半导体基础研究匮乏,我们进入“黑暗森林”

  • 青峰 宁静以致远
    呵呵,还第一次有人连这个也要质疑一下。我们就是用celluar这个词和其中文翻译,不太用移动通信(这样会使我们听起来更象是中国移动的子公司一样)。可能也跟我们做的不是手机有关,但是用手机网络,用于工商业各类设备的联网。这儿就不详细展开了。
    3G相对于2G,是一种换代式的革新。而4G这个词并不准确,准确来说是LTE,实际上就是3G向前发展了一点,更重要的是与高通形成交叉授权,规避了高通税(如果产品不支持WCDMA制式,就完全不需要向高通交钱)。现在的LTE Cat.1这么红火,其实不就是3G么? 在3G时代,通信速率与频带宽度已接近香农定律极限,LTE和5G无非是往上堆频带,这种搞法没什么太大的技术上的提升,5G因为需要的频带太宽(100MHz),导致使用高频率(带来很多困难)。
    5G很难成功,主要就是使用了高频率,导致传播距离短(宏基站只能覆盖300米),穿墙能力差(只能穿一堵墙,穿二堵墙就困难了)。我前些天在一家大企业见到5G室内基站(皮基站),间隔6米一个。这种搞法,运营商搞5G是完全赔本的。而对手机用户来说,打开5G,意味着耗电,并且5G网络时通时断,体验也好不到哪儿去。这种东西能推向市场,完全就是让运营商补贴设备商,好让设备商活下去。看看现在中国的三家运营商都内卷成什么样了?!每次跟他们交流,我都挺同情他们的。
    华为这家企业,是一家比较不错的中国企业。但也有中国企业的通病,抄作业抄习惯了,以前都是拿人家的作业抄,容易出成果。 现在到了自研,还以为能轻松出成果。举个例子,爱迪生发明白炽灯,为了找灯丝,实验了4000多种材料。这是开创者要经历的事情。但抄袭者只需要花点钱买来商品,打开研究一下就得到了。华为鼓吹5G其实就是这种心态,以为自已花点钱花点时间研究了就能出成果。根本没意识到可能研究出来的就是一泡屎。现在鼓吹的这么狠,让移动/电信/联通三家砸巨资建设了一个没什么用的5G网络,这么大一个亏吃下去了,下次还指望这些运营商听他们忽悠吗? 华为已经在他们客户和我们这些业内人士这儿败光了信用。
    5G可能是不成功的,但对于支持它的领导人来说,这不重要。重要的是在研发新的技术时,培训了队伍,得到了经验。5G也许不成功,但6G呢,7G8G呢。战略上的布置是要20年30年才能见效果的。美国针对5G也同样是基于这样的原由。美国即使已对丧失通信设备制造(被廉价设备挤出去了),但他们需要保持在技术上的领先,所以要针对中国企业。

    注:5G并不都是使用高频段来建设,中国广电用了700MHz。但全球只有它一家有这么好的频段,导致他的需求是特别的。从设备角度看,这会导致他们建网缓慢。但也由于使用了700MHz频段,他们的速率上不去了,达不到5G所宣称的高速率。

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  • MCD 《回顾:美国网络战部队偷袭常见伎俩》
    电磁波的频率越高,每秒钟波形变化次数Hz越高,每秒钟可携带的信息量越高,但代价就是电磁波穿透能力越弱。
    同频率电磁波还会相互干扰,蜂窝cellular通过不同频率相互间隔使用,既解决了同频率干扰问题,又可以因为间隔而重复使用各个频率资源:方式类似于频率1、频率2、频率1、频率2……无穷循环间隔重复使用。
    电磁波在三维空间近似球面分布传播,因而能量分布的衰减近似于传播距离平方反比,电磁波能力密度衰减到过低时就无法再有效传递信息,环境还有各种干扰会进一步恶化电磁波传播。因此,移动通信,还要解决不同蜂窝之间的切换,当手机信号因为移动或干扰等因素离开某个蜂窝覆盖范围时,能及时稳定切换到第二个信号最强的蜂窝保持通信不中断。
    家庭无线局域网WiFi热点,也使用微波炉和移动通信相近的频段,但最本质区别就在于WiFi缺乏甚至没有移动切换的相关设计保障机制。
    基于成本、耗电、体积等现实因素,2G3G4G手机天线通常只有1套,相同频率电磁波相互强干扰,1套天线怎么实现平稳切换,相关设计保障机制很复杂,如果平稳切换时间要缩短到十分之一秒数量级会更复杂。
    2G3G4G5G指第一二三四五代(Generation)移动通信,频段范围大致相同(900MHz兆赫兹~5GHz吉赫兹),常用频段位于家里微波炉频段范围附近(2.4吉赫兹Giga Hertz),信息量带宽越大就越需要更高频率,而历史老旧网络技术还有大量用户在占用,这两个主要因素决定了新技术往往主要选择更高频率的新频段,而更高频率也意味着电磁波穿透力更弱、传输距离更短。同等环境条件下的信息量带宽更大也意味着更耗电。
    6Generation第六代移动通信频段起步至少位于100GHz~300Ghz,最高可达10THz(1THz=1000GHz,1GHz=1000MHz)。6G第六代移动通信频段第一次历史性急剧跃升,完全不同于2G3G4G5G第二三四五代移动通信的微波炉区域,因而6G的任何通信和处理器件技术要求将完全不同,无论电磁波相关器件还是半导体芯片器件都将彻底不同于以往的同频段2G3G4G5G。
    2019年5G牌照正式发放不到4年,我国物联网终端数量已经超过手机用户数量,5G虽然频段仍然位于2G3G4G和WiFi的所谓微波炉附近,但编码设计继续优化,尤其是设计之初就考虑海量物联网终端高密度接入,因此,5G更高速度更高耗电将来还会培育出哪些民用业务和工业应用还有待观察,但5G能更好支持海量物联网终端接入已经方兴未艾。
    市场占有率表明一切,既表明强势厂商,也表明优势行业和优势业务。不要试图否认跨国巨头的巨无霸实力,也不要试图否认全球5G市场。
    真正的挑战其实是频率比当前至少提高100倍~1000倍的6G,所有半导体器件都将历史性首次重构,从基础研究到光刻机,任何环节一样都不能少。
    任何一次技术变革都会导致市场重新洗牌,每一次变革都会有大批恐龙式巨无霸公司企业灭亡,而6G将是历史性的全然不同的彻底性的重构,远非以往任何一次技术变革所能比拟,挑战之艰巨远超想象……
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