其他
九旬专家发声：再挺华为赢5G
另辟蹊径，突破围剿，由过去的智能手机为主转向万物互连的各类业务终端，全面开花。
”
文 | 中国电子科技集团公司第七研究所教授级高工 李进良
2019年5月15日，特朗普宣布“国家科技紧急状态”，美国企业不得使用对国家安全构成风险的企业所生产的电信设备。随即美国商务部将华为及其70个关联企业列入美方“实体清单”，禁止华为从美国企业获得元器件和相关技术。
在这危机关头，如何应对，位卑未敢忘忧国，我发表了《力挺华为誓赢5G》。
时隔一年，华为虽处在美国高压下仍埋头硬扛，没有压垮，艰难地生存并努力向前发展!上半年销售收入4540亿元，同比增长了13.1%，净利率9.2%，消费、运营与企业三大业务营收均稳中有升，特别是华为智能手机以21.4%的全球市场占有率，超越三星的19.1%，首次跃居全球第一。
2020年5月15日，美国商务部公布了对华为搞许可证禁令，禁止业界公司代工生产华为设计的芯片，迫使台积电9月15日断供海思麒麟高端芯片，这意味着5G高端手机将成为绝版。两年来继中兴之后是华为，然后是大疆无人机，后来是海康、大华等，黑名单还没有完，近日又打压TikTok We-Chat等，8月26日商务部又将广州第七研究所等24家中国企业列入制裁名单，现在美国又要对中芯国际下黑手了!接二连三欲置中国企业于死地，意欲何为?
美国打压中国科技企业的目的，就是遏制中国在关键科技领域超越美国，中国的领先会让美国失去主导世界的权力。5G技术处于未来技术和工业世界的中心，中国已在5G领域处于领先地位，这个领域如此重要，美国必须破坏中国5G的建成。今天台积电马上实施断供，华为如何突围?中国如何必赢5G?我还有话要说：
(1) 专利与标准：根据发布的全球5G标准必要专利排名，华为以3147件专利位列第一，三星以2795件排在第二，中兴2561件第三，第四名至第十名依次为LG(2300件)、诺基亚(2149件)、爱立信(1494件)、高通(1293件)、英特尔(870件)、夏普(747件)、NTT Docomo(721件)。中国企业的5G标准必要专利占全球专利总数的30%以上。
5G标准的重要主导者是中国。标准立项中国21项，欧洲14项，美国9项，日本4项，韩国2项。Rel-16作为5G第二阶段标准版本7月3日冻结，主要关注垂直行业应用及整体系统的提升，这意味着一个更加“完整”的5G标准已来，围绕5G的建设与发展都将迈入一个新的阶段。
(2)系统设备：以中国移动2020年5G二期无线网主设备集中采购的中标为例：华为获取13.30万站，最大份额比例高达57.25%，中兴通讯获取第二达28.68%，爱立信为11.45%，中国信科为2.62%，华为、中兴作为全球主设备商的龙头，在国内的市场格局稳定。可见系统设备最强的还是中国。
(3) 网络部署：中国三家电信运营商是世界上实力最强的，4G基站超过350万个，总基站数超过640万个;而美国4G基站数不超过30万个，在数量上中国都是其它国家的10倍甚至更多。发牌一周年3家企业在全国已建设开通的5G基站超过了40万个。国内四家基础电信运营商在5G市场上正式形成“2+2”格局，今年底将建成80万个5G基站。
(4)手机终端：截止上半年5G终端有197款入网许可，手机已经有8623万部出货，用户达6600万，售价也从商用初期的近万元下降到一千来块钱，这将为用户使用5G大幅降低终端门槛。从目前全球来看，华为、三星和苹果的三强格局还会持续一段时间，三星和华为在手机市场上交换了阵地，三星吃掉华为被制裁后的市场，华为稳住了国内市场，占有率高达70%。靠着国内市场九年来第一次冲到全球出货量的第一。
(5)业务应用：移动互联网时代，中国开始并跑逐渐超越，典型实例有电子商务的阿里、社交与移动支付结合的微信、社交与电子商务结合的拼多多、普及短视频的抖音等等。2020年除了在消费者领域，业界在5G使能行业数字化转型方面也在不断探索，在自动驾驶、车联网、远程机械控制、智能工厂等方面已有部分创新应用。
(6)芯片实力：中国每年需要进口2300亿美元芯片，是世界上最大的芯片进口国。现在，高端芯片、通用芯片90%都是美国公司掌握的，芯片设计和芯片辅助软件也是垄断在美国人手里;虽则中国已经有华为在旗舰产品设计上的抗衡;但是在芯片制造方面，我们力量就弱得太多，受美日半导体霸权三张牌：设备、工具和材料的控制，去美国化短期是不可能的，这是中国被美国卡脖子的短板。
