王駿成

第五代移動(dòng)通信（5G）是物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新的基礎(chǔ)，當(dāng)前5G正加速向我們走來(lái)，將開啟萬(wàn)物互聯(lián)的信息通信發(fā)展新時(shí)代，帶動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化全面轉(zhuǎn)型。

新態(tài)勢(shì)·改變不可阻擋

5G開啟萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代。1G到4G通信技術(shù)改變了我們的生活，1G、2G時(shí)我們處于個(gè)人電腦（PC）時(shí)代，3G迎來(lái)了桌面互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，4G的發(fā)展開啟了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。在5G時(shí)代，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)成為移動(dòng)通信發(fā)展的兩大主要驅(qū)動(dòng)力，5G將滲透到未來(lái)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物和物之間的信息交換和通訊。1G到4G主要解決人與人之間的溝通，5G將實(shí)現(xiàn)人與人之外的人與物、物與物之間的溝通，因此可以說(shuō)1G到4G通信技術(shù)改變了我們的生活，而5G將要改變整個(gè)社會(huì)。

超高速率、超低時(shí)延、超高密度是5G的三個(gè)主要特征。移動(dòng)通信技術(shù)差不多每十年更新一代，新技術(shù)的引入實(shí)現(xiàn)頻譜效率和容量的成倍提升。1G采用頻分多址（FDMA），只能提供模擬語(yǔ)音業(yè)務(wù);2G主要采用時(shí)分多址（TDMA），可提供數(shù)字語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等;3G以碼分多址（CDMA）為技術(shù)特征，可以支持多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);4G以正交頻分多址（OFDMA）技術(shù)為核心，能夠支持各種移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。5G關(guān)鍵能力比以前幾代移動(dòng)通信更加豐富，一是超高速率，用戶峰值速率達(dá)到10-20Gbps，是4G的20倍;二是超低時(shí)延，端到端時(shí)延低至1毫秒，僅為當(dāng)前4G的1/10;三是超高密度，每平方公里支持100萬(wàn)臺(tái)設(shè)備，是4G的10倍。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)是5G主要應(yīng)用場(chǎng)景。5G的三大典型特征決定了它的三大應(yīng)用場(chǎng)景。超高速率對(duì)應(yīng)于增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）應(yīng)用場(chǎng)景，包括VR/AR、3D、超高清視頻、云辦公和游戲等應(yīng)用;超低延遲對(duì)應(yīng)高可靠低時(shí)延通信（URLLC）應(yīng)用場(chǎng)景，包括工業(yè)自動(dòng)化、移動(dòng)醫(yī)療、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用;超高密度對(duì)應(yīng)海量機(jī)器類通信（mMTC）應(yīng)用場(chǎng)景，包括智慧城市、智能家居等應(yīng)用。這三大應(yīng)用場(chǎng)景又可分為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用兩大類。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)是傳統(tǒng)4G主要技術(shù)場(chǎng)景，主要是eMBB場(chǎng)景，當(dāng)前移動(dòng)顯示向超高清、3D、身臨其境方向發(fā)展，VR/AR、在線游戲等應(yīng)用需要實(shí)時(shí)高清視頻交互，演唱會(huì)和體育賽事的直播等應(yīng)用對(duì)流量密度有較高的要求，4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足用戶體驗(yàn)需求。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是5G新拓展的場(chǎng)景，其中低功耗大連接場(chǎng)景通常要求網(wǎng)絡(luò)具備海量設(shè)備連接能力，終端具備超低功耗和超低成本;低時(shí)延高可靠場(chǎng)景對(duì)時(shí)延和可靠性具有極高的要求，端到端時(shí)延低至毫秒級(jí)，傳統(tǒng)移動(dòng)通信無(wú)法很好支持物聯(lián)網(wǎng)及垂直行業(yè)應(yīng)用。

