5G商用前半场:技术集群才能实现创新发展

作者 |腾讯生态安全研究中心 翟尤

5G应用大幕已经拉开,无论是互联网行业还是文化产业都对技术变革给产业和社会带来的变化充满期待。我们看到越来越多不同业领域的人开始关注技术给各领域带来的变化。

当然,在欣喜的同时我们也应该客观的认识到,任何一项技术的落地应用都需要产业链上下游的通力配合。在普及实施阶段还有很多问题和困难需要攻克,但毫无疑问,5G是产业的重大机遇,企业的重大机遇,也是国家的重大机遇。

2019年政府工作报告指出,要培育新一代信息技术等新兴产业集群,壮大数字经济。

对于中国的5G产业来说,2018以来的全球曝光量是始料未及的。中国的技术和创造首次走到了世界的聚光灯下,一方面让世界看到了中国在5G领域的厚积薄发,另一方面也让人们意识到核心技术创新从来不是一蹴而就,而是充满艰难与曲折。

从过往信息通信技术为经济社会带来的创新来看,5G商用不仅需要有更多的应用场景和不同技术间的协同融合,同时消费者对技术的认知也需要更多具象化和有温度的感知才能触发大规模普及应用。

一、信息通信技术为经济社会带来了哪些变化

信息技术革命,不断催生着各个行业的创新发展。人们对5G赋予前所未有的期盼,正是因为看到了信息通信技术对整个经济社会所带来的翻天覆地的变化。回顾2G-4G的发展史,我们会发现,正是在信息技术这样一种重要信息基础设施上,我国互联网发展取得了举世瞩目的成果。

(一)2G开启全面触网

我国是在1995年开始建设2G网络,在诺基亚等功能机占据市场主流的年代,诞生了腾讯、阿里巴巴和百度等至今耳熟能详的互联网企业,塞班操作系统下慢速浏览Web网页和QQ成为青年人的标配,随着GPRS数据业务的完善,借助功能机有限的空间,互联网在年轻人中开始培养第一批移动用户。

几年后的2007年,腾讯、百度、阿里巴巴市值先后超过100亿美元,中国互联网企业跻身全球最大互联网企业之列。也在同一年,中国国家域名CN域名注册量达到900.2万个,占我国域名总数的75.4%,CN域名下网站达到100.6万个,占我国网站总数的66.9%。标志着CN域名已成为国内注册及应用的主流域名。

(二)3G触发互联网热潮

随着我国在2008年底正式发放3G牌照,从此开启智能终端新浪潮。以iPhone 为代表的智能手机和3G为代表的移动通信技术创新,带来了互联网和移动互联网的快速增长,数据流量增长迅速,催生了“互联网+”的线上、线下产业和商业模式变革。在蓬勃的互联网浪潮下,功能机开始逐步走下历史舞台,3G牌照发放两年后小米诞生,借助移动互联网风口和亲民价格,成为至今全球主流智能手机生产商。

之后的2011年,微信诞生并逐步成为移动互联网的重要入口,借助网络覆盖的完善,让互联网不仅仅成为年轻人的专属,中年人群和白发人群的网络使用门槛大大降低,成为移动互联网用户增长的新动力。

网络作为连接一切基础不断完善中国的信息化程度,截至2012年底中国网民规模5.64亿,互联网普及率达到42.1%;微信注册用户达2.7亿;手机网民规模为4.2亿,使用手机上网的网民规模超过了台式电脑。

(三)4G塑造移动互联网生态

2013年发放4G牌照,4G网络建设步伐快速跟进,数据流量呈爆发式增长,媲美固定宽带的速率让人们眼前一亮,PC端应用加速向移动端迁移,移动互联网已经成为人们生活不可或缺的组成部分。

新兴业态快速崭露头角,影响着用户的衣食住行。外卖、打车、电商、金融支付、短视频等业务,借助高速移动宽带网络的完善,开始在全社会快速普及。美团、爱奇艺、小米等众多垂直领域巨头借助国内庞大的人口红利,加速上市步伐。

借助信息通信基础设施的快速建设和普及,从移动互联网产生到现在10年的时间里,中国经济结构也发生了深刻变革,从2008年全球市值最大的公司来看,中国代表企业从银行、能源、房地产转变为互联网、芯片、高端制造企业,截止2018年底,全球市值前30的互联网企业中,中国占据了10家,国家自上而下的信息通信基础设施建设功不可没。

