五问科创新风｜5G：位居世界前列，自主创新力度仍需加强

【编者按】

科技改变世界，创新决定未来。

站在2021年的新起点，澎湃新闻·智库报告栏目推出新春策划“五问科创新风”，我们邀请工程师、产业研究者及企业高管，讲述集成电路、人工智能、自动驾驶、基因测序、燃料电池、区块链、石墨烯、5G等科创领域的理想与现实，找差距、补短板，修炼内功、赋能未来。

澎湃新闻 张泽红、冯婧 制图

澎湃新闻：目前移动通信行业最前沿技术达到什么程度？

王志成：移动通信，十年一代。从2019年上半年开始，全球主要国家纷纷颁发5G商用牌照，5G商用时代到来。5G是移动通信行业已经产业化的最先进的技术，要想让5G更好为用户服务，除了网络之外，还需要终端、平台和应用等协同发力。以下对上述技术点的发展现状进行分析：

首先，网络。在讨论5G是什么的时候，负责标准制定的国际电信联盟（ITU），明确了5G需要实现三大场景，即eMBB（更快的连接速度）、mMTC（同一区域内，能够有更多的联网终端）、uRLLC（网络响应的速度更快）。经过业内企业协同研究，支持上述三大场景的技术标准均已落地，并正继续优化当中；同时，网络的概念正在扩大，向涵盖云计算、边缘计算、网信安全等在内的新型基础设施方向拓展，各原来独立设施间相互融合（如云网融合、云边融合等），并且通过AI助力，确保数据得以有序传输与处理。

其次，终端。它是由芯片、传感器、屏幕、电池等一系列的部件所组成，每个部件均蕴含着复杂技术以及配套产业链。概括而言，芯片目前最先进的制程工艺达到5nm，3nm预期在2022年量产，纳米级数越低，就意味着能够在同样尺寸内，容纳更多的集成电路，从而提升算力，并保证终端的超轻薄和散热等要求；传感器包括摄像头，陀螺仪、温度传感器等各种感知外部环境的组件，可感知范围的扩张、可感知精度的提升，是发展方向，例如在手机摄像头中，数亿级别像素、光学可变焦、红外感知等均被引入进来，又例如智能手表上，已经支持无创血糖监测；屏幕上，先进技术是发展清晰度更高、色彩饱和度更高的屏幕，一些顶配的手机已经使用4K屏幕，同时可折叠的屏幕亦在若干款机型上得到试点应用；电池上，尽管近年来石墨烯电池、燃料电池等新技术不断涌现，但产业当中实际应用的仍然是锂电池和镍氢电池技术，提升能量密度和快速充电是在现有技术体系中能够实现的提升点。

第三，平台。它的核心，是蕴含众多基础的算法，把外部采集的数据进行深度处理，从而为应用的实现提供输入。相关算法，不仅仅需要基础理论支持，同时需要长期实践检验，这是技术底蕴积累形成的过程。例如，在网络游戏中，先进的游戏引擎，是该领域先进技术代表；在机器视觉中，经过无数次训练，知道某个图片是代表谁的脸，代表怎样的产品瑕疵，是该领域先进技术达标。

第四，应用。它的核心，是如何最大程度利用网络、终端、平台等基础资源，以形成更优质的用户体验、新型商业模式。例如，云游戏是充分利用5G高速网络优势，使得在低配置终端上，亦能使用高画质的游戏；5G直播，使得每个自媒体主播，可以进行野外生存、户外运动等方面的新型直播；外卖、快递等行业，可以实现人、货、车的全位置监管，促进共享用工模式形成，并建立可移动的分仓。

澎湃新闻：在移动通信领域，中国目前达到怎样的水平？

王志成：以商用时间而定，中国3G落后全球首个商用国家9年，4G落后4年，而5G则是同步商用，并且已经建设全球70%基站；以5G网络技术而言，中国积极参与全球标准制定，拥有全球30%左右的核心专利，真正成为领先者。

