美国5G掉队简史：领先到紧张

       2020年2月，距离特朗普把华为列入实体清单后9个月。

　　美国总统特朗普在电话上，知道英国首相约翰逊将会准许华为在英国兴建5G基建后，感到十分失望。即便约翰逊多番解释，但特朗普仍然当场气得怒摔电话。本来他们两人在2020年3月还有一次会面，但特朗普却一怒之下把约会取消了。3个月后，有英国媒体报道，英国或可能迫于压力，考虑在2023年前把华为设备从英国的5G网络中逐步淘汰。

　　以上并不是什么小说情节，而是堂而皇之记录在新闻里的消息，也反映出美国面对中国的5G优势是多么的紧张，欧洲政府又是如何地有心无力。

　　美国曾是现代通讯产业的发源地，为什么到了5G时代，却变得如此被动？

　　如果用一句话来解释的话，可以说：今天的美国，缺乏网络基础设备(Network Infrastructure)产业。

　　而个中原因，说来话长，必须从美国的移动产业发展史开始说起。

从第一台真正的手机说起

　　1973年4月3日，当时还是一家小公司的摩托罗拉(Motorola)，一个名叫Martin Cooper的工程师，手持一个长方型盒子，向当时美国通信产业超级巨人AT&T公司的主管Joel Engel，发送一个电话信息：

　　Joel，我是Martin。我用了一个手机打电话给你，一个真正的手提移动电话。

　　这台机器是全球的第一台真正的手机，这也是全球第一次“真正的手机通话”——当时欧美国家虽然有移动电话，但全像台式电脑一样笨重（下图左）。10年后，这台名叫DynaTAC的手机（下图右）正式上市，这也是第一代的移动通讯系统——1G制式的正式登场。

　　左边的是诺基亚前身Mobira在1984年推出的“移动电话”Senator，重达22磅，而右边的是摩托罗拉在1983年推出全球第一球“手机”DynaTAC，重量仅2磅，可以想像一下当年摩托罗拉有多风光。图片来源：Gadget Hacks

　　在这时候，欧洲有一家叫做诺基亚(Nokia)的小公司。他们最初以伐木和造纸为主，与电信没半点关系。但后来他们的业务愈来愈大，并全面参与移动电话业务。但诺基亚最初推出的产品仍然十分笨重，难与摩托罗拉的DynaTAC相提并论，所以发展也不算顺利。1987年，诺基亚推出了第一台1G手机：就是苏联领导人戈尔巴乔夫也在用的Cityman900（下图）。

苏联领导人戈尔巴乔夫使用诺基亚Cityman900通话。图片来源：The Guardian

　　这部手机并不算什么破天之作，真正影响深远的是，同在1987年，欧洲移动通信产业迎来变天格局——GSM正式成为欧洲电信业的新标准，全球电信开始了所谓的2G时代。

　　为什么GSM成为标准，移动通信世界变天了？所谓的1G、2G、3G、4G和5G制式又是什么？我们要先简单讲解一下手机的基本原理：

　　你准备在北京的家中，想和你出差到深圳的女朋友，说上一晚的情话。当你在拨打电话时或是在发微信时，你的绵绵情话就会变成无线电波，发射给你家北京朝阳区附近的中国移动无线电波基站，再传到机房后经多重处理，再送到女朋友的运营商网络，这时深圳女朋友附近的运营商基站，就会向她的手机发射无射电波，让她接收到你的情话。

　　是的，你的信息能够被传递，关键在于运营商早就在全国建立了海量的基站和机房，在里面的各种网络基础设备。也由于如此，你的手机的基带芯片、在基站背后的网络基础设备，必须使用同一种“语言“，才能互相沟通、正常使用运营商的移动网络，而这个“共同语言”，就是所谓的通信制式。

