赛迪发布《6G全球进展与发展展望白皮书》发表时间:2021-05-21 14:29 自上世纪80年代以来,移动通信基本上以十年为周期出现一次迭代升级,随着全球5G网络规模化商用步入快车道,针对6G研发的战略性布局已全面拉开帷幕。目前,全球多个国家和地区、国际组织以及学术界、产业界均开展了6G研究。我们判断,未来3-5年将是6G研发的关键窗口期。 目 录 强化顶层设计,国际组织持续加快面向2030及未来(6G)的研究和标准化工作 ITU:6G早期研究计划正式启动 国际电信联盟是联合国负责信息通信技术(ICT)事务的专门机构,也是开展国际协调确立5G、6G等电信技术全球通用标准的重要组织。2020年2月,在瑞士日内瓦召开的第34次国际电信联盟工作组会议上,面向2030年及未来(6G)的研究工作正式启动。此次会议明确了2023年底前国际电联6G早期研究的时间表,包含形成未来技术趋势研究报告、未来技术愿景建议书等重要报告的计划。 3GPP:6G标准化时间节点逐渐清晰 2020年7月3GPPR16标准冻结后,受全球疫情影响,原计划2021年底完成冻结的R17,已计划推迟到2022年6月。根据3GPP2019年公布的时间表来看,将于2023年开启对于6G的研究,并将在2025年下半年开始对6G技术进行标准化(完成6G标准的时间点在2028年上半年),预计2028年下半年将会有6G设备产品面市。3GPP目前仍正在着手制定5GR17标准,行业内预计从2026年开始将启动首个6G标准R21的制定,到2030年将冻结R23版本。 02 跑6G赛道,美欧韩日等国家和地区深入推进6G研发战略计划 美国:建立联盟,加快关键核心技术研究 主导建立6G联盟。2020年10月,美国电信行业解决方案联盟(ATIS)牵头组建了NextG联盟(一个专门管理北美6G发展的贸易组织)。联盟确定的战略任务主要包括建立6G战略路线图、推动6G相关政策及预算、6G技术和服务的全球推广等,希望在6G时代确立美国的领导地位。目前,全球已有高通、苹果、三星、诺基亚等30多家信息通信巨头加入。 潜在关键技术储备雄厚。太赫兹技术研究方面美国开展较早,已经具有雄厚的技术积累。美国国家基金会、国家航空航天局、能源部和国家卫生学会等机构从20世纪90年代中期开始就对太赫兹科技研究进行大规模的投入。目前,美国国内有数十所大学、国家实验室都在从事太赫兹技术的研究工作。 欧洲:统一战线,合力推进6G研发 多国整体战略合作推进6G研发。欧洲6G研究初期以各大学和研究机构为主体,积极组织全球各区域研究机构共同参与6G技术研究探讨。2020年,欧盟委员会发布的《全面工业战略的基础》报告中提出对包括6G在内的新技术进行大量投资。 高校与企业联合开展关键技术研究和试验。2019年3月,芬兰奥卢大学6G旗舰组织邀请70位来自各国的通信专家,召开了全球首届6G峰会,共同探讨下一代通信技术驱动因素、研究挑战和未来愿景,并发布了全球首份6G白皮书;2020年3月召开的第2届6G峰会上,有12个与6G有关的议题,并围绕相关议题发布了多份白皮书。诺基亚公司、奥卢大学、芬兰国家技术研究中心等机构启动了多个6G研究项目。 韩国:重点聚焦,强化产业生态构建 6G顶层设计与战略合作走在全球前列。2020年8月,韩国发布《引领6G时代的未来移动通信研发战略》,提出重点布局6G国际标准并加强产业生态系统,目标是确保在5G之后继续成为全球首个6G商用国家,并明确了五个试点领域:数字医疗、沉浸式内容、自动驾驶汽车、智慧城市和智慧工厂。韩国政府将在超高性能、超大带宽、超高精度、超空间、超智能和超信任六个关键领域推动10项战略任务。