众所周知,自从出现国家之后,国与国之间的明争暗斗从未停歇。过去,为了领土和资源,不同的国家会进行残酷的杀戮。如今,随着人类文明不断向前发展,国家之间的各种博弈仍在继续,并且将长期延续下去。
如今,大国在5G话语权上的争斗十分激烈,但仍有一些人认为,5G不过是移动通信的一次更新换代,有必要在国家战略层面大打出手吗?持这种看法的,是因为没有看到,新一代移动通信技术作为信息化社会的基石,对整个社会未来的发展所将起到的支撑作用。而这个支撑作用,在很大程度上体现为新技术对新产业的催生作用,而掌握了这种新技术的国家,就在新产业发展进程中拥有了更多的话语权,这将进一步发展成为国家的产业竞争力。过去的历次工业革命都证明了这一点。
工业革命的基本范式是:原有产业+新技术=新产业。 在第一次工业革命中,新技术是蒸汽机。当蒸汽机被应用于传统的纺织业、运输业和陶瓷业等,这些产业都被重新定义了。比如纺织业,一直以来都是以家庭为单位的小手工业,当引入蒸汽机后,纺织品的生产效率大大提高,英国纺织公司生产的纺织品供过于求,为了消化产能,英国打开了中国和印度的市场,使得这两国延续千年的家庭纺织业很快消失。此后,全世界的纺织业都开始建纱厂、织布厂,一个新产业就此诞生,而英国也凭借其在蒸汽机技术上的领先地位,成为在整个第一次工业革命期间无可置疑的超级大国。
在第二次工业革命中,新技术是电力。虽然与供电直接相关的公司不多,但与电相关的各种产业却相继兴起,从而改变了整个社会的形态。当电力被应用于传统的通信、交通等行业时,这些行业也就成为了新行业。比如通信业,传统上都是依靠马和信鸽这样的动物来传递信件和商业票据,甚至还有的公司在英国和美国建立起了遍布全国的驿站网络,但电话和电报的出现直接改变了通信业的形态。此外,各种电气的出现则直接导致了新产业的出现,几乎每一种电气都代表着一种新产业。进入电气时代后,掌握了关键技术的英国、法国、德国、美国、日本则在新世界格局中占据了主导地位。
在第三次工业革命中,新技术是计算机和半导体。这一波发展大潮的引领者毫无疑问是美国,甚至进一步可以说是硅谷,自从威廉·肖克利成立著名的仙童公司后,硅谷相继诞生了英特尔、AMD等至今具有世界影响力的半导体集成电路厂商。而今,硅谷集聚了谷歌、Facebook、惠普、苹果、思科、特斯拉、甲骨文、英伟达等公司,引领了全世界计算机、半导体行业的发展。
而后来美国的互联网之所以能领跑全球,则与上世纪90年代的“信息高速公路”计划密不可分。1992年2月,美国总统乔治·布什发表国情咨文提出,耗资2000亿~4000亿美元,以建设美国国家信息基础结构(NII),作为美国发展政策的重点和产业发展的基础。4000亿美元,约占美国当年GDP的6%。如此巨大的投入,给美国带来了什么呢?最直接的就是互联网和信息经济的飞速发展。如果没有信息高速公路这一基础设施,美国的互联网产业是不可能发展得如此迅猛的。据统计,美国国民生产总值因信息高速公路建成而每年增加3210亿美元;家庭办公等减少铁路公路和航运工作量的40%,也相应减少能源消耗和污染,仅汽车废气排放量每年减少就达1800万吨;劳动生产率提高了20%~40%。而美国互联网从90年代开始飞速发展,诞生了大量的互联网巨头企业,同时,又促进了芯片、微电子、光电子、声像、计算机、通信等相关领域的突破进展。
所以,为了在未来新一轮工业革命带来的新产业竞争中获得主动权,各国都不遗余力地推动相关基础设施的不断完善。其实只要意识到5G技术对于第四次工业革命的基础设施作用,就不难理解为什么各国即便在5G标准都还没完全确定下来就纷纷上马5G项目了。而中国素有“基建狂魔”之称,这些年在基础设施建设上投入了巨量的资金,高速公路、机场、高铁、桥梁、隧道等以令人目不暇接的速度建成,它们对中国经济发展的促进作用是有目共睹的。因此,全力发展5G技术,性质其实跟修路建桥一样,就是为数字经济提供稳固和完善的基础设施。
随着数字经济的全面崛起,移动通信在社会经济发展中的作用和地位不断提升,移动通信将成为经济高质量发展的重要引擎。而在全球经济不断深度融合的大趋势下,掌握了移动通信行业的话语权和技术专利标准,也就意味着能够从中获得更多的利益。
据全球移动通信系统协会(Global System for Mobile Communications Assembly,GSMA)的研究数据,2017年,全球移动通信行业实现生产总值3.6万亿美元,对GDP的贡献率达到4.5%。2018年,中国移动行业直接和间接创造的工作岗位达850万个,创造的经济增加值为5.2万亿元,其中包括直接贡献、间接贡献及对生产力的提升。该协会同时预测,到2023年移动通信对中国经济发展的贡献将达到约6万亿元。
基于GSMA的分类,移动通信主要通过以下三个渠道产生经济效益。
第一个是移动通信产业链,这也是最直接相关的细分领域,主要包括基础设施建设、设备制造、分销和零售、网络运营、内容服务等行业,这一部分2017年对全球生产总值的贡献是1.1万亿美元,占当年GDP的1.4%。
