信息与电子工程学部 ·  邬贺铨
  • 工程院院士:5G商用条件成熟 达规模可能需8至10年


    2019-06-09 环球网
           


           移动通信技术每10年一次升级,5G带来的不仅仅是手机网速变快,还将连接万物,跟工业互联网、智慧城市结合,带动产业和社会变革。正因为如此,5G在全世界引发一场激烈的竞赛。


           近日,就5G应用的话题,《中国新闻周刊》专访了中国工程院院士、中国互联网协会理事长邬贺铨。


           中国5G芯片研发受挑战,但网络商用不受影响


           中国新闻周刊:中国5G发展的过程中,有哪些重要的节点? 


           邬贺铨:5G有个前期的研究,2013年2月,工信部牵头成立IMT-2020(5G)推进组。实际上更早的时候(2006年),国家启动了16个重大科技专项,其中之一是新一代宽带移动通信重大专项,即03专项。该专项在2015年就开始了布局5G的研究。

     


           IMT-2020(5G)推进组负责协调国内参与5G研究的企业和研究机构,推动5G研发、预标准化、频谱、技术方案评估和技术试验等工作。因为参与的企业可能都会在国际上提标准,国内需要先进行分析、论证、筛选、测试和评估,证明这个技术是好的,然后在国内形成共识,向国际标准化机构推荐该技术提案。


           IMT-2020(5G)推进组从2016年1月开始组织5G技术研发试验,目前已完成关键技术验证、技术方案验证和系统组网验证3个阶段。


           以上是在技术研发上的准备,产业上的准备主要是企业在发力。企业开发包括芯片、终端、基站设备、网络技术等。芯片研究着手的比较早,但商用终端的芯片不会那么快出来,因为在等国际标准,国际标准也在进行之中。


           去年年底,基站芯片已经可以商用。


           中国新闻周刊:可以商用是因为去年6月国际独立组网的标准冻结吗?


           邬贺铨:移动终端的芯片是所有芯片里技术要求最高的,移动终端的芯片包括基带调制解调、CPU和应用处理器及射频等部分,你别看它是给老百姓用的,但对工艺的先进性要求最高。5G终端的芯片需要用7纳米甚至5纳米的工艺,这是当前集成电路最高水平的工艺了,因为终端能耗要省、待机时间要长,还要多功能、高集成度、低成本等。5G终端芯片的流片可能需要上千万美元,甚至还不一定能一次成功。所以一般做芯片的公司在标准没有全部完成之前,不去正式流片。


           5G标准分很多环节,国际标准化机构3GPP在2017年12月份完成了非独立组网的标准,2018年6月完成了独立组网的网络标准,网络设备就可以定型。但是5G标准并没有全部完成,原定是要到2020年完成的,后来提前到2019年6月,但是最近发现2019年6月份不行,要再延迟3个月。


           5G有3大应用场景:一个是增强移动宽带,这个标准基本完成;第二个是高可靠低时延,标准还没有完成;第三是大连接,比如物联网,这个也没有完成,要等到今年。


           最近几天,在西班牙巴塞罗那举办的世界移动通信大会上展出了一些终端,也包括芯片。不过这些芯片还不能达到成熟商用的要求。


           但是芯片的研发进步挺快的,从终端的体积上可以看出。去年年初,在怀柔试验场看到测试终端有一个小柜子那么大,因为不是专用芯片,而是很多通用芯片组成的。到6月份是一个暖瓶那么大,到去年年底是一个保温杯那么大。今年的巴塞罗那展会,5G终端大小与4G相当,而且还是折叠的。


           芯片的生产,是技术高度密集,资金高度密集,人才高度密集。5G实际上是高技术的代表,没有这样的技术支撑不了。


           中国新闻周刊:这三个密集对中国来说意味着什么?


           邬贺铨:当然是挑战。先不说资金与人才,国内目前的生产线还不能支持7纳米工艺,华为能设计5G芯片,但流片还在台湾,而且设计芯片用的工具软件也全部是国外的。


           先进生产线能否买来不仅在于是否有数百亿美元的资金,还取决于生产线装备的供应商,西方国家对将先进装备卖给中国有限制,有钱也不一定能买到。就算买到生产线,但运行的很多精密化工材料还得进口。所以芯片暴露的问题是中国工业基础的问题。现在有所突破,往好的方向变化,但是绝对不是眼前就能改变受制于人的状况。


           中国新闻周刊:这样一来,5G在中国的商用会受影响吗?


           邬贺铨:不会。商用是指开放5G业务,跟是否在境内流片是两回事。前面讲的是产业化与国际市场存在受制于人的风险。美国正以安全为借口动员一些盟国封锁华为5G产品进军海外,在流片上是否会有进一步的动作还不知道。


           我们现在要做的是加大创新力度,用更领先的技术、更先进的产品、更早可商用的进程、更有竞争性的价格、更完善的服务来赢得更大的市场。华为已经进一步提升产品的先进性与质量,特别是经得起考验的网络安全保障,以责任和自信来使海内外客户放心。国外如果不用中国产品,也会付出成本的代价和丧失市场的机会,制裁中国产品将会得不偿失。


           另一方面,境外流片的企业如果不向中国市场开放,受伤害的首先是他们自己,因为中国市场之大是国际化企业都不愿放弃的。例如在目前手机芯片流片的订单中,华为已经占举足轻重的比例,如果某一代工线不接华为5G芯片流片加工任务的订单,其市场损失难以补回,而华为还可以选择其他代工线来承接流片。


           在全球化时代,向中国开放市场和接受中国市场,双方都是互利的。我们无法改变国外某一领导人的行为,关键的是把我们自己的事情做好。 


           大规模商用的前提是产品低成本、低功耗和高可靠性


           中国新闻周刊:从终端上看,我们现在离进入5G规模化商用还有多远?


