近期，無論是美日加強封殺禁令，還是孟晚舟未能獲釋，來自中國通信龍頭企業華為的消息又一次刷屏。面對外界的不利因素，華為并沒有自亂陣腳，反倒充滿必勝的決心，通過媒體公開了公司對下一代通信技術的相關布局：華為已經在參與6G相關預研工作，并預研6G以用毫米波段為主，正處于場景挖掘和技術尋找階段。

業界指出，面對外界的持續打壓，華為的發展部署是上一代、開發一代、預研一代，這將會對中國本土通信行業的發展產生引領作用。

5G、6G的核心技術——毫米波

5G通信相比以往4G通信的優勢有很多，最直觀的無疑是“高速率傳輸”。已知5G的傳輸速度將提高4G的10倍甚至100倍，那么6G的理論下載速度將有望達到5G的100倍，也就是每秒1TB！從4G到5G再到6G，為何傳輸速度能實現成百倍級的提升呢？這背后涉及一個關鍵技術：毫米波(mmWave)。 在移動通訊發展的幾十年以來，最為常用的頻段是6GHz以下的Frequency range 1（FR1），頻率范圍是450MHz到6GHz，俗稱為厘米波。直到5G網絡的全面覆蓋，人們對于帶寬提出更高的要求，通信頻段必然向“高速率傳輸”的方向延伸。根據3GPP 協議，5G NR支持兩大頻段：一是6GHz以下的FR1，二是24.25GHz至52.6GHz頻率范圍的Frequency range 2（FR2）。因為FR2波長已經縮小至毫米級，所以稱之為毫米波頻段。 相較于6GHz以下頻段，毫米波頻段擁有豐富的頻譜資源，在載波帶寬上具有巨大優勢，可實現400MHz和800MHz的大帶寬傳輸，通過不同運營商之間的共建共享，實現超高速率的數據傳輸。同時，毫米波波長短，所需元器件尺寸較小，便于設備產品的集成化和小型化，符合當下終端市場的主流需求。因此從2019年開始，毫米波技術逐漸登上民用市場的舞臺中心，承擔起提供更優質網絡的重任。

全球厘米波和毫米波波段部署

圖片來源：Qorvo官網 實際上，毫米波通訊技術過去主要應用在軍工領域，是一類使用短波長電磁波的特殊雷達技術。得益于5G、6G通訊的快速迭代，毫米波才得以打開民用市場，成為全球通信產業的一大發展方向。2019年伊始，毫米波相關的產品及政策訊息頻傳，技術進展速度超過預期。甚至連華為創始人任正非也為該技術“站臺”，他曾公開表示：“華為在5G技術方面的成功，是因為押中厘米波；而6G的毫米波是大方向！” 值得一提的是，華為在毫米波技術的布局時間更早。2017年6月第三屆東京灣全球5G峰會期間，華為聯合NTT DOCOMO首次完成基于3GPP 5G新空口的39GHz高頻技術測試，實現了三方實時4K高清視頻會議。2018 年2 月，華為和加拿大運營商Telus在溫哥華測試28GHz系統，提供固定無線寬帶接入業務。同年10月，華為就打通了全球首個基于3GPP的5G毫米波商用Firstcall，這標志著基于3GPP的5G毫米波網絡與相關產業鏈已成熟，中國的5G毫米波應用開始揚帆起航。2019年8月，華為展示了使用折疊屏手機HUAWEI Mate X通過毫米波技術與基站通信在線播放4K高清視頻，是全球首家使用折疊屏手機在真實網絡環境下打通5G毫米波端到端通信的廠家。 來到2020年中旬，關于6G毫米波布局的好消息紛至沓來。近期，華為中國運營商業務部副總裁楊濤公開透露，華為已經在參與6G相關預研工作，已預研6G以用毫米波段為主，正處于場景挖掘和技術尋找階段。據華為預計，在2030年的時候，將會出現一些6G方面的使用情況，目前華為也在積極地參與這方面的工作。 不過，目前5G毫米波的技術布局仍有許多瓶頸，需要通信龍頭企業帶領其本土供應鏈一起突圍。例如，毫米波技術的落地應用仍面臨頻譜規劃、國產高頻器件產業能力、系統測試方案等眾多亟待解決的問題和技術挑戰，都是毫米波產業必須攻破的技術瓶頸。

