當前,全球5G正在進入商用部署的關鍵期。堅持自主創新與開放合作相結合,我國5G產業已建立競爭優勢。5G標準是全球產業界共同參與制定的統一國際標準,我國聲明的標準必要專利占比超過30%。在技術試驗階段,諾基亞、愛立信、高通、英特爾等多家國外企業已深度參與,在各方共同努力下,我國5G已經具備商用基礎。
5G牌照會發幾張?根據此前新聞報道,中國三大運營商電信聯通移動各一張,再加上廣電有一張,此次牌照發放大概率是“3+1”。
相比3G、4G,
5G的重要性史無前例!
當前,5G全球競爭的序幕已經拉開。世界上許多國家都將5G視為科技競爭的“制高點”,紛紛將5G發展提升到了國家戰略的高度。
中國5G的優勢和短板分別是什么?
中國5G部署該選擇NSA還是SA?
中國5G發展投資壓力如何分解?
針對上述這些業界關心的涉及中國5G發展的“硬核”問題,中國工程院院士鄔賀銓在5G牌照發放前夕接受了懂小姐的獨家專訪。
5G發牌在即!鄔賀銓院士詳解中國5G優勢與短板,全文干貨
中國工程院院士鄔賀銓
5G緣何成為焦點?
事實上,“5G變得更熱,還是美國把它炒起來的”,鄔賀銓幽默地表示。
究其背后的原因,鄔賀銓指出:其一在于5G是數字經濟時代的引擎;其二在于發達國家感受到5G時代中國威脅到了其科技地位。
面對即將到來的數字經濟時代,5G將發揮出重要的引擎作用?!?G對經濟的貢獻和國家的影響十分可觀,將比3G、4G高得多”,鄔賀銓如是說。
來自咨詢機構的數據顯示,5G到2035年將引領全球全球經濟產出增加4%,規模高達12.4萬億美元;如果將這一數字換算成GDP,那么就是全球增加值新增7%;全球5G產業鏈將創造3.5萬億美元的增加值,同時創造2200萬個工作崗位。預計從2020年至2035年間,5G對全球GDP增長的貢獻將相當于與印度同等規模的經濟體。
“如果說3G時代,中國才剛剛開始‘露頭’;那么在5G時代,中國已經在標準化和產業推進方面起到了主導作用,這令發達國家感覺其科技地位受到了威脅”,鄔賀銓如是說。也正因為如此,在全球5G商用大幕開啟的關鍵時間節點上,5G成為世界各國競爭的“制高點”。
中國5G為何領先?
“談中國5G領先,不能籠統地說中國5G都領先。準確地講,中國5G領先是在6GHz以下頻段,該頻段的系統和終端都走在了全球前列”,鄔賀銓特別強調,“而在毫米波頻段,中國其實是落后的,美國和韓國相對領先”?!凹词故窃?GHz頻段以下,領先也是在系統和終端上,更核心一些的技術領域,中國還是有很大的差距。除了華為顯得比較強一些之外,其他國內企業還是弱一些的”。
中國5G在特定領域的領先,得益于多年來的厚積薄發,尤其是3G時代的積累。
“中國在發展3G時,提出了自己的TD-SCDMA標準,但發達國家都因為抵制而不生產相關設備,促使中國從芯片、終端、基站、儀表乃至網優軟件做起,從而為移動通信產業鏈的建立打下了基礎”。3G時代的積累,證明了中國不僅可以提出技術創新的方案,而且也最終能夠實現,極大地鼓舞了創新的士氣,相應也為5G的技術積累、產業培育打下了堅實的基礎。
“中國擁有非常大的移動通信市場,這也是中國5G得以領先的重要原因”,鄔賀銓指出。巨大的市場帶動了移動通信產業的整體發展,成就了今天在全球通信設備制造領域排名第一的華為以及其他諸多在市場上領先的終端公司。與此相反,昔日通信設備制造巨頭們,紛紛在新一代信息技術變革的過程中失去了領先位置。
相對于韓國搶發全球首個5G商用(首批用戶只有6位),鄔賀銓認為“中國5G沒有必要在名義上搶先,而是基于中國企業腳踏實地的努力,向用戶提供與4G不同的眼,實現比發達國家大得多的商用規模,取得增進實效的作用”。
毫米波為何滯后?
