应邀回答本行业问题。
基带的研发不是难,是非常非常的难,最主要的原因就是移动通信网络制式的标准必要专利壁垒很难突破。基带是要应用到手机上的,而手机作为接入网络的设备,就需要同时考虑到兼容其他的网络制式。以现在的中国为例,需要考虑2G的GSM、CDMA,3G的WCDMA、EVDO(万幸的是移动已经退网了3G的TD-SCDMA),还要考虑4G的TD-LTE和FDD_LTE,到了5G还要考虑NSA和SA接入,这些一个都不能少,才能算是一个合格的手机使用的5G基带。
而这些网络制式的标准,都是通信业的巨头们研发出来的,你的基带就无论如何也无法绕开这些2/3/4/5G的标准必要专利,这些专利目前掌握在高通、华为、诺基亚、爱立信、三星、中兴等通信业的企业手中。
标准是有时间限制的,不过这个时间比较长,要20年。
也就是说,你在3G时代做基带,就得考虑2/3G的标准必要专利问题。4G时代做基带,就得考虑3/4G的标准必要专利问题,到了5G时代,你至少还要考虑4/5G的标准必要专利。
就是一个标准必要专利,就让很多芯片业的巨头饮恨离场,强大如德州仪器、英伟达、博通....这些巨头都卡在一个标准必要专利之中无法进行下去了,才有了3G时代高通的崛起。
而在3G时代,也是CDMA专利的问题,三星虽然有自己的芯片,也不得不在中国采购高通的芯片,也就是基带CDMA的短板它无法突破,而联发科之所以偏安一隅,很大程度也是CDMA的锅。
这也是为什么到了4/5G时代,华为才开始生产自己的芯片,最大的原因也就是华为同样也掌握了大量的4/5G的标准必要专利,而高通的2/3G的专利开始慢慢过期了,没有那么大的垄断性的原因。
其实基带芯片难搞还有一个非常大的问题,通信业之外的企业也很难解决。
移动通信的标准很多都不是非常严格的标准,一些方面只是一个框架,而如何解决是靠通信制造业的厂家自己的定义,也就是说一个标准,也可能华为、中兴、爱立信、诺基亚这些生产基站设备的厂家的理解是不太一样的,细微之处是有差别的。
而且还有一个非常严重的问题,就是各个运营商对于网络的参数优化也不尽相同,这个更加要命。
这样的结果就是你生产研发一个基带,必须和通信制造业的生产基站的企业之间完成互通测试,还要和全球比较大的运营商之间完成互通测试,这个对于通信业之外的企业,更加的要命,也非常难以完成。
总而言之,基带的生产,不仅仅要面对通信业的标准必要的专利壁垒,还有设备厂家、运营商互通测试的大量工作要做,非通信业的企业要做基带,难度非常的大。
前段时间苹果公开的表明了自己需要5G基带,而且华为和高通纷纷表明自己可以出售,要知道华为无论是芯片还是基带一直都是自己用从不外售的,而苹果与高通的关系早就决裂了,突然出现这种现象就可以想到苹果已经在5G基带方面没有办法了。
其实就我所知目前研发出5G基带的也就5家,中国占了三家,而这五家中要属华为和高通做的最好,而且这方面的专利也基本上被华为和高通所垄断,如果苹果要想在5G信号上没有任何落后,那么必然要选择华为或者高通,要知道苹果以前因为专利问题放弃了高通基带选择英特尔的基带所带来的问题就是信号不是很好,所以这次华为和高通纷纷像苹果抛向橄榄枝,不过从现实来看苹果是肯定会选择高通的,这里面涉及的到很多方面的事,有兴趣的可以自己了解一下。
5G基带不是很慢研发而是非常难研发,高通作为世界第一手机芯片厂商能够研发出5G基带是理所当然的,而华为早在很多年前就着手研究5G了,即使这样华为在5G方面的专利也要比高通少很多,虽然是最后选择的原因,而至于其他的一些厂商像三星,台积电能够生产只不过要比华为和高通慢很多,所以5G基带一件很难的事。
通信圈的新闻最近格外的多,先是苹果跟高通全球打着专利诉讼,Intel感觉研发进度相当不给力,无法满足苹果5G手机上市计划,大家都笃定的认为苹果可能因此没有合适的5G基带芯片可用。在这个假设的情况下,又蹦出来苹果为了寻找5G基带芯片,挨家敲门询问,等到都没有好结果的消息。
然而不久前,剧情开始了大反转,不但苹果与高通达成和解,并签署了未来6年的合作计划,这翻脸的速度也是没谁了。紧接着,英特尔就宣布退出5G手机调制解调器业务,并更加专注于网络设备,而现在最新的新闻,苹果已经报价英特尔的手机芯片部门,看架势,如果苹果收购英特尔手机芯片部门成功的话,将会有更大的新闻爆出。
英特尔退出后,全球5G基带大规模商用的玩家就剩下了5位: 中国大陆的华为海思和紫光展锐、美国的高通、韩国的三星、以及中国台湾的MTK 。为什么越到5G时代,能够玩得起5G基带芯片的厂家越少,5G基带芯片研发就这么难吗?
