5G的重要性與中國的趕超機遇

李曉華

【摘要】從1G到5G，中國實現(xiàn)了從缺位到并跑領(lǐng)跑的跨越，但是5G發(fā)展也面臨來自國際的種種阻礙。憑借巨大的市場規(guī)模、完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)、成熟的4G網(wǎng)絡(luò)、豐富的下游應(yīng)用場景以及在消費互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，中國在5G領(lǐng)域的趕超進程勢不可擋。

【關(guān)鍵詞】5G 信息科技 產(chǎn)業(yè)生態(tài) 【中圖分類號】F49 【文獻標識碼】A

在1G到4G時代，移動通信網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于人與人之間的連接。相對于4G，5G在許多關(guān)鍵技術(shù)性能上有了顯著提高，應(yīng)用范圍獲得了極大的拓展。國際電信聯(lián)盟（International Telecommunications Union，ITU）定義了5G應(yīng)用的三大場景，包括eMBB（增強型移動寬帶）、mMTC（大規(guī)模機器類通信）、uRLLC（超可靠低時延通信）。具體而言，5G的關(guān)鍵性能指標包括100Mbps用戶體驗速率（熱點場景可達1Gbps）、數(shù)十Gbps峰值速率、每平方公里數(shù)十Tbps的流量密度、每小時500km以上的移動性，因此在eMBB場景下可以用于3D/超高清視頻、虛擬現(xiàn)實等大流量移動寬帶業(yè)務(wù)；低功耗寬連接的特點適用于分布范圍廣、數(shù)量眾多的終端連接，可以在eMTC場景下開展智慧城市、智能家居等大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)；5G實現(xiàn)了毫秒級的時延，具有更高的可靠性，因此在uRLLC場景下可以用于無人駕駛、智能工廠等需要低時延、高可靠連接的業(yè)務(wù)。5G在帶寬、速率、時延、可靠等方面的特性使移動物聯(lián)網(wǎng)從人與人的連接進入到萬物互聯(lián)的時代，包括物與物之間、人與物之間、人與場景之間的互聯(lián)，通過垂直行業(yè)的應(yīng)用，可以推動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進入下半場，即從消費互聯(lián)網(wǎng)時代進入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代。5G在物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、虛擬現(xiàn)實等主要情境以及智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智慧出行、智慧安防、智能電網(wǎng)、智能家居、智慧醫(yī)療、智慧城市、文化娛樂等領(lǐng)域都擁有巨大的應(yīng)用空間。

巨大的經(jīng)濟價值吸引各國加快5G布局

移動通信具有投資規(guī)模大、上下游帶動力強的特點。在4G時代，截至2017年，中國三大運營商的投資約為5700億元。由于5G使用高頻段，信號覆蓋面積小，因此將采取“宏站+小站”的方式，使得基站數(shù)量更多，投資規(guī)模更大。許多機構(gòu)對5G的投資規(guī)模進行了預(yù)測，盡管數(shù)據(jù)存在差異，但5G的投資規(guī)模將明顯超過4G。據(jù)億歐智庫（2018）預(yù)測，我國僅5G基站相關(guān)模塊市場規(guī)模就將超過一萬億元；據(jù)智研咨詢集團（2017）預(yù)測，5G全覆蓋的投資額將達到2.3萬億左右，投資規(guī)模是4G的4倍。

同時，由于5G成為一項通用目的技術(shù)，應(yīng)用范圍遠超4G，因此對上下游產(chǎn)業(yè)的帶動力將更為突出。例如，eMBB場景下的虛擬現(xiàn)實、uRLLC場景下的智能制造，這些都是規(guī)模巨大的產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國信息通信研究院（2018）預(yù)測，在2020年5G正式商用，將帶動我國直接產(chǎn)值約4840億元，其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端設(shè)備為4500億元，間接產(chǎn)值1.2萬億元；到2035年，將分別帶動直接產(chǎn)值6.3萬億元，間接產(chǎn)值10.6萬億元。著名咨詢公司德勤預(yù)測，2020—2035年期間，全球5G產(chǎn)業(yè)鏈投資總規(guī)模將達3.5萬億美元，由5G技術(shù)驅(qū)動的行業(yè)應(yīng)用銷售額將達到12萬億美元。HIS預(yù)測，全球5G價值鏈的年平均投資規(guī)模將達到2000億美元；到2035年，全球5G價值鏈的產(chǎn)出將達3.5萬億美元，同時創(chuàng)造2200萬個工作崗位，5G創(chuàng)造的總產(chǎn)出將達到12.3萬億美元；2020—2035年間，5G對全球GDP增長的貢獻相當于印度的經(jīng)濟體量。

