當(dāng)前，全球范圍內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正酣，其商業(yè)價值仍處探索和拓展階段，然而業(yè)界已迫不及待地啟動了6G技術(shù)研究，有些國家更是著急“抱團(tuán)”。

2021年末，三星美國研究中心（SRA）向美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）申請6G試驗(yàn)頻率使用許可，并獲通過。

實(shí)際上，自2020年以來，美國通過聯(lián)合研發(fā)、簽署大型采購合同等形式不斷加強(qiáng)與歐洲、日本、韓國等在6G領(lǐng)域的技術(shù)合作，希望在6G時代實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，拿回通信領(lǐng)域全球主導(dǎo)權(quán)，并企圖在萌芽階段遏制中國6G的發(fā)展。

面臨比5G時代更加激烈的全球競爭，中國6G要如何布局？

文 |老解

編輯 | 丁貴梓 瞭望智庫

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數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，使得創(chuàng)建虛擬數(shù)字世界成為可能，我們將迎來一個真實(shí)物理世界與虛擬數(shù)字世界深度融合、萬物智聯(lián)的新世界。

比如終端設(shè)備的革新，觸摸屏輸入將成為過去，通過新型人機(jī)接口，人們甚至可以依賴腦傳感器操縱機(jī)器設(shè)備；再比如全息通信和感官互聯(lián)的普及，人們將不再受時間、空間限制，實(shí)現(xiàn)多維感官的交融響應(yīng)。在未來城市里，智能傳感器、智能機(jī)器人、無人駕駛車輛將通過相互協(xié)作、學(xué)習(xí)，提升工作效率和準(zhǔn)確性，從容應(yīng)對實(shí)時變化。

2021年11月8日，在上海舉行的第四屆進(jìn)博會上展示的未來6G通信技術(shù)概念。圖｜中新社

而要滿足這些未來場景需求，實(shí)現(xiàn)物理世界與數(shù)字世界的連接和融合，就需要移動通信網(wǎng)絡(luò)提供比5G更快的速率、更大的吞吐量、更低的時延、更可靠的穩(wěn)定性、更智能的調(diào)度、更低的能耗等等。

這就是6G要解決的問題。

作為下一代移動通信技術(shù)，6G將在承接5G的基礎(chǔ)上繼續(xù)破除通信技術(shù)局限，推動人類社會不斷進(jìn)步。

要在速率和帶寬上超越5G，首先得解決頻譜問題。

無線頻譜是移動通信發(fā)展的基礎(chǔ)。基于低頻段頻譜可實(shí)現(xiàn)廣覆蓋的經(jīng)濟(jì)特性，同時也受限于帶寬的不足，過去移動通信集中使用的無線頻譜都在6GHz（吉赫茲）以下。為在速率和帶寬上實(shí)現(xiàn)突破，5G首次將移動通信技術(shù)拓展到24-50GHz的毫米波頻段，開始了移動通信技術(shù)在高頻段的拓荒之旅。

6G要實(shí)現(xiàn)比5G更高的速率和更大的帶寬，就只能挺進(jìn)比毫米波更高的頻段。

業(yè)界普遍將100-10000GHz（或0.1-10THz，太赫茲）頻段視為6G最可能使用的工作頻段。相比于毫米波，太赫茲頻段頻率更高、通信容量更大，具有傳輸速率高、抗干擾能力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)通信探測一體化等特點(diǎn)，是電磁波譜中唯一尚待開發(fā)的新頻段，頻譜資源極為豐富。太赫茲頻段大帶寬特性，足以支持6G所需超高傳輸速率和超大傳輸容量。

早在2020年，F(xiàn)CC就開放了95-3000GHz頻段，作為6G技術(shù)研發(fā)的實(shí)驗(yàn)頻譜。不過，太赫茲頻段仍待全面探索。基于當(dāng)前技術(shù)能力，高頻段太赫茲基站組網(wǎng)的有效覆蓋半徑僅為10-50米左右，還需在無線空口技術(shù)等層面取得突破，才能解決太赫茲基站覆蓋的經(jīng)濟(jì)成本和物理組網(wǎng)問題。