5G基带芯片的研发真的很困难,门槛很高。在1G网络时代,摩托罗拉在通信行业绝对的老大,它的半导体技术也非常厉害,也是飞思卡尔的前身。2G时代,群雄四起,自家有基带芯片的公司非常多,比如欧洲爱立信、诺基亚、西门子、飞利浦、阿尔卡特等,美国也有TI、Skyworks、ADI、Agere、Broadcom、Marvell、Qualcomm等。话说到4G时期,欧美很多能够研发基带芯片的公司都退出了这个行业,比如博通、TI、Marvell、Nvidia等。
1、芯片研发时间短。通常一款基带芯片的研发时间是2-3年,如果要压缩这个周期,就意味着要投入更多的人力,预研的时间也更长。众所周知,去年6月份,5G的第一个标准协议冻结,而截至到目前为止,量产的5G基带芯片已经有高通、华为和三星三家,意思就是说从标准协议出来半年后,芯片已经商用。这么短的时间这么能保证芯片的质量,这就需要芯片厂商不得不很早就启动项目,投钱投人,还要紧跟3GPP组织的脚步。
2、设计复杂度。现在的基带芯片除了处理能力超强,功耗还要低,制造工艺也基本都是7纳米,支持的网络模式在原有的7模基础上还要加上NR,网络多元化也让芯片设计复杂度明显增加。
3、射频频段兼容性复杂。基带芯片的射频部分复杂度更是提高不少,除了要支持5G新加入的29个频段,其中还包含支持处理毫米波段。为了毫米波还要支持波束赋形等技术,这些都是以前没有处理过的技术。
综上所述,5G基带芯片的研发难度应该超过以往所有芯片,这也是为什么越来越少的玩家可以参与到其中原因。
问这个问题很小白,也是很多键盘侠动不动就国内不产屏,不产U的喷点。下面我说个例子,也许不完合符合,但理解抢劫的本质意思就行了。
比如:人是要吃东西的,那么现在A公司发现了怎么种大米,并注册了专利。虽然初级种大米难度不大,只需找到野生种种植就行了,但人家是有专利的,你自己种的玩可以,但不能卖。如果要卖,就只能从A公司买种,买技术种出来才能销售。同时,A公司第一时间开发并注册了磨面,做蛋糕,做大饼,做面包等一系列专利。那么所有基于大米的最容易开发延伸产品,你都只能先交费购买,才能销售。就算你有最好的厨艺,最妙的创意,只要进行了销售,就必须交钱,按每份产品来交。怎么摆脱这个模式呢?不违规唯一的办法就是种玉米,开发玉米类产品。再去限制所有使用玉米的销售。然后,去找种小米,种粟,种豆,种瓜。现在到我们弄明白了的时候,已经没什么新品种可以种口粮了。要绕过大米,玉米,小米,大豆等已知的粮食找新的口粮,几乎不可能了,只能交钱,买种,销售,再交钱。
想打破这个命运,就只能拆掉脸面,消灭对方,拥有这些粮食的专利权限。
晚清和民国,尽内耗了,错过了寻种找种的机会。现在只能被人按在地上摩擦。所以以后别问为什么做不出来,因为这根本不是做不做得出来的问题,而是能不能做的问题。只有打百把年工,累几代人,等待时机,重构 游戏 规则!✌
非常难!
你想想,英特尔什么多大的企业,市值超过2000亿美元的企业,花了很多钱在英飞凌手上买下了基带业务。然而,这么大的企业,最起码要在2020年的时候才能拿出5G基带;
苹果多么有钱就不说了,但是能够被基带掐脖子,甚至在2018年年底成立了专门研发基带的部门,甚至还想挖角英特尔的基带员工,做好了三年研发的时间准备;
华为在5G上研发上投入了上百亿的研发费用,你要知道,华为的4G专利已经在国际上数一数二了,有着这么庞大的基础储备,还需要投入如此庞大费用。
同时,除了技术很艰难之外,还有就是专利壁垒很高。你要研发5G基带,但是你不能把2G/3G/4G都抛弃,每一代通讯系统都有两种制式,如果你想做到全网通,那就需要使用很多的专利,这些专利早已经被高通、华为、中兴、爱立信、诺基亚、三星等企业窝在手上,使用专利意味着相当高的专利费用。除非是20年前的专利,但是20年的钱的专利又相当旧了。
所以说,你除了技术之外,还要需要跟公司要授权许可,给钱买专利。如果你想绕过这些专利,简直天荒夜谭。这里的费用可能需要按照千亿的成本计算,时间以年为单位。
目前,手上有5G的企业不多,能够大批量出货量的更加不多,所以说,5G研发需要面临技术上问题,也需要面临专利壁垒的问题啊!
