楊蓉

當(dāng)前，5G全球競(jìng)爭(zhēng)的序幕已經(jīng)拉開(kāi)。世界上許多國(guó)家都將5G視為科技競(jìng)爭(zhēng)的“制高點(diǎn)”，紛紛將5G發(fā)展提升到了國(guó)家戰(zhàn)略的高度。這其中，韓國(guó)搶先一步實(shí)現(xiàn)了全球5G商用的首發(fā)，美國(guó)總統(tǒng)特朗普喊出了“5G競(jìng)爭(zhēng)已開(kāi)始，美國(guó)必須贏”的口號(hào)，而中國(guó)的5G實(shí)力則被視為與美國(guó)并列第一。顯然，相比以往的3G和4G，5G的重要性史無(wú)前例。那么，中國(guó)5G的優(yōu)勢(shì)和短板分別是什么？中國(guó)部署5G究竟該選擇NSA還是SA？中國(guó)5G發(fā)展面臨的投資壓力如何分解？……針對(duì)上述涉及中國(guó)5G發(fā)展諸多領(lǐng)域的“硬核”問(wèn)題，中國(guó)工程院院士鄔賀銓作了如下解答。

5G緣何成為焦點(diǎn)

眼下，5G的熱度一再提高。究其背后的原因，鄔賀銓指出：其一，在于5G是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的引擎；其二，在于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家感受到5G時(shí)代，中國(guó)威脅將到了其科技地位。

面對(duì)即將到來(lái)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，5G將發(fā)揮出重要的引擎作用?！?G對(duì)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)和國(guó)家的影響十分可觀，將比3G、4G高得多”，鄔賀銓如是說(shuō)。來(lái)自咨詢(xún)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，5G到2035年將引領(lǐng)全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出增加4 %，規(guī)模高達(dá)12.4萬(wàn)億美元；如果將這一數(shù)字換算成GDP，那么就是全球增加值新增7 %；全球5G產(chǎn)業(yè)鏈將創(chuàng)造3.5萬(wàn)億美元的增加值，同時(shí)創(chuàng)造2 200萬(wàn)個(gè)工作崗位。預(yù)計(jì)在2020- 2035年間，5G對(duì)全球GDP增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)將相當(dāng)于與印度同等規(guī)模的經(jīng)濟(jì)體。

“如果說(shuō)3G時(shí)代，中國(guó)才剛剛開(kāi)始‘露頭’；那么5G時(shí)代，中國(guó)已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)推進(jìn)方面起到了主導(dǎo)作用，這令發(fā)達(dá)國(guó)家感覺(jué)其科技地位受到了威脅”，鄔賀銓如是說(shuō)。也正因?yàn)槿绱耍谌?G商用大幕開(kāi)啟的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，5G成為世界各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的“制高點(diǎn)”。這其中，美國(guó)不僅在加快本國(guó)5G的發(fā)展步伐，而且在“想辦法打壓中國(guó)5G的發(fā)展”，促使5G的熱度一再提升。

中國(guó)5G為何領(lǐng)先

“準(zhǔn)確地講，中國(guó)5G領(lǐng)先是在6 GHz以下頻段，該頻段的系統(tǒng)和終端都走在了全球前列”，鄔賀銓特別強(qiáng)調(diào)，“而在毫米波頻段，中國(guó)其實(shí)是落后的，美國(guó)和韓國(guó)相對(duì)領(lǐng)先”。

中國(guó)5G在特定領(lǐng)域的領(lǐng)先，得益于多年來(lái)的厚積薄發(fā)，尤其是3G時(shí)代的積累?！爸袊?guó)在發(fā)展3G時(shí)，提出了自己的TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，但發(fā)達(dá)國(guó)家都因?yàn)榈种贫簧a(chǎn)相關(guān)設(shè)備，促使中國(guó)從芯片、終端、基站、儀表乃至網(wǎng)優(yōu)軟件做起，從而為移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈的建立打下了基礎(chǔ)。”3G時(shí)代的積累，證明了中國(guó)不僅可以提出技術(shù)創(chuàng)新的方案，而且最終也能夠?qū)崿F(xiàn)，極大地鼓舞了創(chuàng)新的士氣，相應(yīng)也為5G的技術(shù)積累、產(chǎn)業(yè)培育打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

