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鄔賀銓：5G是高科技戰(zhàn)略必爭(zhēng)高地 中國(guó)必須掌握自主權(quán)
發(fā)布時(shí)間：2019-08-16 分類：趨勢(shì)研究
8月16日消息，在近日召開的“5G網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研討會(huì)”上，中國(guó)工程院院士鄔賀銓對(duì)5G產(chǎn)業(yè)鏈——芯片、終端、基站、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用、芯片設(shè)計(jì)工具軟件、芯片代工線、儀器儀表、操作系統(tǒng)等做了全面的梳理和解讀。
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本文圖自 C114通信網(wǎng) 下同
他指出，5G是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)。在芯片產(chǎn)業(yè)和操作系統(tǒng)方面，我國(guó)整體比較弱勢(shì)，但在終端、基站等方面，中國(guó)的產(chǎn)業(yè)鏈處在不錯(cuò)的位置。“中國(guó)需要補(bǔ)齊短板，比如芯片側(cè)不能被卡脖子。美國(guó)對(duì)于華為的打壓不占理，發(fā)現(xiàn)在技術(shù)上打不倒華為，就開始玩政治，最終目的就是制約中國(guó)高新技術(shù)發(fā)展。”
“5G是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展新技術(shù)的集中體現(xiàn)，既是十年一代的移動(dòng)通信技術(shù)，也是當(dāng)代高新技術(shù)的一個(gè)制高點(diǎn)。5G對(duì)中國(guó)科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展是難得的機(jī)遇，但圍繞5G技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)我們也是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，5G創(chuàng)新要永遠(yuǎn)在路上?！编w賀銓表示。
芯片是5G產(chǎn)業(yè)鏈最重要的一環(huán)
報(bào)告顯示，2018年全球IC銷售是4688億美元，美國(guó)生產(chǎn)的IC約2300億美元，占全球50%。中國(guó)進(jìn)口占2/3，大約一半為國(guó)內(nèi)自用，占全球市場(chǎng)的1/3，而中國(guó)的IC生產(chǎn)僅占全球的7.9%。
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目前全球已經(jīng)發(fā)布的5G終端基帶調(diào)制解調(diào)芯片有：華為巴龍5G01、高通X55（單純5G）、聯(lián)發(fā)科（5G SOC）、三星Exynos 5100、展銳春藤510、中興等。5G終端應(yīng)用處理器芯片，華為有鯤鵬920，高通有驍龍855，聯(lián)發(fā)科有Helio M70等。5G終端射頻芯片，sub 6GHz以下頻段國(guó)內(nèi)能夠提供，但毫米波頻段挑戰(zhàn)嚴(yán)峻?；拘酒?，華為有天罡芯片，此外中興等國(guó)內(nèi)企業(yè)也有能力開發(fā)5G基站芯片。
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在芯片設(shè)計(jì)的EDA工具軟件方面，鄔賀銓指出，現(xiàn)代集成電路越來(lái)越復(fù)雜，芯片設(shè)計(jì)需要EDA軟件工具，將功能轉(zhuǎn)化為電路以及版圖并仿真性能，需要對(duì)系統(tǒng)和代工線工藝有深入了解。
據(jù)介紹，全球主要的芯片EDA公司是Cadence、Synopsys、MentorGraphics,前兩個(gè)是美國(guó)公司，Mentor被西門子收購(gòu)，但總部還在美國(guó)。也就是說(shuō)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)被美國(guó)所壟斷。
此外，電子電路模擬仿真是半導(dǎo)體工藝模擬以及器件模擬的軟件工具，主要是美國(guó)的Solido Design EDA軟件，用于存儲(chǔ)器，模擬／射頻和標(biāo)準(zhǔn)單元的變化感知設(shè)計(jì)，為加拿大公司。而華為和國(guó)內(nèi)從事芯片設(shè)計(jì)的企業(yè)要向上述公司交費(fèi)才能取得使用授權(quán)。
鄔賀銓稱，美國(guó)“斷供”使得上述EDA公司不再對(duì)華為提供技術(shù)支持和升級(jí)授權(quán)，但現(xiàn)已授權(quán)的軟件可繼續(xù)使用，華為的經(jīng)驗(yàn)可自行升級(jí)EDA軟件，不過(guò)通常代工線會(huì)隨EDA的升級(jí)而配合調(diào)整工藝，華為自行升級(jí)則不一定得到代工線的配合。
在芯片處理器設(shè)計(jì)的架構(gòu)授權(quán)（ARM）方面，芯片處理器架構(gòu)，有Intel的X86架構(gòu)，基于ARM的架構(gòu)、MIPS、PowerPC、開源的RISC－V等，但主要是X86和ARM，前者在高密度運(yùn)算時(shí)具備優(yōu)勢(shì)，適宜用在PC和服務(wù)器；后者體積小且省電，適于作為手機(jī)芯片處理器的架構(gòu)。ARM的IP授權(quán)分使用級(jí)、分核級(jí)核架構(gòu)／指令集級(jí)，即可用、可外加和可改三個(gè)層次。
據(jù)介紹，華為擁有ARM V8“架構(gòu)／指令集層級(jí)”永久授權(quán)，包括指令集架構(gòu)、微處理器、圖形核心、互連架構(gòu)等功能模塊，可以對(duì)ARM架構(gòu)進(jìn)行大幅度改造，甚至可以對(duì)ARM指令集進(jìn)行擴(kuò)展和縮減，具有完全自主的設(shè)計(jì)處理器能力。
“然而，ARM公司為日本軟銀收購(gòu)，總部在英國(guó)。雖然在美國(guó)德州和加州有研發(fā)中心，但仍受美國(guó)管制，即ARM不能對(duì)華為提供技術(shù)支持，但是好在華為已具有可對(duì)ARM的架構(gòu)自我升級(jí)的能力?！?
