兵家必爭,美國是如何在5G開始落後的?

作者:OdinAsgard   |   2020 / 08 / 16

文章來源:虎嗅網   |   圖片來源:虎嗅網


2020 年 2 月,距離川普把華為列入實體清單後 9 個月。

美國總統川普在電話上,知道英國首相約翰遜將會准許華為在英國興建 5G 基建後,感到十分失望。即便約翰遜多番解釋,但川普仍然當場氣得怒摔電話。本來他們兩人在 2020 年 3 月還有一次會面,但川普卻一怒之下把約會取消了。3 個月後,有英國媒體報道,英國或可能迫於壓力,考慮在 2023 年前把華為設備從英國的5G網路中逐步淘汰。以上並不是什麼小說情節,而是堂而皇之記錄在新聞裡的消息,也反映出美國面對中國的 5G 優勢是多麼的緊張,歐洲政府又是如何地有心無力。

美國曾是現代通訊產業的發源地,為什麼到了 5G 時代,卻變得如此被動?

如果用一句話來解釋的話,可以說:今天的美國,缺乏網路基礎設備 (Network Infrastructure) 產業。

而個中原因,說來話長,必須從美國的移動產業發展史開始說起。

從第一台真正的手機說起

1973 年 4 月 3 日,當時還是一家小公司的摩托羅拉 (Motorola),一個名叫 Martin Cooper 的工程師,手持一個長方型盒子,向當時美國通訊產業超級巨人 AT&T 公司的主管 Joel Engel,發送一個電話訊息:

Joel,我是 Martin。我用了一個手機打電話給你,一個真正的手提移動電話。

這台機器是全球的第一台真正的手機,這也是全球第一次「真正的手機通話」——當時歐美國家雖然有移動電話,但全像台式電腦一樣笨重(下圖左)。10 年後,這台名叫 DynaTAC 的手機(下圖右)正式上市,這也是第一代的移動通訊系統——1G 制式的正式登場。

左邊的是諾基亞前身 Mobira 在 1984 年推出的「移動電話」 Senator,重達 22 磅,而右邊的是摩托羅拉在1983 年推出全球第一球「手機」 DynaTAC,重量僅 2 磅,可以想像一下當年摩托羅拉有多風光。圖片來源:Gadget Hacks

在這時候,歐洲有一家叫做諾基亞 (Nokia) 的小公司。他們最初以伐木和造紙為主,與電信沒半點關係。但後來他們的業務愈來愈大,並全面參與移動電話業務。但諾基亞最初推出的產品仍然十分笨重,難與摩托羅拉的 DynaTAC 相提並論,所以發展也不算順利。1987年,諾基亞推出了第一台 1G 手機:就是蘇聯領導人戈爾巴喬夫也在用的 Cityman 900(下圖)。

蘇聯領導人戈爾巴喬夫使用諾基亞 Cityman 900 通話。圖片來源:The Guardian

這部手機並不算什麼破天之作,真正影響深遠的是,同在1987年,歐洲移動通訊產業迎來變天格局——GSM 正式成為歐洲電信業的新標準,全球電信開始了所謂的 2G 時代。

為什麼 GSM 成為標準,移動通訊世界變天了?所謂的 1G、2G、3G、4G 和 5G 制式又是什麼?我們要先簡單講解一下手機的基本原理:

你準備在北京的家中,想和你出差到深圳的女朋友,說上一晚的情話。當你在撥打電話時或是在發微信時,你的綿綿情話就會變成無線電波,發射給你家北京朝陽區附近的中國移動無線電波基地台,再傳到機房後經多重處理,再送到女朋友的運營商網路,這時深圳女朋友附近的運營商基地台,就會向她的手機發射無射電波,讓她接收到你的情話。

是的,你的訊息能夠被傳遞,關鍵在於運營商早就在全國建立了海量的基地台和機房,在裡面的各種網路基礎設備。也由於如此,你的手機的基頻晶片、在基地台背後的網路基礎設備,必須使用同一種「語言」,才能互相溝通、正常使用運營商的移動網路,而這個「共同語言」,就是所謂的通訊制式。

