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鄔賀銓：5G是高科技戰略必爭高地 中國必須掌握自主權
發布時間：2019-08-16 分類：趨勢研究
8月16日消息，在近日召開的“5G網絡創新研討會”上，中國工程院院士鄔賀銓對5G產業鏈——芯片、終端、基站、網絡、應用、芯片設計工具軟件、芯片代工線、儀器儀表、操作系統等做了全面的梳理和解讀。
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本文圖自 C114通信網 下同
他指出，5G是一個生態系統的競爭。在芯片產業和操作系統方面，我國整體比較弱勢，但在終端、基站等方面，中國的產業鏈處在不錯的位置?！爸袊枰a齊短板，比如芯片側不能被卡脖子。美國對于華為的打壓不占理，發現在技術上打不倒華為，就開始玩政治，最終目的就是制約中國高新技術發展?！?
“5G是網絡發展新技術的集中體現，既是十年一代的移動通信技術，也是當代高新技術的一個制高點。5G對中國科技與經濟發展是難得的機遇，但圍繞5G技術與產業的國際競爭對我們也是嚴峻的挑戰，5G創新要永遠在路上?！编w賀銓表示。
芯片是5G產業鏈最重要的一環
報告顯示，2018年全球IC銷售是4688億美元，美國生產的IC約2300億美元，占全球50%。中國進口占2/3，大約一半為國內自用，占全球市場的1/3，而中國的IC生產僅占全球的7.9%。
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目前全球已經發布的5G終端基帶調制解調芯片有：華為巴龍5G01、高通X55（單純5G）、聯發科（5G SOC）、三星Exynos 5100、展銳春藤510、中興等。5G終端應用處理器芯片，華為有鯤鵬920，高通有驍龍855，聯發科有Helio M70等。5G終端射頻芯片，sub 6GHz以下頻段國內能夠提供，但毫米波頻段挑戰嚴峻?；拘酒?，華為有天罡芯片，此外中興等國內企業也有能力開發5G基站芯片。
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在芯片設計的EDA工具軟件方面，鄔賀銓指出，現代集成電路越來越復雜，芯片設計需要EDA軟件工具，將功能轉化為電路以及版圖并仿真性能，需要對系統和代工線工藝有深入了解。
據介紹，全球主要的芯片EDA公司是Cadence、Synopsys、MentorGraphics,前兩個是美國公司，Mentor被西門子收購，但總部還在美國。也就是說，整個產業被美國所壟斷。
此外，電子電路模擬仿真是半導體工藝模擬以及器件模擬的軟件工具，主要是美國的Solido Design EDA軟件，用于存儲器，模擬／射頻和標準單元的變化感知設計，為加拿大公司。而華為和國內從事芯片設計的企業要向上述公司交費才能取得使用授權。
鄔賀銓稱，美國“斷供”使得上述EDA公司不再對華為提供技術支持和升級授權，但現已授權的軟件可繼續使用，華為的經驗可自行升級EDA軟件，不過通常代工線會隨EDA的升級而配合調整工藝，華為自行升級則不一定得到代工線的配合。
在芯片處理器設計的架構授權（ARM）方面，芯片處理器架構，有Intel的X86架構，基于ARM的架構、MIPS、PowerPC、開源的RISC－V等，但主要是X86和ARM，前者在高密度運算時具備優勢，適宜用在PC和服務器；后者體積小且省電，適于作為手機芯片處理器的架構。ARM的IP授權分使用級、分核級核架構／指令集級，即可用、可外加和可改三個層次。
據介紹，華為擁有ARM V8“架構／指令集層級”永久授權，包括指令集架構、微處理器、圖形核心、互連架構等功能模塊，可以對ARM架構進行大幅度改造，甚至可以對ARM指令集進行擴展和縮減，具有完全自主的設計處理器能力。
“然而，ARM公司為日本軟銀收購，總部在英國。雖然在美國德州和加州有研發中心，但仍受美國管制，即ARM不能對華為提供技術支持，但是好在華為已具有可對ARM的架構自我升級的能力?！?
