更新於 2023/11/26發佈於 2020/06/04閱讀時間約 17 分鐘

5G產業全球爭霸錄─美中經濟（30）

（本文最近一次更新在2023/11/17）

作者：陳華夫

根據英國《金融時報》2021/1/29日的報導，2020/9月底，能夠連接5G網路的歐洲人比例為24%（2019年底是13%。），而美國人這一比例為76%，韓國更是高達93%。歐洲在新網路上的人均投資仍低於其他地區，為94.8歐元，而美國和日本則分別為147.9歐元和233歐元，這是因為歐洲的移動每月「每用戶平均收入」(ARPU)不到15歐元，而韓國為23.7歐元，日本為28.1歐元，美國為36.9歐元。較低的收入造成較低的新網路投資。5G網路是至關重要的國家基礎設施，對工廠車間、交通運輸網路和醫療等領域的現代化十分關鍵。歐洲的網路升級速度比其他地區緩慢，這將影響經濟成長，令歐洲人擔憂。（見新研究顯示歐洲5G鋪設落後於美國和亞洲）

克裡斯·米勒說：「5G將使更多資料的無線傳輸成為可能。在某種程度上，這將通過更複雜的共用頻譜空間的方法實現，這種方法需要更複雜的演算法，需要手機和手機基站上更多的計算能力。這樣，即使在無線頻譜中最小的空閒空間中，1和0也可以被區分。在某種程度上，5G網路將通過使用一個新的、空的無線電頻譜來發送更多的資料，而這在以前被認為是不切實際的。先進的半導體不僅可以將更多的1和0綁定到給定頻率的無線電波中，還可以將無線電波發送得更遠，並以前所未有的精確度進行瞄準。蜂窩網路將識別手機的位置，並使用一種稱為波束成形的技術直接向手機發送無線電波。典型的無線電波，就像向汽車收音機發送音樂一樣，向各個方向發送信號，因為它不知道你的汽車在哪裡。這會浪費電力，從而產生更多的電波和干擾。通過波束成形，蜂窩塔可以識別設備的位置，並僅向該方向發送所需的信號。結果，對於每個人來說，干擾更少，信號更強。」（《晶片戰爭：世界最關鍵技術的爭奪戰》克裡斯·米勒（2023），頁297）

電動汽車的普及需要專門的半導體來管理電源，並且自動駕駛更需要大量的5G網路晶片，克裡斯·米勒教授說：「汽車只是一個典型的例子，說明發送和接收更多資料的能力將如何在網路的“邊緣”設備、蜂窩網路本身以及龐大的資料中心中產生對計算能力的更多需求。2017年左右，隨著世界各地的電信公司開始與設備供應商簽訂建造5G網路的合同，華為處於領先地位，提供業內公認的品質高、價格有競爭力的設備。華為似乎能夠在5G網路建設中發揮比其他公司更大的作用，超越瑞典的愛立信和芬蘭的諾基亞。愛立信和諾基亞也是其他僅有的手機基站設備生產商。」（《晶片戰爭：世界最關鍵技術的爭奪戰》克裡斯·米勒（2023），頁298）

而緊跟著5G的發展，6G也蓄勢待發；據中國大陸國家智慧財產權局智慧財產權發展研究中心發布的《6G 通訊技術專利發展狀況報告》顯示，全球6G通訊領域專利申請逾3.8萬項，中國約1.3萬項，占比35％，是全球第一。目前對於6G的探討研究仍然處於願景架構階段，業界普遍認為在太赫茲技術、空天海地一體化技術、確定性網路技術和基於AI的空口技術等6G關鍵技術是未來發展重點。（見拙文6G太赫茲(THz)通訊技術─科技與智慧（14））

2021/1月，美國聯邦通訊委員會(FCC)進行的頻譜拍賣籌集了創紀錄的810億美元，這被歡呼為5G的一個勝利。但是，此次拍賣會沒有對構建必要的網路基礎設施提出任何有意義的要求。贏家為拍得頻譜支付的巨款，實際上將削弱他們利用頻譜資源的財力，結果很可能是退出投資和縮減規模。按照美國政府的尺度，810億美元並不算大錢，它相當於不到一個月的美國國債發行總額，而且這筆錢不太可能花在國家需要的5G網路上。美國的5G在更大程度上是市場行銷，而不是數據傳輸速度的真正變化。與此形成反差的是，中國很快將擁有一個速度高達 1 G bit/秒的全國網路。鑒於中國的先發優勢，下一代科技巨擘─以及它們打造的產品和服務─將不會是歐洲或美國的，而是中國。（見拙文璀璨的諾貝爾獎「拍賣理論」之評估「台股上市股票交易」與「5G頻段招標」─科技與智慧（12））

