5G商用之后是6G競(jìng)爭(zhēng)的開始

◎中國(guó)電子科技集團(tuán)有限公司發(fā)展戰(zhàn)略研究中心 趙子駿

剛剛過(guò)去的2019年被認(rèn)為是5G商用元年，據(jù)全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）統(tǒng)計(jì)，截至2019年12月中旬，全球已經(jīng)有31個(gè)國(guó)家或地區(qū)發(fā)布了56個(gè)5G商用網(wǎng)絡(luò)并提供5G服務(wù)。5G發(fā)展之迅猛令世人矚目，國(guó)家與國(guó)家、企業(yè)與企業(yè)之間關(guān)于5G的競(jìng)爭(zhēng)更是趨于白熱化。根據(jù)移動(dòng)通信技術(shù)及產(chǎn)業(yè)每十年發(fā)展一代的規(guī)律，預(yù)計(jì)第六代移動(dòng)通信（6G）將在2030年前后商用，有望進(jìn)一步對(duì)人類生產(chǎn)生活方式和社會(huì)組織形態(tài)帶來(lái)重大變革，一場(chǎng)關(guān)于6G主導(dǎo)權(quán)的博弈正在悄然展開。

一、6G已成為世界主要國(guó)家、國(guó)際組織和各大ICT企業(yè)布局的重點(diǎn)

近兩年，世界主要國(guó)家紛紛開始提前布局6G。美國(guó)將6G視作未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，希望跳過(guò)5G在6G搶得先機(jī)。2018年9月，美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)（FCC）的一位官員首次談及6G技術(shù)，稱6G將邁向太赫茲時(shí)代，隨著網(wǎng)絡(luò)越加致密化，基于區(qū)塊鏈的動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)將成為趨勢(shì)。2019年3月，F(xiàn)CC一致投票決定開放95GHz到3THz之間的太赫茲頻率段給6G實(shí)驗(yàn)使用，預(yù)計(jì)該頻段有朝一日將應(yīng)用于6G。紐約大學(xué)教授、無(wú)線通信領(lǐng)域權(quán)威Ted Rappaport稱：“FCC已經(jīng)啟動(dòng)了6G的競(jìng)賽”。我國(guó)主要以政府牽引，開展了一系列技術(shù)研究工作。2018年3月，工信部苗圩部長(zhǎng)在接受媒體采訪時(shí)稱，我國(guó)已經(jīng)開始著手研究6G。2019年6月，國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“寬帶通信和新型網(wǎng)絡(luò)”專項(xiàng)啟動(dòng)實(shí)施，總體目標(biāo)之一是“開展新型網(wǎng)絡(luò)與高效傳輸全技術(shù)鏈研發(fā)，使我國(guó)成為B5G/6G無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)的全球引領(lǐng)者，在未來(lái)無(wú)線移動(dòng)通信方面取得一批突破性成果”。2019年11月，科技部會(huì)同發(fā)改委、教育部、工信部、中科院、自然科學(xué)基金委在北京組織召開6G技術(shù)研發(fā)工作啟動(dòng)會(huì)，宣布成立國(guó)家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組。2020年1月，工信部信息通信發(fā)展司司長(zhǎng)聞庫(kù)表示，2020年要扎實(shí)推進(jìn)6G前瞻性愿景需求及潛在關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研，形成6G總體發(fā)展思路。韓國(guó)制定了雄心勃勃的計(jì)劃，希望成為第一個(gè)商用6G的國(guó)家。2020年1月，韓國(guó)政府宣布將于2028年在全國(guó)率先商用6G網(wǎng)絡(luò)。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，韓國(guó)政府和相關(guān)企業(yè)已經(jīng)投資9760億韓元用于6G網(wǎng)絡(luò)研發(fā)，并已取得了階段性進(jìn)展。

華為、三星等企業(yè)已開始6G技術(shù)的研發(fā)，并帶動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)等紛紛發(fā)力。

在國(guó)際組織方面，3GPP、ITU、IEEE等主流組織均已涉足6G領(lǐng)域，希望在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)上實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)。2018年6月，3GPP RAN全會(huì)通過(guò)了非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）解決方案，涉及基于不同軌道或平臺(tái)類型的衛(wèi)星星座，有望在B5G和6G得到應(yīng)用。根據(jù)時(shí)間表，3GPP將在2025年下半年開始6G標(biāo)準(zhǔn)化工作，2028年上半年完成6G標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)2028年下半年將會(huì)有6G設(shè)備面市。2018年7月，ITU-T第十三研究組全會(huì)召開，決議成立“網(wǎng)絡(luò)2030”焦點(diǎn)組，主要面向2030-2040年網(wǎng)絡(luò)將支持的全新場(chǎng)景開展研究工作。2019年3月，在IEEE的發(fā)起之下，全球第一屆6G無(wú)線峰會(huì)在芬蘭召開，工業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)6G發(fā)表了最新見(jiàn)解，探討了實(shí)現(xiàn)6G愿景需要應(yīng)對(duì)的理論和實(shí)踐挑戰(zhàn)，并根據(jù)與會(huì)專家觀點(diǎn)發(fā)布全球首部6G白皮書《Key Drivers and Research Challenges for 6G Ubiquitous Wireless Intelligence》。

