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CSIS报告认为5G技术将重塑创新与安全环境

19-01-10

 

201812月,美国国际战略研究中心发布题为《5G技术将重塑创新与安全环境》的研究报告,报告认为第五代移动网络技术,也就是我们熟知的“5G”技术将提供更高的网络速度,更强的安全性和更大的容量。5G技术将支持数字经济,成为下一代数字技术的支柱。因此,人们对于5G网络的强烈需求,以及企业和国家之间为满足这种需求而进行的激烈竞争就变得不足为奇了。

报告认为,这种5G网络竞赛涉及网络、数据、互联网的发展方向、经济增长方式以及各国将面临的新风险和薄弱点。这其中也涉及5G网络的投资与部署。但是在竞争日益激烈的技术环境中,谁开发5G技术,谁制定标准,以及知识产权(IP)所有权的归属,都将对网络安全、创新和就业产生影响。 今天关于5G技术的决定将影响未来数十年内国家的安全和经济表现。

报告特别提到,美国企业在5G技术的开发和部署准备方面一直表现抢眼,但美国及其盟友仍面临着来自中国的重大挑战。美国已不再拥有核心电信网络设备制造商。 目前全球共有四家公司控制着5G网络所需的核心网络技术市场,但它们都不是美国公司。美国只能在欧洲安全合作伙伴(爱立信和诺基亚)和中国(华为和中兴)之间选择核心网络设备。三星集团凭借其强大的芯片制造和设备制造能力,也加入了5G竞赛,但所占市场份额仍然较小。电信行业属于战略产业,但四大企业有两家都与美国的敌对势力关系密切,这给美国及其盟友带来了巨大风险。

报告认为,5G竞赛的结果将有助于决定国家的技术能力和竞争力。就像应用(app)经济建立在4G技术之上一样,5G技术也将影响以它为依托的许多行业。在开发和部署5G技术方面表现更好的国家和企业,将获得更多财富,并在建立每个设备都内嵌有计算和连接功能的世界中获得有利地位。以下是该报告的主要内容。

一、5G技术重塑数字世界

5G网络将成为有史以来最复杂的系统之一。5G技术利用无线电频谱传输大规模数据,比以往技术速度更快,可靠性更高。正是这种速度与可靠性的结合,将为医疗保健、汽车、机器人、娱乐以及我们尚未想到的创新行业带来新的先进服务。5G网络环境允许更多设备以更高的速度彼此连接,安全性也更高,从根本上创建了新的数字环境。

回顾上一代电信技术,也就是4G技术,为我们提供了新的前景。 4G技术就是你口袋里的智能手机。相比于美国在冷战时期用于设计核武器的“超级计算机”,智能手机的功能更为强大,可以获取的信息更多。这本身就是一场胜利,但更重要的是4G技术带来的经济增长。4G技术是“应用经济”的基础,大部分创新和投资在硅谷集中爆发,改变了人们的互联网使用方式。4G技术创造了新的经济机会和产业,互联网经济的增长速度是美国GDP总量增长速度的四倍。

我们可以将5G技术视为一系列技术的结合,从网络边缘的设备(如电话,机器人或汽车)开始,这些设备通过专用天线连接到高级基站中的调制解调器,最终链接到形成更大网络的路由器,以更高的速度和可靠性连接到其他设备或“云”数据。

半导体设备是5G技术最重要的组成部分,美国公司仍然是主要供应商。中国在半导体领域为实现自力更生而做出的努力还不足以支持5G技术,尽管中国的投入巨大,但在可预见的未来内,这种情况将不会发生变化。

解读5G技术的供应链可以让我们发现复杂的相互关系。 没有美国的关键零部件,中国就无法从事生产。这些美国零部件也包含中国成分。美国、日本、台湾、中国和韩国企业之间存在着复杂的商业关系和伙伴关系。只有华为和三星两家公司打算自力更生,这种替代性的商业战略如果成功,就将带来更大的市场份额,但大多数公司仍然依靠广泛的全球供应链来获得技术和生产方面的创新。

