一、5G 商用進(jìn)入中后周期，6G 逐步進(jìn)入大眾視野

6G 可開啟萬物智聯(lián)時(shí)代。20 世紀(jì)初，意大利無線電工程師馬可尼將無線信號(hào)傳至大西洋彼岸，人 類的移動(dòng)通信之路正式啟航。自 1984 年基于模擬蜂窩技術(shù)的 1G 制式起，按國際電信聯(lián)盟（ITU）確立 標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間劃分，移動(dòng)通信以平均每十年一個(gè)周期的速度向前演進(jìn)，分別經(jīng)歷 1G 語言時(shí)代、2G 短信 時(shí)代、3G 圖片時(shí)代、4G 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，以及當(dāng)下正置身于其中的 5G 萬物互聯(lián)時(shí)代，未來隨著感知 與 AI技術(shù)自發(fā)射/接收設(shè)備向網(wǎng)聯(lián)設(shè)備擴(kuò)展，6G 可能開啟萬物智聯(lián)時(shí)代。若將愿景&技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與商用 部署節(jié)奏結(jié)合來看，每一代的用時(shí)縮短趨勢明顯。

1.1 5G 發(fā)展現(xiàn)狀：國內(nèi)基站與用戶規(guī)模超全球半數(shù)

全球 5G 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)步發(fā)展，截至 2023Q2 全球有 104 個(gè)國家和地區(qū)的 259 家通信運(yùn)營商推出了基于 3GPP 標(biāo)準(zhǔn)的商用 5G 網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)到 2023 年末將增加至 290 家，其中已有 42 家通信運(yùn)營商宣布采用 5G SA 組網(wǎng)。從地區(qū)分布看，歐洲數(shù)量最多，共有 38 個(gè)國家和地區(qū)的 109 家通信運(yùn)營商商用 5G，網(wǎng)絡(luò)數(shù) 量占比 42%，亞太地區(qū)其次，共有 25 個(gè)國家和地區(qū)的 65 家通信運(yùn)營商商用 5G，網(wǎng)絡(luò)數(shù)量占比 25.1%。 截至 2023Q2 全球 5G 基站部署總量超 448 萬站，其中國內(nèi)達(dá) 293.7 萬站（占比 65.6%）、北美約 32 萬 站（7.1%）、歐洲約 30 萬站（6.7%）、韓國約 21 萬站（4.7%）、日本約 15 萬站（3.3%），截至 2023M8 國內(nèi) 5G 基站已有 313.8 萬站，預(yù)計(jì)到 2023 年末全球 5G 基站將超 490 萬站、到 2025 年將達(dá) 650 萬站。 截至 2023Q2 全球 5G 用戶總數(shù)超 12.2 億，其中國內(nèi)達(dá) 6.8 億（占比 55.7%）、北美約 2 億（16.4%）、歐 洲約 1.4 億（11.5%）、日本約 0.5 億（4.1%）、韓國約 0.3 億（2.5%），國內(nèi) 5G 套餐總數(shù)達(dá) 12.5 億，其 中中國移動(dòng) 7.2 億、中國電信 3 億、中國聯(lián)通 2.3 億，截至 2023M8 國內(nèi) 5G 用戶已有 7.1 億。全球十六 大運(yùn)營商 2022 年 CAPEX 合計(jì) 2,065 億美元，國內(nèi)三大運(yùn)營商 2022 年 CAPEX 合計(jì) 505.1 億美元，占比 24.5%，國內(nèi)三大運(yùn)營商 2023H1 CAPEX 合計(jì) 1,411.9 億元/-4.6%，預(yù)計(jì) 2023 年全年 CAPEX 合計(jì) 3,591 億元/+2.1%，與上一輪所呈現(xiàn)的 CAPEX 增速規(guī)律類似，5G 商用逐步進(jìn)入中后周期。全球十六大運(yùn)營 商 2022 年合計(jì)實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 11,494.1 億美元/-4.8%，國內(nèi)三大運(yùn)營商 2022 年合計(jì)實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 2,550.4 億美元/+0.6%，占比 22.2%。2023Q2 中國移動(dòng)與美國 T-Mobile 的 ARPU 值分別為 7.22 美元/戶/月與 37.98 美元/戶/月，得益于 5G 商用后數(shù)字生活消費(fèi)的拉動(dòng)，運(yùn)營商 ARPU 值逐步回暖，據(jù) Strategy Analytics 估計(jì)，韓國運(yùn)營商的 5G ARPU 較 4G 高出約六成，泰國運(yùn)營商 AIS 在 5G 時(shí)代的 ARPU 每年穩(wěn)定增長 10%-15%。

1.2 6G 鋒芒初露：WRC-23 將討論頻譜需求，各國競爭明顯

2020M2 起 ITU 無線電通信部門 5D 工作組（ITU-R WP5D）已逐步開展面向 IMT-2030（6G）的早 期研究工作，受疫情影響原計(jì)劃于 2021M12 凍結(jié)的 5G 最后一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本——R17 推遲至 2022M6，而 5.5G 的首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本——R18 預(yù)計(jì)于 2024Q2 凍結(jié)，依此時(shí)間表推算 6G 的首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本——R21 將于 2025H2 進(jìn)入研討階段、2027H2 凍結(jié)，6G 的最后一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本——R23 將于 2030 年凍結(jié)。在此期間， 2023 年世界無線電通信大會(huì)（WRC-23）將于 2023 年 11 月 20 日-12 月 15 日在迪拜召開，正式討論 6G 頻譜需求，四年后的 WRC-27 將進(jìn)行頻譜資源的分配。目前潛在的候選頻段包括太赫茲（100GHz10THz）、毫米波（30GHz-100GHz）、6GHz。

