元宇宙专题研究报告：从元宇宙看产业互联网

元宇宙专题研究报告：从元宇宙看产业互联网

从元宇宙看产业互联网

“工业互联网”及“元宇宙”发展重要性提升：年初以来，工业互联网在十四五规划纲要和2021政府工作报告等重要文件中被多次提及，反映重视程度高。“十四五”规划中，工业互联网取代消费互联网成为主旋律，而作为元宇宙应用核心终端的VR/AR被列为未来五年数字经济七大重点产业之一。近期2021年中国5G+工业互联网大会，刘鹤致辞表示“5G+工业互联网”是传统产业跨越式发展的历史性机遇。2021年11月，三大运营商牵头的国内首家元宇宙行业协会正式成立，浙江省经信厅召开“元宇宙”产业发展座谈会，提到“元宇宙”是未来发展的新趋势，是产业发展的新风口。

产业元宇宙：推动企业迈向效率大幅提升新纪元。相比于移动互联网，元宇宙时代可以超越二维的限制，不仅可以在C端娱乐社交场景实现更强的沉浸感，还在更多虚拟化的现实场景中推广应用，如B端的企业办公、生产等。比如提升精密机械制造业的生产监控能力，如宝马基于数字孪生在英伟达Omniverse打造数字工厂，提高规划阶段、组装阶段、整车制造阶段的效率；Facebook推出VR会议APPHorizonWorkrooms提升商务和医疗场景沟通效率，建立共情连接等。2021年8月，微软官宣了企业元宇宙决方案，微软通过Azure的云计算、物联网和人工智能等技术建立数字孪生。

生态和平台：新业态下运营商有望主导

元宇宙大时代来临，国内三大运营商纷纷加码：11月11日，国内首家元宇宙行业协会正式成立，成员包括中国移动、中国联通、中国电信等。11月12日，中国电信宣布，以元宇宙新型基础设施建设者为定位，立足创新应用成果，启动2022年“盘古计划”，全面卡位元宇宙赛道，加速5G创新应用融合发展。

产业元宇宙时代，运营商有望主导生态及平台，主要得益于：1）渠道&下沉人力优势：运营商把握政企入口渠道，下沉覆盖能力强，适配产业元宇宙高度定制的应用场景。2）算力&网络禀赋：元宇宙对算力和网络提出更高要求，运营商推进“东数西算”算力网络，算力服务标准化打破OTT对数据的垄断。借助SDN／NFV等技术，云化核心节点及边缘节点的计算资源，形成算力富余。3）数据合规高可信度：近2年来年国内外互联网巨头频频受监管，规范运作成为数据产业红线，运营商身为央企在数据合规可信度高，有望获取主导生态的优先级。

手握政企渠道资源，下沉覆盖能力强劲

把握政企入口，运营商天然具备渠道优势：据华为《营赢》杂志数据，专线和商业宽带占运营商政企业务收入比例超过30%，是运营商2B端的压舱石业务，同时也是入口级业务。据统计，截至21H1中国移动政企客户数量达1553万家，截至2020年中国电信政企客户数量达1302万家，从触达面积来看，运营商具备绝对的优势。2016-2020年中国移动政企业务收入接近翻倍，年复合增速达到18.4%，2021H1收入同比增速进一步提升至32.4%。

产业元宇宙是高度定制的应用场景，需要下沉覆盖能力：从各个垂直行业来看，不同行业对5G网络能力的依赖程度有较大差异。运营商聚焦行业数字化转型痛点，整合终端、网络、平台以及场景化应用等能力，打造形态丰富、功能完备、具备市场竞争力的行业DICT解决方案。相较于其他定位生态和平台的玩家，运营商具备更强的下沉技服和运维能力。以中国电信为例，在全国范围拥有3.6万名具备产业数字化销售和服务能力的专家队伍，有效提升数字化服务项目的整体交付能力。

算力爆发大时代，算网融合独具优势

元宇宙对算力和网络提出前所未有的高要求：未来元宇宙的场景下，无论是2C或2B，都将有更多的传感器、摄像头、物联网（IoT）芯片集成到我们周围的物理世界中，其中很多将实时与它们的虚拟模拟物连接，且后者也能够反过来与前者交互。当下非常流行的大逃杀通常最多支持100人同时在线游戏互动，而元宇宙场景下这个数量级或达到百万甚至亿级。元宇宙对算力和网络提出前所未有的高要求，甚至可以说算力和网络的可得性和发展水平或将局限和定义元宇宙的发展规模。