5G技术也具有重要的军事价值,可用于机器人、人工智能和许多先进的传感设备之中。企业家急于利用5G技术提供新的服务和产品,这将对国防技术基础产生溢出效应。5G技术将成为新军事能力的基础技术。

二、全新的大国竞赛

技术创新已经成为各国之间竞争的重要组成部分,但这种竞争在一个互相交叉的全球创新环境中极不稳定,因为在这种环境中,国际研究和商业伙伴关系才是行为准则。科学变得更为国际化,因为利用多国专家团队的研究成果才能使科学家们的研究更具成效。商业伙伴关系是生产先进技术的准则和必要条件。在这种环境下,建立国家“领导力”更为困难,而强调建立和维持企业强大竞争力的政策才最为有效。

5G竞赛是多层次的技术竞争。它是经济模式之间的较量,是企业和公司集团之间的竞争,也是以市场为基础和国家主导决策之间的竞争。美国依靠前者,中国依赖后者,而欧洲介于两者之间。值得注意的是,以市场为基础的经济模式(具有支持性的政府政策)是最具创新性和生产力的,但有时在对中国崛起的普遍焦虑中,人们会忘记这一点。

三、5G技术标准、专利与收益

新技术竞争的焦点在于投资、创新、创造知识产权、定义标准和创造专利。一些政府利用投资限制和非关税贸易壁垒将这些竞争点变得“政治化”,同时(例如中国)通过间谍活动来建立国家领军企业牵制外国竞争对手。

5G标准定义了5G网络的性能要求和技术标准,描述了该技术的运行方式,并设定了不同公司所开发技术的性能和兼容性水平,需要制定数百种5G技术相关标准。在5G网络背景下,间谍活动和创新已经使5G技术标准成为一项国家安全问题。

定义全球5G标准将产生巨大的经济效益。5G技术标准由国际组织制定,其中最重要的是3GPP(第三代合作伙伴计划),但ITU(国际电信联盟)和5GPPP5G公私合作伙伴关系)也发挥了重要作用。 这些团体利用开放流程,使电信相关企业和政府机构也可以参与其中。

中国将标准制定过程政治化。中国政府要求,无论中国标准是否是最好的,中国企业都应予以支持。中国领先的IT公司联想集团曾投票支持高通公司在3GPP提出的标准,而不是华为提出的标准,因此在中国受到了强烈批评。

20186月,3GPP公布了第一批达成一致的5G标准。中国企业一直试图主导标准的制定(要求使用中国技术),但在20186月的协议中,西方企业通过合作最终决定了制定标准的结果。中国“输掉了”第一轮“标准之战”,因为3GPP仍然是不受中国主导的国际组织,它对标准的选择是基于质量而非国家。但中国仍将有更多机会尝试获取5G技术标准。

专利实施标准。“专利权”使得知识产权所有者有权基于某一项标准,制造或使用技术,并创造收入来源(通过颁布许可)。对于5G技术来说,这种收入将价值数十亿美元。如果企业的专利技术符合5G标准,就将获得更大的收益份额,并且在未来的进一步创新方面获得重大优势。

四、保持技术领先地位

美国企业是4G技术的全球领导者,曾参与制定标准,并拥有构建4G网络和设备所需的诸多专利。美国技术对于4G移动通信至关重要,也是重要的收入和出口来源。

5G技术标准和专利成为激烈国际竞争的焦点,部分是由于美国在4G技术中所获得的成功。中国官员和高管们已经对依赖美国技术表示不满。例如华为公司就设立了研究项目来开发美国供应品的替代产品。美国对中国电信制造商中兴通讯实施制裁时,否认其拥有美国技术使该公司陷入瘫痪,而中国则加快了发展自身5G半导体产业的步伐。

尽管如此,美国企业在大多数5G技术先进组件的市场中所占份额仍居领先地位。只有一家主要的网络制造商——华为公司,试图自己制造大部分组件,但它也与许多美国领先的科技公司建立了密切的合作伙伴关系。