（1）太赫茲：WRC-19 會(huì)后文件的操作意見表示 275GHz-296GHz、306GHz-313GHz、318GHz-333GHz、 356GHz-450GHz 共 137GHz 的帶寬資源可無限制條件地用于固定和陸地移動(dòng)業(yè)務(wù)，太赫茲波同時(shí)具備 微波與光波的通信特征，在短距離（<10m）和中距離（200m 左右）傳輸中支持超高的通信速率，并且 能夠以極低的損耗穿透非金屬或非極化物質(zhì)，例如紙張、塑料、陶瓷、半導(dǎo)體等，還能與分子氫鍵或 范德華力相互作用而不產(chǎn)生任何電離輻射，在保證安全的前提下有助于提升感知分辨率與定位精度；

（2）毫米波：WRC-19 同意將 24.25GHz-27.5GHz、37GHz-43.5GHz、66GHz-71GHz 共 14.75GHz 帶寬 資源用于 5G 和未來國際移動(dòng)通信系統(tǒng)，表明其中的部分頻段或可用于 6G，毫米波 5G 已有所應(yīng)用、 6G 將趨于成熟，其大量的可用帶寬對(duì)于 6G 所需的超高速率至關(guān)重要，同時(shí)毫米波頻段的感知分辨率 也已達(dá)到厘米級(jí)；

（3）6GHz：WRC19 還決定將 6GHz（即 6425-7125MHz）作為新增 IMT 頻段列入 WRC-23 1.2 部分的 議題，對(duì) 6425-7025MHz 成為區(qū)域性（阿拉伯國家、非洲、歐洲、獨(dú)聯(lián)體國家）IMT 新頻段以及 7025- 7125MHz 成為全球性 IMT 新頻段進(jìn)行立項(xiàng)研究，事實(shí)上 700-900MHz 的低頻段與 3-5GHz 的中頻段在 5G 中的應(yīng)用較為成功，這些頻段大概率也將在 6G 中延用，面向更遠(yuǎn)的未來，特別是在多運(yùn)營商共存 的情況下，要想支撐流量的持續(xù)增長，6GHz 是較有競爭力的選擇，傳播衰減的上升完全在可控范圍內(nèi)。

中美歐日韓等全球主要國家或組織積極推進(jìn) 6G 布局，我國 2018 年啟動(dòng) 6G 研究，2019M6 工信部 牽頭成立“中國 IMT-2030（6G）推進(jìn)組”，聚合產(chǎn)學(xué)研用的力量，是推動(dòng)我國 6G 技術(shù)發(fā)展的主要平 臺(tái)，截至 2022 年末我國 6G 專利申請(qǐng)量的全球占比約 40%，按規(guī)劃國內(nèi)將于 2025 年推出 6G 早期應(yīng) 用、2030 年實(shí)現(xiàn)全面的商業(yè)服務(wù)；美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）于 2019M3 率先開放 95GHz-3THz 作為 6G 實(shí)驗(yàn)頻譜，有效期 10 年，同時(shí)美國電信行業(yè)解決方案聯(lián)盟（ATIS）于 2020M10 牽頭組建“Next G”， 目前已有高通、蘋果、三星、諾基亞等 30 多家 ICT 巨頭加入，截至 2022 年末美國 6G 專利申請(qǐng)量的全 球占比約 35%；歐盟的旗艦 6G 研究項(xiàng)目——“Hexa-X”于 2021 年正式啟動(dòng)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)匯集了 25 家 企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)，包括法國的 Orange、Atos、B-COM、CEA，德國的西門子，意大利的意大利電信、比 薩大學(xué)，西班牙的西班牙電信，芬蘭的諾基亞、奧盧大學(xué)，瑞典的愛立信，美國的 Intel 等。此外，歐 盟還積極與亞洲國家合作，例如英國任命越南教授為英國皇家工程學(xué)院 6G 電信網(wǎng)絡(luò)的研究主席、芬蘭 與瑞典分別和韓國達(dá)成 6G 協(xié)議等；日本提出要在 2025 年實(shí)現(xiàn) 6G 關(guān)鍵技術(shù)突破，2030 年正式啟用 6G 網(wǎng)絡(luò)、屆時(shí) 6G 專利份額超過 10%等目標(biāo)，同時(shí)將太赫茲技術(shù)列為“國家支柱技術(shù)十大重點(diǎn)戰(zhàn)略目標(biāo)” 之首；韓國有意在 6G 時(shí)代復(fù)制 5G 全球首個(gè)商用國家，其通信與信息科學(xué)研究院于 2019M4 正式組建 6G 研究小組，按規(guī)劃韓國將于 2026 年進(jìn)行 6G 技術(shù)的早期商業(yè)化展示，并于 2028 年啟動(dòng) 6G 商用網(wǎng) 絡(luò)部署。

二、6G 六大應(yīng)用場景：5G 增強(qiáng)+廣域覆蓋+感智算一體

2023 年 6 月 12 日-22 日，ITU-R WP5D 在瑞士日內(nèi)瓦召開第 44 次會(huì)議，通過了《IMT 面向 2030 年及未來發(fā)展的框架和總體目標(biāo)建議書》，明確 6G 六大應(yīng)用場景——沉浸式通信、超高可靠低時(shí)延、 海量通信、泛在連接、通感一體化、通智算一體化，其中前三項(xiàng)是 5G eMBB（增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶）、uRLLC （高可靠低時(shí)延）、mMTC（海量機(jī)器類通信）三大應(yīng)用場景的擴(kuò)展與增強(qiáng)，泛在連接重在解決當(dāng)前無 覆蓋或幾乎無覆蓋地域的通信問題，通感一體化與通智算一體化分別在通信網(wǎng)絡(luò)中新增感知與 AI 元 素，以便更透徹地連接數(shù)字世界與物理世界。

