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会场直击——工信部电子司副司长乔跃山:我国5G通信产业发展


发布时间:

2018-08-11

非常感谢今天有个机会跟大家汇报一些情况,后面我将把5G跟我们整个电子材料的一些关联跟大家做一个介绍。

首先也是感谢我们协会多年以来对电子司的支持,我本人按照分工是不分管咱们这一部分的,主要分管整机这一块,像手机、计算机、电视机、路由服务器这些整机产品,那么本来觉得来这儿不是太合适。后来袁老师跟我讲整机材料的用户方来的也是合适,所以我就过来,跟大家汇报一下我们在5G产业这一块的一些发展进度和产业情况。

前面我想开头这部分大家在很多技术报告、包括媒体上面已经说的很清楚了,应该说移动互联网、物联网是5G发展两个主要驱动力,给5G提供广阔前景。大家从图表上看到我们从2G3G4G5G的发展,我们在座每一位都都亲身经历过,一开始从没有联网的设备到移动互联网、物联网,到最后我们叫做无处不在互联。5G标准2018年发布了第一版,从后续来讲我们会在19年年底推出达到到完全满足ITU的全部要求的5G标准。从全球进展来看,大家从下面可以明显看到,就是目前全球最发达的五个国家和地区,也是5G最积极的推动和部署的国家和地区。这些国家和地区也纷纷提出了5G的实验计划和时间表,对5G的频率也基本初步达成共识。根据地域不同,每个国家的情况不同,在5G频率发布的结构和侧重点应该说不一定相同。

我国在国际上也发布了5G中频项目, 3.33.64.85GHz的频率规划。大家看到我们商用的一个时间,我们可能速度更快一点。就像刚才我讲的,我们在2019年就会起用在中频段部署和系统商用上,在国内设备上2018年底前推出满足市场需求的相应产品。运营商在2019年就开始部署中低频段,高频段部署还不太一样,初期主要集中在热门地区和小规模实验覆盖,更多产品应用还在探索中,没有形成明确应用需求。大家可能也知道我们今年部里搞了一个5G应用的大赛,一方面为5G的发展寻找一个应用的突破口,另一方面这么高的速率,我们最后到底去做什么能找到一个好的增长点或者说营运模式,应该说目前还没有一个定位。

大家从下面三大运营商和我们两大主流的主要的通信设备企业有一个时间表,大家可以看到我们三大运营商都会从2019年就开始中低频段部署,那么高频段的部署这一块确实不一样,中移动会稍微快一点,为了2020启动热点地区高频段部署,联通和电信相对来讲都会滞后一些。我们两大设备企业在19年都会推出高频段的基站产品和5G终端产品。

我们5G实验进入了第三阶段,主要聚焦系统验证。大家从下面整个产业所有企业可以看到,就是在中国这个5G技术研发第三个阶段里面,应该说几乎全球所有的这个知名的产业链各个环节的企业都参与其中。甚至包括国外的电信运营商、设备、仪器仪表器件企业都参与,那么也就是说我们在这方面是特别开放的一个态度。

第二部分跟大家汇报一下5G产业的情况,这一点跟我们材料器件关系比较大。应该说5G会带动器件和材料一个爆发,预计到2020年和2025年全球5G终端会分别达到2000万和2个亿个,智能手机仍然是5G初期主要的终端类型。2020年和2022年全球5G基站分别达到90万和180万个。

应该说中高频器件是终端和基站的核心,在5G的带动下中高频器件市场将得到爆发性增长,预计2020年终端射频器件市场规模超过200亿美元。同时半导体材料是制作5G中高频器件的基础材料,其中化合物半导体相比硅半导体具有高频率、大功率等优异性能,将在5G通信中大量使用,预计2020年化合物半导体材料市场将达到40-50亿美元,5G也会带动化合物半导体材料市场同步扩大。

那么5G功放这一块,材料工艺技术将是变革的重点,以5G基站为例,目前来看,整个化合物半导体技术主要由国外垄断,产业链由整个化合物半导体产业连芯片制备、芯片设计、芯片制造以及芯片封测四个部分组成。欧美日在化合物半导体领域技术是领先的,规模优势也特别明显,我们中国台湾企业在代工、封测等环节占据重要地位。我们可以看到我们不管是芯片、设计、制造、封测等等这一块,应该说基本上都是被欧美日公司垄断。

那么从我国产业来看,国内化工材料的产能也亟待提升,我们产业链体系应该相对还是完备。但是确实是占比太少,那么我们也在芯片制造领域展开广泛布局。我们国内GaNGaAs主要集中在军用,成本比较高,目前规模比较少,三安和华芯产线刚建成,处于产品调试工艺优化爬坡阶段,预计2-3年内实现满产,化合物半导体材料产能也亟待提升。下面这个表大家可以看到整个国内GaN产线布局和目前的状态。当然我们有些企业在积极进行布局。

那么高频硅基集成芯片技术成为一个重点。在基站领域,毫米波频段存在多种技术路线选择,像IBMADIAnokiwave等已推出集成PA的硅基毫米波芯片产品,主要采用锗硅材料。在终端领域,高通和英特尔均已推出支持毫米波的硅基射频前端芯片。应当说这一块国内还有比较大的差距。

