工业40下:毫米波产业链的落地变革

发布日期:2022-01-19 20:57   来源:未知   阅读:

  · 拼团界超新星让众人零压力创业 —辽宁最大色情网站“中国小姐交友联盟”被捣毁 2022-01-17随着工业4.0的到来,5G、大数据、云计算等先进技术,正成为工业、产业和基础设施的数字化支柱。

  近日,盛纬伦通信宣布完成项目融资近亿元,这也是盛纬伦通信成立4年来的第四次战略融资,合计总融资金额已经达到数亿元。

  盛纬伦通信是一家无线通信器件研发商,目前主要从事毫米波和亚毫米波领域的研发、设计、生产、加工、测试,是一家比较典型的“专精特新”企业。

  说到“专精特新”,实际上并不是一个新概念,是指具有“专业化、精细化、特色化、新颖化”特征的工业中小企业,早在2011年,工信部《十二五中小企业成长规划》便提出,要培育专精特新企业,扶持中小企业发展。

  “专精特新”的目的也非常明确,针对国外产业的技术封锁,解决许多产业链上的“断点”、“痛点”等技术性难题。更深层次的意义则是在工业、产业互联网的背景下,推动产业、工业等数字化升级。如今,“专精特新”则是成为新工业领域一批专注于创新技术的中小企业的一个代名词。

  那么,5G、AI、大数据等成为热潮的当下,毫米波为何会受到工业企业青睐?随着越来越多的国家支持5G毫米波部署,未来毫米波的落地还存在哪些改善空间?

  要说在工业4.0时代,哪些领域会成为风口,相信自动驾驶、5G、AI等名词大家会脱口而出,但这些风口的背后,却都有一个名为“毫米波”的技术所支撑着。

  毫米波是一种波长约为1毫米的电磁波,更准确地说是1至10毫米的电磁波。因为自身波长以及传输的特性,毫米波具有更快的连接速率、以及低至亚毫秒级的时延,还能够支持密集小区部署、高精度定位和更高的设备集成度。

  作为无线电波的一种,此前市场及企业对毫米波的关注度并不高,因为比毫米波频率高的光波的应用领域较广,例如数码、通讯、家电等领域,而比毫米波频率更低的微波则传输距离更远,在通讯、家电等领域同样大有作为。

  但与微波、光波相比,毫米波却拥有极高的带宽,可利用总带宽高达135GHz,是传统微波带宽和的5倍,在频段资源紧张的今天有巨大吸引力,这所带来的结果便是,毫米波元器件尺寸更小,设备更容易小型化;

  同时,对天气、气候的要求相对较低,能应用的地区就更为广泛,例如我国的青藏高原、内蒙古高原等具有特殊天气变化的地区。

  随着毫米波的优势逐渐显现,毫米波的关注度逐渐提升,也催生了相关市场的爆发。根据公开数据显示,2019年,仅是用于通讯领域的全球毫米波市场规模就达到了5.73亿美元,预计从2020年到2027年迎来高速发展,复合年增长率将达到37.01%。

  市场爆发的背后,则是相关产业链的不断布局。在研发端方面,像盛纬伦通信这类“专精特新”企业则一直致力于对毫米波的开发及应用。目前,盛纬伦通信已经拥有国内首个1GHz~220GHz微波测试暗室。

  在终端方面,则是涵盖了从移动设备、到通讯模组、再到CPE产品等多个种类,像手机厂商一加、ViVo、中兴、TCL、华为等终端厂商的移动设备,以及联想、移远通信、广和通、美格智能、芯讯通的模组,均采用了支持5G毫米波的骁龙5G调制解调器及射频系统。

  目前,国内运营商虽未提供毫米波频谱进行商业部署,然而,无论从短期还是长期来看,毫米波都将成为5G部署的关键,这背后则是需要多方的推动。

  尽管,毫米波的发展潜力以及未来市场空间都比较明朗,但事物总是有两面性,毫米波仍然面临一些不确定性挑战。

  当前,毫米波的数据吞吐量仍然不稳定,理论速率实际中还无法达到,这直接导致的就是信号衰减严重,简单点来说,在通讯领域中,原本移动设备的4G信号为满格,但是运用到5G毫米波可能信号就会遭到衰减,4格的信号可能就只有3格或2格,这就需要企业提升信噪比以及相关设备的运行性能。

  在最新发布的5G毫米波经济性分析报告中就指出,5G毫米波在高密度城市部署和固定无线接入场景里,将为运营商带来明显的成本优化和增益;在高密度的室内场景里,也将降低每平方米的网络成本,但城市或应用场景密度相对较低环境中,5G毫米波的优势则不那么明显。