5G专网逐步崛起，填补泛2B业务场景需求：随着5GR16标准冻结以及后续R17的到来，未来5G专网市场将持续攀升。诺基亚此前测算4/5G专网基站需求或达到1458万个。据ABIResearch测算，5G专网收入预计将从2021年的16亿美元增长到2030年的650亿美元，CAGR高达60.1%。运营商牵头建设的5G边缘网络将在释放5G专用网络等新用例的商业潜力方面发挥关键作用。此次中国电信544亿回A募资中主要投入方向之一是5G产业互联网建设项目，拟规划建设5G专网基站约9万个。

边缘计算拥有低时延、少带宽需求、高安全性的优势，在元宇宙时代更为重要：边缘计算本质在于实现算力负载均衡的优化，解决集中式云计算发展瓶颈（时延、带宽、存储安全等方面），并释放终端计算压力，能够满足元宇宙场景下高度仿真和实时交互的需求。根据IDC预测，到2023年，全球超过50%的新建基础设施将部署在边缘，将近20%用于支撑AI工作负载的服务器将部署在边缘侧。

运营商部署边缘计算边际效益高，有望成为部署的主力：不同于中心IDC/云高度集中，机柜体量大的特点，边缘IDC/云呈现功率高、柜量少、机房分布广等特点。目前主要的部署方式有：1）利旧-小微/CDN机房改造：现有小微机房与边缘DC模块的整合；2）新建-多站融合部署：即基于5G基站推进边缘计算建设，或者与国网多站融合的合作，规模部署边缘DC。由于边缘计算的部署多为下沉场景，运营商无论是采用利旧或新建在建设和用地成本及运维成本上优势有较为显著，边际效益高。

算网融合模式下，运营商算力优势进一步扩大，算力服务，主要体现在：1）以5G为代表的接入网络覆盖和体验优势；2）长期运营积累的边缘局房数量和质量优势，边缘算力属于重资产投资，进入门槛高；3）算力网络利用SDN／NFV等技术，将各个节点网络和计算资源深度融合，充分云化后的计算资源具备富余优势。此外，CFN（计算优先网络）作为一种分布式路由协议，可实现在不同边缘云之间按需进行算力的调度和均衡。

监管与创新相融合，规范运作是产业红线

国内互联网巨头频频受监管，规范运作成为数据相关产业红线：伴随数字平台的崛起，各国对市场垄断、税收侵蚀、数据安全等问题的担忧日益强化。近2年国内外多家互联网巨头受到监管部门的政策管制、反垄断调查及罚款。

以国内为例，2021年阿里和美团分别因违反《反垄断法》被罚款182亿元和34亿元。目前，我国已经相继出台了《个人信息保护法》、《数据安全法》、《网络安全法》、《国家安全法》、《关键信息基础设施安全保护条例》等多部重要的法律。信息安全从“互联网大蛮荒时代”、“网安法时代”走向“大合规时代”，未来数据合规将成为从事数据平台经济企业的核心竞争力之一。运营商身为央企在数据安全及合规领域可信度高，未来或在主导生态层面具备更高的优先级。

算力服务标准化：“东数西算”架构提出，将打破OTT对数据的垄断：2019年华为和联通首次提出算力网络概念，架构中包含了算力的服务化，数据和算力之间的高效调度（路由）。2021年5月，国家发改委等四部委联合出台算力枢纽实施方案，初步构想类似“东数西算”的国家级数据调度网络，东部发达城市将建设一批边缘计算节点，支撑实时性业务的需求，非实时业务将通过网络调度，由西部数据中心支持。未来算力服务将标准化，打破少数OTT对数据的垄断，实现数据国家安全。

基础设施：产业元宇宙场景落地的基石

元宇宙时代将至，基础设施先行：11月22日，经济日报发文指出，面向未来布局元宇宙，要围绕硬件和生态两端发力，提升硬件渗透力。我们认为基础设施有望先于元宇宙应用爆发，具体环节来看，元宇宙将对物联网模组、模块、网络设备、IDC等子板块有显著拉动效应。