　　因此，移动通信产业刚刚发展之时，我们都会在运营商买电话，确保这些电话能在运营商网络上正常运作。但最初1G时代的移动通信产业发展并不顺利，原因也就由于制式的问题。

　　虽然摩托罗拉DynaTAC是一台很新式的移动电话，但背后使用的1G移动通信制式，仍然是是古老的模拟信号：它只能进行语音通话，无法传达复杂信息，而且欠缺安全性，极容易被截听，也容易受干扰。但最重要的是，1G移动通信技术繁多。

　　30年前的1G全球移动通信产业里，有着NMT、AMPS、Hicap、Mobitex、DataTAC、TACS、ETACS、JTACS、C-450、C-Netz、RTMI、NMT、TMA、Radiocom2000.....数十种连行业专家都不一定全部能记下来的老旧制式，为移动通信产业发展，制造了巨大难题。

　　请再想想：一家运营商要让信号能复杂全面、而且要保证信号质量稳定，他们必须花大量金钱购买大量的网络基础设备，动用大量人力，在任何一个有人的位置搭建基站。但网络基础设备一来不便宜，二来这些设备又大又重，要架设单一制式已不容易，要架设多个制式？更不用想。对于手机公司而言，想支持不同制式、在更多运营商之间铺货，也需要更复杂的硬件设计，成本自然更高了。

　　因此，在DynaTAC推出后不久，即1983年，欧洲各国决定要统一下一代移动电话标准，并提供更多样的功能。这个计划最后的产物，就是第二代移动网络技术(2G)制式，它的名字叫做：GSM。统一的标准使欧洲手机产业的的成本大幅下降，手机售价和话费也随之快速下降，手机快速普及化。

　　此外，GSM制式技术采用了最新式的数字信号，不但有更好的抗干扰能力，而且由于信号经数字化处理，不但所有通话均能被加密，而且也能传送略为复杂的数据，例如语音留言(Voicemail)和文字短信息SMS，未来我们能通过智能手机上网，也有赖于当年手机开始进入数字化年代。

　　诺基亚很快就跟上GSM的高速列车，直奔2G时代。

　　根据诺基亚的官方资料，他们在1989年就开始向芬兰的运营商提供GSM网络设备；1991年，芬兰总理Harri Holker用诺基亚的设备，打出全球第一通GSM的电话；1992年，诺基亚推出了第一台GSM手机，诺基亚1011（上图）。

迷失在1G时代的摩托罗拉

　　美国的情况却完全不同。美国政府在1983年通过反垄断法，把当时最大的电信公司AT&T肢解，再于1996年推动电信法，开放了电信市场。因此，当时繁荣的美国电信业市场把技术领先的摩托罗拉推举出来，令它成为全球首屈一指的电信公司。

　　摩托罗拉除了会造好的手机，也是全球最重要的网络基础设备生产商之一，曾被誉为“基站之王“。但从1995年开始，诺基亚借着2G手机声势快速扩张，很快就抢占了全球大部分的市场。根据彭博报道，在1993~1995年间，摩托罗拉收入增长达27%，但在1995~1997年，收入增长放缓至5%，而且利润更下跌了33%。

　　当时摩托罗拉员工都在抱怨：“六七年前，摩托罗拉是世界上最受尊敬的公司之一，但现在我们却会谈论诺基亚和爱立信如何吃掉摩托罗拉的午餐。

摩托罗拉StarTAC是模拟信号手机中经典之作，也是1G手机的最后一阕挽歌。图片来源：人民网

　　没料到当时的摩托罗拉对诺基亚的回应，竟然是在1996年推出了经典之作StarTAC。StarTAC是史上第一台拆叠手机，其小巧的体积也值得摩托罗拉骄傲。但是，StarTAC居然是一台1G模拟信号手机（注：StarTAC后来有推出2G版本），让不少人感到十分诧异。当时摩托罗拉手机部门主管Robert Weisshappel被运营商问及为什么不推2G数字手机时，他坚持说：