2.1 6G 應(yīng)用場景一：沉浸式通信（eMBB+）

eMBB+對(duì) 峰 值 速 率 、 用 戶 體 驗(yàn) 速 率 、 用 戶 面 時(shí) 延 、 系 統(tǒng) 容 量 提 出 了 更 高 要 求 ， 將 在 XR 應(yīng) 用 （VR/AR/MR）與“感官互聯(lián)網(wǎng)”中實(shí)現(xiàn)極致的沉浸式體驗(yàn)與多感官互動(dòng)。 （1）360°極致沉浸式云 VR。360°極致沉浸式云 VR 衍生自當(dāng)前的 XR 服務(wù)，但分辨率將從入門級(jí)的 4K 60FPS 提升至舒適級(jí)的 8K 90FPS，甚至僅考慮用戶體驗(yàn)速率的話，6G 有支持 16K 120FPS 的可能 性。據(jù) VRPC 數(shù)據(jù)，2022 年全球 AR 與 VR 行業(yè)市場規(guī)模均超千億，同比增長分別超 60%與近 80%， 預(yù)計(jì)未來兩年增速均在 40%以上，國內(nèi)占比近 8%，據(jù) VR 陀螺數(shù)據(jù)，2022 年全球 VR 頭顯出貨量約 2000 萬臺(tái)，同比增長約 80%，預(yù)計(jì)未來三年增速均在 70%以上； （2）感官互聯(lián)網(wǎng)。感官互聯(lián)網(wǎng)就是將感官通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，形成一個(gè)網(wǎng)，未來將在娛樂生活、教 育學(xué)習(xí)、醫(yī)療保健、交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)、遠(yuǎn)程辦公等領(lǐng)域大有作為。4G/5G 時(shí)代我們主要通過視覺 （圖像/視頻）與聽覺（聲音）兩種感官進(jìn)行交流，6G 時(shí)代感官將被進(jìn)一步擴(kuò)展到觸覺、嗅覺、味覺； （3）裸眼 3D 全息顯示。基于視調(diào)節(jié)的裸眼 3D 全息顯示可以正確感知景深，能夠?qū)崟r(shí)采集人、物、環(huán) 境的全真數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼、傳輸、渲染，構(gòu)建一種雙方可以實(shí)時(shí)深度參與交互的三維空間場景。移動(dòng) 3D 導(dǎo)航等需要通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸 3D 圖像，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求極高，原始數(shù)據(jù)速率因圖像大小、分辨率、 顏色等因素各異，從 1Tbit/s 以下至數(shù)百 Tbit/s 不等，同時(shí)還要考慮如何進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮以減少帶寬消耗。

2.2 6G 應(yīng)用場景二：超高可靠低時(shí)延（uRLLC+）

uRLLC+主要針對(duì) 5G uRLLC 中那些對(duì)可靠性與時(shí)延過敏的應(yīng)用，例如動(dòng)作控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、車聯(lián) 網(wǎng)等，加速垂直行業(yè)的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

（1）未來工廠。未來工廠的目標(biāo)是完全自動(dòng)、極度靈活，滿足大規(guī)模定制需求，6G 網(wǎng)絡(luò)可通過超高 性能無線鏈路令機(jī)器不再受互聯(lián)線纜的掣肘，這樣模塊能自由移動(dòng)、快速組成定制流水線；

（2）動(dòng)作控制。自動(dòng)化領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的用例以及最核心的邏輯就是動(dòng)作控制，按照預(yù)先定義好的方 式嚴(yán)格監(jiān)控機(jī)器運(yùn)動(dòng)的方方面面。目前動(dòng)作控制雖已應(yīng)用于現(xiàn)代制造，但需依賴工業(yè)以太網(wǎng)等有線技 術(shù)，只有具備超高可靠（99.9999%）與超低時(shí)延（亞 ms 甚至 μs）的通信能力，才能實(shí)現(xiàn)精確的動(dòng)作控 制；

（3）分組協(xié)作機(jī)器人。未來工廠的生產(chǎn)過程中，例如自動(dòng)引導(dǎo)運(yùn)輸車（AGV）、無人機(jī)（UAV）都會(huì)參 與進(jìn)來，將原材料、備件、配件從倉庫運(yùn)送至生產(chǎn)線，大型或重型零件甚至需要多個(gè)機(jī)器人協(xié)作。為 滿足復(fù)雜協(xié)同對(duì)精度的要求，6G 網(wǎng)絡(luò)需要提供毫秒級(jí)時(shí)延、99.9999%可靠性、厘米級(jí)定位能力。據(jù)中 國電子協(xié)會(huì)《中國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2022）》統(tǒng)計(jì)，2022 年全球機(jī)器人市場規(guī)模達(dá) 513 億美元/+19.6%， 其中工業(yè)/服務(wù)/特種機(jī)器人分別達(dá) 195/217/101 億美元，預(yù)計(jì) 2024 年全球機(jī)器人市場規(guī)模有望突破 660 億美元，據(jù) GGII 數(shù)據(jù)，2022 年國內(nèi)六軸及以上協(xié)作機(jī)器人出貨量約 2 萬臺(tái)，預(yù)計(jì) 2023/2026 年將達(dá) 2.5/6 萬臺(tái)，維持每年 30%左右的增長水平，其中最為關(guān)鍵的動(dòng)力總成系統(tǒng)與智能感應(yīng)系統(tǒng)價(jià)值量占比 約為 60%與 15%；

