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全球6G产业及政策进展研究5G商用开启万物互联的时代,6G将开启“万物智联、数字孪生”的全新时代,实现广泛的人、机、物智能互联。随着6G研究帷幕徐徐拉开,全球主要国家在6G领域战略布局动作频频,通过制定国家战略、增加财政支持、设立研究项目、开展国际合作等推动6G愿景需求、技术方向、标准研究,增强6G产业国际竞争力。通过梳理分析我国和美欧日韩等国家/地区在6G研究布局情况及特点,对推动我国6G研究提出发展建议。 自第一代移动通信技术诞生以来,基本保持每十年更新一代技术的规律。历经数十年的演进,移动通信技术已深刻改变人们的生产生活方式。移动通信技术作为全球新一轮科技革命和产业变革的重要支撑,是未来经济社会实现高质量发展的关键基础设施,具有极强的战略性、先导性和溢出性。随着5G逐渐实现规模化应用,6G研究已徐徐展开。积极推动6G研究,将为重塑全球科技格局、助力社会可持续发展、全面提升人类福祉带来新机遇。
1 6G将带动数字时代技术创新和产业变革浪潮
1.1 6G标准研发进入窗口期 2022年3月,全球5G标准的第三个版本3GPP Release 17功能冻结。从3GPP Release 18开始,将进入到5G增强技术(5G-Advanced)的演进周期,为6G技术做准备。同时,ITU工作组计划于2023年6月之前制定6G的“未来技术愿景建议书”,并将以此为基础制定详细技术规格,6G技术遴选进入窗口期。
自2019年4月韩国打响全球5G商用发令枪以来,全球各国加快5G商用步伐。截至2022年4月,据中国信息通信研究院统计,全球共有85 个国家/地区实现5G商用。5G商用三年以来,网络覆盖规模持续扩大,技术标准持续演进,行业应用不断深化、拓展,产业生态加速成熟。遵循移动通信技术“十年一代”的历史发展规律,5G商用起步之时就是6G研究开始之日[1] ,5G成功商用也为6G研究奠定坚实基础。2020年2月,国际电信联盟(ITU)无线电通信部门5D工作组(ITU-R WP5D)正式启动面向6G研究的相关工作,会议初步确立6G研究时间表,包括技术趋势、愿景需求研究报告等重要计划时间节点,标志着6G技术研究正式拉开帷幕。
1.2 6G发展对经济社会的影响 6G是国家战略布局的关键高地。6G作为下一代移动通信技术将实现人、机、物的多维感知、泛在智联,超高传输速率、超低时延、超大连接密度将推动人类进入虚拟与现实深度融合的全新时代[2],实现“万物智联,数字孪生”的6G美好世界[3] 。随着5G商用规模逐渐延伸,全球各主要国家针对6G研究的布局也全面展开,美日欧韩等国家/地区通过战略引导、产学研用协同创新、出台保障政策等推动6G技术、标准研究,6G被视为推动国家创新发展的重要驱动力。
6G将拓展数字经济增长新空间。与5G相比,6G带来的不仅仅是传输速率、网络容量的提升,内生智能、空天地一体化网络覆盖、全息通信、多感官互联等特性将极大拓宽移动通信产业边界和服务能力,激发新业态、新模式、新产业,创造经济增长新空间。6G与人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术融合更加紧密,深度赋能工业、能源、交通、医疗、教育等行业智能化转型,加速推动经济社会数字化转型,实现经济高质量发展。
6G将推动未来社会实现可持续发展。提升6G网络能效、实现移动通信产业绿色发展不仅是满足企业降本增效的需求,更是实现经济社会可持续发展的根本要求。绿色、节能将成为6G网络架构的设计原则之一,有效提升网络设备能源效率,推动无线设备向通用化、开放化发展,提高无线设备使用率[4] 。6G通过助力钢铁、化工、电力、石化等高耗能行业实现数字化、智能化升级,实现精准赋能、动态优化、高效管理,推动高耗能行业绿色、低碳、高质量发展。
