圖片來源@視覺中國
文 | 腦極體
5G要發展，頻譜需先行，想必已經是業界共識了。
相信絕大多數關注5G進展的人，一定無法忽視一個名詞，那就是“毫米波”。
作為5G通訊頻率最具想象空間的頻段，“毫米波”迅速火遍全球。給大家梳理一下各國關於“毫米波”的最新動向：
得益於“課代表”川普的勤奮催促，去年11月，美國率先釋放並完成了三個高頻頻譜的拍賣工作，並宣布集中重點發展28GHz毫米波。AT&T、Verizon、Sprint、T-Mobile等運營商也開始大力購買高頻頻譜；
韓英德等國也相繼完成了高頻頻段的頻譜拍賣，日本也將於今年3月分配和美韓波段一樣的高頻段毫米波頻譜。
而中國則在去年確定了高中低頻段聯合組網的設計方案，並完成中頻段頻譜的劃撥，關於毫米波優先研究的規劃意見也已經啟動。
不難發現，大家對5G的期許都離不開“毫米波”的部署，英美等國更是紛紛對高頻段給出了“跳樓優惠價”（低頻譜價格要貴48%左右），試圖吸引更多人投身高頻段研發的星辰大海。
更有無數評論者用地產理論來形容“毫米波”的重要性，發出“毫米波就是5G黃金地段”的高呼。
如此強勁的勢頭之下，大家很容易產生一種在看“巔峰豪宅”“臻品稀缺”式建案廣告的錯覺：毫米波，5G的價值窪地，再不出手就晚了！事實果真如此嗎？
我們不妨用一篇文章剝開毫米波神秘的外衣，看看這朵5G頻譜的“高嶺之花”，究竟是虛火還是金礦？
什麽是毫米波？
我們先來了解一下，集寵愛於一身的毫米波，究竟有何神奇之處？
毫米波（millimeter wave），指的是波長從10毫米至1毫米、頻率從30GHz-300GHz的電磁波，利用毫米波作為傳輸信息的載體進行通訊的研究，其實早在1889年就提出了。
不過，直到1970年代，由於毫米波集成電路和毫米波固體器件實現了成功量產，才使得毫米波通訊開始蓬勃發展。
但受限於高頻段電磁波的獨特特性，當時“毫米波”的應用範圍主要集中在雷達、製導、遙感、異塵餘生測量等軍事領域。
到了1990年代，互聯網、無線電通信、汽車雷達等業務量的爆發式增長，才推動了毫米波民用技術應運而生。
而隨著4G移動通訊的快速發展，低頻段也日趨飽和，中國、韓國已經面臨著沒有低頻頻譜可以分配給5G網絡的“斷糧”危機了。
既然成熟的“市中心”已經沒有土地再蓋新樓了，未來龐大的新增網絡人口和海量物聯設備應該去何處尋找歸宿？答案自然就是建設“新城區”。
那麽，為什麽不少國家不先借中頻段過渡一下，直接就將發展重心錨定了高頻段呢？恐怕要從“毫米波”的獨特優勢說起。
“毫米波”並不是一件新鮮事，之所以能夠讓人趨之若鶩，關鍵還在於其作為一種帶寬範圍極大的增量頻譜資源，能夠直接緩解5G發展中頻譜不足的問題。
比起費力提高4G網絡的傳輸效率，直接去“地廣人稀”的高頻段建設“新家園”，顯然要簡單粗暴也有效得多了。
更何況，毫米波還有其不可取代的優勢。一是由於頻段極高，波束又比較窄，毫米波遇到的干擾源就少很多，從而大大降低了信息被截獲的風險，使得無線通訊更加穩定可靠，保密性極強；
另一個突出特點，則是良好的方向性和穿透力，可以直接與目標進行點對點傳輸，對沙塵、煙霧等氣象的穿透能力也強得多，能夠全天候持續可靠地進行工作，對於深受霧霾困擾的北方人民來說，算是悲傷中的一點希望了吧。
而且，毫米波通訊的元器件也更容易小型化，未來部署在更輕薄的5G手機或智能物聯網等設備上，顯然更受青睞。
說了這麽多，毫米波“5G價值窪地”的尊貴身份似乎已經坐實，外界也仿佛形成了一個印象，此刻不搞毫米波，就像回到08年卻不買房一樣，傻就一個字，我隻說一次？
那麽問題來了，毫米波在5G商業化上的真實進展到底如何呢？
毫米波民用發展史
在探討毫米波的商業化潛力之前，不妨先順著時間線捋一捋，毫米波在民用端究竟經歷了什麽？
