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邬贺铨:5G是高科技战略必争高地,我国必须掌握自主权

2019/8/16 8:56:02来源:作者:乐思责编:嗜橙评论:

8月16日消息,在近日召开的“5G网络创新研讨会”上,中国工程院院士邬贺铨对5G产业链——芯片、终端、基站、网络、应用、芯片设计工具软件、芯片代工线、仪器仪表、操作系统等做了全面的梳理和解读。

他指出,5G是一个生态系统的竞争。在芯片产业和操作系统方面,我国整体比较弱势,但在终端、基站等方面,中国的产业链处在不错的位置。“中国需要补齐短板,比如芯片侧不能被卡脖子。美国对于华为的打压不占理,发现在技术上打不倒华为,就开始玩政治,最终目的就是制约中国高新技术发展。”

“5G是网络发展新技术的集中体现,既是十年一代的移动通信技术,也是当代高新技术的一个制高点。5G对中国科技与经济发展是难得的机遇,但围绕5G技术与产业的国际竞争对我们也是严峻的挑战,5G创新要永远在路上。”邬贺铨表示。

芯片是5G产业链最重要的一环,报告显示,2018年全球IC销售是4688亿美元,美国生产的IC约2300亿美元,占全球50%。中国进口占2/3,大约一半为国内自用,占全球市场的1/3,而中国的IC生产仅占全球的7.9%。

目前全球已经发布的5G终端基带调制解调芯片有:华为巴龙5G01、高通X55(单纯5G)、联发科(5G SOC)、三星Exynos 5100、展锐春藤510、中兴等。5G终端应用处理器芯片,华为有鲲鹏920,高通有骁龙855,联发科有Helio M70等。5G终端射频芯片,sub 6GHz以下频段国内能够提供,但毫米波频段挑战严峻。基站芯片,华为有天罡芯片,此外中兴等国内企业也有能力开发5G基站芯片。

在芯片设计的EDA工具软件方面,邬贺铨指出,现代集成电路越来越复杂,芯片设计需要EDA软件工具,将功能转化为电路以及版图并仿真性能,需要对系统和代工线工艺有深入了解。

据介绍,全球主要的芯片EDA公司是Cadence、Synopsys、MentorGraphics,前两个是美国公司,Mentor被西门子收购,但总部还在美国。也就是说,整个产业被美国所垄断。

此外,电子电路模拟仿真是半导体工艺模拟以及器件模拟的软件工具,主要是美国的Solido Design EDA软件,用于存储器,模拟/射频和标准单元的变化感知设计,为加拿大公司。而华为和国内从事芯片设计的企业要向上述公司交费才能取得使用授权。

在芯片处理器设计的架构授权(ARM)方面,芯片处理器架构,有Intel的X86架构,基于ARM的架构、MIPS、PowerPC、开源的RISC-V等,但主要是X86和ARM,前者在高密度运算时具备优势,适宜用在PC和服务器;后者体积小且省电,适于作为手机芯片处理器的架构。ARM的IP授权分使用级、分核级核架构/指令集级,即可用、可外加和可改三个层次。

从集成电路代工线方面来看,5G终端芯片因电路复杂性和发热等要求,首批芯片采用7nm的工艺,明年即采用5nm。但是,中国的中芯国际公司目前14nm工艺基本可以量产但还需要成熟过程。进口更先进的代工线不仅资金高昂还会收到瓦森纳协议的禁运。

在5G的基站芯片方面,我国企业也取得了长足的进步。华为5G基站基带处理器芯片天罡,工作频率在2.6GHz,带宽为200MHz,带单芯片64通道波束,与4G基站相比,运算能力提升2.5倍,基站尺寸下降50%;重量下降23%;功耗降低21%;安装时间降低50%。

据悉,未来5G基站数是4G的4-5倍,即1500-2000万个。中国移动计划在2019年在全国超过50个城市建设超过5万个5G基站,2020年覆盖全部地级市。而截止到2019年6月,华为已经与30个国家51个网络签署5G基站供货合同,发货超15万个基站。

2019年6月6日工信部发放5G牌照。邬贺铨透露,到2019年底全国将有超过40个城市开通5G商用服务,三大运营商将建设8-10万个基站。2020年全国将有数百个城市商用5G,宏基站建设数量将达到60万-80万个。2021年以后,运营商5G商用将聚焦城市和县城以及发达乡镇,届时运营商将要建设数百万个宏基站和数千万个小基站。

2018年12月,工信部为三大运营商颁布全国范围5G中底频段试验频率,另外24.75-27.5GHz和37-42.5GHz频段可用于研发试验。在Sub6GHz频段中国移动有260MHz,但峰值速率仅5Gpbs。电信和联通仅获得100MHz,而其峰值速率更低。5G峰值20Gbps需要工作在毫米波频段。但问题是毫米波频段频率协同困难,器件也面临严峻挑战。

在专利方面,国际PCT专利最多的企业是ICT企业,尤其是移动通信产品供应商,说明当今移动通信是知识产权竞争最激烈的行业。根据德国专利公司发布的报告显示,截至2019年4月,写入5G标准中的必要专利数(SEP)中,中国拥有的5G核心专利全球领先。全球5G授权专利约6万件,写入标准的SEP10359件。华为以1554件专利居首,占SEP15%。中国企业华为、中兴、大唐等共占SEP 34%,全球领先。在3G时代时,中国占全球SEP仅7%,4G时代占20%。

邬贺铨称,5G是高科技战略必争之地。美国国会研究局2019年1月发布的《第五代电信技术:提交给国会的问题》报告显示,美国在4G的领先地位给经济带来了近1000亿美元的增长。特朗普于2018年9月称,5G能创造300万个新的工作岗位,刺激2750亿美元的民间投资,产生5000亿美元的经济收入增长。

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关键词:5G科技

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