因此,移動通訊產業剛剛發展之時,我們都會在運營商買電話,確保這些電話能在運營商網路上正常運作。但最初 1G 時代的移動通訊產業發展並不順利,原因也就由於制式的問題。

雖然摩托羅拉 DynaTAC 是一台很新式的移動電話,但背後使用的 1G 移動通訊制式,仍然是是古老的模擬訊號:它只能進行語音通話,無法傳達複雜訊息,而且欠缺安全性,極容易被截聽,也容易受干擾。但最重要的是,1G 移動通訊技術繁多。

30 年前的 1G 全球移動通訊產業裡,有著 NMT、AMPS、Hicap、Mobitex、DataTAC、TACS、ETACS、JTACS、C-450、C-Netz、RTMI、NMT、TMA、Radiocom 2000…..數十種連行業專家都不一定全部能記下來的老舊制式,為移動通訊產業發展,製造了巨大難題。

請再想想:一家運營商要讓訊號能複雜全面、而且要保證訊號質量穩定,他們必須花大量金錢購買大量的網路基礎設備,動用大量人力,在任何一個有人的位置搭建基地台。但網路基礎設備一來不便宜,二來這些設備又大又重,要架設單一制式已不容易,要架設多個制式?更不用想。對於手機公司而言,想支持不同制式、在更多運營商之間鋪貨,也需要更複雜的硬體設計,成本自然更高了。

因此,在 DynaTAC 推出後不久,即 1983 年,歐洲各國決定要統一下一代移動電話標準,並提供更多樣的功能。這個計劃最後的產物,就是第二代移動網路技術 (2G) 制式,它的名字叫做:GSM。統一的標準使歐洲手機產業的的成本大幅下降,手機售價和通話費也隨之快速下降,手機快速普及化。

此外,GSM 制式技術採用了最新式的數位訊號,不但有更好的抗干擾能力,而且由於訊號經數位化處理,不但所有通話均能被加密,而且也能傳送略為複雜的數據,例如語音留言 (Voicemail) 和文字短訊息 SMS,未來我們能通過智慧手機上網,也有賴於當年手機開始進入數位化年代。

諾基亞 1011。圖片來源:Nokia Collection

諾基亞很快就跟上 GSM 的高速列車,直奔 2G 時代。

根據諾基亞的官方資料,他們在 1989 年就開始向芬蘭的運營商提供 GSM 網路設備;1991 年,芬蘭總理 Harri Holker 用諾基亞的設備,打出全球第一通 GSM 的電話;1992 年,諾基亞推出了第一台 GSM 手機,諾基亞 1011(上圖)。

迷失在 1G 時代的摩托羅拉

美國的情況卻完全不同。美國政府在 1983 年通過反壟斷法,把當時最大的電信公司 AT&T 肢解,再於 1996 年推動電信法,開放了電信市場。因此,當時繁榮的美國電信業市場把技術領先的摩托羅拉推舉出來,令它成為全球首屈一指的電信公司。

摩托羅拉除了會造好的手機,也是全球最重要的網路基礎設備生產商之一,曾被譽為「基地台之王」。但從1995 年開始,諾基亞借著 2G 手機聲勢快速擴張,很快就搶佔了全球大部分的市場。根據彭博報道,在 1993~1995 年間,摩托羅拉收入增長達 27%,但在 1995~1997 年,收入增長放緩至 5%,而且利潤更下跌了 33%。

當時摩托羅拉員工都在抱怨:「六七年前,摩托羅拉是世界上最受尊敬的公司之一,但現在我們卻會談論諾基亞和愛立信如何吃掉摩托羅拉的午餐。」

沒料到當時的摩托羅拉對諾基亞的回應,竟然是在 1996 年推出了經典之作 StarTAC。StarTAC 是史上第一台拆疊手機,其小巧的體積也值得摩托羅拉驕傲。但是,StarTAC 居然是一台 1G 模擬訊號手機(注:StarTAC 後來有推出 2G 版本),讓不少人感到十分詫異。當時摩托羅拉手機部門主管 Robert Weisshappel 被運營商問及為什麼不推 2G 數位手機時,他堅持說:消費者需要的是一部更好的模擬手機,而不是一部又大又重、技術不成熟的 2G 數位手機。

