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关于5G:是美国落后?还是中国反超美国排名中国进步太快?.

  5G最近在知乎上也是一个比较热门的话题,美国的科技能力那么强,5G到底行不行?是否真的落后了呢?飞象网项立刚总曾在文中谈到,今天的通信就是计算、存储、传输形成一个体系,要做好5G,无论是基站还是手机中,都需要芯片,我们中国芯片和世界一流水平还是有较大的差距,有很多我们需要追赶的地方,5G的芯片是哪个国家强大?

  5G哪些地方需要芯片?核心网络的管理系统,需要计算芯片,也需要存储芯片,基站等众多设备需要专用的管理、控制芯片。手机需要计算芯片、基带芯片和存储芯片,当然未来的大量5G终端还是需要感应芯片。这是一个庞大的体系,而这上面中国还有较大的差距。

  计算芯片:在服务器、核心网、基站上需要计算芯片,其实大家可以理解成CPU,这方面全世界就是美国最强,英特尔是华为最重要的供应商,也是中兴最重要的供应商,除了少数服务器芯片,中国有一定的产品,绝大部分计算芯片基本上是美国企业称霸世界。

  存储芯片:无论是服务器还得云,都是需要大量存储,5G的高速度、大流量自然会带来存储的大量需要。智能手机,我们的存储器早已经从原来的16GB,上升为64GB为基本配置了。存储芯片当今世界上还是美国、韩国、中国台湾省的居于主导地位。现在中国内地也有多家在存储领域发力,但是如果要在市场上居于主导地位,还需要努力一段时间,相信未来5年,中国企业会有较大作为。但是近期,世界上最强大的还是美国,韩国和中国台湾省也有较大份额。

  专用芯片:除了计算、存储这些通用芯片之外,在5G通信基站及相关设备上,还会有一些专用芯片,这个领域依然还是美国较为强大,除了英特尔、高通这样的企业之外,还有大量的企业生产各种专用芯片,中国是他们最大的市场。这些专用芯片也会广泛使用在5G设备上,欧洲也有一些企业生产专用芯片。这个领域中国也有了较大进步,海思、展锐、中兴微电子等企业都设计和生产专用芯片,可以说这个领域大家各有所长,不象计算芯片一样被美国企业垄断。

  智能手机芯片:移动通信最重要的一个终端就是智能手机,智能手机芯片,不仅要进行计算,还要进行专门的处理,比如GPU进行图像处理,NPU进行AI处理,智能手机芯片还需要体积小、功耗低,拿下智能手机芯片,可以说是拿下了芯片这个皇冠上明珠。4G时代,面向所有企业进行供货的最有代表性的企业是高通和联发科,随着各家手机厂商技术实力的增强,苹果、三星、华为三强都分别研发了自己的旗舰机芯片,不采用高通的芯片。但是到了5G时代,三星的5G手机还是采用了高通芯片,苹果一直在和高通打官司,但是很可能最后结果还是会采用高通芯片。唯有华为5G芯片会采用自己的芯片。5G芯片联发科也会坚持,而中国的展锐通过多年的积累和国家加大投入,也会在5G中低端产品芯片上发力。5G的智能手机芯片,还是美国拥有最强大的实力,不过中国已经有华为在旗舰产品上的抗衡,而中低端产品展锐也会有所作为。

  感应器:5G之后的网络是一个智能互联网时代,除了计算、存储、控制芯片之外,感应器是一个半导体领域的新机会,现在智能手机中,已经有大量感应器,而5G智能终端中的感应器会更多,能力会更强。这个领域是全世界半导体领域争夺的一个焦点。这个新兴的领域,世界上各个国家都加入到争夺中,今天很难分出高下,除了恩智浦这类大的半导体公司,还有大量中小企业在这个领域希望有所作为。日本的村田制作所等企业有一定优势。

  5G芯片领域,总体而言,还是美国占据了较大的优势,不出大意外,会居于主导地位,芯片领域总体态势是欧洲有一定的衰落,中国正在加大加量寻求突破,未来的5-10年,整个态势会不会有较大的变化未可知,但是,中国正在一点点加强,这是一个不可改变的大趋势。

  知乎用户河边流浪狗谈到,首先目前中美5G频段的利用不同,华为用的是sub-6而美国用的是毫米波。毫米波要比sub-6速率更快,但是频段高,这也就意味着毫米波基站建设要更密集。而以美的运营商不可能像移动、联通、电信这种央企公共服务般的无私建设,所以美国5G基站建设必然推进必然迟缓。

  那么问题来了,美国为什么不用sub-6呢?是因为在美的sub-6频段大部分被美军方占用,如果要让军方改频段那代价就更大,时间更长(应该10年左右)。。。。还有第二个原因中国反超美国排名,华为基站的硬实力(硬件尺寸小、防腐蚀能力强等)也有非常大的优势(据任正非说是领先2-3年)。