战略合作方面,2019年6月韩国总统文在寅访问芬兰期间达成协议,两国将合作开展6G技术研发。 重视国内外合作推动技术研发。韩国通信与信息科学研究院早在2019年4月就正式组建了6G研究小组。同年,三星电子、LG、SK电信等韩国通信巨头均组建了企业6G研究中心或实验室,韩国SK电信还表示将与爱立信和诺基亚共同研发超可靠、低延迟无线网络和多输入多输出天线技术等6G技术。 日本:出台战略,启动多项6G试验 全球率先出台6G国家战略。2020年4月和6月,日本相继发布全球首个以6G作为国家发展目标和倡议的6G技术综合战略计划纲要和路线图,提出要在2025年实现6G关键技术突破、2030年正式启用6G网络、日本掌握的6G技术专利份额要超过10%等目标。 开展多项技术研发试验。日本将太赫兹技术列为“国家支柱技术十大重点战略目标”之首,目前日本电报电话公司(NTT)、日本国家信息通信技术研究所、广岛大学等企业和科研机构已开展多项太赫兹通信技术研发试验。 03 聚焦核心业务,行业龙头企业全面开展6G前瞻性布局 苹果:以“太赫兹通信”为抓手增强6G研发能力 作为全球知名手机厂商,苹果也是6G联盟成员单位之一,后续将围绕6G技术研发,开展手机、可穿戴等核心产品创新,提升自身在通信领域的竞争力。 前期苹果公司对英特尔调制解调器业务进行了收购,随后2021年2月开始针对无线研究系统(5G/6G)和“RAN1/RAN4标准”等领域进行人才储备,致力于6G标准研究、无线接入网络的下一代(6G)无线通信系统设计、高频(GHz、THz)领域无线通信技术、智能手机及可穿戴设备的无线系统等方向,以全面提升公司在通信基带芯片、设备等领域的研发能力。 LG:以国内外技术创新合作为抓手引领全球6G标准化 在6G的研发方面,LG是开展布局较早的企业之一,作为引领4GLTE网络商业化进程的重要成员,2019年1月便宣布启动6G研发计划,在韩国先进科学技术研究院(KAISTInstitute)内启用了一个6G研究中心,合作开展5G/6G研发,致力于引领6G全球的标准化工作。与此同时,LG还不断强化企业合作创新模式,推进6G相关技术的研发。2020年8月,LG与韩国标准科学研究院(KRISS)、KAIST签署协议共同开发6G电信技术,并预计6G系统将在2029年实现商业化,该技术将基于人工智能技术,实现人、物、空间等要素的无缝连接,全面开启“万物环境互联网”时代。 2021年3月,LG与美国KeysightTechnologies、KAIST签署谅解备忘录,针对6G通信关键频谱(太赫兹相关领域)等开展合作研究,LG、KAIST合作开展技术研发,美国KeysightTechnologies公司提供相关的设计和测试工作,该项目预计2024年完成,并计划在2029年实现6G的商用化。 三星:以6G关键技术研发为重点部署6G商用化 作为全球屏幕面板、手机以及半导体领域龙头企业,三星把握6G关键窗口期,积极参与到6G全球竞赛当中,加快技术研发抢占竞争制高点。2020年7月,三星发布《下一代超连接体验》白皮书,对6G技术发展的新趋势和新需求、网络性能指标、应用场景、潜在候选技术及预期的标准化推进时间进行了全面阐述。白皮书指出,三星6G时代的愿景是将“下一代超连接体验”带入生活的每一个角落,同时对满足愿景的3项关键6G服务——沉浸式扩展现实(XR)、全息图和数字孪生进行了全面总结。 此外,三星还对6G的标准化推进工作进行梳理,预计在2025年启动6G标准化进程,2028年完成标准的制定和早期的商用,规模化的商用普及还需要推迟到2030年左右,届时6G的峰值速率将达到1000Gbps,是5G的50倍,时延低至100us,缩短到5G的十分之一。 