為什麼摩托羅拉對 1G 的模擬網路如此留戀?原因是美國的電信市場繁華又開放,導致大量小型的運營商湧現。他們資金不豐裕,更傾向使用現有的舊技術,傾向鋪設好的模擬訊號網路。這也使當時美國的電信公司無意鋪設新式的 2G 網路,更無意統一通訊制式。

不同年代的移動通訊制式,注意 CDMA 和 TDMA 為俗稱,該制式的正式名稱為 cdmaOne 及 D-AMPS

由於美國沒有統一制式,大幅增加了摩托羅拉開發 2G 制式技術的難度(上圖)。事實上,摩托羅拉很早就開發自家的 2G 技術 (TDMA) ,但由於與 TDMA 運營商關係不佳,他們居然在 1990 年放棄研發多年的技術,改為開發已佔美國 50% 市場的 2G 制式—— CDMA。

請記住 CDMA 這個 2G 制式,我們會在後面不斷見到這個猶如詛咒般的存在。

無疑,CDMA 是個十分優秀的通訊技術,但也是一個先進而複雜的技術,使摩托羅拉開發進度十分緩慢,就連摩托羅拉高層也承認低估了其工作量。但他們在艱難地開發 CDMA 技術的同時,居然野心勃勃地開發多種更超前、但成本更高的「手機網路替代方案」:包括基於對講機技術的 iDEN,以及連 30 年後的馬斯克 (Elon Musk) 也未成功實現的衛星通訊計劃——銥星計劃 (Iridium Phone)。

銥星計劃在1999 年宣告失敗時,花了摩托羅拉 50 億美元( 2020 年物價約 100 億美元),但僅換來 5.5 萬個用戶, 2004 年接任摩托羅拉首席執行官的 Ed Zander 也忍不住吐槽說:他對未來電信科技,根本毫無頭緒。但更麻煩的是,摩托羅拉在制式上的猶豫不決,最終也拖垮了摩托羅拉的網路基礎設備業務。

早有媒體分析指出,摩托羅拉一開始放棄 GSM,使 GSM 網路設備技術上遠遠落後於諾基亞的競品,結果完全丟失全球的 2G 設備市場。即使在佔了美國本土市場 50% 的 CDMA 市場上,摩托羅拉的系統更以宕機而惡名昭彰,逼使運營商最終轉投競爭對手。結果在 1999~2000 年網際網路泡沫爆破後,摩托羅拉在網路基礎設備的市場佔有率已所剩無幾,後來只專注於手機設備的生產和研發。

迷失在 2G 技術的朗訊

摩托羅拉雖然不行,但當時其網路基礎設備業務在美國的份額,很大程度上被同為美國公司的朗訊所接收。

1996 年的美國電信法,當時使全美國最大的電信公司 AT&T,不得不把旗下規模巨大的網路基礎設備生產部門分拆,成為了朗訊 (Lucent Technologies) 。朗訊剛分拆出來,就遇上了美國電信業發展的黃金年代,使他們旋即成為一頭會生金蛋的鵝。

朗訊繼承了本來在 AT&T 旗下、分布全美國的小運營商 (Baby Bell) 的一大堆設備訂單,不但市場份額遠超摩托羅拉,而且也繼承了技術力極度強橫、曾發明電話和半導體的貝爾實驗室 (Bell Lab)。因此,朗訊可以說是當時最知名的網路基礎設備公司,他們在 1996 年 4 月進行的首次公開募股,是當時美國史上規模最大的一次 IPO。

然而,曾經是全球最大網路基礎設備公司的朗訊,在 10 年後的 2006 年,卻只能賤價委身法國的阿爾卡特。自此之後,美國失去足夠的網路基礎設備勢力,只能依賴歐洲抗衡中國的 5G 勢力。

為什麼美國網路基礎設備中的明星,最後淪落至如此田地?朗訊死因一定程度上與摩托羅拉相似,也是被各種網路制式拖死,無法適應急劇的通訊技術轉變。但不同的是,朗訊除了擁有移動網路基礎設備業務,還擁有龐大的固網電話和寬頻業務,而這三大範疇也要面對急速的數位化轉型。