2 全球主要国家争相布局6G产业
2.1 美国:积极联合盟友开展技术、标准研究 美国率先开放6G试验频谱,大力推动太赫兹等潜在技术方向研究。2019年3月,美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission,FCC)率先开放95 GHz ~3 THz频段的太赫兹频谱用于6G技术试验研究。2022年3月,Keysight获得FCC颁发的首个6G试验牌照,研发基于亚太赫兹频段的数字孪生、扩展现实等应用。美国国防部牵头,联合私营部门共同投资成立太赫兹与感知融合技术研究中心(ComSenTer),并有伯克利大学、纽约大学、斯坦福大学等三十多所大学参与,主要负责太赫兹无线通信技术研究。 美国政府高度重视6G研究。2021年12月,美众议院通过《未来网络法案》,法案要求FCC尽快建立由政府、通信企业、相关公共利益团体组成的6G工作组,并向国会提交关于6G标准、部署、供应链等方面的报告。美国国际开发金融公司(DFC)首席执行官亚当·博勒(Adam Boehler)曾在采访中表示,6G是未来备受关注的投资领域。 智库纷纷为美国6G发展提出建议。2021年3月,美国战略与国际研究中心(Center for Strategic andInternational Studies,CSIS)发布《在美国加速5G》,提出政府应通过加强对6G技术的财政支持和强化与盟友的技术合作以保持国际竞争力。2021年12月,新美国安全中心(Center for a New American Security,CNAS)发布《边缘网络,核心政策:保护美国的6G未来》,总结了美国推动5G发展的“经验教训”,从战略制定、投资研发、设立专门机构、人才培养等方面对加强美国未来6G竞争力提出相应建议。
美国联合盟友积极开展共同研发活动,构筑技术领先优势。2021 年,在日本时任首相菅义伟访美期间,美日宣布将通过共同投资45 亿美元推动在6G及网络安全方面合作,包括6G技术试验、标准研究等。2021年5月,韩美举行首脑会谈,在6G、半导体等产业加强合作研究达成共识,会议上韩国信息通信企划评价院与美国国家科学基金会签署6G合作研究协议。与此同时,美国电信行业解决方案联盟联合日欧韩等国的主流ICT企业共同组建Next G联盟,在推动6G技术、网络、应用等层面达成发展共识,实现从6G研发、测试到商用全流程合作。Next G联盟于2022年2月发布《6G路线图》,确立了6G远景目标、技术方向和发展路线,强调政府应从政策举措、资金支持、科研项目设立等方面推动6G研究。 2.2 韩国:产学研用协作推进6G研究 韩国抢跑6G战略布局。2020年4月,韩国政府审批通过“6G技术开发项目”的事前可行性调查,从科技可行性、政策可行性、经济可行性等方面进行深入分析,为推动6G发展奠定基础[5]。8月,韩国发布《引领6G时代的未来移动通信研发战略》,从技术研究、标准制定、产业配套等方面加快推动6G商用化进程,加强核心技术和关键设备、零部件的国际竞争力,并在数字医疗、自动驾驶汽车、沉浸式内容、智慧城市和智慧工厂五大领域设立示范项目。2021年6月,韩国发布《6G研发计划》,计划在2025年前投入2 200 亿韩元用于核心技术自主研发、抢占国际标准制定主导权、夯实研究与产业基础三大战略领域。
韩国重视公私协作推动6G战略实施,政产学研协同推动6G发展。政府成立由科学和信息通信技术部、运营商、设备企业、中小企业、研究机构的专家组成6G研发战略委员会,组织政产学研各界力量定期召开研讨会并制定研究项目,针对6G战略中各项计划的进度进行评估、审查、适时地调整。韩国通过政府引导和企业主导的协同发展模式推动6G创新发展,优化科技资源配置,同步提高企业、研究机构的研发效率,力推关键核心技术自主化、抢占6G标准主导权、夯实产业基础。
