11月18日,在国际移动通信标准化组织3gpp的会议上,由华为主推的polar码被选为5g embb(增强移动宽带)场景的控制信道编码方案。这是首次有中国公司进入基础通信框架协议领域,打破了高通长期以来对通信标准的垄断。
polar码的胜出,意味着高通垄断时代的终结,华为以强者姿态闪亮登场。从1999年3g、2009年4g到2016年5g的标准之争,是中国从通信领域的跟随、到追赶再到引领的过程。过去,中国在通信标准领域几乎没有话语权,2g和3g时代所有的专利技术都被美国的高通和瑞典的爱立信垄断,这直接造成了中国在2g、3g以及4g时代一直处于被动地位。
处于被动地位的劣势显而易见,首先是关键信息系统安全面临巨大挑战,另一方面,经济利益也直接受损。
信息化系统的核心技术由国外巨头控制,使得中国厂商需要支付高额的专利授权费用。以高通为例,其对在中国销售使用的3g手机收取5%的专利费,对不执行cdma或wcdma网络协议的4g设备收取3.5%的专利费。这个比例并不是基于芯片价格,而是整机。就此,中国手机厂商在2015财年为高通贡献了53%的营收,共计252.8亿美元,其中大部分属于专利费用。而工信部统计显示,中国手机行业平均利润率仅为3.2%,可以说支付给高通的专利授权费就拿走了国产手机利润的一大半。
5g长征的一小步
华为主推的polar码虽然得到了国际认可,但polar只是5g标准中很小的一个切面,还有多方面的技术有待标准化,中国公司仍然任重道远。
5g标准制定分为编码和方案两个阶段,而编码又分为三种场景,分别是移动通信、物联网和应急通信,此次polar码对应的embb属于编码阶段的第一种场景——高速、大容量的移动通信业务,在2017年4月前还需要确定另外两种场景的编码,然后再进入方案阶段。
再进一步,编码的入选只是确定了比赛项目,之后的方案选择更为重要,方案相当于具体的比赛规则和详细的产品制造标准,入选了方案以后还要经过国际电联批准,真正的标准才算落地。不过华为在polar码领域占比7成的专利优势明显,具有先发优势,未来采用华为方案的概率较大。
兴业证券指出,此次入选更多的是技术路线之间话语权的争夺,标准端没这么快传到产业应用中。长期来看,形成全球统一的5g标准才能快速推动整个产业链和市场的发展。此次polar码入选只是这个过程当中的较小一部分,5g产业链不会因此而提前受益和爆发,预计2019或2020年5g 才会开始商用。
从技术追随走向自主创新
经过多年的努力,中国通信企业逐渐从技术追随走向自主创新,与国际巨头之间的差距日渐缩小甚至反超。
polar码并非由华为最早提出,而是出自土耳其比尔肯大学教授e.arikan,但看重其技术潜力的华为投入大量资金进行实用化研究,目前polar码所能达到的纠错性能已经超过广泛使用的turbo码和ldpc码。
在研究标准的过程中,推动者华为和高通会申请相关的专利,在技术和产品上也占有先发优势。据了解,华为在polar标准当中的核心专利占比70%,高通也占据ldpc相关的大部分专利。未来一旦商用产品和方案使用到相关专利,华为、高通就可收取相应专利费,位于产业链最顶端的二者,无疑也将攫取最丰厚的利润。
从华为的发展历程来看,其起初主要通过对国外技术的吸收消化,利用工程师人力红利带来的成本优势占据市场。在这个过程中,它也经历了核心技术缺失,饱尝了与思科、高通等公司专利诉讼之后支付高昂专利授权费的苦果。
但尽管如此,华为依然长年保持着巨额的研发投入,研发占营收的比例从之前的10%提升到2015年的14.2%,接近600亿元,远超业界水平,在全球排第九位。而据华为消费者业务ceo余承东透露,在可预见的两三年内,华为的研发投入有望成为世界第一。
长期的高研发投入使得华为逐渐打破了巨头对核心技术的垄断,具备了叫板高通等企业的底气。目前,华为拥有的核心技术,除了众所周知的海思麒麟芯片,还涉及服务器、存储技术、云计算操作系统、大容量数据中心交换机、下一代wifi技术以及4g和5g技术。正式研究主推polar码仅4年,就在控制信道embb场景编码方案上打败了超过50年历史的ldpc码,也证明了其强大的研发能力。
迄今,华为已在中国、德国、瑞典、俄罗斯及印度等多地设立了16个研发中心和36个联合创新中心,员工总数超过17万人,全球累计专利授权50377件。世界知识产权组织2016年3月发布的公告显示,华为以3898件专利连续两年位居企业界榜首,碾压排名第二的高通和中兴,“亚军”高通申请的专利数量仅为2442件。
作为中国科技界的代表,华为的发展历程正是中国科技产业发展的缩影——从最初的技术追随,到国产技术逐步替代,直至技术创新。其他通信企业也在复制华为的发展道路:初期利用成本优势占领市场,随之加强研发投入,从重视行销到研发,再到后来实现自主创新和核心技术的局部突破。
一贯以“营销大师”形象示人的oppo也有不为人知的一面——oppo于2015年已公开申请专利3338件,在国家知识产权公布的2015年企业发明专利申请受理量的排名中名列第四,位于中兴之后。
而华为的老对手中兴通讯也持续加大研发投入,其2016年上半年研发投入占比也首次接近营收15%的历史高位,达到70.59亿元。成立只有6年的小米因专利问题在国际市场受阻,也加大了专利投入,2015年申请专利受理量达3183件,排名第六。