“中國(guó)擁有非常大的移動(dòng)通信市場(chǎng)，這也是中國(guó)5G得以領(lǐng)先的重要原因?！编w賀銓指出。巨大的市場(chǎng)帶動(dòng)了移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展，成就了今天在全球通信設(shè)備制造領(lǐng)域排名第一的華為以及其他諸多在市場(chǎng)上領(lǐng)先的終端公司。與此相反，昔日通信設(shè)備制造巨頭們，紛紛在新一代信息技術(shù)變革的過(guò)程中失去了領(lǐng)先位置。

鄔賀銓認(rèn)為，“中國(guó)5G沒(méi)有必要在名義上搶先，而是應(yīng)基于中國(guó)企業(yè)腳踏實(shí)地的努力，向用戶(hù)提供與4G不同的體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)比發(fā)達(dá)國(guó)家大得多的商用規(guī)模，取得實(shí)效?！?/p>

毫米波為何滯后

目前，中國(guó)為5G分配了6 GHz以下頻段，而美國(guó)、韓國(guó)則率先劃分了毫米波頻段。那么，中國(guó)5G為何沒(méi)有率先使用毫米波呢？對(duì)此，鄔賀銓給出了答案：“第一，中國(guó)毫米波頻段并不是空白，衛(wèi)星、雷達(dá)等已經(jīng)在使用該頻段，重新分配需要協(xié)調(diào)；第二，中國(guó)在該頻段的器件差距非常大?！?/p>

美國(guó)、韓國(guó)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6 GHz以下頻段有著客觀的“難處”。例如，“美國(guó)目前很難協(xié)調(diào)出2.6 ～3.5 GHz的低頻段頻譜資源，高頻段協(xié)調(diào)同樣也存在挑戰(zhàn)?！?/p>

對(duì)于5G而言，高達(dá)20 Gbps的峰值速率只有在毫米波的高頻段才能實(shí)現(xiàn)。“未來(lái)中國(guó)5G肯定還是要使用毫米波的。”鄔賀銓強(qiáng)調(diào)。6 GHz以下頻段，雖然峰值速率低于10 Gbps，但其優(yōu)勢(shì)在于建網(wǎng)比較簡(jiǎn)單、成本相對(duì)低一些。

SA和NSA如何選擇

“只有SA獨(dú)立組網(wǎng)，才能真正帶動(dòng)中國(guó)5G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！编w賀銓針對(duì)中國(guó)5G部署策略給出了這樣一個(gè)明確的觀點(diǎn)。

目前，已經(jīng)宣布5G商用的美國(guó)和韓國(guó)，實(shí)際上采用的都是NSA非獨(dú)立組網(wǎng)。所謂NSA，是在4G核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上，增加5G的基站，用戶(hù)使用5G終端就可以享受5G的寬帶業(yè)務(wù)。“采用NSA方案，具有部署簡(jiǎn)單、起步快和投資少的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)終端也只需要支持寬帶業(yè)務(wù)的能力，相對(duì)來(lái)說(shuō)更容易生產(chǎn)和制造。”鄔賀銓評(píng)價(jià)道。但是，NSA方案“因?yàn)楹诵木W(wǎng)絡(luò)沒(méi)有動(dòng)”，因此無(wú)法支持5G的高可靠、低時(shí)延和大連接這2個(gè)特征。

SA，則是新建5G網(wǎng)絡(luò)，使用5G的核心網(wǎng)、基站以及回程鏈路等，能夠真正滿(mǎn)足5G時(shí)代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于高可靠、低時(shí)延和大連接的需求。

對(duì)于中國(guó)5G而言，“未來(lái)的方向一定是SA，中國(guó)舉辦的2022年冬奧會(huì)，也希望通過(guò)部署SA而打造出與眾不同的新亮點(diǎn)”。