5G標(biāo)準(zhǔn)化和商用進(jìn)程進(jìn)入加速階段。根據(jù)3GPP規(guī)劃，5G第一版標(biāo)準(zhǔn)R15分為NSA（非獨(dú)立組網(wǎng)）和SA（獨(dú)立組網(wǎng)）兩種。其中，5G NSA組網(wǎng)方式需要使用4G基站和4G核心網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)5G快速部署的需求;SA組網(wǎng)使5G具備了獨(dú)立部署的能力，可以更好地支持5G三大應(yīng)用場(chǎng)景。2017年12月，3GPP完成NSA 5G標(biāo)準(zhǔn)，主要支持eMBB場(chǎng)景;2018年6月，SA標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，支持eMBB場(chǎng)景和mMTC場(chǎng)景;支持更多網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的R15 Late Drop標(biāo)準(zhǔn)延至2019發(fā)布;預(yù)計(jì)要到2020年初才會(huì)形成支持三大場(chǎng)景的5G完整版標(biāo)準(zhǔn)R16。主要國(guó)家和地區(qū)均已明確5G商用計(jì)劃。美國(guó)AT&T已正式在12座城市上線5G網(wǎng)絡(luò)，用戶通過(guò)5G移動(dòng)熱點(diǎn)將手機(jī)、筆記本和平板等設(shè)備與5G網(wǎng)絡(luò)連接。韓國(guó)三大電信運(yùn)營(yíng)商也于2018年12月1日宣布開啟5G商用。我國(guó)將于2019年進(jìn)行5G預(yù)商用，2020年5G商用。

新機(jī)遇·未來(lái)無(wú)可限量

移動(dòng)用戶數(shù)持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)GSMA統(tǒng)計(jì)，截至2018年12月底，全球移動(dòng)用戶數(shù)達(dá)到79.3億，移動(dòng)用戶普及率達(dá)到104.6%。4G用戶滲透率達(dá)到42.9%（較2017年同期增長(zhǎng)近11個(gè)百分點(diǎn)），2G用戶呈現(xiàn)快速下滑趨勢(shì)。根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，隨著4G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模商用，我國(guó)移動(dòng)電話用戶數(shù)和普及率進(jìn)一步提升，移動(dòng)用戶到2018年底將達(dá)到15.7億，移動(dòng)用戶普及率超過(guò)112%，4G移動(dòng)用戶持續(xù)增長(zhǎng)，中國(guó)3G和4G用戶總數(shù)達(dá)13.1億戶，占移動(dòng)電話用戶的83.4%;4G用戶總數(shù)達(dá)到11.7億戶，占移動(dòng)電話用戶的74.5%。

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展階段。根據(jù)GSA數(shù)據(jù)，截至2018年11月底，全球已有886家運(yùn)營(yíng)商對(duì)LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了投資，其中710家運(yùn)營(yíng)商推出了745張商用LTE網(wǎng)絡(luò)。全球紛紛加快5G建設(shè)，根據(jù)GSA數(shù)據(jù)，截至2018年11月，全球192個(gè)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)進(jìn)行5G相關(guān)的演示、測(cè)試或者試驗(yàn)，46個(gè)國(guó)家和地區(qū)的80個(gè)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)宣布在2019-2022年之間提供5G商用服務(wù)。我國(guó)持續(xù)深入推進(jìn)4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)已覆蓋超98%的人口，運(yùn)營(yíng)商4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)入優(yōu)化提升階段，根據(jù)工信部數(shù)據(jù)，2018年我國(guó)凈增移動(dòng)通信基站29萬(wàn)個(gè)，總數(shù)達(dá)648萬(wàn)個(gè)，其中4G基站凈增43.9萬(wàn)個(gè)，總數(shù)達(dá)到372萬(wàn)個(gè)，繼續(xù)保持全球最大4G網(wǎng)絡(luò)地位。2018年12月初工信部向三大運(yùn)營(yíng)商頒發(fā)了全國(guó)范圍的5G系統(tǒng)中低頻段試驗(yàn)頻率使用許可，5G試驗(yàn)正在規(guī)模展開。

移動(dòng)流量迅猛增長(zhǎng)。從3G以后手機(jī)的流量就一直爆炸性地增長(zhǎng)，根據(jù)思科數(shù)據(jù)，2017年全球每月移動(dòng)數(shù)據(jù)流量達(dá)1WPB，按全球70億左右的人口推算，人均每月移動(dòng)數(shù)據(jù)流量達(dá)到1.5GB，而5G時(shí)代人均每月的平均流量將達(dá)到60GB。2018年我國(guó)移動(dòng)數(shù)據(jù)流量繼續(xù)保持迅猛增長(zhǎng)，2018年，移動(dòng)接入流量消費(fèi)達(dá)711億GB，比上年增長(zhǎng)189.1%，增速較上年提高26.9個(gè)百分點(diǎn)，全年移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入月戶均流量達(dá)4.42GB，是上年的2.6倍。隨著三大運(yùn)營(yíng)商持續(xù)推出不限流量套餐，現(xiàn)有4G基站的數(shù)據(jù)吞吐量和用戶接入量無(wú)法承受無(wú)限流量的廣泛推廣。