2020年将会是SA独立组网的商用元年。SA是我国第一次实现从主导设计到率先部署的新一代网络，是5G端到端的架构性创新，也是云网和云边的融合性创新，更是2C和2B融合运营的体制性创新，需求多、期望高、时间紧，正是华为大显身手的绝好时机。
SA网络在大力部署的初期，带来了一些难题，需要产业内的通力攻关、产业外的跨界合作。当前面临的突出难题主要有两个：
一是5G网络覆盖不够广袤，现仅50多个城市，年末才能扩大到300余座城市。发挥5G真正实力的全国性SA核心网尚未建设完毕。这是本节论述的重点。
二是5G终端品类不够成熟，整个行业面临终端形态多样的问题，行业终端都要定制化，B端客户要求很高，导致软硬件需要不断磨合，产品的商业规模较小，成本较高。这是第4节论述的重点。
对于要支撑移动通信产业未来十年发展的5G来说，万里长征才迈出了第一步，目前初建问题挺多，前期对5G的宣传也有点过了。我们必须端正认识：我国4G发展时智能手机、移动互联网已经打下比较好的基础，因此客户感知比较适宜。而5G牌照发放提前半年多，进程快于4G。承担了很多期盼，但周边产业还没起来，特别是与行业的融合比个人业务更难，需要一个不断磨合优化的过程。不能因为现在暴露的缺陷丧失信心否定未来，未来机遇很多，必须客观对待困难，积极务实前行迎接挑战。
挑战1：网络覆盖如何完善?
5G与过去的每一代移动网络初期都一样，覆盖的广度与深度对用户体验影响巨大。在一些初步覆盖的城市中，用户并没有感受到5G网络给生活带来多大的变化，也没有让用户体验到网速“飞一般”的感觉，华为手机在换上5G卡的时候也频繁出现无服务重新连接的情况，使得5G体验相对4G而言劣势明显。我国和日本最初发展3G也存在类似问题，随着增加基站、网络优化这一状况会明显得到改善，只有当覆盖率达到98%以上，用户体验才会逐步满意，用户量才会快速增长。因此，当前运营商在网络部署上还需要继续加速又加量，尤其是住宅、办公楼、地铁等室内场景，必须尽快增加5G小站的部署，才能保障用户体验。华为5G基站出货量高达几十万站，在国内5G网络招标中超过半数，首先应该与运营商密切合作，迅速解决建网中暴露的一切问题，把所承担建设区域的5G建成精品网，使用户获得满意的体验。
挑战2：降本增效如何实现?
5G由于频段更高，存在覆盖能力小、单站功耗大两大问题。导致网络部署基站密度更大，与4G相同覆盖的基站数量需要3倍，以致5G网络的能耗数倍于4G，这确实会带来5G的部署成本与运营成本都是4G的数倍，从成本和碳排放的角度来看，能耗是当前移动通信行业面临的最大挑战之一，怎么办?
(1)首先需要降低单基站能耗
5G单基站能耗主要集中在基站、传输、电源和机房空调四部分，而其中基站的电费支出占整体能耗的80%以上。影响基站能耗的因素主要有发射功率、业务负载、散热及耐热、器件、环境温度等，华为“对症下药”通过人工智能等创新技术，在设备级、网络级、站点级实现PowerStar三级节能解决方案;采用数字预纠偏算法(DPD)，提升功放效率;采用专利仿生散热技术，提升散热能力;开发了一套针对站点机房的节能方案;从而取得了显著效果。需要综合华为及各厂家的发明创造加以推广。
(2)要做好频谱规划
我国5G的频谱划分3300～3600MHz，带宽300MHz;4800～5000MHz，带宽200MHz;要看到5G同样的网络覆盖，3.5GHz的投资比起4G的2.6GHz要高出50%。1GHz以下低频段具有良好的传播特性，可更好地支持5G广域覆盖和高速移动场景下的通信体验。因此，5G频谱规划应对2G清频3G共享，对广电700MHz频段快速利用起来，则可获得黄金频谱红利、技术创新红利、成本节约红利。(详见李进良《为5G频谱规划应对2G清频3G共享》一文)。华为完全有实力，在最短时间投产这些频段的5G设备，以供运营商部署全国农村及偏远地区建网之急需。
建议工信部组织4家基础运营商商定共建共享规划：当前农村和边缘地区5G网络建设暂缓，待明年开始由铁塔公司全面铺设，供全国共享。
(3)要按需精准布网，按需适量运营
建网时，在城市热点用高频率、大带宽、大容量，郊区和农村用低频率、窄带宽、小容量，要利用人工智能、大数据、云计算等先进技术，构建精准布网设计，有针对性的部署建设。使得整个5G网络基站数量、布局站址恰到好处，而且进一步对覆盖实现动态频谱管理和频谱资源共享随环境变化而优化。尽可能采用时分双工，使5G继承中国3G TD-S的时分双工优良基因，比4G的LTE FDD的频谱效率提高约一倍。
