长江产业观察︱5G时代，中国如何赢得先机
5G最重要的应用是工业级和企业级应用，其重要性不亚于一次新的工业革命，任何行业都能够通过5G提升效率，一些行业得益于5G技术能够衍生出新的应用场景和商业模式，进而可能引入新的竞争者。
摘要：
中国政府正式发放了5G商用牌照，成为第五个开通5G服务的国家，中国正式步入5G时代。同此前的移动通信技术相比，5G的最核心变化是传输速率将大幅提升。在一些关键技术指标，例如用户体验速率、时延、连接密度等方面，5G要比4G提升10倍以上。 5G目前的三大应用场景主要包括：增强型移动宽带（eMBB）、大规模物联网通信（mMTC）和超可靠低时延通信（uRLLC）。 从1G到4G的发展历程看，基本上十年是一个系统级的迭代周期，中国玩家在1G~4G整体的步伐都是偏慢的，已经在逐步迎头赶上。 和其他世界主要经济体一致，在3G、4G的关键代际更迭时期，中国均出台一系列相关政策扶持与指导三大运营商通信网络建设，在5G建设中同样提供了多种政策支持。 韩国在5G发展中属于先发者，2019年4月5日，当地的通信运营商正式开始了B2C的5G商业服务，虽然目前遇到网络质量和缺乏核心应用等问题，但仍然是全球5G网络发展的先锋。 我们认为，5G商用牌照的发放节奏超预期，一方面表明，5G产业链相关配套快速成熟，已经具备商用的基础；但另一方面更加重要的是，也表明了中国政府对于发展5G产业的决心。 虽然5G概念已经在美国国内的各大媒体风靡一时，但整体看，美国仍然处于5G发展的初级阶段，美国的四大通信运营商中，目前看只有Sprint在5G方面有所作为。美国发展5G网络当前遇到的最大问题在于，中频频谱不足。 但得益于近年来技术水平的快速发展，中国科技企业对于5G已经做好了准备。华为自2009年起着手5G研究，已经累计投入20亿美元用于5G技术与产品研发，是全球唯一能够提供端到端5G商用解决方案的通信企业。 5G最重要的应用是工业级和企业级应用，其重要性不亚于一次新的工业革命，任何行业都能够通过5G提升效率，一些行业得益于5G技术能够衍生出新的应用场景和商业模式，进而可能引入新的竞争者，在位者的地位将可能遭到颠覆。 据全球移动通信协会（GSMA）预测，到2025年全球5G连接数为14亿，其中中国占4.6亿，超过北美和欧洲的总和，位列全球第一。得益于这一全球最广阔的消费者和工业级、企业级客户的市场，华为等中国的本土科技巨头有望凭借过去多年的研发投入壁垒，继续引领5G的创新与发展。在4G时代实现了从跟随到超越的跨越后，中国有望在5G时代继续引领全球，赢得先机。
5G时代，有何不同？
6月6日，中国工业和信息化部正式发放5G商用牌照，中国移动、中国联通、中国电信和中国广电分别获得一张运营牌照，中国步入5G时代，成为继韩国、美国、瑞士、英国之后第五个开通5G服务的国家。
中国的5G牌照发放有两点超出市场预期：第一，在时间上，市场普遍预计中国将在年底正式发放5G商用牌照，进度上提前了半年左右；第二，在牌照数量上，本次牌照发放除传统的三大运营商外，中国广电也拿到了一张牌照。
5G是“第五代移动通信技术”的缩写，完整标准预计将于2020年完成。ITU（国际电信联盟）规定了5G的八大关键技术指标，指明5G不再追求单一目标，而是考虑不同的业务和应用场景。
5G标准分为LTE、LTE-U和NB-IoT。LTE属于授权频道，是垄断资源，由电信运营商主推。LTE-U是非授权频道，传输距离可以达到300~500米，主要为工业、科学、医疗三个领域使用。NB-IoT属于授权频道，传输距离可以达到10km，每个基站可以连接20万个终端。
5G时代究竟有何不同？同此前的移动通信技术相比，5G的最核心变化是传输速率将大幅提升。在一些关键技术指标，例如用户体验速率、时延、链接密度等方面，5G要比4G提升10倍以上。