超千億移動(dòng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)需求。當(dāng)前全球手機(jī)銷量穩(wěn)定，根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，2018年全球智能手機(jī)銷量較前一年增長(zhǎng)1.2%，達(dá)15.55億部。國(guó)內(nèi)手機(jī)出貨量甚至出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，根據(jù)信通院數(shù)據(jù)，2018年我國(guó)手機(jī)出貨量達(dá)4.14億部，相比去年下降15.6%，其中4G手機(jī)出貨量3.91億部，同比下降15.3%，在同期的手機(jī)出貨量中占比94.5%。我國(guó)4G換機(jī)紅利基本耗盡，市場(chǎng)趨于飽和，出貨量下降明顯。而5G將掀起新一輪換機(jī)熱潮，摩根大通預(yù)測(cè)在2020和2021年5G智能手機(jī)在中高端手機(jī)市場(chǎng)中占比將陡升至10%和25%，出貨量分別達(dá)到8000萬(wàn)和2億。同時(shí)5G終端將不再只是手機(jī)，而是包括VR/AR、無(wú)人機(jī)、無(wú)人車、家居設(shè)備等，未來(lái)全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備總量將達(dá)到千億規(guī)模，信通院預(yù)測(cè)2030年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將接近1千億，其中我國(guó)超過(guò)200億。

上游元器件需求激增。移動(dòng)通信設(shè)備中的上游元器件大多是以半導(dǎo)體為原材料制成的，移動(dòng)通信對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展作用力明顯，尤其是4G時(shí)代智能手機(jī)的爆發(fā)，成為過(guò)去十年來(lái)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力。預(yù)計(jì)5G將拉動(dòng)全球半導(dǎo)體千億美元市場(chǎng)規(guī)模，成為全球半導(dǎo)體第一大應(yīng)用市場(chǎng)。5G多模多頻通信將對(duì)終端射頻前端尤其是濾波器拉動(dòng)作用尤為明顯，以手機(jī)為例，通常每增加一個(gè)頻段需要多加兩個(gè)濾波器（上行和下行），目前手機(jī)使用的射頻濾波器數(shù)量50個(gè)左右，未來(lái)可能會(huì)超過(guò)100個(gè)，Yole預(yù)測(cè)，2023年終端射頻前端市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到350億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為14%，其中濾波器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到225億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為19%。

5G對(duì)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)。根據(jù)IHS估計(jì)，到2035年，5G將在全球創(chuàng)造12.3萬(wàn)億美元經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，跨越多個(gè)產(chǎn)業(yè)，包括制造業(yè)、信息通信業(yè)、批發(fā)和零售、公共服務(wù)、建筑業(yè)等等，而5G價(jià)值鏈主要是電信運(yùn)營(yíng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端芯片器件以及信息服務(wù)，預(yù)計(jì)到2035年全球5G價(jià)值鏈將創(chuàng)造3.5萬(wàn)億美元產(chǎn)出，同時(shí)創(chuàng)造2200萬(wàn)個(gè)工作崗位，其中我國(guó)產(chǎn)出占比達(dá)到了30%。根據(jù)信通院預(yù)測(cè)，2030年5G將帶動(dòng)我國(guó)直接產(chǎn)出（電信運(yùn)營(yíng)商、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商以及信息服務(wù)商收入）和間接產(chǎn)出（對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的拉動(dòng)）將分別達(dá)到6.3萬(wàn)億和10.6萬(wàn)億元，帶動(dòng)相關(guān)就業(yè)崗位800萬(wàn)個(gè)，在5G商用初期，5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將成為5G直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的主要來(lái)源，預(yù)計(jì)2020年，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端設(shè)備收入合計(jì)約4500億元，占直接經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出的94%。

新挑戰(zhàn)·應(yīng)對(duì)應(yīng)時(shí)而變

當(dāng)前5G商用部署、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和融合應(yīng)用面臨諸多挑戰(zhàn)。