　　消费者需要的是一部更好的模拟手机，而不是一部又大又重、技术不成熟的2G数字手机。

　　为什么摩托罗拉对1G的模拟网络如此留恋？原因是美国的电信市场繁华又开放，导致大量小型的运营商涌现。他们资金不丰裕，更倾向使用现有的旧技术，倾向铺设好的模拟信号网络。这也使当时美国的电信公司无意铺设新式的2G网络，更无意统一通信制式。

　　不同年代的移动通信制式，注意CDMA和TDMA为俗称，该制式的正式名称为cdmaOne及D-AMPS

　　由于美国没有统一制式，大幅增加了摩托罗拉开发2G制式技术的难度（上图）。事实上，摩托罗拉很早就开发自家的2G技术(TDMA)，但由于与TDMA运营商关系不佳，他们居然在1990年放弃研发多年的技术，改为开发已占美国50%市场的2G制式——CDMA。

　　请记住CDMA这个2G制式，我们会在后面不断见到这个犹如诅咒般的存在。

　　无疑，CDMA是个十分优秀的通信技术，但也是一个先进而复杂的技术，使摩托罗拉开发进度十分缓慢，就连摩托罗拉高层也承认低估了其工作量。但他们在艰难地开发CDMA技术的同时，居然野心勃勃地开发多种更超前、但成本更高的“手机网络替代方案”：包括基于对讲机技术的 iDEN，以及连30年后的马斯克(Elon Musk)也未成功实现的卫星通信计划——铱星计划(Iridium Phone)。

　　铱星计划在1999年宣告失败时，花了摩托罗拉50亿美元（ 2020物价约100亿美元），但仅换来5.5万个用户， 2004年接任摩托罗拉首席执行官的 EdZander也忍不住吐槽说：他对未来电信科技，根本毫无头绪。但更麻烦的是，摩托罗拉在制式上的犹豫不决，最终也拖垮了摩托罗拉的网络基础设备业务。

　　早有媒体分析指出，摩托罗拉一开始放弃GSM，使GSM网络设备技术上远远落后于诺基亚的竞品，结果完全丢失全球的2G设备市场。即使在占了美国本土市场50%的CDMA市场上，摩托罗拉的系统更以宕机而恶名昭彰，逼使运营商最终转投竞争对手。结果在1999~2000年互联网泡沫爆破后，摩托罗拉在网络基础设备的市场占有率已所剩无几，后来只专注于手机设备的生产和研发。

迷失在2G技术的朗讯

　　摩托罗拉虽然不行，但当时其网络基础设备业务在美国的份额，很大程度上被同为美国公司的朗讯所接收。

　　1996年的美国电信法，当时使全美国最大的电信公司AT&T，不得不把旗下规模巨大的网络基础设备生产部门分拆，成为了朗讯 (Lucent Technologies)。朗讯刚分拆出来，就遇上了美国电信业发展的黄金年代，使他们旋即成为一头会生金蛋的鹅。

　　朗讯继承了本来在AT&T旗下、分布全美国的小运营商(Baby Bell)的一大堆设备订单，不但市场份额远超摩托罗拉，而且也继承了技术力极度强横、曾发明电话和半导体的贝尔实验室(Bell Lab)。因此，朗讯可以说是当时最知名的网络基础设备公司，他们在1996年4月进行的首次公开募股，是当时美国史上规模最大的一次IPO。

　　然而，曾经是全球最大网络基础设备公司的朗讯，在10年后的2006年，却只能贱价委身法国的阿尔卡特。自此之后，美国失去足够的网络基础设备势力，只能依赖欧洲抗衡中国的5G势力。

　　为什么美国网络基础设备中的明星，最后沦落至如此田地？朗讯死因一定程度上与摩托罗拉相似，也是被各种网络制式拖死，无法适应急剧的通信技术转变。但不同的是，朗讯除了拥有移动网络基础设备业务，还拥有庞大的固网电话和宽带业务，而这三大范畴也要面对急速的数字化转型。

