特番|从蜂窝网络到手机革命:杨旸谈移动通信浪潮三十年
忽左忽右
01 | 手机:多条技术路径的汇流
程衍樑:各位听众大家好,欢迎收听这一期的忽左忽右,我是程衍樑。我们过去在这个节目里面聊过很多关于工业史的内容,我觉得可能很多听众都有印象,就是真正改变普通人生活的一些产品,往往背后它不是某一个技术的突然成熟,而是很多各自发展的技术在某一个时间点发生了汇流。之前像我们在节目里面聊过汽车产业,内燃机、石油、橡胶、公路、大规模制造汇流而成了现在的汽车行业。我们也聊过化工,它对于材料、对于能源、对于工业组织的一个需求。今天我们想用类似的一个方式来谈一个现代人可能最熟悉、但同时最容易被低估其复杂程度的工业品,那就是手机。我们来谈谈手机和通信的最近30年的一个发展历史,它背后也是几条完全不同的一个工业史。我觉得首先有无线通信和蜂窝网络的一个历史,第二它是一个半导体和计算机的历史,越来越强的这些算力被塞进越来越小的手机设备当中。还有一条比较容易被忽略的暗线是这个能源和材料历史,如果没有90年代以来像锂电池它的商业化,没有显示材料,没有这些精密制造的一个持续进步,我想手机也可能无法像今天这样去影响人类。就像前面说的,这些技术也不是独自的一个发展,它们其实也处在一个互相影响甚至互相矛盾的一些需求当中。我们既希望这个信息更多,又希望设备更小;既要性能更强,又要续航更久;既要屏幕更大,又能装进口袋。但实际上在工业设计当中这些诉求可能是有时候很难同时来适应。今天这个矛盾好像又走到了一个很有意思的节点,就是直板智能手机它的主流形态已经稳定了十几年,正面几乎全部都变成屏幕,而芯片、影像、网络性能仍在进步当中,所以手机本身还能怎么变化?大家可能看到最近的新闻,好像折叠屏重新成为一种接近于主流的新的产品形态,也许代表了一种方向。那二维平面的空间越来越难以扩张的时候,就开始改变这个设备本身的一个空间结构。我们也非常感谢今天咱们这期节目的赞助商小米,他们最近也发布了一款全新形态的折叠旗舰,也就是小米18 Fold的中折叠,它兼具小巧便携与大屏视野,整机只有219克,比很多直板旗舰还轻,更关键的是它搭载了小米自研的玄戒O3芯片、6000毫安大电池和徕卡2亿超清主摄,性能和续航在折叠屏里都是天花板级别。所以这期节目我们受小米之邀,从通信发展史聊起,看看为什么说折叠屏尤其是中折叠有可能是下一代智能手机的主流形态。我们来回到现代通信和便携电子产业诞生的节点去看看,过去原本独立发展的一些技术路线是怎么一步步交汇,最后共同塑造了我们今天全人类都在使用的智能手机。今天邀请到的嘉宾是长期研究移动通信、5G、6G、智能物联网和算力网络的杨旸教授。欢迎杨教授来到忽左忽右。我也知道杨教授过去是咱们节目的听众,可以请杨老师来给各位听众来简单介绍一下自己的一个研究和履历。
杨旸:非常荣幸今天能够成为座上嘉宾来到演播室,跟程衍樑一起来讨论移动通信的发展,特别是手机作为一个越来越离不开的一个终端,对我们每一个人的生活和工作都产生了巨大的影响。我本人是1996年毕业于东南大学的无线电工程系,然后留校读了硕士,读完硕士以后我去了香港中文大学的信息工程系读了博士,之后去英国教书教了大概七年,回国前是在UCL的电子系从事移动通信、物联网方面的研究。现在我还是在这个领域从事研究,但是就像刚才程衍樑讲的,就是说我们现在不光是对通讯非常重视,其实也把很多计算、智能化的功能融入到新一代的移动通讯终端和网络当中来。所以非常高兴有机会跟大家分享我的从业经历和从研究的角度看到的一些变化和趋势。
程衍樑:杨老师你不光具备研究领域的视角,你同时跟产业的关联也是过去联系得比较深的。刚刚你也介绍了你是96年当时是毕业于东南大学的无线电工程系,后来我看到你又拿到了港中大的信息工程博士,后来当然在英国、美国这些学界都有非常多的一些经历。那90年代你选择这个无线电工程这个行业的时候,当时目标的这样的一些未来的职业方向是跟这种移动通信相关的吗?因为96年那个时间节点,倒是我是91年出生的,那会我还小,但是我凭借很多的一些刻板印象的记忆,那是不是还在一个大哥大的时代?
