5G的战略意义与中美博弈

2019年03月28日
本文作者:太和智库研究员  静雨

 

导语:2019年是中国乃至世界5G产业发展元年,5G也成为今年两会代表委员们热议的焦点话题。北美、欧洲、亚太的领先国家已纷纷开启5G商用进程,力图夺取5G产业发展的主导权。在中美经贸摩擦中,美国对华为、中兴等中国5G通信企业实施打击制裁,凸显中美在高技术领域的博弈态势,并引发了产学研各界的热烈讨论。到底5G是一种什么样的技术,它将会为经济社会带来哪些变革性影响,中美围绕5G产业展开了怎样的博弈?对此,太和智库研究员静雨给出了他的解读与分析。

 

(图片来源:pixabay)

 

 一、5G是从“人人互联”到“万物互联”的跨时代技术

 

5G从字面上理解,就是第五代移动通信系统。20世纪80年代以来,移动通信每十年就会出现革命性技术,推动信息通信技术、产业和应用的革新,为全球经济社会发展注入源源不断的强劲动力。截至目前,移动通信技术从1G到4G,共经历了四个时代。

 

从用户角度来说,1G时代出现了移动通话,2G时代普及了移动通话,3G时代开启了移动互联网,4G时代普及了移动互联网,并基本满足了人们的移动信息需求。普通人最直观的感受就是,从最初的“大哥大”,到诺基亚、摩托罗拉、爱立信等各种国外品牌的GSM/CDMA手机,到苹果独具一格的3G触摸屏手机,再到现在非常普及的华为、小米等本土品牌4G智能手机,手机功能越来越多,上网速度越来越快,各类应用越来越丰富。

 

从技术角度来说,移动通信技术的代际跃迁使系统性能呈现指数级的提升。从1G到2G,移动通信技术完成了从模拟到数字的转变,在语音业务基础上,开始扩展支持低速数据业务;从2G到3G,移动数据传输能力得到显著提升,峰值速率可达几Mbps至几十Mbps,支持视频电话等移动多媒体业务;从3G到4G,传输能力又提升了一个数量级,峰值速率可达100Mbps,支持视频影视、位置服务等各类移动互联网业务。

 

作为第五代移动通信系统,5G有更快的网络速度,理论峰值速率可达10Gbps左右,约为4G网络的100倍。4G网络下载一部高清电影需要几分钟,而在5G网络环境下仅需几秒。目前4G网络数据传输延迟为几十毫秒,而5G网络时延只有几毫秒。但是如果我们仅仅从网速角度去理解5G,就大大低估了5G的战略意义,也就很难理解为什么世界各国围绕5G产业发展和技术研发展开激烈争夺,为什么美国在全球范围施压各国对华为实施制裁。5G和前几代移动通信系统在战略定位上存在根本性差异,是一项跨时代的技术,在对经济社会发展的影响上,1G到4G完全不能与5G相提并论。

 

根据国际电信联盟(ITU)的定义,5G有三大应用场景:(1)eMBB(Enhanced Mobile Broadband,增强移动宽带)场景,也就是超大带宽超高速率,主要面向个人客户,适用于3D超高清视频、虚拟现实(VR)与增强现实(AR)等业务,这也是普通消费者理解的5G应用;(2)uRLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communications,超高可靠低时延通信)场景,主要面向垂直行业和企业客户,适用于无人驾驶、网联无人机、工业自动化等业务;(3)mMTC(Massive Machine Type Communications,海量机器类通信)场景,主要面向垂直行业和企业客户,支持每平方公里百万数量级的大规模物联网连接,适用于智慧城市、智慧工厂等业务。

 

5G有八大技术指标,除了传统的峰值速率、移动性、时延和频谱效率外,新增提出了用户体验速率、连接数密度、流量密度、能效四个关键能力指标,以适应多样化的应用场景和企业客户的差异化需求。

 

所以从业务趋势来看,5G在继续大幅提升“以人为中心”的移动互联网业务体验的同时,开始全面支持“以物为中心”的物联网业务。可以说,5G是推动实现从“人人互联”到“万物互联”的跨时代技术。

 

二、5G和1G到4G的战略定位存在根本差异

 

5G的战略目标是将“人与人”之间的连接扩展至“人与人+人与物+物与物”的连接。目前全球化数字浪潮正在加速推进,未来我们每个人身边的家用电器、每家企业的生产设备、每座城市的基础设施,都将连入移动网络。根据咨询公司预测,到2030年移动网络连接的设备总量将超过1千亿,到2040年将超过1万亿,我们将会进入一个“万物互联”的智慧社会。5G网络是构筑“万物互联”的基础设施,用来支持物联网设备的海量连接,其最大的战略意义就是开启了“万物互联”的新时代。

 