总体而言，中国在移动通信领域，整体上达到全球先进水平，如5G网络技术等。其中，主要在四个方面领先：第一，是由中国主导，并开展规模化应用的产业技术环节，例如在NB-IoT领域，就显著领先世界其他国家，并且基于本土应用所实现的先进技术和产业链，实现对外的输出；第二，是在直接面向市场的应用技术层面，一方面可以站在巨人肩膀上进行研发，另一方面有巨大的市场加以支持；第三，是依靠更加保护创新的氛围中，所成长起来的技术和产业，例如领先全球的移动支付领域；第四，是依靠规模化基础产业环境而形成的技术，例如图像识别领域，海量的众包人工智能训练师等。

澎湃新闻：在这个领域，中国的短板在哪里？

王志成：在5G业务领域，中国也有若干显著的技术短板，这在近两年逆全球化浪潮中，得到了证实。其中的核心，第一，是产业上游的先进技术，包括先进芯片设计与制造、高精度传感器、复杂操作系统等，这不仅是一项技术落后，而是整个技术都有待加强，例如在芯片上，想制造最先进的5nm芯片，需要有光刻机、光刻胶、芯片流水线等一系列环节，2020年，因为技术禁制，华为麒麟5nm芯片成为绝版，这也充分说明了，中国技术水平仍有待提升。第二，是产业中下游的一些平台或应用，它们共同特征是需要长期技术积淀，例如游戏开发引擎、工业设计软件等，目前已经发现，基本没有完全替代品存在。

澎湃新闻：未来，行业发展需要克服哪些困难？

王志成：为了更好促进移动通信产业的发展，未来需要克服三个方面的困难：

首先，是产业上游的供给限制困难。缺乏自主的中高端芯片、中高端传感器、中高端工业软件等，一直是全行业长期的痛，不仅仅每年需要花费大量资金进口，更重要的是，它们像达摩克利斯之剑，高悬在中国产业界上方。近年来，华为和中兴公司的案例，已经证明，在极端情况下，中国业内企业生产将无以为继。因此，尽管随着美国领导人的更换，中美关系得到缓和，但自主创新力度仍需要加强。

其次，产业基础设施先进化改造的问题。数据量是几何级增长，然而网络等基础设施则是线性增长。为了能够在有限的基础设施之上，容纳越来越多的数据应用，需要提升基础设施的先进性水平，包括数据本地化处理、减少数据流动、算力随数据部署等。各运营商正在推动的云网融合等，均是在解决上述问题。

第三，网络基站规模化建设所遭遇的障碍。由于技术特性，5G基站需要建设更多的数量，才能达到和4G基站相同的效果。从宏观角度而言，对能源消耗是相当巨大；从微观角度而言，需要更多的站址选择。目前的铁塔公司、运营商间共建共享、家庭微基站等，均在着力解决上述问题。

澎湃新闻：在移动通信领域，未来努力方向是什么？

王志成：以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局，是已经明确的战略方向，在移动通信技术领域亦不例外。

首先，对于国内循环而言，必须要培育起完整的先进技术体系，完整的产业链体系。最低的要求，是在国外对中国完全断供的情况下，能够有一套备用的方案，哪怕性能会弱一些。更高的要求，是国内具备完整的、达到世界先进水平的技术与产业链。目前，政策上已经明确了方向和发力点，未来需要产业的协同配合，高等院校与科研机构从人才培养切入；政府等单位优先采购国产技术占比高的产品，以市场拉动供给；政府牵头，成立母基金、放宽IPO准入条件，促进社会资金向长期见效的底层技术领域转移。

其次，对于国内国际双循环而言。第一，是绝不能与国际断开连接，毕竟中国需要国际市场，同时一些基础技术和产品短期内仍需要依靠外部供给；第二，是需要继续积极参与各类标准化组织，以专利、标准等建立技术高地，达到别国必须需要中国技术授权的境地，使得技术禁制彻底成为不可能的事情；第三，是需要将在中国市场上成长起来，拥有较高性价比的产品与技术对外输出。