很难,英伟达厉害吧,德州仪器厉害吧,意法半导体厉害吧,英特尔厉害吧,这些芯片巨头都搞过基带芯片,都败了,苹果也去尝试也失败了。即使是芯片巨头,如果没有雄厚的长期通信技术积累,搞基带都是死。更不要说其他公司了,使劲砸钱都不行,想想吧,现金流最高的苹果公司理论上是最有能力砸钱的,但是也啃不下基带芯片。
基带芯片用来处理底层物理信号,最困难的在于其庞杂的数学体系,工程化后主体即是“信道编解码”再加“纠错”,不是普通芯片公司能做的,必须要求核心设计团队在数学,通信,芯片设计与实现上有同时的驾驭能力。所以即使纯看设计,就很难聚集核心人才,比如我所见过几乎所有的芯片设计工程师,一看“傅里叶”三个字就直接断片。。。。
有人说中国人比用比喻,爱举例子来说明,也只能这么举了,飞机知道吧,二代机很多国家能造,三代机就少了,四代机现在入役的就仅有两国三款了,越来越难
一点不难,找高通买点专利,拉车沙子,送去台积电回来刷个商标就齐了!
难度肯定有,但是对于这种芯片研发大企业来说不是问题,问题是他们是商业化的企业,利润最大化才是王道,所以划算不划算决定了他们去不去开发,而不是技术问题!!!
近日,前瞻产业研究院发布《 横跨数个百亿赛道 国产射频微波领域仪器仪表如何破局 》专题报道:
频谱分析仪、矢量网络分析仪、射频信号发生器并称为射频三大件,受益于近年来5G商用化进程、新基建工程、智能网联 汽车 的快速推进,中国射频三大件市场规模快速增长,且规模增速快于全球市场。同时,射频三大件持续发挥着“小口径、大带动”的作用,通过自身的技术进步,带动下游5G、半导体、物联网等万亿级市场的进一步发展。
同时,随着中国市场的快速发展,国产替代已经成为大势所趋,如成都玖锦等国内厂商纷纷通过突破技术壁垒、倾力品牌打造、重视市场培育与建设等手段走出一条可持续发展的国产化替代之路。
1、中国射频三大件市场发展现状
——射频三大件(频谱分析仪、矢量网络分析仪、射频信号发生器)概述
频谱分析仪
根据国家标准《GB/T 11461-2013 频谱分析仪通用规范》,频谱分析仪是能够在频域上有效地显示出构成时域信号的各个单独频谱分量(正弦波)的仪器。
频谱分析仪能够以模拟或数字方式显示信号的频域特性,实现信号失真度、调制度、稳定度等参数的测量,在射频领域有“射频万用表”的美称。传统的频谱分析仪基于“扫频式”原理,前端电路是一定带宽内可调谐的接收机,输入信号经变频器变频后由滤波器输出,滤波输出作为垂直分量,频率作为水平分量,在示波器屏幕上绘出坐标图,就是输入信号的频谱图。随着集成电路技术、快速A/D变换技术、频率合成技术、数字信号处理技术、微处理器技术的飞速发展,频谱分析仪无论从功能还是性能都得到了极大的扩展和提升。
现代的高端频谱分析仪采用了快速傅里叶变换技术,这种技术一方面将被测信号分解成分立的频率分量,达到与传统频谱分析仪同样的结果,另一方面将被测信号数字化,使得频谱分析仪具备了矢量信号分析功能和实时频谱分析功能。基于此,当今的频谱分析仪也可称为矢量信号分析仪(或实时频谱分析仪)。
在具体下游应用领域方面,矢量信号分析仪广泛应用于卫星通讯、雷达、频谱监测、半导体、新能源、人工智能、物联网、 汽车 电子、医疗电子、航空航天和国防、电子对抗、教育科研等行业。
矢量网络分析仪
根据行业标准《SJ/T 11433-2012 矢量网络分析仪通用规范》,矢量网络分析仪是一种能完成复传输和复反射S参数测量和分析的仪器,能够对单端口、两端口或多端口网络的S参数进行测量和分析,具有按某种误差模型的要求,进行测量校准、自动修正误差的能力。
矢量网络分析仪结合了频谱分析仪技术、信号发生器技术以及矢量网络分析技术等各项技术,是射频微波领域必备的测试测量仪器,并且是诸多行业专用仪器的基础形态。
矢量网络分析仪会利用自带的信号发生器向被测件发射信号,再通过对折返的信号进行分析,获取待测件的信息属性。
射频信号发生器
射频信号发生器可在各种频率上产生射频信号,具有高光谱纯度、稳定的频率和振幅,不仅可以生成任意波形信号,还可以将任意波形信号上变频成射频微波信号,是无线电设备和射频微波器件研发、制造、维修、检测的必要设备,具体功能包括生成矢量调制信号、电磁兼容、微波信号产生、时钟测试和安规认证等。广泛分布于通讯、半导体、新能源、 汽车 电子、医疗电子、消费电子、航空航天、教育科研等行业。
——射频三大件市场规模稳步增长,中国市场增速快于全球市场增速
随着航空航天、5G商用化、 汽车 智能化、物联网、半导体等行业的快速发展,全球射频三大件产品的市场需求快速增长。结合弗若斯特沙利文、Technavio等机构的统计测算数据,测算2021-2025年全球射频三大件市场规模年复合增长率在5.7%左右,到2025年全球射频三大件市场规模将达到270亿元左右。
注:市场规模口径包含频谱和网络分析仪、信号发生器市场规模数据依据2021年人民币与美元平均汇率进行换算。