華為、三星等ICT領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)也已開始6G技術(shù)的研發(fā)，并帶動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)等紛紛發(fā)力。據(jù)報(bào)道，韓國(guó)兩大電子巨頭LG和三星均已在今年成立了6G研發(fā)中心。2019年5月，中國(guó)移動(dòng)與清華大學(xué)舉行戰(zhàn)略合作框架協(xié)議簽約儀式，雙方將在面向6G的未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等重點(diǎn)領(lǐng)域開展科研合作，共同成立聯(lián)合研究院。2019年6月，韓國(guó)最大的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商SK電信公司表示，將與諾基亞和愛(ài)立信合作開發(fā)6G技術(shù)。2019年8月，華為公司透露已經(jīng)在加拿大啟動(dòng)了6G網(wǎng)絡(luò)的研究，并與加拿大多所大學(xué)的研究者展開了洽談。

二、6G未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)

迄今為止，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界對(duì)于6G仍沒(méi)有明確的定義，目前得到較多認(rèn)可的6G愿景是“網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不達(dá)，算力無(wú)處不在，智能無(wú)所不及”。據(jù)預(yù)測(cè)，到6G時(shí)代不止傳輸速率和算力將得到大幅度提升，還可能帶來(lái)三個(gè)“新”，即以天空地一體為代表的新架構(gòu)，以太赫茲或可見(jiàn)光為代表的新頻譜，以超大規(guī)模天線、軌道角動(dòng)量、超表面天線等為代表的新技術(shù)。我們通過(guò)總結(jié)移動(dòng)通信技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律后認(rèn)為，6G無(wú)論采取何種技術(shù)體制或架構(gòu)，都將呈現(xiàn)出以下五大趨勢(shì)：

一是通信速率越來(lái)越快，向更高的頻段發(fā)展。業(yè)界普遍預(yù)測(cè)，6G的理論下載速度將達(dá)到每秒1TB，為5G的100倍。根據(jù)香農(nóng)定理，這就意味著6G相比以往任何一代移動(dòng)通信技術(shù)，所占據(jù)的帶寬都將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大得多。但是目前低頻段頻譜資源幾近飽和，預(yù)計(jì)6G將從5G的毫米波頻段向太赫茲或可見(jiàn)光頻段發(fā)展，這也為今后20年基礎(chǔ)器件研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)良好的機(jī)會(huì)。

二是接入手段越來(lái)越多，泛在連接成為可能。目前雖然關(guān)于6G網(wǎng)絡(luò)形態(tài)的爭(zhēng)論較為激烈，但不可否認(rèn)的是陸地通信、衛(wèi)星通信和海洋通信三者相互融合將成為6G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)。同時(shí)也有學(xué)者提出，6G時(shí)代將顛覆傳統(tǒng)的無(wú)線通信蜂窩組網(wǎng)方式，接入點(diǎn)無(wú)處不在，打破實(shí)體空間和虛擬空間的界限。據(jù)《Key Drivers and Research Challenges for 6G Ubiquitous Wireless Intelligence》白皮書預(yù)測(cè)，屆時(shí)每立方米的接入點(diǎn)將達(dá)到上百個(gè)，真正實(shí)現(xiàn)以“眾聯(lián)”為代表的泛在連接。

三是信息技術(shù)越來(lái)越強(qiáng)，殺手級(jí)應(yīng)用涌現(xiàn)。隨著6G技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化落地，人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算、遠(yuǎn)程全息等技術(shù)有望從現(xiàn)在的初級(jí)階段向更高層次邁進(jìn)，并且?guī)?lái)一系列殺手級(jí)應(yīng)用。例如，6G將依賴人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻譜資源管理、智能組網(wǎng)和接入，人工智能還將輔助自動(dòng)駕駛汽車無(wú)人協(xié)同運(yùn)行；在6G時(shí)代，電影中經(jīng)常出現(xiàn)的遠(yuǎn)程全息將成為可能，人與人之間面對(duì)面交流將不再受地域的限制。

