黑芝麻杨宇欣：国产大算力芯片的现在与未来

“到了智能驾驶，传统的汽车芯片厂商开始慢慢掉队，我有问过这些传统的汽车芯片厂商，你们怎么看这些大算力的芯片？‘我们战略性的放弃’。”

9月14日，黑芝麻科技在北京举办了一场技术开放日活动。会上，黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣对于当下的中国汽车芯片发展表达了几个重要观点：

他认为，未来中国和美国讲成为汽车芯片博弈的最重要的两方；此外，2025年将是一个关键节点，在2025年之前还没有上车的芯片商，将在这一轮汽车芯片的发展浪潮中落败。此外，杨宇欣还对汽车产经说，未来国内做大算力汽车芯片的公司，只会剩下三两家。

在智能化浪潮冲击汽车行业，同时地缘政治影响芯片行业的多重因素下，作为国内新兴的汽车芯片企业，黑芝麻科技越来越受到行业、媒体以及投资者们的关注。如今，大算力自动驾驶芯片已经成为智能电动车的“标配”，而黑芝麻科技的A1000芯片，已经上了车。

以下为演讲整理

不断扩展的应用，定义了整个智能的底座，大家都喜欢讲底座，我们也讲底座。回顾整个电子行业发展几大阶段，PC时代主要是大规模的计算，高级程度、小型化，出现了PC，整个芯片的架构像CPU+GPU，实现基础的智能化的底座就是芯片。

智能手机除了复杂计算更加小型化的需求以外，影像功能变得非常重要，所以手机芯片智能化的底座像是CPU+GPU+图像处理，这成为非常关键和不可或缺的一环。汽车是集大成者，它把很多过去在电子行业几十年发展积累下来的技术综合起来，整个从应用数据的平台、创新的电子电气架构，包括强大的基础计算平台，然后成熟可靠零部件，软件可升级，对整个智能化底座和对芯片的要求越来越复杂。CPU+GPU+ISP+NPU神经网络加速，加上很多信号处理，芯片会变得越来越复杂。现在做的芯片可能是国内规模最大的集成电路，芯片的复杂度和芯片的规模成正比。我们现在一些芯片大概面积100多毫米左右，未来是几百毫米。芯片变得越来越复杂，集成电路的规模也越来越复杂，这也是为了应对不断提升的智能汽车对功能、性能的要求。

“中美两国未来会成为主要的大算力芯片博弈方”

其实智能驾驶技术的发展，上游核心供应链的发展，大家这几年非常关注的是缺芯，最主要的是MCU这样的芯片。这些传统汽车芯片的供应商主要集中在哪？集中在欧、美、日，日本瑞萨、欧洲的英飞凌、美国的TI这些公司。他们的成长跟这些欧美日汽车企业的成长是密不可分的，这些企业的发展把汽车卖到全世界，把上游核心供应链特别是核心芯片培养起来了。

开始车里边出现一些相对集中化功能的组件的时候，开始有SoC芯片的需求，比如说车载停车系统。大概几年前买车有个大屏很满足了，这个大屏后面是一个应用处理器，包括Mobileye卖的IDAS的SoC，确实国外的厂商有他的惯性，占据主要的。

但是到了智能驾驶，我们看这个核心开始变化，一方面这些传统的汽车芯片厂商开始慢慢掉队，我有问过这些传统的汽车芯片厂商，你们怎么看这些大算力的芯片？“我们战略性的放弃”。因为几方面：一个离市场远，另外一个长期的行业惯性会某种程度上制约他们对创新的敏感度。

看未来自动驾驶或者智能驾驶，全球芯片格局会变成什么样？

一方面美国还是全球创新的高地。美国是非常重要的一股势力，而且这股势力进行了迭代：现在美国在汽车芯片领域走的最快的是非汽车领域进来的芯片巨头。比如说英伟达原来不是做车的，高通原来不是做车，英特尔为了做车收购了Mobileye。但是他们看到高性能计算等等在未来汽车智能化过程中的重要性，所以他们开始进入这个市场，他们擅长的东西在这个市场爆发。