鄔賀銓指出，ARM每演進(jìn)一代全新的指令集，基本上臺(tái)積電都會(huì)投入驗(yàn)證，EDA公司也會(huì)提供相應(yīng)的開發(fā)套件，如果華為要自行升級(jí)，就必須要考量到EDA工具及臺(tái)積電的制程能不能配合。
從集成電路代工線方面來(lái)看，5G終端芯片因電路復(fù)雜性和發(fā)熱等要求，首批芯片采用7nm的工藝，明年即采用5nm。但是，中國(guó)的中芯國(guó)際公司目前14nm工藝基本可以量產(chǎn)但還需要成熟過(guò)程。進(jìn)口更先進(jìn)的代工線不僅資金高昂還會(huì)收到瓦森納協(xié)議的禁運(yùn)。
按照美國(guó)《出口管理?xiàng)l例》，第三方國(guó)家或地區(qū)賣給列入實(shí)體清單企業(yè)的商品中，原則上如果包含25%以上來(lái)自美國(guó)企業(yè)的零部件和軟件，甚至只要有美國(guó)產(chǎn)品成分，那么都會(huì)成為被管制的對(duì)象。
鄔賀銓稱，大陸企業(yè)的智能手機(jī)芯片的流片基本到臺(tái)灣的臺(tái)積電公司，臺(tái)積電公司經(jīng)過(guò)美國(guó)頂級(jí)律師事務(wù)所的審查，認(rèn)為不必計(jì)入生產(chǎn)線裝備，僅評(píng)估生產(chǎn)用的IP、軟件、設(shè)計(jì)工具與半導(dǎo)體材料的技術(shù)來(lái)源，確認(rèn)來(lái)自美國(guó)的技術(shù)不到25%，因此華為流片不受管制。
“不過(guò)美國(guó)做事已經(jīng)不按照游戲規(guī)則，會(huì)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(jī)、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(yīng)運(yùn)而生。借助鴻蒙OS，手機(jī)屏幕可以投影到智能屏上。
在智能手機(jī)操作系統(tǒng)方面，目前，智能手機(jī)操作系統(tǒng)主要是蘋果公司的IOS和谷歌的Android。微軟的Windows 10 Mobile已經(jīng)退出手機(jī)操作系統(tǒng)市場(chǎng)。
據(jù)介紹，蘋果的IOS系統(tǒng)只供蘋果終端使用，每個(gè)APP開發(fā)者還需要向蘋果繳99美元會(huì)員年費(fèi)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(chǎng)82%，但Android開源僅是一些基本應(yīng)用，增強(qiáng)的應(yīng)用即Google移動(dòng)服務(wù)均需授權(quán)。
按照美國(guó)政府的要求，Google停止對(duì)華為GMS授權(quán)，華為雖還可是使用AOSP，對(duì)國(guó)內(nèi)用戶無(wú)影響，只是失去技術(shù)支持，但是境外用戶因無(wú)GMS服務(wù)會(huì)受到很大影響。
據(jù)悉，基于華為成功自研操作系統(tǒng)鴻蒙，Android上的APP可一鍵搬家到鴻蒙，第三方應(yīng)用流暢度提升60%。
在智能終端生產(chǎn)線方面，華為產(chǎn)品生產(chǎn)的最大代工線是美資在珠海的偉創(chuàng)力公司，它負(fù)責(zé)采購(gòu)期間并組裝，以單板或整機(jī)方式與華為結(jié)算。每年來(lái)自華為訂單高達(dá)25億美元。但是，華為被列為實(shí)體名單后的第二天偉創(chuàng)力宣布停止為華為代工，還扣壓了華為價(jià)值約7億元的生產(chǎn)物料和設(shè)備長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月，現(xiàn)已被華為踢出供應(yīng)鏈。
據(jù)介紹，華為另一個(gè)代工廠是富士康。實(shí)體名單事件后，富士康曾聲明愿為蘋果而撤離中國(guó)。同為代工廠的比亞迪也承接了不少國(guó)產(chǎn)手機(jī)代工的業(yè)務(wù)，并且在生產(chǎn)能力方面，比亞迪不輸給富士康。華為原來(lái)也有自己的代工線—華為機(jī)器，承擔(dān)10-15%的加工生產(chǎn)任務(wù)，現(xiàn)在到了關(guān)鍵時(shí)刻，如今的華為已經(jīng)開始擴(kuò)大規(guī)模產(chǎn)能。
在5G的基站芯片方面，我國(guó)企業(yè)也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)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(yùn)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(shí)間降低50%。
