我国5G应用规模化发展研究

潘 峰 李 珊 李泽捷

中国信息通信研究院 北京 100036

引言

5G商用以来，5G应用的规模化发展成为高质量发展的关键，同时如何利用5G促进各行业数字化改造和转型也是各界关注的焦点。2021年7月，工信部联合中央网信办、发展改革委等九部委联合印发《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》，引起了社会各界的关注，5G应用规模化发展进入关键时期。为了促进5G应用创新，自2018年以来，工信部连续举办四届“绽放杯”5G应用征集大赛，极大促进了5G应用的发展，同时也蕴含着5G应用规模化发展的重要趋势。

1 我国5G应用正从“试水试航”走向“扬帆远航”

1.1 顶层设计逐步完善，初步形成5G应用推进合力

“十四五”时期是中国开启全面建设社会主义现代化国家新征程的第一个五年，也是中国5G规模化应用的关键时期。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出“构建基于5G的应用场景和产业生态”。工信部联合中央网信办、发展改革委等九部委印发《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》统筹推进5G应用发展，把握5G应用关键环节，赋能5G应用重点领域，凝聚各方力量，激发市场活力，形成推进合力，构筑5G全面赋能经济社会发展的新格局。同时，编制印发《关于推动5G加快发展的通知》《“双千兆”网络协同发展行动计划(2021-2023年)》《工业和信息化部办公厅关于印发“5G+工业互联网”512工程推进方案的通知》，从网络建设、应用场景等方面加强政策指导和支持，引导各方合力推动5G应用发展，跨部门协同不断加强。工信部联合卫生健康委开展“5G+医疗健康试点”，与发展改革委共同组织实施《2021年新型基础设施建设专项(新一代信息基础设施领域)》，与发展改革委、国家能源局、中央网信办联合印发《能源领域5G应用实施方案》，与教育部联合印发了《关于组织开展“5G+智慧教育”应用试点项目申报工作的通知》。地方层面，各地政府高度重视5G发展，纷纷出台各项5G支持政策，2021年由前两年支持网络建设为主转变向支持应用创新倾斜。根据中国信通院数据统计，截至2021年12月底，全国省、市、区共出台5G政策583个[1]，为各地5G应用发展创造了良好的政策环境。

1.2 我国5G网络建设适度超前，建用互促

当前，我国5G网络建设正加速推进，已建成全球规模最大的5G独立组网网络。截至2021年11月底，我国已建成5G基站139.6万个，覆盖全国所有地级市城区、超过97%的县城城区和40%的乡镇镇区[2]。5G网络覆盖不断延伸的同时，网络质量也得到不断的优化，终端SA连接占比不断提高。中国信息通信研究院5G云测平台监测显示，2021年第四季度，我国4G网络平均下载速率为28.1Mb/s，5G平均下载速率为332.5Mb/s，5G平均上传速率为48.9Mb/s。在工信部的要求下，2021年“517”世界电信日后我国新入网5G终端需要默认开启SA(独立组网)功能。5G云测平台监测显示，截至2021年底，手机终端SA连接占比已超过70%，华为、荣耀、OPPO、VIVO等终端SA连接占比超过80%[3]。为了进一步满足垂直行业对5G网络的高可靠诉求，业界已开展研究并不断完善SLA(Service Level Agreement，服务等级协议)指标及框架体系，建设SLA监测、管理体系与闭环保障能力。

1.3 我国5G应用基础扎实，全面绽放

5G正式商用两年来，在网络建设和市场发展等方面取得了积极进展，为5G应用奠定了坚实基础。目前我国5G网络规模和用户数均实现全球领先。截至2021年11月，我国5G手机终端连接数已超过4.97亿户，占全球比重超过75%，5G用户渗透率超过30%，位居全球第一[2]。目前，全国5G应用创新的案例覆盖22个国民经济重要行业，在工业制造、医疗等多个领域应用场景加速规模落地，5G赋能效果逐步显现。工业行业围绕研发设计、生产制造、运营管理、产品服务等环节，形成5G+质量检测、远程运维、多机协同作业等典型应用。已有138个钢铁企业、194个电力企业、175个矿山、89个港口实现5G应用商用落地[4]，有效推动工业智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理，助力工业企业数字化、网络化和智能化转型。医疗行业中5G+急诊急救、远程会诊、远程诊断、健康管理的应用，有效提升诊疗服务水平和管理效率。在媒体、文旅等行业，5G赋能4K/8K全景直播、景区无人接驳车和生态管理等应用，提升游客体验，提高景区、场馆等智能化管理与服务水平。5G+超高清视频、背包、转播车，已应用在《舞上春》、建党100周年《伟大征程》等大型活动中。

2 从“绽放杯”看5G应用发展态势

“绽放杯”5G应用征集大赛(以下简称“大赛”)是我国5G应用领域最具权威性和影响力的赛事，自2018年起已经连续举办四届。通过对四届大赛大量项目的数据挖掘和深度洞察，可以帮助行业研判5G应用发展态势和方向[5]。