（4）遠(yuǎn)程醫(yī)療。在超高可靠、超低時(shí)延的 6G 技術(shù)加持下，無論是醫(yī)患對(duì)話還是診斷手術(shù)，均好似面 對(duì)面一般，尤其是遠(yuǎn)程診斷中的立體 4K 60FPS 實(shí)時(shí)視頻（4K 超高清的影像色彩更接近人眼視覺，可 觀察到細(xì)微的血管與神經(jīng)）、CT/MRI 掃描、512*512 像素超聲探頭、遠(yuǎn)程治療中的 3D 實(shí)時(shí)視頻、觸覺 反饋的壓力與震動(dòng)、遠(yuǎn)程急救中的 2048*2048 像素實(shí)時(shí)掃描、院外心臟遙測、遠(yuǎn)程康復(fù)中的立體 4K 60FPS 實(shí)時(shí)視頻等環(huán)節(jié)改善尤為明顯。據(jù) Mordor Intelligence 預(yù)測，2027 年全球遠(yuǎn)程醫(yī)療市場規(guī)模將達(dá) 2,727.6 億美元，近五年 CAGR=20.5%，據(jù)健康界研究院預(yù)測，2023 年國內(nèi)遠(yuǎn)程醫(yī)療市場規(guī)模將達(dá) 770.5 億元，每年增速維持在 40%以上；

（5）L5 級(jí)自動(dòng)駕駛。國內(nèi)主機(jī)廠自 L1 級(jí)進(jìn)階至 L3 級(jí)普遍經(jīng)歷了 6 年以上的迭代，據(jù)規(guī)劃預(yù)計(jì) 2025 年全面進(jìn)入 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛，L5 級(jí)的落地時(shí)間與 6G 商用網(wǎng)絡(luò)部署相吻合。據(jù) IDC 預(yù)測，2026 年全球 自動(dòng)駕駛車輛的銷售規(guī)模為 8,930 萬輛，五年 CAGR=14.8%，據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2022 年國內(nèi)無 人駕駛市場規(guī)模為 2,894 億元/+22.7%，預(yù)計(jì) 2023 年將達(dá) 3,301 億元。

2.3 6G 應(yīng)用場景三：海量通信（mMTC+）

6G 將繼續(xù) 5G“連接萬物”的使命，會(huì)囊括更多的終端、更密集的連接以及新的人機(jī)接口。據(jù) IMT2030（6G）推進(jìn)組測算，預(yù)計(jì) 2030/2040 年，6G 各類終端連接數(shù)將達(dá) 184/1,216 億臺(tái)，遠(yuǎn)超地球總?cè)?口，移動(dòng)通信月均流量將達(dá) 6,835/58,550 億 GB。

（1）數(shù)字孿生。數(shù)字孿生又稱數(shù)字雙胞胎或數(shù)字映射或數(shù)字鏡像，即基于某臺(tái)實(shí)體設(shè)備或某個(gè)物理系 統(tǒng)（本體），創(chuàng)造一個(gè)數(shù)字版的動(dòng)態(tài)“克隆體”。據(jù)艾瑞咨詢數(shù)據(jù)，2022 年全球數(shù)字孿生市場規(guī)模為 77億美元/+57.1%，近年來以及未來兩年增速大概率維持在 55%-60%的水平，2022 年國內(nèi)數(shù)字孿生市場 規(guī)模為 104 億元/+35.1%，未來兩年增速也在 45%以上；

（2）智慧樓宇。智慧樓宇是指將建筑作為智能實(shí)體進(jìn)行管控，使信息在電子產(chǎn)品、智能材料、控制系 統(tǒng)與用戶間無縫流動(dòng)。實(shí)現(xiàn)智慧樓宇的第一步是整合樓宇內(nèi)的各個(gè)子系統(tǒng)，第二步是將各個(gè)建筑連接 起來，未來移動(dòng)通信設(shè)施將提供數(shù)字基礎(chǔ)；

（3）無源物聯(lián)網(wǎng)。無源物聯(lián)網(wǎng)即不帶外部電源、不帶電池的物聯(lián)網(wǎng)。據(jù) IoT Analytics 統(tǒng)計(jì)，全球物聯(lián) 網(wǎng)連接數(shù)約 150 億，國內(nèi)接近 80 億，基于目前“有源”路線的物聯(lián)網(wǎng)連接，其規(guī)模上限或在百億級(jí)別， 距離業(yè)界期待的千億級(jí)萬物智聯(lián)差距仍較大。據(jù)智次方·摯物產(chǎn)業(yè)研究院據(jù)無源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟 度評(píng)估模型對(duì)各技術(shù)路線的評(píng)估、匯總后形成總體市場規(guī)模的預(yù)測，預(yù)計(jì) 2025/2030 年國內(nèi)無源物聯(lián) 網(wǎng)市場規(guī)模將達(dá) 410/525 億元。

2.4 6G 應(yīng)用場景四：泛在連接

截至 2022 年末，全球獨(dú)立移動(dòng)用戶數(shù)為 54 億，其中移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)為 44 億，仍有近 45%的用 戶缺乏基本的互聯(lián)網(wǎng)接入，當(dāng)下全球的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)僅覆蓋了陸地表面的 20%、地球總面積的 6%。6G 將突破地面網(wǎng)絡(luò)限制，構(gòu)建全球廣域覆蓋的空天地海一體化三維立體網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供無死角、無盲 區(qū)的泛在移動(dòng)通信服務(wù)。

（1）無人機(jī)：無人機(jī)因其高機(jī)動(dòng)、低成本、易控制、可提供視距鏈路增益等特點(diǎn)，可作為空中移動(dòng)基 站與地面用戶建立無線連接以提供通信服務(wù)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍與數(shù)據(jù)傳輸性能。據(jù) Teal Group 數(shù) 據(jù)，2022 年全球軍用無人機(jī)市場規(guī)模為 114.8 億美元/+2.9%，預(yù)計(jì) 2023 年將達(dá) 121.2 億美元；據(jù) Frost&Sullivan 數(shù)據(jù)，2022 年國內(nèi)民用無人機(jī)市場規(guī)模約 1,196 億元/+37.6%，預(yù)計(jì) 2023 年將達(dá) 1,650 億元；