在中国市场方面,受益于5G商用化进程、新基建工程、智能网联 汽车 的快速推进,中国射频三大件市场在近几年快速增长,且市场增速快于全球市场增速。结合Technavio、弗若斯特沙利文、灼识咨询等机构测算数据,测算2021-2025年中国射频三大件市场规模年复合增长率在8%左右,到2025年中国射频三大件市场规模将接近100亿元。
注:市场规模口径包含频谱和网络分析仪、信号发生器市场规模数据依据2021年人民币与美元平均汇率进行换算。
根据灼识咨询的统计测算数据,在频谱分析仪、网络分析仪和信号发生器这三大产品构成的市场中,频谱分析仪市场占比最大,达到39.7%,接近40%信号发生器和矢量网络分析仪市场占比相近,均在30%左右,具体占比分别为30.5%和29.8%。
——射频三大件带动下游万亿级市场发展
射频三大件与下游应用领域的发展是相辅相成的,射频三大件本身市场规模虽然相对较小,但射频三大件产品是下游应用领域发展所必须的基础测量设备。
下游5G通信、商业航天、物联网、半导体、毫米波雷达、卫星通信等领域产品和技术的升级与发展需要更高性能的仪器来实现相关指标的测量与测试。射频三大件产品可以对复杂的信号进行频谱测量分析、频谱监测、调制与解调、电路网络分析、电磁兼容测试等,并且能够结合相关软件为下游应用提供全面的测量测试解决方案。因此射频三大件是典型的“小口径,大带动”产品,射频三大件产品技术与性能的提升,将辐射带动下游行业的快速发展。
典型下游应用领域的市场状况方面,物联网领域,根据赛迪统计测算数据,2021年中国物联网市场规模达到2.63万亿元5G领域,根据中国信息通信研究院统计测算数据,2021年5G直接带动经济总产出1.3万亿元半导体领域,根据美国半导体行业协会(SIA)统计数据,2021年中国半导体行业销售额达到1925亿美元汽车 电子领域,根据中国 汽车 工业协会统计测算数据,2021年中国 汽车 电子市场规模达到8894亿元卫星通信领域,根据赛迪无线电管理研究所统计测算数据,测算2021年中国卫星通信产业市场规模在900亿元左右。
在应用场景方面,射频信号发生器是对无线电信号进行测量的必备工具,在高频率范围的信号中应用尤其广泛频谱和矢量网络分析仪方面,主要用于研发、生产测试、现场维护和教育教学等,高端产品主要应用在高性能射频器件开发、毫米波通信系统和前沿研究。
从具体的应用领域来看,射频三大件的下游应用行业基本相同,具体包括半导体、消费电子、移动通信、 汽车 电子、自动驾驶、车联网、物联网、国防与航空航天、科研与教育等,其中多个下游应用行业加速发展,有望催化测量仪器需求的高速增长。
2、中国射频三大件市场竞争格局
——产品技术端:国内厂商实现了高端化突破,电科思仪和成都玖锦处于第一梯队
近年来,国内厂商在产品方面实现了高端化突破。成都玖锦、电科思仪等国内高端产品厂商信号发生器、信号分析仪和矢量网络分析仪等产品均突破了50GHz,均可对标国际一线品牌同类仪器指标。
综合来看,在射频三大件方面,国内厂商与国外厂商的技术水平差距已然不大,部分国内厂商具备一定的实力与国外厂商进行横向比较。
在具体企业的产品性能方面,电科思仪在射频三大件产品中均代表了国内厂商的最高水平,其次是成都玖锦,其射频三大件产品性能紧随其后,均接近国内厂商的最高水平。
根据国内企业各产品数据手册以及企业公告等公开资料的整理和分析,对中国射频三大件市场相关企业进行了技术层面的竞争格局划分。电科思仪和成都玖锦处于产品性能的第一梯队,鼎阳 科技 、普源精电、创远仪器、优利德等企业位于产品性能的第二梯队。
——市场布局端:国内厂商紧抓窗口机遇期,基本实现了高中低端市场的全面覆盖
市场端方面,新冠疫情带来的全球产业链重构为国内厂商带来了窗口机遇期,国内厂商例如普源精电、鼎阳 科技 、优利德等,纷纷通过IPO募集资金,以期抓住机会窗口,进一步扩大在国内市场的影响力。
在原本外国厂商垄断的高端市场实现国产化突破之后,以电科思仪、成都玖锦、鼎阳 科技 、普源精电等企业为代表的国内厂商已经基本实现了国内高中低端市场的全面覆盖。
——市场竞争端:上市企业营收快速增长,国内厂商地位不断提升,高端产品市场替代空间更为广阔
此处选取了电子测量仪器行业中对射频三大件相关业务进行数据披露的企业进行汇总分析,普源精电采用其射频类仪器业务营收,鼎阳 科技 采用其波形和信号发生器、频谱和矢量网络分析仪业务营收,创远仪器采用其信号分析与频谱分析、矢量网络分析业务营收。
通过汇总发现,2018-2020年选取企业射频三大件相关业务增长势头迅猛,2019年选取企业射频三大件相关业务营收增长29.92%,2020年选取企业射频三大件相关业务营收增长24.41%与此同时,选取企业射频三大件相关业务在中国市场中的占比也逐年提升。综合以上数据,从一定程度上说明了中国市场中国内厂商的市场地位在不断提升。
注:普源精电与鼎阳 科技 尚未发布2021年整年细分产品数据,因此此处2021年数据仅包含普源精电和鼎阳 科技 相关业务的2021年上半年数据。
