首页>文化科教 文化科教

移动通信40年手机的过去、现在和未来

2019年11月27日 16:45 | 作者:全国政协委员 张云勇 | 来源:人民政协报
分享到: 

彩C2019-11-27zx1201_P_1_707_158_1655_647

5G时代,在5G超高速率和超低时延网络能力的支持下,智能手机将与高清视频、虚拟现实、增强现实、边缘计算、物联网、人工智能等深度融合,从“小智能”进化到“大智慧”,或许会出现我们今天意想不到的技术创新和应用,进一步丰富人们的生活,提高社会生产效率。然而我们对这个形影相伴的物品了解多少呢?它发展到现在都经历了哪些变化呢?

随着移动通信技术的飞速发展和移动互联网时代的到来,手机作为人们必备的移动通信工具,已从单纯的通讯工具演变成一个移动的信息处理平台。而云计算、物联网、人工智能技术的发展,给手机带来更多新功能、新体验。5G时代,在5G超高速率和超低时延网络能力的支持下,智能手机将与高清视频、虚拟现实、增强现实、边缘计算、物联网、人工智能等深度融合,从“小智能”进化到“大智慧”,或许会出现我们今天意想不到的技术创新和应用,进一步丰富人们的生活,提高社会生产效率。

手机发展历程

说到手机这个物品,想必大家都熟悉得不能再熟悉了,现在手机几乎跟我们形影不离。手机的普及大大方便了人们的生产和生活,如今手机已经从原来单纯的通讯工具发展到可以替代电脑的地步。根据官方给出的消息,现在人们每天有4-5个小时的时间都在使用手机。那么我们对这个形影相伴的物品了解多少呢?它发展到现在都经历了哪些变化呢?让我们一起来回顾一下手机发展历程:

●第一个阶段模拟手机时代

1973年,摩托罗拉公司的工程技术员后来被称为手机之父的马丁·库帕发明了第一个民用“大哥大”。大哥大又被称为模拟手机。大哥大进入中国是在1987年,当时的官方售价是2万元左右,可以说只有当时的富豪才有这样的消费力。此时的大哥大重达1公斤以上,并且基于当时网络的发展状况,较为初级的无线网络技术使得大哥大仅具备打电话的基础功能,而且它自带的电池支持的全部通话时间只有30分钟,但这依然挡不住人们对它的追捧。

到上世纪90年代,大哥大仍然非常时兴,那是身份的象征。与此同时,随着无线网络技术和手机研发及制造技术发展,新一代手机问世。

●第二个阶段功能机时代

随着网络技术发展,当大部分人都能够拥有大哥大的时候,手机一词就正式出现了,手机由模拟信号进入到数字信号,手机的功能已经不仅仅限于打电话,还可以发短信、彩信以及简单的WAP网页浏览。

数字网络时代到来后,各大手机生产商纷纷看好这一新商机,争相拓展市场。爱立信GH337于1995年进入中国市场,是第一款进入中国的功能机。这一时期,手机从体积和重量上与模拟手机相比都有了很大进步,体积更小巧,重量可达200克以内。而在物理设计上,手机的设计形式没有固定的思维限制,除外置天线、拍照键、键盘等共性特征外,在外观上出现了各种前卫甚至怪异的产品,比如有揭盖式、翻盖式、旋盖式、折叠式、直板机;屏幕显示上有双显示屏、彩色屏;功能上出现了全中文手机,支持中文电话簿、中文短消息收发;支持多媒体功能,比如音乐、拍照功能;支持娱乐功能,比如内置游戏等。

这个时代手机可以用百花齐放来形容,出现了很多设计惊艳的产品让我们至今记忆犹新。

●第三个阶段智能手机时代

功能机经过多年的发展已基本成型,各个厂商已基本确立了自己的风格。就在2007年i-Phone带来了革命性的冲击。苹果公司2007-2008年期间发布的两款iPhone开启了智能机新时代,这两款手机以触屏加应用的形式,正式拉开了智能机时代的序幕。智能机与之前手机的显著区别就是智能机除了出厂预装的应用外还能自行安装其他应用。在外观上,超大屏幕、超薄机身是智能机最显著的特征。而在功能上,智能机几乎可以媲美电脑。