多國押寶毫米波，競爭格局基本成型

5G商用將在2020年迎來高峰，6G預研也已提上日程，提前布局毫米波技術的上下游產業鏈公司或迎來機遇。 從現階段的5G毫米波格局來看，美國、韓國、日本等國家已陸續完成5G毫米波頻譜的劃分與拍賣，5G商業部署前景明朗，產業鏈較為集中。他們在毫米波部署初期，大多數的國家將注意力都集中在26GHz和28GHz這兩個頻段上，在這兩個頻段上投入的資源也是最多的。 與此同時，包括美國的Verizon、T-Mobile，日本NTT，韓國KT在內的多個運營商已經在本土開始測試和應用毫米波5G系統，取得積極進展。例如2018年1月，美國T-Mobile、Nokia和Intel也在華盛頓測試28GHz高頻系統，主要將高頻通信用于向用戶提供固定無線寬帶接入業務；又例如2018年2月，韓國電信（KT）在平昌東奧會上實現28GHz的5G網絡應用，采用是北美運營商的V5G系統，等等。 至于中國，通信行業也開始從系統應用角度考慮5G毫米波部署和應用問題。去年中國移動曾透露，已完成5G毫米波關鍵技術的驗證，計劃在2020年實現5G毫米波的商用部署。但坦白地說，國內目前相關研究還比較分散，尚未形成明確的5G毫米波移動通信系統應用方向和部署方案。其阻力主要來自三方面： 1. 中國毫米波頻譜規劃尚未明確，需要政府盡快明確毫米波頻譜規劃，加速毫米波產業鏈發展。 2. 我國5G毫米波產業鏈成熟度落后于5G低頻，也落后于美國、歐洲等國際先進水平。表現在毫米波設備形態單一、功能和性能尚不滿足5G組網需求，以及5G毫米波芯片和終端型號較少、覆蓋種類和形態不夠豐富這兩個方面。其中，阻礙因素主要來自于高頻器件，主要包括：高速高精度的數模及模數轉換芯片、高頻功率放大器、低噪聲放大器、濾波器、集成封裝天線等等。 3. 低成本、高可靠性的封裝及測試等技術短缺。傳統移動通信射頻測試是以傳導測試為主，而5G毫米波測試只能采用以暗室環境下的OTA測試方法。目前，測試場地成本、測試效率以及測試準確度等都是OTA測試方案需要考慮并給出解決方案的問題。 盡管整體產業起步較晚，但中國5G毫米波產業逐步迎頭趕上，有望開啟一個巨大的增量市場。去年底產業咨詢公司TMG預計，到2034年在中國使用毫米波頻段所帶來的經濟受益將產生約1040億美元的效應，這大約占亞太地區毫米波頻段預估貢獻值（預計將達2120億美元）的一半。

若具體到細分的垂直行業，制造業和水電等公用事業的貢獻度最大，占貢獻總數的62％；其次是專業服務和金融服務，占12％；信息通信和貿易，占10％；然后是農業和礦業，最后是公共服務。長遠來看，隨著5G毫米波的使用不斷增長，這種經濟優勢加上5G毫米波的眾多潛在工業應用，將為垂直行業對GDP的重大影響做出貢獻。

對此，推動毫米波產業本土化進程已經迫在眉睫。有業者表示，移動通信行業亟需運營商發布明確信號，提出5G毫米波新空口系統未來的整體需求，明確設備、終端的開發計劃，推動毫米波產業鏈成熟化進程，為未來部署做好準備。

盤點：5G毫米波的產業鏈

從產業鏈的角度來看，毫米波產業鏈由設備廠商、芯片廠商、終端廠商、天線廠商、垂直行業等部分構成。下表格羅列了部分代表企業：

1.毫米波設備

從技術角度來看，毫米波基帶部分與5G低頻段設備具有相同成熟度，但是射頻相關的功能和性能較5G低頻段設備有較大差距。主設備方面，由于目前北美和日韓已經開始部署毫米波系統，所以廠家設備頻段以北美和日韓頻段為主。設備可以支持基本功能，但是部分功能如波束管理、移動性等有待進一步完善。代表企業有：愛立信、諾基亞、中興等廠家。 從數據來看，帶寬和峰值速率方面，毫米波設備應支持200MHz、400MHz單載波能力，應支持多載波聚合，總帶寬800MHz的能力。毫米波設備應支持64QAM 和256QAM調制方式，系統峰值傳輸速率應達到10Gbps以上。 此外，設備需要提供靈活部署能力。相對于sub 6G設備，毫米波元器件的尺寸更小，單位面積可以部署更多的天線陣子或者毫米設備更容易小型化。設備需要進行優化設計，減小微站和微AAU單元設備體積，進行美化設計便于隱蔽部署，提供多種方式的供電方案和回傳方案。