5G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要通過(guò)SA來(lái)帶動(dòng)?！叭绻茸呦蚍仟?dú)立組網(wǎng)，很可能產(chǎn)業(yè)都滿(mǎn)足于只要簡(jiǎn)單提供寬帶終端即可的現(xiàn)狀，其他5G業(yè)務(wù)的后續(xù)推廣難度就會(huì)增加，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)程也會(huì)拖慢?！编w賀銓坦言，“因此，中國(guó)5G需要獨(dú)立組網(wǎng)，盡管也許暫時(shí)會(huì)慢一點(diǎn)，但未來(lái)整個(gè)產(chǎn)業(yè)都會(huì)受益。”

5G熱門(mén)應(yīng)用是什么

“5G的三大應(yīng)用場(chǎng)景給出的是一個(gè)很籠統(tǒng)的方向，現(xiàn)在很難預(yù)計(jì)未來(lái)5G哪個(gè)業(yè)務(wù)會(huì)更熱。”鄔賀銓表示。

事實(shí)上，許多熱門(mén)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都是在網(wǎng)絡(luò)能力具備之后才出現(xiàn)的。例如，3G之初，還沒(méi)有微信；4G之初，微信也沒(méi)有引入視頻、移動(dòng)支付等豐富應(yīng)用；4G網(wǎng)絡(luò)升級(jí)之后，快手等應(yīng)用變得火爆起來(lái)。

“預(yù)計(jì)5G剛開(kāi)始商用時(shí)，主要以消費(fèi)類(lèi)應(yīng)用為主，包括高清視頻、AR/VR等；未來(lái)，5G會(huì)走向工業(yè)化的應(yīng)用。”鄔賀銓指出。值得注意的是，5G采用了開(kāi)放架構(gòu)，就像手機(jī)一樣，未來(lái)5G業(yè)務(wù)和應(yīng)用能夠以類(lèi)似APP的開(kāi)放方式增加上去。

“5G未來(lái)轉(zhuǎn)向以工業(yè)應(yīng)用為主，挑戰(zhàn)并不是技術(shù)的難題，而是行業(yè)間的壁壘，需要垂直行業(yè)的緊密合作?！编w賀銓指出。與此相應(yīng)，電信運(yùn)營(yíng)商也面臨新的挑戰(zhàn)：之前的業(yè)務(wù)主要面向廣大用戶(hù)，具有共性特點(diǎn)；未來(lái)發(fā)展5G工業(yè)應(yīng)用，由于不同行業(yè)乃至同一個(gè)行業(yè)的不同企業(yè)，都有著個(gè)性化的訴求，因此需要提供針對(duì)性的個(gè)性化服務(wù)。

如何應(yīng)對(duì)5G投資壓力

當(dāng)前，電信運(yùn)營(yíng)商正面臨著5G投資壓力。一方面，5G客觀來(lái)看需要巨大的投資；另一方面，電信運(yùn)營(yíng)商流量和收入的剪刀差越來(lái)越大，收入增長(zhǎng)面臨困難，如何確保5G投資成為業(yè)界關(guān)心的熱點(diǎn)。

“5G投資是面向未來(lái)的，當(dāng)前電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資基本會(huì)聚焦到5G上，4G方面投資相應(yīng)就會(huì)縮減?！编w賀銓如是說(shuō)。

5G網(wǎng)絡(luò)需要更多的基站，相應(yīng)會(huì)帶來(lái)投資的增加。目前，業(yè)界普遍認(rèn)為5G基站數(shù)量將達(dá)到4G的4～5倍。對(duì)此，鄔賀銓認(rèn)為原因有二：一是5G頻率更高，達(dá)到與4G相同的覆蓋，就需要更多的基站；二是從網(wǎng)絡(luò)容量上來(lái)看，5G要提供給每個(gè)用戶(hù)更高的帶寬，就只能縮小蜂窩半徑，通過(guò)減少用戶(hù)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)?！安贿^(guò)，由于每個(gè)5G基站的功率要更低一些，更多的5G基站數(shù)，也會(huì)因?yàn)橐?guī)?；鴰?lái)成本的下降?！?/p>

“運(yùn)營(yíng)商面臨的5G投資壓力，其實(shí)是整個(gè)中國(guó)5G產(chǎn)業(yè)鏈的共同挑戰(zhàn)?！编w賀銓坦言，“產(chǎn)業(yè)鏈都需要爭(zhēng)取5G市場(chǎng)空間，因此即使再難受也要往前沖。”