作為一種通用目的技術(shù)，5G的經(jīng)濟價值不僅體現(xiàn)在創(chuàng)造巨大的財富上，還體現(xiàn)為對其他產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的改造和提升上，帶來社會生產(chǎn)和生活的全方位變革。第一，顛覆價值體系。例如，5G低延時的特征使無人駕駛成為可能，按需使用、隨用隨租的共享經(jīng)濟或?qū)⑷〈鷤鹘y(tǒng)的汽車購買、使用模式，整車制造廠商的重要性下降，無人駕駛平臺的重要性凸顯，娛樂、辦公等車載增值服務(wù)將不斷涌現(xiàn)。第二，提升生產(chǎn)效率。例如，借助5G技術(shù)實現(xiàn)萬物互聯(lián)，以智能工廠為代表的生產(chǎn)系統(tǒng)將能夠隨時隨地感知零部件、設(shè)備、產(chǎn)品的位置和狀態(tài)，及時進行零部件的傳遞、派單生產(chǎn)和產(chǎn)品交付，同時進行實時設(shè)備監(jiān)控、產(chǎn)品運營狀態(tài)運維、保養(yǎng)等服務(wù)。第三，促進技術(shù)創(chuàng)新。例如，萬物互聯(lián)后將產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)，使受制于數(shù)據(jù)規(guī)模而發(fā)展緩慢的一些人工智能模型獲得優(yōu)化，促進人工智能應(yīng)用的發(fā)展；虛擬現(xiàn)實技術(shù)使得產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計更加高效、直觀。此外，由于5G時代萬物互聯(lián)成為可能，生產(chǎn)設(shè)備、家居、車輛、基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)等將都被網(wǎng)絡(luò)連接起來，因此5G成為關(guān)系人身安全、生產(chǎn)安全、經(jīng)濟安全、國防安全的重要支撐。

5G的巨大經(jīng)濟價值、廣泛的影響以及對國家安全的重要性，使得一些大國紛紛加快5G布局，包括5G基礎(chǔ)科學和產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)鏈的培育、頻譜資源分配、實驗網(wǎng)測試、大規(guī)模商業(yè)投資、產(chǎn)業(yè)生態(tài)打造等方面，旨在搶占5G產(chǎn)業(yè)制高點，并借助5G推動經(jīng)濟社會的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟的持續(xù)增長。2013年12月，歐盟簽署了“5G Infrastructure Association”并建立5G合作項目框架——5G PPP，由歐盟和產(chǎn)業(yè)界共同出資推動5G研發(fā)和部署；2016年7月，歐盟委員會發(fā)布《歐盟5G宣言——促進歐洲及時部署第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)》，將5G視為“數(shù)字化革命的關(guān)鍵使能器”，旨在推動5G網(wǎng)絡(luò)的商用部署領(lǐng)先全球。具體措施包括資助5G技術(shù)創(chuàng)新和5G標準化，支持泛歐和跨行業(yè)的5G實驗、試驗以及大規(guī)模5G試點網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，制定相關(guān)法律法規(guī)。2016年9月，歐盟委員會公布5G行動計劃（5G for Europe： An Action Plan），給出了5G應(yīng)用的完整時間表，要求2020年各個成員國至少選擇一個城市提供5G服務(wù)。特朗普政府就聚焦于人工智能、先進制造技術(shù)、量子通信科學和5G技術(shù)來推動美國繁榮和加強國家安全發(fā)表意見，認為高速、高容量網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和部署將促進創(chuàng)新，使尖端技術(shù)得以發(fā)展，并使所有美國人都能享受互聯(lián)互通帶來的好處。2018年8月，美國發(fā)布“5G FAST”戰(zhàn)略，將為5G分配更多的頻譜資源、修訂基礎(chǔ)設(shè)施政策以加快5G商用部署、更新過時的法規(guī)。2018年10月，特朗普簽署總統(tǒng)備忘錄，要求美國商務(wù)部制定一項長期的國家頻譜戰(zhàn)略，為引入下一代5G無線網(wǎng)絡(luò)做好準備。此外，德國、英國等歐盟主要國家、日本、韓國等也都制定了各自的5G國家發(fā)展戰(zhàn)略，例如，德國在2017年7月發(fā)布《德國5G戰(zhàn)略》，英國2017年3月發(fā)布《下一代移動技術(shù)：英國5G戰(zhàn)略》。各國主要電信運營商紛紛制定具體的5G投資計劃，智能手機制造商發(fā)布支持5G的智能終端，2019年5G的商用將開始加速。