杨旸:一讲这个毕业时间就暴露年龄了。当时连大哥大都没有,所以当时我们选专业处于一个信息的盲盒的状态。那么我选这个无线电工程的主要的原因是我的老爸他是做电子方向的一个工程师,对东南大学也是充满尊敬,他本人也是东南大学毕业的,所以就是他的影响非常大。其实我当时的最想学的是偏建筑类的,就是有点设计、有点这个工程相结合的,但是当时也没学过绘画,没有学过这些,所以只能听从老爸的安排和建议就去了这个无线电工程。这样的话就见证了整个移动通讯的这个快速发展,以及互联网其实也是从90年代快速发展起来的。
程衍樑:所以现在我们在手机上就是非常自然地会享受到网上冲浪的乐趣,但是在当年这是两个完全独立的行业。
杨旸:对。
程衍樑:就是,待会我们可以来详细讲讲从1G、2G、3G、4G一直到5G到底是怎么一回事,以及为什么我们今天还没感受到这个6G的一个普及。那我先来问一下你,如果不考虑刚刚我们说到的这种什么2G、3G、4G到今天5G的一个技术代际,从你个人的经历出发的话,过去这30年来有没有哪几个具体的时刻让你意识到你所在的这个行业还真的是在一个人类技术前沿变革的一个节点上?
杨旸:那当然是有的。就是我们其实同学们最近正在筹备毕业30年的一个回校的相聚,所以我们又把一些老照片给翻出来了。所以你讲到的这个具体的时刻其实马上就会在我的脑海中有非常具象化的呈现。那么第一个重要的时刻当然是我为什么要选择这个移动通讯。当时我们无线电工程系有几个不同的专业,比如信号处理、水深通讯等等,移动通讯当时我们有全国的第一个移动通讯国家重点实验室,所以在第一代移动通讯还没有成熟的时候,或者没有产业化那么便利的时候,我们其实已经开始这方面的研究。所以当时我觉得是一个好奇心驱动。我记得当时去找我的后来的导师去毛遂自荐,就是他还是满脸的嫌弃,就觉得你们这些毛头小伙子读书也没读到什么样就想做移动通讯方面的研究,因为那个需要很多的数学、需要很多的概率这样的知识。但是我比较死缠烂打,我的导师也就收了我这个徒弟,当时从事的是CDMA就是当时的一个3G的一个标准的研究。那么第二个moment就是我后来到了英国教书的时候,我的一个非常重要的项目,这个项目是当时东芝的欧洲研究院给我的。以前东芝为什么在英国设立一个研究院,核心的原因就是因为在Bristol有一个GSM的大佬叫Joe McGeehan,他是Bristol大学的一个教授,但是他是GSM技术的发明人之一,所以东芝看中了Joe教授的这样的一个非常强大的技术背景,所以就把欧洲的研究院设在了Bristol大学的隔壁。我是作为UCL的教授是非常幸运得到了Joe McGeehan的关照,然后给了我一个科研项目做认知网络方面的研究,然后也拿到了重要的企业的一些资助。之后我又拿到了英国电信、Airbus还有Rolls Royce等等这些机构的一些资助,那么开展我的相关的科研工作。
02 | 从飞机传感器到南水北调:通信技术的隐形战场
程衍樑:刚杨老师已经提到了你工作过的这些不同的单位、这样的一些机构,从英国电信到这种什么空客、还罗尔斯罗伊斯。我们过去的印象当中这种就是航空制造业企业以及像这种发动机制造业企业,以及我看到您履历里面后来也参与到南水北调这个工程当中的一些通信研究方面的这样的一些领域,能给我们简单地介绍一下吗?这几个好像跨度很大的行业里面,他们对于比如说通信技术的需求可能分别来自于哪些方向?