           邬贺铨:现在从大小来讲,终端已经跟商用的一样。只是稳定性、成熟性、成本方面还需要做很大的努力,这些也都与市场规模有关。有些终端品牌已经发布了5G折叠手机,超过1万元,价格很贵。可能刚开始商用时,四五千的手机甚至更贵一点还可以接受,但是到规模商用时,大众是很难接受超过4000元的手机价格。另外到规模商用时,终端的品种需要很丰富,给不同需求的用户以多种选择。


           中国新闻周刊:短期来说终端是否还是以手机为主?


           邬贺铨:5G的市场长远看是以产业应用为主,但5G商用阶段开始还是以面向消费者的宽带视频与数据应用为主。手机是终端的主要形式,但终端不限于手机,例如VR/AR终端、车载终端、高清的摄像头、5G家庭网关等也都可以具有5G终端的能力。


           中国新闻周刊:5G要实现商用,接下来要解决一些什么问题?


           邬贺铨:商用将首先从城市的热点地区开始,然后扩展对城市的覆盖,并延伸到周边的地区,要达到4G现在的覆盖范围还要有相当长的时间。5G的基站数将是4G的几倍,基站的选址需要市政部门的配合。


           随着网络规模的扩大,将会发现试验网未曾遇到的问题,需要在商用过程中不断解决。在商用的同时要重视应用的开发和业务的创新,能让用户体验到5G的优势。而商用的成功还与合理的资费模式有关,要有一个让百姓可接受的资费价格。当然,大规模商用的前提是产品的低成本、低功耗和高可靠。


           中国新闻周刊:终端除了需要发展芯片技术还有什么?


           邬贺铨:除了芯片,还有显示屏,手机带动了液晶屏技术进步,小屏要做到高清晰度、薄而耐磨。手机的电池也很关键,既要能量密度高,可支持长时间待机,又不要发热,而且要安全可靠。手机还嵌入很多传感器,例如摄像头要做得小巧而且高像素。总之,手机虽然是大众化但也是很精致的产品。


           5G要对应用的安全有敬畏之心


           中国新闻周刊:5G会更安全吗?


           邬贺铨:用户感受到的安全是端到端的,在非独立组网的模式中,5G移动通信系统主要是端到端通信中无线接入部分,网络还是原有4G的核心网。在独立组网模式中,核心网也是5G,尽管如此,很多应用例如内容服务商的网站与4G时代没有区别。


           总的来说,原来网络的安全问题不会因为5G的存在而更不安全或更安全。但并不是说5G不需要考虑自身的安全问题,5G的终端更复杂,软件的规模更大,通常软件的代码行数越多,其程序产生漏洞的机会也越多。5G的网络切片功能对集中控制与管理有较高要求,也会增加网络软件的复杂性。另外,5G商用后可能会催生很多新业态,这在商用前不一定能预见到,所以5G的业务生成采用类似APP的方式,以开放的体系来适应未知的业务,这给网络业务带来了灵活性和可扩展性,但业务生成能力的开放也增加被黑客攻击的风险。总之,5G的复杂性就注定在5G的产品及网络组织中需要更加重视安全的防护。即便我们现在把可能的安全问题都考虑了,但是安全问题永远是魔高一尺,道高一丈,没有说能永远解决的,网络安全问题永远在路上。


           中国新闻周刊:未来万物互联的时候,大家对网络的依赖性更强了。依赖性越强,软肋会越大。你怎么看?


           邬贺铨:原来消费的应用问题再大,可能就是盗窃网银账号,这是个人损失。如果工业互联网用到民航、高铁、电网等国家重要基础设施,网络对外部的攻击没有足够的防御能力的话,一旦安全出了事故,代价更大。因此网络安全的投入与网络建设运行需要同步,安全问题需要技术与管理并重。


           5G未来将会以产业应用为主。与面向消费应用相比,面向产业的应用对安全要求更高,5G需要对产业应用的安全有敬畏之心,5G产品与服务提供商需要通过多种检验手段发现并消除产品的漏洞,并及时提高对网络安全问题的响应与服务。但我们也不能担心安全而放弃产业数字化的进程。安全与发展是一体之两翼,需要同步发展。


           中国新闻周刊:现在有个说法,2019年是5G商用元年,今年中国5G发展有没有什么重心?


           邬贺铨:推进组要继续完善技术,每一代技术就算商用,也不能说技术进步完结。4G商用现在还在不断改进,所以这个改进是永远的。就像手机,一代一代更新,终端厂商一年半载就推出一个新手机型号。


           运营商要考虑网络建设完善覆盖和改进服务质量,还要开发新的应用,让用户使用5G有好的体验与获得感。运营商还要努力通过创新与技术进步,降低运营成本,在不断提速降费的同时仍然有合理的收益,以便对网络建设和业务开发继续投资。


           政府监管部门要考虑,三个运营商既要竞争又不至于太失衡;资费上,老百姓受益了,但运营商也不能亏损;还要考虑怎么实行安全监管等。

     


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