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美國5G掉隊簡史

2020-05-31 09:11:57 來源:來源:虎嗅 作者:Odin

  2020年2月,距離特朗普把華為列入實體清單后9個月。

  美國總統特朗普在電話上,知道英國首相約翰遜將會準許華為在英國興建5G基建后,感到十分失望。即便約翰遜多番解釋,但特朗普仍然當場氣得怒摔電話。本來他們兩人在2020年3月還有一次會面,但特朗普卻一怒之下把約會取消了。3個月后,有英國媒體報道,英國或可能迫于壓力,考慮在2023年前把華為設備從英國的5G網絡中逐步淘汰。

  以上并不是什么小說情節,而是堂而皇之記錄在新聞里的消息,也反映出美國面對中國的5G優勢是多么的緊張,歐洲政府又是如何地有心無力。

  美國曾是現代通訊產業的發源地,為什么到了5G時代,卻變得如此被動?

  如果用一句話來解釋的話,可以說:今天的美國,缺乏網絡基礎設備(Network Infrastructure)產業。

  而個中原因,說來話長,必須從美國的移動產業發展史開始說起。

從第一臺真正的手機說起

  1973年4月3日,當時還是一家小公司的摩托羅拉(Motorola),一個名叫Martin Cooper的工程師,手持一個長方型盒子,向當時美國通信產業超級巨人AT&T公司的主管Joel Engel,發送一個電話信息:

  Joel,我是Martin。我用了一個手機打電話給你,一個真正的手提移動電話。

  這臺機器是全球的第一臺真正的手機,這也是全球第一次“真正的手機通話”——當時歐美國家雖然有移動電話,但全像臺式電腦一樣笨重(下圖左)。10年后,這臺名叫DynaTAC的手機(下圖右)正式上市,這也是第一代的移動通訊系統——1G制式的正式登場。

  左邊的是諾基亞前身Mobira在1984年推出的“移動電話”Senator,重達22磅,而右邊的是摩托羅拉在1983年推出全球第一球“手機”DynaTAC,重量僅2磅,可以想像一下當年摩托羅拉有多風光。圖片來源:Gadget Hacks

  在這時候,歐洲有一家叫做諾基亞(Nokia)的小公司。他們最初以伐木和造紙為主,與電信沒半點關系。但后來他們的業務愈來愈大,并全面參與移動電話業務。但諾基亞最初推出的產品仍然十分笨重,難與摩托羅拉的DynaTAC相提并論,所以發展也不算順利。1987年,諾基亞推出了第一臺1G手機:就是蘇聯領導人戈爾巴喬夫也在用的Cityman900(下圖)。

蘇聯領導人戈爾巴喬夫使用諾基亞Cityman900通話。圖片來源:The Guardian

  這部手機并不算什么破天之作,真正影響深遠的是,同在1987年,歐洲移動通信產業迎來變天格局——GSM正式成為歐洲電信業的新標準,全球電信開始了所謂的2G時代。

  為什么GSM成為標準,移動通信世界變天了?所謂的1G、2G、3G、4G和5G制式又是什么?我們要先簡單講解一下手機的基本原理:

  你準備在北京的家中,想和你出差到深圳的女朋友,說上一晚的情話。當你在撥打電話時或是在發微信時,你的綿綿情話就會變成無線電波,發射給你家北京朝陽區附近的中國移動無線電波基站,再傳到機房后經多重處理,再送到女朋友的運營商網絡,這時深圳女朋友附近的運營商基站,就會向她的手機發射無射電波,讓她接收到你的情話。

  是的,你的信息能夠被傳遞,關鍵在于運營商早就在全國建立了海量的基站和機房,在里面的各種網絡基礎設備。也由于如此,你的手機的基帶芯片、在基站背后的網絡基礎設備,必須使用同一種“語言“,才能互相溝通、正常使用運營商的移動網絡,而這個“共同語言”,就是所謂的通信制式。