智能手机的出现与广泛使用,对我们生活的改变可以说是颠覆性的。伴随移动互联网的发展,智能机已不仅仅是一个通讯工具,借助操作系统和应用以及高速的移动通信网络,智能机俨然成为我们随身携带的移动处理平台,从吃、住、行、买卖、娱乐、资讯等全方位支撑了我们的生活。

手机的科技发展之路

40多年的手机发展历程,不仅仅是手机颠覆式革命史,也是中国技术、中国品牌从无到有、从有到强的发展史。从手机完全依靠进口到今天国产手机畅销全球,是国家政策引导、资金支持,中国科技工作者一步一个脚印创新实践,不断突破技术瓶颈的成果。

●从品牌看手机发展历程

模拟机时代是“摩托罗拉的天下”,然而进入功能机时代,由于摩托罗拉固守模拟网络,没有及时调整市场战略,其霸主地位迅速下滑。诺基亚、爱立信等厂商后来居上,成三国鼎立之势。同时,中国品牌开始崭露头角,虽然在国际市场上影响不大,但在国内有一定的市场份额,比如波导、金立、康佳、海信等都是2000年前后人们耳熟能详的品牌。2007年,苹果发布iPhone开启智能手机时代。此后几年,手机行业大洗牌,曾经的诺基亚、摩托罗拉、索爱等老品牌渐渐失去主导地位,全球智能手机的市场格局基本上呈现出了三星、苹果、国产机三足鼎立的格局。

近些年,国产手机在全球市场上的表现越来越出色,其销量占全球手机销量的一半以上。国产品牌华为、小米、中兴、OPPO、vivo、Lenovo异军突起,在全球手机销量排行榜前十榜单中,占据一席之地。尤其是华为手机凭借着强大的科技水平,甚至直接反超了苹果成为全球第二。国产手机探索海外发展都有其主攻市场,比如华为主攻欧洲地区,小米和OPPO主攻印度地区,而在非洲地区,其手机市场其实也已经被国产机霸占,这就是国产手机传音。传音并不是凭空出来的手机品牌,其创始人正是从功能机时代国产手机巨头波导出来的一名老将。传音专门开发了适合非洲用户的手机,防水防汗大音量和大电池,最关键的还是价格便宜。如今,传音手机在非洲地区市场份额已经超过40%,被称为“非洲之王”。

●从芯片看手机发展历程

芯片犹如手机的大脑和心脏,是整台手机的核心零部件,是手机实现多种功能的硬件保证。从第一款智能手机面世,手机芯片已经走过了10多个年头,主频也从当初的16MHz上升到如今的3GHz乃至更高,处理单元由单核发展到八核复用,芯片种类也更加多元化,其品牌也历经一次次洗牌。曾经英飞凌、ADI、摩托罗拉、Intel、德州仪器、Freescale等都是手机芯片中的佼佼者,而现在主流手机芯片包括高通、三星、苹果、华为海思、展讯等。

随着近几年人工智能技术的再次兴起,多家芯片厂商研制手机人工智能芯片,实现卓越的人工智能能效,为手机用户带来更丰富的端侧人工智能应用体验,比如面部识别、拍照、语音控制等。华为麒麟980、苹果A12、高通骁龙855、联发科P90,这四款芯片代表了当前各大芯片厂商人工智能芯片的顶尖实力。