诺基亚:以欧盟竞争力提升为目标牵头6G区域战略项目 诺基亚作为全球通信领域龙头,依托先天优势积极开展6G领域技术研发并牵头一系列芬兰、欧盟重点支持项目。2018年,诺基亚公司、奥卢大学与芬兰国家技术研究中心(VTT)合作开展了“6Genesis——支持6G的无线智能社会与生态系统”项目,将在未来8年投入超过2.5亿欧元的资金。2019年6月,诺基亚与韩国SK电信、瑞典爱立信共同签署研发合作谅解备忘录,针对超可靠/低延迟无线网络和多输入多输出天线技术、基于人工智能的5G/6G网络技术、6G商业模式等领域开展创新合作。2020年7月,诺基亚与联发科合作开展5G、LTE-A、IMS等最新无线通信技术研发、标准化及测试工作,持续扩展和优化全球合作伙伴生态。 爱立信:以认知网络及智能计算技术突破为手段助力欧洲6G全球领先 爱立信是欧洲最大的研发投资者之一,在6G领域积极参与欧盟重点资助项目,聚焦感知互联网、智能机器的联网、数字孪生、基于连接的可持续发展等四大类重要需求,突破认知网络以及网络计算等关键使能技术。2021年1月,爱立信参与欧盟REINDEER项目,主要研究无蜂窝MIMO技术,并为系统开发由“分布式无线电、计算和存储架构”组成的新型无线接入基础设施,铺开规模智能表面和无蜂窝无线接入的理念,为下一代网络提供远超5G网络的能力。 NTT:以芯片环节为重点提升本国6G标准国际主导权 作为日本最大电信运营商,NTT2018年左右便开始积极布局6G技术研发,尤其是在150GHz频段芯片及设备的开发领域提前部署,助力本国提升6G国际标准主导权。2019年10月,公司成功试生产出通过光运行的芯片,能耗只相当于传统芯片的百分之一,同时通过与索尼、英特尔合作加速芯片量产进程。2019年11月,NTT宣布与微软等公司合作开发6G技术,主要针对低能耗光学半导体等领域,同时计划组建光学与无线网络联盟(IOWN),以共同开发未来的6G(主要包括光子学研发、分布式计算等领域)技术。2020年1月,公司研发出面向6G太赫兹无线通信的超高速芯片同时发布《5G演进及6G白皮书》,对6G技术性能及愿景、商用化进程及重点研究领域进行了总结。2020年6月公司与本国NEC开展5G、6G等技术研发和资本合作,推动5G设备国产化,同时合作研发6G超高速无线通信、海底光缆等新技术。 紫光展锐:以终端领域为突破口强化6G技术研发及储备能力 紫光展锐是全球领先的移动通信及物联网核心芯片供应商,积极关注并参与国际、国内6G研究及产业推进工作。 2019年11月,公司宣布启动6G研发,主要针对太赫兹通信、轨道角动量、甚大规模天线系统、甚高通量编解码、天地一体通信网等潜在6G关键技术进行预先研究。同时与国内高校合作开展Tbps级别的信道编解码研究、太赫兹与轨道角动量结合的传输方法的研究及系统开发。此后由紫光展锐撰写的《初探B5G/6G终端》(白皮书)正式发布,初步探索未来终端的泛在化、智能化、轻量化、共享化、融合化、云雾化等趋势,挖掘了部分场景需求,为业界进一步明晰定义未来6G终端具体形态打下良好基础。 2020年11月,公司发布《6G:无界有AI》白皮书,对6G愿景、核心技术需求及挑战等进行系统阐述。重点针对太赫兹通信、可见光通信、先进调制解码、星地协同传输等6G核心技术的研究前景进行了分析。同时结合自身业务发展实际,对6G终端芯片和器件在带宽、频率、功耗、集成度、多模化、智能化等方面的技术创新和预研方向进行了预判。 04 突破区域及行业壁垒,6G关键技术及潜在应用研究取得新进展 6G潜在关键技术研究逐步体系化 当前产业界针对6G潜在关键技术的研究逐步完善,呈现一定的体系化和区域化态势。