根据CNNIC最新的统计数据显示,2018年底我国互联网用户规模达8.29亿,网民通过手机接入互联网的比例高达98.6%。结合智能手机普及,实现了移动互联网的爆炸式繁荣,并迅速实现全球化扩张。由于海量数据大爆发,中国大量互联网企业实现了数据驱动的量化运营。

因此,当新一代移动通信技术再次落地的当下,更让人们对未来行业发展产生无限遐想,是否会有更大的生态,更多的互联网创新公司在这样一个新的网络基础上蓬勃发展成为很多人对5G的新期待。按照中国信息通信研究院的报告,2020年5G正式商用算起,预计5G当年将带动约4840亿元的直接产出,2025年、2030年将分别增长到3.3万亿、6.3万亿元,十年间的年均复合增长率为29%。

二、技术集群才能实现5G创新发展

5G给大家带来新的期待,但技术的落地实施并非一蹴而就,需要结合实际需求,与多种技术集群融合创新。因此,5G技术只有和人工智能、云计算、大数据、物联网、VA/AR等技术融合才能实现更大范围的5G智能普及。

在智慧出行领域,5G需要与移动边缘计算、人工智能、自动驾驶、车联网等多种技术进行融合。

一方面,利用5G网络的低时延特性,结合移动边缘计算的部署,可以更广泛的收集行驶车辆以及路边基础设施之间海量的实时信息,包括车辆位置和时速、实时路面和天气情况、交通拥堵和其他道路障碍等信息。

另一方面,基于AI技术将收集来的数据进行分析学习,帮助司机避免意外交通事故,适应任何突发情况,或者是动态规划行驶最佳路线。从而形成汽车、车载设备、互联网公司、基础电信运营商、监管部门的合力,实现跨领域的互联互通平台,真正实现智慧出行。

在社会管理领域,5G技术也需要和其他技术协同。例如在智能视频监控方面,5G将进一步推动高清摄像头、传感器和安全报警器的部署。5G网络让4K甚至8K的高清视频传输成为可能,同时结合人脸识别和人工智能技术,可以更加快速自动分析犯罪嫌疑人的面部表情、肢体语言和行为轨迹,实现超远距离安防和犯罪分子的监测,帮助监管部门优化资源,更加有效的预判可能存在的犯罪可能。同时,在危险性极高的环境中,远程控制技术、高清视频技术和5G相结合,可以取代人类的操作,例如在灾害地区寻找幸存者和信息比对、海岸线实施巡逻、国境线走私探测等,都能够实现5G与其他技术融合应用的潜力。

在健康医疗领域,5G与VR/AR、可穿戴设备、人工智能的结合,将有助于真正打破医生提供医疗诊断的物理限制。5G网络可以支持每平方公里百万级连接数的接入,可穿戴设备普及有望加速。医疗人员可以借助可穿戴设备采集患者的不同生物计量参数,来实时确定患者当前的健康状态。清晰、实时的了解患者当前身体状态有助于医疗人员配置资源使用。借助5G与高清医疗影像、触觉反馈技术的融合,远距离操控手术机器人成为可能。前不久,中国联通利用5G网络就实现了远距离猪肝切片手术,整个手术过程的时延仅为2毫秒。突破物理时空限制的异地手术有望真正落地普及。

三、中国在5G领域的优势与不足

5G带动的经济产出不仅仅在中国,在全球范围内也将引发新的科技浪潮和经济效益。根据高通公司的预测数据显示,到2035年,5G将在全球创造12.3万亿美元的经济效益,相当于当前印度的国内生产总值。

因此,面对收益如此丰厚的蛋糕,没有任何一个国家愿意落后,中美欧日韩等国家在5G领域的竞争,随着商用的临近也进入白热化。一方面,日韩抢先启动5G商用步伐,试图在应用领域领先一步;另一方面,5G引发的中美竞争逐步透明化、公开化。全球竞争也在5G整个产业链全面铺开,包括核心专利、频谱资源和5G芯片。

(一)核心专利的“质”与“量”