2.1 行业应用广度拓宽，与千行百业加速融合

2021年第四届大赛共收到来自全国31个省/自治区/直辖市和香港特别行政区的近7000家企业、科研院所、行业协会、政府机构等单位参与申报的12281个项目。大赛选拔并孵化出了一批创新能力突出、应用效果优秀、市场前景可观的5G应用项目，助力5G与实体经济的融合。在第四届大赛所有参赛项目中，工业互联网、智慧园区、智慧城市、信息消费、智慧医疗、文化旅游领域的参赛项目数量位居前六位，如图1所示。

图1 2021“绽放杯”大赛参赛项目行业领域占比

相比2020年，5G技术进一步深入工业领域，工业互联网领域参赛项目数量成倍增长。在政策的鼓励和引导下，随着技术和解决方案愈发成熟，智慧城市、医疗、文旅、教育等领域民生服务类5G应用数量也大幅增加，5G应用与民生服务领域的结合度不断提升。

2.2 5G应用成熟度大幅提升，部分项目已实现从1～10可复制

我国5G应用已经实现从“1”到“10”，不断走深向实。通过对不同领域的参赛项目的横向分析来看，2018年，第一届“绽放杯”大赛中75%以上的参赛项目都处于“原型设计”的初级阶段，这一比例逐年下降，2021年为20.53%。同时，2021年已实现“商业落地”和“解决方案可复制”的项目数量总数接近50%，其中15%项目已实现“解决方案可复制”，见图2所示。从产品创新扩散角度来看，参赛项目通过原型设计完成功能布局，再通过试点示范确保总体功能设计在商业环境中可行，进而逐步推进商业落地，通过增加投资规模扩大产量，部分场景解决方案可实现复制。

图2 2018～2021“绽放杯”大赛项目成熟度对比

2.3 5G与各类新技术融合创新，关键技术能力不断提升

5G继续展现对新兴技术的带动融合能力。第四届“绽放杯”大赛参赛项目中，定位、大数据、边缘计算、云计算、人工智能技术的使用率均超过40%。相比前三届大赛，虚拟专网(网络切片)、上行增强、5G LAN等技术在5G项目中的应用比例显著增加，见表1。值得关注的是，当前各领域5G应用对定位技术需求较为明显，关键技术能力继续提升，5G解决方案日趋完善，支撑5G与更多行业领域融合发展。

表1 2018～2021 “绽放杯”大赛项目关键技术分析

2.4 行业需求进一步聚焦，通用型终端需求旺盛

摄像头/相机、5G CPE、5G网关、传感器等终端需求旺盛，各行各业对终端类型的需求进一步聚焦。其中，摄像头/相机类终端在大赛项目中使用的占比最高，达到57.75%，其次是5G CPE，占比超过50%，如图3所示。在对工业制造、园区、教育、智慧城市、文旅五个行业领域的分析中发现，摄像头/相机在大部分行业中使用需求和使用率超过了半数，已成为各领域项目中的刚需。5G CPE仍然是各行业普遍采用的5G连接方式，一段时间内，各类5G应用解决方案中使用5G CPE转接信号连接设备的方式将持续。5G网关、AGV、DTU(串口数据与IP数据的转换器)在工业制造中的应用相对集中，超过70%的制造类参赛项目使用了5G网关，超42%的项目使用了AGV设备。AR/VR终端在教育、文旅行业的使用较为普遍，尤其VR终端在两行业的使用率分别达到55%和62%，如图4所示。

图4 各领域参赛项目应用终端类型分析

2.5 5G应用产业生态正在逐步繁荣

大赛申报主体类型可以充分反映产业各方参与的力度及产业生态繁荣情况。从项目申报主体类型上看，2021年，包括中国电信、中国移动、中国联通、中国广电在内的运营企业仍然在促进5G应用发展上占据主导地位，参赛项目占比超过66%，但相比2020年占比有所下降，见图5。而今年解决方案提供商参赛项目数量占比与往年相比则大幅上升，占比超过20%，解决方案提供商在主导5G应用创新方面的能力不断增强。

图5 2018-2021年“绽放杯”大赛参赛项目主体类型分布

解决方案提供商参与力度的持续加大反映了5G产业链各方积极投入5G应用推进工作，相关企业在孵化5G应用解决方案时的能力更加完善，能够更好地满足行业应用单位需求。在应用领域分布方面，解决方案提供商的参赛项目聚集在工业互联网、医疗健康、其他(政务、园区、商业等)、智慧城市、民生(智慧医疗、智慧教育、信息消费)。

3 我国5G应用规模化发展进入关键阶段

经过4年的酝酿和孵化，各行业5G应用不断绽放，深度融合，给千行百业的数字化转型和智能化升级带来了创新活力。当前，我国5G应用发展经过技术验证、场景适配等阶段，大部分行业的应用场景已经逐步清晰，工业、能源、港口、矿山、医疗等重点行业已经迈入行业适配阶段，下一步，5G应用规模化发展将进入关键阶段。

