5G商用之后是6G競爭的開始

◎中國電子科技集團有限公司發展戰略研究中心 趙子駿

剛剛過去的2019年被認為是5G商用元年，據全球移動供應商協會（GSA）統計，截至2019年12月中旬，全球已經有31個國家或地區發布了56個5G商用網絡并提供5G服務。5G發展之迅猛令世人矚目，國家與國家、企業與企業之間關于5G的競爭更是趨于白熱化。根據移動通信技術及產業每十年發展一代的規律，預計第六代移動通信（6G）將在2030年前后商用，有望進一步對人類生產生活方式和社會組織形態帶來重大變革，一場關于6G主導權的博弈正在悄然展開。

一、6G已成為世界主要國家、國際組織和各大ICT企業布局的重點

近兩年，世界主要國家紛紛開始提前布局6G。美國將6G視作未來競爭的焦點，希望跳過5G在6G搶得先機。2018年9月，美國聯邦通訊委員會（FCC）的一位官員首次談及6G技術，稱6G將邁向太赫茲時代，隨著網絡越加致密化，基于區塊鏈的動態頻譜共享技術將成為趨勢。2019年3月，FCC一致投票決定開放95GHz到3THz之間的太赫茲頻率段給6G實驗使用，預計該頻段有朝一日將應用于6G。紐約大學教授、無線通信領域權威Ted Rappaport稱：“FCC已經啟動了6G的競賽”。我國主要以政府牽引，開展了一系列技術研究工作。2018年3月，工信部苗圩部長在接受媒體采訪時稱，我國已經開始著手研究6G。2019年6月，國家科技部重點研發計劃“寬帶通信和新型網絡”專項啟動實施，總體目標之一是“開展新型網絡與高效傳輸全技術鏈研發，使我國成為B5G/6G無線移動通信技術和標準研發的全球引領者，在未來無線移動通信方面取得一批突破性成果”。2019年11月，科技部會同發改委、教育部、工信部、中科院、自然科學基金委在北京組織召開6G技術研發工作啟動會，宣布成立國家6G技術研發推進工作組和總體專家組。2020年1月，工信部信息通信發展司司長聞庫表示，2020年要扎實推進6G前瞻性愿景需求及潛在關鍵技術預研，形成6G總體發展思路。韓國制定了雄心勃勃的計劃，希望成為第一個商用6G的國家。2020年1月，韓國政府宣布將于2028年在全國率先商用6G網絡。為實現此目標，韓國政府和相關企業已經投資9760億韓元用于6G網絡研發，并已取得了階段性進展。

華為、三星等企業已開始6G技術的研發，并帶動運營商、大學和科研機構等紛紛發力。

在國際組織方面，3GPP、ITU、IEEE等主流組織均已涉足6G領域，希望在國際標準上實現引領。2018年6月，3GPP RAN全會通過了非地面網絡（NTN）解決方案，涉及基于不同軌道或平臺類型的衛星星座，有望在B5G和6G得到應用。根據時間表，3GPP將在2025年下半年開始6G標準化工作，2028年上半年完成6G標準，預計2028年下半年將會有6G設備面市。2018年7月，ITU-T第十三研究組全會召開，決議成立“網絡2030”焦點組，主要面向2030-2040年網絡將支持的全新場景開展研究工作。2019年3月，在IEEE的發起之下，全球第一屆6G無線峰會在芬蘭召開，工業界和學術界對6G發表了最新見解，探討了實現6G愿景需要應對的理論和實踐挑戰，并根據與會專家觀點發布全球首部6G白皮書《Key Drivers and Research Challenges for 6G Ubiquitous Wireless Intelligence》。

華為、三星等ICT領導企業也已開始6G技術的研發，并帶動運營商、大學和科研機構等紛紛發力。據報道，韓國兩大電子巨頭LG和三星均已在今年成立了6G研發中心。2019年5月，中國移動與清華大學舉行戰略合作框架協議簽約儀式，雙方將在面向6G的未來移動通信網絡等重點領域開展科研合作，共同成立聯合研究院。2019年6月，韓國最大的移動運營商SK電信公司表示，將與諾基亞和愛立信合作開發6G技術。2019年8月，華為公司透露已經在加拿大啟動了6G網絡的研究，并與加拿大多所大學的研究者展開了洽談。

二、6G未來發展的趨勢

迄今為止，學術界和產業界對于6G仍沒有明確的定義，目前得到較多認可的6G愿景是“網絡無處不達，算力無處不在，智能無所不及”。據預測，到6G時代不止傳輸速率和算力將得到大幅度提升，還可能帶來三個“新”，即以天空地一體為代表的新架構，以太赫茲或可見光為代表的新頻譜，以超大規模天線、軌道角動量、超表面天線等為代表的新技術。我們通過總結移動通信技術及產業發展規律后認為，6G無論采取何種技術體制或架構，都將呈現出以下五大趨勢：