物联网：产业元宇宙驱动行业量价齐升

物联网技术是产业元宇宙场景重要一环。物联网与智能硬件通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时的采集需要监控的物体或互动的事物的声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，实现物与物、物与人、人与人之间的广泛链接，实现物品的智能化管理。它是泛互联的重要组成部分，也是未来元宇宙世界不可或缺的一部分。

“元宇宙”的技术基础集数字技术之大成，同时对数字技术也有着拉动作用。物联网技术、区块链技术、交互技术、电子游戏技术、人工智能技术、边缘计算作为“元宇宙”重要支撑技术，不断提升“元宇宙”的沉浸感，同时对连接也有着更高要求。处于物联网感知层与网络层重要枢纽位置的模组通过规模化、定制化的产品布局高算力、低时延通信空间。同时，无线模组通过收集海量设备数据，结合边缘计算能力，为元宇宙的“大脑”提供数据信息基础，为元宇宙运行提供进一步科学分析，带来更高的信息管理价值。由此，各种类型的无线通信模组都是元宇宙重要构成部分。

基于5GAIoT技术，通信模组开发与设计可根据终端需求针对软硬件接口、开放平台、芯片平台等方面进行定制，帮助终端设备快速高效处理复杂的连接问题。这正是解决了元宇宙多形态、跨领域融合终端所面临的连接难题。定制化与规模化共进，同时打通产业上下游生态连接，无线模组在元宇宙建设中发挥重要作用，同时，元宇宙建设也对通信模组行业提出更高要求。

数字孪生等应用驱动模组规格升级

无线通信技术大致可以分为高速率、中速率和低速率三类，不同的技术种类所适用的应用场景也不相同。以高速率为主的4G/5G技术，适用于对数据传输量大、速率快的车联网、工业控制、视频监控等应用场景，以LPWA为主的低速率则适用于对数据量小、传输慢、功耗敏感的远程抄表、环境监测等场景。不同的通信接入技术与下游各类应用场景特点相对应，使得下游行业及应用的发展直接决定不同制式的无线模组发展进度。

元宇宙带来通信技术迭代，形成"NB-IoT+4G+5G"的三角格局。根据Counterpoint数据，到2025年2G/3G物联网连接数已接近忽略不计，因此在蜂窝物联网连接方式代际迁移过程中，原有2G/3G连接将由NB-IoT（低速率）和Cat1（中速率）来承接；4G等转向5G，主要服务于高速率、低时延场景，比如车联网、工业控制等。

我们认为未来物联网将沿着“2G/3G逐渐被LPWA替代”和“超高速4G被5G替代”的双路径演进，最终形成"NB-IoT+4G+5G"的三角格局。元宇宙发展或加速5G、Wi-Fi6应用。构建完全交互式元宇宙，需要高带宽的网络环境来处理海量增量环境数据和玩家数据等数字文件，同时VR/AR等应用对网络时延要求极高。此外，虚拟世界的稳定运转依托于可靠的网络服务质量。5G和Wi-Fi6提供的高速上传以及下载速度可以满足元宇宙内容实现对网络低延迟、高带宽、高可靠性的要求。

产业元宇宙场景丰富，模组市场春风将至

产业元宇宙多场景下通信模组将迎来爆发式增长。根据ABIResearch统计和预测，2019年全球蜂窝通信模组出货量达3.21亿片，预计到2023年出货量有望达12.51亿片，2019-2023年期间出货量年均复合增速分别达40.46%。从通信制式分类来看，我们认为，伴随2G和3G的逐渐退网，预计4G和LPWAN模组将成为主流制式。根据ABIResearch统计，预计2023年LPWAN和4G的年出货量占比将分别达到55%、30%。元宇宙以5G、人工智能、VR、AR、区块链、云计算等行业属性的加持衍生出来了更多应用场景，通信模组将迎来爆发式增长。