（2）衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：據(jù) SIA 數(shù)據(jù)，2022 年全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模為 2,810 億美元，2022 年國內(nèi)衛(wèi)星互 聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模約 315 億元/+7.7%，預(yù)計(jì) 2025 年將達(dá) 446.9 億元，價(jià)值量上，地面設(shè)備：衛(wèi)星運(yùn)營：衛(wèi) 星制造與發(fā)射=51。低軌衛(wèi)星相較于傳統(tǒng)的中高軌衛(wèi)星信號(hào)更強(qiáng)、時(shí)延與生產(chǎn)成本更低、可實(shí)現(xiàn)全域 覆蓋，據(jù) SpaceNews 統(tǒng)計(jì)，2023 年至今全球發(fā)射的軌道衛(wèi)星中近 80%為低軌衛(wèi)星。由于軌道資源的稀 缺性，ITU 提出“2 年 10%、5 年 50%、7 年 100%”的分配原則，按此部署節(jié)奏未來五年全球?qū)⒂屑s 5 萬顆低軌衛(wèi)星入軌，且國內(nèi)增速遠(yuǎn)超全球。

2.5 6G 應(yīng)用場景五：通感一體化

通感一體化基于軟硬件資源共享或信息共享，實(shí)現(xiàn)通信與感知功能協(xié)同。6G 通感一體化具備三大 優(yōu)勢，一是大幅降低由額外感知設(shè)備帶來的成本，二是可利用廣泛部署的基站和用戶終端間的通信協(xié) 作提升感知性能，三是可提高波束賦形的準(zhǔn)確性、加快波束失敗恢復(fù)的速度。 （1）高精度定位與追蹤：6G 可以為通信對(duì)象提供有源定位（Positioning），也可以為非通信對(duì)象提供無 源定位（Localization），通過處理反射、散射、多路徑傳播的時(shí)延、多普勒、角度譜信息，提取出三維 空間中物體的坐標(biāo)、方向、速度及其他地理信息，高精度 3D 定位與追蹤將精確至厘米級(jí)； （2）同步成像、定位與制圖（SLAM）：毫米波或太赫茲中的 SLAM 應(yīng)用可幫助感知設(shè)備在未知環(huán)境中 構(gòu)建 3D 地圖，6G 時(shí)代感知設(shè)備可以是基站或終端，包括機(jī)器人、汽車、無人機(jī)等。基于 6G 無線信號(hào) 的 SLAM 應(yīng)用使汽車能夠在任何天氣條件下以超高分辨率和精度來“看清”周圍各個(gè)角落，室內(nèi)場景 也類似，即便在擁擠環(huán)境中，機(jī)器人、AGV 也能依賴 SLAM 自由移動(dòng)； （3）人類感官增強(qiáng)：人類感官增強(qiáng)旨在提供優(yōu)于人眼的安全、精確、低功耗感知能力，通感一體化可 以超越人體感官的增強(qiáng)感知能力，集成到便攜式設(shè)備、可穿戴設(shè)備乃至可植入式設(shè)備中。“超越人眼” 的概念依賴超高分辨率成像技術(shù)，可用于日常生活； （4）手勢及動(dòng)作識(shí)別：基于機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）的無源手勢及動(dòng)作識(shí)別是推廣人機(jī)接口的關(guān)鍵，用戶僅用 手勢及動(dòng)作就能夠與設(shè)備交互； （5）智慧家居：6G 通感一體化可以精細(xì)感知人的位置和行為，為智能家居提供更加豐富的功能。據(jù) CSHIA 數(shù)據(jù)，2022 年國內(nèi)智能家居市場規(guī)模為 6,515.6 億元/+12.3%，預(yù)計(jì) 2023 年將達(dá) 7,157.1 億元， 據(jù) IDC 數(shù)據(jù)，2022 年我國智能家居設(shè)備市場出貨量約 2.6 億臺(tái)，預(yù)計(jì)到 2023/2026 年突破 3.3/5 億臺(tái)。

2.6 6G 應(yīng)用場景六：通智算一體化

所有 6G 網(wǎng)元都將原生集成通信與計(jì)算能力，加速云上集中智能向深度邊緣泛在智能演進(jìn)，達(dá)到 “人工智能即服務(wù)”（AIaaS）的效果，在 AIaaS 中 6G 作為原生智能架構(gòu)，將通信、信息和數(shù)據(jù)技術(shù)以 及工業(yè)智能深度集成到無線網(wǎng)絡(luò)，并具備大規(guī)模分布式訓(xùn)練、實(shí)時(shí)邊緣推理、本地?cái)?shù)據(jù)脫敏的能力。 （1）AI 增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化：當(dāng)下移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)操作、管理、維護(hù)（OA&M）需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái) 力，而 AI 可以極大地減輕這些負(fù)擔(dān)，通過所有技術(shù)領(lǐng)域運(yùn)用預(yù)測性的網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)和端到端系統(tǒng) OA&M 等方式，人工的被動(dòng)式 OA&M 將演變?yōu)榱憬佑|的主動(dòng)式 OA&M； （2）數(shù)據(jù)管理 AIaaS：未來的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)會(huì)產(chǎn)生、收集、交換海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用于執(zhí)行和優(yōu) 化與操作管理任務(wù)相關(guān)的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如配置管理、故障管理、SLA 保障等。數(shù)據(jù)是 AI 最重要的 資產(chǎn)，在降低計(jì)算復(fù)雜度和能耗的同時(shí)，提高數(shù)據(jù)處理效率，AIaaS 可以很好地解決這一問題； （3）分布式學(xué)習(xí)與推理 AIaaS：未來為支撐社會(huì)和垂直行業(yè)的大規(guī)模實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)與推理，移動(dòng)通信系統(tǒng) 需為分布式學(xué)習(xí)與推理應(yīng)用提供 AIaaS。6G 核心網(wǎng)功能將向深度邊緣網(wǎng)絡(luò)推進(jìn)，而云端軟件運(yùn)營將向 大規(guī)模深度學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變； （4）腦機(jī)接口與情感交互： 6G 既是連接物理世界與數(shù)字世界的紐帶，又是控制物理世界與智能世界 的神經(jīng)系統(tǒng)，6G 有望在腦機(jī)接口和情感交互等全新領(lǐng)域有所作為。