2.3 日本:将6G视为构建超智能社会(社会5.0)的重要基石 日本政府超前布局6G研究旨在增强通信产业国际竞争力。2020年1月,日本总务省设立Beyond 5G推进战略座谈会,针对Beyond 5G愿景需求、潜在技术方向、政策需求等方面定期进行研讨。2020年4月,日本总务省发布《6G综合战略》草案及关键技术目标,将通过财政支持和税收优惠推动6G关键技术研发和标准研究,提高6G产业国际竞争力。2020年6月,日本总务省正式发布《Beyond 5G 推进战略》,提出将在2025年逐渐完成基础技术研发、5G必要专利全球占比达10%以上、在2030年创造44 万亿日元附加价值的战略目标[6]。
日本采取多项政策措施推动6G研发。在资金支持方面,日本政府设立500 亿日元的6G研究基金,用于资助6G核心技术研究、测试验证等,并加强公私合作。在人才培养方面,通过开展挑战赛事、奖金激励、设立人才储备库等方式吸引、培养创新人才。在公私合作方面,日本通过设立由政产学研各方组成的Beyond 5G推广联盟,负责《Beyond 5G推进战略》的推进落实;并设立Beyond 5G战略促进工作组负责跨部门协调,定期评估战略目标完成情况。在国际合作方面,日本积极与美国、荷兰开展6G技术联合研发,Beyond 5G推广联盟分别与北美Next G联盟和欧盟6G旗舰项目Hexa-X签署合作协议。
2.4 欧洲:凭借产业优势、整合多国力量共同推动6G研究 欧盟积极布局6G研究项目,加强公私合作。2021年1月,欧盟正式启动汇集产学研用各方力量组成的6G旗舰项目Hexa-X,该项目由诺基亚牵头,联合爱立信、西门子、阿尔托大学、英特尔、Orange等20 多家领先企业和研究机构,旨在推动6G愿景、应用场景、潜在技术方向、网络架构等研究。由欧盟和私营部门联合资助的“智能网络和服务联合伙伴”项目包括推动6G研发和5G部署,该项目计划在2021—2027 年总计吸引至少18 亿欧元的投资(其中欧盟提供9 亿欧元)。2021年6月,欧洲6G智慧网络和业务产业协会(6GIA)与我国IMT-2030(6G)推进组签署6G合作备忘录[7],将在6G愿景需求、关键技术、标准研究、试验验证等方面开展广泛合作,推动形成全球统一6G标准及产业生态。
欧洲各国通过设立研究中心、财政支持、国际合作等手段积极推动6G研究,重视6G应用场景研究。英国由布里斯托大学和伦敦国王学院联合成立6GFutures研究中心,该中心汇集多名通信、计算机、人工智能、社会科学等领域的专家,在推动6G技术研究的同时,更加注重6G在医疗、能源、交通等垂直行业的应用场景研究。德国以大学/研究机构为核心推动6G技术研究,加强与工业企业合作,尽快推动6G技术向场景应用落地,德国联邦教育和研究部(BMBF)将在2025年前提供7 亿欧元资助6G研究[8],通过资助成立6G研究中心和6G项目平台促进6G技术、标准、核心元器件等研发,并进行协调、监管,目前已资助成立4 个6G研发中心。芬兰奥卢大学发布全球首份6G白皮书,以“泛在无线智能”为特点奠定6G研究基础。2018年,奥卢大学启动全球首个6G研究计划——6G旗舰研究计划(6G Flagship Program),该计划将无线连接解决方案、器件和电路、分布式智能、生态系统作为四大战略研究领域,并积极与日本、新加坡进行合作研究。
3 我国6G发展具备坚实基础
我国5G发展走深向实,在网络建设、技术标准、行业应用、产业生态等方面取得较大进展,成为全球5G发展的领跑者,为我国6G发展奠定坚实基础。