  另外,毫米波传输损耗大、穿透性差、易受干扰,这也会导致毫米波存在传输距离短等明显缺陷,原本基站或许每隔5公里建设一个,但现在可能就会每隔3公里或2公里建设一个,5G毫米波基站的部署相对来说就更为密集,导致布站成本急剧上升。

  OPPO标准研究部部长杨宁指出,“毫米波整体的部署不管是从网络侧还是终端侧,器件的成本和芯片的成本相对于Sub-6还是高一点。”

  此前,国家远程医疗与互联网医学中心办公室主任、中日友好医院发展办主任卢清君给出的一个粗略的统计数据,一定程度上也从侧面印证了这一观点。目前,全国二级以上的医院有23000多家,开通5G基站的进不到800家。“这其中有许多原因,就包括安全、性能以及成本等。”

  作为高效分配频谱,尤其是毫米波段的频谱,对于高速、高通量和低时延的应用场景至关重要,例如大规模工业自动化依赖毫米波进行下一代制造将产生海量数据,对于低时延通信的要求至关重要,如果时延较长较长,那么就会导致机器人生产的效率变低或出现数据错误。

  而在医疗领域亦是如此,卢清君表示,“5G时延仅为5毫秒,但因为终端导致的延迟让整个时延达到了256毫秒,这是医生难以接受的时延,并且成本非常高。”

  此外,毫米波频段在不同业务之间会出现相互影响,这就需要相关企业或人员,统一规划协调各个业务系统之间的相互干扰和共存问题,进行大量试验研究和探讨协商工作,降低传导因素导致的效率问题。对于整个行业来说,这些难题仍是阻挠现在毫米波普及的关键所在。

  事实上,除了基础的通信领域外,毫米波也可应用于其他领域,包括民用领域提升用户体验以及具有低延时需求的垂直行业,像是工业互联网、工业自动化、远程医疗、自动驾驶、虚拟现实等领域中应用毫米波技术,带来产业升级和需求体验提升。

  在工业互联网领域,毫米波可以满足工业互联网海量数据传输、实时控制等方面的需求,目前,借助毫米波可以实现自动搬运车的运行、设备的远程协作维修以及创新科普项目的实现。

  去年9月,举办的一场5G毫米波技术研讨会上,高通高级资深工程师刘志平就分享了一个智慧工厂相关的应用案例,在面积约为3100平方米的厂区里安装15个5G毫米波小站,为整个厂区提供5G毫米波网络覆盖,借助5G毫米波保证了超高速数据传输以及自动化设备的低时延性,实现了以上三类业务的运作。

  就目前看来,毫米波的确是未来无线传输的一个趋势,在国内兴起或许也只是时间问题,而毫无疑问时间问题的背后,却是凸显着产业链还有待完善。

  尽管,GSMA在《5G毫米波技术白皮书》中提到,当前国内外5G毫米波产业发展生态已经比较完整,具备部署和商业化的条件。但就实际情况来说,毫米波要想加快普及以及实现更多场景的商业化落地,产业链的完善也是必然的过程。

  首先,毫米波作为一项技术或者说一种解决方案,必不可免的要考虑到芯片情况,这背后就是对相关芯片制造业以及企业研发技术的考量。就目前而言,国内毫米波的芯片设计、元器件开发整体与欧美发达国家还存在一定差距,国内仅有华为旗下的海思部署毫米波芯片,而国外玩家却有高通、三星、联发科等芯片领域头部玩家均涉及毫米波芯片。

  其次,是有支持该频段的丰富廉价的消费者设备可供选择,并在手机和其他移动网络设备的生产和制造中实现范围经济与规模经济。对于任何技术解决方案来说,规模化以及产业链都是至关重要,产业链规模化所带来的规模经济,所带来的效果可以更大规模的降低部署成本,增加设备或解决方案的整体数量。

  最后,从国内整体毫米波的发展来说,频谱资源的分配也非常关键。从亚太区域及全球来看,26GHz现在被部署和发放牌照最多的最热门的毫米波频段,另外37到40GHz也在美国和其他国家与地区得到了部署或牌照,是仅次于26GHz的热门频段。

  OPPO标准研究部部长杨宁认为,“从整个产业的角度看,资源是发展的基础,如果资源分配仍然不明确,对于产业的推动作用效果不是那么显著,所以我们希望资源的分配能够进一步明确。”

  能够看到的是,随着工业4.0的到来,作为技术支撑的毫米波,将受益于AI、自动驾驶、5G等技术的火热,未来也将得到更广泛的应用,但在产业链上的完善以及如何形成规模效应,则是未来毫米波技术能否商业化的关键,这也需要产业以及企业更深层次的思考。