  因此,移動通信產業剛剛發展之時,我們都會在運營商買電話,確保這些電話能在運營商網絡上正常運作。但最初1G時代的移動通信產業發展并不順利,原因也就由于制式的問題。

  雖然摩托羅拉DynaTAC是一臺很新式的移動電話,但背后使用的1G移動通信制式,仍然是是古老的模擬信號:它只能進行語音通話,無法傳達復雜信息,而且欠缺安全性,極容易被截聽,也容易受干擾。但最重要的是,1G移動通信技術繁多。

  30年前的1G全球移動通信產業里,有著NMT、AMPS、Hicap、Mobitex、DataTAC、TACS、ETACS、JTACS、C-450、C-Netz、RTMI、NMT、TMA、Radiocom2000.....數十種連行業專家都不一定全部能記下來的老舊制式,為移動通信產業發展,制造了巨大難題。

  請再想想:一家運營商要讓信號能復雜全面、而且要保證信號質量穩定,他們必須花大量金錢購買大量的網絡基礎設備,動用大量人力,在任何一個有人的位置搭建基站。但網絡基礎設備一來不便宜,二來這些設備又大又重,要架設單一制式已不容易,要架設多個制式?更不用想。對于手機公司而言,想支持不同制式、在更多運營商之間鋪貨,也需要更復雜的硬件設計,成本自然更高了。

  因此,在DynaTAC推出后不久,即1983年,歐洲各國決定要統一下一代移動電話標準,并提供更多樣的功能。這個計劃最后的產物,就是第二代移動網絡技術(2G)制式,它的名字叫做:GSM。統一的標準使歐洲手機產業的的成本大幅下降,手機售價和話費也隨之快速下降,手機快速普及化。

  此外,GSM制式技術采用了最新式的數字信號,不但有更好的抗干擾能力,而且由于信號經數字化處理,不但所有通話均能被加密,而且也能傳送略為復雜的數據,例如語音留言(Voicemail)和文字短信息SMS,未來我們能通過智能手機上網,也有賴于當年手機開始進入數字化年代。

諾基亞1011。圖片來源:Nokia Collection

  諾基亞很快就跟上GSM的高速列車,直奔2G時代。

  根據諾基亞的官方資料,他們在1989年就開始向芬蘭的運營商提供GSM網絡設備;1991年,芬蘭總理Harri Holker用諾基亞的設備,打出全球第一通GSM的電話;1992年,諾基亞推出了第一臺GSM手機,諾基亞1011(上圖)。

迷失在1G時代的摩托羅拉

  美國的情況卻完全不同。美國政府在1983年通過反壟斷法,把當時最大的電信公司AT&T肢解,再于1996年推動電信法,開放了電信市場。因此,當時繁榮的美國電信業市場把技術領先的摩托羅拉推舉出來,令它成為全球首屈一指的電信公司。

  摩托羅拉除了會造好的手機,也是全球最重要的網絡基礎設備生產商之一,曾被譽為“基站之王“。但從1995年開始,諾基亞借著2G手機聲勢快速擴張,很快就搶占了全球大部分的市場。根據彭博報道,在1993~1995年間,摩托羅拉收入增長達27%,但在1995~1997年,收入增長放緩至5%,而且利潤更下跌了33%。

  當時摩托羅拉員工都在抱怨:“六七年前,摩托羅拉是世界上最受尊敬的公司之一,但現在我們卻會談論諾基亞和愛立信如何吃掉摩托羅拉的午餐。

摩托羅拉StarTAC是模擬信號手機中經典之作,也是1G手機的最后一闋挽歌。圖片來源:人民網

  沒料到當時的摩托羅拉對諾基亞的回應,竟然是在1996年推出了經典之作StarTAC。StarTAC是史上第一臺拆疊手機,其小巧的體積也值得摩托羅拉驕傲。但是,StarTAC居然是一臺1G模擬信號手機(注:StarTAC后來有推出2G版本),讓不少人感到十分詫異。當時摩托羅拉手機部門主管Robert Weisshappel被運營商問及為什么不推2G數字手機時,他堅持說:

  消費者需要的是一部更好的模擬手機,而不是一部又大又重、技術不成熟的2G數字手機。

  為什么摩托羅拉對1G的模擬網絡如此留戀?原因是美國的電信市場繁華又開放,導致大量小型的運營商涌現。他們資金不豐裕,更傾向使用現有的舊技術,傾向鋪設好的模擬信號網絡。這也使當時美國的電信公司無意鋪設新式的2G網絡,更無意統一通信制式。

  不同年代的移動通信制式,注意CDMA和TDMA為俗稱,該制式的正式名稱為cdmaOne及D-AMPS

  由于美國沒有統一制式,大幅增加了摩托羅拉開發2G制式技術的難度(上圖)。事實上,摩托羅拉很早就開發自家的2G技術(TDMA),但由于與TDMA運營商關系不佳,他們居然在1990年放棄研發多年的技術,改為開發已占美國50%市場的2G制式——CDMA。

  請記住CDMA這個2G制式,我們會在后面不斷見到這個猶如詛咒般的存在。

  無疑,CDMA是個十分優秀的通信技術,但也是一個先進而復雜的技術,使摩托羅拉開發進度十分緩慢,就連摩托羅拉高層也承認低估了其工作量。但他們在艱難地開發CDMA技術的同時,居然野心勃勃地開發多種更超前、但成本更高的“手機網絡替代方案”:包括基于對講機技術的 iDEN,以及連30年后的馬斯克(Elon Musk)也未成功實現的衛星通信計劃——銥星計劃(Iridium Phone)。

  銥星計劃在1999年宣告失敗時,花了摩托羅拉50億美元( 2020物價約100億美元),但僅換來5.5萬個用戶, 2004年接任摩托羅拉首席執行官的 EdZander也忍不住吐槽說:他對未來電信科技,根本毫無頭緒。但更麻煩的是,摩托羅拉在制式上的猶豫不決,最終也拖垮了摩托羅拉的網絡基礎設備業務。

  早有媒體分析指出,摩托羅拉一開始放棄GSM,使GSM網絡設備技術上遠遠落后于諾基亞的競品,結果完全丟失全球的2G設備市場。即使在占了美國本土市場50%的CDMA市場上,摩托羅拉的系統更以宕機而惡名昭彰,逼使運營商最終轉投競爭對手。結果在1999~2000年互聯網泡沫爆破后,摩托羅拉在網絡基礎設備的市場占有率已所剩無幾,后來只專注于手機設備的生產和研發。

迷失在2G技術的朗訊

  摩托羅拉雖然不行,但當時其網絡基礎設備業務在美國的份額,很大程度上被同為美國公司的朗訊所接收。

  1996年的美國電信法,當時使全美國最大的電信公司AT&T,不得不把旗下規模巨大的網絡基礎設備生產部門分拆,成為了朗訊 (Lucent Technologies)。朗訊剛分拆出來,就遇上了美國電信業發展的黃金年代,使他們旋即成為一頭會生金蛋的鵝。

  朗訊繼承了本來在AT&T旗下、分布全美國的小運營商(Baby Bell)的一大堆設備訂單,不但市場份額遠超摩托羅拉,而且也繼承了技術力極度強橫、曾發明電話和半導體的貝爾實驗室(Bell Lab)。因此,朗訊可以說是當時最知名的網絡基礎設備公司,他們在1996年4月進行的首次公開募股,是當時美國史上規模最大的一次IPO。

  然而,曾經是全球最大網絡基礎設備公司的朗訊,在10年后的2006年,卻只能賤價委身法國的阿爾卡特。自此之后,美國失去足夠的網絡基礎設備勢力,只能依賴歐洲抗衡中國的5G勢力。

  為什么美國網絡基礎設備中的明星,最后淪落至如此田地?朗訊死因一定程度上與摩托羅拉相似,也是被各種網絡制式拖死,無法適應急劇的通信技術轉變。但不同的是,朗訊除了擁有移動網絡基礎設備業務,還擁有龐大的固網電話和寬帶業務,而這三大范疇也要面對急速的數字化轉型。

  《麻省理工科技評論》一篇文章指出,朗訊繼承了AT&T老舊的模擬固定電話網絡,短時間根本無法引入新式數字固定寬帶網絡。為了能趕上數字化需求,他們進行了大量高價的收購——包括用240億美元收購了技術解決方案供應商Ascend。