中国以黑芝麻智能为代表的一些创业的成长为独角兽企业的公司，一方面在不断挣扎生存，另外一方面不断把我们的创新能够体现在实际的客户的产品里。我相信未来智能驾驶中美会成为最主要的博弈的两方。

下一代电子电气架构的演进并不是一蹴而就，虽然大家讲很多中央计算的概念，但是从域控架构向中央计算演进过程中还会有不同的阶段，包括域与域之间的融合。相信之后有多域的融合芯片出现，并不是一步到位。最后一定会出现一个巨大的芯片把所有的功能集成起来，但是会逐个开始融入。这个多域融合的芯片，我们看到芯片企业都开始在布局。

我们乐观地估计，相信在2025年再往后，在中央计算架构来临的时候，我觉得如果中国的企业争气做的好，真的有希望在未来智能汽车的领域，能跟美国这些企业在这个细分赛道有机会平分天下。这是比较乐观的估计，一方面得益于在这个领域未来中国车企汽车产业中扮演的位置，一定会是非常重要的位置，十年、十五年之后，全球十大车企一半是中国。我们的成长，我们在产业里面逐渐的发展起来，也是靠国内车企的发展。

美国英伟达限令对“意识形态”的影响很大

首先美国对英伟达限制并没有涉及到汽车产品。但它对行业的影响在哪？大家突然发现脑子上多了一把刀，虽然有可能举刀人说这辈子不会放下。

之前我们基本上密集接到大量客户的电话，无论是加紧合作的加紧项目推进的要求，还是之前只是联系还没有正式启动合作的客户。我们发现车企从集团领导方面都在过问汽车大算力芯片或者核心的计算芯片，国产化替代的进程。即使有10%的可能性，我也做好100%的备份。虽然我们对汽车行业短期没有质的影响。但我相信对国产芯片，不光是芯片可能整个智能汽车国产化替代速度会加快。

大家不知道什么时候有或多或少的限制，以前判断美国不一定对民用市场动手，但实际上这对芯片的限制涉及到民用市场了，这个大家稍微有点始料不及。所以我觉得这个对汽车行业总体来说，短期之内没有影响。但是在意识形态上面的影响，我觉得还是挺大的。大家觉得还是要尽快在国内找各种解决方案的备份。

芯片法案包括之前EDA工具被限。芯片法案对中国半导体产业的影响，美国更多希望未来全球半导体产业拉回美国，代价可能是成本增加，所以要补钱。虽然政治正确很重要，但是也要算账。短期对中国没有影响，但是这个是让中国技术跟美国技术的赛跑变得更加重要的。比如说EDA工具7纳米以下有影响，但是到5纳米更先进的制程没有影响。在中国这些头部的或者是大芯片的产业大量转向更先进制程的时候，中国自己的体系是否有可替代方案？这就是一个问号，这是大家需要去博弈的。另外其他芯片法案很多还是在法国建档，影响倒还好，但总体上给国内汽车芯片半导体产业敲了一个警钟，限制只会越来越多。

国产汽车芯片市场的蓬勃发展会持续多久？

大家关注很多做汽车芯片的企业，汽车芯片非常难做，以前做芯片设计都会绕着走。

因为，第一，投入大。无论是IP、人才、研发成本都要比消费级和工业级芯片高很多。第二周期长，芯片本身研发周期到客户认证的周期，到客户认证之后研发产品的周期都很长。需要企业有足够多的资金储备，足够长的忍耐力，以及足够强的战略坚定性。另外，汽车芯片不像其他工业或者消费体的市场。后者的时间窗口比较宽松，只要你产品做出来，有一定的优势你就找到客户能开始卖。但是汽车芯片不太一样，因为汽车行业很保守，不愿意用新的供应商的产品，更别说你是创业公司了。

不过我觉得这一拨给本土的汽车芯片企业的机会是非常明显的，以前可能连机会都没有。因为新的技术迭代，带来了可选的范围越来越少。车企一方面不得不去选择更加创新的技术公司的产品，另外一方面为了保证未来不会再出现芯片供应短缺的问题，就要去培养本土的供应商。