在核心专利方面,毫无疑问是5G这场国家竞赛的必争之地,长久以来,国内企业均要向欧美厂商支付高额的专利费用。

但是随着3G以来,国内企业痛定思痛,不断加强对通信领域技术研发,专利的申请工作也随之加快。从专利的贡献方来看,设备商、芯商、运营商、互联网企业均在其列,截至2018年3月,我国提交的5G国际标准文稿占全球的32%,主导标准化项目占比达40% ,推进速度、推进质量均位居世界前列。根据欧洲电信标准化协会(European Telecommunications Standards Institute)统计数据显示,5G 空口领域华为的专利占比位居第一,达到29%,在核心网领域,华为更是以77%的绝对优势占据榜首。

虽然在专利数量上海外企业优势并不明显。但是以高通为代表的技术研发龙头企业在核心专利上却始终难以绕开,例如在5G基带和控制上的专利,高通公司专利质量优势突出,属于必要专利,难以被绕过。而国内企业申请的专利大多是非必要专利,必要专利较少。

因此5G专利的数量并不能掩盖中国企业在专利质量上的劣势。所以高通等掌握大量必要专利的海外企业,在5G终端市场不管是针对单模或者多模手机均可收取价格高昂的专利费用。

(二)芯片研发的突破与困境

在芯片方面,2017年我国芯片业进口额已经高达2601.4亿美元,约占世界的68.8%。面对无芯困境,中国企业一直在努力通过各种努力来进行突破。经过十多年的技术积累,华为在2019年面向全球发布了5G多模终端芯片Balong 5000(巴龙5000),该款芯片不仅是用了最为先进的7nm制程工艺,而且单芯片多模还支持5G NSA、SA网络制式,同时还做到了向下兼容4G/3G/2G网络,真正做到了全网络制式覆盖。

此外,在2019年MWC展上,展锐发布其首款5G基带芯片“春藤510”,正式迈入全球5G梯队。这是继华为5G芯片后,我国企业自主研发成功的第二款5G芯片。

5G芯片是一个庞大的家族体系,在芯片技术能力和积累上我国还存在一定差距。一方面芯片标准的设计困境尚未打破。X86和ARM是目前芯片设计领域的两大标准,其中X86架构的创造者是英特尔,而ARM架构的创造者和是英国公司ARM Holdings。所以无论ARM架构下的华为海思、高通,还是X86架构下的AMD,要想完整的参与芯片设计的内容,就必须取得英特尔和ARM公司的“解题指南”。另一方面芯片制造也是我国企业难以逾越的门槛。在智能终端芯片行业,目前能够生产CPU的厂家主要有三星、联发科和台积电三家企业,但这三家公司的芯片制造设备都依赖于荷兰的ASML控股公司。

所以,在ASML严格控制光刻机产能供给的情况下,中国企业长久以来一直无法买到当下最先进的芯片生产设备。

(三)频谱资源发放的国家差异

在频谱资源方面,工信部已经向三家基础电信企业发放了5G无线信道中低频段的试验频率使用许可资格,在行业发展初期,尤其在5G这种带有国家产业引导的重点领域,资源的聚集和集中力量办大事显得尤为重要,不但能够快速促进产业成熟,带动行业跨越式发展,也能够减少过度竞争,从而实现在该领域的弯道超车。

美国的频谱资源是采用市场化拍卖方式进行,或者是通过商业并购的方式获得。例如美国电信运营商Verizon就是通过两次并购获得全美超过75%的28GHz频谱资源。完全竞争市场对于投资成本极高的信息通信行业来讲,是极其惨烈的,竞拍或并购获得的频谱资源最终会沦为一种“垄断资源”,反而提升了5G的发展成本。

随着5G落地的临近,大规模用户使用带来的规模效应将逐步显现,充分调动企业积极性,在竞争中实现创新才能确保5G应用为大众所接受。因此,抛开方式的合理性不谈,单从效果和效率上看,频谱资源如何分配,以及分配方式并无明显的孰优孰劣。

5G商用的前半场已经来临,这种热闹非凡、全面认知的宏大叙事是必不可少的仪式感,在我们对中国公司的5G发展寄予厚望的同时,也应该清醒的意识到中国在5G和技术创新方面还有很长的路要走。而5G真正全面落地商用才是下半场的开始,需要全行业沉静下来,点滴改变汇聚大江大海,形成时代的浪潮。

时代才是最大的赋能者。

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