據(jù)悉，未來(lái)5G基站數(shù)是4G的4－5倍，即1500-2000萬(wàn)個(gè)。中國(guó)移動(dòng)計(jì)劃在2019年在全國(guó)超過(guò)50個(gè)城市建設(shè)超過(guò)5萬(wàn)個(gè)5G基站，2020年覆蓋全部地級(jí)市。而截止到2019年6月，華為已經(jīng)與30個(gè)國(guó)家51個(gè)網(wǎng)絡(luò)簽署5G基站供貨合同，發(fā)貨超15萬(wàn)個(gè)基站。
中國(guó)崛起遇挑戰(zhàn)
2019年6月6日工信部發(fā)放5G牌照。鄔賀銓透露，到2019年底全國(guó)將有超過(guò)40個(gè)城市開通5G商用服務(wù)，三大運(yùn)營(yíng)商將建設(shè)8-10萬(wàn)個(gè)基站。2020年全國(guó)將有數(shù)百個(gè)城市商用5G，宏基站建設(shè)數(shù)量將達(dá)到60萬(wàn)－80萬(wàn)個(gè)。2021年以后，運(yùn)營(yíng)商5G商用將聚焦城市和縣城以及發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，屆時(shí)運(yùn)營(yíng)商將要建設(shè)數(shù)百萬(wàn)個(gè)宏基站和數(shù)千萬(wàn)個(gè)小基站。
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2018年12月，工信部為三大運(yùn)營(yíng)商頒布全國(guó)范圍5G中底頻段試驗(yàn)頻率，另外24.75-27.5GHz和37-42.5GHz頻段可用于研發(fā)試驗(yàn)。在Sub6GHz頻段中國(guó)移動(dòng)有260MHz，但峰值速率僅5Gpbs。電信和聯(lián)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(wèn)題是毫米波頻段頻率協(xié)同困難，器件也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
在專利方面，國(guó)際PCT專利最多的企業(yè)是ICT企業(yè)，尤其是移動(dòng)通信產(chǎn)品供應(yīng)商，說(shuō)明當(dāng)今移動(dòng)通信是知識(shí)產(chǎn)權(quán)競(jìng)爭(zhēng)最激烈的行業(yè)。截至2018年底，華為在全球累計(jì)獲得授權(quán)專利87805件其中美國(guó)授權(quán)專利11152件。過(guò)去30年，華為累積支付了60億美元的專利費(fèi)，美國(guó)占80％，超過(guò)14億美元。
根據(jù)德國(guó)專利公司發(fā)布的報(bào)告顯示，截至2019年4月，寫入5G標(biāo)準(zhǔn)中的必要專利數(shù)（SEP）中，中國(guó)擁有的5G核心專利全球領(lǐng)先。全球5G授權(quán)專利約6萬(wàn)件，寫入標(biāo)準(zhǔn)的SEP10359件。華為以1554件專利居首，占SEP15%。中國(guó)企業(yè)華為、中興、大唐等共占SEP 34%，全球領(lǐng)先。在3G時(shí)代時(shí)，中國(guó)占全球SEP僅7%，4G時(shí)代占20%。
鄔賀銓稱，5G是高科技戰(zhàn)略必爭(zhēng)之地。美國(guó)國(guó)會(huì)研究局2019年1月發(fā)布的《第五代電信技術(shù)：提交給國(guó)會(huì)的問(wèn)題》報(bào)告顯示，美國(guó)在4G的領(lǐng)先地位給經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了近1000億美元的增長(zhǎng)。特朗普于2018年9月稱，5G能創(chuàng)造300萬(wàn)個(gè)新的工作崗位，刺激2750億美元的民間投資，產(chǎn)生5000億美元的經(jīng)濟(jì)收入增長(zhǎng)。
正因?yàn)槿绱?，美?guó)才會(huì)接連對(duì)中國(guó)企業(yè)進(jìn)行制裁。2019年4月，華為設(shè)備送到英國(guó)監(jiān)督委員會(huì)指定的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，結(jié)論是未發(fā)現(xiàn)華為有意加入安全漏洞或者后門，僅發(fā)現(xiàn)軟件工程流程方案的缺陷，華為隨即進(jìn)行改進(jìn)。美國(guó)知道從技術(shù)上不能達(dá)到華為，2019年5月，美等32國(guó)搞出“5G布拉格提案”，要考慮供應(yīng)商的屬地帶來(lái)的總體風(fēng)險(xiǎn)，特別是其所屬國(guó)家的治理模式帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