5G服务的客户不仅仅是个人客户,更需要关注垂直行业和企业客户。对于普通个人,伴随着提速降费的持续推进,目前的4G网络已经基本满足了人与人之间的通信需求,尽管5G能给我们带来超越光纤的传输速度,然而对于个人客户而言,除了3D高清电视、VR/AR等需要超大带宽超高速率的应用之外,个人客户对于使用5G没有太多的急迫性。但随着信息通信技术向各行各业融合渗透,为了在激烈的市场竞争中胜出,企业客户向数字化转型升级的需求将越来越强烈、趋势会越来越明显。ICT、媒体、金融、保险行业在数字化创新发展中已经独占鳌头,零售、汽车、石化、健康、矿业、农业等行业也在加速其进程。“4G改变生活,5G改变社会”,5G是全球数字经济战略的先导领域,将拉动整个国家和社会实现全面移动化、数字化,进而使国家在全球科技竞争中占据领先地位。

 

5G的应用范围不仅仅针对人口覆盖,还需要关注国土覆盖。从1G到4G的移动通信网络主要关注人口覆盖,5G时代要实现人和物的全空间连接(All-Online Everywhere),在人迹罕至的戈壁荒原和边境地区,交通运输、远洋渔业、水利林业、军队公安等行业客户,都存在野外部署物联网设备,实时上传获取数据的需求。5G在高频段使用26GHz或者28GHz频率,与卫星通信使用的频段有重合。未来地面5G网络将和卫星通信网络逐步融合发展,构建起天地一体化的信息网络,因此5G对提升国家治理与安全能力至关重要。

 

三、5G是中美高科技领域竞争的重要战场

 

人类文明发展史也是一部科技文明发展史。从农业革命、工业革命到信息技术革命,科技创新一直是产业变革的前提。21世纪全球科技创新进入密集活跃期,世界各国不断强化数字经济战略部署,各行各业加速向数字化、网络化、智能化转型升级,新产品、新技术、新产业、新模式大规模涌现。蓬勃涌起的数字化浪潮,正在为人类构建一个智慧社会,深刻影响着全球科技创新版图、产业生态格局和经济发展走向。

 

“万物互联”是构建未来智慧社会的前提条件。设想一下,几十年后,国家的能源设施和电网线路、城市道路管理视频监控、企业生产线上的机器人、道路上行驶的汽车、千家万户使用的家用电器,都将通过5G网络实现连接。5G将成为国家管理、城市运转、企业生产、个人生活等方方面面的重要技术支撑,从根本上创造一个全新的数字环境。5G不仅会影响未来几十年各国的经济发展,还将重塑各国的国家竞争力与国家安全。

 

中美经贸摩擦表明美国已经彻底改变对华战略。考虑到5G对经济发展和国家安全的重大战略意义,中美都在国家数字经济战略中把 5G 作为优先发展方向,强化产业布局,塑造竞争优势。以5G为代表的信息通信产业已经成为中美角逐的一个重要战场。

 

2018年8月,特朗普召集美国四大运营商AT&T、Verizon、T-Mobile、Sprint的高管和联邦通讯委员会(FCC)主席、国家经济委员会主任等,商讨5G技术发展问题,提出要排除一切障碍加快部署5G网络。会后,美国政府发布“5G FAST”战略,期望打赢5G争夺战,确保美国的5G领导地位:(1)加快5G频谱发放,尤其是中频频谱;(2)面向5G商用部署,更新修订“基础设施政策”,FCC发布行政命令要求地方政府减轻5G小微基站建设负担,缩短站点获取时间和难度,设定60-90天的审查期限,必须给予运营商“是否批准5G小微基站申请”明确答复;(3)更新过时法规,包括撤销“网络中立法”,刺激投资和创新。

 

5G一直是中国“网络强国”战略的重点突破领域。《“十三五”规划纲要》指出要积极推进5G发展,2020年启动5G商用;《国家信息化发展战略纲要》要求积极开展5G技术研发、标准和产业化布局,在2025年建成国际领先的移动通信网络;《中国制造2025》提出全面突破5G技术的发展目标。中国5G战略总体目标是:在2025年前,使我国成为全球5G技术创新、标准制定、研发产业化、网络建设、服务与应用的领先国家之一。

 

(图片来源:中华网)

 

四、5G时代的国家安全成为中美博弈焦点

 

根据前美国中情局职员爱德华·斯诺登曝光的美国国家安全局(NSA)“棱镜”监听项目,美国一直与一些特定的美国科技和电信公司保持着“合作关系”,利用自己在信息通信领域的技术和产业优势,访问分布在全球各地的国际光缆、交换机、路由器,随心所欲地对世界各国进行监听。

 

美国非常清楚地认识到,随着5G应用渗透到各行各业,成为构筑“万物互联”的基础设施,它将和云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术共同发展,使得5G通信制造商和运营商能够广泛地、不间断地收集海量用户(包括政府用户)的数据,分析产生包括一国宏观经济走势在内的重要情报信息,从而可能会对国家安全造成直接或间接威胁。

 

2018年5月美国国土安全部发布《网络安全战略》,8月特朗普签署《2019财年国防授权法案》,9月白宫发布《国家网络战略》,国防部发布《2018网络战略》,这些文件提出美国优先、防御前置的原则,对关键信息基础设施提出了优先保护、风险管理、信息共享的理念,并表现出明显的网络进攻倾向,谋求建立以美为主的网络空间治理格局。