运营时，通过人工智能调度的算法对业务进行动态频谱管理和频谱资源共享。在低速率，或低业务量的情况下使一些基站关断，在有业务来临时，立即开启，不耽误正常的业务运行，使它整个达到节能的效果。如白日上班的办公区是需要提供5G高传输能力，此时家属区则需求较弱;而夜间相反。期望华为集中技术力量，除减低每个基站的能耗之外，要充分利用其掌握的AI人工智能、自动化网络运营等创新技术对各站点设备进行统一的监控，把所有站点的能耗分布勾画出来，进行能源管理，使得5G随需求自动调整，5G的总功耗做到和4G相当。这是运营商降低运营成本的关键。
(4)发扬5G性能指标与关键能力的优势
还应看到5G单基站耗电虽是4G的3-4倍，但是其6大性能指标与3大关键能力却是4G的十倍以上，社会效益远大于企业效益。
5G的3大关键能力相比4G还要求网络部署和运营的频谱效率提升5～15倍，能源效率与成本效率都提升百倍以上;即使初期尚难达到这一水平，期望华为要加强基础应用研究，随着技术的日益进步，网络建设的经验积累，最终做到符合总体技术要求，保证连续覆盖的情况下以低成本提高网络容量。
(5) 实现5G统一标准的网络规模效应
此外，还应看到从1G到4G都是多种技术体制标准，5G的一种技术体制标准，除了一机在手通遍全球的使用优势之外，其网络规模效应对成本节约是极其显著的，按麦特卡尔夫定律5G的用户数至少是每种4G的2倍，5G网络价值则是4G的4倍，即使5G建设投资比4G高2倍，摊到每个用户头上需要承担的也不到4G的一半。随着上述降本增效举措的实施，5G的建设成本最终会小于4G。
5G SA网络正在使能全行业数字化，成为基础生产力，通过5G创新应用，将诞生各种新型业务，出现各种社会分工，创建各种高级行业，必将大大增强uRLLC垂直行业、工业物联网IIoT、多接入支持、人工智能等等，更主要的是它对社会、对生产有价值的就是用上 5G。整个网络要由原来对个人客户的2C网络，转向同时承担对客户、对企业的2B网络，满足生产数据个性化的一切需求，推进5G改变社会。
如何促进5G与各垂直行业、物联网的结合，加速改变社会的进程?
在今年疫情防控期间，5G教育、5G医疗的应用让大家看到了5G在行业应用方面的巨大潜力。所有5G产业链利益相关方都在攻关5G应用这个大课题。中国移动发布了《5G应用场景白皮书》、《5G典型应用案例集锦》、华为发布了《5G应用立场白皮书》。建议主管部门因势利导积极与各龙头企业、行业联盟组织5G应用竞赛、协助各个省市、地区开展5G应用试点。需要持续强化推进5G SA在云网融合领域技术能力创新，开发完善边缘计算和切片管理系统，实现能力开放，打造安全、可靠、可信的云网融合产品，为工业互联网、智慧城市、媒体直播等提供端到端、可定制的信息化行业应用。要攻克SA商用瓶颈问题，加快产业成熟，推动边缘计算产业发展，实现网络切片端到端能力的贯通，充分释放5G网络效能。
随着符合Rel-16标准的SA网络的加速建设，可以期待各种社会变革的苗头萌芽。例如自动驾驶领域，当获得广泛应用之后快递小哥、出租车司机、公交车司机这些行业的从业人员将面临转业，社会分工中的这一类人群即将消失。
又如工业互联网领域，对企业各种应用要有一些量身订制的网络，当以人工智能的机器人代替蓝领劳动的无人工厂、无人商店等等兴起之后，传统的产业工人必将升级为具有高级科技学识的工程技术人员。这势必影响一大批与交通、工业相关具有共同的物质条件和生活方式而互相联系起来的人群，这就是社会的变革。
当然5G的创新应用不止这些领域，期望华为下一步工作重点是和合作伙伴一起聚焦行业应用，与很多科技公司一起尝试新业务、新玩法，以便在5G时代迎接更多新机遇，共建标准、共推应用、共创模式，形成更多有影响力、可复制推广的5G应用“样板间”，帮助5G客户释放5G价值，率先享受5G技术红利，赋能行业数字化转型，借以促进5G改变社会，必将影响人类社会的方方面面。
随着5G网络部署覆盖全国城乡，到2025年中国社会将领先世界出现崭新的面貌。它将对社会效率提高、社会管理能力提升、社会成本降低起到巨大作用。对整个社会发展影响远远超出4G的规模，会很大程度上，改变社会的结构，增强整个国家的实力。
5G高端智能手机因受到美国的极限打压，造成高端芯片断供，而不得不绝版。解决芯片领域“卡脖子”的难题，从未像现在这样紧迫。高端芯片制造的去美国化，由于技术的复杂性，不是很短时间可以突围的。如何解决“卡脖子”的断供难题?
