《日本经济新闻》拆解了华为Mate 30 5G手机，结果显示，中国产零部件的使用比例为41.8％，比美国制裁前上市的旧机型4G版提高了16.5个百分点；其中，难度较高的通信芯片也部分采用了由海思半导体研发的产品；在4G版中占比达到11.2％的美国零部件只剩下玻璃壳等极少部分，占总体的1.5％。但值得注意的是，目前华为手机核心处理器麒麟980、990等采用了7nm制程，由台积电代工，因此同样受到“实体清单”影响。

图片来源：长江商学院投资研究中心

此外，智能手机中的操作系统，目前国内厂商仍使用开源的安卓操作系统，但诸如Chrome、Gmail、YouTube等Google旗下应用则无法使用，或会影响其海外销售。

万亿级规模的通信市场迭代，往往意味着全产业链的红利。本文的上述部分也只是介绍了其中一些有代表性的上游环节。上游基建、终端供应链端的红利相比之外，更多的下游应用被寄予了更高的期望。《洞见5G，投资未来》的报告测算，上游的基建投入规模在2025年或达到3.3万亿元，下游应用则有望达到6.6万亿元；到2030年，这两个数字或达到6.3万亿、10.6万亿，后者约是2017年中国GDP的12.8%。关于5G的行业应用，我们也将在下篇报告中进行详细拆解。