作為前沿技術(shù)，6G研究工作最早由學(xué)術(shù)界牽頭。

2018年，奧盧大學(xué)在芬蘭政府的資助下率先啟動“6Genesis——支持6G的無線智能社會與生態(tài)系統(tǒng)”6G旗艦項(xiàng)目，并于2019年3月組織召開全球首屆6G峰會，發(fā)布全球首份6G白皮書，推動了6G研究的起步。

隨著6G愿景逐漸清晰，為在6G研究上占據(jù)制高點(diǎn)，各國政府紛紛針對6G研發(fā)開展戰(zhàn)略性布局，美國就是率先搶跑的國家之一。

2019年1月9日，美國拉斯維加斯消費(fèi)電子展期間，一名觀眾體驗(yàn)6G虛擬現(xiàn)實(shí)拳擊游戲。

因其5G部署受頻率分配限制，在國際通用的6GHz以下低頻段上干擾較多，美國轉(zhuǎn)而先發(fā)毫米波商用（這也導(dǎo)致其5G發(fā)展緩慢）。因此，也有部分美國官員和專家主張?zhí)^5G，直接發(fā)展6G。2018年9月，F(xiàn)CC官員就在公開場合展望6G技術(shù)，提出“6G將使用太赫茲頻段”“6G基站容量可達(dá)5G基站的1000倍”等觀點(diǎn)。

2020年5月，ATIS發(fā)布6G行動倡議書，建議政府在6G核心技術(shù)突破上投入額外研發(fā)資金，鼓勵政府與企業(yè)積極參與制定國家頻譜政策。2020年8月，特朗普政府正式批準(zhǔn)6G實(shí)驗(yàn)。隨后，F(xiàn)CC開放95-300GHz太赫茲頻段作為實(shí)驗(yàn)頻譜，正式啟動6G技術(shù)研發(fā)。

作為全球第一個實(shí)現(xiàn)5G商用的國家，韓國也較早開展了6G研發(fā)工作。2020年8月，韓國科學(xué)技術(shù)信息通信部（MSIT）發(fā)布《引領(lǐng)6G時代的未來移動通信研發(fā)戰(zhàn)略》，計(jì)劃5年投資2000億韓元（約合1.68億美元）用于6G技術(shù)研發(fā)，確保韓國在2028年成為全球首個6G商用國家。

為和韓國競爭，日本亦出臺6G國家戰(zhàn)略，搶先發(fā)布《6G技術(shù)綜合戰(zhàn)略計(jì)劃綱要和路線圖》，提出2025年實(shí)現(xiàn)6G關(guān)鍵技術(shù)突破、2030年正式啟用6G網(wǎng)絡(luò)、掌握6G技術(shù)專利份額超10%等目標(biāo)。

歐盟除了先后出臺《塑造歐洲的數(shù)字化未來》《歐洲新工業(yè)戰(zhàn)略》《2030數(shù)字化指南》等多項(xiàng)相關(guān)戰(zhàn)略，還采用多國整體戰(zhàn)略合作模式推進(jìn)6G研發(fā)，邁出了聚集行業(yè)利益相關(guān)者、共同推進(jìn) 6G 的重要一步。

為強(qiáng)化歐盟移動通信技術(shù)的6G競爭力，在全球6G競爭中形成制衡力量，諾基亞牽頭6G旗艦項(xiàng)目Hexa-X，計(jì)劃總體投入800 億歐元，致力于構(gòu)建歐盟6G技術(shù)發(fā)展路線圖。愛立信則組織參與歐盟 REINDEER 項(xiàng)目、研究無蜂窩MIMO技術(shù)，致力于將歐盟打造為6G開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)化和最終部署中心。

我國的6G相關(guān)科研工作啟動也比較早。2019年6月，工業(yè)和信息化部牽頭成立中國 IMT-2030（6G）推進(jìn)組，標(biāo)志著我國6G研發(fā)正式啟動。推進(jìn)組成員主要包括三大運(yùn)營商、通信設(shè)備制造商、高校和研究機(jī)構(gòu)等，共同組成聚合中國產(chǎn)學(xué)研用力量、推動中國6G技術(shù)研究和開展國際交流與合作的主要平臺。

同年11月，科學(xué)技術(shù)部牽頭成立國家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組。其中，推進(jìn)工作組由相關(guān)政府部門組成，負(fù)責(zé)推動6G技術(shù)研發(fā)工作實(shí)施；總體專家組由來自高校、科研院所和企業(yè)共37位專家組成，負(fù)責(zé)提出6G技術(shù)研究布局建議與技術(shù)論證，為重大決策提供咨詢與建議。