虽然现在汽车芯片在蓬勃发展，但是我觉得这几年非常关键，就是2025年能不能上车。我认为2025年将是非常重要时间节点。届时，大多数关键环节汽车芯片都已经有跑出来的本土供应商了。所谓跑出来不是批量上车，或者成熟大规模应用。是说芯片已经有了，客户已经在用，或者在开发产品。

因为车企培养自己供应链体系的时候，当你关键供应商已经有了国产的供应商以后，它再替换另外一家国产供应商的动力会成几何级数下降。对车企来讲，要培养一个成熟的供应商，开始批量出货，特别是我们复杂的大芯片的供应商需要投入大量的人力、物力。他好不容易花很长时间，和人力、物力培养成了一个供应商，如果没有特殊原因基本没有换的动力。

所以大家一定要赶快跑。2025年之前如果能上车，进入汽车厂商供应链体系，未来的机会很多。如果2025上不了车，跟你相同领域的其他人上了车，基本上机会就非常小了。

我们其实算比较幸运，进入这个市场比较早，而且比较坚定的一直做这件事。我们现在已经有芯片，然后开始逐渐进入量产的这个阶段了。但是我相信这个领域还会有很多的国内芯片公司跑出来，但是时间很宝贵。

黑芝麻要做全球自动驾驶计算芯片引领者

介绍一下黑芝麻智能，我们定位是全球自动驾驶计算芯片引领者，希望通过自己领先的芯片技术，包括结合我们芯片技术之上的软硬件算法的能力，赋能产业形成面向车和路的不同的解决方案。我们融了大概五亿美金，借助这个时代的大潮能有充足的资金进行技术的迭代。

黑芝麻2016年成立，核心团队基本上都来自清华，来自汽车和芯片两个领域。2018年商业化落地，到2020年发布了第一代芯片，验证了我们的技术和产品。同时我们方案落地跟车企紧密的合作，2021年和2022年都是快速发展的阶段。2021年很多生态合作开始落地，我们路端方案开始量产，以及还发布了最新的A1000系列的芯片，也完成了C轮的融资，小米投资人投了我们。2022年继续推进我们的业务，产品开始量产落地。

我们跟江淮发布，其实是我们2021年定的点，因为我们非常尊重车企自己的意愿，不是合作定了，就推着车企，车企定了一段时间之后，认可你的能力以后才愿意一起发布PR。我们今年发布了江淮的合作，这个月应该还有更多车企合作的发布，以及前段时间也公布了C+轮的融资。

我们团队其实是很有特色的，看了一下国内做这个领域很多要么是汽车行业出来，要么是芯片行业出来，像我们这种能够结合了芯片圈和汽车圈两个领域非常资深的专家的很少。在芯片领域我们有20年以上芯片设计经验，我们的团队开发了上百颗SoC的流片，IP方面的设计也有十年以上的经验，开发出首个图像处理IP。汽车团队也是20年以上的汽车行业从业经历，之前有汽车量产的经验，同时也实现了之前在其他汽车里面的产品领域五年3000倍的业务增长。

4月16日，美国商务部以中兴违反美国对伊朗制裁条款为由激活拒绝令，未来7年禁止美国公司向中兴通讯销售零部件、商品、软件和技术。17日，美国联邦通信委员会（FCC）宣布将禁止移动运营商使用联邦补贴购买中国企业生产的任何电信设备。25日，《华尔街日报》报道，美国司法部正在对中国的华为是否违反美国对伊朗的制裁展开刑事调查。30日，美国财政部国际事务办公室助理秘书希思· 塔伯特（ Heath Tarbert ）在华盛顿的一次会议上明确表示，美国财政部正在考虑紧急立法，从而遏制中国在美国对敏感技术领域的投资。短短半个月，围绕中兴禁令事件，美方底牌尽出。

近日，美国参议院以85票对10票的压倒性优势，通过了NDAA 2019（《美国国防授权法》），其中就包含了针对中兴的条款，不仅将阻止特朗普政府撤销针对中兴禁令，未来还将会视中兴等公司为中国情报组织的延伸，禁止其产品的渗透，并遏制相关的技术交易。咄咄逼人的一系列手段背后，是美国政府对中国制造业2025发展规划，以及5G时代中美并驾齐驱的抗衡和博弈。

