通信行业专题研究：元宇宙普及打开ICT空间

（报告出品方/作者：国元证券，赵良毕）

1.元宇宙产业链主要包含内容方和技术支持方

元宇宙产业链主要分为俩大主体，内容支撑方和技术支持方。

（1）内容方可以分为内容创造者、内容策展方和内容开发系统：

内容创造者：为虚拟世界或者互联网提供各种内容，而这些内容则为用户提供丰富的 体验。内容的类型各种各样，可以是电影、音乐、游戏、社交软件、小说等等；

内容的策展方：将创造者制作的内容整合展示出来，将内容发挥出经济、社会、文化 效应。代表如 Facebook、Apple 等；

内容开发系统：为创作者提供内容生产和经营的协助。如 Unity 的 Game Foundation 可以协助游戏的开发者快速搭建游戏里的货币体系，交易系统和其他相关的预制系 统。此类预制件在未来可能是构建元宇宙经济体系的基石。

（2）产业链中的技术支持主要分为分布式平台支持，终端/交互支持，算法/软件支持以及底层支持。

分布式支持：为互联网/虚拟世界提供分布式金融、分布式计算、分布式存储、分布 式管理等协助。其中基于区块链的 NFT 和数字货币的分布式账本/金融搭建立了元宇 宙与现实世界的联系，增加了现实与元宇宙之间的流通；

终端/交互支持：用户进入元宇宙的入口，终端种类繁多包括但不限于 AR/VR、手环、 眼镜、PS5 等设备。

软件/算法支持：为内容开发工具提供软件基础。例如 Google 大脑开发的 TensorFlow 开源软件库聚焦机器学习和深度神经网络，为人工智能软件提供了算法优化、代码、 案例等。

底层支持：协助设备和算法发挥出该有的功能，包括但是不限于芯片、各类半导体工 艺、运营商通信网络等基础设施。

根据实时游戏平台 Beamable 的观点，元宇宙又可以分为体验、发现、创作者经济、空间计算、去中心化、人机交互、基础设施七个方面要素。七个层级互为依存：其中 体验层中，元宇宙的表现形式为显示空间、距离及物体的“非物质化”，成为内容社 区的复合体；发现层中，则聚焦于如何将流量引入元宇宙中；创作者经济层则包含所 有元宇宙相关的技术；空间计算层给出了解决方案，消除现实世界与虚拟世界中的障 碍；去中心化层则使得单个实体可以操纵元宇宙的理想架构；人机界面层使得人类被 改造成半机械化结构，随着未来消费级神经接口的逐步普及可能性逐步增高，人机之 间的障碍也逐步缩小；基础设施层主要负责承接流量，为元宇宙做实体支撑。

2.元宇宙普及对技术支撑提出更高的要求

2.1 分布式平台更加适合日益复杂的网络需求

元宇宙对于计算、存储、交易提出更高的需求。分布式平台为互联网/虚拟世界提供 分布式金融、分布式计算、分布式存储、分布式管理等协助。分布式架构扩展性更强、 处理效率更高、碎片资源利用率高、容错能力更强。如 Unity 云端分布式算力方案 可节省 70%+运算时间，降本增效。

元宇宙中，结合了分布式概念的交易结算方式可以避免公司出于自身利益影响元宇宙经济系统，为用户的资产价值、资产确认以及经济系统提供支持。区块链技术是分 布式结算的最大代表，基于区块链技术的数字货币有望成为元宇宙内容之间交易的 货币体系。

2.2.终端等各类交互设备是元宇宙的入口，要求更强交互性

VR/AR 设备带来的沉浸式体验是当前最接近于元宇宙的终端。VR（Virtual Reality， 虚拟现实）指构建一个完全虚拟的世界；AR（Augmented Reality，增强现实）指将 虚拟的物体叠加到现实世界中，本质是现实世界的延伸。而在 AR 的基础上，将真实 场景和虚拟场景自然地融合在一起，又产生了 MR（混合现实）的概念。

因为 VR 的光学和显示结构相对简单，所以 VR 的软硬件生态更为成熟，更早的进入商业化阶段。而 AR 在将虚拟物品叠加到现实中时，算法、光学和显示等环节存在技 术不足，因此 AR 的商业化进程较慢，价格也更贵。2020 年 Oculus 发行的 Quest 2 售价大概在 300 美元，但是 2019 年谷歌发布的谷歌眼镜 2 售价则为 1000 美金，价 差达到近 3 倍。