华为除坚持 “多元化、多路径”的采购策略，尽可能多备货之外，华为还启动了南泥湾计划努力走自力更生的道路，有3条路线可以考虑：
(1) 硅基芯片
当前硅基芯片荷兰阿斯麦掌握5纳米、3纳米光刻机制造技术，2纳米是硅基芯片的极限。我们都知道“行百里者半90”，就是说最后的10里的难度非常高。就像奥运会100米短跑被誉为“挑战人类速度极限”的比赛。1894年，创造了11”2世界纪录;经过74年，于1968年创造了9”95的世界纪录;2015年，又经过48年博尔特创造了9”58的纪录，只不过提升3%多一点，可见挑战极限的难度多大! 华为启动了南泥湾计划不仅研发芯片，而且不断的招募光刻人才，这意味着华为在半导体行业将全面开花。但不能靠华为一家单打独斗，当然需要国家出手，依靠全国力量加强自主化，认真考虑我们产业链跟供应链的健全，更重要的是从最基本的工业基础做起。组织全国相关企业力量，与华为一道打破芯片制造受美日半导体霸权三张牌：设备、工具和材料的控制，对去美国化进行持久战的攻关，敢于冲上上甘岭，啃下光刻机这快硬骨头，借以弥补中国被美国卡脖子的短板。
(2) 碳基芯片
我国应学习第二次世界大战，丘吉尔、罗斯福对德开辟第二战场的战略决策。重视相当于全球半导体行业风向标的ITRS(国际半导体技术蓝图)向半导体产业界明确推荐未来的研究重点应聚焦于碳基电子学，应该组织全国产学研力量与华为一道探索碳基芯片的研发。
美国早在2008年就押上重注，由美国国家科学基金会(NSF)启动了“摩尔定律之后的科学与工程”项目，开始碳基芯片研发投入。2011年，美国国家纳米计划(NNI)启动了“2020年之后的纳米电子学”专项。仅这2项，每年的资助额度就超过了2亿美元。
中国科技部纳米专项给了北大碳基团队9000 万元共计20年的大项目;国家自然科学基金则提供6年共计1000万元的资金支持。显然，我国科研投入的强度是不够的。
美国因为工艺和技术上还有啃不动的难点，目前仅有碳纳米晶体管概念产品，价格也相当昂贵。相应的碳基芯片，连概念产品也未出现。
现在中国必须要有长期作战的决心与计划，通过举国体制推动碳基半导体产业集群创新，加强资金与智力的投入，从工业基础去布局，包括化工材料、设备、仪器，解决产业化的关键、短板问题，才能实现换道超车。
(3)另辟蹊径——基于鸿蒙操作系统的全新系列终端
上述两条道路艰险漫长时不我待，华为不能因此就栽跟头。应该学习三国末期的邓艾另走一条人迹罕攀的直达成都的崎岖山路，华为必须另辟蹊径突破围剿。要敏锐觉察到当前出现了这样的趋势：5G的快速发展必然会引起ICT领域各种终端的变化、融合形成各种各样全新终端，可以预期随着云计算市场的高速发展，未来家庭和办公室的桌面主机、笔记本的需求将越来越少，甚至某些原有类别可能消亡。
华为2019年8月推出自有操作系统鸿蒙1.0版本，搭载在智慧屏上测试。时隔一年，在今年9月10日正式发布：鸿蒙2.0版本。华为鸿蒙诞生于万物互连的5G时代。不像微软Windows生于PC时代，只能用在电脑上。苹果iOS、谷歌Android生于智能手机时代，只能用在手机上。它们在对应的设备品类上，都能获得最好的体验。可设备形态一变，情况便迥然不同。Windows则因为界面设计，在小屏、触屏上会变得很难用。iOS也间接限制了iPad的潜力，否则苹果也不会另辟分支发展起iPadOS。Android由于应用兼容性，做的平板一直很鸡肋。
鸿蒙是全球第一个面向全场景微内核的分布式OS。鸿蒙2.0的所有代码捐赠给了中国开放原子开源基金会，其开源路标分3步走：9月10日起，将面向大屏、手表、车机等128KB-128MB终端设备，先从内存低于128K的智慧家电设备起步;2021年4月将面向内存128MB-4GB终端设备;2021年10月以后将面向4GB以上手机、平板等所有大型设备。这就为全部ICT领域各种终端的变化、融合提供了核心技术。