目前,中國為5G分配了6GHz以下頻段,而美國、韓國則率先劃分了毫米波頻段。那么,中國5G為何沒有率先使用毫米波呢?對此,鄔賀銓給出了答案:“第一,中國毫米波頻段并不是空白,衛星、雷達等已經在使用該頻段,重新分配需要協調;第二,中國在該頻段的器件差距非常大”。
美國、韓國之所以率先使用毫米波,不僅是為了得到更高的帶寬,也在于其使用6GHz以下頻段有著客觀的“難處”。例如,“美國目前很難協調出2.6GHz~3.5GHz的低頻段頻譜資源,高頻段協調同樣也存在挑戰”。
對于5G而言,高達20Gbps的峰值速率只有在毫米波的高頻段才能實現。“未來中國5G肯定還是要使用毫米波的”,鄔賀銓強調。6GHz以下頻段,雖然峰值速率低于10Gbps,但優勢在于建網比較簡單、基站數量相對少一些,成本相對低一些。
值得注意的的是,美國不僅在5G的低頻段協調上有挑戰,高頻段的協調也存在挑戰。但是,“特朗普比較強硬,要求美國FCC至少要釋放5GHz的帶寬?!笔聦嵣?,如果將美國所有移動運營商正在使用的頻譜資源加起來,都不夠5GHz。顯然,美國為了發展5G,確實很拼。
SA和NSA如何選擇?
“只有SA獨立組網,才能真正帶動中國5G產業的發展”,鄔賀銓針對5G部署策略給出了這樣一個明確的觀點。
目前,已經宣布5G商用的美國和韓國,實際上采用的都是NSA非獨立組網。所謂NSA,是在4G核心網的基礎上,增加5G的基站,用戶使用5G終端就可以享受5G的寬帶業務?!安捎肗SA方案,具有部署簡單、起步快和投資少的優點,同時終端也只需要支持寬帶業務的能力,相對來說更容易生產和制造”,鄔賀銓評價道。但是,NSA方案“因為核心網絡沒有動”,因此無法支持5G的高可靠低時延和大連接這兩個特征。
SA,則是新建5G網絡,使用5G的核心網、基站以及回程鏈路等,能夠真正滿足5G時代工業互聯網對于高可靠低時延和大連接的需求。
對于中國5G而言,“未來的方向一定是SA,中國舉辦的2022年冬奧會,也希望通過部署SA而打造出與眾不同的新亮點”。從目前的情況來看,中國聯通希望部署NSA,中國電信和中國移動則傾向于直接部署SA。
5G產業的發展,需要通過SA來帶動。“如果先走向非獨立組網,很可能產業都滿足于只要簡單提供寬帶終端即可的現狀,其他5G業務的后續推廣難度就會增加,工業互聯網的進展也會拖慢”,鄔賀銓坦言,“因此,中國5G需要獨立組網,盡管也許暫時會慢一點,但未來整個產業都會受益”。
5G熱門應用是什么?
“5G的三大應用場景給出的是一個很籠統的方向,現在很難預計未來5G那個業務會更熱”,鄔賀銓向懂小姐表示。
事實上,許多熱門的移動互聯網應用都在網絡能力具備之后才出現的。例如,3G之初,還沒有微信;4G之初,微信也沒有引入視頻、移動支付等豐富應用;4G網絡升級之后,抖音、快手等應用變得火爆起來。
“預計5G剛開始商用時,主要以消費類應用為主,包括高清視頻、AR/VR等;未來,5G會走向工業化的應用”,鄔賀銓指出。值得注意的是,5G采用了開放架構,就像手機一樣,未來5G業務和應用能夠以類似App的開放方式增加上去。
5G發牌在即!鄔賀銓院士詳解中國5G優勢與短板,全文干貨
“5G未來轉向以工業應用為主,挑戰并不是技術的難題,而是行業間的壁壘,需要垂直行業的緊密合作”,鄔賀銓指出。與此相應,電信運營商也面臨新的挑戰:之前的業務主要面向廣大用戶,具有共性特點;未來發展5G工業應用,由于不同行業乃至同一個行業的不同企業,都有著個性化的訴求,因此需要提供針對性的個性化服務。
5G投資壓力?
5G投資為何會大幅增加呢?
