從5G到6G:創(chuàng)新與顛覆的競賽
?《麥肯錫2022年技術(shù)趨勢展望》表明,2021年投資額為1660億美元的5G、6G、低軌道衛(wèi)星通信和其他先進(jìn)連接技術(shù),正在推動(dòng)各行業(yè)的增長和生產(chǎn)力的發(fā)展。與人工智能(AI)、移動(dòng)性(可持續(xù)的交通發(fā)展)等其他新技術(shù),該技術(shù)的采用率很高。
在向TechRepublic分享的一份報(bào)告中,Market Research and Future提到,新冠疫情爆發(fā)是全球應(yīng)用5G技術(shù)的重要催化劑。
Market Research Future公司表示,5G技術(shù)能夠以更大容量和低時(shí)延更快地實(shí)現(xiàn)行業(yè)轉(zhuǎn)型,它將影響交通、銀行、流量控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、數(shù)字化物流等領(lǐng)域的發(fā)展。
人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT)、新型智能汽車以及元宇宙的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用等新技術(shù)也需要更快的下載時(shí)間和更多的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。而5G 和6G將解決這些問題,從而更好地支持新技術(shù)的發(fā)展。
Market Research Future解釋說,5G基站部署并非沒有挑戰(zhàn),其中頻譜的標(biāo)準(zhǔn)化和5G網(wǎng)絡(luò)安裝的復(fù)雜性尤為突出。《麻省理工技術(shù)評論》補(bǔ)充道,6G技術(shù)也將面臨挑戰(zhàn),它需要跨學(xué)科的創(chuàng)新,新的芯片,新的設(shè)備和軟件。
5G和6G面臨的技術(shù)難題
提供更高頻譜效率和高帶寬的下一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)引起了人們的爭論。正如麥肯錫解釋的那樣,許多人仍然想知道5G是否可以完全取代4G LTE 網(wǎng)絡(luò),以及5G的普及率到底能有多少。
據(jù)全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),截至2022年5月,已有150個(gè)國家的493家運(yùn)營商在投資5G技術(shù),另外還有200家公司擁有可用于5G的技術(shù)。到2020年底,新發(fā)布的5G智能手機(jī)數(shù)量增加了164%,進(jìn)入采購目錄的5G設(shè)備數(shù)量增加了60%。
不過雖然新的消費(fèi)性電子產(chǎn)品已迅速配備5G功能,但工業(yè)和商業(yè)設(shè)備卻沒有。
“從4G LTE網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)到5G私有網(wǎng)絡(luò)并非對所有玩家而言都是劃算的;這將取決于玩家的技術(shù)抱負(fù)和計(jì)劃用途,”麥肯錫說。
Market Research Future說,614億美元正在推動(dòng)這個(gè)競爭非常激烈的市場,預(yù)計(jì)到 2027年這個(gè)市場市值將達(dá)到6896億美元。這里不得不提的是,基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備和軟件方面的不足一直是這個(gè)市場快速發(fā)展的制約因素。
《麻省理工技術(shù)評論》提到,6G與5G所面臨的挑戰(zhàn)總體來說是差不多的,但有個(gè)不同點(diǎn)是,6G工程師必須致力于基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備和軟件建設(shè),以構(gòu)建下一代通信系統(tǒng)。6G連接無法通過簡單地?cái)U(kuò)展或更新現(xiàn)有的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
《麻省理工技術(shù)評論》進(jìn)一步補(bǔ)充,6G使用更為復(fù)雜的有源天線系統(tǒng)(有源天線內(nèi)部集成了接收天線模塊、低噪聲放大模塊、電源供給模塊,由固定的低壓穩(wěn)壓電源供電),該系統(tǒng)進(jìn)一步集成了其他無線電接入技術(shù),如 WLAN(無線局域網(wǎng))、藍(lán)牙、UWB(超寬帶)和衛(wèi)星通訊。
因此,將所有這些技術(shù)植入智能手機(jī)需要重新構(gòu)思和創(chuàng)建芯片和無線電收發(fā)器等組件。“這將需要極具創(chuàng)造性的電子和計(jì)算機(jī)工程,以及顛覆性的工業(yè)工程及能源管理。”
全新的6G芯片對于提高計(jì)算能力至關(guān)重要。低時(shí)延——以最低的延遲處理大量數(shù)據(jù)信息的能力——對于5G來說已經(jīng)是一個(gè)難題,而對于6G技術(shù)來說將更具挑戰(zhàn)性。
低時(shí)延對于交互式數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和應(yīng)用、虛擬環(huán)境及數(shù)字孿生來說是必不可少的。
這些也都是人工智能、元宇宙和工業(yè)發(fā)展的必要條件。而通過使用附近的設(shè)備,在三維網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生信號,可以減少6G的延遲。
為了解決這些問題,新的半導(dǎo)體材料、智能表面、人工智能和數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展被用來測試概念,開發(fā)原型,以及管理和加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)。
麥肯錫強(qiáng)調(diào),5G已經(jīng)證明,只有少數(shù)電信公司能夠從5G中獲得良好的投資回報(bào)(ROI)。
因此,資本支出和維護(hù)成本也將是企業(yè)和行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。此外,開發(fā)新技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)需要大量的資金,這是另一個(gè)挑戰(zhàn)。
推動(dòng)連接性:顛覆工業(yè)
米其林使用新的連接技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)庫存管理;博世為他們的第一家工廠配備了5G以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,5G連接了數(shù)百個(gè)端點(diǎn),并使機(jī)器人與工廠工人同步。
這些只是麥肯錫給出的一些例子,以說明先進(jìn)的連接性是如何顛覆行業(yè)的。
到 2025 年,連接性預(yù)計(jì)將使數(shù)據(jù)創(chuàng)建的年速率提高 25%并連接 519 億臺設(shè)備,對全球GDP的影響將超過2萬億美元。此外,5G和 6G 將有望縮小數(shù)字鴻溝,使數(shù)億人首次實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。
在汽車和裝配領(lǐng)域,5G和6G技術(shù)用于加強(qiáng)維護(hù)和導(dǎo)航、防撞、以及驅(qū)動(dòng)無人駕駛汽車。
而連接到低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)療設(shè)備和傳感器將通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提高治療及檢測病患的水平,從而對需要不斷檢查的慢性病患者的治療產(chǎn)生重大影響。
航空航天和國防正在利用5G技術(shù)來提高功率和性能,而零售業(yè)則用來優(yōu)化庫存管理、供應(yīng)鏈協(xié)作和支付流程,同時(shí)借助該技術(shù)創(chuàng)造了元宇宙體驗(yàn)。
建筑行業(yè)正在使用3D建模并應(yīng)用高速數(shù)字孿生技術(shù),采礦業(yè)和天然資源行業(yè)則正在通過實(shí)踐的數(shù)字化和操作的自動(dòng)化轉(zhuǎn)向智能勘探和開發(fā)。
幾乎每個(gè)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者都在考慮采用新的連接技術(shù)。
麥肯錫表示,他們應(yīng)該將先進(jìn)的連接性視為變革的關(guān)鍵推動(dòng)因素。從數(shù)字化轉(zhuǎn)型,到通過自動(dòng)化來提高效率,再到實(shí)現(xiàn)云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)等高質(zhì)量連接性技術(shù)的普及,連接性將繼續(xù)改善大眾工作和生活的方式。