一是5G產(chǎn)業(yè)鏈還有待成熟。5G產(chǎn)業(yè)包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端設(shè)備、芯片及器件等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面，根據(jù)IMT 2020（5G）推進(jìn)組報(bào)告，當(dāng)前5G基站與核心網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已達(dá)到預(yù)商用要求，其中5G基站包括Sub-6GHz（低于6GHz頻段）和毫米波頻段，美國(guó)以高頻基站為主，主要是固定無(wú)線接入、熱點(diǎn)地區(qū)和室內(nèi)覆蓋，我國(guó)以中頻基站為主;NSA非獨(dú)立組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相比SA獨(dú)立組網(wǎng)更早凍結(jié)，NSA核心網(wǎng)產(chǎn)業(yè)成熟度更高。終端方面，在2019年初，華為、小米、三星、OPPO等廠商均已發(fā)布首款支持5G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)，但是功耗和成本均比較高。芯片及器件方面，目前已發(fā)布的5G手機(jī)終端仍主要采用4G SoC芯片外掛5G基帶的方案，集成5G基帶的SoC芯片技術(shù)還不成熟，預(yù)計(jì)將于2020年推出;射頻前端是5G終端和基站的重點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)所在，5G射頻系統(tǒng)對(duì)器件的工作頻段、帶寬及效率要求越來(lái)越嚴(yán)苛，傳統(tǒng)硅基器件難以支持3GHz以上頻段范圍的應(yīng)用，化合物半導(dǎo)體具有高功率、高頻率特性、高線性度、高耐壓、低噪聲等優(yōu)勢(shì)，更能滿足5G通信的應(yīng)用需求，但射頻前端市場(chǎng)長(zhǎng)期被美日歐壟斷，國(guó)內(nèi)嚴(yán)重依賴進(jìn)口。

二是通信網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越復(fù)雜。5G網(wǎng)絡(luò)商用初期，移動(dòng)通信市場(chǎng)將呈現(xiàn)2G/3G/4G/5G四張網(wǎng)絡(luò)并存的局面。受漫游和專利費(fèi)影響，CDMA運(yùn)營(yíng)商更傾向于關(guān)閉2G網(wǎng)絡(luò)，將2G退網(wǎng)的頻率資源用于4G或5G的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。我國(guó)2G網(wǎng)絡(luò)仍是重要的業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，3G用戶數(shù)和3G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量持續(xù)下降，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)加快向4G網(wǎng)絡(luò)遷移。2G/3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)之間的鄰區(qū)配置、參數(shù)優(yōu)化、聯(lián)合優(yōu)化，會(huì)使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維和優(yōu)化工作更加復(fù)雜。長(zhǎng)期來(lái)看，2G/3G退網(wǎng)是移動(dòng)通信技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，未來(lái)將是4G與5G網(wǎng)絡(luò)將長(zhǎng)期共存、協(xié)調(diào)發(fā)展的局面。與此同時(shí)，2G/3G/4G/5G四張網(wǎng)絡(luò)并存也將迫使手機(jī)終端的制式、頻段越來(lái)越多，手機(jī)終端成本將再攀新高。

三是5G應(yīng)用亟待探索新需求、新技術(shù)、新模式。5G融合應(yīng)用需突破行業(yè)壁壘，建立跨區(qū)域、跨領(lǐng)域和跨部門協(xié)調(diào)機(jī)制。當(dāng)前5G應(yīng)用仍以通信行業(yè)為主，垂直行業(yè)客戶參與力度有限，通信行業(yè)對(duì)各行業(yè)需求的挖掘深度不足，而行業(yè)客戶對(duì)5G技術(shù)理解有限，導(dǎo)致5G不會(huì)用，不敢用。5G應(yīng)用還缺乏清晰的商業(yè)模式，碎片化的行業(yè)需求意味著很難大規(guī)模復(fù)制，需要產(chǎn)業(yè)各界深入探索合作共贏的商業(yè)模式。此外5G應(yīng)用生態(tài)體系尚需完善，5G應(yīng)用和云-管-端需要進(jìn)一步加強(qiáng)協(xié)同，使5G應(yīng)用能與5G網(wǎng)絡(luò)部署、終端創(chuàng)新、計(jì)算能力提升協(xié)同并進(jìn)，形成完整的生態(tài)體系。