5G網絡需要更多的基站,相應會帶來投資的增加。目前,業界普遍認為5G基站數量將達到4G的4到5倍。對此,鄔賀銓認為原因有二:一是5G頻率更高,達到與4G相同的覆蓋,就需要更多的基站;二是從網絡容量上來看,5G要提供給每個用戶更高的帶寬,就只能縮小蜂窩半徑,通過減少用戶數來實現。“不過,由于每個5G基站的功率要更低一些,5G技戰術更多,因規模化會帶來成本的下降”。
當前,電信運營商正面臨著5G投資壓力。一方面,5G客觀來看需要巨大的投資;另一方面,電信運營商流量和收入的剪刀差越來越大,收入增長面臨困難,如何確保5G投資成為業界關心的熱點。
“電信運營商的業務增長確實不容易,再加上目前移動通信用戶數已經接近飽和,因此繼續依靠用戶數的線性增加來提高收入的可能性基本沒有,所以收入增長是一個比較困難的時期”,鄔賀銓指出?!暗潜M管如此,運營商每年還是要進行投資的,即使出現了虧損,也不等于沒有收入,也不等于說缺乏投入資金,只不過是不會像以前那么財大氣粗了”。
“5G投資是面向未來的,當前電信運營商網絡建設的投資基本會聚焦到5G上,4G方面投資相應會縮減”,鄔賀銓如是說。
“運營商面臨的5G投資壓力,會傳遞到設備供應商身上,其實是整個中國5G產業鏈的共同挑戰”,鄔賀銓坦言。例如,今年年初,中國移動的光纖招標價格均一公里只有30多塊錢,無疑是“白菜價”。對于整個5G產業的所有參與者而言,“大家都在爭取未來5G的市場空間,因此即使再難受也要往前沖”。
透過產業鏈和美國禁令,看中國企業的優勢和短板
“從芯片、終端、基站到網絡和應用等,5G產業鏈比較長,而芯片本身就是一個產業鏈”,鄔賀銓指出,“其中,以華為為代表的中國企業在5G基站、終端和其他網絡設備上處于領先位置”。
5G發牌在即!鄔賀銓院士詳解中國5G優勢與短板,全文干貨
芯片自身的產業鏈,涵蓋了設計軟件、架構軟件、芯片設計、芯片代工線以及封裝測試等環節。鄔賀銓指出,盡管當前中國企業在芯片設計領域表現不錯,但用于芯片設計的EDA工具軟件卻受制于國外三大巨頭,分別是Synopsys和Cadence這兩家美國公司和收購了Mentor的西門子。用于手機的芯片處理器設計,則需要ARM授權。ARM雖然是家日本公司,總部設在英國,但是兩個研發中心位于美國,因此受到了美國的制約。
在芯片設計和ARM授權上,“美國禁令給華為帶來的問題不大,華為的抗壓能力比較強”,鄔賀銓特別指出。華為之前取得的EDA工具和ARM授權都是高級版本,華為可以自己修改指令。事實上,華為在利用ARM上已經積累了很多經驗,甚至幫助過ARM改進設計,因此華為可以無障礙地使用ARM的V8;未來,華為可以在V8的基礎上,用華為自己的技術來進行升級。
在芯片代工線上,中國5G目前還缺乏可以依靠的企業。目前,中芯國際代表了中國最高水平,但目前其14nm技術尚待穩定,而5G需要5nm技術,因此面臨著嚴峻挑戰。這其中的困難在于,一方面代工線投資巨大,一條代工線需要高達幾百億美元的投資;另一方面即便投資到位,也可能受到瓦森納協議的限制,美國也絕不會把最先進的技術賣給中國企業。因此,“中國5G目前還無法依靠中芯國際,不得不選擇臺積電”,鄔賀銓坦言。盡管目前,臺積電表示并未受到美國禁令的影響,但美國肯定是不甘心的。
在終端領域,中國企業的短板在于芯片和操作系統。鄔賀銓指出,目前除了華為有自己的芯片以外,其他終端制造商使用的都是高通芯片,因此需要支付高額的專利費,這無疑是一個比較大的負擔;與此同時,終端離不開操作系統,而目前的操作系統只有安卓和IOS,IOS只供應蘋果手機,而安卓免費的只有很小一部分,主要的應用都需要授權?!澳壳埃沧客V菇o華為授權,這對華為境外的用戶影響比較大,無法使用谷歌地圖等服務”。目前,華為雖然自研了操作系統,并考慮與安卓兼容,即能承載安卓的APP,但還需要通過市場的檢驗,未來表現有待觀察。“但無論如何,華為已經走在中國企業的前面”。
“芯片和終端的短板補齊,并不僅是舉國之力的問題,更需要一個能夠更好地激發自主創新的環境,從而讓企業能夠下決心投入,不僅要補短板還要強長板,提升競爭的話語權”,最后鄔賀銓特別強調。