在当前面对美国的打压，7nm、5nm芯片断供，不必耿耿于怀绝版的高端手机。
不妨换一种思路，走另一条道，面向未来万物互联的智能世界，可以全国推行华为提出的基于鸿蒙OS以智能手机为中心的“1+8+N”的全场景战略，“1个太阳”指的是手机，“8个行星”指的是PC、平板、TV、音响、眼镜、手表、车机、耳机八大智能终端，而“N个卫星”指的是移动办公、智能家居、运动健康、影音娱乐及智能出行各大板块的延伸业务。丰富的全部ICT终端都基于鸿蒙OS，将为未来搭建一套完善的5G服务生态体系。
建议华为与全国相关企业一起开展深入交流达成共识，统一采用开源鸿蒙OS，利用华为提供的模拟器、SDK包以及IDE工具，还有硬件开发板等非常完备的一整套工具，及时开发推出满足商用质量要求的各类SA终端产品。基于在全场景终端芯片和全场景操作系统等领域的创新，积极打造不同终端在智能家居、智慧办公等场景下的大小多屏协同能力。同时借以促进品类丰富、高性价比的各种5G终端进入市场。基于手机技术，开拓更多智能生活产品。例如：大尺寸电视机、投影机，可用5G手机的投影功能取代;座式电脑、笔记本电脑与平板电脑，也可用折叠屏手机。
至于手机转而应用鸿蒙OS，大力着手人工智能、云计算等的深度应用，大大简化，很多业务可以在云端完成处理，再将结果通过5G高速网络实时传回新型瘦终端，以降低终端的复杂性和成本。同时务必创新整合各种软硬件相关的“专利技术”，争取在散热、电池、存储、射频、传感器等方面全方位的系统性地优化，最好能创造性地取得颠覆性的新突破，规模生产出廉价适用的大众手机而普及5G。这将为华为因7nm、5nm断供导致高端手机市场受挫，开辟另外一些市场借以保证华为在消费者业务发展势头不减。近期推出的荣耀笔记本MagicBook锐龙版Pro采用16.1英寸的超大屏幕，多屏协同、碰立传很方便!该系列已经稳居笔记本销售冠军，价格才不到同级别的1/3，就是迈出了可喜的一步。期望国内所有企业能以中国崛起的大局为重，全部加入到鸿蒙生态中来，依靠我国庞大的用户量、IOT设备量，做大做强，基于鸿蒙的5G一定能够成功!
近一年来我国面临美国伙同其5眼联盟对5G的打压，外部形势日益复杂严峻，逆全球化和“去中国化”潜在风险交织，美国推动的“产业脱钩”和“技术脱钩”有可能成为我国技术创新、产业升级和5G国际市场的巨大障碍。客观形势要求我们亟需以信息技术和产业为重点，加强技术攻关、发展核心产业链、激活社会新需求，逐步形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局。
事实上，5G全面发展仍需要几年的时间，华为有消费、运营与企业三大业务营收，2020年上半年均稳中有升。可以看出这些增长，主要还是靠国内市场。
因此，今明两年必须如第2节所述大力建设5G SA精品网，借以增强运营商业务。
如第3节所述大力推进垂直行业应用、工业物联网，借以扩大企业业务。
这两个业务方向无惧美国“断供”!美国的“王炸”，对5G基站等新基建业务、垂直行业应用影响也是微乎其微的。
再按第4节所述另辟蹊径，突破围剿，华为转移业务重心的可能性更大，由过去的智能手机为主转向万物互连的各类业务终端，全面开花。
以国内大循环为主体，华为的国内市场空间是广阔的，可以预期华为的运营商业务、企业业务与消费者业务都将蓬勃发展。毕竟我国5G网络建设已经领跑多时，相比对方还不知道如何着手而言，我们足已称得上风景这边独好。当中国5G再经过2年的艰苦奋斗取得辉煌战果时，榜样的力量是巨大的，这时开拓国际巨大市场就水到渠成，那么国内国际双循环相互促进的新发展格局就形成了。
推荐阅读