本月，未来论坛闭门耕研讨会在京举办，来自各界的专家代表围绕中国芯片行业现状及未来发展趋势，中国芯片产业的人才培养及产业生态等问题现场发表了意见。

中兴事件利大于弊

地平线（ Horizon Robotics ）创始人& CEO，未来论坛青年理事余凯首先表示 中兴事件让做芯片变成了一件“靠谱”的事 ，就像6年前95%计算机专业的人都不做深度学习，而因为AlphGO引爆并大力带动了深度学习的研发。

中国科学院计算技术研究所控制实验室主任、未来论坛青创联盟成员韩银和也说道：“中兴事件以后我们所有的企业，不管大小，都对芯片高度的重视，这其实是非常难得。 芯片是工业的基础， 过去很长时间我们都觉得它很重要，但是并没有很多人做，这一次中兴事件给了我们机会。”

清华大学电子工程系教授、未来论坛青创联盟成员汪玉对此表示同意，他说，我们看到了国内集成电路产业有一些环节上确实做到了部分自给自足，但是在很多 芯片重要行业上还有很大的差距， 比如高速光通信接口，大规模FPGA，高速高精度ADC/DAC等等，这些有差距的地方就是有机会的地方。

国内芯片行业亟待改善

汪玉说， 行业现状是什么样的？ 首先从人的角度来说，高校由于投入不够，到目前为止，至少业内认为高校的水平是不如工业界的。学校里的数据、工程不够多，在芯片这个行业也是一样的。培养一个人两年到三年，其实连芯片怎么做都很少有机会经历完整的流程，就面临毕业。其次，芯片行业持续的创新投入还是不够的。改革开放之前中国的芯片或者半导体这个行业追的还是挺狠的，改革开放后，分销、代工等更多可以赚钱的方式，对自主创新有冲击，埋下了现在的坑。后来发现已经有差距的时候，尝试反向设计芯片，也很难追赶。第三点，目前国家科研项目投入增大，但有时候实际结果和目标是脱节的，从某种意义上来说这是浪费钱。市场机制下，资本和客户会检验实际的产品性能，但是在科研项目这块，检验是很难的。指标层面可以更务实一些，有时候定指标定的太高了。

理性思考，发挥长板优势

余凯建议，面对中兴事件，一定要避免“义和团式”的民族主义。他说，国际一流是要在市场竞争中实现的，一定要充分的市场化。而且中国硬科技实力的科技企业跟商业模式创新的BAT企业分别是完全不一样的两条路，这条路我认为从第一天开始我们的市场就应该面向国际，因为 只有在全球市场里充分竞争，才能让一个企业真正做大做强 ，而民族化这条路我认为会越走越窄。另外，谈到所谓核心关键技术的自主可控的问题，毫无疑问这是我们的梦想，我们希望中国在整个半导体全链条关键技术上能够完全的自主可控。可是大家想想看，这个可能吗？十年之内能做到吗？现今半导体从它的核心IP，从EDA软件，从整个测试系统，所有一切的一切都不在我们的掌握之中，这是第一。

其二，现在高科技的发展，全球的分工合作已然是个现实，也是个趋势，任何的闭门造车都是不可能的，也是有害的。我们要做什么？我认为在我们所关注的点上，在我们有机会做的事情上， 要发挥我们的长板优势 。比如“地平线”所关注的——面向整个自动驾驶的处理器架构的设计，我们希望能够做出长板的效应，在国际的分工合作中，享有充分的话语权，能把对手逼到谈判桌上跟我谈合作，而不是完全没有任何的还手之力，我觉得这是真正理性的思考。

韩银和也表示，补齐短板很重要，培养长板作为未来竞争的杀手锏同样重要。在未来可预见的一些重大应用里，像机器人、物联网等领域，在现在芯片还不够成熟的时候，先把生态建立起来，并由此发展芯片体系，就能形成“竞争长板”。