　　《麻省理工科技评论》一篇文章指出，朗讯继承了AT&T老旧的模拟固定电话网络，短时间根本无法引入新式数字固定宽带网络。为了能赶上数字化需求，他们进行了大量高价的收购——包括用240亿美元收购了技术解决方案供应商Ascend。

　　240亿美元的收购价，到了今天仍是史上最高金额收购的记录，但也是被载入史册的著名失败案例。

朗讯的研发经费与已申请的专利数。数据整理自The Riseand Demise of Lucent Technologies

　　这些收购没有带来太多的效果，反而在2000年互联网泡沫爆发后，连续两年录得超过100亿美元的巨额亏损。这导致朗讯融资出现困难，再加上先前与客户的各种债务纠纷，使他们出现严重的财务问题。朗讯除了陆续把手上能赚钱的部门卖掉，还裁了8500个经理和工程师，研发资源也愈来愈紧张（上图），很快他们就发现自己在固带光纤网络，已经失去竞争能力。

2003年起各个不同制式的全球市场份额，左轴是占有率，右轴是用户数量。图片来源：维基百科

　　互联网泡沫爆发过后，全球移动业务市场快速发展，朗讯开始专注于以CDMA为主的美国2G制式的网络设备，并放弃大部分的GSM投资，他们的高管在海外多次提出，GSM的发展已到尽头，CDMA还有很大发展空间。但GSM在全球范围内的强势（上图），也严重限制了朗讯发展。

　　2003年，朗讯的重要客户Cingular（即今天的AT&T）宣布改用GSM为核心，布署全新的3G网络：W-CDMA。朗讯为了留住这个重要客户，不得不赶紧开发GSM相关技术，但他们已经没有足够的资源。2005年，朗讯承认当前移动收入均来自CDMA技术，无法在全球范围内争取更多的增长空间。2006年，朗讯与法国阿尔卡特合并，美国网络基础设备的最后一个桥头堡，正式失陷。

　　在有的文章看来，为什么美国会在5G大战中失利的分析，在此似乎就可以划上句号，但实情并非如此。

迷失在3G专利里的高通

　　我们刚才提到摩托罗拉和朗讯没落的历史里，不断出现诅咒一般的名词：CDMA——这个被他们寄予厚望，可以抗衡欧洲GSM技术的美国2G通信制式，却成为拖垮美国网络基础设备产业的另一个重要原因。

　　1985年，7个美国通信工程师，以“Quality Communications”为目标，成立高通(Qualcomm)公司。他们研发出的cdmaOne（后面全部简称CDMA），其网络容量是TDMA的3倍、GSM的两倍以上。但即使CDMA质量如此优秀，根据维基百科的资料，高通在推广相关技术时不太顺利。在1990年开始甚至要集资续命，并在1998年裁员700人。

鼎鼎大名、但又恶名昭彰的高通专利墙。图片来源：TelecomTV

　　个中原因，又是因为美国缺乏统一移动通信制式，使高通难以推广CDMA。以摩托罗拉为例，他们最初就有自家TDMA的2G制式，根本看不起高通。他们的高层甚至认为，到底选择哪一个技术，对自己来说差别不大。

　　因此，高通当时就只能自己把CDMA相关专利都申请下来，直到他们几乎垄断了CDMA所有相关技术。在1993年后，随着CMDA的份额不断扩张，摩托罗拉才注意到CDMA的价值。但他们已无法绕过高通的专利，只能向高通买芯片，但高通芯片高昂的报价，让他们望而却步，最终只能回去继续研发，也拖垮了摩托罗拉。

　　摩托罗拉对高通来说是竞争对手，在商言商，高通并没有错。但高通垄断了绝大部分相关专利，直接使CDMA无法普及。CDMA制式即使在大本营美国，也被GSM瓜分了一半的市场（2006年数据）。在全球市场上，高通曾力争快速冒起的中国市场，但据消息指出，由于相关专利过于集中在高通，其高专利费政策带来更高的成本，也使CDMA制式市场在中国的市占率远远低于GSM。