三、6G 前沿關(guān)鍵技術(shù)：空口演進(jìn)呼喚超大規(guī)模天線陣列 ELAA-MM， 鐵電材料 RIS 或有突破

目前業(yè)界關(guān)注較多、包括較大的關(guān)鍵技術(shù)方向主要包括空口演進(jìn)技術(shù)中的超大規(guī)模天線陣列技術(shù) （ELAA-MM）、同時(shí)同頻全雙工技術(shù)，創(chuàng)新技術(shù)中的可重構(gòu)智能超表面技術(shù)（RIS）、軌道角動(dòng)量技術(shù) （OAM），新型頻譜技術(shù)中的太赫茲光電發(fā)射技術(shù)等。

3.1 空口演進(jìn)技術(shù)之超大規(guī)模天線陣列（ELAA-MM）

未來隨著頻譜頻點(diǎn)與 C-RAN 網(wǎng)絡(luò)部署比例的逐漸提升，在有限站點(diǎn)及口徑約束下，可以部署包含 超大規(guī)模的發(fā)射天線陣子和通道數(shù)超大口徑的多天線陣面（ Extremely Large Aperture Array Massive MIMO，ELAA-MM）。 5G 64T64R 注重水平覆蓋，6G 256T256R 增強(qiáng)立體覆蓋。5G 基站的天線架構(gòu)主要重心還是放在地 面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋需求，以水平方向的覆蓋為主。未來 6G 位于更高頻段，考慮到路徑上更強(qiáng)的物 體遮擋損耗和吸收損耗，ELAA-MM 的輻射波束需要在垂直面上具備更大的掃描范圍，6G 可采用低功 耗非子陣 ELAA-MM、小型化天線單元去耦陣列等解決方案，同時(shí) 6G 還要顧及高速與超高速移動(dòng)覆蓋、 空間精確定位等問題。6G 時(shí)代 64T64R 大概率會(huì)演進(jìn)至 256T256R。

電磁超材料提升天線增益，3D 振子立體饋電順應(yīng)潮流。電磁超材料預(yù)計(jì)將在 6G 時(shí)代天線領(lǐng)域大 規(guī)模推廣，將超材料用于天線蓋板或隔離條，可降低天線單元間空間波或者表面波的傳播，從而達(dá)到 降低天線間互耦、提升單元間隔離度的目的。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2022 年全球基站天線市場規(guī)模 超 650 億元，2025 年有望達(dá) 1110 億元，2022 年國內(nèi)基站天線市場規(guī)模超 400 億元，2025 年有望達(dá) 630 億元。天線振子方面，6G 對(duì)立體覆蓋的要求較高，PCB 貼片振子成本相對(duì)較高，而 3D 振子較易實(shí)現(xiàn) 立體饋電結(jié)構(gòu)，順應(yīng) 6G 潮流，預(yù)計(jì)滲透率將大幅抬升，單體價(jià)值量也會(huì)隨之上行。 陶瓷介質(zhì)諧振濾波器因高品質(zhì)因子與高機(jī)電耦合系數(shù)，6G 時(shí)代或占據(jù)主流地位。ELAA-MM 對(duì)基 站側(cè)的影響并不局限于天線，5G 64T64R→6G 256T256R 通道數(shù)變?yōu)?4 倍，濾波器的需求也成倍增長。 陶瓷介質(zhì)同時(shí)具備高機(jī)電耦合系數(shù)、高雜波抑制、低插入損耗、低溫度漂移的特點(diǎn)，代表著高端射頻 器件的發(fā)展方向，6G 時(shí)代或占據(jù)主流地位。 功率放大器：GaN 優(yōu)勢仍存，InP 迎頭趕上。功率放大器（PA）有小型化、高集成度的趨勢，單體 價(jià)值量也將有所提升。PA 的上游是化合物半導(dǎo)體材料，其中氮化鎵（GaN）具備高能隙、高擊穿場強(qiáng)， 由于缺乏成熟的塊狀 GaN 材料以及其熱導(dǎo)率不足，因此需要在載體襯底上生長 GaN 異質(zhì)結(jié)構(gòu)，而磷化 銦（InP）則具備最高的電子遷移率和飽和速度，非常適合高頻通信。我們判斷 6G 時(shí)代預(yù)計(jì) GaN 優(yōu)勢 仍存，但只要在成本方面有所突破，InP 會(huì)迎頭趕上。

PCB 層數(shù)更進(jìn)一步，CCL 大概率邁向 PTFE。預(yù)計(jì) 6G 建設(shè)可能會(huì)看到 20-30 層多層板的應(yīng)用。覆 銅板（CCL）的下游是 PCB，占據(jù)其 30%成本。目前特殊 CCL 的樹脂材料中，PTFE 板更適用于 6G 時(shí) 代的高頻段，價(jià)格相對(duì)昂貴。CCL 對(duì)原材料價(jià)格較為敏感，而由于 CCL 的行業(yè)集中度遠(yuǎn)高于 PCB，議 價(jià)能力較強(qiáng)。據(jù)億渡數(shù)據(jù)，2022 年全球 PCB 產(chǎn)值為 750.2 億美元/+6.4%，預(yù)計(jì) 2026 年將達(dá) 912.8 億美 元，2022-2026 年 CAGR=5%，2022 年國內(nèi) PCB 產(chǎn)值為 397.9 億美元/+6.6%，預(yù)計(jì) 2026 年將達(dá) 486.2 億 美元，2022-2026 年 CAGR=5.1%。2022 年全球 CCL 產(chǎn)值為 134.2 億美元/+2.2%，預(yù)計(jì) 2026 年將達(dá) 140 億美元，2022-2026 年 CAGR=1.1%，2022 年國內(nèi) CCL 產(chǎn)值為 694 億元/+1.3%，預(yù)計(jì) 2026 年將達(dá) 874 億元，2022-2026 年 CAGR=5.9%。全球 PCB 產(chǎn)值中有 30%-35%源于通信，2022 年全球通信 PCB 產(chǎn)值 增速為 6.3%，預(yù)計(jì) 2022-2026 年 CAGR=6.3%。