法國政府發言人日前表示，中國5G設備生產大廠華為在法國東北部建造工廠的計畫，不會改變法國淘汰其5G網絡設備的決定。華為2021/1/26日公布在法國東北部阿爾薩斯地區布呂馬特市建造工廠的計畫，屬於中國大陸境外首個工廠，將製造5G無線電設備和預計為歐洲電訊市場提供服務。（見國安掛帥英限制中國人就讀就業）

當美國商務部2020/5/15日宣布的「華為禁令」後，Google宣布停止跟華為的部分合作業務，其中涉及軟硬體產品和技術服務的轉移，華為新一代Android手機將無法使用Google Play、Gmail等程式。（見拙文：谷歌（Google）停止華為手機上的合作軟體的影響─美中經濟（8））

但「華為禁令」影響不只華為的手機，更引發了全球5G產業的地震（見拙文5G元年（商轉年）是2020年─美中經濟（20）)。根據英國「BBC NEWS」2020/6/1日的報導，英國越來越擔憂中國設備的安全，可能改變初衷加入美國陣營限制華為5G 技術，加入美國領軍的「D10聯盟」發展自主5G技術。並有媒體報導英國將棄用華為，找NEC和三星洽商採購5G設備。

首先，解釋什麼是5G：（1）5G是第五代行動通訊系統，是4G的延伸。使用的高頻頻譜的28GHz及60GHz，比一般電信業使用低頻2.6GHz。（2）傳輸速度高於4G 約40倍，而且「時延」（Delay）很低，能勝任「無人駕駛汽車」、「商用無人機」、「工業物聯網」、AI人工智慧、AR／VR、4K／8K超高畫質串流影音、雲端手遊等「即時」（Real-time,）應用。（3）因為使用高頻訊號，繞過障礙物的能力較低，所以需增建5G基站，以提高5G訊號覆蓋率。（4） 5G較省電的原因是其使用體積較小的氮化鎵（GaN）、砷化鎵（GaAs）的射頻（RF）天線和功率放大器，其電能效率較高。（5）華為2018年，率先完成IMT-2020(5G)推進組第三階段NSA 5G核心網測試， 2019/4月推出P30 Pro手機，內含麒麟990 5G晶片。（6）高通2016年，發表全球首個驍龍X50基帶晶片，在2019年推出3款旗艦手機5G晶片（驍龍865/765/765G），預計在2020年量產出貨。（7）大陸的5G滲透率將在2020年達30％，2024年將達75％。（8）台灣在5G晶片、物聯網感測器、手機等終端，5G先進設備技術如5G Small Cell / 5G小型基地台在世界有一席之地。（另請參考5G未來商業模式與展望 - Deloitte、白話文詳解5G 產業，有哪些投資機會？、及台灣飆5G！產業打破封閉架構，大廠寡占成過去式| 產業熱點）

（9）聯發科在5G時代成功拓展移動生態系統，向國際標準組織3GPP提案並於2022/3月發布的Rel-17標準中納入5G NTN（即非地面網路NTN，Non-Terrestrial Networks）衛星網路技術，超越其他業者，提前掌握標準制訂話語權。專家認為，聯發科仍須具備衛星電話這方面產品能力，除了是為馬斯克星鏈計畫做準備，因手機未來可能就靠低軌衛星當作基地台，是聯發科與高通在中階手機市場的決勝點。（見全球首例聯發科完成5G衛星手機連線測試）

從1G到5G的移動通信發展，已巨大的改變了人類的生活；1G解決了偏遠地區的通信問題；2G進入數位通信時代，不僅可以傳輸語音，還可以傳輸短信；3G進入資料通信時代，手機從打電話的工具變得更加智慧化；4G帶來移動互聯網：衛星定位、社交網站、移動電子商務、及移動支付等；美國思科公司認為5G的三大場景是：大頻寬、低時延、廣聯接；而相對的，最新發展的6G的3大應用場景是：實現更好的應用，達到超高頻寬，極低時延，網絡密集度和覆蓋範圍大大提高，整個有線、無線網絡結構都將發生巨大變化。（見拙文6G太赫茲(THz)通訊技術─科技與智慧（14））

美國目前國內沒有一家公司生產電信網路所需的5G訊號接入設備，大力遊說其盟國禁止採用華為 5G設備，「華為禁令」即是針對華為的出口限制令─無論是否美國企業，只要產品使用美國技術，出口給華為時都需要先向美國當局取得出口許可證。這代表華為將無法取得生產先進 5G 硬體的必要晶片。美國圍堵華為的手段還擴及競爭對手，例如提供貸款給開發中國家，採購非中國廠商的電信設備。

因為美國圍堵華為先進5G設備，華為的競爭對手瑞典愛立信（Ericsson）獲利不少。愛立信和華為都生產「大規模多重輸入輸出」（massive MIMO）的5G設備（如圖1），能把巨量的5G訊號傳送到不同的設備上，但massive MIMO 需要先進製程的晶片，在「華為禁令」之下，華為可能遭斷貨。但據英國《金融時報》2021/1/29日的報導，2020/11月愛立信首席執行官鮑毅康(Borje Ekholm)批評瑞典禁止華為進入該國5G網路是限制了自由貿易和競爭，令外界大為震驚。（見愛立信為何站到本國政府對立面替華為辯護？、及愛立信CEO批評瑞典對華為的5G禁令）

