5G的重要性與中國的趕超機遇

李曉華

【摘要】從1G到5G，中國實現了從缺位到并跑領跑的跨越，但是5G發展也面臨來自國際的種種阻礙。憑借巨大的市場規模、完善的產業生態、成熟的4G網絡、豐富的下游應用場景以及在消費互聯網領域的領先地位，中國在5G領域的趕超進程勢不可擋。

【關鍵詞】5G 信息科技 產業生態 【中圖分類號】F49 【文獻標識碼】A

在1G到4G時代，移動通信網絡主要應用于人與人之間的連接。相對于4G，5G在許多關鍵技術性能上有了顯著提高，應用范圍獲得了極大的拓展。國際電信聯盟（International Telecommunications Union，ITU）定義了5G應用的三大場景，包括eMBB（增強型移動寬帶）、mMTC（大規模機器類通信）、uRLLC（超可靠低時延通信）。具體而言，5G的關鍵性能指標包括100Mbps用戶體驗速率（熱點場景可達1Gbps）、數十Gbps峰值速率、每平方公里數十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、虛擬現實等大流量移動寬帶業務；低功耗寬連接的特點適用于分布范圍廣、數量眾多的終端連接，可以在eMTC場景下開展智慧城市、智能家居等大規模物聯網業務；5G實現了毫秒級的時延，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、高可靠連接的業務。5G在帶寬、速率、時延、可靠等方面的特性使移動物聯網從人與人的連接進入到萬物互聯的時代，包括物與物之間、人與物之間、人與場景之間的互聯，通過垂直行業的應用，可以推動互聯網的發展進入下半場，即從消費互聯網時代進入產業互聯網時代。5G在物聯網、無人駕駛、虛擬現實等主要情境以及智能制造、智慧農業、智慧出行、智慧安防、智能電網、智能家居、智慧醫療、智慧城市、文化娛樂等領域都擁有巨大的應用空間。

巨大的經濟價值吸引各國加快5G布局

移動通信具有投資規模大、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，使得基站數量更多，投資規模更大。許多機構對5G的投資規模進行了預測，盡管數據存在差異，但5G的投資規模將明顯超過4G。據億歐智庫（2018）預測，我國僅5G基站相關模塊市場規模就將超過一萬億元；據智研咨詢集團（2017）預測，5G全覆蓋的投資額將達到2.3萬億左右，投資規模是4G的4倍。

同時，由于5G成為一項通用目的技術，應用范圍遠超4G，因此對上下游產業的帶動力將更為突出。例如，eMBB場景下的虛擬現實、uRLLC場景下的智能制造，這些都是規模巨大的產業。據中國信息通信研究院（2018）預測，在2020年5G正式商用，將帶動我國直接產值約4840億元，其中網絡設備和終端設備為4500億元，間接產值1.2萬億元；到2035年，將分別帶動直接產值6.3萬億元，間接產值10.6萬億元。著名咨詢公司德勤預測，2020—2035年期間，全球5G產業鏈投資總規模將達3.5萬億美元，由5G技術驅動的行業應用銷售額將達到12萬億美元。HIS預測，全球5G價值鏈的年平均投資規模將達到2000億美元；到2035年，全球5G價值鏈的產出將達3.5萬億美元，同時創造2200萬個工作崗位，5G創造的總產出將達到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濟體量。

作為一種通用目的技術，5G的經濟價值不僅體現在創造巨大的財富上，還體現為對其他產業和領域的改造和提升上，帶來社會生產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、隨用隨租的共享經濟或將取代傳統的汽車購買、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將不斷涌現。第二，提升生產效率。例如，借助5G技術實現萬物互聯，以智能工廠為代表的生產系統將能夠隨時隨地感知零部件、設備、產品的位置和狀態，及時進行零部件的傳遞、派單生產和產品交付，同時進行實時設備監控、產品運營狀態運維、保養等服務。第三，促進技術創新。例如，萬物互聯后將產生更多的數據，使受制于數據規模而發展緩慢的一些人工智能模型獲得優化，促進人工智能應用的發展；虛擬現實技術使得產品的開發、設計更加高效、直觀。此外，由于5G時代萬物互聯成為可能，生產設備、家居、車輛、基礎設施、公共服務等將都被網絡連接起來，因此5G成為關系人身安全、生產安全、經濟安全、國防安全的重要支撐。

5G的巨大經濟價值、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基礎科學和產業技術研發、產業鏈的培育、頻譜資源分配、實驗網測試、大規模商業投資、產業生態打造等方面，旨在搶占5G產業制高點，并借助5G推動經濟社會的數字化轉型和經濟的持續增長。2013年12月，歐盟簽署了“5G Infrastructure Association”并建立5G合作項目框架——5G PPP，由歐盟和產業界共同出資推動5G研發和部署；2016年7月，歐盟委員會發布《歐盟5G宣言——促進歐洲及時部署第五代移動通信網絡》，將5G視為“數字化革命的關鍵使能器”，旨在推動5G網絡的商用部署領先全球。具體措施包括資助5G技術創新和5G標準化，支持泛歐和跨行業的5G實驗、試驗以及大規模5G試點網絡建設，制定相關法律法規。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。特朗普政府就聚焦于人工智能、先進制造技術、量子通信科學和5G技術來推動美國繁榮和加強國家安全發表意見，認為高速、高容量網絡的開發和部署將促進創新，使尖端技術得以發展，并使所有美國人都能享受互聯互通帶來的好處。2018年8月，美國發布“5G FAST”戰略，將為5G分配更多的頻譜資源、修訂基礎設施政策以加快5G商用部署、更新過時的法規。2018年10月，特朗普簽署總統備忘錄，要求美國商務部制定一項長期的國家頻譜戰略，為引入下一代5G無線網絡做好準備。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國家發展戰略，例如，德國在2017年7月發布《德國5G戰略》，英國2017年3月發布《下一代移動技術：英國5G戰略》。各國主要電信運營商紛紛制定具體的5G投資計劃，智能手機制造商發布支持5G的智能終端，2019年5G的商用將開始加速。