  对于美国否落后的问题,知乎用户甜草莓总结了一些用户的回答,主要还是因为美国和欧洲的设备商,运营商都没钱,如果不考虑政治的话,5G的投入产出比也不高,导致驱动力不足,终端和标准厂商高通和博通是相对有钱的,但是他们不涉及基站设备制造。产业没钱就会导致没有经费支持学界开展产学研相关研究,研究机构就会去申请更多基础研究基金,转向研究基础的理论,导致科研和工业的鸿沟越来越大,这样下去会导致强者恒强。

  随着5G商用不断加速,美国对于争夺5G领先地位的焦虑感和紧迫感日益强烈。2019年4月3日,美国国防部国防创新委员会发布了《5G生态系统:对美国国防部的风险与机遇》(《THE 5G ECOSYSTEM: RISKS & OPPORTUNITIES FOR DoD》)报告(以下简称报告),该报告重点分析了5G发展历程、目前全球竞争态势以及5G技术对国防部的影响与挑战,重点分析了中国在5G领域的发展情况以及未来对国防安全的影响,并在频谱政策、供应链和基础设施安全等方面提出了等方面建议。

  “5G”指的是即将到来的第五代无线网络和技术,它相比第四代(4G和4G LTE)网络在数据传输速度、容量和延迟(数据传输延迟)方面都有较大的飞跃。5G所带来一系列新技术,将会在从无人驾驶汽车到智能城市、从虚拟现实到作战网络等各领域重新建立公众及个人的业务标准。无线时代的历史变迁表明,该领域内先行者国家将获得数十亿美元的收益,同时还将创造大量就业岗位,并在技术创新方面处于领先地位。同时先行者国家还会制定标准和规范,其他国家将不得不采用这些标准和规范。相反地,在以前的无线迭代转变中落后的国家因为不得不采用领先国家的标准、技术和架构,从而丧失了新一代无线技术的开发能力和市场潜力。

  5G具备从网络互联到战场的战术边缘增强国防部决策和战略能力的能力。5G将增强国防部多个系统连接到上海滩赌圣片尾曲更广泛网络的能力,实现实时共享信息,改善跨服务、地理和领域的通信水平,同时开发战场的通用图像处理技术,以提高动态感知能力。这种改良的连通能力将使一系列新技术和任务成为可能,从超音速和高超音速防御到弹性卫星组网和多跳网络。

  频谱将在5G的运营、开发和推广中发挥关键作用。峰值数据速率由无线服务可用的频谱数量决定。在4G中,最多可以将5个20兆赫的信道连接在一起。但在5G中,可以连接多达5个100兆赫的信道,使速度比4G和4G LTE快约20倍左右。虽然部分5G技术将被部署到目前使用的蜂窝频谱中,并在性能上实现一定的提高(LTE已经相当优化),但全面的5G开发将需要更多的频谱,以便为消费者、国防部或其他部门提供性能上的进一步改进。

  全球领域目前采用两种方法部署数百兆赫的5G新频谱。第一种的重心放在6GHz以下的电磁(EM)频谱上(“低到中频段频谱”,也称为“Sub-6”),主要在3GHz 和4 GHz频段。第二种方法侧重于24~300GHz之间的频段(“高频频谱”或“毫米波”),这是目前美国、韩国和日本采用的方法(虽然三国也在不同程度上探索Sub-6频段)。美国的运营商主要专注于5G的毫米波部署,因为世界其他地区使用的5G的3GHz和4GHz频谱大部分是美国独有的联邦频段,特别是国防部广泛使用的频段。

  频谱分配问题是5G竞争的核心,对于可选的频谱波段,无论是Sub-6还是毫米波,都将影响5G发展的方方面面。3Ghz和4Ghz之间的频谱波段主导了全球的5G活动,因为相比于毫米波频谱,3Ghz和4Ghz的传播范围得到了改善,能用更少的基站数量提供相同的覆盖范围和性能。由于美国的大部分子Sub-6频段不可民用和商用,美国运营商和控制美国民用频谱的联邦通信委员会(FCC)将毫米波频谱作为国内5G的核心。

  美国运营商可能会继续探索毫米波,但如果没有追随者,就不可能在5G领域领先。无线网络的领导地位要求全球市场认可并遵循领导者所制定的频谱频段规范梵天鸡,因为这些5G子组件和产品最终将推动跨网络的互通。世界其他地区与美国运营商相比,并不存在相同的Sub-6频段限制问题,所以他们后续将在该范围内寻求5G的发展。因此,如果美国继续探索与世界其他国家不同的频谱范围,可能会发现自己没有全球供应链基础。