《麻省理工科技評論》一篇文章指出,朗訊繼承了 AT&T 老舊的模擬固定電話網路,短時間根本無法引入新式數字固定寬頻網路。為了能趕上數位化需求,他們進行了大量高價的收購——包括用 240 億美元收購了技術解決方案供應商 Ascend。

240 億美元的收購價,到了今天仍是史上最高金額收購的記錄,但也是被載入史冊的著名失敗案例。

這些收購沒有帶來太多的效果,反而在 2000 年網際網路泡沫爆發後,連續兩年錄得超過 100 億美元的巨額虧損。這導致朗訊融資出現困難,再加上先前與客戶的各種債務糾紛,使他們出現嚴重的財務問題。朗訊除了陸續把手上能賺錢的部門賣掉,還裁了 8500 個經理和工程師,研發資源也愈來愈緊張(上圖),很快他們就發現自己在固態光纖網路,已經失去競爭能力。

2003 年起各個不同制式的全球市場份額,左軸是佔有率,右軸是用戶數量。圖片來源:維基百科

網際網路泡沫爆發過後,全球移動業務市場快速發展,朗訊開始專注於以 CDMA 為主的美國 2G 制式的網路設備,並放棄大部分的 GSM 投資,他們的高管在海外多次提出,GSM 的發展已到盡頭,CDMA 還有很大發展空間。但 GSM 在全球範圍內的強勢(上圖),也嚴重限制了朗訊發展。

2003 年,朗訊的重要客戶 Cingular(即今天的 AT&T)宣佈改用 GSM 為核心,布署全新的 3G 網路:W-CDMA。朗訊為了留住這個重要客戶,不得不趕緊開發 GSM 相關技術,但他們已經沒有足夠的資源。 2005 年,朗訊承認當前移動收入均來自 CDMA 技術,無法在全球範圍內爭取更多的增長空間。2006 年,朗訊與法國阿爾卡特合併,美國網路基礎設備的最後一個橋頭堡,正式失陷。

在有的文章看來,為什麼美國會在 5G 大戰中失利的分析,在此似乎就可以畫上句號,但實情並非如此。

迷失在 3G 專利裡的高通

我們剛才提到摩托羅拉和朗訊沒落的歷史裡,不斷出現詛咒一般的名詞:CDMA——這個被他們寄予厚望,可以抗衡歐洲 GSM 技術的美國 2G 通訊制式,卻成為拖垮美國網路基礎設備產業的另一個重要原因。

1985 年,7 個美國通訊工程師,以「Quality Communications」為目標,成立高通 (Qualcomm) 公司。他們研發出的cdmaOne(後面全部簡稱 CDMA),其網路容量是 TDMA 的 3 倍、GSM 的兩倍以上。但即使 CDMA 質量如此優秀,根據維基百科的資料,高通在推廣相關技術時不太順利。在 1990 年開始甚至要集資續命,並在 1998 年裁員 700 人。

鼎鼎大名、但又惡名昭彰的高通專利牆。圖片來源:Telecom TV

個中原因,又是因為美國缺乏統一移動通訊制式,使高通難以推廣 CDMA。以摩托羅拉為例,他們最初就有自家 TDMA 的 2G 制式,根本看不起高通。他們的高層甚至認為,到底選擇哪一個技術,對自己來說差別不大。

因此,高通當時就只能自己把 CDMA 相關專利都申請下來,直到他們幾乎壟斷了 CDMA 所有相關技術。在 1993 年後,隨著CMDA的份額不斷擴張,摩托羅拉才注意到 CDMA 的價值。但他們已無法繞過高通的專利,只能向高通買晶片,但高通晶片高昂的報價,讓他們望而卻步,最終只能回去繼續研發,也拖垮了摩托羅拉。

摩托羅拉對高通來說是競爭對手,在商言商,高通並沒有錯。但高通壟斷了絕大部分相關專利,直接使 CDMA 無法普及。CDMA 制式即使在大本營美國,也被 GSM 瓜分了一半的市場(2006 年數據)。在全球市場上,高通曾力爭快速冒起的中國市場,但據消息指出,由於相關專利過於集中在高通,其高專利費政策帶來更高的成本,也使 CDMA 制式市場在中國的市佔率遠遠低於 GSM。