鄔賀銓指出，ARM每演進一代全新的指令集，基本上臺積電都會投入驗證，EDA公司也會提供相應的開發套件，如果華為要自行升級，就必須要考量到EDA工具及臺積電的制程能不能配合。
從集成電路代工線方面來看，5G終端芯片因電路復雜性和發熱等要求，首批芯片采用7nm的工藝，明年即采用5nm。但是，中國的中芯國際公司目前14nm工藝基本可以量產但還需要成熟過程。進口更先進的代工線不僅資金高昂還會收到瓦森納協議的禁運。
按照美國《出口管理條例》，第三方國家或地區賣給列入實體清單企業的商品中，原則上如果包含25%以上來自美國企業的零部件和軟件，甚至只要有美國產品成分，那么都會成為被管制的對象。
鄔賀銓稱，大陸企業的智能手機芯片的流片基本到臺灣的臺積電公司，臺積電公司經過美國頂級律師事務所的審查，認為不必計入生產線裝備，僅評估生產用的IP、軟件、設計工具與半導體材料的技術來源，確認來自美國的技術不到25%，因此華為流片不受管制。
“不過美國做事已經不按照游戲規則，會以什么借口從中作梗還不得而知?！编w賀銓坦言。
在5G終端方面，5G終端類型有手機、VR/AR頭盔、眼鏡、車載終端、傳感器終端等。5G的大帶寬適用于大屏幕觀看高清視頻，但又希望攜帶方便，因此，折疊屏應運而生。借助鴻蒙OS，手機屏幕可以投影到智能屏上。
在智能手機操作系統方面，目前，智能手機操作系統主要是蘋果公司的IOS和谷歌的Android。微軟的Windows 10 Mobile已經退出手機操作系統市場。
據介紹，蘋果的IOS系統只供蘋果終端使用，每個APP開發者還需要向蘋果繳99美元會員年費后才能將APP上架銷售，此后蘋果還將在每次銷售中抽成30%，這被稱為“蘋果稅”。而目前，Android占市場82%，但Android開源僅是一些基本應用，增強的應用即Google移動服務均需授權。
按照美國政府的要求，Google停止對華為GMS授權，華為雖還可是使用AOSP，對國內用戶無影響，只是失去技術支持，但是境外用戶因無GMS服務會受到很大影響。
據悉，基于華為成功自研操作系統鴻蒙，Android上的APP可一鍵搬家到鴻蒙，第三方應用流暢度提升60%。
在智能終端生產線方面，華為產品生產的最大代工線是美資在珠海的偉創力公司，它負責采購期間并組裝，以單板或整機方式與華為結算。每年來自華為訂單高達25億美元。但是，華為被列為實體名單后的第二天偉創力宣布停止為華為代工，還扣壓了華為價值約7億元的生產物料和設備長達一個月，現已被華為踢出供應鏈。
據介紹，華為另一個代工廠是富士康。實體名單事件后，富士康曾聲明愿為蘋果而撤離中國。同為代工廠的比亞迪也承接了不少國產手機代工的業務，并且在生產能力方面，比亞迪不輸給富士康。華為原來也有自己的代工線—華為機器，承擔10-15%的加工生產任務，現在到了關鍵時刻，如今的華為已經開始擴大規模產能。
在5G的基站芯片方面，我國企業也取得了長足的進步。華為5G基站基帶處理器芯片天罡，工作頻率在2.6GHz，帶寬為200MHz，帶單芯片64通道波束，與4G基站相比，運算能力提升2.5倍,基站尺寸下降50%；重量下降23%；功耗降低21%；安裝時間降低50%。
據悉，未來5G基站數是4G的4－5倍，即1500-2000萬個。中國移動計劃在2019年在全國超過50個城市建設超過5萬個5G基站，2020年覆蓋全部地級市。而截止到2019年6月，華為已經與30個國家51個網絡簽署5G基站供貨合同，發貨超15萬個基站。
中國崛起遇挑戰
2019年6月6日工信部發放5G牌照。鄔賀銓透露，到2019年底全國將有超過40個城市開通5G商用服務，三大運營商將建設8-10萬個基站。2020年全國將有數百個城市商用5G，宏基站建設數量將達到60萬－80萬個。2021年以后，運營商5G商用將聚焦城市和縣城以及發達鄉鎮，屆時運營商將要建設數百萬個宏基站和數千萬個小基站。
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2018年12月，工信部為三大運營商頒布全國范圍5G中底頻段試驗頻率，另外24.75-27.5GHz和37-42.5GHz頻段可用于研發試驗。在Sub6GHz頻段中國移動有260MHz，但峰值速率僅5Gpbs。電信和聯通僅獲得100MHz，而其峰值速率更低。5G峰值20Gbps需要工作在毫米波頻段。但問題是毫米波頻段頻率協同困難，器件也面臨嚴峻挑戰。