中國實現了5G技術的搶位發展

在移動通信技術從1G向5G的演化過程中，中國的移動通信技術也從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）實現了到5G時代并跑領跑的重大轉變。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成為數據信道編碼方案。在知識產權方面，據估計，5G必要知識產權（essential IPRs）的10%被中國企業所擁有。在通信設備市場方面，截至2016年，全球537個4G網絡的一半由華為提供，90個4.5G網絡中有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份關于試用華為5G網絡設備的諒解備忘錄，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，它們計劃在2019年推出支持5G的手機新產品。可以說，中國和中國企業已經進入世界5G通信技術的第一梯隊。

中國在5G技術上取得巨大進步、實現搶位發展是多重因素共同作用的結果。第一，國家支持。早在2013年2月，工信部、發改委和科技部就共同成立IMT-2020（5G）推進組、致力于推動5G技術和標準研發、牽頭組織5G試驗，分別于2006年1月、2016年9月和2017年3月啟動關鍵技術試驗、技術方案測試和系統測試三個階段的技術研發試驗。第二，企業積極參與。我國電信運營商與通信設備制造商緊密合作，很早就開始了5G技術研發試驗。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試驗網建設、進行5G外場測試。第三，持續的技術積累。自3G時代我國主導的TD-SCDMA成為三大國際標準之一以來，我國企業就對移動通信技術進行大規模的持續研發。華為無論在R&D強度還是投入規模上都已居于世界主要公司前列。

中國5G趕超的挑戰與機遇并存

作為新一輪科技和產業變革的重要支撐技術，5G會對經濟、社會等方面產生顛覆性影響，成為世界主要國家的競爭領域。2018年3月，由于擔心在5G技術上的優勢受到影響，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領軍企業高通的收購。由于中國在5G領域的快速進步，美國等一些發達國家為了確保自己在5G時代的全球領先地位，以國家安全等為借口對中國電信設備制造商進行種種限制。2012年以來，美國政府就禁止華為、中興在該國銷售網絡設備，多次否決華為對美國ICT公司和專利技術的收購，限制和否決美國電信運營商采購中國企業制造的終端設備。美國還聯合盟友對中國電信設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建設，韓國最大電信運營商SK Telecom將華為剔除出5G網絡建設供應商名單，印度的5G應用試驗也將華為、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備制造商的發展造成一定影響，但是無法逆轉中國在5G領域趕超的進程。從國際環境看，華為已經是全球最大的電信設備制造商。一方面，華為在技術上擁有著不可替代的優勢，例如其發布的全球首款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5G；另一方面，相對于愛立信、諾基亞等電信設備制造商，華為、中興具有非常明顯的價格優勢。5G通信網絡建設投資規模巨大，美國等國家限制中國企業的電信設備進入，不僅會造成其國內5G投資額的進一步增加，而且會由于5G網絡建設的延遲影響關聯市場的發展和相關產業生產效率的提高。

中國國內具備支持5G發展的有利條件。第一，中國是世界人口最多的國家和世界第二大經濟體，消費者和企業用戶數量龐大，能夠為5G以及下游應用產業的發展提供足夠規模的市場，對5G相關企業的投資具有吸引力；同時，規模經濟帶來的低成本又會吸引用戶，從而進一步擴大市場規模，形成正反饋的促進機制。第二，中國已經形成由電信運營商、設備制造商、零部件供應商、下游應用提供商等組成的較為完善的移動通信生態。完善的產業生態不但能夠降低5G投資風險，而且能夠形成合力，加速5G技術的突破和商業化應用。第三，中國4G成熟度高，擁有世界上最大、覆蓋最廣、品質最高的4G網絡，中國4G基站數占全世界4G基站數的60%。4G網絡中的鐵塔、電源、傳輸光纜、機房配套設備等均可以用于5G，有利于5G網絡的大規模建設。第四，中國擁有世界上最齊全的產業門類、最完整的產業鏈和最完善的產業配套體系，擁有豐富的應用場景，為孕育創新性的5G下游應用提供了市場基礎。第五，經過近20年消費互聯網的高速發展，中國形成了以BAT為代表的一批世界知名的領軍型互聯網企業，這些企業既積累了豐富的數據資源，又擁有強大的算力、算法和技術創新能力，目前正在積極進入物聯網、車聯網等產業互聯網領域，將成為推動5G下游應用發展的重要力量。

（作者為中國社會科學院工業經濟研究所研究員）

【參考文獻】

①林瑋平、魏穎琪、李穎：《5G在工業互聯網上的應用研究》，《廣東通信技術》，2018年第11期。

②文興：《“華為一號文”與它背后的產業鏈》，《金融投資報》，2019年1月5日。

責編/牛牧瑤 美編/李祥峰