鉴往知来，打破芯片困局

中国科学院计算技术研究所研究员，先进计算机系统研究中心主任，未来论坛青年理事包云岗从70、80年代的美日半导体之争，分析了美国的重回霸主地位的三点要素。包云岗说， 中国半导体产业困境如果用三个字总结就是“人、财、物” ，美国解决之道的三点在中国都可以做，第一，政府加大基础研究投入，并且应该持续投入；第二，民间力量的补充，比如像未来论坛就是一个非常好的平台，做了有力的补充；第三，吸引资本，促进技术转化，现在都有相应的措施在做。还有两点也值得重点关注： 一个是人才方面，吸引海外人才回来；第二个是开源芯片设计 。

包云岗说，我们做过一个统计，现在不缺中国国籍的人才，中国确实培养了很多出色的人才，他们能够做出最顶尖的工作，只不过这些工作都主要是在美国完成，而且毕业以后他们大多还是会留在美国。所以未来我们要吸引更多的人才回国，他们对我们中国芯片发展的未来会有很大作用。其次是开源芯片的设计，这能够降低整个芯片设计的门槛。今天芯片设计的门槛真的非常高，动不动一个芯片设计要几千万，甚至上亿。如果我们芯片设计能够像开源软件那样，做到简单、低成本，就有可能让更多的广大的中小企业也具备设计芯片的能力，这样有可能会颠覆现在整个芯片产业。这个事情是可预期的，而且美国已经在做了，这是值得我们思考的。

韩银和也谈到，国内芯片领域人才严重不足，原因有两点， 第一，人才供给不足 。芯片人才来自高校微电子学院，现在全国微电子是二级学科，电子是一级学科，电子下面有很多二级学科，所有的招生指标都要放到学院统筹，可能在总的学院招生指标里达不到三分之一，因为我们长期对微电子学科没那么重视，这是第一个方面。 第二，人才留存率不高 。以我的学生为例，做芯片设计的毕业去向，大概只有三分之一甚至四分之一的人去做芯片，三分之一去了BAT，其他三分之一去了国企等企业。所以我们辛辛苦苦花了四、五年培养出来的学生，最后大多数没有选择芯片企业。近几年的情况可能好一点，因为有了这么多人工智能的企业，现在我学生去芯片企业的比例反而高了一点，但是在过去很长一段时间内，我们的学生去芯片企业的很少很少。

针对这两个现有问题，韩银和提出了四点应对办法，他说，首先留存率是市场决定的，很难改变，以前芯片行业工资低，要想扭转这个局面，唯有 从国家层面扩大供给侧才能解决 。第二，在人才投入方面， 硕士、博士培养要有所侧重 ，因为芯片人才培养周期很长，两年制的培养模式很难培养出符合企业需求的应用人才。同时我们发现，博士生现在是比较契合企业实际需求的，所以可以增加学校的博士生培养模式。第三，比较年轻优秀的人，大多不愿意做芯片，这里有一个重要的问题——评价体系。 芯片领域需要一套独特的评价体系，能够正确评价我们领域的贡献度 。第四， 要培养产学研融合的综合人才 。我们国家资助模式是国家出钱企业配套，美国NSF和DARPA有一类项目是几个企业联合起来立项目出经费，国家根据企业出钱的情况来做后补贴，这是非常好的一个产学研的模式。韩银和补充说，芯片领域没有一个像中国计算机学会，或者像未来论坛这样活跃的组织在运作、为芯片代言，导致芯片领域各个层次的人沟通很少，不够活跃。

更多“芯”声

中国科学院计算技术研究所控制实验室主任 韩银和

大家不用太悲观，芯片领域基本上是我们国家精密制造领域的最高峰，如果芯片领域突破了，整个国家的工业体系就没问题了，如果芯片的问题解决了，我们就基本上实现了全产业振兴的梦想。

美国博通公司首席工程师 金毅

中国正在上升发展的时期，中兴事件是一个很好的机会，可以吸引更多的海外人才，这对他们来说是一个职业发展的机会，具有很大吸引力，对于中国芯片行业发展也是很有利的，这是双赢。

北京大学计算机科学技术系副教授 易江芳

反观2017年获得图灵奖的John L Hennessy 和 David A Patterson ，为什么他们做芯片？他们从自己的工作中发现软硬件要协同，关心体系结构、硬件设计，关心两者的结合，希望吸引更多做OS的人。