2.芯片

至于芯片，雖然全球范圍內各大芯片廠商已經發布5G 毫米波相關產品，但進度總體上落后于設備，主要集中在研發、測試階段，實際商用仍在推進中。 據不完全統計，市面上已有多款與毫米波技術相關的5G芯片。英特爾（Intel）于2017年11月發布了XMM 8060 5G多模基帶芯片，該芯片同時支持6GHz 以下頻段和28GHz毫米波頻段。高通已經能夠提供商用的毫米波終端芯片X50和X55，天線模組QTM525。 至于高通的第二代5G NR調制解調器——驍龍X55 5G調制解調器，是一款7納米單芯片，支持5G到2G多模，還支持5G NR毫米波和6 GHz以下頻譜頻段。其中，全新的射頻前端解決方案包括QTM525 5G毫米波天線模組，可支持厚度不到8毫米的纖薄5G智能手機設計。目前全球已有20家OEM廠商開展相關產品研發，全球18家運營商也正在利用X50 5G調制解調器進行移動試驗。 2019年初，美國聯邦通信委員會(FCC)已經對摩托羅拉公司發布的5G模塊進行了認證。該5G模塊配備了接近傳感器，其功能是在用戶臉部靠近手機之前，關閉4個毫米波天線模塊，減少輻射對用戶的影響；此外，如果接近傳感器檢測到手指擋住天線，該5G模塊將加強天線功率，實現更好地接收5G信號。 至于國內企業，由于和而泰的子公司鋮昌科技是國內微波毫米波T/R芯片領域，除少數國防研究所之外掌握核心技術的民營企業，在國內具有較強的技術稀缺性，不僅在數據接口那里能補全，另外也能拓展一些高端的應用。

3.天線

大規模天線技術（Massive MIMO）和波束賦形技術是毫米波系統的關鍵技術之一，因此來自天線行業同樣值得關注。 通俗來講，天線就是一根具有指定長度的導線，因此它可以制造在PCB和FPC上。而由于設備的小型化和便攜化，留給天線的設計空間已經很小，因此目前主流的方案就是使用FPC制造天線，即可折疊式天線。可折疊式天線就是由軟板制成，可以彎曲成任意的形狀，從而應對人們對便攜設備尺寸和設計的更高要求。 由于毫米波波長的大幅度減小，帶來的問題是電磁波繞射能力變差，衰減變得異常明顯。因此為了改善衰減，提高傳輸速度，5G技術中將會采用MIMO多天線技術、beamforming波束賦形、以及空間分級復用等技術。

4.終端

不少業者預測。5G手機將帶動第一波毫米波產品的終端消費浪潮。 在商用終端方面，OPPO/VIVO/ZTE都曾預計2019年底將推出X55芯片樣機終端，商用終端預計2020年出現。而蘋果公司已經在秘密展開毫米波技術的研究應用，其支持毫米波的5G版 iPhone將在2020年12月或2021年1月推出，比普通版(支持Sub-6G頻段5G)至少晚三個月時間，足見毫米波技術商用的復雜程度。 還有消息稱，臺積電拿到了蘋果5G天線封裝訂單，而且專門針對5G毫米波系統集成。 不管以上多款手機能否如期推出，但這一系列消息都給關注5G毫米波應用的業者帶來了小小的驚喜。 中國聯通認為，面對豐富多樣的5G毫米波應用場景，特別是園區專網場景，毫米波終端應根據專網業務需求進行定制。根據5G毫米波應用場景，毫米波終端包括公網專網混合終端、專網功能終端、定制化CPE，具體要求如下：公網專網混合終端，與5G終端融合設計，支持多模多頻，支持5G高低頻雙聯接和5G毫米波載波聚合能力。支持專網APP 應用。終端其他能力需求與當前公網終端相同。

5.場景應用

5G毫米波的垂直應用場景豐富多樣，無論是個人終端消費，還是工業制造業、醫療健康等市場，都還將催生大量應用。這些創新包括增強型遠距醫療和教育、工業自動化、虛擬和擴增實境等等。 醫療方面，遠距離醫療可以通過毫米波頻譜支持的速度和低延遲功能，達到更精準、快速的水平。包括感知網絡功能、利用永遠保持連接的遠距傳感器和穿戴式裝置提升預防醫學，以及遠距手術和“智能”儀器。 而在工業制造領域，新一代機械人、遠距物體操縱(遠距離精確控制機器)、無人機及數字化工業中心的其他實時控制應用可望提高效率、降低成本、增強安全性，同時帶來產品和工藝創新。這是提升目前制造業智慧化水平參差不齊的有效手段之一。 自動駕駛運輸方面，5G毫米波將讓無人駕駛車彼此之間，以及與云端和實體環境通訊，從而建立高效率的公共交通網絡。未來，這些及許多其他創新使用案例預計將占5G創造的總體價值的25%。 此外，在企業及產業的角度來看，室內、園區、碼頭等場景具有業務本地化屬性強、用戶接入數量大、流量集中突發性強的特點。毫米波技術提供的高速率大容量特點，將大幅度提升空口速率，對4K、8K、AR、VR、云游戲等大視頻類場景有巨大的提升，快速建立端到端業務，避免畫面卡頓和眩暈感。結合邊緣云技術，可將視頻和虛擬場景緩存到本地，快速建立環境與場景，減少業務巨大流量對運營商網絡的沖擊和壓力，適合于本地化緩存類業務。 值得提議的是，在毫米波通信技術產業應用推進過程中，供應商應充分考慮實際應用場景特點，對毫米波傳播特性進行有效建模和系統鏈路評估，制定符合實際場景需求的毫米波應用部署方案。