對于中國而言，要在風(fēng)起云涌的6G競爭中繼續(xù)保持領(lǐng)先地位，還面臨諸多挑戰(zhàn)，尤其是美國在6G領(lǐng)域的規(guī)劃部署與技術(shù)進(jìn)步。

就技術(shù)本身而言，當(dāng)前，太赫茲已成為6G早期研發(fā)的重要實(shí)驗(yàn)頻段，而美國早在20世紀(jì)90年代就開始了對太赫茲技術(shù)研究的大規(guī)模投入。2020年9月，由30多所美國大學(xué)合作組建的太赫茲與感知融合技術(shù)研究中心啟動了針對無線技術(shù)和太赫茲芯片的研究。可以說，美國在高頻無線領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)、射頻硬件和芯片等方面均有一定的領(lǐng)先優(yōu)勢。

在戰(zhàn)略部署上，5G發(fā)展不力成為美國加快6G研究的巨大動力。2020年，特朗普政府正式批準(zhǔn)6G實(shí)驗(yàn)后，ATIS于同年10月成立了專門管理北美6G發(fā)展的貿(mào)易組織——Next G聯(lián)盟。聯(lián)盟的戰(zhàn)略任務(wù)主要包括：建立6G戰(zhàn)略路線圖、推動6G相關(guān)政策及預(yù)算、6G 技術(shù)和服務(wù)的全球推廣等，最終目標(biāo)是確立美國在6G時代的領(lǐng)導(dǎo)地位。

為擴(kuò)大影響力，除了美國信息產(chǎn)業(yè)巨頭高通、蘋果、思科、微軟、谷歌和通信運(yùn)營商AT&T、Verizon之外，Next G還吸納了歐洲通信廠商愛立信、諾基亞，韓國三星、LG，日本夏普、NEC、DoCoMo等，中國臺灣地區(qū)的臺積電也在其中。

Next G聯(lián)盟明確要求，在美國商務(wù)部實(shí)體清單中受出口、再出口或轉(zhuǎn)讓許可要求約束的組織沒有資格參加該聯(lián)盟，形成其與盟友之間的6G合作“小圈子”。

2021年10月，Next G聯(lián)盟向國際電信聯(lián)盟下屬無線電通信部門ITU-R提交了關(guān)于IMT-2030愿景的6G路線圖建議，希望借此影響未來6G全球標(biāo)準(zhǔn)的制定。同年底，Next G聯(lián)盟高調(diào)宣布與韓國5G論壇簽署諒解備忘錄，并將在討論制定6G路線圖、全球標(biāo)準(zhǔn)化和頻譜方面深入合作，旨在為其牽頭制定的6G路線圖尋求更多國際支持。

而這都是為了將美國在太赫茲技術(shù)上的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為對6G技術(shù)全球標(biāo)準(zhǔn)的影響力和主導(dǎo)權(quán)。

受美國商務(wù)部實(shí)體清單制裁影響，包括華為、中興在內(nèi)的我國高科技企業(yè)不僅被Next G聯(lián)盟排除在外、得不到技術(shù)交流的機(jī)會，在相關(guān)技術(shù)、芯片等進(jìn)口方面也受到嚴(yán)格限制，嚴(yán)重影響我國在高頻無線技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)展。

在競爭日趨激烈的6G研究賽道上，面對美國圍追堵截的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，如果我們?nèi)酝Ａ粼?G經(jīng)驗(yàn)、形成路徑依賴，就有可能錯失機(jī)會、被人反超。

2021年6月，我國IMT-2030（6G）推進(jìn)組發(fā)布《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)白皮書》，仍將6GHz及其以下頻段的新頻譜視為6G發(fā)展的戰(zhàn)略性資源。

從考慮未來建網(wǎng)的角度出發(fā)，IMT-2030（6G）推進(jìn)組重視中低頻段，固然有其合理性。但要滿足6G對超高速率、超大容量的頻譜需求，高頻段技術(shù)已是必然。隨著5G標(biāo)準(zhǔn)向R16、R17、R18發(fā)展，5G應(yīng)用對高速率、大帶寬的需求最終還是要由中、高頻段來支撐和實(shí)現(xiàn)，其技術(shù)價值將在垂直行業(yè)應(yīng)用中得到最大體現(xiàn)。