中國實現(xiàn)了5G技術(shù)的搶位發(fā)展

在移動通信技術(shù)從1G向5G的演化過程中，中國的移動通信技術(shù)也從1G時代的缺席、2G時代的跟隨、3G時代的加速追趕（中國主導的TD-SCDMA成為3G三大國際標準之一）、4G時代的跟跑并跑（中國主導的TD-LTE與LTE FDD成為4G兩大標準之一）實現(xiàn)了到5G時代并跑領(lǐng)跑的重大轉(zhuǎn)變。在標準方面，全球立項并通過的5G標準，中國有21項，美國有9項，歐洲有14項，日本有4項，韓國有2項。華為的Polar碼（極化碼）被國際移動通信標準化組織3GPP接受為控制信道編碼方案，美國支持的LDPC成為數(shù)據(jù)信道編碼方案。在知識產(chǎn)權(quán)方面，據(jù)估計，5G必要知識產(chǎn)權(quán)（essential IPRs）的10%被中國企業(yè)所擁有。在通信設(shè)備市場方面，截至2016年，全球537個4G網(wǎng)絡(luò)的一半由華為提供，90個4.5G網(wǎng)絡(luò)中有59個由華為提供。雖然5G尚未商用，但到2018年初，華為已與全球電信運營商簽署了25份關(guān)于試用華為5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的諒解備忘錄，略少于愛立信（38份）和諾基亞（31份）。在移動終端方面，國內(nèi)的華為、OPPO、vivo、小米等手機品牌無論是出貨量還是價位，均已與蘋果、三星等國外品牌并駕齊驅(qū)，它們計劃在2019年推出支持5G的手機新產(chǎn)品。可以說，中國和中國企業(yè)已經(jīng)進入世界5G通信技術(shù)的第一梯隊。

中國在5G技術(shù)上取得巨大進步、實現(xiàn)搶位發(fā)展是多重因素共同作用的結(jié)果。第一，國家支持。早在2013年2月，工信部、發(fā)改委和科技部就共同成立IMT-2020（5G）推進組、致力于推動5G技術(shù)和標準研發(fā)、牽頭組織5G試驗，分別于2006年1月、2016年9月和2017年3月啟動關(guān)鍵技術(shù)試驗、技術(shù)方案測試和系統(tǒng)測試三個階段的技術(shù)研發(fā)試驗。第二，企業(yè)積極參與。我國電信運營商與通信設(shè)備制造商緊密合作，很早就開始了5G技術(shù)研發(fā)試驗。例如，中國移動在2016年底明確了2016—2020年的5G商用時間表；2017年5月，在北京、上海、廣州、蘇州、寧波五個城市開展5G試驗網(wǎng)建設(shè)、進行5G外場測試。第三，持續(xù)的技術(shù)積累。自3G時代我國主導的TD-SCDMA成為三大國際標準之一以來，我國企業(yè)就對移動通信技術(shù)進行大規(guī)模的持續(xù)研發(fā)。華為無論在R&D強度還是投入規(guī)模上都已居于世界主要公司前列。