现阶段6G关键候选技术主要分为基于新频谱的通信技术研究及试验、下一代基础共性技术、新型特定通信技术、融合应用新技术等四大类,全球各国家和地区结合自身产业发展实际开展突破。 6G细分领域潜在应用场景不断丰富 目前业界对于6G潜在应用场景的研究活跃,已经发布了不少展望和预测,一些细分领域新的场景不断出现,综合来看,6G潜在应用场景主要分为全覆盖多样化智能连接、高保真扩展现实类应用、智能化行业类应用等三类场景。 05 推进政产学研一体化,我国6G研发具备先发优势 我国6G研发工作的总体部署超前,正系统开展6G技术研发方案的制定工作,为6G技术预研打下基础,表明在全球范围内的6G研究工作中,我国承担着先行者的角色,这对增强我国在前沿技术研究领域的全球话语权将有深远的影响。 政府:总体部署,统筹推进 2019年,由工信部牵头,联合科技部和发改委成立了中国IMT-2030推进组,下设中国6G无线技术组,负责组织成员单位围绕6G技术所开展的一系列工作,目前已召开4次工作组会议。中国IMT-2030推进组对协调国内参与6G研究主要单位力量、聚焦6G无线技术关键创新点以及推动中国6G技术研究发挥了重要作用。此外,由科技部牵头,联合发改委、教育部、工信部、中科院、自然科学基金委成立了国家6G技术研发推进工作组和总体专家组。6G技术研发推进工作组由相关政府部门组成,职责是推动6G技术研发工作实施;总体专家组由来自高校、科研院所和企业的专家组成,主要负责提出6G技术研究布局建议与技术论证,为重大决策提供咨询与建议。 工信部在全国“两会”上表示正在积极推动国际合作,在愿景需求、技术标准等方面寻求共识。有关6G方面的全国“两会”提案聚焦卫星互联网等核心技术攻关以及标准化工作。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年(2021-2025年)规划和2035年远景目标纲要》在“加快建设新型基础设施”一节中提出要“前瞻布局6G网络技术储备”。 企业:立足实践,广泛探索 中国移动成立了未来移动通信技术研究所,聚焦面向6G的应用基础研究。中国移动研究院定期召开“畅想未来”6G系列研讨会,汇聚产学研用各方力量,通过广泛交流和深入分享,为业界寻找6G研究方向提供了参考,并发布了运营商首个《2030+愿景与需求研究报告》,提出了未来网络五大技术特征构想。中国移动和清华大学建立了战略合作关系,双方将面向6G通信网络和下一代互联网技术等重点领域进行科学研究合作。之后,中国移动陆续发布了《2030+愿景与需求白皮书(第二版)》《2030+网络架构展望白皮书》《2030+技术趋势白皮书》等6G系列白皮书。 学研:依托专项,加速突破 科技部发布的《国家重点研发计划“宽带通信和新型网络”重点专项项目申报指南建议》提出“专项总体目标”之一是“开展新型网络与高效传输全技术链研发,使我国成为B5G/6G无线移动通信技术和标准研发的全球引领者,在未来无线移动通信方面取得一批突破性成果”。其中,2019年专项中至少有6个6G研究项目,2020年专项中至少有5个6G研究项。2021年,科技部公布了年度拟启动的两个6G研究项目,即《6G通信-感知-计算融合网络架构及关键技术》和《6G超低时延超高可靠大规模无线传输技术》。立足国家重大专项指引,多个高校及科研院所加快进行6G关键核心技术研究。 06 我国6G研发面临形势及相关建议 面临形势 未来3-5年是6G研发关键窗口期,全球6G竞赛已全面拉开帷幕。