我国通信芯片业起步较晚,多年来我国集成电路主要依赖进口,但随着国家在政策、资金上的支持与投入,国内芯片企业已在不少领域实现了零的突破,正奋起直追业界先进,其中最有竞争力的当数华为的麒麟系列,在某些技术方面已处于国际领先地位。但是,美国对中兴通讯出口管制、将华为公司列入管制实体名单等事件,反映出我国在信息核心技术领域还存在很多短板,包括芯片、智能终端操作系统在内的核心技术仍受制于人。中兴和华为事件再次告诉我们:在科技上,中国必须独立自主。我们需要依托国家顶层设计,整合优势资源,培育核心产业链提升芯片领域自主创新能力。

●从操作系统看手机发展历程

手机操作系统主要应用在智能手机上。曾经流行的智能手机操作系统有Symbian(塞班)、Android(安卓)、WindowsPhone(微软手机操作系统)、iOS(苹果手机操作系统)、Blackberry(黑莓)等。目前主流的智能手机有谷歌的Android和苹果的iOS等。

2001年,塞班公司发布的Symbian操作系统,具有功耗低、内存占用少等特点,非常适合手机等移动设备使用。Symbian系统以其庞大的客户群和终端占有率称霸世界智能手机中低端市场。采用Symbian系统的手机主要来自诺基亚,随着诺基亚的衰落,Symbian系统逐渐退出历史舞台。

2007年,苹果公司的iOS登上了历史的舞台,iOS完美融合可触摸宽屏、创新的移动电话、网页浏览、手机游戏、手机地图等功能,为用户带来全新的革命性的体验。

2008年,当苹果和诺基亚彼此争斗之时,Android系统悄然出现在世人面前。良好的用户体验和开放性的设计,让Android系统很快地打入了智能手机市场。Android系统最大优势是开放性,允许任何移动终端厂商、应用开发商和用户加入到Android联盟中,允许众多的厂商推出功能各具特色的应用产品。

基于Android系统,国内手机厂商定制、开发自己的操作系统,如华为EMUI、小米MIUI、锥子科技Smartisan、魅族Flyme。在操作系统长期被Android和iOS系统垄断的格局下,国内多家公司研发自有操作系统,例如,中国联通推出完全基于Linux内核的原生操作系统沃PhoneOS,沃PhoneOS具有自主、开放的特性,可兼容多个手机操作平台,并且可以满足平板电脑和家庭电视多屏无缝协同的需要。华为从2012年开始规划自有操作系统,于2019年8月正式发布自研的鸿蒙系统,打通了手机、电脑、平板、电视、汽车、智能穿戴等各个领域,还将兼容Android应用和所有Web应用,并且已在荣耀智慧屏中使用。

从宏观的角度看,一款操作系统的成功与否,还依赖于基于操作系统的应用生态是否完善,搭建连接软件开发者、芯片企业、终端企业、运营商等多个主体的完整生态圈至关重要。应用的多样化和完善性也是人们选择手机的关键因素。例如,谷歌停止与华为部分合作之后,华为新手机不能使用谷歌的相关服务,从而影响华为在海外市场的销量和生存能力。而华为自研的鸿蒙系统想在市场站稳脚跟,还需要构建自己的应用生态体系,吸引更多应用开发者进来开发软件。

●从专利看手机发展历程

专利是与技术革新最为相关的知识产权保护方法,专利类型、数量和质量在一定程度上反映了企业的技术实力和创新能力。过去国产手机无法和很难在海外开拓市场,其中一个原因就是受制于专利诉讼的困扰。在知识产权得到日益重视的情况下,多搞自主研发、多申请专利,已经成为当下国内外企业的共识之一。

首先从专利数量上分析,近些年,我国手机厂商申请国内外专利的数量不断增长。在国内专利方面,华为、OPPO、中兴每年有上千件的授权专利,在国内专利排行榜中位居前列。在国际专利方面,近年来,国内的手机企业加大了国际专利布局力度,中国企业频频入榜全球专利申请量的TOP榜单,表现优异。2019年3月,国际知识产权组织发布的2018年全球PCT国际申请排名榜中,华为高居榜首,中兴和OPPO也表现不俗。