在 VR/AR 产业链中：

上游主要为硬件、软件。硬件代表公司主要有芯片（高通、瑞芯微、海思）、光学设 备（京东方、TCL、舜宇光学、水晶光电）、声学器件（歌尔股份、瑞声科技）、传感 器（意法半导体、韦尔股份）；软件代表公司有操作系统（Google、超图软件、微软、 虹宇软件）、开发工具（苹果、Google、Facebook）；

中游主要为系统集成商，代表公司主要有歌尔股份、立讯精密、和硕等。

下游主要为终端品牌厂商，根据产品类型不同可以分为 VR 设备厂商（代表公司主要 有 Facebook、Sony、Pico 等）和 AR 设备厂商（代表公司主要有微软、联想、爱普 生等）。终端厂商往往与内容、平台关系紧密例如 Steam、Quest、Viveport、Pico 等。

以 Oculus 的 Quest 2 为例，硬件成本中屏幕占比最大，为 34%。其次的是存储，占比 27%，处理器占比第三，为 16%。屏幕方面，目前的主流解决方案为“菲涅尔 透镜+Fast-LCD”，相较于之前的 OLED，获得更高的清晰度和刷新率，纱窗效应和 眩晕感得到改善，未来技术发展有进一步往“折叠光路+硅基 OLED”方向发展的趋 势。

AR/VR 被认为是继个人电脑之后的现象级消费电子产品。我国虚拟现实市场规模高速增长。2020 年，我国虚拟现实/增强现实市 场规模约为 300 亿元，其中 VR 市场规模约 230 亿元，市场占比约 80%。预计到 2024 年 AR 的占比将超过 VR。虚拟现实终端出货量稳步增长，虚拟现实终端出货 量（含 AR）约 120 万台，从功能类型上看，VR、AR 终端出货量占比分别为 96%和 4%。根据 IDC 的口径，2020 年我国 AR/VR 市场规模约为 66 亿美元较 2019 年同 比增长 72.1%，在规模及涨幅方面均超越美国和日本，位列全球首位。同时，中国市 场的 5 年（2020-2024）CAGR 也将保持在约 47.1%的水平。（报告来源：未来智库）

3.底层技术支撑为元宇宙落地的基石，技术变革促发展

元宇宙对于沉浸式体验有了更高的要求，因此底层技术支持是元宇宙建设的基础。以虚拟现实的技术指标为例，根据虚拟现实产业推进会测算，完全沉浸水平需要角分 辨率达到 60ppd，帧率不得低于 120HZ，视场角不得低于 130°，每像素 12bit, 按 压缩比 100 计算，吞吐量需求约为 3.8 Gbps。全息的沉浸式显示不仅仅需要强大的 图像渲染能力和三维空间显示能力，还需要巨额的吞吐量。以原始像素尺寸为 1920 ×1080×50 的 3D 目标为例，RGB 数据为 24 bit，刷新频率为 60 fps 时需要峰值吞 吐量 149.3Gbps，按照压缩比 100 计算，平均吞吐量需求约为 1.5Gbps。考虑到用 户体验的是全方位、多角度的交互，元宇宙沉浸式体验需要达到 Tbps 的量级。

3.1 元宇宙沉浸式体验要求性能更佳，价格更实惠的半导体产品

英伟达的 Omniverse 平台浏览以假乱真的组件的最低要求是 GeForce RTX3070 和 Intel i7 Gen 5,而在一个以假乱真的世界中畅玩显然需要更高性能的 GPU 和 CPU。 以英伟达的 Omniverse 平台为例，Omniverse 提供算法、算力、图形学、硬件系统 等支持，支持多人协同工作，可连接多个 3D 软件平台并调用，最终由 GPU 提供实 时渲染，至今已有企业版，并在工业、仓储物流方面得到了应用。公司基于 Omniverse 平台创建了以假乱真的车间模拟、黄仁勋替身，综合来看 Omniverse 是目前世界最顶级的仿真渲染。

综合来看，目前消费电子中最为优异的显卡为 RTX30 系列。其中 RTX3070 仅仅达 到浏览 Omniverse 组件的最低要求。如果用户为了体验元宇宙的全套体验，所用的 GPU 性能恐怕还是在 RTX3090 之上，而 RTX3090 官方售价已达到 12000 元。如 果按照目前的 GPU 价格计算，以后适配元宇宙的显卡势必超过 12000 元，而高额 的 GPU 单价势必会推高最终元宇宙终端的价格，以至于未来元宇宙市场门槛进入 成本过高，进而影响内容的创作和元宇宙的搭建。因此拥有性能更佳价格更便宜的 芯片和半导体工艺才可以促使元宇宙的落地发展。