CDMA 一直無法普及,間接使押注在 CDMA 上的兩大美國網路基礎設備生產商,也受到牽連而一蹶不振。

美國主導的 CDMA,本來還有一機會能在全球普及。最初全球制定 3G 制式時,為達到帶寬需要,歐洲電信業不得不使用更先進的 CDMA 技術。雖然他們改用涉及最低程度高通專利的的 WCDMA 技術(高通聲稱擁有 38% 的相關專利),但高通拒絕授權,使談判陷入僵局。

最後高通讓步,3G 劃分為歐洲主導的 WCDMA、高通主導的 CDMA2000、以及在中國使用的 TD-SCDMA,這三個不同的制式,也無法擺脫高通 CDMA 技術的操控。

也由於如此,高通在 3G 時代始終通過徵收高昂專利費,持續惹來巨大爭議。多年來,高通一直被視為一家「沒有人喜愛的公司」,本來十分強大的 CDMA 技術,也成為電信產業的眼中釘。結果在 2005 年,業界在商討 4G 制式時,整個產業聯合排斥高通原來基於 CDMA 的 4G 方案 (UMB),建構了今天 4G 時代採用的 LTE 制式,並把大部分 CDMA 相關的專利,踢出未來的 4G 標準之外。

所以,高通雖然仍可以被譽為西方世界最強大的通訊技術公司,但當他們失去了 CDMA 這個護城河,高通已經無法單憑一己之力,就能操控移動通訊制式的方向,也不能在未來的 5G 制式上壓制新興的中國勢力。

迷失在金錢裡的電信產業

針對美國當下為什麼在 5G 上落後,坊間不少分析不僅忽略了高通的存在,而且還忽略了一點:高通為何不發展網路基礎設備業務。

高通最初是有手機和網路基礎設備事業的,但高通在 1999 年就把手機業務賣給了京瓷、再把網路基礎設備業務賣給了愛立信,然後專心賺取專利費和手機晶片業務。為什麼高通寧願選擇背上「專利蟑螂」的惡名,也要選擇通過專利費賺錢?為什麼就不能像諾基亞或摩托羅拉一樣,賣手機和賣網路基礎設備?

要知道美國的科技產業本來就十分強大,即使摩托羅拉或朗訊倒下了,要重新建立、甚至重新彎道超車,絕非不可能。但美國網路基礎設備衰弱的真正原因,其實就是高通或摩托羅拉原有企業紛紛放棄製造業務、專攻技術,Google 或蘋果等新興巨頭也從來不考慮接手。

高科技製造業向來都是辛苦錢,企業除了要研發技術之外,還要冒著巨大風險投入大量生產成本,更要設置廠房、招聘大量工程師和熟手勞工,極度消耗企業資源之余,回報率又不算高。何況近年歐美高科技製造業大量外流,也造成人才嚴重流失。早前虎嗅就提過,蘋果不願把供應鏈回流美國,就是因為找不到足夠的工程師,他們也曾因為工程師不足,不得不再三回聘已經離職的老員工 。

而企業要賺網路基礎設備的錢,就更為困難。以全盛時期的諾基亞為例,在2004 年,手機部門營收最多是網路基礎設備的 3 倍,運營利潤是網路基設備的 4 倍。原因是什麼?網路基礎設備業務除了要生產硬體,還要持續提供大量相關服務,比起生產手機或是電子元件,更為吃力不討好。

有業界人士指出,以現場支持服務 (Onsite Tech Support) 為例,工程師數量不足的歐美地區,愛立信 (Ericsson) 必須提早幾個工作日預約,最後才能派上 1 至 2 個工程師協助,還不一定能立即完成,此時運營商已經接到大量投訴,損失了好幾千萬的營業額以及商譽。但擁有大量工程師的中國公司,運營商只需要提前一天預約,隔天便可以看到超過 5 個工程師團隊來解決問題。

移動通訊產業本來就是一條很巨大的食物鏈,成份相當複雜,自智慧手機出現後,整個移動產業鏈更出現大洗牌。從上圖可見,下游網際網路(Google)和手機終端產業(蘋果)都在輕鬆吃肉,而上游的運營商(中國移動)和網路基礎設備產業(諾基亞)只能辛苦地啃骨頭。