在專利方面，國際PCT專利最多的企業是ICT企業，尤其是移動通信產品供應商，說明當今移動通信是知識產權競爭最激烈的行業。截至2018年底，華為在全球累計獲得授權專利87805件其中美國授權專利11152件。過去30年，華為累積支付了60億美元的專利費，美國占80％，超過14億美元。
根據德國專利公司發布的報告顯示，截至2019年4月，寫入5G標準中的必要專利數（SEP）中，中國擁有的5G核心專利全球領先。全球5G授權專利約6萬件，寫入標準的SEP10359件。華為以1554件專利居首，占SEP15%。中國企業華為、中興、大唐等共占SEP 34%，全球領先。在3G時代時，中國占全球SEP僅7%，4G時代占20%。
鄔賀銓稱，5G是高科技戰略必爭之地。美國國會研究局2019年1月發布的《第五代電信技術：提交給國會的問題》報告顯示，美國在4G的領先地位給經濟帶來了近1000億美元的增長。特朗普于2018年9月稱，5G能創造300萬個新的工作崗位，刺激2750億美元的民間投資，產生5000億美元的經濟收入增長。
正因為如此，美國才會接連對中國企業進行制裁。2019年4月，華為設備送到英國監督委員會指定的實驗室測試，結論是未發現華為有意加入安全漏洞或者后門，僅發現軟件工程流程方案的缺陷，華為隨即進行改進。美國知道從技術上不能達到華為，2019年5月，美等32國搞出“5G布拉格提案”，要考慮供應商的屬地帶來的總體風險，特別是其所屬國家的治理模式帶來的風險。
特朗普當地時間5月15日簽署項政令，宣布進入國家緊急狀態，禁止向被“外國對手”擁有或者掌控的公司提供電信設備和服務，美商務部將華為以及全球美國外的68家公司納入實體名單。按照美國《出口管理條例》，別的國家的商品中如果美國企業的某些零部件和軟件占10%或25%以上，那么都會成為被管制的對象。2019年5月，美國國務卿稱，5G必須符合西方價值觀體系。2019年7月，美國商務部將那些“不會對美國國家造成威脅”的與華為的生意頒發許可，但華為仍然在實體名單中。
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對此，華為用實力進行了抗壓。2018年華為的供應商在美國有33家，中國有25家，日本有11家，中國臺灣有10家，其他地區或國家有13家，共計92家，采購金額達到700億美元，其中美國占16%。
對于芯片斷供，華為有庫存備貨6-9個月；多種高端芯片已自研開發；低端的有其他供應商；芯片設計用的ARM和EDA軟件已有授權，雖得不到升級支持，但華為也能勝任。對于操作系統停止服務，原已授權的基本安卓操作系統還可用，華為有方舟編譯器，還可與第三方應用商店合作；同時，華為自研的“鴻蒙”操作系統能力也很強。
在國際標準化機構中，WiFi、SD、JEDEC、USB－IF、PCI—SIG等注冊在美的標準化機構中止華為的參與。IEEE不允許華為專家審稿。但是這種做法不會讓華為因此失去技術領先地位，國內其它單位也能影響國際標準。
鄔賀銓坦言，中國想要崛起還面臨重重挑戰。特朗普競選顧問班農解讀十九大報告稱，要遏制中國五個方面的發展，中國制造2025、一帶一路、5G、數字金融、人民幣國際化。最近班農稱，干掉華為比達成中美協議重要十倍。
最近美國接連挑起貿易戰、制裁中興，以安全為名封殺華為，實質是要扼殺中國高技術產業發展，將中國摁在低質量發展的階段。
與此同時，歐盟互聯網發展滯后，歐盟策劃對大型數字公司征稅，給予用戶所在地而不是總部位置，按用戶數來計算營業額而不是收入，稅率在1%－5%。這既限制美國也限制中國企業進入歐盟。
2018年5月，歐洲《通用數據保護法案》正式生效，涉及個人隱私數據的保護，此法也適用于歐盟之外的數據控制和處理者，一般違規行政罰款上限是1000萬歐元，或該企業上一財年全球營業總額的2%，對嚴重違規者將加倍。
鄔賀銓坦言，“實體名單”等事件背后凸顯了產業生態對5G的重要性，因此，我們既要自主創新又要堅持改革開放，打造安全可控的5G產業生態。
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