地平线（ Horizon Robotics ）创始人& CEO 余凯

分享一句话，肯尼迪在启动阿波罗计划的时候说，“我们启动阿波罗登月计划，不是因为它容易，而是因为它难。”我觉得跨越这样的一个高峰，对中国整个科技产业都有很重要的指标性的意义。

中科院微电子所研究员，硅器件中心副主任 曾传滨

芯片这个行业是一个极致的行业，是全球智慧的结晶。网络起来的时候，面对谷歌我们有百度、阿里、腾讯……未来面向人工智能，屏幕将被取代，5G网是智慧的中心，下一种体系结构将诞生出来。

未来论坛·闭门耕

闭门耕作为打通产学研及资本对接的高端闭门会议，定向邀请科学家、企业家、投资人、政府及相关行业创业工作者参加，探讨前沿科学研究方向、带动科学技术应用落地、引领未来产业发展方向，同时加入政策与商业模式环境下的讨论，以前瞻性、启发性、思辨性为主，碰撞交流。

所谓的中美博弈，说的通俗些，就是两国围绕各自的切身利益，争话语权、主导权、领导权。分析原因，其实也很简单：现在世界上国家中，美国仍然是称霸全球、一极独大。世界上任何热点问题，都有美国的身影。而中国的快速发展，势必需要扩大自己的利益范围，这是中国的发展壮大趋势所决定的，因此，就有了中美博弈。比如，世界各地多是美国的势力范围，而发展中的中国加强与部分国家和组织的关系（上合组织、金砖国家以及欧洲、亚洲、非洲、南美洲等国家和地区），在美国眼里就是争夺“势力范围”，美国遂无处不在围困、打压中国，中国为了生存和发展的利益，必须要运用一定的策略以应对，这就是博弈。

5G到底是什么？

5G的全称是第五代移动通信技术（5th generation mobile networks），

1G（语音通话）：第一代(1G)于20世纪70年代末推出，80年代初投入使用。1G网络是利用模拟信号使用类似AMPS和TACS等标准在分布式基站(托管在基站塔上)网络之间“传递”蜂窝用户。

2G（消息传递）：在20世纪90年代，2G移动网络催生出第一批数字加密电信，提高了语音质量、数据安全性和数据容量，同时通过使用GSM标准的电路交换来提供有限的数据能力。

3G（有限数据：多媒体、文本、互联网）：20世纪90年代末和21世纪初，3G网络通过完全过渡到数据分组交换，引入了具有更快数据传输速度的3G网络，其中一些语音电路交换已经是2G的标准，这使得数据流成为可能，并在2003年推出了第一个商业3G服务，包括移动互联网接入、固定无线接入和视频通话。

4G和LTE（真实数据：动态信息接入，可变设备）：4G充分利用全IP组网，并完全依赖分组交换，数据传输速度是3G的10倍。由于4G网络的大带宽优势和极快的网络速度提高了视频数据的质量。LTE网络的普及为移动设备和数据传输设定了通信标准。

而5G相比于4G则增加了高速率、泛在网、低功耗、低时延的特点，从而具备超大网络容量，提供千亿设备的连接能力，满足物联网通信。目前，5G时代定义了以下三大应用场景：

eMBB：增强移动宽带，顾名思义是针对的是大流量移动宽带业务；

URLLC：超高可靠超低时延通信，例如无人驾驶等业务（3G响应为500ms，4G为50ms，5G要求05ms）；

mMTC：大连接物联网，针对大规模物联网业务；

而5G标准则被分成了分成了R15、R16两大阶段，其中R15又分为三部分，R15 NR NSA(新空口非独立组网)标准2017年12月完成，R15 NR SA(新空口独立组网)标准2018年6月完成，后边的5G Late Drop于今年6月份冻结，而R16标准完成时间则要到2020年6月，到那个时候，5G所有标准才算完成。R15标准主要是5G组网方式，而R16主要是面向智慧工厂、无人驾驶等垂直领域应用。