第二个是非直接相关行业,主要指的是信息技术和通信技术融合下的产业,也即ICT产业(Information Communication Technology),GSMA数据显示,2017年ICT产业对全球生产总值的贡献超过了4900亿美元,占当年GDP的0.6%。ICT产品的贸易量举足轻重,世界经济论坛的数据显示,在全球商品贸易额排名中,ICT产品占据了前十强中的四个席位,贸易额合计占全球贸易总额的8.3%,其中集成电路是汽车、石油之后的全球第三大贸易产品,贸易额超过8000亿美元。随着带宽对通信技术发展的限制愈加显著,未来通信行业发展的主要方向是与信息技术相融合,因为信息技术中的网络功能虚拟化、云计算、大数据技术有助于突破带宽的限制。
第三个是移动通信的行业垂直应用,这一部分应用是最具想象空间的,也是通信技术和信息技术发展的最终落脚点,主要包括物联网、企业通信、政府通信、机器通信等方面,这些应用在2017年对全球生产总值的贡献是2万亿美元,占当年GDP的2.5%。随着5G的兴起,可以预见,这些应用所带来的经济效益将会更加巨大。
在科技行业有这么一句话,“一流企业定标准,二流企业做品牌,三流企业做产品”,非常精辟地描述了在产业价值链中不同位置的企业的地位。企业一旦成为标准制定者,而且全球企业都通用这一个标准时,那么标准制定者就可以坐收专利授权费,即便多多少少会受到激烈市场竞争的影响,但这种影响是微乎其微的。因此,专利的多少成为企业竞争力的核心指标之一。而在5G通信产业领域,通信标准全球统一,专利的重要性就更加凸显了。
既然要通信,肯定不能每个地区一个标准,只有标准统一才能实现更为广泛的人与人之间的连接。而当通信标准统一后,通信基地台、通信设备制造商、行动装置制造商(手机、智能装置),从上游到下游的通信产业都必须缴纳高额的专利费。下游厂商激烈竞争乃至进入红海,自己拿到的利润其实已经很微薄了,利润的大头都进了通信标准制定商的腰包。因此,在通信领域,通信标准是企业必争之地。
在1G时代,因没有全球统一的技术标准,那时的“大哥大”不能在世界各地漫游。在2G时代,欧洲联合起来,以分时多工(TDMA)为核心技术推出了GSM(全球移动通信系统),到1991年,全世界有162个国家建立了GSM通信网络,使用人数超过1亿,市场占有率高达75%。到了3G时代,高通围绕着功率控制、同频复用、软切换等技术构建了CDMA专利墙,几乎以一己之力垄断了CDMA技术的所有专利。这种局面当然不会那么容易被广泛接受,于是欧洲提出W-CDMA标准,中国提出TD-SCDMA,再加上美国的CDMA2000,全球就有了三大标准。到了4G时代,局面又有了新变化,OFDM(正交频分复用)和MIMO(多入多出)技术的出现使得CDMA的技术优势不再那么明显了,很快,3GPP组织在2008年提出长期演进技术(Long Term Evolution,LTE)作为3.9G技术标准,并在2011年又进一步提出长期演进技术升级版(LTE-Advanced)作为4G技术标准,以淘汰W-CDMA。最后的结果就是LTE-Advanced成为了4G唯一技术标准,3GPP是制定标准的组织,而标准是由通信行业各参与方提出来的,因此该组织制定标准的同时,其实也是在协调各方利益。
由于5G涉及的标准众多,因此各利益相关方的明争暗斗也格外激烈。我们都知道5G有三大核心场景,即增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)和超高可靠低时延通信(uRLLC),而在每个场景中都分为控制信道编码和数据信道编码两个标准,编码又分为长码和短码。早在2016年10月14日,在葡萄牙里斯本举行的会议上,LDPC码战胜了Polar码和Turbo码,被采纳为eMBB场景的数据信道的长码编码方案。随后,数据信道的短码方案也被美国的LDPC码拿下。而在控制信道的短码方案上,Polar码虽不成熟,却是目前人类已知的第一种能够被证明达到香农极限的信道编码方法,因此在3GPP会议上赢得了与会者的多数支持。而Polar由华为主导,联想之前澄清说自己投了华为,其实就是投的Polar码。
当然,支持Polar的远不止华为一家,投票支持Polar的还有联想、摩托罗拉等60多家企业,这些企业之所以支持该方案,一方面是因为这个方案在技术上确实具有优势,另一方面也因为这些企业跟华为达成了协议,可以在未来共享这部分收益,比如以专利交叉授权的形式。
对于中国而言,虽然这次Polar码最终只是“四进一”,但是仍然具有历史性的意义,因为编码方案涉及算法,是最核心、最底层的标准。不管是在2G还是3G时代,高通凭借Viterbi算法让业界相信CDMA代表了无线通信技术的发展方向,所以,虽然中国、美国和欧洲都搞出了一套标准,但实际上采用的都是CDMA技术,从而让高通掌握了主导权。即使到了4G LTE时代,虽然中国公司已经大量参与了4G标准的制定工作,但是由于核心长码编码Turbo码和短码咬尾卷积码都不是由中国公司主导,所以中国仍然无法取得4G发展的主导权。而这次Polar码在5G编码方案中的阶段性胜利,也就标志着5G技术标准主导权的争夺由中美欧三雄混战变成了如今的中美两强并立。