3.1 我国政府积极推进6G研究工作 我国政府前瞻谋划6G发展,各部委积极布局6G研发。2021年3月,“十四五”规划纲要提出前瞻布局6G网络技术储备。2022年1 月,《“十四五”数字经济发展规划》提出,前瞻布局6G网络技术储备,加大6G技术研发支持力度,积极参与推动6G 国际标准化工作[9] 。工业和信息化部成立推进组,发布相关政策文件推动6G发展。2019年6月,工业和信息化部推动成立IMT-2030(6G)推进组,聚合运营商、设备商、高校和科研机构等产学研用力量推动我国6G技术研究、开展国际交流合作。自成立以来,推进组相继发布《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书、《6G典型场景和关键能力》白皮书和《智能超表面技术研究报告》《太赫兹通信技术研究报告》《超大规模天线技术研究报告》等系列技术研究报告,为我国6G发展深根固本。2021年11月,工业和信息化部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》,规划指出将从6G基础理论研究、关键技术研发、频率规划、国际合作等方面推动6G研究。科学技术部联合国家发展和改革委员会、教育部、工业和信息化部等相关部委对6G研究进行系统布局。2019年11月,科学技术部牵头成立国家6G技术研发推进工作组和总体专家组,推进工作组从政府层面推动6G研发工作实施,总体专家组由高校、科研机构、企业共同组成,主要负责6G技术探索研究、试验验证等。
3.2 产业界积极推进6G研究 我国运营商、设备商依托各自技术优势开展6G技术、标准预研。中国电信、中国移动、中国联通紧跟国家发展布局,积极探索6G 愿景需求、潜在技术方向、应用场景,通过组建研发团队、开展技术交流、搭建产业合作平台、参与国际组织研究项目等方式推动6G关键技术、标准研究。与此同时,三大运营商联合主流ICT企业、科研机构相继发布多份白皮书,不仅对我国6G发展具有重要指导意义,也进一步扩大我国企业国际影响力。面对竞争日益激烈的国际环境,华为、中兴等主流设备商纷纷加快6G研发步伐。2019年,华为在加拿大的研究中心已着手研究6G技术,在增加研发投资的同时积极与加拿大多所高校、研究机构开展联合研究。2021年4月,华为发布《6G无线通信新征程》白皮书,从技术角度对6G无线网络的潜在应用、需求以及支撑技术进行全面剖析[10]。PACIFIC 工程 机
4 结束语
在经历“1G空白,2G跟随,3G突破,4G同步”之后,我国在5G发展处于全球前列,网络建设加速推进、行业应用持续深化、产业生态稳步壮大。在此基础上,加快布局6G产业、巩固并延续我国在移动通信领域的领先地位至关重要。 一是加强顶层设计,推动跨行业协同创新,统筹推进6G研究。通过加快6G顶层战略、保障政策出台,根据我国6G产业实际发展情况定期评估、调整6G战略政策,实现我国6G研究工作有序推进。加强跨行业、跨领域协同合作,推动产业链上下游协同创新,形成合力推动6G技术、标准研究。积极构建政产学研用创新合作机制,通过共同承接重大科研项目、设立研究中心、成立产业联盟等方式凝聚各方优势。 二是加快推动关键技术研究,夯实产业基础。鼓励企业、高校、研究机构等加强太赫兹、通信感知一体化、动态频谱共享等6G关键技术研究,并通过强化核心元器件、半导体材料等核心环节的政策支持力度,为6G发展奠定坚实产业基础。未来,6G与人工智能、云计算等技术融合程度将进一步加深,建议加强跨领域融合技术创新研究,打破学科领域壁垒,增强对科技成果转化支持力度。 三是持续深化国际合作,推动构建开放共赢的全球产业生态。积极搭建6G领域协同创新桥梁,拓展国际合作空间,加强与欧日韩等国家和地区联合开展6G技术探索、试验验证,打造互利共赢、开放合作的6G全球产业生态。通过鼓励ICT企业、科研院所、行业组织围绕6G技术、标准、安全、产业等开展民间合作,促进达成全球统一的6G标准和生态。我国企业、科研院所应积极参与ITU、3GPP等国际组织,加大国际交流力度,扩大我国企业在国家组织的影响力。 |