根据弗若斯特沙利文的统计及测算数据,在整个中国电子测量仪器市场中,是德 科技 、罗德与施瓦茨、安立、泰克、力科等国外厂商的市场份额总和在40%左右,由于高端产品市场几乎被国外厂商垄断,由此可见在高端产品市场,国外厂商的市场份额远在40%以上。
上述上市公司产品主要定位于中端,但除此之外,国内已经实现高端化突破的企业,例如电科思仪、成都玖锦等,目前并未上市,其信号发生器、信号分析仪和矢量网络分析仪等产品均突破了50GHz,均可对标国际一线品牌同类仪器指标,已经成为了国外厂商在中国高端产品市场的直接竞争对手,因此在高端射频三大件产品领域,存在着广阔的竞争与国产化替代空间。
3、中国射频三大件国产替代路径:国产替代已是大势所趋,国内厂商如何破局
——突破技术壁垒
射频信号发生器、频谱和矢量网络分析仪技术核心主要基于射频微波电路和数字信号处理等学科,产品主要的技术门槛在于射频微波电路设计以及数字信号分析算法、软件平台等,涉及到较多的微波电磁波和通信理论,应用的射频芯片技术复杂且成本较高,前期研发投入大。
与此同时,随着5G通信、雷达、物联网、 汽车 电子、卫星通信等下游应用领域的快速发展,使得频域信号测量的应用范围得到扩展,下游应用领域对于频域测量仪器的性能提出了更高的要求,因此要实现国产替代,必须需要突破中高端射频三大件产品的技术壁垒 ,例如当产品达到26.5GHz的测量频率范围后,产品的射频芯片、射频材料、射频连接、微波仿真、微组装电路工艺等相关技术的设计难度和成本也迅速提升,因此中高端的射频三大件产品具有较高的技术壁垒,需要迫切地实现中高端产品的自主可控。
突破技术壁垒就意味着需要投入大量的人力和资金,众多国内厂商纷纷加大投入,加快自主研发脚步。以成都玖锦为例,其投入大量的研发人员与研发资金,其中研发人员占比达到66%,研发费用占比达到35%,均领先行业内的其他企业。这样的做法带来的成效也是极其显著的,经过多年技术积累,成都玖锦通过自主掌握的“宽频段超带宽多通道信号生成及模拟技术”、“宽带高隔离激励源和多通道信号分离接收技术”、“宽频段大动态宽带信号接收和分析技术”、“高速数字采集与处理技术”等四大硬核技术,打破国际技术壁垒,开发了“信号分析仪”、“信号发生器”、“矢量网络分析仪”和“综合测试仪”等产品线,正在国内高端电子测试测量仪器市场迅速崛起。
——倾力品牌打造
近年来党和国家高度重视中国品牌的建设。自2017年起将每年5月10日设立为“中国品牌日”。新时代、新经济、新赛道背景下,品牌价值对于企业的重要性已毋庸置疑,从中国制造到中国创造,随着电子信息产业链的强化发展,高端科研仪器技术的国产替代,其难点不只在技术,更在于整个市场的一份“信任感”。
国产自主品牌的建设之道在于用互联网思维打造工业品牌,例如成都玖锦从诞生之日起,就定位高端技术,秉持“一群人、一件事、一颗心、一辈子”的人文主义和长期主义精神,投入到了高端电子测试测量仪器仪表的研发工作上。2022年成都玖锦也备受国家重视,入选了中国品牌日。
同时,在疫情防控常态化下,国产自主品牌紧密结合新时代传播渠道特色,创新打通线上线下进行国产品牌的传播与推广,打造自己的品牌阵地。
——重视市场培育与建设
在射频三大件所属的通用电子测试测量仪器领域,欧美有是德 科技 、泰克、力科和罗德与施瓦茨等行业优势企业,培育了更为成熟的使用者,其能够熟练理解和使用功能日趋复杂的通用电子测试测量仪器,在选择相关仪器时能够更好的鉴别产品的性能,选择一些性价比高的品牌。
由此可见,企业对于市场消费者使用习惯的培育与建设尤为重要,是打造市场和品牌护城河的一项有力手段。例如成都玖锦通过对国内客户消费/使用习惯的洞察,从市场需求和使用习惯的角度出发,使得其产品符合国内消费者的 *** 作习惯,无需适应新的 *** 作模式,极大地降低了产品使用的学习成本除此之外,成都玖锦产品具有出色的可扩展性和兼容性,极大地降低了用户相关产品生态的建设成本。上述两种方式均是快速实现国产替代的有效手段和途径。
再例如电科思仪最新发布的“天衡星”系列产品,除了在性能和功能方面具有优势以外,“天衡星”系列产品采用高清大屏呈现测量结果,多种参数一览无余,且支持多点触控、自定义 *** 控界面、“一键搜索”等功能,使 *** 作更为简洁高效。
4、总结:中国市场快速发展,国产化替代正当时
近年来中国射频三大件市场规模快速增长,并且带动下游万亿级市场进一步发展。与此同时,国内厂商无论是在市场地位方面还是产品性能方面均得到了不同程度的提升和发展,尤其是技术水平的差距进一步缩小。综合来看,万事俱备,国产化替代正当时。
在国产化替代方面,不同企业选择了不同的实施路径,部分企业着力于实现技术壁垒的突破,部分企业倾力于品牌的打造,部分企业重视市场培育与建设,部分企业则多管齐下,致力于走出一条可持续化发展的国产替代之路。