特朗普當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月15日簽署項(xiàng)政令，宣布進(jìn)入國(guó)家緊急狀態(tài)，禁止向被“外國(guó)對(duì)手”擁有或者掌控的公司提供電信設(shè)備和服務(wù)，美商務(wù)部將華為以及全球美國(guó)外的68家公司納入實(shí)體名單。按照美國(guó)《出口管理?xiàng)l例》，別的國(guó)家的商品中如果美國(guó)企業(yè)的某些零部件和軟件占10%或25%以上，那么都會(huì)成為被管制的對(duì)象。2019年5月，美國(guó)國(guó)務(wù)卿稱，5G必須符合西方價(jià)值觀體系。2019年7月，美國(guó)商務(wù)部將那些“不會(huì)對(duì)美國(guó)國(guó)家造成威脅”的與華為的生意頒發(fā)許可，但華為仍然在實(shí)體名單中。
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對(duì)此，華為用實(shí)力進(jìn)行了抗壓。2018年華為的供應(yīng)商在美國(guó)有33家，中國(guó)有25家，日本有11家，中國(guó)臺(tái)灣有10家，其他地區(qū)或國(guó)家有13家，共計(jì)92家，采購(gòu)金額達(dá)到700億美元，其中美國(guó)占16%。
對(duì)于芯片斷供，華為有庫(kù)存?zhèn)湄?-9個(gè)月；多種高端芯片已自研開發(fā)；低端的有其他供應(yīng)商；芯片設(shè)計(jì)用的ARM和EDA軟件已有授權(quán)，雖得不到升級(jí)支持，但華為也能勝任。對(duì)于操作系統(tǒng)停止服務(wù)，原已授權(quán)的基本安卓操作系統(tǒng)還可用，華為有方舟編譯器，還可與第三方應(yīng)用商店合作；同時(shí)，華為自研的“鴻蒙”操作系統(tǒng)能力也很強(qiáng)。
在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)中，WiFi、SD、JEDEC、USB－IF、PCI—SIG等注冊(cè)在美的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)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(huì)讓華為因此失去技術(shù)領(lǐng)先地位，國(guó)內(nèi)其它單位也能影響國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
鄔賀銓坦言，中國(guó)想要崛起還面臨重重挑戰(zhàn)。特朗普競(jìng)選顧問(wèn)班農(nóng)解讀十九大報(bào)告稱，要遏制中國(guó)五個(gè)方面的發(fā)展，中國(guó)制造2025、一帶一路、5G、數(shù)字金融、人民幣國(guó)際化。最近班農(nóng)稱，干掉華為比達(dá)成中美協(xié)議重要十倍。
最近美國(guó)接連挑起貿(mào)易戰(zhàn)、制裁中興，以安全為名封殺華為，實(shí)質(zhì)是要扼殺中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將中國(guó)摁在低質(zhì)量發(fā)展的階段。
與此同時(shí)，歐盟互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展滯后，歐盟策劃對(duì)大型數(shù)字公司征稅，給予用戶所在地而不是總部位置，按用戶數(shù)來(lái)計(jì)算營(yíng)業(yè)額而不是收入，稅率在1%－5%。這既限制美國(guó)也限制中國(guó)企業(yè)進(jìn)入歐盟。
2018年5月，歐洲《通用數(shù)據(jù)保護(hù)法案》正式生效，涉及個(gè)人隱私數(shù)據(jù)的保護(hù)，此法也適用于歐盟之外的數(shù)據(jù)控制和處理者，一般違規(guī)行政罰款上限是1000萬(wàn)歐元，或該企業(yè)上一財(cái)年全球營(yíng)業(yè)總額的2%，對(duì)嚴(yán)重違規(guī)者將加倍。
鄔賀銓坦言，“實(shí)體名單”等事件背后凸顯了產(chǎn)業(yè)生態(tài)對(duì)5G的重要性，因此，我們既要自主創(chuàng)新又要堅(jiān)持改革開放，打造安全可控的5G產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