3.2 通信技术光网络及 IDC 作为元宇宙的底层基建，需求或超预期

3.2.1 元宇宙对数据流量及数据传输速率要求较高

元宇宙需要更高的网络传输速率才能保证用户的使用体验，比如 AV/VR 对网络速率 的要求即是大于 800bps 甚至高达 1Gpbs 以上，更高的网络速率会带来更大的数据 流量；同时当用户数使用增多后，为了保障用户的体验，对小区整体的吞吐量也提出 了更大的要求，必然要对光网络提出更高带宽能力的需求，同时需要更多的使用云计 算来打开算力空间，对云计算的需求也会指数增加。

另外，云服务商加码数据中心及云计算能力建设，本质上可以归结为 5G 三大特性对数据流量的不断催化，由两部分构成：

（1）来自于目前现有的 5G 行业需求及 4G 相关 ToB/ToC 端需求带来的数据流量增长：随着 4G 时代短视频不断兴起，以及行业应用端的实时监控等新兴应用不断兴 起，数据流量维持较高增速，使得数据量持续增长，IDC 需求量逐步提升；

（2）来自于未来确定性的 5G 行业应用端需求带来的数据流量增长：随着 5G 普及 度逐步提升，5G 相关应用如车联网、物联网、元宇宙等落地可能性亦随之增加，根 据数据中心运维管理相关数据显示，预计到 2025 年每年将产生超过 175ZB 的数据， 即不论未来 5G 应用形态如何，数据流量增长具备较强的确定性，致使国内外云服务 商相关资本开支持续维持高位。

3.2.2 高数据流量支撑 IDC 进入高发展时期，云厂商资本开支有望持续提升

全球云服务商资本开支持续加码 5G 时代数字化底座。资本开支角度，2019 年进入 5G 时代以来，海外主流云服务商脸书（Meta）、谷歌（Alphabet）、亚马逊及微软资 本开支均处于高位，我国主流云服务商阿里巴巴、百度及腾讯资本开支亦从 2016 年 开始持续增长，同时由于新冠疫情催化，全球企业上云需求被动加速，远程办公、5G+ 行业应用、元宇宙等新兴概念使得全球云服务商资本开支持续维持高位。

我国 IDC 处于持续发展期，增速全球领先。根据华经产业研究院及 IDC 圈数据，2020 年全球 IDC 行业市场规模约为 914 亿美元，我国 IDC 行业规模约 1958 亿美元；增 速方面，2015-2020 年全球 IDC 行业规模 CAGR 为 18.88%，我国 IDC 行业规模 CAGR 达 33.98%，高于全球增速。我国 IDC 行业增速较快原因可归纳为重点领域流量持续提升，以及我国 5G 建设持续放量，5G 应用项目逐步扩展，2020 年我国 IDC 行业增速达 43.3%亦可侧面印证行业高景气。根据 36 氪数据，预计 2021 年我 国数据中心市场规模达到 2486 亿元。未来，随着新基建政策的逐渐落地、互联网及 云计算大客户需求的不断扩张，数据中心行业将实现高速增长，预计到 2025 年，我 国数据中心市场规模达到 5952 亿元，发展前景广阔。

2020 年云计算市场保持高速发展，整体市场规模达 1781 亿元，增速超 33%，其中 公有云市场规模继续扩大，预计到 2030 年将超过 2000 亿元。私有云的市场规模同 样持续扩大，增速平稳，2020 年达 791.2 亿元，同增 22.6%。整体方面，云计算市 场保持高速发展，应用普及度稳定提升，分布式云服务份额逐步增加。

我国超大型数据中心占比居全球次席。据 Synergy Research Group 数据显示，截 至 2021Q3，由大型供应商运营的大型数据中心数量已增至 700 家，以 IT 负载衡量， 美国占这些数据中心容量的 49%，中国是继美国之后对超大型数据中心容量贡献第 二大的国家，占总量的 15%。其余的产能分布在亚太地区(13%)、EMEA 地区(19%) 和加拿大/拉丁美洲(4%)。

大数据市场方面，我国一线及超一线地区数据流量占比较高，供需错配仍然明显存在。我国大数据市场呈现头部集中趋势， 我国一线及超一线地区（北京、上海、广东）占比约为 69%，数据中心机架方面， 根据前瞻产业研究院数据，2018-2019 年上海及周边江苏、浙江等地区机架数量规模 稳居全国第一，2019 年为 81.1 万架；其次为北京及周边地区(67.2 万架)；广深及周 边地区数据中心机架数量排名第三，2019 年为 48.9 万架，整体分布同大数据市场流 量分布相似。同时，根据前瞻产业研究院数据，由于核心地区 PUE 严格管控、相关 指标释放较少，我国一线城市仍存在较大供给缺口，预计该种现象在 2022 年仍将持 续存在，具备区位、资金和拿地优势的企业有望持续受益。