隨著5G演進(jìn)到6G，競爭將越來越多地集中在技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)價值上，而不是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小。面對美國在太赫茲等高頻技術(shù)上的優(yōu)勢挑戰(zhàn)，我們應(yīng)具備危機(jī)意識，盡快采取行動，積極應(yīng)對6G研究的全球競爭。

一方面，在移動通信市場和技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大對外開放，特別是加強(qiáng)與歐盟企業(yè)的合作。

在全球5G產(chǎn)業(yè)鏈上，美國的高通和蘋果在芯片和終端市場形成較強(qiáng)競爭優(yōu)勢，但通信設(shè)備領(lǐng)域卻主要由中國的華為、中興和歐洲的愛立信、諾基亞占據(jù)。因此，在6G研發(fā)上，美國除了要維持傳統(tǒng)優(yōu)勢外，還要在無線射頻產(chǎn)品上爭奪一席之地，歐洲的愛立信和諾基亞也勢必會受到影響。

制定統(tǒng)一的6G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、打造全球市場，需要多方合作、形成大多數(shù)共識，若僅靠國內(nèi)力量則存在被邊緣化的風(fēng)險。

因此，我們要團(tuán)結(jié)更多力量，既可考慮組建跨國研發(fā)聯(lián)盟，也可成立跨國研發(fā)項(xiàng)目，吸引包括歐盟企業(yè)在內(nèi)的公司和研究機(jī)構(gòu)參與。通過技術(shù)和市場的密切聯(lián)系，既可在6G研究上打破技術(shù)封鎖，又可在制定6G標(biāo)準(zhǔn)的過程中實(shí)現(xiàn)制衡。

另一方面，國內(nèi)相關(guān)通信企業(yè)要有前瞻意識和危機(jī)意識，勇于承擔(dān)6G使命。

國內(nèi)企業(yè)由于在5G專利和市場上積累大量利益，過早和過快地推動技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)向6G演進(jìn)無疑將對既有利益造成一定損傷，因此容易陷入“進(jìn)化短視”的路徑依賴。

2021年4月，知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心發(fā)布的《6G通信技術(shù)專利發(fā)展?fàn)顩r報告》顯示，中國近年6G專利申請量迅速增加，在全球?qū)＠暾堉胸暙I(xiàn)率最大。但在全球?qū)＠暾埩颗琶笆坏纳暾埲酥校毡尽⒚绹晚n國均有3家，我國僅有電子科技大學(xué)（位列第八）。從中國專利申請來看，占據(jù)前十位的也是國內(nèi)的高校和科研機(jī)構(gòu)。

國外企業(yè)已在6G上奮起直追并走在了前列，而我國的6G創(chuàng)新力量仍以高校和科研機(jī)構(gòu)為主。國內(nèi)通信企業(yè)還是要有前瞻意識和危機(jī)意識，從當(dāng)前的5G收益中撥備6G研發(fā)，與學(xué)界展開6G研究合作，盡早在高頻段的技術(shù)領(lǐng)域形成突破，打造6G技術(shù)競爭優(yōu)勢。

6G研究的全球競爭已經(jīng)在國家層面展開，相較之下，我國對于6G路線圖的頂層設(shè)計(jì)還相對保守。目前，工業(yè)和信息化部所制定的《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，僅將“開展6G基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”作為未來五年的發(fā)展目標(biāo)。與別國相比，中國未來推出6G實(shí)驗(yàn)網(wǎng)和商用網(wǎng)的時間或?qū)⒋蟠舐浜蟆＝ㄗh盡快做出相應(yīng)調(diào)整，帶動國內(nèi)6G產(chǎn)業(yè)擺脫對5G成功的路徑依賴，推動國內(nèi)6G研究在太赫茲等高頻技術(shù)和產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)突破，適時啟動6G太赫茲頻段實(shí)驗(yàn)。

參考資料：

1.《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)白皮書》，IMT2030（6G）推進(jìn)組；

2.《6G通信白皮書》，諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室；

3.《6G全球進(jìn)展與發(fā)展展望白皮書》，賽迪智庫。