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后来发现就连身边的同事和朋友也都有这样的“理解”,所以我觉得需要正式地写一篇文章,作为对这类说法的一个回应,以及对厘米波、毫米波技术和产生这些争论原因的一个说明。
当然在此我先亮明自己的观点: 厘米波和毫米波5G没有真假之分,只有应用场景的区别,并且目前阶段,全球绝大多数国家更需要厘米波。
如上图所示,目前5G主要使用两段频率,3GPP将它们命名为FR1和FR2频段。
FR1频段的频率范围是450MHz-6GHz,又叫做Sub-6GHz频段, 因为其波长大于10毫米,所以将这个频段称为厘米波。
FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz,由于FR2覆盖波段之中 多数为小于10毫米波长的频率,这部分频段因此得名“毫米波(mmWave)” ——但其实这个波动段中有一部分波长大于10毫米,但因为约定俗成的叫法,也就忽略了。
这个算是厘米波和毫米波称号的由来。
我们大家都知道,5G作为新一代通信技术,它属于网络信息时代的底层建筑,而像物联网、大数据、云计算、人工智能、无人驾驶等新技术,以及像VR/AR、各类5G终端电子产品、智能家居、智能交通工具等5G相关的硬件,都属于这整个生态的上层建筑。
5G通信技术作为底层建筑,在内部也存在着完整的生态,主要包含通信设备生产制造、以及通信运营,说白了就是 一个负责建设网络(通信设备企业),一个负责使用网络(通讯运营商)。
而毫米波和厘米波从技术角度来说,主要归负责建设网络的部分管。当然,生产制造者也都是从市场需求以及对未来的发展前景中进行分析判断,并最终决定生产制造的方向。 而诺基亚、爱立信、华为、中兴等通信设备企业在当前最优先考虑的就是对厘米波技术的落地应用,但不是说不发展毫米波,而是延缓对于毫米波的部署。
至于原因,就在于两者的优缺点。
厘米波的优点就是覆盖面积广,信号稳定,受到环境因素影响较小,它的缺点就是带宽没有毫米波的大,数据传输速率比起4G大很多(能达到100M/s,约为4G速率10倍以上),但是比起毫米波却小了很多。
而毫米波的优点则在于数据传输速率非常快(苹果新机发布展示过),同时时延很小,可同时连接设备的数量很大。但与此同时它的室外覆盖面积很小,非常容易受到建筑甚至树木的阻挡,受环境影响也很大,可能下雨都会极大地影响它的信号—— 总之,毫米波衰减效应太强,穿透性太弱。
当然,由于毫米波优势太突出,而且 毫米波频谱资源相较厘米波来说丰富很多 ,所以对毫米波技术的研究一直都在进行,对于它的两大弱点也有了相对可靠的手段。
比如说 Massive MIMO ,即大规模天线技术,它就是为了弥补衰减效应而发展出来的技术,原理很简单,发射天线和接收天线的单个增益既然没办法加强,那就增加数量,以提升信号强度。又比如 波束赋形 ,这个是为了解决传播路径的问题,既然穿透性很差,那就将无线信号定向传输到需要使用的方向,对于室外使用环境来说就能更精准的提升使用效率。
上边两项技术,主流设备商包括中兴、华为、大唐移动、爱立信、诺基亚以及三星都有相应的方案。
只不过大家需要知道的是, 无论如何弥补毫米波的短板,都需要付出很高的代价。 研发成本高企且不说,毫米波部件对于半导体加工的要求很高,这造成了元器件成本的增大,同时毫米波技术需要的基站数量要远大于厘米波技术,所以部署成本非常高,建好以后,海量的毫米波基站相比厘米波基站的耗电量也要大得多——运营成本非常高, 在成本如此高的情况下,却还远不能产生与之相对应的经济效益——因为5G时代可不是跟之前的移动通信时代一样,主要只针对电子产品的联网,它要承载的东西更多。
所以在当前全球各国的部署规划中,基本上都是厘米波先行,作为大范围的5G基础设施,毫米波则根据实际情况进行点状部署,比如某些工业企业、人口密集的大城市等有着实际需求且能够产生经济效益的地方。
全球各国可能只有美国例外,因为美国军方和国防建设占用了大量的厘米波频谱资源,以致于美国通信运营商只能选择毫米波频谱资源进行部署。 当然,美国的城镇化水平非常高,大城市里人口密集,具有很好的毫米波部署的先决条件。但是美国通信运营商已经在寻求美国军方对于厘米波频谱资源的腾让,他们也意识到厘米波技术的重要性。
其他发达国家的步调则基本都是厘米波为主、毫米波为辅,兼顾经济效益与实际条件。
而亚洲各国中,中日韩基本都是以厘米波为主,但日韩对于毫米波的部署与发展程度略微领先于中国,这个主要跟国情有关——我们的5G网络需要提供给14亿人使用,且覆盖面积远大于日韩,仅基于Sub-6技术的5G基站据初步规划就需要建设1400万个。当然,我们也有对于毫米波基站的部署,并且最早将于2022年开启商用。
其实很多人是比较迷惑的,4G时代的时候华为通信设备领域已经这么牛了,怎么不见制裁,为什么到了5G时代,美国忽然间发疯了一般对华为下手?
