日本先是花500億日元用於6G的研製,接著聯合美國共同拿出45億美元開發6G,最後和印度加強在信息通信技術的合作,一向低調的日本為什麼一改以前的風格,開始大力發展6G技術?日本有實力向中美髮起挑戰嗎?
日本為何要發展6G?
首先,我們要明確的一點是,日本算是一個科技強國,至少也是個科技大國,最典型的就是日本汽車,豐田、本田等都是日本品牌。如果不是上世紀被美國玩了一把陰的,日本的科技實力還會比現在強大很多。
20世紀80年代末,整個日本瀰漫著一股紙醉金迷的氣息,各大服務區人滿為患。日本人習慣了喝好酒,吃大餐,見面送金錶,百米必打車的奢靡生活。甚至有日本人高呼:買下全美國,讓美國人無處可走。誰能想到這最後的“繁華”,是日本後來不可逾越的天花板,轉眼就是過眼雲煙。
1985年,美國要求日本簽訂“廣場協議”,導致日元匯率大幅增長,日本製造業崩塌。人人開始拿錢炒股炒房,東京地價比整個美國都貴,可惜泡沫過後一地雞毛,而美國藉此機會大發橫財,使日本經濟受到重創,造成日本經濟出現了“失落的三十年”,而日本科技也在這期間遭遇了重創。
但瘦死的駱駝比馬大,日本依然有一定的實力,敢跨過5G直接發展6G,說明至少日本是有底氣和實力的。
2019作為5G的商用元年,很多國家正在大力發展5G,因為5G相比4G其最大的特點是高速率、低延遲、大容量,所以用4G下載一部藍光電影需要幾分鐘,而5G只需要幾秒。
不過5G還在普及階段,日本卻突然發力,開始加大對6G的研究。
事實上,日本在3G時代就已經具備技術優勢。但那時候美國遭遇次貸危機,日本主動讓了路,第一口紅利全部讓給了美國,美國順利擺脫經濟困境,但是日本自己湯都沒得喝。
因為移動通信系統有著專利壁壘,贏者通吃,輸者落寞。這一步慢,步步慢,日本4G也沒撈著好處。
到了5G時代,日本也大張旗鼓地弄過一陣,可惜的是技術儲備不夠,加上運營商缺乏足夠資本,以及美國企業的干擾,日本5G技術也沒發展起來。
日本覺得這樣不行,本想借著東京奧運會翻身,在 5G的技術上實現100Gbps高速通信,為自己的通信產業打個廣告,可是突如其來的疫情,讓日本手足無措,東京奧運會延期,又讓日本的努力無功而返。
大家都知道5G會帶來物聯網的興起,可以把數量龐大的智能設備和大數據進行連接、分析和使用。最直觀的就是一個人打著視頻電話,可以無縫連接地轉到電視、車載電話,無需掛斷重播。
最厲害的是無人駕駛汽車的面世,在5G無延遲的網絡覆蓋下,無人駕駛可以實現L4級別,在複雜交通進行無人駕駛。
無人駕駛可以解放雙手,讓廣大開車同胞可以直接享受打車的服務,系統統一調度可以有效緩解交通擁堵,大幅減少“怒路症”導致的交通事故。
華為現在正在打造物聯網和自動駕駛系統。
由此可見,5G就能帶來豐厚的利潤。作為升級版的6G,必然又是一波巨大的紅利。而且日本在5G領域多次鎩羽而歸,那麼直接發展6G也算是個選擇,因為日本在汽車製造、智能機器人以及高附加的製造業有著非常大的技術優勢。
加上智能化產品的算力會越來越高,對於網速的要求更高,優先在6G佈局,日本說不定可以逆轉頹勢。
6G有哪些明顯優勢?