因此5G的第一个应用场景是增强型移动宽带（eMBB）。在这方面，5G是对4G移动宽带场景的升级，满足连续广域覆盖（如办公室、工业区、大商场等大型活动场景）及热点高容量（如人流密集地区）需求。eMBB关键的性能指标包括100Mbps用户体验速率（热点场景可达1Gbps）、数十Gbps峰值速率、每平方公里数十Tbps的流量密度、每小时500km以上的移动性等，支持超高清视频、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）、高速移动上网等大流量移动宽带应用。
除了“增强型移动宽带”场景，5G 还将拥有两大类应用场景：mNTC海量物联和uRLLC高可靠低时延，一个着眼于链接的广度，一个着眼于链接的精度。
大规模物联网通信（mMTC）是指5G能够帮助更多传输设备接入网络，主要面向物联网（IOT）场景，如智慧城市、智慧家居、工业物联网等。IOT将带来移动通信传感器的爆发，连接数将从亿级向千亿级跳跃式增长，要求承载网具备多连接通道、高精度时钟同步、低成本、低功耗、易部署及运维等支持能力。
超可靠低时延通信（uRLLC）是指5G能够大大提升传输的精确度，主要面向垂直行业，如自动驾驶、工业自动化、远程医疗等对可靠性及低时延极度敏感的业务。自动驾驶实时监测等要求毫秒级的时延，而汽车生产加工制造时延要求为十毫秒级，可用性要求接近 100%。
为了满足这三大类应用场景对于速度、广度和精度的需要，达到速率、流量密度、连接数、时延、可靠性等8个主要指标的提升，5G开发了一系列全新的技术。5G技术创新主要可分为无线技术和网络技术两方面。在无线技术领域，大规模天线阵列、超密集组网、无线空口技术、新型多址和全频谱接入等技术已成为业界关注的焦点；在网络技术领域，边缘计算、基于软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等新型网络架构已取得广泛共识。
ITU 于2012 年设立了“2020 及以后的国际移动通信（IMT）项目”，在2015 年将“IMT-2020”确定为5G的法定名称。全球移动通信标准化组织3GPP，也于2015 年启动5G 标准的制定工作，2016 年开始了5G 标准的预研；包含5G 的移动通信协议Release 15 在2018 年发布。
1G到4G：技术推动产业大变革
从移动通信技术1G到4G的发展历程看，基本上十年是一个系统级的迭代周期，5G移动通信技术在传输速率、可靠性与缩短时延等方面都呈现出更大程度的升级换代。从历史经验看，通信技术的革新往往也伴随着市场话语权的变更。总体上看，中国玩家在1G~4G整体的步伐都是偏慢的，但已经在逐步迎头赶上。
值得注意的是，移动通信技术的建设在相当程度上体现国家意志。由于移动通信网络属于基础设施，具有明显的规模效应，前期的资本开支巨大，往往需要国家政策扶持，为运营商大规模建网提供坚实后盾。从中国的经验看，在3G、4G的关键代际更迭时期，国家均出台一系列相关政策扶持与指导三大运营商通信网络建设。
1G时代：美国引领，国内普及较晚。第一套移动通信系统在美国芝加哥诞生，采用的是模拟信号传输，由于传输带宽的限制，移动通信还不能实现长途漫游，因此各国制定自己的通信标准，没有全球统一标准。美国以AT&T开发的AMPS系统为主，其他国家和地区也分别拥有各自适用的系统，例如NMT、TACS等。国内在1G时代几乎处于完全落后的状态，上世纪80年代初期移动通信产业还是一片空白，80年代末期才开始启用蜂窝移动通信系统。
2G时代：欧洲引领，国内在上世纪90年代才建成。欧洲在2G时代最先启动GSM通信标准的研究，大力投资GSM通信网络，并且架设起国际漫游标准，进而脱颖而出，欧洲的GSM成为全世界范围内最广泛使用的移动通信标准，其他制式还包括TDMA、CDMA等。2G与1G的最大不同是从模拟调制进入到数字调制，多了数据传输服务，声音质量比较好，此外保密性也比1G大大提升。从2G时代开始，手机可以上网。