5G网络依赖于专用半导体设备,而该市场则由美国公司主导。半导体产业属于战略性产业,对二十一世纪的网络安全和经济增长至关重要。20世纪50年代以来,美国一直是半导体设计和创新的领导者,但目前以太平洋沿岸为中心,日本、台湾和韩国都有重要企业参与其中。中国的政策目标是取代美国公司,但即使美国面临着巨额投资和猖獗的间谍活动,美国半导体设备仍然是5G网络不可或缺的。 中国公司在更简单的微电子领域表现强劲,但构成的安全风险较低。

基于不同的国家投资方式和创新方式,各国在影响力和权力方面存在巨大竞争,而5G竞争只是其中一部分。一个多世纪以来,创新和新技术一直都是美国经济的力量源泉。新技术赋予了美国超越对手的军事优势。而更重要的是,技术创新以任何其他活动都无法比拟的方式推动着经济的增长。

中国花费了数年时间试图摆脱对西方技术的依赖。中国将此视为重获全球地位和降低美国间谍活动风险的方式。在许多不同的行业领域(如航空航天、电信、IT、汽车、铁路和太阳能)建立国家领军企业是中国国家经济政策的重要组成部分,符合中国“重返世界舞台中心”的目标。

五、5G网络及其风险

谁开发5G技术,谁制定标准,谁掌控知识产权(IP),当敌对力量涉及其中的时候,国家安全就会出现薄弱点,面临风险。建造5G网络将创建强大的技术基础,能够进行快速创新,同时获得安全的供应链,使关键基础设施免受间谍活动的侵袭和其他破坏。

如果心怀敌意的国家建成5G网络,就会获得巨大的间谍优势。 5G领导力将为推动军事能力和经济增长的技术创新奠定基础。这是一场对国家安全产生重大影响的经济竞赛。

可以将这种间谍优势简单地设想为一个为你建造房屋的人决定进行盗窃。他知道房屋布局、电力系统布置和房屋入口,也可能保留了房屋钥匙,甚至可能建造了暗道能够秘密进入房屋。构建和维护核心网络设备就可以获得类似优势。

主要的电信“中枢”设备通常通过专用信道直接连接到制造商,在无需告知运营商的情况下,根据需要报告设备状态并接收更新和软件补丁。设备可以在完全安全的条件下进行出售和安装,但一个月后,制造商就可能发送软件更新以获取信息或中断服务。运营商及其客户则对这种访问和控制一无所知。

中国人担心别国对其实施这样的控制。2013年斯诺登泄密事件暴露了网络安全的弱点,并加快了中国获取网络和信息技术领域主导地位的速度。美国可能已经忘记了斯诺登泄密事件,但对中国而言,泄密事件仍然真实存在。但斯诺登事件并没有显示出美国政府对技术公司的控制,也没有透露出与技术公司之间的“特殊关系”。美国国家安全局(NSA)在没有任何美国制造商知晓或帮助的情况下入侵通信和相关设备,这并不会破坏供应链。但对中国来说却并非如此。

在正常环境下,中国作为供应商不存在任何问题。和其他公司一样,中国公司以其技术为基础参与全球市场竞争,而且很有可能表现出色。这些公司可能更愿意脱离中国政府的束缚,像西方公司那样运营自己的设备,但是他们别无选择。

在从事间谍活动、窃取知识产权以及针对政府认为具有威胁性的团体或国家采取行动方面,中国的表现最为活跃。他们的行动目标远不止美国,包括任何中国感兴趣或能接触到的国家。可靠消息称,在过去的二十年间,中国一直利用其公司提供的网络设备获取情报优势。去年,中国不顾中、美和其他国家之间签订的关于不从事商业间谍活动的协议,为获取美国、欧洲和亚洲技术做出了前所未有的努力。

华为和中兴这两家中国公司受政府控制。他们通过中国政府发放的大量补贴占有市场,同时获得情报优势。华为公司获得了大规模的政府财政支持,也曾参与商业间谍活动,随后开始以折扣价格出售具有竞争力的设备。它的领导层与中国人民解放军和中国情报部门均有联系。

华为和中兴通讯没有理由拒绝中国政府的要求,中国电信用户普遍受政府监督,而对于外国客户,中国政府的目的也在于此。有大量报道都是关于依赖中国电信设备所存在的危险。来自购买中国电信设备国家的数据表明,间谍活动风险确实存在,并且无法有效避免这种风险。