（圖1：「大規模多重輸入輸出」（massive MIMO），資料來源：華為iMaster NAIE 网络人工智能引擎）

另外，美國領軍的「D10聯盟」的成員還包括英國、加拿大、法國、德國、義大利、日本及澳洲、印度和南韓的全球的先進技術強國，致力於研發自有5G行動通訊技術，力圖擺脫華為、中興的5G設備。（見英國明年9月起將禁止電信企業安裝新的華為5G設備、對華依賴令德國陷入兩難）

根據英國「金融時報」的報導，雖然美國警告中東海灣國家，若與中國私營部門的技術合作將會危及它們與美國數十年的安全合作，但阿聯酋的國有電信企業仍在「華為禁令」下，與華為簽訂5G蜂窩網路合同。

根據英國「金融時報」的報導，在西方圍堵華為的努力中，卻忽略了個關鍵的電信戰場：俄羅斯。如果華為成功地在俄羅斯的5G建設中確立了主導地位，這將增強這家中國公司在爭奪其他新興市場的競爭中的地位。華為在俄羅斯有4個優勢：1）第一個優勢就是華為價格最便宜；2）不願被美國監聽，正如一位俄羅斯政府內部人士認為：「我們要麼會被美國監聽，要麼會被中國監聽，所以我們需要選擇危害較小的那個。既然美國在制裁我們，而中國在幫助我們，該怎麼選顯而易見。」3）華為在俄羅斯的研發人員增加了三倍，達到2000名員工。華為稱此舉是為了支持克里姆林宮阻止俄羅斯人才流失和促進創新的使命；4）新冠疫情加大了克里姆林宮對中國數字監控作為政治控制工具的興趣，華為的產品，如「平安城市」(Safe City)，給俄羅斯安全部門留下了深刻印象。

華為禁令並沒有阻止中國的5G產業的迅速發展，根據《中國5G發展和經濟社會影響白皮書（2020年）》，中國已建成全球最大5G網路，累計建成5G基地台71.8萬個，推動共建共享5G基地台33萬個。2020年5G將直接帶動中國經濟總產出8109億元，直接帶動經濟增加值1897億元，間接帶動總產出2.1兆元，間接帶動經濟增加值7606億元。2020至2024年是5G網路規模建設期，2025至2028年將是完善期，2029年左右，中國將開始引入6G。(見拙文6G太赫茲(THz)通訊技術─科技與智慧（14））

《中國5G發展和經濟社會影響白皮書（2020年）》也指出，大陸5G成長仍面臨諸多挑戰：1）5G網路尚未實現全國廣覆蓋；2）5G支撐行業應用的技術成熟度還有待提升；3）應用配套支撐產業仍處於培育初期；4）跨行業產業生態尚未建立。所以，（見中國：已建成全球最大5G網路）

但5G網路基地台要實現全國廣覆蓋，成本太高，所有就有了衛星互聯網─鴻雁星座─的發展，它是中國航太科技集團公司計畫2020年建成的專案。該系統總投資200億，將由300顆低軌道小衛星及全球資料業務處理中心組成，具有全天候、全時段及在複雜地形條件下的即時雙向通信能力，可為用戶提供全球即時資料通信和綜合資訊服務。並且，它還具備導航增強功能可以餵信號相對較弱的北斗衛星導航系統，增強信息播發通道，讓整個北斗導航系統的導航精度都得到大幅度提升，尤其是因為其低軌道和信號特點，使得其信號穿透建築物的能力得到大大加強，因此北斗導航系統的信號得到其加強之後，能夠為室內的用戶提供定位和導航服務。中國鴻雁星座在功能上和馬斯克的星鏈計劃有部分重合，但鴻雁計劃不僅更加先進，功能更多，還得到了中國國家力量的支持，相比美國SpaceX公司這樣一家民營企業自然擁有更大優勢。（見繼北斗之後，中國又要組建鴻雁星座系統，性能究竟有多強大？比北斗還厲害！中國「鴻雁星座」是啥？為啥能讓美坐立不安？）

目前：「中國已經在開拓前沿的 5G 應用，包括智慧工廠系統、用於工業應用的數字雙胞胎，以及世界上第一個支持 5G 的遠程手術。 4G 時代見證了 Apple iPhone、GoogleAndroid OS 和 Microsoft HoloLens 將用戶連接到技術生態系統，5G有望由提供無處不在的華為網絡主導連接小米智慧手機、騰訊智慧城市解決方案，以及百度自動駕駛出租車。」（詳細，請看拙文中美博奕大戰略之中美尖端高科技爭霸的真相─科技與智慧（36））