 

一方面,美国不断加强对本国通信产业的保护:(1)扩大通信行业的安全审查范畴,强调对“新兴关键技术”“关键基础设施”“维护或收集美国公民的敏感个人数据”等相关行为的严格把控;(2)扩大通信行业的安全审查对象,包括一切能够获取关键技术信息,或者获取参与涉及敏感个人数据、关键技术重要决策的人员;(3)建立更加积极有效的安全审查机制,扩大安全审查主管部门——美国外国投资委员会(CFIUS)的权力范围,部分领域强制要求向CFIUS申报,授权CFIUS可以援引任何其认为合适的因素判断交易是否威胁美国国家安全。

 

另一方面,美国针对中国通信企业实施全方位抑制与打击:(1)将中国等国家明确列为“特别关注国家”,在法案中明确指出禁止与特定中国企业合作,禁止联邦政府与任何使用华为或中兴设备及服务的机构签订或延续合同;(2)将中国列为武器禁运国家,建立管控手段,限制“新兴基础性科技”出口;(3)给予国防部发起网络空间军事行动(包括秘密行动)的授权,推进“网络航母”等大型网络武器系统的研发,协助情报侦察、网络攻击等行动;(4)呼吁并鼓励同盟国借鉴美国模式,针对中国通信企业建立类似的安全审查机制。

 

尽管华为、中兴等中国企业在全球通信设备制造领域建立了局部竞争优势,但是在基础技术领域,主要是高端半导体和软件行业,美国仍是绝对的霸主,美国企业占据压倒性竞争优势。根据华为公布的92家核心供应商信息,美国厂商33家位居第一,中国大陆25家,日本厂商11家,中国台湾10家。为了维持美国在高新技术领域的优势地位,遏制中国的发展势头,美国不断加强限制中国对美关键技术领域投资,管制美国关键技术产品对中国的出口,并在技术转让、知识产权等方面不断对中国横加指责施加压力。从种种迹象分析,尽管当前中美经贸摩擦有所缓和,但是美国通过封锁核心技术来抑制中国崛起的战略意图并未真正改变。

 

为了遏制中国在5G设备整机制造领域的优势,美国借助通信网络走向智能化的大趋势,推动5G和通信设备“白盒化”技术发展路线,促使整个通信设备行业的竞争焦点,从整体方案和整机设备转向底层的硬件芯片和软件操作系统,从“选厂家”变成“选芯片+选软件”,期望依靠美国的IT产业优势遏制中国CT(Communication Technology)产业发展。不过从目前技术发展来看,5G“白盒化”技术很难在2~3年内完全成熟,对华为等中国企业的整机设备优势短期内难以产生严重的负面影响。

 

在5G高频领域,中国在基础材料、核心芯片、关键元器件等方面基础薄弱,尤其是在功放、滤波器等领域明显落后国外,所以美国一直在毫米波器件上限制对中国的出口,试图制约中国5G高频产业的发展。中国则针对性地组建了毫米波太赫兹产业发展联盟,瞄准5G高频毫米波设备,通过产学研用,加快推进5G毫米波的技术突破和产业发展。

 

在5G国际竞争合作关系上,美国还曾与日韩结盟,试图主导5G发展。Verizon、Docomo、KT、SKT曾联合成立OTSA开放实验规范联盟,排除中国企业参与。后中国联合国外企业,引导3GPP调整工作节奏,成功分化了OTSA联盟。

 

从今年开始,世界各国将陆续启动5G网络建设,美国发现当前从技术上打击和封锁中国通信企业,已经无法实现遏制中国5G产业进程和阻止其他国家使用中国5G设备的目标,所以只能将技术问题政治化,一边动用国家力量联手盟友或施压他国打击华为等中国通信企业,一边发动舆论攻势试图误导各国政府和民众,全力阻止华为等中国通信企业参与相关国家的5G网络建设。

 

从短期来看,中美经贸摩擦对于中国信息通信产业的发展影响并不显著,但是从长期来看,中美在5G等高科技领域的博弈,对于中国的信息通信产业发展而言,存在安全、创新、开放、人才等多方面的重大影响,需要引起高度重视。中国一方面需要设法保证供应链的安全,破解供应链的体系路径依赖,并为领军企业的国际化战略保驾护航,另一方面需要在知识产权保护、形成自主创新路径等方面推动体制改革,加快生态构建,进行更加积极主动的探索。

 

5G产业是中美之间无法绕开的竞争焦点,目前5G的产业周期和网络部署才刚刚开始,5G最关键的垂直行业应用还处在探索期。中国必须在国家数字经济战略中把5G作为优先发展领域,紧紧抓住这一历史性机遇,加大统筹推进力度,加快5G产业化进程,超前部署网络基础设施,营造产业生态环境,深化各领域融合应用,打赢这场中美5G争夺战,实现网络强国的战略目标。

 


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