5G還未完善,6G已經到來,中國的6G技術能否超越美國的6G聯盟?

科技銘程 發佈 2024-05-01T00:02:03.234669+00:00

早在2021年時,華為創始人任正非就在公司座談會上表示:我們研究6G是未雨綢繆,搶占專利陣地,因為6G遠不止通信,將催生更大的場景。

早在2021年時,華為創始人任正非就在公司座談會上表示:我們研究6G是未雨綢繆,搶占專利陣地,因為6G遠不止通信,將催生更大的場景。

彼時的5G都剛剛開始,談6G豈不是太早?

但事實上,在6G領域,歐美日等國早已開始布局,甚至成立了以美國為首的「6G聯盟」。

日本為了追趕中國通信技術,投入了220億日元(112億人民幣),跳過5G,直接研發6G。

日本首相岸田文雄更是做了大量的外交工作,通過複雜的「弔唁式拉票運動」,成功讓日本「LTE之父」尾上誠藏,就任國際電信聯盟(ITU)的電信標準化局主任。

電信標準化局的一項重要任務就是制定通信相關標準,因此這個職位非常重要。

尾上誠藏就職後,能夠確保日本的6G技術成為標準嗎?答案是「很難」!因此日本高調宣布與美國合作,阻擊中國的6G發展。

美國在6G方面,比日本發展要快很多,畢竟從1G到5G,美國的摩托羅拉、高通、英特爾等公司的實力很強,在技術方面有著巨大的優勢。

此外,還有一個重要之處,那就是今年的1月份,中國的趙厚麟先生卸任ITU秘書長,繼任者是美國的多琳·伯格丹-馬丁。

國際電信聯盟是聯合國15個專門機構之一,負責分配和管理全球的無線電頻譜與衛星軌道資源,同時負責制定全球電信標準。

秘書長是國際電信聯盟的最高職位,對電信規則、決策有著極大的影響力。因此,在接下來的4年中,世界通信領域恐怕還會按照美國主導的方向發展,儘管美國宣稱繼續以多邊形式發展。

可是美國說一套做一套的事情還少嗎?因此美國人的話,可信度又有多高呢?

當然歐盟也沒閒著,早在2020年時就成立了Hexa-X 6G項目,項目的領導者就是大名鼎鼎的歐洲電信巨頭愛立信。

但是諾基亞覺得自己在通信領域比愛立信有過之而無不及,於是諾基亞又領導了Hexa-X-II項目。

兩個項目囊括了愛立信、諾基亞、挪威電信、義大利電信等歐洲企業,其目的是讓歐洲成為6G的領跑者。

小弟們一擁而上,頓時讓美國坐不住了,美國直接成立了「6G聯盟」囊括了微軟、思科、高通、三星、愛立信、諾基亞等多家通信巨頭,唯獨沒有中國的華為、中興。

說了這麼多,6G究竟是什麼?比5G強在哪裡?我國的6G發展到什麼水平了?

接下來,我們一一解說這些難題。

6G只是比5G多一G嗎?

有網友開玩笑說:6G只不過比5G多1G,沒啥特殊。其實6G遠不是我們想像的「速度快一點而已」。

6G顧名思義就是第六代移動通信技術,是5G的下一代產物。實現真正的一體化網絡,所到之處都能搜索到網絡信號。

6G比5G速度更快

5G的峰值網速理論上可達10Gbps,而6G將達到5G的100倍,即1Tbps。

2G網絡中,我們還實現不了上網,3G網絡延遲性很高,4G網絡好很多,到了5G仍然感覺到延遲。

而在6G網絡中,一部高清電影可在1秒內下載完成,無人駕駛、萬物聯網將無縫銜接,用戶感覺不到任何延遲。

6G網絡覆蓋範圍更廣

6G將史無前例地開創出「天空地一體化」的網絡。

6G以人造地球衛星為基礎,包括衛星定位系統、電信衛星系統、圖像衛星系統,以及6G地面網絡聯動支持,打造的覆蓋全球的通信網絡。

由於衛星的大量應用,大山、森林、戈壁、海洋都能接收到網絡信號。偏遠山區的孩子在家就能夠接受到先進的教育。

6G網絡頻率更高

5G使用的厘米波頻率為6Hz左右,毫米波頻率在30GHz-300GHz之間,而6G採用的太赫茲頻率更高,108~1013Hz之間。

太赫茲做通信具有以下幾個優點:

1、具有更快的傳輸速率和更高的帶寬;

2、具有更好的保密性及抗干擾能力;

3、波束更窄、方向性更好、可以探測更小的目標以及更精確地定位;

4、頻率高就意味著波長短,可以將天線、基站做的更小、更輕便,使其更加經濟。

我國的6G發展如何?

早在2018年時,我國就已經著手研究6G了。

當時的工信部部長苗玗在接受採訪時透露:我國正在著手研究6G的發展,除了解決人與人之間的通信,還要解決物與物之間的聯繫。

2019年,工信部聯合科技部等6個部門宣布「正式啟動6G研發」,同時成立了6G工作組:IMT-2030(6G)推進組和專家組。

推進組包括中國聯通、中科院、清華大學、華為、中興、等國內頂級的科研力量,同時也邀請了多個國際通信企業。

2020年,中國版6G白皮書發布,白皮書提出了6G三類業務場景:沉浸化業務、智慧化業務、全域化業務。

沉浸化將VR、AR、MR融合為一體,構建一個虛擬世界,讓用戶實現身臨其境的極致體驗。

沉浸化還包括全息世界、感官互聯、情感交互,這些技術一旦成熟,將會最大程度的打破真實世界與虛擬世界的壁壘。想想就刺激啊!