6G的速度比5G快100倍,可以達到每秒1TB,現在電腦的硬盤也就這麼大,而且6G是天、地、空全覆蓋通信,從5G毫米波,即波長為10毫米到1毫米的電磁波頻段拓展到6G的太赫茲波長為3000微米到30微米的電磁波頻段。
波的頻率越高能傳輸的信息越多,但是因為太赫茲的電磁波頻率和一些大分子震動頻率接近,所以被幹擾的概率更大,穿透性更差,所以6G的研發難度比起5G是指數級的增長。
另外,太赫茲的應用並不侷限於通信,因為頻率高,成像方面有著天然的優勢,所以用於醫療成像技術會有奇效,生病要去拍片,有一定概率拍的不清晰,造成誤診。
但是太赫茲因為頻率高,拍片非常清晰,對於比較難鑑別的直腸腫瘤、乳腺腫瘤、皮膚瘤判別會有更好的效果,對於提高判斷病症的準確性有非常大的幫助。
除此之外,太赫茲可以對人體DNA、RNA等大分子可以直接進行拍攝和分析,可以辨別部分遺傳病,對於胎兒的生理狀況進行鑑別,無需複雜的手術進行抽樣檢查,有效降低孕婦的妊娠風險。
而且因為太赫茲的能量級別特別低,所以不會像X光一樣具有輻射性,對人體損傷微乎其微,可以比起現有的X光還是核磁共振,太赫茲真的很完美。不過太赫茲在醫療方向的技術剛剛到臨床階段,距離大規模應用,估計還需要一些時日。
當然太赫茲除了在通信、醫學成像和無損檢測方面有奇效,還有在天文領域有著深遠的影響。包括雷達、天文學的應用,如果我們的FAST射電望遠鏡能捕捉太赫茲,那麼對於我國的天文物理學以及空間物理等基礎研究會有重大突破。
太赫茲在軍事領域同樣運用極廣,可以建立軍事通信系統,指揮中心可以精細到指揮每一個士兵的作戰,大幅提高作戰效率。
所以太赫茲的應用必然會對全人類產生重大的價值,除了通信還會促使大數據、醫療、智能生物、智能設備等多個領域的全面發展。
尤其是6G的高傳輸速度,將使人類告別硬盤時代,全面擁抱雲時代,所有的智能設備都搭載雲系統,無需安裝處理器芯片和硬盤,使智能設備的製造成本大幅下降。
我們再也不需要購買昂貴的手機了,因為手機只需要搭載雲處理芯片和通信芯片,再也不用擔心手機卡頓和內存不夠的問題了,因為手機運營商會做好一切。
基於上述原因,日本政府在2005年就公佈了未來十年科技戰略規劃,將太赫茲的研究列在首位,研究團隊包括東京大學、京都大學、大阪大學、東北大學等重要學府,以及日本通信運營商NTT、SLLSC等。
日本還撥款500億日元支持企業在6G先進無線電通信服務業的研究,同時建立一個300億日元的基金用於6G領域的研發工作,以及斥資200億日元投入在太赫茲等相關測試和研究工作,可以說日本在6G通信方向的研究不遺餘力。
目前來看日本在6G領域的研究工作確實比較超前,加上日本NTT公司收購富士通公司,富士通公司在半導體領域的研究十分超前。
隨後NTT公司和英特爾、索尼聯合開啟了光通信技術的相關技術的研究,最終NTT公司在2020年年初發布全球首款6G高速通信芯片,到達100Gbps的超高信息傳輸速度。
取得如此結果,日本自然不忘吹噓,所以準備在2025年大阪舉行的世博會上展示其6G技術的發展應用,為此日本電氣公司正在加快6G有關技術規範的標準化工作。
同時日本KDDI通信公司宣佈將投資 3 萬億日元進行6G基站建設;並聯合豐田汽車開始無人駕駛汽車的設計生產,並在2030年前後實現運營。
不光如此,日本近期和美國宣佈共同投資約45億美元一起開發6G,並在人工智能、量子計算、半導體展開全面合作,確保美日在科技領域的競爭優勢。
此舉的目的不言而喻,就是打壓中國在通信基建領域的優勢,因為5G的關鍵技術中國佔據主導地位,美日擔心這塊大蛋糕被中國獨吞。
但問題是,目前關於6G的相關專利數量,中國大概佔據38%左右,世界第一。日本這回準備孤注一擲,真的能對中國發起挑戰嗎?