  240億美元的收購價,到了今天仍是史上最高金額收購的記錄,但也是被載入史冊的著名失敗案例。

朗訊的研發經費與已申請的專利數。數據整理自The Riseand Demise of Lucent Technologies

  這些收購沒有帶來太多的效果,反而在2000年互聯網泡沫爆發后,連續兩年錄得超過100億美元的巨額虧損。這導致朗訊融資出現困難,再加上先前與客戶的各種債務糾紛,使他們出現嚴重的財務問題。朗訊除了陸續把手上能賺錢的部門賣掉,還裁了8500個經理和工程師,研發資源也愈來愈緊張(上圖),很快他們就發現自己在固帶光纖網絡,已經失去競爭能力。

2003年起各個不同制式的全球市場份額,左軸是占有率,右軸是用戶數量。圖片來源:維基百科

  互聯網泡沫爆發過后,全球移動業務市場快速發展,朗訊開始專注于以CDMA為主的美國2G制式的網絡設備,并放棄大部分的GSM投資,他們的高管在海外多次提出,GSM的發展已到盡頭,CDMA還有很大發展空間。但GSM在全球范圍內的強勢(上圖),也嚴重限制了朗訊發展。

  2003年,朗訊的重要客戶Cingular(即今天的AT&T)宣布改用GSM為核心,布署全新的3G網絡:W-CDMA。朗訊為了留住這個重要客戶,不得不趕緊開發GSM相關技術,但他們已經沒有足夠的資源。2005年,朗訊承認當前移動收入均來自CDMA技術,無法在全球范圍內爭取更多的增長空間。2006年,朗訊與法國阿爾卡特合并,美國網絡基礎設備的最后一個橋頭堡,正式失陷。

  在有的文章看來,為什么美國會在5G大戰中失利的分析,在此似乎就可以劃上句號,但實情并非如此。

迷失在3G專利里的高通

  我們剛才提到摩托羅拉和朗訊沒落的歷史里,不斷出現詛咒一般的名詞:CDMA——這個被他們寄予厚望,可以抗衡歐洲GSM技術的美國2G通信制式,卻成為拖垮美國網絡基礎設備產業的另一個重要原因。

  1985年,7個美國通信工程師,以“Quality Communications”為目標,成立高通(Qualcomm)公司。他們研發出的cdmaOne(后面全部簡稱CDMA),其網絡容量是TDMA的3倍、GSM的兩倍以上。但即使CDMA質量如此優秀,根據維基百科的資料,高通在推廣相關技術時不太順利。在1990年開始甚至要集資續命,并在1998年裁員700人。

鼎鼎大名、但又惡名昭彰的高通專利墻。圖片來源:TelecomTV

  個中原因,又是因為美國缺乏統一移動通信制式,使高通難以推廣CDMA。以摩托羅拉為例,他們最初就有自家TDMA的2G制式,根本看不起高通。他們的高層甚至認為,到底選擇哪一個技術,對自己來說差別不大。

  因此,高通當時就只能自己把CDMA相關專利都申請下來,直到他們幾乎壟斷了CDMA所有相關技術。在1993年后,隨著CMDA的份額不斷擴張,摩托羅拉才注意到CDMA的價值。但他們已無法繞過高通的專利,只能向高通買芯片,但高通芯片高昂的報價,讓他們望而卻步,最終只能回去繼續研發,也拖垮了摩托羅拉。

  摩托羅拉對高通來說是競爭對手,在商言商,高通并沒有錯。但高通壟斷了絕大部分相關專利,直接使CDMA無法普及。CDMA制式即使在大本營美國,也被GSM瓜分了一半的市場(2006年數據)。在全球市場上,高通曾力爭快速冒起的中國市場,但據消息指出,由于相關專利過于集中在高通,其高專利費政策帶來更高的成本,也使CDMA制式市場在中國的市占率遠遠低于GSM。