中國(guó)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)和短板何在

“從芯片、終端和基站到網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用等，5G產(chǎn)業(yè)鏈比較長(zhǎng)，而芯片本身就是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈?！编w賀銓指出，“其中，以華為為代表的中國(guó)企業(yè)在5G基站、終端和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上處于領(lǐng)先位置。”

芯片自身的產(chǎn)業(yè)鏈，涵蓋了設(shè)計(jì)軟件、架構(gòu)軟件、芯片設(shè)計(jì)、芯片代工線(xiàn)以及封裝測(cè)試等環(huán)節(jié)。鄔賀銓指出，盡管當(dāng)前中國(guó)企業(yè)在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域表現(xiàn)不錯(cuò)，但用于芯片設(shè)計(jì)的EDA工具軟件卻受制于國(guó)外三大巨頭，分別是Synopsys和Cadence這兩家美國(guó)公司以及收購(gòu)了Mentor的西門(mén)子。用于手機(jī)的芯片處理器設(shè)計(jì)，則需要ARM授權(quán)。ARM雖然是家日本公司，總部設(shè)在英國(guó)，但是2個(gè)研發(fā)中心位于美國(guó)，因此也受到了美國(guó)的制約。

在芯片設(shè)計(jì)和ARM授權(quán)上，“美國(guó)禁令給華為帶來(lái)的問(wèn)題不大，華為的抗壓能力比較強(qiáng)”，鄔賀銓特別指出。華為之前取得的EDA工具和ARM授權(quán)都是高級(jí)版本，華為可以自己修改指令。事實(shí)上，華為在利用ARM上已經(jīng)積累了很多經(jīng)驗(yàn)，甚至幫助過(guò)ARM改進(jìn)設(shè)計(jì)，因此，華為可以無(wú)障礙地使用ARM的V8；未來(lái)，華為可以在V8的基礎(chǔ)上，用華為自己的技術(shù)來(lái)進(jìn)行升級(jí)。

在芯片代工線(xiàn)上，目前中芯國(guó)際代表了中國(guó)最高水平，但目前14 nm技術(shù)尚待穩(wěn)定，而5G需要5 nm技術(shù)，因此面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這其中的困難在于，一方面代工線(xiàn)投資巨大，一條代工線(xiàn)需要高達(dá)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(xié)議的限制，美國(guó)也絕不會(huì)把最先進(jìn)的技術(shù)賣(mài)給中國(guó)企業(yè)。因此，“中國(guó)5G目前還無(wú)法依靠中芯國(guó)際，不得不選擇臺(tái)積電”，鄔賀銓坦言。盡管目前，臺(tái)積電表示并未受到美國(guó)禁令的影響，但“美國(guó)肯定是不甘心的”。

在終端領(lǐng)域，中國(guó)企業(yè)的短板在于芯片和操作系統(tǒng)。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(zhuān)利費(fèi)，這無(wú)疑是一個(gè)比較大的負(fù)擔(dān)；與此同時(shí)，終端離不開(kāi)操作系統(tǒng)，而目前的操作系統(tǒng)只有安卓和iOS，iOS只供應(yīng)蘋(píng)果手機(jī)，而安卓免費(fèi)的只有很小一部分，主要的應(yīng)用都需要授權(quán)。“眼下，安卓停止給華為授權(quán)，這對(duì)華為境外的用戶(hù)影響比較大，他們無(wú)法使用谷歌地圖等服務(wù)?！蹦壳埃A為雖然自研了操作系統(tǒng)，并考慮與安卓兼容，即能承載安卓系的APP，但還需要通過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)，因此未來(lái)表現(xiàn)有待觀察?！暗珶o(wú)論如何，華為已經(jīng)走在中國(guó)企業(yè)的前面。”

“芯片和終端的短板補(bǔ)齊，并不僅是舉國(guó)之力的問(wèn)題，更需要一個(gè)能夠更好地激發(fā)自主創(chuàng)新的環(huán)境，從而讓企業(yè)能夠下決心投入，不僅要補(bǔ)短板還要強(qiáng)長(zhǎng)板，提升競(jìng)爭(zhēng)的話(huà)語(yǔ)權(quán)。”最后鄔賀銓特別強(qiáng)調(diào)。