如今完成的R15阶段的NSA和SA一直被人所广泛热议。

为什么会有NSA也就是非独立组网出现呢？不同于以往2G/3G/4G整体演进，5G时代核心网、基站被分开了，所以就多出了多种组合方式。R15 Late Drop标准也是为 NSA 增加了更多的组合方式，可以令移动运营商可以更便捷部署5G网络，主要是增加NSA非独立组网模式，转换为5G作为核心网，增加了5G基站为主，4G基站为辅；或者4G基站为主，5G基站为辅两种状况。此外还支持NR-NR双连接，意思就是手机同时连接到两个不同频段上，低频作为覆盖层，高频充当扩容层，既保证了信号覆盖又能提高传输速率。

目前商用的5G手机中只有华为手机支持SA组网，SA组网是未来发展趋势，但并不代表NSA是假5G，目前中国运营商很多都是用的NSA，5G的发展是由NSA向SA过渡的。明年所有手机都会支持NSA/SA，建议大家明年再买！

5G两大方案：Sub-6G和毫米波

5G的建设方式有独立组网和非独立组网两种，那你想要建设什么样的5G，其实也有两种，也就是我们说的5G两大方案：Sub-6G和毫米波。

这两种方案是根据5G所使用的不同频谱来划分的，频谱是频率谱密度的简称，手机通讯信号传输都是通过一定频率传输的。

根据2017年12月发布的 V1500版TS 38104规范，5G NR的频率范围分别定义为不同的FR：FR1与FR2。第一种（FR1）的重心放在6GHz以下的电磁(EM)频谱上(“低到中频段频谱”，也称为“Sub-6”)，主要在3GHz 和4 GHz频段。第二种FR2侧重于24~300GHz之间的频段(“高频频谱”或“毫米波”)。

5G NR的频段号以“n”开头，与LTE的频段号以“B”开头不同。目前3GPP指定的5G NR频段如下：

① FR1（Sub-6GHz）范围内：

② FR2（毫米波）范围内：

波长较短的毫米波会产生较窄的波束，从而为数据传输提供更好的分辨率和安全性，且速度快、数据量大，时延小。其次，有更多的毫米波带宽可用，不仅提高了数据传输速度，还避免了低频段存在的拥堵（在研究毫米波频率应用在5G之前，该频段的主要运用在雷达和卫星业务）。5G毫米波生态系统需要大规模的基础建设，但可以获得比4G LTE网络高20倍的数据传输速度。

高通在MWC的展示中，通过运用毫米波技术，达到了463Gbps的网络传输速率，这是一个在4G时代无法想象的快速。

但受制于无线电波的物理特性，毫米波的短波长和窄光束特性让信号分辨率、传输安全性以及传输速度得以增强，但传输距离大大缩减。

根据谷歌对于相同范围内、相同基站数量的5G覆盖测试显示，采用毫米波部署的5G网络，100Mbps速率的可以覆盖116%的人口，在1Gbps的速率下可以覆盖39%的人口；而采用Sub-6频段的5G网络，100Mbps速率的网络可以覆盖574%的人口，在1Gbps的速率下可以覆盖212%的人口。

谷歌测试结果对比，上为毫米波覆盖，下为Sub-6覆盖

可以看到，在Sub-6下运营的5G网络覆盖率是毫米波5倍以上。而且建设毫米波基站，需要大约在电线杆上安装1300万个，将花费4000亿美元，如此才能保证28GHz频段下以每秒100 Mbps速度达到72%的覆盖率、每秒1Gbps的速度达到大约55%的覆盖率。而Sub-6只需要在原有4G基站上加装5G基站即可，大大节省了部署成本。

目前因为美国政府尤其是军方将大量3-4GHz范围内的频段用于军用通信和国防通讯，迫使美国只能选择押注毫米波。

中国选择押注Sub-6G，按3GPP关于5G的频谱范围规范，联通、电信舍弃了之前的频谱资源，换来了目前产业成熟度最高的35GHz资源（3400MHz-3500Mhz分配给中国电信，3500MHz-3600MHz分配给中国联通）；移动则在26GHz频段和49GHz频段上持续深耕。