一是通信速率越來越快，向更高的頻段發展。業界普遍預測，6G的理論下載速度將達到每秒1TB，為5G的100倍。根據香農定理，這就意味著6G相比以往任何一代移動通信技術，所占據的帶寬都將遠遠大得多。但是目前低頻段頻譜資源幾近飽和，預計6G將從5G的毫米波頻段向太赫茲或可見光頻段發展，這也為今后20年基礎器件研發和產業化帶來良好的機會。

二是接入手段越來越多，泛在連接成為可能。目前雖然關于6G網絡形態的爭論較為激烈，但不可否認的是陸地通信、衛星通信和海洋通信三者相互融合將成為6G網絡發展的趨勢。同時也有學者提出，6G時代將顛覆傳統的無線通信蜂窩組網方式，接入點無處不在，打破實體空間和虛擬空間的界限。據《Key Drivers and Research Challenges for 6G Ubiquitous Wireless Intelligence》白皮書預測，屆時每立方米的接入點將達到上百個，真正實現以“眾聯”為代表的泛在連接。

三是信息技術越來越強，殺手級應用涌現。隨著6G技術的研發和產業化落地，人工智能、虛擬現實、區塊鏈、邊緣計算、遠程全息等技術有望從現在的初級階段向更高層次邁進，并且帶來一系列殺手級應用。例如，6G將依賴人工智能技術實現頻譜資源管理、智能組網和接入，人工智能還將輔助自動駕駛汽車無人協同運行；在6G時代，電影中經常出現的遠程全息將成為可能，人與人之間面對面交流將不再受地域的限制。

四是進入門檻越來越高，核心企業數量減少。縱觀移動通信發展歷程，不僅是電子信息技術的進步史，也是企業優勝劣汰的進化史。以芯片為例，能夠做4G芯片的企業共有17家，到5G時代就只有高通、華為、三星、聯發科和展訊等少數幾家具備實力。預計6G帶來的門檻會更高，企業不僅需要過硬的移動通信技術儲備，還需兼具芯片設計、人工智能、大數據等其他技術和產業化能力，否則無法在市場中占據一席之地。

五是產業規模越來越大，催生新的生態系統。從幾代移動通信產業發展過程看，隨著用戶和基站數量的不斷增加，移動通信產業規模上升顯著，并同時帶動經濟產出快速增長。特別是6G可能采用的太赫茲技術通信距離較短，基站將無處不在，帶來的市場規模會比4G和5G更大。有學者預測，隨著6G網絡越來越密集，針對垂直市場的本地網絡將越來越普遍，可能在傳統運營商之外產生新的生態系統，這也將為非運營商企業帶來更多機會。

2019年11月3日，科技部會同國家發展改革委、教育部、工業和信息化部、中科院、自然科學基金委在北京組織召開6G技術研發工作啟動會。

三、推動6G發展的相關建議

為了使我國在6G時代實現技術和產業的引領，筆者認為應主要做好以下四方面工作。

一是開展戰略研究謀篇布局。6G時代有望實現真正的萬物互聯，進入到智能時代。我們應站在構建人類命運共同體的角度，系統性、全局性、長遠性地思考6G將為人類社會帶來何種變革，并依此制定我國在6G領域的發展戰略。根據無線通信領域技術、市場、應用等變化情況，對發展戰略進行迭代更新，制定并發布具有針對性的政策。

二是加強6G核心技術創新。6G之所以成為國際競爭的焦點，不僅在于它將改變人類生產生活方式，而且在于其所需的核心技術有望加速推動新一代信息技術發展。目前，關于6G將采取何種技術體制還有待進一步研究，但對于高校、企業和科研機構而言，應加大6G核心技術的攻關力度，同時布局多種可能的技術方向，避免某些領域在6G標準競爭中成為短板。

三是高度重視標準和專利。華為在4G時代崛起，在5G時代實現引領的關鍵在于高度重視標準和專利。華為貢獻的5G標準技術提案占獲批提案的比例達21%，居全球首位。在專利方面，華為也是世界上持有專利最多的公司之一。在6G時代，標準和專利的意義將更加凸顯，誰掌握了標準和專利誰就掌握了發展主動權。國內企業和科研院所應提前布局，實現標準和專利的雙引領，在國際競爭中占據上風。

四是實現基礎器件自主可控。為保證極高的通信速率，太赫茲通信將有可能成為6G的核心技術之一，但太赫茲頻段對基礎器件提出了極高的要求。目前以GaN為代表的射頻功率器件很難達到太赫茲頻段，亟待新一代半導體器件的出現。根據半導體器件的發展規律，從研發到產業化落地至少需要經歷十年時間。因此，為迎接6G時代的到來，我國應提前布局6G相關基礎器件，實現自主可控。