  CDMA一直無法普及,間接使押注在CDMA上的兩大美國網絡基礎設備生產商,也受到牽連而一蹶不振。

  美國主導的CDMA,本來還有一機會能在全球普及。最初全球制定3G制式時,為達到帶寬需要,歐洲電信業不得不使用更先進的CDMA技術。雖然他們改用涉及最低程度高通專利的的WCDMA技術(高通聲稱擁有 38%的相關專利),但高通拒絕授權,使談判陷入僵局。

  最后高通讓步,3G劃分為歐洲主導的WCDMA、高通主導的CDMA2000、以及在中國使用的TD-SCDMA,這三個不同的制式,也無法擺脫高通CDMA技術的操控。

  也由于如此,高通在3G時代始終通過徵收高昂專利費,持續惹來巨大爭議。多年來,高通一直被視為一家“沒有人喜愛的公司”,本來十分強大的CDMA技術,也成為電信產業的眼中釘。結果在2005年,業界在商討4G制式時,整個產業聯合排斥高通原來基于CDMA的4G方案(UMB),建構了今天4G時代采用的LTE制式,并把大部分CDMA相關的專利,踢出未來的4G標準之外。

  所以,高通雖然仍可以被譽為西方世界最強大的通信技術公司,但當他們失去了CDMA這個護城河,高通已經無法單憑一己之力,就能操控移動通信制式的方向,也不能在未來的5G制式上壓制新興的中國勢力。

迷失在金錢里的電信產業

  針對美國當下為什么在5G上落后,坊間不少分析不僅忽略了高通的存在,而且還忽略了一點:高通為何不發展網絡基礎設備業務。

  高通最初是有手機和網絡基礎設備事業的,但高通在1999年就把手機業務賣給了京瓷、再把網絡基礎設備業務賣給了愛立信,然后專心賺取專利費和手機芯片業務。為什么高通寧愿選擇背上“專利蟑螂”的惡名,也要選擇通過專利費賺錢?為什么就不能像諾基亞或摩托羅拉一樣,賣手機和賣網絡基礎設備?

  要知道美國的科技產業本來就十分強大,即使摩托羅拉或朗訊倒下了,要重新建立、甚至重新彎道超車,絕非不可能。但美國網絡基礎設備衰弱的真正原因,其實就是高通或摩托羅拉原有企業紛紛放棄制造業務、專攻技術,Google或蘋果等新興巨頭也從來不考慮接手。

  高科技制造業向來都是辛苦錢,企業除了要研發技術之外,還要冒著巨大風險投入大量生產成本,更要設置廠房、招聘大量工程師和熟手勞工,極度消耗企業資源之余,回報率又不算高。何況近年歐美高科技制造業大量外流,也造成人才嚴重流失。早前虎嗅就提過,蘋果不愿把供應鏈回流美國,就是因為找不到足夠的工程師,他們也曾因為工程師不足,不得不再三回聘已經離職的老員工 。

諾基亞的手機業務與網絡基礎設備業務對比,數據整埋自諾基亞

  而企業要賺網絡基礎設備的錢,就更為困難。以全盛時期的諾基亞為例,在2004年,手機部門營收最多是網絡基礎設備的3倍,運營利潤是網絡基設備的4倍。原因是什么?網絡基礎設備業務除了要生產硬件,還要持續提供大量相關服務,比起生產手機或是電子元件,更為吃力不討好。

  有業界人士指出,以現場支持服務(Onsite Tech Support)為例,工程師數量不足的歐美地區,愛立信(Ericsson)必須提早幾個工作日預約,最后才能派上 1 至 2 個工程師協助,還不一定能立即完成,此時運營商已經接到大量投訴,損失了好幾千萬的營業額以及商譽。但擁有大量工程師的中國公司,運營商只需要提前一天預約,隔天便可以看到超過 5 個工程師團隊來解決問題。

圖片來源:好奇心日報

  移動通信產業本來就是一條很巨大的食物鏈,成份相當復雜,自智能手機出現后,整個移動產業鏈更出現大洗牌。從上圖可見,下游互聯網(Google)和手機終端產業(蘋果)都在輕松吃肉,而上游的運營商(中國移動)和網絡基礎設備產業(諾基亞)只能辛苦地啃骨頭。