  如果世界上大多数国家采用的未来5G生态系统是建立在Sub-6中频频谱之上,美国也将面临毫米波设备通用性的挑战和Sub-6基础设施安全问题。随着Sub-6成为全球标准,目前在这一领域处于领先地位的中国很可能会成为这一阶段的引领者。这将给依赖供应链中有中国组件网络的国防部海外行动带来安全风险。即使美国限制国内使用中国设备供应商的产品,但美国在无线领域的市场规模还不够大,无法阻止中国5G供应商继续在全球范围内增加市场份额,从而对一批将服务于美国市场的供应商造成巨大压力。由于市场份额下降以及竞争产品造成的数量限制,美国国防部和美国工业产业更好和更便宜的全球供应链将很可能被剥夺,进而导致美国供应商无法投资研发未来的5G产品。

  中国计划部署第一个广泛使用的5G网络,其首批Sub-6网络服务将于2020年投入使用。先发优势可能会推动智能手机和电信设备供应商以及国内半导体和系统供应商的市场大幅增长。因此,中国的互联网公司将为其国内市场开发基于5G速度和低延迟性能的服务和应用程序。随着5G在全球以类似的频段部署,中国的智能手机和互联网应用及服务很可能占据主导地位,即便它们被美国市场排除在外。中国在5G领域的发展,将重现美国在4G领域的辉煌。

  国防创新委员会的建议基于这样的假设:由于传播和成本限制,毫米波基本上不能在美国大规模部署,而且Sub-6 GHz的中频频谱(在3 GHz和4 GHz范围内)将成为未来几年广域网的全球标准。该假设基于对毫米波的工程要求的评估以及各种研究,这些研究是关于预测支持有限毫米波的5G网络所需的基础设施和相关成本。此外,美国供应商的当前财务状况可能或多或少的会抑制他们投资所需资本支出以支持毫米波网络的能力。

  《日本经济新闻》网站4月3日报道说一份题为《5G全球竞争》的报告称,有关5G全球竞争的一项调查将民营企业的5G实验及引入进度、电波分配情况、政府战略等转换成数值,对比了各国的“5G应对水平”。从2019年度的评分来看,中国和美国并列第一,均为19分。随后是韩国18分、日本17分。

  但香港《南华早报》4月2日发表的题为《美国是如何从电信领跑者成为缺乏与中国华为叫板的公司的5G失败者?》的文章称,一个多世纪以来,美国都以强大的电信实力而闻名。但随着2020年的临近和世界5G网络的超快发展,美国发现自己还没有一个能与像中国的华为、芬兰的诺基亚和瑞典的爱立信等5G企业相抗衡的电信硬件领先企业。文章称,美国对保持技术创新优势感到焦虑,甚至不惜采取行动阻止其他国家在其网络中使用中国企业的5G设备。

  看看美国,目前仅有高通提供5G终端方案,在局端没有公司可以提供方案,但是在中国,已经有比较成熟的5G生态,华为可以提供从终端到局端的完整方案,华为的5G基站更在体积、功耗上超越竞争对手。1月24日,在华为5G发布会暨MWC2019预沟通会上华为常务董事、运营BG总裁丁耘正式发布了业内首款5G基站核心芯片“天罡芯片”,同时华为5G基站也亮相现场。

  “天罡芯片”拥有超高集成度和超强运算能力,较以往芯片性能增强约2.5倍。单芯片可控制业内最高64路通道,支持200M运营商频谱带宽。并且天罡芯片尺寸缩小55%,重量减小23%,可以让全球90%的基站在不更改供电的情况下直接升级5G,并将基站重量减少一半,一部到位满足未来网络部署需求。华为5G基站重量不超过20公斤,一个成年男子就可以便捷地安装,而且在多T多R放面也远超过竞争对手。

  反观美国,美国最大电信运营商Verizon在芝加哥和明尼阿波利斯发布了5G超宽带网络,号称全球首个可搭载智能手机使用的5G商用移动服务网。从目前看到的试用结果看,这一5G网络的处女秀似乎出师不利。很多用户抱怨在整个城市找到5G网络覆盖“非常困难”,信号“相当少”。即使在靠近5G节点的地方,如果是在建筑物的门窗附近,还有5G信号,往建筑内部走走、离开几步远也就没有了。据Speedtest网络测试结果显示,有时5G的数据速度达到了Verizon承诺的600兆比特/秒(Mbps)以上,有时接近200Mbps,还有时手机上显示是5G网络,运行起来就像用4G。

  5G是一个庞大的体系,强大不强大,不会是一个点,它需要由多个力量形成综合实力,在这个完整的体系中,中国除芯片稍弱之外在其它领域都是居于优势地位,而芯片也打破了一无所有,在5G时代应该还有较大突破。全世界5G发展,欧洲强在系统,美国强大芯片,中国强在综合实力。可以预期随着5G的正式商用,首先在业务上出现全面爆发,领先世界的非中国莫属。

  中国5G的发展,绝不仅是5G通信技术的本身,它将对社会效率提高、社会管理能力提升、社会成本的降低起到巨大作用。对整个社会发展影响远远超出4G的影响,会很大程度上,影响整个国家的实力。进尔随着技术的改变,影响社会的哲学、道德、伦理,也会影响思想、文化的发展与进步。

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