目前,国产手机厂商的自主创新主要体现在手机屏幕、外壳材质和传感器等硬件细节的调整,例如小米发布了曲面屏,配备3d玻璃机身的note2和全面屏的小米mix,oppo推出了闪充技术和图像芯片防抖技术。在核心技术上,小米曾试水自主研发芯片来降低整机成本,不过核心技术的积累不是短时间内可以达成的,小米目前尚未取得显著成效,使用自主处理器的红米2a也只是昙花一现。
不过整体来看,根据世界知识产权组织的报告,虽然美国仍是专利申请量最大的国家,但中国则是增长速度最快的国家,2015年共提交了2.98万件专利,目前专利申请数量仅次于美国和日本,排名全球第三。从中美两国pct专利数量的走势看出,2008年以后我国专利数量呈现加速态势,中国科技产业从吸收应用到创新的效果开始显现(附图)。
从技术领域看,数字通信领域和计算机技术2015年提交的专利申请最多,均超过了1.6万件,分别占总申请数的8%左右,其次是电子、机械和医疗技术领域。专利申请数量排名前三的巨头都是出自数字通信领域,也是因为通信行业专利壁垒严重,没有专利相当于被人扼喉,寸步难行。
中国通信力量抱团崛起
此次,华为的polar码从美国主推的ldpc和法国主推的turbo2.0两大竞争对手中胜出,上升为国际标准,是信道编码标准制定第一次由中国公司推动。这不仅是华为在通信领域强大号召力的表现,也与中国日益崛起的通信军团脱不了干系。华为带领了51家公司同签,位居第二的高通仅获得37家公司支持。
作为产业公司联盟,3gpp对标准方案的选择并非完全基于客观技术指标,而是由通信产业里的公司共同投票决定的,这就意味着每家公司对既得利益的考量比客观参数更重要。谁能拉拢到产业里更多公司参与开发、共同支持,谁的胜算就更大,产业链影响力也就更强。
在关键的投票中,华为在国内的竞争对手中兴给予了很大的支持,中国电信、中国移动、中国联通、大唐电信,以及与华为在手机业务上厮杀激烈的小米、vivo、oppo、联想和酷派等公司也抱团支持华为。当然,这后面不仅有华为自己的公关联络能力,也有国内相关部门的沟通和协调。
在通信设备行业,经过多年的血拼,如今只剩下四大通信设备商:其中两家来自中国——华为和中兴。另外两家分别是曾经的“霸主”爱立信,以及被嘲讽为“失败者联盟”的新诺基亚。2015年,变卖手机业务之后的诺基亚以166亿美元收购阿尔卡特朗讯,专注于运营商业务。可惜,“弱弱联合”并不能增强新诺基亚的竞争力,面对凶猛的中国竞争对手,爱立信和新诺基亚都显得力不从心。
如今,华为已在收入规模上碾压爱立信和新诺基亚,且将差距逐渐拉大。2015年年报显示, 华为以608亿美元的收入位居榜首,甚至高于爱立信(294亿美元)和新诺基亚(291亿美元)的收入之和。中兴则以154亿美元的收入位列第四。2016年上半年,华为和爱立信的差距愈加拉大。同期,华为实现了2455亿元的销售收入,而爱立信的收入仅为1063亿瑞典克朗,约合819亿元,仅是华为的1/3。
在终端设备市场,中国手机公司也以咄咄逼人之势围剿国际巨头。半导体市场调研机构ic insights6月发布的2016年市场报告显示,2016年中国手机厂商出货量全面爆发,全球前12强中占据8强,表现十分抢眼,已经成为全球智能手机市场的中流砥柱。全球12大出货量排名的手机品牌厂依次为:三星、苹果、华为、oppo、小米、vivo 、lg、中兴、联想、tcl、魅族和micromax。(图2)
而三星受手机电池自燃事件的影响,市场份额下滑,更是给中国“虎狼之师”带来了可趁之机。科技市场研究公司strategy analytics日前发布了有关三季度全球手机市场利润分布的研究报告,这一时期全球智能手机市场的总营业利润为94亿美元,位居第一的仍是“老大哥”苹果,占比为91%,实现利润85亿美元,排在苹果之后的三家公司都来自中国,包括华为、vivo和opppo。
华为在三季度全球智能手机利润中占有约 2.4% 的份额,实现营业利润2亿美元,首次成为全球盈利最多的安卓设备制造商。vivo 和 oppo 紧随其后分列三四位,各自夺得 2.2% 的利润市场份额。曾经的安卓市场老大三星同期盈利仅为1000万美元,跌至第九位。
另一个有利于polar码胜出的现实是欧盟厂商的“倒戈”。欧盟近年来貌合神离,这导致法国出口的turbo码在与中美夹击下处于下风。而各通信厂商又不想重蹈3g时代高通一家独大的噩梦——当年其凭借cdma专利收高通税、反专利授权的场景仍历历在目。在turbo码势弱的情况下,部分支持turbo码的欧盟厂商由此转而支持polar码。
这次polar码成为国际标准,意味着以华为牵头的中国通信企业在5g时代关键通信技术领域话语权的增强。对于中国通信企业来说,最直接的好处就是前期的投入转化为技术上的先发优势——支持其技术的背后厂家,通常也在基于该技术做研究和开发。另一方面,未来在专利授权上这些联盟厂商会有优势,包括成本、技术支持等方面,支持华为方案的“中国军团”将有机会获得更优惠或免费的华为专利授权。
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