其次从专利分类来看,外观设计专利数量高于发明专利申请和实用新型专利总量。其中,华为、中兴的专利保护以技术发明为主;小米、OPPO等的专利则主要集中于外观设计、实用新型。

近些年,我国手机专利的数量和质量有所突破,表现抢眼,但我们也应看到,由于国内企业专利申请起步晚、核心技术研发不足,在专利总量和核心技术领域,我国企业还存在一定的差距,这对手机厂商开拓海外市场带来一定阻力。例如,在印度市场,因专利许可授权问题,小米被爱立信告上法庭,小米手机也因此在印度市场遭到了部分禁售。

●从移动通信演进过程看手机发展历程

移动通信技术的不断演进,支撑手机的更新换代和变革,移动通信技术从1G走向5G,主要区别在于速率、传输时延、业务类型,以及各种移动通讯等采用了不同的技术,遵循不同的通讯协议。1G,是模拟通信系统时代,此时的手机只能打电话;2G,是数字网络的开始,此时的手机除了打电话之外还可以发短信、发彩信,以及以极慢的速度上网;3G,是高速IP数据网络时代,此时的手机移动高速上网成为现实;4G,是全IP数据网络时代,此时的手机已从通信工具变为生活必需品,几乎无所不能;5G,是万物互联的时代,此时的手机将有更多精彩体验。

我国移动通信技术40多年的发展历史可以用“1G空白、2G跟随、3G突破、4G并跑、5G引领”来概括。上世纪80年代,我国通信基础薄弱,移动通信技术匮乏,要发展移动通信只有走引进、消化、吸收的路,因此我国从国外引入第一代模拟蜂窝移动通信系统(1G)。在2G时代,几乎所有核心技术和标准都掌握在国外厂商手中,我国在市场压力和自身开发能力不足的情况下,依然采取以引进为主的政策,值得关注的是中国有了自己的移动网络,有了自己的通信设备制造商,也有了自己的手机制造商。进入3G时代,我国有了自己的知识产权,我国推出自主研发标准TD-SCDMA,实现了从“无芯”到“有芯”的突破,并被列为国际标准之一。但不得不承认的是,这一技术和国际主流相比仍存在很大差距。4G时代,我国通过自主创新推出TD-LTE标准,并成功克服了中国企业在标准化体系中话语权不大等困难,使TD-LTE在全球多个TDD技术提案竞争中胜出,成为全球两大主流4G标准之一。更为重要的是我国主导的TD-LTE成功走出国门,广泛应用于全球市场。5G时代,中国企业不仅牵头诸多相关国际标准,并且在5G网络设备、终端、应用等产业链各环节全面引领潮流。有关资料显示,我国的华为集团具备了完整的5G端到端解决方案能力,是目前全球接受5G订单最多的企业。同时,中兴集团也是全球5G通信设备的重要供销商。

未来5G手机的期待

2019年,伴随着5G商用牌照发放,我国正式进入5G商用时代。运营商5G网络建设如火如荼展开,各大手机厂商争抢5G手机新赛道,目前市面上已有部分厂商发布5G手机。5G网络“高速率、低时延、海量连接”的特点,为个人移动通信带来优质体验,也将为智能手机的发展注入新的动力。在5G网络下,高清视频、虚拟现实、增强现实等对网络能力要求较高的应用得以在智能手机上实现。结合边缘计算、物联网、人工智能等技术,智能手机将从“小智能”进化到“大智慧”,或许会出现我们今天意想不到的技术创新和应用,进一步丰富人们的生活,提高社会生产效率。

面对日益激烈的竞争格局,手机厂商及产业各界仍需持续加大技术投资,加强核心技术的研发能力,强化知识产权转化力度,推动产业升级。(作者系全国政协委员、中国联通研究院院长)

编辑:位林惠

关键词:

更多

更多

更多