我国数据中心市场份额主要以三大运营商为主，占比超过 60%，民营 IDC 持续发展。 根据中国信通院数据显示，我国 IDC 市场份额中，三大运营商占比超过 60%，中国 电信、中国联通、中国移动的市场份额占比位列前三，分别为 30.6%、19.1%和 12.6%； 其次是属于第三方 IDC 服务商的万国数据和世纪互联，其市场份额占比分别为 4.8% 和 4.5%。

IDC 集中度较低，未来头部集中现象预计将愈加明显。根据中国电子信息产业发展 研究院数据，中国数据中心数量大约占全球数据中心总量的 23%。根据各公司公布 的 IDC 数量可知，数据中心集中度较低，IDC 分布较为分散，预计随着 PUE 管控趋 严，IDC 行业头部集中现象预计将愈发明显。

经营业绩方面，全球数据中心行业营收及归母净利润持续向好，单机柜营收增长具备较大空间：

营收方面，2018 年至今全球 IDC 企业营收及归母净利润皆有较大增长，我国数据中 心相关企业增速较快；

利润率方面，我国主要 IDC 厂商毛利率在 2018 年后企稳回升，维持在 20%以上水 平且逐年提升；相关 IDC 厂商净利率同毛利率同向变动，2018 年后几乎皆有较大改 善；

单机柜营收方面，我国主要 IDC 企业但机柜营收在 5-7 万元之间。

3.2.3 元宇宙推动光模块向更高速率发展，高研发投入企业有望优先受益

光通信赋能千行百业，F5G 同 5G 协同所带来的数据传输速度及低时延造就较多新 兴应用场景，主要集中在 2C 端如超清视频、AR/VR、云游戏、直播等场景；2B/G 端如智能制造、智能电网、智慧矿山、智慧医疗等；企业上云、智慧政务等场景，光通 信将赋能千行百业，市场前景较大。

光通信产业链可以分为上、中、下游。根据赛迪顾问数据，产业链利润率方面看，光 纤光缆、网络运维等价值量虽然较大，但整体利润率较低；行业主要利润集中于光芯 片等科技含量较高的环节中。目前，我国光芯片厂商相对较少，相关国产企业主要集 中于光模块中。

光模块主要应用场景以数通市场和电信市场为主，其中数通市场占比较大，包括三个场景：

（1）数据中心内部交换机之间、服务器与交换机间的互联，目前主要以 10G、40G 和 25G 光模块为主，逐渐向 100G，200G，400G，800G 升级。

（2）数据中心不同机房间的互联，目前以 40G 和 100G 光模块为主，逐渐向 400G， 800G 升级；

（3）多个数据中心之间的互联，目前以 40G 和 100G 光模块为主，逐渐向 400G， 800G 升级。

我国光模块厂商市占率较高，高速率光模块出货量预计将逐步提升。根据 Yole 数据， 2020 年我国光模块厂商全球市占率约为 40%，其中上市公司中以中际旭创（电信为 主）、光迅科技（数通为主）及新易盛（电信+数通市场）份额居前列；根据 Lightcounting 数据，预计 2021 年后，100G 光模块虽然仍是需求的主流型号，但随着海外云厂商 资本开支的不断提升，200G/400G/800G 硅光模块预计将持续进行行业迭代，高速 率光模块出货量或将大幅提升。

光模块相关公司利润率提升空间明显，具备研发、管理优势，抢占行业先机的企业有望优先收益。以我国光模块企业利润率来看，相关企业毛利率维持较低位置，其主因 为光模块行业迭代速度较快，需要持续研发并投入人力资源以抢占行业替换的第一 波浪潮，从而实现利润最大化，随着高毛利高速率光模块的不断推进，具备相关优势 的企业有望优先受益。（报告来源：未来智库）

4.投资分析：元宇宙普及打开 ICT 基建新空间

海外巨头互联网公司的元宇宙大力布局给元宇宙的发展打下了一针强心剂，虚拟世 界和现实世界两者的无缝融合或协同，必然是未来科技发展的趋势所在，甚至从某种 程度上说元宇宙相关产业形态是下一代互联网发展的必经之路。

元宇宙的发展依靠内容来丰富虚拟世界的感知，同时由于其高带宽、大容量、强互动 等特性，必然对通信技术提出了更高的要求。没有好的高速公路再好的车也很难飞驰， 通信设施基石也将是未来元宇宙相关投资的重点方向之一。

我们认为元宇宙是 5G 乃至更高层级的通讯重点应用方向，发展确定性趋势明确；受 益元宇宙的加速落地，ICT 基础设施建设特别是光网络及 IDC 基建有望迎来新的发 展机遇。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。