因此有五个国家明令禁止或已经在实际上禁止使用华为设备。还有两个国家正在考虑颁布类似禁令。英国不顾其安全部门的反对意见而购买华为技术,他们创建了安全中心检测华为软件的更新和服务,所得结果喜忧参半。华为是世界领先的电信设备供应商,其优质技术和设备补贴价格对许多国家来说都极具诱惑力,但也让买方面临着巨大的中国间谍活动风险。

一些因素使竞争变得更为复杂也增加了风险。本文未讨论中国产业政策的危害,但中国存在严重的不公平竞争,已经损害到其他发达经济体的利益。当前的中国政府对美国及其盟国持敌对态度,并且已经明确表示有意在全球范围内取代美国,并使其失去在亚洲的影响力。

中国的产业政策可能会拖慢全球创新的步伐。政府为中国企业提供补贴,这种扭曲市场行为降低了其他西方公司所占市场份额和收入,其结果是这些西方公司无法承担相同的研发投资费用。尽管在胡锦涛政府的推动下,中国的创新能力有所提升,但在许多领域内仍没有达到世界标准,因此不向西方企业提供研发投资将会降低全球创新体系的整体“产出”。

美国军事优势依靠的是技术优势而非军队规模,因此技术创新的减少将使国家安全面临风险。 虽然美国已经准备好通过5G技术壮大“应用经济”,利用5G技术的连通性优势、传感器和自动化功能开发产业应用,但美国的劳动力、教育和研究方面的相关政策却与以市场为导向的创新模式背道而驰。

六、控制风险,抓住机遇

虽然看起来问题严重,但美国可以使用两种政策来控制风险。首先是确保美国公司继续从事创新,创造先进技术,迎接海外公平竞争。 其二是与志同道合的国家合作,找到解决5G安全和供应问题的共同方法。

几年前,没有一家西方公司能够挑战华为和中兴,但现在情况已经发生变化。基本上西方企业在5G研发方面都超越了中国竞争对手,持有的5G专利数量也是中国的10倍。中国企业仍然依赖西方公司提供的最先进的5G组件技术,例如射频处理技术或FGPA技术(现场可编程门阵列,软件定义网络必不可少的专用半导体技术)。但问题不在于谁获得领先优势,而在于如何保持领先优势。

美国无法单独应对5G挑战。过去美国就曾与其盟友一起应对中国的产业政策。 如果与美国志同道合的企业或国家愿意投资5G技术,美国就需要与他们采取一致办法。其中之一就是制定5G网络安全标准自愿协议。

另一项工作将是鼓励还未做出决定的国家出资保护5G网络安全。 华为拥有中国政府补贴,因此拥有价格优势。而安全设备的成本更高。如何说服别国支付额外费用保护网络安全是问题之一,如何使用易受攻击的设备通过其他国家的电信网络进行安全连接和通信则是另一个问题。

美国还需要采取行动,确保美国企业不会因任何国家为获得竞争优势而进行的反垄断或专利侵权调查而受到不公平的阻碍。公平竞争对于创新至关重要,因为它能够激励公司制造更好的产品,提供更优质的服务。

美国不必照搬中国以政府为中心的5G(以及一般技术)模式,但确实需要对技术研究进行投资,并采取全面的方法来对抗非关税贸易壁垒。美国的技术竞争政策培养了工程和技术人员队伍,支持私人和公共研发活动,因此5G领导权的竞争也必须成为其中的一部分。政府行动可以为美国企业提供在市场上蓬勃发展所需的公共产品。

在二十世纪,国家的强大来自其工业实力,包括钢铁、煤炭、汽车、飞机和船舶等部门。这些行业以及其进行大批量生产的能力是工业时代国家力量的来源。而现如今国家安全和力量的基础已经改变。 创造和使用新技术的能力是经济实力和军事安全的源泉。技术以及创造新技术的能力成为信息时代国家力量的基础。5G作为新数字环境的基石成为了新的竞争焦点。