前面我們提到，毫米波在1960年代就被應用於通訊工作，但在很長一段歷史時期內，都跟普通人沒什麽關係，關於它的民間開發一直處於蠻荒地帶。直到1990年代，美國出現了77 GHz的汽車防撞雷達，這才開啟了毫米波在民用端的落地之旅。
簡單來說，毫米波的民用化一共經歷了三個階段：
階段一：在頻譜開放的邊緣試探。美國率先嘗試推進毫米波的民用。1995年，美國聯邦通信委員會開放了59至64 GHz的頻譜；2003年，FCC授權使用71-76 GHz和81-86 GHz進行許可的點對點通信。至此，毫米波相關的大量通訊設備和服務開始湧現。
階段二：最受歡迎的精密傳感器。集成電路的發展為毫米波產品的大規模商用創造了條件，很快，採用毫米波作為傳感器的芯片雷達，吸引了眾多廠商投入研究，並隨著工業化的浪潮成為大多數汽車的標配。
至此，毫米波的商業價值開始真正顯現出來，2014年，毫米波車載雷達的出貨量達到了1900萬顆，也因此成就了奧托立夫、博世、大陸、德爾福、海拉、富士通等一系列國際半導體公司。
在中國，東南大學、中科院等軍方院校打造的安防雷達、船舶雷達等，也逐漸走入大眾視野。
階段三：5G與智能。而無人駕駛和5G的火爆，毫米波作為自動駕駛汽車和海量物聯網的“眼睛”，又一次引爆了人們的美好想象，各種基於新技術條件和硬體基礎的解決方案開始湧現。
2015-2016年，毫米波雷達迎來了融資高潮，大批科研或軍工背景的團隊開始關注民用，廈門意行等企業紛紛開始毫米波雷達前端射頻芯片（MMIC）的研發。
網絡部署層面，英特爾和高通都分別在2018年提出了面對5G的毫米波相控陣設計方案，華為也完成了毫米波接入回傳一體化（IAB，Integrated Access & Backhaul）技術的外場測試，以期提高毫米波頻譜在5G應用上的穩定性和吞吐率。
至此，我們可以大概總結出毫米波在民用通訊上的真實現狀：想象空間和市場潛力巨大，但5G大規模應用還停留在實驗和設想層面，實際應用中還有許多技術難題有待攻克。
先天不足：毫米波還有哪些問題？
目前來看，毫米波的確有足夠的條件引發國家戰略級別的無限想象，但諸多美好的願景背後，毫米波作為高頻譜的“先天不足”也反噬著它在5G時代的商業價值。
簡單來說，在實際應用中， 毫米波不可避免地存在三大天然缺陷：
1.傳輸損耗。
毫米波在惡劣的氣候條件和障礙物環境中衰減嚴重，往往只能覆蓋很小的距離（＜100米）。
我們知道，5G應用的三大場景：eMBB移動超寬頻，uRLLC超可靠低延遲，mMTC海量物聯網，對於通訊網絡的效率、質量、範圍有著苛刻而極致的要求。
比如低延遲的車聯網，需要千米級別的遠距離覆蓋才能保證信號的穩定性，眾多移動物聯網終端也需要穩定清晰的通信來保證用戶體驗。
然而毫米波卻十分嬌氣，氣象不好、降雨太大、需要穿牆、遇到反射，都會讓它的信號大幅度衰減，就連穿過空氣都會出現“氧衰”。
試想一下，在高樓林立的CBD，你的車載導航、手機、智能手錶等通通沒有信號，或者每走幾米就要切換基地台，會是多麽災難的體驗。
2.基地台噪音。
既然毫米波在傳播過程中會遇到穿透損耗和大氣衰減，那我們將毫米波基地台部署在地廣人稀的農村，高高掛在電線杆上；亦或是在人流量密集的場所進行高密度部署，靠數量碾壓可不可行呢？
如果不考慮成本問題，這樣做是可以彌補通信能力的不足，但是多基地台導致的高頻噪音問題，運營商也沒有辦法售後哦，這邊建議您直接搬家呢~
3.高昂成本。
前面提到的“不計成本”，是在紙上談兵層面，但真正到產業端，毫米波基地台的部署意味著全面煥新，終端芯片和天線也需要重新研發，且不提其中的技術門檻和研發周期，僅僅是部署這麽多基礎設施，就需要運營商投入大量的建設成本。
這些成本分散到消費端，顯然是普通民眾的不可承受之重；讓企業或國家買單顯然也不符合經濟規律。
正是因此，中國移動、聯通等都將毫米波的商用計劃推遲到了2022年左右。
總而言之，毫米波之於5G的重要性不言而喻，各國也都將其置於優先研究的地位，但種種先天不足，決定了它在現階段難以大展拳腳。