　　CDMA一直无法普及，间接使押注在CDMA上的两大美国网络基础设备生产商，也受到牵连而一蹶不振。

　　美国主导的CDMA，本来还有一机会能在全球普及。最初全球制定3G制式时，为达到带宽需要，欧洲电信业不得不使用更先进的CDMA技术。虽然他们改用涉及最低程度高通专利的的WCDMA技术（高通声称拥有 38%的相关专利），但高通拒绝授权，使谈判陷入僵局。

　　最后高通让步，3G划分为欧洲主导的WCDMA、高通主导的CDMA2000、以及在中国使用的TD-SCDMA，这三个不同的制式，也无法摆脱高通CDMA技术的操控。

　　也由于如此，高通在3G时代始终通过徵收高昂专利费，持续惹来巨大争议。多年来，高通一直被视为一家“没有人喜爱的公司”，本来十分强大的CDMA技术，也成为电信产业的眼中钉。结果在2005年，业界在商讨4G制式时，整个产业联合排斥高通原来基于CDMA的4G方案(UMB)，建构了今天4G时代采用的LTE制式，并把大部分CDMA相关的专利，踢出未来的4G标准之外。

　　所以，高通虽然仍可以被誉为西方世界最强大的通信技术公司，但当他们失去了CDMA这个护城河，高通已经无法单凭一己之力，就能操控移动通信制式的方向，也不能在未来的5G制式上压制新兴的中国势力。

迷失在金钱里的电信产业

　　针对美国当下为什么在5G上落后，坊间不少分析不仅忽略了高通的存在，而且还忽略了一点：高通为何不发展网络基础设备业务。

　　高通最初是有手机和网络基础设备事业的，但高通在1999年就把手机业务卖给了京瓷、再把网络基础设备业务卖给了爱立信，然后专心赚取专利费和手机芯片业务。为什么高通宁愿选择背上“专利蟑螂”的恶名，也要选择通过专利费赚钱？为什么就不能像诺基亚或摩托罗拉一样，卖手机和卖网络基础设备？

　　要知道美国的科技产业本来就十分强大，即使摩托罗拉或朗讯倒下了，要重新建立、甚至重新弯道超车，绝非不可能。但美国网络基础设备衰弱的真正原因，其实就是高通或摩托罗拉原有企业纷纷放弃制造业务、专攻技术，Google或苹果等新兴巨头也从来不考虑接手。

　　高科技制造业向来都是辛苦钱，企业除了要研发技术之外，还要冒着巨大风险投入大量生产成本，更要设置厂房、招聘大量工程师和熟手劳工，极度消耗企业资源之余，回报率又不算高。何况近年欧美高科技制造业大量外流，也造成人才严重流失。早前虎嗅就提过，苹果不愿把供应链回流美国，就是因为找不到足够的工程师，他们也曾因为工程师不足，不得不再三回聘已经离职的老员工 。

诺基亚的手机业务与网络基础设备业务对比，数据整埋自诺基亚

　　而企业要赚网络基础设备的钱，就更为困难。以全盛时期的诺基亚为例，在2004年，手机部门营收最多是网络基础设备的3倍，运营利润是网络基设备的4倍。原因是什么？网络基础设备业务除了要生产硬件，还要持续提供大量相关服务，比起生产手机或是电子元件，更为吃力不讨好。

　　有业界人士指出，以现场支持服务(Onsite Tech Support)为例，工程师数量不足的欧美地区，爱立信(Ericsson)必须提早几个工作日预约，最后才能派上 1 至 2 个工程师协助，还不一定能立即完成，此时运营商已经接到大量投诉，损失了好几千万的营业额以及商誉。但拥有大量工程师的中国公司，运营商只需要提前一天预约，隔天便可以看到超过 5 个工程师团队来解决问题。

图片来源：好奇心日报

　　移动通信产业本来就是一条很巨大的食物链，成份相当复杂，自智能手机出现后，整个移动产业链更出现大洗牌。从上图可见，下游互联网（Google）和手机终端产业（苹果）都在轻松吃肉，而上游的运营商（中国移动）和网络基础设备产业（诺基亚）只能辛苦地啃骨头。