元宇宙时代流量腾飞，云产业链全面受益

未来元宇宙时代流量增长依旧是星辰大海：上文我们讲到元宇宙要求百万甚至亿级用户同时在线上互动，有望拉动海量算力需求，考虑到元宇宙以“低延时、沉浸感”为主要特征，我们认为其对网络带宽拉动同样显著。复盘过去4G时期，伴随短视频和重度手游等新应用的崛起对流量增长拉动显著，2019年移动用户DOU达7.8GB/户/月大约是2015年的20倍。从5G时代初期来看，高清视频、AR/VR、云游戏等新应用对流量的拉动已有所体现，从韩国5G用户DOU来看，已经达到4G用户的2-3倍，达到25GB/户/月以上，未来元宇宙时代DOU增长将是星辰大海，想象空间巨大。

元宇宙时代云链投入有望持续高增长，Meta22年开支展望乐观。IDC预计国内未来五年元宇宙的相关IT支出复合增长率达20.2%，2025年总开支达到2001亿美元，其中云计算支出将达到814亿美元，约占总支出的42%。作为支撑元宇宙实现的底层基础设施，云计算在未来5-10年的蓬勃发展将是元宇宙实现和普及的前提。Meta（原Facebook）在近期业绩电话会上表示，2022年将会大幅加大元宇宙的生态建设和投入，其资本支出将由今年的190亿美元提高到明年的290-340亿美元，取中值同比增加66%。

元宇宙内容构建：源于现实，超越现实

互联网本身即虚拟世界，但其所提供的虚拟世界仅能以2D的形式提供给用户。元宇宙则将虚拟世界以3D的形式呈现给用户，使人们可以体验到更加真实、高效、统一、系统的虚拟世界，其既是对互联网的继承，又是对2D虚拟世界的超越。

实景三维：公共场景与基础设施构建

实景三维技术在“实景三维中国”建设计划的推动下快速发展。区别于传统三维模型“一张皮”的缺陷，实景三维数据具备实体化、单体化、语义与结构化等特性，是非尺度、全要素表达空间关系及属性信息的数据集。总结来看，常用的实景三维技术主要有三类：三维建模、倾斜摄影测量、激光雷达测量。

元宇宙对模型精度要求较高，激光雷达建模有望大规模应用。为了使虚拟世界更加接近于现实世界，元宇宙中的模型必须有极高的仿真度和精度。倾斜摄影建模的精度较差，难以满足元宇宙对精度的要求。遥感航测建模则在造作过程中易受到遮挡影响，操作难度较大。人工建模从前期素体的构建到后期细节的补充，均需要人工操作，其在细节构建方面精度极高，但效率低、成本高，难以大范围使用，或仅用于某些特定物体的构建。相较之下，激光雷达建模可实现较高的精度，其设备成本在大范围建模时可有效分摊，有望成为元宇宙前期构建虚拟世界中大量基础设施和公共场景的主流方法。

体素建模：每个用户都是元宇宙的建造者

每个用户都是元宇宙世界的构建者，这对模型创造工具的易用性提出了较高要求。元宇宙源于现实，但又超越现实，用户在元宇宙中可充分发挥自身主观能动性进行再创造，每个人都可以成为元宇宙世界中一草一木的构建者。对于普通用户而言，采用实景三维进行建模门槛较高，因此元宇宙世界中需要一种使用难度较低的建模方法。对此，Roblox和Minecraft采用的乐高式体素建模不失为一种易用型的建模手段。其通过三位像素的堆叠对模型进行构建，使得用户可以轻松的参与虚拟世界的模型构建中。

元宇宙中的虚拟世界所追求的是对现实世界的全面仿真。除视觉效果以外，元宇宙所构建的虚拟世界在法则上亦追求与现实一致。实景三维建模所用建模方法仅能满足视觉需求，所建模型多为缺乏实体的空壳，且其整体型的架构难以反映出局部的变化。体素建模中，使用三维像素进行堆叠建模，每个三位像素体都可作为独立的单元进行变换，从而可对物理世界中的物理、化学、生物等变化细节进行仿真。

体素建模分辨率提升空间巨大。在Roblox和Minecraft中，采用体素建模方法构建的模型当下视觉效果欠佳，主要原因在于组成模型的三位像素体积较大。随着硬件设备、芯片算力、传输速度、存储能力等基础性设施性能的不断提高，体素模型中的基础组成方块体积可逐渐缩小，从而大幅提高模型整体的像素水平。长期来看，体素模型的像素提高具备可持续性，提升空间巨大。

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