既然如此，為什麽其他國家紛紛迫不及待地安排上了？
毫米波熱的幕後推手
從產業基本面來看，毫米波的火熱，確實有著現實的根基。比如說5G產業需求的爆發，納米級晶體管技術的成熟，大規模工業化的可能以及較低的許可證價格，這些都成為毫米波商業化落地的基石。
但通信能力如何補全，基地台問題怎麽解決，投入產出如何權衡，終端體驗能否保障……毫米波想要成功可以說把整個行業折騰個半死也不為過。
因此，相比於形而上的商業前景，我們更想了解的是，到底是怎樣的考量，讓不少國家冒著技術不成熟、前期大投入的風險，也要催熟毫米波？
或許可以從三個方面來解釋這場“技術期貨”的爆火：
從國家戰略角度，搶佔高頻譜以重獲主導權。
在5G部署上，英美等國家在頻譜規劃上的號召力和產業主導優勢正在被新的形勢所稀釋，以國際電信聯盟(ITU)為主導，協商一致、分工合作成為了更主流的選擇。
因此，搶佔高頻頻譜，率先推出相關標準和協議，也就成為該國家保持通訊領先地位和國際話語權的必然選擇。
美國FCC連發三個5G高頻段頻譜規劃文件，並搶先開放了高頻頻譜，英國電信監管機構Ofcom也宣布了類似計劃，不難看出推進5G的緊迫感。
而從運營商的角度，使用高頻段部署5G網絡，固然會帶來不小的成本和部署壓力，但也能因此獲得更好的競爭身位。
美國運營商Sprint就將所持的高頻段頻譜兜售給了AT&T和Verizon等，對於這些希望推出5G無線服務的運營商來說，獲得大量頻譜資源能使他們更好地與有線電視公司的高速互聯網服務競爭。
當然，也有一部分運營商保持著冷靜圍觀的態度，比如泰國AIS就公開表示，拍賣“亦不符合現階段公司的最佳利益”，不會參與高頻譜拍賣。
總而言之，毫米波所代表的高頻段頻譜，其現實中的表現與伴隨著拍賣活動的大肆炒作，形成了鮮明對比。
某種程度上來說，高頻譜資源確實可以幫助企業獲取更多潛在用戶，但其價值和期待似乎更多體現在行銷上的“錦上添花”。
要知道，最終決定用戶選擇的，還有體驗、資費等其他因素，想靠頻譜劃分來搶佔產業格局，似乎有些天真了。
5G下一步
繼手機廠商的期貨模式之後，我們又一次在5G身上感受到了“技術期貨”的神奇：先製造一場饑餓行銷，然後等待時間將泡沫鍛造成鐵做的。
不過，建立一套完備的高頻通信系統並非一朝一夕的事，需要全球政府、運營商、通信廠商協同推進，任何一環掉鏈子，都有可能讓這個價值無限的“海景房”變成爛尾。
雖然大家對毫米波的看法各有不同，但對高頻譜部署的普遍共識是——研究符合現狀備選頻譜規劃的頻率安排，更有利於產業發展。
因此，我們不妨來發散一下腦洞，從毫米波這個橫截面，窺視一下5G的下一步：
首先，高頻通信的相關技術大多處於發展之中，現階段建立完善的6GHZ以上高頻通信系統還為時尚早，LTE-U和載波聚合等將會是短期內擴充頻譜資源的關鍵性技術；
另外，制定國際統一標準和頻譜分配，成為需要早日解決的緊迫問題中國運營商堅持高中低頻段結合，而日本則是低頻率5G網絡，美韓又不相同，顯然不利於全球智能物聯網的建設，以及移動通信的互聯互通。
更重要的是，與其將希望寄托在毫米波這塊頻率資源“無窮無盡”的新大陸，對傳播性能更好的低頻頻譜進行精耕細作，提高頻譜使用效率，或許能更快支撐住應用端的需求。
比如目前國內支持的800MHz和900MHz部分頻段升級到LTE系統，並引入NB-IoT等4G演進技術，就能夠及時與5G網絡進行銜接。
總而言之，5G的黃金時代已經來臨，要解決毫米波的技術迷思很容易，但要走出“唯美帝是瞻”的時代陰影反而很難。
認知技術和認知自身，恐怕才是5G時代的真正難題，也是毫米波熱所帶來的最大啟示。但話說回來，走到現在這一步，很值得我們驕傲了不是嘛？
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