　　以诺基亚为例，他们在手机助力下，在2010年曾登上全球财富500(Fortune 500G lobal)的85位，但后来只剩下网络基础设备事业后，掉到466位的边缘位置。可是苹果在智能手机业务的推动下，从榜外一直急升至现在的11位。而高通尽管也无法进入全球财富500强，但他在1999年剥离网络基础设备产业，专注CDMA专利后，也从全美财富440名，一直爬升至2016年最高的110名。

　　因此在今年2月，曾有消息称美国政府希望企业能收购爱立信或诺基亚，来抗衡中国5G势力，但思科(Cisco)首席执行官Chuck Robbins却直接拒绝了，他回应说：网络基础设备这种低利润的业务，并不适合思科的商业模式。

　　为什么移动通信巨头高通，宁愿选择收高通税而放弃网络基础设备业务？为什么对垂直行业拥有强大控制欲的苹果，从来不考虑开拓网络基础设备？为什么思科又不打算接下诺基亚的网络基础设备业务？就是因为大家都只想吃肉，不想啃骨头。这些下游企业纷纷在中下游掌控手机产业，根本没有人在乎赚不到大钱的网络基础设备业务。

迷失在5G里的美国

　　说到这里，好像美国与美国公司全在战略形势上判断错了。

　　其实没错，上面说了那么多，但任何公司都想在21世纪称霸移动通信产业，造手机系统的要看Google脸色，造手机的乞求高通拿芯片，美国哪里像是在移动通信大战中失利？要知道本来就没太多欧美公司想参与网络基础设备业务。中国公司反过来人弃我取，近年在网络基础设备发力，并在4G产业里占据重要地位。

　　但是，为什么美国要等到近年才大费周章，用尽一切办法来阻止中国在全球5G的网络基础设备上扩张势力？

　　问题是5G的愿景，与以往完全不同。由1G时代开始，整个移动通信面向的场景是手机以及相关的移动设备为主，影响范围多属消费电子终端，而这正是美国技术一直领先的范畴，其他国家无法脱离美国技术的掌控。但5G网络却会通过物联网方式，覆盖我们任何一方面，智慧城市(Smart Cities)需要5G来连系，而全新的工业化4.0概念，也需要通过5G来实现。

5G的应用场景。图片来源：Jupiter

　　简言之，5G不再单单是移动通信网络，而是整个国家和城市的命脉所在（上图），而且这个命脉也不再由美国技术牢牢控制住的手机和移动终端所掌控，现在以美国高科技制造业环境而言，美国业界也无法赶上。正由于如此，特朗普听到约翰逊的回覆，才无法自已，怒摔电话。

　　然而，这并不代表中国在这次移动通信大战中胜出，情况恰好相反，游戏才刚刚开始。中国在5G的战场上仅仅是领先，完全无法与20年前欧美国家垄断通信产业的情况相比。

　　首先，美国正在极力施压，让其他国家不要让中国参与5G建设。而且，澳大利亚、新西兰以及日本等国，仍然禁止中国供应商参与该国的5G网络建设，部分国家即使容许中国参与，也仅仅让中国参与部分非核心的项目。

　　其次，中国不但还未能成功垄断5G产业，也根本不应该尝试垄断5G产业。由于5G将会控制国家命脉，中国不想被别人控制命脉，也不应该尝试控制他国的命脉，因为中国需要的是伙伴，而不是通过控制别国，制造不必要的敌人。况且5G市场太过巨大，中国单靠一国之力，根本不可能把大饼画出来，也不可能把大饼通通吃掉，只有互相合作，才能一起发展、一起分享成果。

　　在引领5G发展的路上，中国公司与产业战略制订者，不要忘了吸取先前美国的相关教训。

　　最后，附上一张虎嗅制作的图表，供大家一览过去将近40年，全球通讯产业如何从1G走到现在。