杨旸:英国电信的需求就非常明确,它本来就是一个做通讯的公司,但当时他们非常想做智能养老、居家养老这样的项目,因为在2003年、04年的时候物联网的技术刚刚开始启动,那么后来也变成5G就第五代移动通讯的重要的标准,就是我们的网络不光是支持人和人之间的通讯,也要支持物和物之间的交流和通讯。所以英国电信在那个时候就投了很多资源去做这种物联网驱动的智能的家居这样的一些应用场景。那么空中客车和Rolls Royce它实际上有两个不同的需求。这个空中客车Airbus当时想做一个叫做Active Aircraft,就是传统的飞机在空中飞行的时候由于气流的变化,飞机的摩擦力很大,然后飞机的抖动也很厉害。那么对于我们的普通乘客来讲,这个只是你的乘坐体验不好了,但是对于航空的产业来讲这个过程是非常耗油的,就是你的飞机抖动的话航空燃油的消耗很大,这个是他们航空领域的重要的支出。所以当时Airbus就和英国的科研的支柱单位联合推出了一个叫做Active Aircraft的项目,从英国找了大概七个不同的大的研究机构联合来做下一代的主动型的飞机的一个设计。那么这里面有空气动力学的专家、有材料的专家、有做传感器的专家,那我是做通讯的。那么他们就是说我的任务就是把这些传感器的数据能够收集到中间的控制单元来,然后做一个相当于在空中的神经的一个控制单元,能够帮助这个空中客车这个主动型的飞机更好地响应这个气流的变化,主动地来对气流做调整,那么这样的话你飞行的过程就更加的顺滑,然后燃油的消耗就更少。所以这是非常理想化的一个设计理念,当时是07年的时候他们提出这样一个计划。所以我当时印象很深,就是跟这个团队开会的时候其实我也不大听得懂其他的实验室在做什么,但是大家都相互需要,因为做材料的人肯定不懂做通讯的人,做器件的人肯定不懂做这个空气动力学的人,所以大家都知道就是我们在完成一个巨大的这个任务,但是每个人只负责其中的一块拼图吧。然后Rolls Royce的这个需求也跟这个无线通讯密切相关,他们当时是想在做喷气式发动机的时候能够实时地监测这个发动机的制造过程的所有细节。所以呢他们原来的解决方案就是在喷气式发动机的这个机身上会粘连大概2000多个传感器,就是感知不同位置的压力变化,因为我们都知道Rolls Royce的这个喷气式发动机是全球有名,而且他们是终身保养的。但是他们这样的制造过程有两个痛点,就第一个就是他把所有的传感器连上去以后,他发现总有20%左右的数据收不回来,但是他没法去再重新再检查一遍到底是哪20%不行,所以这个对他们来讲很痛苦。而且他如果用有线的方式去连接这些传感器,只能去测这个喷气式发动机静态的状态,就是你在生产的过程当中或者你想试一试这个发动机的一些功能的时候,只要这个发动机一动这些传感器都连不上了。所以他非常想做一个无线的传感器的这个解决方案,就是把这些传感器的数据能够通过无线网络的能力把它收集回来。所以当时我和英国北部Strathclyde的一个教授,我们合作一起来给他提供了一个方案,他主要是做信道和测量,我主要是做通讯和最后的这个数据分析。所以这个你可以认为是一个早期的智能制造、工业4.0的一个版本,因为这个完全是跟生产制造相关,但是你可以看到这个需求对无线通讯的这个依赖是很大的。然后我回国以后就是一个偶然的机会,就是在12年的时候去这个南水北调的办公室汇报的时候,当时的领导就特别关心这个信息化的过程。当时我印象很深,因为南水北调的这个总投资非常大,是建国以来中国最大的一个民生工程。那么当时领导给我印象很深的话是说,我们最伟大的这个水利工程值得最好的信息工程。所以他的意思就是说我们要用最新的物联网的这个通讯的技术,把南水北调全线的1432公里全线的这个中线的数据都能收集回来,这北京可以调度而且指挥这个南水北调工程。这个非常有意思,它中线工程是从丹江口水库然后调水到北京的团城湖。
程衍樑:对,它是从汉水调水到北方。