日本能在6G取得成功嗎?
日本這個民族一直以來有個習慣,賭國運,賭贏了賺得盆滿缽滿;賭輸了一無所有,這對於國家長期發展十分不利,尤其是在通信領域,專利和標準制定權固然重要,但比起國家經濟的長期穩定發展就顯得微不足道。
雖然日本在6G研發上可能具備一些技術優勢,但綜合來看想要成功比較困難。
北京大學深圳研究院5G課題組組長鬍國慶認為,一些國家試圖跳過5G部署、直接發展6G,基本不太可能。
因為1G開始,每一代移動通信技術的發展都要依託前一代核心技術的發展,6G網絡必然是以現有5G核心技術為基礎同時引入太赫茲通信、空天海地一體化網絡等新興技術。
這就意味著跳過5G這個“地基”,直接建設6G“大樓”幾乎是不現實的。
所以要發展好6G就必須打好5G的基礎。
但現實問題是,日本國內對於5G興趣不大,尤其是東京奧運會延期後,日本國內對於5G的技術研究基本失去了興趣,加上對6G 的投資,必然壓縮5G的研發資金,這樣強行發展6G大概率會失敗。
雖然日本意識到這個問題,想通過稅改,對5G通信的基建項目大幅減稅,同時鼓勵日本通信運營商投入資金開始加大5G的研發工作。
但此時日本想發力已經晚了,因為早已被眾多國家甩在身後,尤其是和中國的差距。5G專利中國佔據31%左右,世界第一,擁有極高的話語權,日本想要發展5G繞不過中國的專利。
所以日本無奈,想聯合美國起來一起發展6G,並且通過印度補全自己在芯片設計的短板。
但是不能忽視的問題是,美國雖然科技底蘊雄厚,在太赫茲的研究十分超前,但是美國的5G也沒有發展起來,這是為什麼?
首先美國製造業利潤太低,所以基站這樣的大基建項目不是很有人願意去做,高通曾經打算走華為的路子,研究交換機、路由器和基站,但是因為投入大,產出比低所以放棄了。
目前高通依舊在高科技領域發力,佔據技術話語權,通過專利和高附加值的芯片盈利,所以高通年年因為通信芯片抽成太高和蘋果等手機制造商吵得不可開交,但是美國賣的芯片只佔全球9%,卻賺了芯片總利潤的30%左右。
這就是高回報率,這是美國這樣的資本市場下企業的必然選擇。
相較之下,華為則是腳踏實地研究交換機、路由器和基站,進而一步步發展出5G,可以說華為賺的是辛苦錢,最後技術也有了,專利也有了。
辛苦錢賺到手,開始賺技術錢,這也是我國通信領域發展迅速的原因。
其次美國基建水平較低,很多美國人來過中國後,戲稱美國經濟世界第一但是基建卻是世界三流,這不是開玩笑。
因為美國光纖普及率只有9%,而我國光纖普及率卻高達91%,沒有光纖就沒法建設基站,美國也因此無法大規模普及5G。
最後美國人口比中國少,人口密集度不夠,所以5G的需求就會降低,加上美國貧富差距比較大,大城市或者富人區普及率高,窮鄉僻壤通信網絡都沒有覆蓋,更不用說5G了。
而中國不同,一視同仁,所有人都有享受通信的權利,國家會花錢解決。
總結下來,美國能給日本在通訊領域的支持比較有限,除了提供資金、芯片和部分技術支持外,更多的需要日本只自身努力發展6G,但是日本的問題和美國有些類似,也是產業化的問題。
尤其是日本在簽訂“廣場協議”後,製造業空心化問題也比較嚴重,比如日本半導體領域的沒落,對於日本建設6G就是個不小的阻礙。
日本想重啟製造業,卻又因為製造業受困。加上“福島”核電站事故和新冠疫情衝擊,可以預測日本經濟的衰退還要持續幾年。
日本真的孤注一擲發展6G,只會被現實卡住,因為限制日本經濟發展的不僅僅是製造業的沒落,還有內外部諸多因素,這些問題不解決,即使發展起來也不過是給別人做嫁衣。