智慧化就是將家居、手機、汽車等通過6G網絡連接在一起,這些設備通過智能晶片進行學習,通過對真實世界的模擬、預測,最終為人們提供全方位的服務。

全域化則是將6G信號,通過衛星、基站傳送到地球的每一個角落,包括地下、水下、天空。

到時候,只要我們的手機開機就一定有信號,像MH370飛機失聯這類事件再也不會發生。

白皮書發布後,很多企業開始緊鑼密布的展開對6G的研究,也申請了大量的專利。

根據日本媒體的調查數據,在9項6G核心技術中,40%的專利申請來自中國、美國為35%位居第二位。

那麼這是不是意味著我國的6G水平已經領先美國了呢?且慢!

6G有一項非常重要的基礎設施——衛星。截止2022年,全球運行衛星數量排名如下:

  • 美國5041顆,占比超過了70%,排名第一;
  • 中國683顆,排名第二;
  • 俄羅斯221顆,排名第三。

在衛星數量方面,美國擁有絕對的優勢,遠超我國。實際上這些衛星差不多有4000多顆是星鏈衛星。

星鏈是馬斯克旗下SpaceX公司的一項業務,其計劃在太空中部署4.2萬顆衛星,通過雷射連結在一起,形成一個極大的網絡,目的是為了爭奪衛星網際網路市場。

星鏈已經應用在了俄烏戰場上,為烏克蘭地區提供了衛星網絡服務,根據美國的報導,星鏈在烏克蘭的網絡下載速度達到了136.76Mbps,上傳速度則達到23.93Mbps。

這是迄今為止,衛星網絡最強的一次應用了。可以說,在衛星網絡方面,美國無疑走在了世界前列。

那麼6G嚴重依賴衛星通信,沒有足夠數量的衛星,6G就無法有效地覆蓋天、空、地,即使被信號覆蓋,其網絡速度也堪憂。

因此,在6G發展時期,衛星的數量將會呈現指數級的增加,衛星軌道資源爭奪戰也必然會打響。

馬斯克的星鏈計劃發射4.2顆衛星,亞馬遜的柯伊伯計劃發射8000多顆,OneWeb的衛星星座將達到4萬多顆。

我國在衛星發射方面也制定了相關計劃,但遠遜於美國的龐大計劃。

中國衛星的星網工程計劃發射12992顆衛星,銀河航天計劃發射1000顆,其餘衛星公司的計劃僅為幾百顆。

6G在地面基站需求方面更大,根據中國聯通研究院院長張雲勇介紹:中國至少需要500億個基站,它的建設和使用、維護都面臨著相當大的挑戰。

一個5G基站的價格在20萬—50萬之間,6G基站價格也按照5G基站價格計算,那麼500億個6G基站價格將達到上萬萬億,再加上維護、電能,簡直無法想像。

所以說,目前的6G仍處於技術、專利、頻譜、衛星軌道的研發爭奪初期,未來誰能走到最後,發展的更好還很難下定論。

如果一定要說誰更具優勢,那就是專利方面我國具有優勢,硬體方面美國更具優勢。

晶片難題或制約6G發展

儘管未來6G會產生很大的變革,但是就目前國情來看,我國的6G仍然面臨著晶片難題。

6G對晶片的需求是龐大的,衛星通信晶片、地面基站晶片、手機晶片、電腦、汽車、家電等等都需要更換晶片。

而一顆6G晶片需要經過設計、製造、封裝、測試全流程,又涉及EDA工具、光刻機、刻蝕機、PVD/CVD、半導體材料等,這都是對我國科技實力的重大考驗。

衛星晶片對溫度、輻射、過電壓、防塵要求很高,但對工藝製程要求並不高,90nm完全可以滿足。

而手機基帶晶片、基站晶片對工藝製程要求頗高,例如:iPhone 14、Mate 50、小米13等手機都採用了4nm晶片。為了降低基站能源、材料的消耗,基站晶片也越來越小,普遍採用了7nm以下工藝製程。

7nm及以下製程的晶片製造難度極大,我國目前尚未擁有此能力。一方面EUV光刻機等設備無法自產,另一方面EUV光刻膠、掩膜版等材料方面也尚未突破。

6G計劃在2030年實現商用,如果到時候我們仍然無法解決光刻機、半導體材料的難題,那麼我國6G發展將會受到極大的制約。

錯失6G先機,就會錯失下一代信息革命,對國家的整體發展將會造成無法估量的巨大損失。

寫到最後

6G的研發已經開始,各國對技術、專利、頻譜、軌道資源的爭奪即將進入白熱化。美國聯合歐盟、日本、韓國打造6G聯盟,妄圖封殺我國的6G技術。

在晶片封鎖的背景下,我國的6G能否衝出突圍,再度引領潮流呢?我們拭目以待!


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