国内的锗硅材料技术储备不足,我们国内高校院所在毫米波芯片领域耕耘多年,但产业化能力有限。华为等厂商在积极硅基毫米波芯片设计领域进行布局,但是依赖于国外代工,我们硅材料技术储备严重不足。

还有就是5G滤波器这一块,压电材料和陶瓷介质成为技术重点,5G中频段,终端主要采用基于压电材料的声学滤波器,基站主要采用陶瓷介质滤波器。高频毫米波整体对滤波器要求降低,现阶段技术路线未统一。

声学滤波器市场主要由日美垄断,材料供应商基本都集中在日本。专利、材料、工艺、人才等门槛严重制约我国声学滤波器的发展。还有其他的关键材料,包括像传感器的一些材料,包括半导体、陶瓷、有机材料,还有我们的手机外壳,也是对材料的要求也特别高。像我们玻璃、陶瓷这一块,近期小米也推出一些陶瓷的外壳,但是我们了解到,确确实实加工难度特别大,所以成本居高不下。到5G阶段,去金属化需求日趋明显,我们玻璃、陶瓷,特别像3D玻璃,还有陶瓷的这种,未来加工工艺这一块需求比较迫切的。

综上所述,我们5G器件核材料虽然已经具备一定基础,但是未来发展仍有许多挑战。我们基站对器件集成度要求不高,可采用分离器件实现,且对功耗、成本、体积相对不那么敏感,给国内企业带来突破的机遇。当然这个结论也是基于传统基站的考虑,实际上将来基站小型化以后,基站对功耗、成本、体积这一块不那么敏感的结论可能也不是太成立的。所以这一块应该说还是有一定要求,那么终端对器件集成化要求特别高,尤其在高频段,甚至有向基带射频一体化的趋势演进。目前高通等巨头几乎把持了整个终端供应链,单个分离器件进入到供应链难度较大。化合物半导体、锗硅、压电等材料技术储备不足,集成器件设计、制造和封测存在技术短板。此外国内现有技术基础多集中于军口,军民功用要求,军口单位在设计理念、产业化能力、质量控制、成本等方面应当转变发展思路,并适应民用市场的激烈竞争。我们民用企业能不能、敢不敢用这些东西,也画了一个巨大的问号。

最后跟大家介绍一下我们的整体建议。目前国内三家运营商以中低频段作为5G商用初期网络建设的重点,到2022年以后才会考虑部署5G高频段网络,国内高频器件产业发展目前还存在一点点机会。从发展的时间上来讲,我们还是要优先来发展5G中频器件和材料,然后统筹规划,然后高频器件产业。

5G中频器件材料这一块,我想首先加强技术成果转化,我们要基于原来03专项成果,着重做好中低频器件和材料产业化能力建设,优先发展基站,提高国产化水平。我们要发挥整机牵头带动作用,借鉴4G技术经验,鼓励整机设备企业采用国内元器件,来制造国产材料。我们加强军民融合,鼓励军工单位,实行军民共建。

在统筹规划高频器件材料产业这一块,我们首先发挥政府领导作用,目前高频段不成熟,我们要通过政府,我们也会引导大基金、鼓励地方政府、社会等资源对高频像段的化合物半导体、RF CMOS、锗硅等特色工艺进行重点投资;我们会加大关键技术产品研发,统筹国家专项,等等技术改造资金;我们也会加强交流合作,推动建立材料器件、整机、运营等企业参与的交流平台、产业联盟等。

最后也跟大家介绍一下我们司里重点一些工作,关于5G相关的。相关就是着重发展5G中高频器件,一些市场需求为牵引,加快5G中高频器件的研发和产业布局,推进5G中高频器件产业发展。我们也开展专家研讨,梳理短板清单,绘制产业地图,编制三年行动计划,成立产业联盟,建设创新中心。原来我们材料这一块考虑不是很多,我也希望材料相关的企业积极参与进来。现在国内是北京、深圳、成都和重庆都向司里递交了要设备国家级的5G中高频器件产业基地的申请,从目前来看各个地区的申请都还有这样那样的一些差距,有的可能是全产业链不是很完善,有的过多集中于本地的企业的情况,还有的是一些骨干龙头企业参与度不够。我们时间表大概是考虑在今年年底前省一级的创业中心着手建立,那么在明年年中前后能够在省级创新中心来确立国家级的创新中心,这一块我希望咱们的材料企业也能参与进来,以前确实考虑的不是太多。

还有一个就是关于通信设备产业链协同建设,我们会支持5G无线、有线、终端等通信设备研发与应用,推动产业链上下游协作及整体能力提升,加速通信产业链国产化替代步伐。当然这些协同建设就考虑把整个产业链给打通,不管通过项目还是通过一些政府措施,让全产业链大家协同来攻关,来实现重点器件芯片、材料的本地化。

我前面跟大家介绍我们在5G,特别是中高频器件的一些发展想法,我也希望我们在座材料相关的企业能积极参与进来,为咱们国家的5G产业发展贡献力量。最后我也预祝咱们本次会议取得圆满成功,也谢谢大家这么多年对整个电子信息产业的支持,也对我们整个电子信息产业司的支持,谢谢大家。