当前业界虽然还没有制定出6G统一标准,但已经就6G商用化进程达成了初步共识,6G通信的愿景、场景、基本指标、关键技术和应用场景等研究均有了新的进展,相关研究成果中也初步明确6G将会在2030年左右实现规模化商用,未来3-5年将是其技术研发的关键窗口期。 西方对我国通信业实施“技术封锁”,我国6G核心技术攻关和标准研发制定等面临新的机遇和挑战。近年来美国一直视我国为5G产业最强竞争对手,强调5G“中国威胁”论,2019年5月,美国、欧盟、日本等32个国家在布拉格5G安全大会上达成《布拉格提案》,排挤中国的意图明显。截止2021年1月,我国被美国列入“实体清单”中的公司及机构近300家,通信行业成为关键领域之一,产业链供应链面临极大挑战,需要全面突破西方技术封锁。 我国5G规模化商用快速推进,为开展6G布局奠定良好基础。当前我国5G基础设施建设和商用化进程位居世界前列,根据工信部的数据,截止2020年底,我国已经建5G基站超过70万个,实现所有地级以上城市5G网络全覆盖;5G终端连接数突破2亿;5G+工业互联网项目超过1100个,5G+远程会诊在19个省份的60多家医院上线使用,5G+自动驾驶、5G+智慧电网、5G+远程教育等新模式新业态不断涌现。与此同时我国在5G核心技术创新方面也实现了全球领先,根据《中国互联网发展报告2020》统计,2020年开始全球5G网络将有约30%来自中国技术,同时专利申请数量优势明显,华为排名第一,中兴通讯第三;科技部也表示截止2020年10月,我国5G核心专利数占世界第一。基于5G技术储备和产业推进的先进经验,我国可在6G性能指标、网络架构、关键技术及标准化、应用场景示范等方面开展布局,同时充分考量5G的新问题和新需求,全面提升5G、6G技术研发的可延续性和迭代,为实现5G到6G的深入科学演进打好基础。 相关建议 适时发布6G前瞻性战略规划 6G发展将涉及但不限于网络建设、产业生态、技术创新、融合应用和安全保障等多个层面。建议一是参考我国5G现有成功经验,进一步加快国家层面详细的6G顶层设计和政策保障的尽早出台,在战略层面扩大我国竞争优势。二是推动我国6G通信设备和终端形成产业规模,在国际产业分工体系中占据有利地位。三是加快6G标准生态研究和保护,积极推进国际合作和标准“走出去”。 尽快明确6G研发试验用频 对于6G潜在技术所用频段,除WRC-23将要讨论的6GHz频段等外,业界普遍聚焦于毫米波频段和太赫兹频段,部分甚至扩展至光通信频段。考虑我国通信产业的节奏和特点,建议一是积极推进毫米波、太赫兹等候选频段用于6G通信网络的相关研究和试验工作,做好通信产业发展的频谱资源储备。二是持续巩固我国移动通信低-中-高频频谱资源联合组网模式,结合6G场景开展相关频谱资源利用技术的研究。 强化储备6G潜在关键技术 通过6G行业、产业、生态联盟等形式,凝聚产学研用各方优势,形成6G研发布局工作的合力。建议一是加大资金投入,结合6G复杂融合场景开展多个细分领域专题研究,鼓励产业链企业集中突破6G关键技术。二是积极推进新材料、仪器仪表等关联产业基础储备。三是鼓励企业进行6G应用场景的前瞻研究和应用试验,保护知识产权,做好专利储备。 同步开展6G网络安全研究 6G网络将面临移动设备的激增和应用服务的丰富,潜在的网络安全和隐私问题将比5G更加明显。要为国际社会所接受,对6G网络和信息的安全保护将是关键因素。建议一是建立国际6G网络安全领域对话和合作机制,助推我国与全球各区域国家在6G网络安全领域达成共识。二是加大国际规则制定的参与力度,产学研界要在ITU、3GPP等国际标准组织中围绕6G安全议题输送高质量的研究成果,最大范围凝聚6G网络安全共识,为我国6G技术和标准推广铺平道路。 |