当时中国企业在无线通信领域起步较晚，在国际上并无话语权，中国的移动通信设备及技术被国外所垄断。而此时，中兴独辟蹊径，在小灵通业务上取得了成功。小灵通严格说更像是无绳电话，实现在一定范围内的移动通话，采用固定电话的编号方式和资费。当时中兴选择发展小灵通业务主要原因有：1）中国电信对移动业务有迫切的需求却无移动牌照，小灵通业务可以归于固话的延申；2）小灵通使用固话资费标准，具有资费优势；3）小灵通在日本有规模使用的成功经验。小灵通业务极大地推动了中兴在1999年~2004年的快速发展。
3G时代（美欧中齐头并进）：多种标准在不同地区跨国界并行是3G时代的一大特征。欧洲主导设立的3GPP组织，开发出WCDMA的3G标准，是全球基站覆盖率最高的通信制式。美国则主导成立3GPP2组织加以竞争，推出了CDMA2000。2000年，由中国大唐电信主导推出的TD-SCDMA 标准被ITU 确立为3G 主流制式，2009年初工信部正式颁发3G牌照，我国进入3G 周期。
WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA这三种主流通信制式都收获了一定的市场份额，网络设备快速增加到十几家，最主要的包括诺基亚、爱立信、摩托罗拉、华为、阿尔卡特、朗讯等。欧美市场2004~2005年进入3G网络建设高峰期，中国市场2009年后才全面开展3G网络建设。中兴、华为的市场份额在3G年代快速提升，叠加国内市场规模的快速增长，华为于2014年成功超越爱立信成为行业第一。
3G时期，中国政府就开始在政策和研发经费上给予大力支持：
2004年7月，信息产业部、发改委、科技部向国产3G联盟划拨7亿元专项资金用于支持国产标准的研发。
2006年1月，信息产业部确立TD-SCDMA为国内标准，并要求三大运营商在当年上半年建设完成商用建设网，随着国内3G网络大规模建设的启动，运营商资本开支也自此开始了高速增长。
2010年4月，3G发牌政策落地后，工信部《关于推进第三代移动通信网络建设的意见》提出：推进3G网络建设向县城、乡镇、高速公路和风景区纵深发展。通信网络继续延伸触及长尾用户，运营商资本开支总量韧性持续。
虽然中国已经能够制定3G时代自己的通信标准，但从进度上看，中国在3G时代仍然落后欧美市场。2009年1月，国内3G频谱分配与牌照发放完成，三大运营商在2009年3月进行试商用，中国电信于2009年4月正式商用。对比国际进程，同年全球首个4G试商用网络已在瑞典展开。3G时代中国通信网络落后国际先进水平整整十年。
4G时代（中国实现突破）：在WCDMA高度覆盖的基础上，全球运营商纷纷决定采用LTE作为第四代通信标准。在4G周期中，中国逆转了长年在标准制定领域的弱势，实现了在国际通信界话语权的突破。2013年2月，中国移动TD-LTE的试商用在国际4G标准制定5年后展开，时间上领先于年底的牌照发放。不同于3G时代牌照发放与正式商用之间仍然存在着若干月的准备与试验期，通信基础设施建设与运行完备的背景下，发牌后运营商立即开展正式商用。
中国政府在4G时代投入了更多的资源支持：
2012年，发改委等八部委起草“宽带中国”战略：大规模建设移动通信网络与推进光纤入户。运营商资本开支在TD-LTE发牌后依旧保持着高速增长，政策带来的设备采购潮使得资本开支增长韧性持续。
2015年5月，国务院办公厅《关于加快高速宽带网络建设推进网络提速降费的指导意见》强调：适度超前建设高速大容量光通信传输系统，持续提升骨干传输网络容量。在移动网络基本搭建完成后，运营商以扩容为主，同时为下一轮通信网络建设升级蓄势储能。
中国能否赢得先机？
同3G、4G时代一样，各国政府都高度重视5G通信技术的发展，特别地，4G时代和此前1G到3G的一点重要区别在于，由于标准进一步的统一化，设备商同质化竞争加剧，叠加金融危机的影响，运营商资本开支压力较大，设备商之间发生了数起大规模收购案，形成了华为、爱立信、诺基亚和中兴的四大设备商的局面。中兴、华为在国内份额不断提升，同时积极抢占海外市场份额，全球整体市场份额稳步提升。这一点也让各国的政策制定者看到了通信技术的代际变革对于全球科技市场的重要影响。