回答之前,大家应该知道 美国作为世界唯一超级大国的底气在哪里—— 科技 、军事、金融, 通俗点说就是美国硅谷、美军、美元。
华为发展厘米波基站技术,并在西方国家推广使用,包括爱立信、诺基亚等也纷纷展开相应研究,这一点仅从民生领域来说确实没什么。但我们要知道,美军的军事影响力遍及全球,北约组织实际上就是美军的后花园,这是美军能够在西欧各国驻军的原因。与此同时,美军在全球的海外军事基地、航空母舰编队、军方情报机构等,他们所使用的频谱资源都是厘米波。
所以美国在游说西方国家放弃华为的时候,基本上都会以这种巧合作为阴谋论的根基:你们国家用了华为的通信设备,那么我们的频谱资源相近,那数据就可能被窃取,安全就无法得到保障。
华为说自己不会窃取。
然后美国政客就说, 你怎么证明你们不会窃取呢?如果你们不能证明你们无法窃取,那就证明它可能会被窃取——那就是肯定能窃取。
这就叫诡辩术。
“你无法证明你没有杀人,那就证明你有杀人的嫌疑——所以我就可以说你杀了人。”——是不是很厉害?
美军靠这一招曾经收拾了伊拉克,但问题就在于华为不是伊拉克,华为背后站着中国,同时华为自己在海外的业务也确实非常透明公开。
近期瑞典反对华为5G,实际上也是美军在后边玩弄这套诡辩术,瑞典如果想加入北约,那就必须放弃华为5G。
那么有人问了,美军为什么明知道华为的厘米波5G基站对美军安全没什么威胁,却还是要反对它?
真相其实大家都知道, 因为华为不是美国公司,无法为美国军方及美国政府搜集情报提供帮助。 而且美国拿着q的时候大杀四方,有一天q跑到了别人手里,它也并不会觉得别人会拿q去打猎,它没有安全感。如果引领5G厘米波技术进展的是爱立信或者诺基亚,那相信阻碍会少上很多。
而且更重要的是,华为掌握厘米波5G技术不仅让美军感受到了威胁,还对美国 科技 造成了威胁。
同时对美国三大基石中的两个产生影响,虽然实质影响非常小,但是美国不允许出现任何意外,更何况华为背后站着的中国正在以不可阻挡的姿态迅速崛起。
这就是美国这届政府对华为的制裁不断加大力度,并最终靠着非常恶劣的方式终止华为芯片供应,以及外部的5G商业化部署。它需要把这个很小的可能性彻底地除去。
但 美国最终能够也没办法除掉华为,因为华为的背后站着的是中国,看上去我们国家对于华为在台面上没提供什么强有力的帮助,但其实国家对于华为的帮助远超我们的想象。
要不然华为早就和法国的阿尔斯通一样早就解体,阿尔斯通的创始人被美国法院判了125年监禁,而孟晚舟虽然也被美国刁难,但美国也没敢直接就对孟晚舟下黑手,为什么呢?只是因为美国对华为无能为力?因为美国害怕我们施以对等的惩罚,这就是加拿大出头的原因。而在美国实现了芯片断供后才发现,它对华为的实质伤害比自己想象中的要小,而且美国 科技 企业大受损失。
从最近的信息中可以判断出,孟晚舟应该离归国不远矣。加拿大已经逐渐承受不起非法羁押孟晚舟带来的各类损失及压力,美国对于华为进一步扼杀的意愿也已经随着现实的改变而发生了本质的转变。
所以现在最尴尬的就是加拿大。
但我们可能会让加拿大政府知道,只有尴尬是不够的,我们这个五千年文明古国有秋后算账的优良传统,一切等孟晚舟回国再说。
其实如果真去较真什么“真假5G”,我觉得“独立组网”(SA)和“非独立组网”(NSA)更类似于真假5G,但从本质来说,这两者提供的网络都是货真价实的5G,只不过都是为了兼顾经济效应而做出了对配置的调整。
厘米波和毫米波都属于真5G的不同路线,从本质来说,两者谁先谁后没啥区别,但如果将这个顺序放在产业链发展和用户角度去考量,就会发现先后顺序、主次顺序很重要。
如果先推进毫米波技术,而且一条腿走路,只走毫米波路线,那么建设的话就意味着资源的闲置和浪费,尤其对于我们中国这样地大物博、人口众多的国家,使用毫米波技术部署5G,将给我们整个通信网络建设运营带来极大的负担,而且还是长期的负担——因为目前还无法实现5G物联网方向的大规模应用,你花了非常大的精力和金钱建好了,却没办法收回投入(只靠5G手机入网经济效益很低),还要再投入海量的金钱和精力去维持它(耗电、耗材)—— 这就好比陷入了一种无意义的竞赛中。