6G 光通信：提速節(jié)能降本+高度集成，硅光/CPO/LPO 大勢所趨。硅光技術(shù)較傳統(tǒng)分立器件更能發(fā) 揚(yáng)“光”（高速率、低功耗）與“電”（大規(guī)模、高精度）的各自優(yōu)勢。據(jù) LightCounting 數(shù)據(jù)，2022 年 全球硅光模塊市場規(guī)模超 30 億美元，占整體光模塊份額約 35%，預(yù)計(jì) 2026 年將達(dá)近 80 億美元，份額 有望超 50%，2022 年全球 CPO 市場規(guī)模約 6,000 萬美元，預(yù)計(jì) 2025 年將突破 2 億美元、2028 年突破 9 億美元。線驅(qū)可插拔光模塊（LPO）舍棄傳統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），將其功能集成到交換芯片中， 只留下性能有所提升的激光驅(qū)動(dòng)器（LDD）與跨阻放大器（TIA），以實(shí)現(xiàn)更好的線性度，功耗僅為原先 的一半。相較于 CPO，LPO 采用可插拔模塊，并未顯著改變光模塊的封裝形式，盡管 LPO 中的 LDD 與 TIA 成本稍有上升，但省去 DSP 后綜合成本依然占據(jù)優(yōu)勢，且 DSP 是傳統(tǒng)光模塊中傳輸延遲的主要拖 累，LPO 甚至可將延遲降至皮秒級(jí)。

3.2 空口演進(jìn)技術(shù)之同時(shí)同頻全雙工（CCFD）

理想狀態(tài)下 CCFD 頻譜效率較 TDD 或 FDD 提升一倍。除 ELAA-MM 外，另一種提升頻譜效率的方 法是應(yīng)用自干擾消除技術(shù)，實(shí)現(xiàn)帶內(nèi)雙向通信和中繼的同時(shí)同頻全雙工（CCFD）。理想狀態(tài)下 CCFD 頻譜效率較當(dāng)前的時(shí)分雙工（TDD）或頻分雙工（FDD）提升一倍，同時(shí)該方式使得雙向通信能夠在接收 信號(hào)的同時(shí)反饋交換信令控制信息，降低時(shí)延。 全雙工應(yīng)用場景有序拓展。全雙工技術(shù)可以很好地應(yīng)用在非連續(xù)覆蓋的熱點(diǎn)場景，例如家庭基站 或 Wi-Fi。全雙工技術(shù)也有望應(yīng)用于連續(xù)覆蓋場景，包括同構(gòu)網(wǎng)場景和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景，不同類型的基站 可以根據(jù)自身小區(qū)的業(yè)務(wù)需求工作在全雙工或半雙工模式。當(dāng)然全雙工還可以應(yīng)用在中繼傳輸場景中， 在中繼節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)和轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)可以在同頻同時(shí)進(jìn)行傳輸，中繼到基站的傳輸可以利用波束賦型技術(shù) 較好控制干擾。

6G 時(shí)代 NLOS 干擾或是主要問題。太赫茲或毫米波作為未來 6G 可能的主流頻段，窄波束與強(qiáng)方 向性傳輸?shù)奶攸c(diǎn)大大減少了 LOS 互干擾的影響，但由于反射引起的 NLOS 干擾則成為主要問題，相關(guān) 研究表明在最壞情況下，由于反射引起的環(huán)境底噪抬升約 50dB。 “空間域-射頻域-數(shù)字域”多級(jí)架構(gòu)抑制自干擾，天線與雙工器需保持高隔離度。目前普遍認(rèn)為 應(yīng)采用“空間域-射頻域-數(shù)字域”多級(jí)架構(gòu)抑制自干擾，還需要進(jìn)行射頻自干擾抑制，射頻抑制技術(shù) 中的時(shí)延線和干擾抵消矩陣導(dǎo)致鏈路復(fù)雜度以天線數(shù)平方的速度增加，這對(duì) 6G 256T256R ELAA-MM 的支持是一個(gè)挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)高隔離度的雙工器是一種解決思路。

3.3 創(chuàng)新技術(shù)之可重構(gòu)智能超表面（RIS）

可重構(gòu)智能超表面（RIS）以其獨(dú)特的低成本、低能耗、可編程、易部署等特點(diǎn)脫穎而出。RIS 具 有電磁吸收、透射、散射等能力，可根據(jù)所需無線功能對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控。此外，利用 RIS 可 以實(shí)現(xiàn)基帶信息直接調(diào)制至射頻載波，可用于構(gòu)建新體制陣列式發(fā)射機(jī)架構(gòu)，降低硬件復(fù)雜度和成本。 RIS 具備寬頻響應(yīng)、低熱噪聲、低功耗、易部署的特性。RIS 可以在聲譜、微波頻譜，太赫茲譜、 光譜等多個(gè)頻段上完成工作，不會(huì)引入額外的熱噪聲，同時(shí)也不需要射鏈路等高功耗器件。RIS 形狀可 塑，尺寸簡單易擴(kuò)展，無需大帶寬回傳鏈路，具有較輕重量，對(duì)供電要求低，因此易部署于無線傳播 環(huán)境中的各種散射體表面；