中国政府也并不例外。2013年2月，工信部、发改委和科技部共同成立IMT-2020（5G）推进组。2015年到2019年，国务院、工信部陆续在出台的规划中强调5G的发展。目前，我国已经将5G商用步伐作为2019年重点工作之一。同时地方各级政府高度关注5G进程，多地政府出台了支持5G产业落地的行动计划或规划方案，有的地区对5G基站建设提出了明确目标，截至5月30日，我国已有广东、江西、天津、上海、重庆、武汉等发布了5G商用基站建设目标，已公开的5G基站目标建设数量达到53.22万个，全国24个省份已经打通5G电话，意味着这些省份已经具备支持5G手机接入端到端5G网络能力。
由于中国政策制定者的重视，不仅在建设方面，在B2B等应用场景方面，也为5G建设大开绿灯。例如2019年3月29日，工信部部长苗圩表示，5G技术未来最大应用之一是车联网，已与交通部长达成共识改造公路，这种政策高度的协调一致性是其他政策制定者难以达到的。
目前看，韩国在全球5G发展中赢得了先机。早在2016年，三星电子、爱立信、诺基亚、高通、英特尔等多家设备商和芯片商与韩国KT（韩国电信公司）一起，为2018年平昌冬奥会制定了5G技术规范，内容包括了ITU和3GPP对5G的技术要求和关键技术。在2018年2月9日举办的韩国平昌冬奥会上，通过5G技术推出了包括同步观赛、360度VR直播、互动时间切片等5G相关应用，大大提升了观众的观赛体验。
韩国政府在2018年12月1日全球范围内第一个推动5G频谱，此后在2019年4月5日，当地的通信运营商正式开始了B2C的5G商业服务，三星推出了5G版本的Galaxy S10手机。韩国政府和通信运营商承诺将在三年内建设一个全面的全国5G网络，计划在2019 年下半年开始全国商用部署5G 网络，同时推出具备5G 毫米波工作频段的智能手机。
在用户的猎奇心理和运营商积极的营销下，一度销售火爆，但这一态势随后有所冷却，核心原因在于：
第一，网络质量问题，特别是在部分尚未铺设5G网络地区，用户在转换回4G网络时会有明显网络问题；
第二，缺乏5G专属的杀手级应用，目前看，运营商推出的应用主要集中于视频、游戏、VR/AR等，用户仅仅是体验更快的网络，而韩国的运营商目前在B2B的商用领域并没有取得任何突破性的进展。
但无论如何，韩国仍然是全球发展5G网络的先锋，根据韩国科学技术部披露数据，截至4月底，韩国的5G用户数已经达到26万人。
5G：为什么是现在？
5G商用牌照发放的时间和节奏领先市场预期半年左右，为什么中国政府会选择在这一时间点发放5G商用牌照？有一种观点认为，中国政府推出5G是为了通过加速推进建设，以对冲经济下行，但这种观点并不准确。
与此前的四代移动通信技术不同，中国政府在5G建设中将采用更加高效的建设模式，以减少运营商重复建设的浪费。中国政府在2014年成立了专门的铁塔公司，在2015年铁塔公司通过“现金+增资”的方式，与三家运营商进行了存量铁塔资产的交易，同时引入新的股东；2018年8月，中国铁塔公司在香港IPO上市，成为年内最大的中资企业IPO项目之一。由于市场普遍对中国在5G时代的资本开支抱有较高预期，中国铁塔公司上市后也受到了资本市场的青睐，市值一度超过3000亿港币。因此可以预计，中国政府在5G相关建设开支上将相对自律和有节制，并不存在所谓的刺激经济一说。
我们认为，5G商用牌照的发放节奏超预期，一方面表明，5G产业链相关配套快速成熟，已经具备商用的基础；但另一方面更加重要的是，也表明了中国政府对于发展5G产业的决心。