中國5G趕超的挑戰(zhàn)與機遇并存

作為新一輪科技和產(chǎn)業(yè)變革的重要支撐技術(shù)，5G會對經(jīng)濟、社會等方面產(chǎn)生顛覆性影響，成為世界主要國家的競爭領(lǐng)域。2018年3月，由于擔心在5G技術(shù)上的優(yōu)勢受到影響，美國政府否決了總部位于新加坡的博通對美國芯片巨頭、5G領(lǐng)軍企業(yè)高通的收購。由于中國在5G領(lǐng)域的快速進步，美國等一些發(fā)達國家為了確保自己在5G時代的全球領(lǐng)先地位，以國家安全等為借口對中國電信設(shè)備制造商進行種種限制。2012年以來，美國政府就禁止華為、中興在該國銷售網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，多次否決華為對美國ICT公司和專利技術(shù)的收購，限制和否決美國電信運營商采購中國企業(yè)制造的終端設(shè)備。美國還聯(lián)合盟友對中國電信設(shè)備制造商進行市場準入限制。例如，澳大利亞以“安全”為由禁止華為參與電信運營商組網(wǎng)建設(shè)，韓國最大電信運營商SK Telecom將華為剔除出5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)供應(yīng)商名單，印度的5G應(yīng)用試驗也將華為、中興排除在外。

外國政府的不正當競爭手段雖然會對中國電信設(shè)備制造商的發(fā)展造成一定影響，但是無法逆轉(zhuǎn)中國在5G領(lǐng)域趕超的進程。從國際環(huán)境看，華為已經(jīng)是全球最大的電信設(shè)備制造商。一方面，華為在技術(shù)上擁有著不可替代的優(yōu)勢，例如其發(fā)布的全球首款5G基站核心芯片——華為天罡，可以讓全球90%的基站在不改造市電的情況下實現(xiàn)5G；另一方面，相對于愛立信、諾基亞等電信設(shè)備制造商，華為、中興具有非常明顯的價格優(yōu)勢。5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資規(guī)模巨大，美國等國家限制中國企業(yè)的電信設(shè)備進入，不僅會造成其國內(nèi)5G投資額的進一步增加，而且會由于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的延遲影響關(guān)聯(lián)市場的發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率的提高。

中國國內(nèi)具備支持5G發(fā)展的有利條件。第一，中國是世界人口最多的國家和世界第二大經(jīng)濟體，消費者和企業(yè)用戶數(shù)量龐大，能夠為5G以及下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供足夠規(guī)模的市場，對5G相關(guān)企業(yè)的投資具有吸引力；同時，規(guī)模經(jīng)濟帶來的低成本又會吸引用戶，從而進一步擴大市場規(guī)模，形成正反饋的促進機制。第二，中國已經(jīng)形成由電信運營商、設(shè)備制造商、零部件供應(yīng)商、下游應(yīng)用提供商等組成的較為完善的移動通信生態(tài)。完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)不但能夠降低5G投資風險，而且能夠形成合力，加速5G技術(shù)的突破和商業(yè)化應(yīng)用。第三，中國4G成熟度高，擁有世界上最大、覆蓋最廣、品質(zhì)最高的4G網(wǎng)絡(luò)，中國4G基站數(shù)占全世界4G基站數(shù)的60%。4G網(wǎng)絡(luò)中的鐵塔、電源、傳輸光纜、機房配套設(shè)備等均可以用于5G，有利于5G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)。第四，中國擁有世界上最齊全的產(chǎn)業(yè)門類、最完整的產(chǎn)業(yè)鏈和最完善的產(chǎn)業(yè)配套體系，擁有豐富的應(yīng)用場景，為孕育創(chuàng)新性的5G下游應(yīng)用提供了市場基礎(chǔ)。第五，經(jīng)過近20年消費互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，中國形成了以BAT為代表的一批世界知名的領(lǐng)軍型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，這些企業(yè)既積累了豐富的數(shù)據(jù)資源，又擁有強大的算力、算法和技術(shù)創(chuàng)新能力，目前正在積極進入物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，將成為推動5G下游應(yīng)用發(fā)展的重要力量。

（作者為中國社會科學院工業(yè)經(jīng)濟研究所研究員）

【參考文獻】

①林瑋平、魏穎琪、李穎：《5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用研究》，《廣東通信技術(shù)》，2018年第11期。

②文興：《“華為一號文”與它背后的產(chǎn)業(yè)鏈》，《金融投資報》，2019年1月5日。

責編/牛牧瑤 美編/李祥峰