四是進(jìn)入門檻越來(lái)越高，核心企業(yè)數(shù)量減少。縱觀移動(dòng)通信發(fā)展歷程，不僅是電子信息技術(shù)的進(jìn)步史，也是企業(yè)優(yōu)勝劣汰的進(jìn)化史。以芯片為例，能夠做4G芯片的企業(yè)共有17家，到5G時(shí)代就只有高通、華為、三星、聯(lián)發(fā)科和展訊等少數(shù)幾家具備實(shí)力。預(yù)計(jì)6G帶來(lái)的門檻會(huì)更高，企業(yè)不僅需要過(guò)硬的移動(dòng)通信技術(shù)儲(chǔ)備，還需兼具芯片設(shè)計(jì)、人工智能、大數(shù)據(jù)等其他技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化能力，否則無(wú)法在市場(chǎng)中占據(jù)一席之地。

五是產(chǎn)業(yè)規(guī)模越來(lái)越大，催生新的生態(tài)系統(tǒng)。從幾代移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程看，隨著用戶和基站數(shù)量的不斷增加，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)規(guī)模上升顯著，并同時(shí)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出快速增長(zhǎng)。特別是6G可能采用的太赫茲技術(shù)通信距離較短，基站將無(wú)處不在，帶來(lái)的市場(chǎng)規(guī)模會(huì)比4G和5G更大。有學(xué)者預(yù)測(cè)，隨著6G網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越密集，針對(duì)垂直市場(chǎng)的本地網(wǎng)絡(luò)將越來(lái)越普遍，可能在傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商之外產(chǎn)生新的生態(tài)系統(tǒng)，這也將為非運(yùn)營(yíng)商企業(yè)帶來(lái)更多機(jī)會(huì)。

2019年11月3日，科技部會(huì)同國(guó)家發(fā)展改革委、教育部、工業(yè)和信息化部、中科院、自然科學(xué)基金委在北京組織召開6G技術(shù)研發(fā)工作啟動(dòng)會(huì)。

三、推動(dòng)6G發(fā)展的相關(guān)建議

為了使我國(guó)在6G時(shí)代實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)，筆者認(rèn)為應(yīng)主要做好以下四方面工作。

一是開展戰(zhàn)略研究謀篇布局。6G時(shí)代有望實(shí)現(xiàn)真正的萬(wàn)物互聯(lián)，進(jìn)入到智能時(shí)代。我們應(yīng)站在構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的角度，系統(tǒng)性、全局性、長(zhǎng)遠(yuǎn)性地思考6G將為人類社會(huì)帶來(lái)何種變革，并依此制定我國(guó)在6G領(lǐng)域的發(fā)展戰(zhàn)略。根據(jù)無(wú)線通信領(lǐng)域技術(shù)、市場(chǎng)、應(yīng)用等變化情況，對(duì)發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行迭代更新，制定并發(fā)布具有針對(duì)性的政策。

二是加強(qiáng)6G核心技術(shù)創(chuàng)新。6G之所以成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)，不僅在于它將改變?nèi)祟惿a(chǎn)生活方式，而且在于其所需的核心技術(shù)有望加速推動(dòng)新一代信息技術(shù)發(fā)展。目前，關(guān)于6G將采取何種技術(shù)體制還有待進(jìn)一步研究，但對(duì)于高校、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)而言，應(yīng)加大6G核心技術(shù)的攻關(guān)力度，同時(shí)布局多種可能的技術(shù)方向，避免某些領(lǐng)域在6G標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)中成為短板。

三是高度重視標(biāo)準(zhǔn)和專利。華為在4G時(shí)代崛起，在5G時(shí)代實(shí)現(xiàn)引領(lǐng)的關(guān)鍵在于高度重視標(biāo)準(zhǔn)和專利。華為貢獻(xiàn)的5G標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)提案占獲批提案的比例達(dá)21%，居全球首位。在專利方面，華為也是世界上持有專利最多的公司之一。在6G時(shí)代，標(biāo)準(zhǔn)和專利的意義將更加凸顯，誰(shuí)掌握了標(biāo)準(zhǔn)和專利誰(shuí)就掌握了發(fā)展主動(dòng)權(quán)。國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研院所應(yīng)提前布局，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)和專利的雙引領(lǐng)，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)上風(fēng)。

四是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)器件自主可控。為保證極高的通信速率，太赫茲通信將有可能成為6G的核心技術(shù)之一，但太赫茲頻段對(duì)基礎(chǔ)器件提出了極高的要求。目前以GaN為代表的射頻功率器件很難達(dá)到太赫茲頻段，亟待新一代半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)。根據(jù)半導(dǎo)體器件的發(fā)展規(guī)律，從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化落地至少需要經(jīng)歷十年時(shí)間。因此，為迎接6G時(shí)代的到來(lái)，我國(guó)應(yīng)提前布局6G相關(guān)基礎(chǔ)器件，實(shí)現(xiàn)自主可控。