美国目前5G相关进展偏慢，中国5G科技全球领先。虽然5G概念已经在美国国内的各大媒体风靡一时，但整体看，美国仍然处于5G发展的初级阶段，美国的四大通信运营商中，目前看只有Sprint在5G方面有所作为。
Verizon：已经启动了今年计划推出的30多个超宽带移动5G市场中的首批几个，率先在明尼阿波利斯和芝加哥推出商用5G，但目前的市场评论表明，尽管5G数百MBps的速度确实令人印象深刻，但基于28 GHz的移动5G网络市场前景较为有限。
AT&T：网络性能增加。根据Ookla最新数据，得益于5G的推进，AT&T网络速度在2019年一季度增长了15%。虽然现在还不是真正的5G，但该公司承诺将于明年在全国范围内覆盖5G网络，目前在19个城市提供5G服务，并计划推出三星Galaxy S10 5G。
Sprint：5月开始推出5G 商用计划，计划2019年二季度在9个城市推出5G网络，覆盖约1000平方英里。Sprint的服务利用了2.5 GHz的频谱，因此应该比Verizon和AT&T的毫米波覆盖范围更广。目前看Sprint有望在美国的5G网络建设中抢占先机。
T-Mobile：目前仍在全国范围内拓展5G覆盖，主要基于600 MHz频谱，预计将是美国四大运营商中最晚推出5G服务的一家。
整体看，与其他市场的运营商不同，美国四大通信运营商在5G相关的资本开支上态度谨慎，2020年~2021年全年资本开支也将基本与2019年持平，而其中亦有相当大的比例是与现有的4G投资相关。
美国发展5G网络当前遇到一些问题，中频频谱不足是5G发展面临的一个重要障碍，亚洲的监管主体，包括中国、韩国和日本，都已经向运营商分配了中频频谱，这类频谱通常低于6Ghz，这将成为全球主流的5G频谱。考虑到毫米波的传播问题，预计24~28Ghz毫米波将主要起到辅助作用。但美国目前正在进行的频谱拍卖主要聚焦在毫米波上，中频频谱拍卖的时间仍不确定。
得益于近年来技术水平的快速发展，中国科技企业对于5G已经做好了准备，根据专利分析公司IPlytics的最新研究数据，截至2019年3月，全球5G专利申请数量排行中，中国以34%位居榜首。紧接着是韩国，占25%。
我们可以以华为为例，来考察中国科技巨头的技术储备。根据华为2018年年报披露信息，华为在研发方面投入超过了1000亿元人民币，在《2018年欧盟工业研发投资排名》中位列全球第五，仅次于韩国三星、美国Alphabet（谷歌的母公司）、德国大众和美国微软。正是在科技研发上的持续不懈投入，才能够铸就华为作为中国科技领军企业的护城河。华为方面表示，自2009年起着手5G研究，已经累计投入20亿美元用于5G技术与产品研发，是全球唯一能够提供端到端5G商用解决方案的通信企业。华为共向3GPP提交5G标准提案18000多篇，标准提案及通过数位居全球首位。
华为已经在多个主要国家5G应用上取得了重要进展：例如瑞士Sunrise 5G将于三月启动商用；Rain联合华为发布南非首个5G商用网络；华为与沙特电信签署5G Aspiration项目合同；印尼最大移动运营商Telkomsel与华为签署MoU；华为与德国盖尔森基兴市签署智慧城市合作MoU等。从华为2018年年报披露数据看，华为当前已经有接近一半的收入来自于海外，其中欧洲、中东、非洲占28.4%，亚太占11.4%，可以说，华为已经可以将成熟的技术输出到全世界。
在5G商用领域，华为已在全球30个国家获得了46个5G商用合同，5G基站发货量超过10万个，居全球首位。
5G将引领新的工业革命浪潮
与1G到4G的周期相同，5G必然也将带动通信行业的大发展和大变革，由于全球统一标准建网，科技领先的通信运营商、服务商、设备商将势必在全球通信市场中赢得一席之地，例如历史上的摩托罗拉、诺基亚、爱立信、高通，以及后来的中国中兴、华为，但这并不是5G对世界经济格局最大的影响。
与2G/3G/4G周期不同，5G时代将能够创造出新的应用场景，在5G三大应用场景中，增强型移动宽带更多是补强4G时代的移动互联网络，是对宽带接入场景的升级，用户体验将更快捷更流畅，因而能够衍生出更多未来的消费场景，例如VR、AR相关的游戏娱乐等应用。