（1）克服覆蓋空洞。RIS 可部署在基站與覆蓋盲區(qū)之間，通過有效的反射/透射使傳輸信號(hào)到達(dá)覆蓋空 洞中的用戶，從而為基站和用戶之間建立有效連接，保證空洞區(qū)域用戶的覆蓋；

（2）增強(qiáng)邊緣覆蓋。RIS 可部署在基站和邊緣用戶或弱覆蓋區(qū)之間，接力反射基站的傳輸信號(hào)提高邊 緣用戶的信號(hào)質(zhì)量。在基站和小區(qū)邊緣用戶間部署 RIS，既可以調(diào)整電磁單元的相位進(jìn)行波束賦型來 增強(qiáng)信號(hào)，又可以增加反射路徑來提高信號(hào)質(zhì)量；

（3）增強(qiáng)室內(nèi)覆蓋。目前 5G 網(wǎng)絡(luò)中約 85%的業(yè)務(wù)發(fā)生于室內(nèi)場景中，未來隨著 6G 的興起，各種新 型業(yè)務(wù)層出不窮，該數(shù)值很可能提升至 90%。RIS 可以針對(duì)目標(biāo)用戶進(jìn)行重新配置，有利于室內(nèi)覆蓋增 強(qiáng)。RIS 還可以部署在建筑物的玻璃表面，它能有效接收基站傳輸?shù)男盘?hào)并透射到室內(nèi)，室內(nèi)用戶可以 接收來自 RIS 的反射信號(hào)提高信號(hào)質(zhì)量；

（4）降低邊緣時(shí)延。在邊緣網(wǎng)絡(luò)中，RIS 可提升邊緣設(shè)備的卸載成功率，從而提升整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能，降 低端到端信號(hào)傳輸時(shí)延。此外，將 RIS 部署于邊緣服務(wù)器附近，利用邊緣服務(wù)器的計(jì)算能力，提升 RIS 電磁單元調(diào)控系數(shù)的調(diào)節(jié)效率，從而帶來系統(tǒng)覆蓋和傳輸容量增益，進(jìn)而降低邊緣網(wǎng)絡(luò)傳輸和處理時(shí) 延；

（5）提升傳輸穩(wěn)健性。RIS 的泛在部署能夠帶來更多傳輸路徑，從而增強(qiáng)系統(tǒng)傳輸穩(wěn)健性。此外，RIS 設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多徑信道中的部分路徑的參數(shù)進(jìn)行操控，通過操控部分路徑的幅度和相位，使得多徑 信號(hào)在接收端正向疊加，抑制多徑效應(yīng)，提高無線數(shù)據(jù)的傳輸穩(wěn)健性；

（6）高精度定位。RIS 可靈活部署在基站服務(wù)區(qū)域的內(nèi)部，輔助基站進(jìn)行定位，提高定位精度。與傳 統(tǒng)多基站定位相比，一方面 RIS 具有較大的天線孔徑，空間分辨率更佳，另一方面 RIS 可泛在部署， 可以解決例如室內(nèi)場景等定位覆蓋盲區(qū)問題。 鐵電材料 RIS 更適應(yīng) 6G 高頻環(huán)境，室內(nèi)增益明顯。鐵電材料更適合高頻段（60G-300G），隨著產(chǎn) 業(yè)化的有序推進(jìn)，鐵電材料成本將穩(wěn)步下行。在頻率平坦衰落的環(huán)境下，例如室內(nèi)或窄帶，由于信道 的頻域特性相對(duì)一致，RIS 帶來的增益較為明顯，而在寬帶系統(tǒng)中，如果存在較大的時(shí)延擴(kuò)展，例如室 外非直射場景，RIS 的增益就會(huì)受限。

3.4 創(chuàng)新技術(shù)之軌道角動(dòng)量（OAM）

電磁波可以攜帶角動(dòng)量，動(dòng)量分為自旋角動(dòng)量（SAM） 和軌道角動(dòng)量（OAM）。 OAM 新增多址維度，緩解頻譜緊張。不同 OAM 模式在空間上相互正交，構(gòu)成一個(gè)理論上具有無 限維度的態(tài)空間，通過將不同 OAM 模式作為獨(dú)立的信道傳輸將大幅提升通信系統(tǒng)的傳輸容量，可以有 效地提升網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率。 SiGe 或?yàn)?6G OAM 射頻關(guān)鍵材料。在半導(dǎo)體技術(shù)選擇上，當(dāng)天線數(shù)目較低時(shí)，可以在射頻前端采 用高功率但低集成度的技術(shù)，例如 GaN、GaAs 等，而當(dāng)天線數(shù)目較高時(shí)，可以采用低功率但高集成度 的技術(shù)，例如 SiGe 等。

3.5 新型頻譜技術(shù)之太赫茲光電發(fā)射

太赫茲波同時(shí)具備微波與光波的通信特征，在短距離（<10m）和中距離（200m 左右）傳輸中支持 超高的通信速率，并且能夠以極低的損耗穿透非金屬或非極化物質(zhì)，在保證安全的前提下有助于提升 感知分辨率與定位精度。 產(chǎn)生太赫茲波的三種方法：電子上變頻、直接發(fā)射、光子下變頻。（1）電子上變頻：在 RTD 振蕩 器中，片上天線直接解耦用于信號(hào)耦合輸出的話，大規(guī)模天線陣列在 1THz 的基本振蕩接近 2THz，輸 出功率為 0.7mW；（2）直接發(fā)射：用光源直接產(chǎn)生太赫茲波的方法，包括極為便捷的量子級(jí)聯(lián)激光器 （QCL）方法、非線性光學(xué)方法、分子激光器方法。（3）光子下變頻：利用光子的常見方法是使用可調(diào) 諧二極管激光器或飛秒激光器，光混合器、光導(dǎo)開關(guān)或非線性晶體可將近紅外激光轉(zhuǎn)換為光譜分辨太 赫茲波或?qū)拵掌澆ā?/p>