以諾基亞為例,他們在手機助力下,在 2010 年曾登上全球財富 500 (Fortune 500 Global) 的 85 位,但後來只剩下網路基礎設備事業後,掉到 466 位的邊緣位置。可是蘋果在智慧手機業務的推動下,從榜外一直急升至現在的 11 位。而高通儘管也無法進入全球財富 500 強,但他在 1999 年剝離網路基礎設備產業,專注 CDMA 專利後,也從全美財富 440 名,一直爬升至 2016 年最高的 110 名。

因此在今年 2 月,曾有消息稱美國政府希望企業能收購愛立信或諾基亞,來抗衡中國 5G 勢力,但思科 (Cisco) 首席執行官 Chuck Robbins 卻直接拒絕了,他回應說:網路基礎設備這種低利潤的業務,並不適合思科的商業模式。

為什麼移動通訊巨頭高通,寧願選擇收高通稅而放棄網路基礎設備業務?為什麼對垂直行業擁有強大控制欲的蘋果,從來不考慮開拓網路基礎設備?為什麼思科又不打算接下諾基亞的網路基礎設備業務?就是因為大家都只想吃肉,不想啃骨頭。這些下游企業紛紛在中下游掌控手機產業,根本沒有人在乎賺不到大錢的網路基礎設備業務。

迷失在 5G 裡的美國

說到這裡,好像美國與美國公司全在戰略形勢上判斷錯了。

其實沒錯,上面說了那麼多,但任何公司都想在 21 世紀稱霸移動通訊產業,造手機系統的要看 Google 臉色,做手機的乞求高通拿晶片,美國哪裡像是在移動通訊大戰中失利?要知道本來就沒太多歐美公司想參與網路基礎設備業務。中國公司反過來人棄我取,近年在網路基礎設備發力,並在 4G 產業裡佔據重要地位。

但是,為什麼美國要等到近年才大費周章,用盡一切辦法來阻止中國在全球 5G 的網路基礎設備上擴張勢力?

問題是 5G 的願景,與以往完全不同。由 1G 時代開始,整個移動通訊面向的場景是手機以及相關的移動設備為主,影響範圍多屬消費電子終端,而這正是美國技術一直領先的範疇,其他國家無法脫離美國技術的掌控。但 5G 網路卻會通過物聯網方式,覆蓋我們任何一方面,智慧城市 (Smart Cities) 需要 5G 來連繫,而全新的工業化 4.0 概念,也需要通過 5G 來實現。

5G 的應用場景。圖片來源:Jupiter

簡言之,5G 不再單單是移動通訊網路,而是整個國家和城市的命脈所在(上圖),而且這個命脈也不再由美國技術牢牢控制住的手機和移動終端所掌控,現在以美國高科技製造業環境而言,美國業界也無法趕上。正由於如此,川普聽到約翰遜的回覆,才無法自已,怒摔電話。

然而,這並不代表中國在這次移動通訊大戰中勝出,情況恰好相反,遊戲才剛剛開始。中國在 5G 的戰場上僅僅是領先,完全無法與 20 年前歐美國家壟斷通訊產業的情況相比。

首先,美國正在極力施壓,讓其他國家不要讓中國參與 5G 建設。而且,澳大利亞、新西蘭以及日本等國,仍然禁止中國供應商參與該國的 5G 網路建設,部分國家即使容許中國參與,也僅僅讓中國參與部分非核心的項目。

其次,中國不但還未能成功壟斷 5G 產業,也根本不應該嘗試壟斷 5G 產業。由於 5G 將會控制國家命脈,中國不想被別人控制命脈,也不應該嘗試控制他國的命脈,因為中國需要的是夥伴,而不是通過控制別國,製造不必要的敵人。況且 5G 市場太過巨大,中國單靠一國之力,根本不可能把大餅畫出來,也不可能把大餅通通吃掉,只有互相合作,才能一起發展、一起分享成果。

在引領5G發展的路上,中國公司與產業戰略制定者,不要忘了吸取先前美國的相關教訓。

轉載自虎嗅網》

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