这一点从中国广电同样获颁了一块5G商用牌照可以看出，未来广播电视行业有望受益于5G技术对于现有宽带接入场景和移动互联网的升级，创造出更具吸引力的娱乐模式，进而将吸引消费者。根据中国国家广电总局披露数据，中国有线电视行业用户规模在2015年达到2.36亿户的高峰后，已经连续三年下滑。一方面，有线电视行业在电视大屏上面临着来自电信运营商和互联网视频网站的竞争，同时，更多的还面临着手机移动终端的竞争。
在获取5G牌照之后，中国广电行业有望通过超高清视频等新的娱乐方式，为用户提供更高质量、更具吸引力的内容，从而再次将用户拉回到电视机前。此外，广电行业的电视大屏资源是重要的入口之一，也具备相当多移动端没有的优势，预计未来也能享受到万物互联通信和超高精度通信的红利。
但我们认为，在升级、补强4G移动互联网络方面，5G的作用并不算是革命性的。5G网络的广度和精度也拓展出了其他两大应用场景，大规模物联网通信能够将更多终端接入网络，代表性的应用场景包括：物联网、区块链、智慧农业、智慧城市、能源互联网、智慧家居、远程控制等；超可靠低时延通信能够大大提升通信的精度，代表性的应用场景包括自动驾驶汽车、智能电网、远程医疗、工业自动化等。
以智能驾驶为例，基于车联网的智能驾驶是物联网最重要的应用场景之一，对于无缝覆盖的要求极高，此外要求网络延时低，移动性好。而5G在时延上将从4G的10毫秒缩短到5G的1毫秒，性能提升了10倍；在移动性能上，4G获得指定服务质量，收发双方间获得的最大相对移动速度在350Km/h左右，而5G能够提升到500Km/h，提升了1.43倍。因此，5G能够成为自动驾驶领域技术的关键推动者。更为重要的是，随着越来越多的汽车接入互联网，自动驾驶汽车的数据将使全球无线通信流量在目前水平的基础上增加40倍，根据Shutterstock数据，今天iPhone用户一个月产生的数据量级在1 GB ~2GB，而2050年的智能汽车一小时产生的数据量就是40TB，相当于3300年的iPhone用户产生数据量，而将这么多的数据高速传输，只有5G能做到。
再例如远程医疗，由于5G通信技术满足超可靠低时延特性，对于无线内窥镜、超声波等远程诊断，实施健康跟踪，包括医疗机器人等依赖于设备终端与患者交互的新型设备而言，反馈的高敏感度、低网络时延和不间断联接至关重要，这只能通过5G技术来满足。
综合来看，5G最重要的应用是工业级和企业级应用，其重要性不亚于一次新的工业革命，任何行业都能够通过5G提升效率，一些行业得益于5G技术能够衍生出新的应用场景和商业模式，进而可能引入新的竞争者。
中国5G市场规模将领先世界
虽然韩国等小型经济体可能在5G的商业化进程中领先中国，但从市场规模上看，中国仍然将是5G最大的市场，中国拥有全球数量最多的通信网络消费者，也拥有最为多元化的产业格局，从而能够为5G相关的工业级和企业级应用提供试验田。以4G为例，根据Gartner披露数据，亚太地区占据了全球约60%的4G连接数，远超北美和西欧发达市场的总和，其中，来自中国的市场占据大头。而据全球移动通信协会（GSMA）预测，到2025年全球5G连接数为14亿，其中中国占4.6亿，超过北美和欧洲的总和，位列全球第一。
对于全球的通信服务相关提供商而言，都不愿丢失掉中国这一重要的市场，因此，在中国政府宣布发放5G商用牌照后，高通、英特尔、爱立信等均先后表示，已经做好准备，将持续与中国科技产业生态合作，将全力支持中国5G的发展。
我们认为，得益于这一全球最广阔的消费者和工业级、企业级客户的市场，华为等中国的本土科技巨头有望凭借过去多年的研发投入壁垒，继续引领5G的创新与发展。在4G时代实现了从跟随到超越的跨越后，中国有望在5G时代继续引领全球，赢得先机。
（作者系长江商学院金融MBA项目副院长、教授）
