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中国工业互联网研究院院长鲁春丛:5G推动数字经济五大变革
2022-01-08

当前,新一轮科技革命和产业变革深入推进,数字化浪潮席卷全球。以5G、工业互联网、云计算、大数据、人工智能为代表的新一代信息通信技术创新活跃,从人人互联到万物互联、从海量数据到人工智能、从消费升级到生产转型,我国数字经济融合创新的广度和深度不断拓展。加快发展数字经济,不仅是高质量发展的客观要求,更是开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年目标迈进的战略选择。

习近平总书记多次对数字经济发展作出重要指示,在今年的中央政治局第三十四次集体学习时强调:“把握数字经济发展趋势和规律,推动我国数字经济健康发展”“促进数字技术与实体经济深度融合,赋能传统产业转型升级,催生新产业新业态新模式,不断做强做优做大我国数字经济”。这为数字经济发展提出了明确要求,指明了前进方向。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》也提出,要“迎接数字时代,激活数据要素潜能,打造数字经济新优势”。

2020年我国数字经济核心产业增加值达到7.9万亿元,占GDP的比重达到7.8%。数字产业化水平的提升有力推动了产业数字化发展进程,完备的工业体系、广阔的市场纵深、迫切的转型需求,我国实体经济数字化创新活力日益彰显,新一代信息通信技术正以不可阻挡的磅礴气势,赋能千行百业、呈现千姿百态。

5G是数字经济的重要组成和关键使能技术。我国5G正式商用两年半来,取得了网络领先、产业领先、应用领先的新优势。产业基础高级化、产业链现代化水平持续攀升,不断拓展数字经济新空间。5G作为基础性技术、聚合性技术、融合性技术,正在引发数字产业化、产业数字化的深刻变革,体现在五个方面:

一是“芯”的变革

5G带动芯片市场大幅增长。5G基站建设数量快速攀升、5G网络设备和终端设备数量持续增加,带动基带、射频、处理器等芯片市场大幅增长。美国市场研究机构(Grand View Research)报告显示,中国5G芯片市场规模将从2020年的2.4亿美元增长至2027年的75亿美元,年均复合增长率将达到63%。

5G带动芯片高水平创新。5G多模多频特性直接拉动基带芯片向高集成度的SoC芯片方向发展,高频特性也对射频芯片中基础材料研发、滤波器、功放等元器件设计提出更高要求。5G核心网用户面设备引入智能加速解决方案以提升数据包处理能力,为智能网卡、FPGA等芯片创造了新市场。5G手机直接带动芯片工业从10nm向7nm/5nm演进,加速集成电路设计、制造、封测、材料等全产业链升级。

二是“端”的变革

5G带动工业模组发展升级。工业5G模组作为工业终端的核心器件,以直接嵌入设备或作为附加设备重要器件两种形式实现工业设备的5G通信,是工业现场设备5G联网的重要载体。同时,5G与云计算、大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术的深度融合,催生传统模组和终端向智能化方向演进,支撑更高级、更复杂的应用。5G终端模组价格已降至100美元左右,为大规模推广奠定了基础。据美国市场研究机构(Strategy Analytics)预测,到2023年5G模组的销售量将超过4G模组。

5G带动终端产品多样化。手机、虚拟现实设备、可穿戴设备、工业CPE、车载单元、医疗设备等新终端加速商用。全球移动供应商联盟(GSA)2021年三季度数据显示,已公布的5G设备数量达到1060种,较上一季度增长21.4%。5G终端中手机的占比约49.3%,CPE的占比约17.7%,5G模组的占比约13.0%。终端产品牵引多场景、多形态的5G模组研发生产,进一步推动工业模组创新发展。

三是“网”的变革

5G更好满足工业应用需求。2021年三季度,我国5G平均下载速率达406.8Mbps,是4G的10倍以上,是Wi-Fi的2倍以上。采用大上行按照8:2的帧时隙配比方案,可达到1G-1.35Gbps,能够满足大部分工业场景需求。

5G构建工业组网新模式。基于网络切片、移动边缘计算等技术,工业5G网络组网形成了切片虚拟专网、混合虚拟专网以及独立专网等模式。分别面向广域专网业务(如智慧城市、智慧景区等)、局域开放园区(如交通物流、港口码头等)、局域封闭区域(如矿井、油田等)等场景,满足工业企业实际需求,推动构建效率更高、质量更优、共享更充分的5G基础设施。

5G促进工业网络固移融合。以新一代千兆光网为代表,可满足在室内和复杂环境下传输带宽大、抗干扰性强需求,能够实现微秒级连接,融合5G网络灵活性高、移动增强、大连接的优势,构建形成优势互补、业务互促的“双千兆”网络。带动“固移融合”的业务模式创新,满足不同行业、不同场景的差异化网络需求,支撑各行业数字化转型。

四是“云”的变革

5G加速边缘云商用进程。根据Gartner的报告,到2025年,超过75%的数据将在边缘侧处理。5G用户面功能UPF下沉,数据流量本地卸载,可将边缘计算节点灵活部署在不同的网络位置,来满足时延、带宽有不同需求的边缘计算服务。5G支持将网络能力开放给边缘应用,实现时延敏感型的工业控制类应用、时延容忍度较高的远程控制类应用、带宽要求较高的视频类应用等业务。

5G加速云网融合进程。5G核心网通过网络功能虚拟化(NFV)技术实现了云化部署,加速云网融合步伐。企业采用NFV,将5G核心网的用户签约数据和策略管理、网络切片管理等功能全部软件化,部署在X86或ARM通用服务器上,加速软件快速迭代,推动新业务创新。

五是“用”的变革    

“5G+工业互联网”已经形成20个应用场景。通过5G技术对人、机、物、系统等的全面连接,构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系,为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供新的实现途径,助力企业实现降本、提质、增效、绿色、安全发展。工业和信息化部通过实施“5G+工业互联网”512工程,先后两批次发布了20个场景。第一批的10个场景是协同研发设计、远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、现场辅助装配、机器视觉质检、设备故障诊断、厂区智能物流、无人智能巡检、生产现场监测。第二批发布的10个场景是生产单元模拟、精准动态作业、生产能效管控、工艺合规校验、生产过程溯源、设备预测维护、厂区智能理货、全域物流监测、虚拟现场服务、企业协同合作。

5G融合应用前景广阔。“5G+工业互联网”成为应用创新最活跃的领域之一,全国已建成“5G+工业互联网”项目超1800个,涵盖电子设备制造、装备制造、钢铁、采矿、电力、石化化工、建材、港口、纺织、家电等22个重点行业,打造了上万个5G应用创新案例,进一步壮大了平台化设计、智能化生产、网络化协同、服务化延伸、个性化定制、数字化管理等六大工业互联网应用模式。预计到2025年,5G将带动1.2万亿元左右的网络建设投资,拉动8万亿元相关的信息消费,直接带动经济增加值超2.9万亿元。

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