另外，中国虽然押注Sub-6G，但是并没有放弃对毫米波的探索，充分贯彻了鸡蛋不放在一个篮子里的理念。

中美5G建设状况

刚才我们说道，美国5G毫米波存在缺陷，所以目前Sub-6G中的3Ghz和4Ghz之间的频谱波段主导了全球的5G活动，因为相比于毫米波频谱，3Ghz和4Ghz的传播范围得到了改善，能用更少的基站数量提供相同的覆盖范围和性能。

而中国也成为了全球5G的领先者，并且有望成为5G全球经济的领导者，构建5G全球标准：

中国计划部署第一个广泛使用的5G网络，其首批Sub-6网络服务将于2020年投入使用。先发优势可能会推动智能手机和电信设备供应商以及国内半导体和系统供应商的市场大幅增长。因此，中国的互联网公司将为其国内市场开发基于5G速度和低延迟性能的服务和应用程序。随着5G在全球以类似的频段部署，中国的智能手机和互联网应用及服务很可能占据主导地位，即便它们被美国市场排除在外。中国在5G领域的发展，将重现美国在4G领域的辉煌。

在海外，中国一直在与国家和外国公司保持合作，以扩大其5G的影响力。在欧洲，尽管美国官员要求盟友阻止中国公司，华为和中兴仍然正在为个别国家的5G网络提供建设的服务，并签署了多项5G合同。此外，中国在“一带一路”计划中投入了大量时间和资源，包括推动中国建设的网络基础设施，以提供跨越整个路线的连通性。这一策略已经取得了一些成功：在2018年第三季度，华为在全球通信设备市场占有28％的份额，比2015年上升了4个百分点。随着更多地区的5G网络依赖中国通信设备推出，预计华为的市场份额将继续增长。这些努力将使中国能够推广其首选的5G网络标准和规范，并将在未来主导全球的5G产品市场。

而美国还在思考如何完全解决毫米波的缺陷，目前美国试图通过大规模MIMO和波束赋型改善毫米波的传播效率。

大规模MIMO是一种天线阵列，它将极大地扩展设备连接数和数据吞吐量，并将使基站能够容纳更多用户的信号，并显著提高网络的容量(假设存在多个用户射频路径)。波束赋型是一种识别特定用户的技术，该技术可以最有效的把数据传递给特定用户并减少附近用户的干扰。虽然这些技术可以改善毫米波的传播效率，但是在更大范围内保持连接稳定仍然存在挑战。在将毫米波作为一种更通用的无线网络解决方案部署之前，还需要投入大量的时间和研发成本来解决毫米波的传播特性问题。

除此之外，美国还在思考是否要转投Sub-6G方案，跟着中国走。

加速在美国进行5G 6 Sub-6 GHz的部署。向复杂的多频段收发器添加新频段大约需要两年时间，美国将能够通过利用市场上已有的子组件和设备来实现更成熟的频谱使用，例如使用现有的高通产品来实现中国5G系统使用的频段，从而避免花费额外的时间来弥补追赶这两年在5G研究上的落后。

然而即使通过共享频谱的方式，也需要花费5年：

想要允许Sub-6频段的商用，可以重新规划政府的频段或者共享这些频段，但这两个方式的时间都相对过长。清除频谱占用(将现有的用户和系统迁移到频谱的其他部分)，然后通过拍卖、直接分配或其他方法将其释放到民用部门所花费的平均时间通常在10年以上。共享频谱是一个稍微快一点的过程，因为它不需要对现有的用户进行彻底的改革，但即使是这样，也要花费5年以上的时间。

可以说目前美国已经陷入了5G的困局之中，而中国在5G的发展上正走得十分稳健。工信部近日表示，目前各地所推进的基本上为非独立组网的5G网络，预计明年我国正式大规模投入建设独立组网的5G网络。

中国信息通信研究院的《5G产业经济贡献》认为，预计2020至2025年，我国5G商用直接带动的经济总产出达106万亿元，间接拉动的经济总产出约248万亿元，5G将直接创造超过300万个就业岗位。

最为重要的是，中国将可能成为全球5G的领导者，重现美国在4G时代的全球经济主导权。

数据来源：美国国防部国防创新委员会发布了《5G生态系统：对美国国防部的风险与机遇》（《THE 5G ECOSYSTEM: RISKS & OPPORTUNITIES FOR DoD》）报告

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