同时，5G应用发展还将面临三方面问题。一是应用深度不足。我国行业众多，各行业、各企业数字化水平和发展阶段不同，需求和问题差异性大，与行业的技术、设备、流程等融合深度不足，需借助国家、行业和地方力量做深做实。二是整体生态能力不足。5G生态系统比4G生态系统更加复杂，创新协同难度加大。我国原始创新能力薄弱，构建产业生态的基础不足，创新要素的基础存在短板(技术要素、资金要素等)。企业构建生态能力不足，能力开放、利益让渡、构建生态的意识不强。三是联动协同效应不足。各行业虽然发展阶段、程度不一，但路径、经验以及通用化产品级能力是可复制的，需要行业间协同、行业间推广，目前缺少机制。对此，推动5G应用规模化发展主要建议如下。

一是要建立推进体系。国家层面，通过顶层设计，持续施加“源动力”。围绕“扬帆”行动计划，形成国家层面牵头的跨部委工作机制，持续加强并完善5G应用推广政策体系建设和评估。行业层面，推动跨行业经验交流合作机制，通过先导行业总结经验、知识，提炼共性技术/平台，逐步向其他行业传递等。其他行业吸收环境中产生的巨大的放大、增长效应，全面赋能落实业务，通过国家牵引，形成行业间“发展共振”。地方层面，推动央地联动，构建跨部门、跨行业、跨领域协同联动的机制，做好标准、产业、建设、应用、政策等方面有机衔接，形成政府部门引导、龙头企业带动、中小企业协同的5G应用融通创新模式，促进5G融合应用加快落地。通过5G应用引领区，结合地方产业经济特色，推动行业应用走深向实。

二是重点行业分类施策。我国行业数字化水平参差不齐，需求差异性大，个性化更为突出，推进5G应用规模化发展必须一个行业接着一个行业推广，持久发力。对于先导行业，做深上量。抓住能源、工业等重点行业，集中力量进行技术攻关，推动行业标准，加强5G应用深度。通过专项资金等不断降低成本，形成可以速复制和推广的解决方案，以量变带动质变。打通商业模式闭环，与行业龙头携手创建产业生态。对于潜力行业，应加强5G应用试点示范，与行业主管部门合作，创造良好发展环境。推广优秀案例和试点项目，加大宣传和推广力度。持续丰富场景，明确需求，推动重点应用规模复制。对于待培育行业，应持续孵化和培育应用场景，引入低成本、易部署、难度低的解决方案，持续开展试点示范。对于待挖掘行业，鼓励开展行业合作，推动技术和场景适配。引入先导和潜力行业的成熟技术、解决方案及成功经验，加速5G需求挖掘。

三是重点应用梯次导入。推进5G应用规模化发展，要立足我国国情，结合5G标准客观发展规律和行业数字化转型需求，走出中国特色的5G行业应用推进路线。5G必须与行业特有的技术、知识、经验紧密结合，以点带面、纵深推进重点行业规模化复制应用。联合产业各方，由浅入深、循序渐进，由生产监测、远程服务、智慧物流等基础环节向数字化研发精准控制等关键环节延伸，成熟一批、推广一批、复制一批，最终通过示范引领促进行业应用规模化落地。探索形成先导行业试点孵化应用场景，梯次向有潜力、待培育行业渗透推广，带动5G与需求待挖掘行业深度融合的发展模式，助推行业应用形成规模化发展正向循环。

四是建设应用产业大生态。5G应用产业生态涉及角色众多，需优化现有合作机制，照顾各方利益，打造“共生、互生、再生”的5G产业生态圈。鼓励商业模式创新，开展优秀商业实践评选。推动运营商、设备商、行业解决方案提供商建设基于生态的运营模式，探索能力开放和共性能力平台建设。持续推动解决方案供应商培育工作，鼓励龙头企业孵化创新能力强、带动效应明显的领先供应商。先锋企业在此期间应充分发挥担当作用，凝聚产业链上下游多方主体广泛参与，各方优势互补，开展“团体”合作，打通技术、标准、产品、方案等各环节，持续推动形成5G应用的大融合、大生态。

4 结语

我国要在“十四五”期间持续保持经济平稳增长，必须充分释放以5G为代表的前沿数字技术创新对经济社会高质量发展的基础和带动作用。5G商用以来，我国5G应用已经实现从“1”到“10”，不断走深向实，在工业、医疗、港口等各领域开展应用实践，目前已进入到规模化发展的关键时期。5G应用规模化的目标，不仅仅是ICT本身的繁荣和创新，更是为实现我国数字化整体发展，为千行百业提供创新动力和基石。5G应用规划化本质，是从模仿式创新到原始性创新的突破，是我国数字化浪潮的浪尖。因此，未来需要产业各方、行业内外、全国上下齐心协力，共推产业，共建生态，共创未来，真正实现我国5G应用扬帆远航的崭新局面。