而且目前我们推动毫米波基站的话,最赚钱的还是美国硅谷的那些半导体企业们,因为我们自己的半导体产业链还无法到达提供毫米波技术等级半导体元件的地步。
这样的困扰并不只存在于我国,西方发达国家的发展也并不均衡,城镇乡村的部署短期内都没办法考虑成本居高不下的毫米波方案。
所以大多数国家选择的都是厘米波先行,而 对于我国来说,厘米波先行还有其他的好处——有利于半导体产业链制造能力的提升。
我国早在几年前就已经制定了5G的发展规划,厘米波基站先行,目前也已经实现了商用,可以这么说, 厘米波5G的商用基本能够满足未来3-5年内的用户需求 ,包括用户的网络需求以及用户对于物联网、无人加势的需求。网络需求相对来说容易实现,即便上网设备数量猛增,厘米波基站可以以增益的方式实现一定的网速保障。而无人驾驶、物联网等需求在未来3-5年仍然属于发展阶段,即便有成熟的方案,也不会出现熟练众多的此类设备。
而在这三到五年间,我们的半导体产业链将因为此前的遭遇而获得更多重视及资源倾斜,也就意味着有更大的可能实现技术突破,那么很有可能,当我们真正需要大规模的毫米波技术基站的时候,我们的半导体产业链既能满足毫米波基站半导体元件的需求,也能满足消费电子、智能设备等硬件的半导体元件需求,尤其是芯片——我们将有一个时间窗口来发展我们自己的芯片制造产业链。
而如果我们在美国主导的毫米波战略下进行部署,很显然不符合我们的国家利益。
有个时间点很有意思: 我国规划2022年开启毫米波5G的商用,华为计划在上海建造一家不使用美国技术的芯片工厂,并预计将在2022年年底之前为其5G电信设备生产20nm的芯片。
那么我们的毫米波基站芯片或许将完全由国内提供。
所以如果之后即便美国松开对华为的5G芯片供应,可能我们也会拒绝——踹醒了我们,又想着把我们哄睡,可能么?
从目前来看,我们在5G发展上还是有些流于表面。
我们需要知道一件事,5G的发展水平看的并不是我们有多少5G用户,单从用户数量来看,中国的5G网络使用人数确实独一无二,但5G更大的意义可不是提供高速网络,我们需要看的是5G在工业领域的应用,对物联网、人工智能、无人驾驶等新兴领域的支撑。
所以我们听到通信运营商所公布的5G用户数量暴增,不用太过高兴,真正需要注意的是农业、采矿业、机械制造业、金属冶炼行业等对于5G的应用,以及无人驾驶、物联网建设等在大生态方面的应用,在对5G的应用上又该有着广泛而深入的 探索 。
华为的5G技术实际上做的就是修桥铺路的工作,但是整个5G生态需要的是路上有车、路边有房,而体现我们在整个5G时代发展水平的绝不仅仅是路修的多好,而是看我们依托这条路, 探索 出来了一个多大的应用空间、多么辽阔的世界。
从厘米波和毫米波路线之争中,我们最大的收获并不是证明了谁对谁错,而是看到了决定我们5G发展水平的其实是半导体产业链中的基础工业 ——光刻机制造、芯片设计软件、晶圆原材料加工等,这些决定着我们的5G将拥有什么样的发展潜力。
最后还是想说,大家真的不用羡慕哪款手机支持毫米波5G,因为市面上包括三星S20、iPhone12等支持毫米波5G的手机,基本上都只能在美国使用,而且受到很明显的地域限制——即便美国,毫米波也不可能随处可见。
而且别看三星支持毫米波,那也只是美国版本如此,韩国国内用的也是厘米波技术。厘米波是5G时代的主流基站,毫米波则作为重要补充——这样的格局将成为最终形态。
我认为我们前所未有地靠近下一个网络时代的核心位置,所以希望我们能一如既往地走自己的路,不沉迷不后退,一往无前,直至……
所向无敌。
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