  以諾基亞為例,他們在手機助力下,在2010年曾登上全球財富500(Fortune 500G lobal)的85位,但后來只剩下網絡基礎設備事業后,掉到466位的邊緣位置。可是蘋果在智能手機業務的推動下,從榜外一直急升至現在的11位。而高通盡管也無法進入全球財富500強,但他在1999年剝離網絡基礎設備產業,專注CDMA專利后,也從全美財富440名,一直爬升至2016年最高的110名。

  因此在今年2月,曾有消息稱美國政府希望企業能收購愛立信或諾基亞,來抗衡中國5G勢力,但思科(Cisco)首席執行官Chuck Robbins卻直接拒絕了,他回應說:網絡基礎設備這種低利潤的業務,并不適合思科的商業模式。

  為什么移動通信巨頭高通,寧愿選擇收高通稅而放棄網絡基礎設備業務?為什么對垂直行業擁有強大控制欲的蘋果,從來不考慮開拓網絡基礎設備?為什么思科又不打算接下諾基亞的網絡基礎設備業務?就是因為大家都只想吃肉,不想啃骨頭。這些下游企業紛紛在中下游掌控手機產業,根本沒有人在乎賺不到大錢的網絡基礎設備業務。

迷失在5G里的美國

  說到這里,好像美國與美國公司全在戰略形勢上判斷錯了。

  其實沒錯,上面說了那么多,但任何公司都想在21世紀稱霸移動通信產業,造手機系統的要看Google臉色,造手機的乞求高通拿芯片,美國哪里像是在移動通信大戰中失利?要知道本來就沒太多歐美公司想參與網絡基礎設備業務。中國公司反過來人棄我取,近年在網絡基礎設備發力,并在4G產業里占據重要地位。

  但是,為什么美國要等到近年才大費周章,用盡一切辦法來阻止中國在全球5G的網絡基礎設備上擴張勢力?

  問題是5G的愿景,與以往完全不同。由1G時代開始,整個移動通信面向的場景是手機以及相關的移動設備為主,影響范圍多屬消費電子終端,而這正是美國技術一直領先的范疇,其他國家無法脫離美國技術的掌控。但5G網絡卻會通過物聯網方式,覆蓋我們任何一方面,智慧城市(Smart Cities)需要5G來連系,而全新的工業化4.0概念,也需要通過5G來實現。

5G的應用場景。圖片來源:Jupiter

  簡言之,5G不再單單是移動通信網絡,而是整個國家和城市的命脈所在(上圖),而且這個命脈也不再由美國技術牢牢控制住的手機和移動終端所掌控,現在以美國高科技制造業環境而言,美國業界也無法趕上。正由于如此,特朗普聽到約翰遜的回覆,才無法自已,怒摔電話。

  然而,這并不代表中國在這次移動通信大戰中勝出,情況恰好相反,游戲才剛剛開始。中國在5G的戰場上僅僅是領先,完全無法與20年前歐美國家壟斷通信產業的情況相比。

  首先,美國正在極力施壓,讓其他國家不要讓中國參與5G建設。而且,澳大利亞、新西蘭以及日本等國,仍然禁止中國供應商參與該國的5G網絡建設,部分國家即使容許中國參與,也僅僅讓中國參與部分非核心的項目。

  其次,中國不但還未能成功壟斷5G產業,也根本不應該嘗試壟斷5G產業。由于5G將會控制國家命脈,中國不想被別人控制命脈,也不應該嘗試控制他國的命脈,因為中國需要的是伙伴,而不是通過控制別國,制造不必要的敵人。況且5G市場太過巨大,中國單靠一國之力,根本不可能把大餅畫出來,也不可能把大餅通通吃掉,只有互相合作,才能一起發展、一起分享成果。

  在引領5G發展的路上,中國公司與產業戰略制訂者,不要忘了吸取先前美國的相關教訓。

  最后,附上一張虎嗅制作的圖表,供大家一覽過去將近40年,全球通訊產業如何從1G走到現在。

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