杨旸:对,所以全程1432公里,流经四个省份,这些省份都是北方非常缺水的干旱的省份,所以非常需要这些水来做这个农业的支撑。他们的这个调水是两边的落差有大概130多米,从这个丹江口水库到团城湖是全程自流的。这个自流就带来一个很大的问题,就是说中国的这个北部地势其实高低起伏的,所以他们其实遇到比较低洼的地方,他们就会架高架桥来通水。然后你想象一下,就是如果一个高架桥相当于双向六车道上面跑的全是水,每一个地方就是一吨,所以你就知道这个高架桥的承重比高铁的高架桥还要高。那么遇到高的地方它要打涵洞过去,所以最大的一个涵洞你可能都很难想象,其实是穿过黄河,因为黄河现在变成那条地上河,所以这个涵洞大概有七公里长,从这个下面穿过去,这个涵洞有直径有九米。你能想象这么大一个巨大的工程它全年无休的,你也没法把这个涵洞停下来说我要做检修,那北京就这个水就要停供几天。所以当时他们遇到的这个困难,我们花了将近两个星期的时间就去把全线沿途都跑了一下,就写了一个报告,就是我们发现五十几个巨大的挑战,有的问题是可以用技术方案解决,有的问题是不能用技术方案解决,要靠政策、要靠法规来解决。所以我们把这些这些问题总结出来以后,在12年的时候向领导汇报了。那么他就非常有前瞻性,就鼓励我们去尝试。所以当时我们作为这个牵头单位提出了说解决三个安全的问题。第一个安全就是工程安全,就是刚才讲到的这个所有的水渠还有这个涵洞,你要保证百分之百的工程安全,就是不能有人从底下试图打个洞去把这个底下的这个涵洞打穿了,或者说把这个水渠破坏了。第二是水质安全,它这个南水北调它是从南向北1400公里,所以东西向很多老百姓有一些日常的生活工作的活动,所以每隔一公里就会建一个跨这个渠道的这个桥,那么这个桥是没有什么防护的,就是说有可能会有东西掉到这个水渠里,所以你实时要监控水的质量。第三个安全可能大家没想到的,就是人身安全。因为南水北调的这个渠的里面的水的水质特别好,是那个丹江口水库是一级水,所以是可以直接饮用的。那么很多老百姓喜欢下去游游泳、纳凉,或者是去这个玩一玩,但是它这个水流速其实看起来并不快,每秒一米的流速,但是这个壁非常的滑,它不像那个河流中间有泥土、有树根这些你可以抓住,所以一旦游进涵洞或者什么呢就非常危险。
程衍樑:就是对,特别对于小孩子夏天的时候非常危险。
杨旸:可能也爬不上来。
程衍樑:爬不上来。
杨旸:对,因为那个坡很滑很滑。但是南水北调办它作为这个运营部门它又没有执法权,它不能够说我在边上比如说设电网。所以呢我们做的方案就是你要不断地向当地的老百姓用喇叭,如果他去攀爬这些设施的话,你要对他做解释和宣传。所以这个三个安全,就是工程安全、水质安全和人身安全,是我们当时在这个工信部03专项的这个支持下完成的主要的任务,做了10个典型地点的这个试点。我还记得大概是用了100多家企业的一共是10万个传感器,再用当时的3G、4G的这个通讯网络把它传到北京的这个总的监控室,然后也能够在远程进行快速的指挥。所以这是我们从2012年一直做到2016年,所以是我回国以后觉得做的最自豪的一个把移动通讯技术、传感器技术完整地用到了一个看起来好像完全这个新颖的一个应用场景当中,但是对国家的这个民生是非常重要的一个项目。
程衍樑:对,就可以看出来这个通讯技术其实能够应用的领域几乎是各行各业、方方面面,甚至很多可能大家想象不到的这种大型工程也好、其他的这样的一些项目也好,里面可能对于通讯技术的具体需求是非常细节的。刚刚讲了这个南水北调这些饮水渠的这些例子,那我想全国的这些铁路对吧,数十万公里的这样的一些高铁线路,对,还有输电网络,这些其实都有类似的需求的。
杨旸:对。
03 | 从1G到4G:一部手机形态的进化史
程衍樑:那回到这个通讯技术本身,可能最显性的一个领域也就是这个个人消费品的这样的一些电子通信设备。我想问一下杨老师你自己最早用到的像这样的一些通信设备是从什么时候开始?
杨旸:我记得就是在大学三、四年级的时候,大概98年左右的时候,我老爸因为是做这个行当的,所以当时有一个这个爱立信的手机,当时非常时髦,所以我最早是在98年左右了解到这个移动通讯的,而且有机会去试用移动通讯的这个个人终端。那么后来到了这个GSM的时候就变成第二代终端的时候,就变得非常普及了,因为数字化的技术使得这个可靠性大大提升,而且这个终端的体积和售价也大幅地下降了。
程衍樑:它那个就是所谓叫数字通信。
杨旸:数字通信,对,就是第二代的这个GSM手机就是用了数字通信的技术。第一代是模拟通讯,模拟通讯就是比如说我们聊天的这个声波的信号它就简单地放大传出去,但是距离一远就会有失真,因为中间有很多的干扰。什么数字通信呢?就是你可以在每隔一段距离你可以重新把它纠正过来,就是因为你发现个别数字假如说是受干扰影响发生了这个变化,但是你那个编码的过程当中你可以加纠错码,那么你就可以把数字信号完整地再复原。所以数字技术就是不光是在通讯,其实在音乐等等这些领域其实都是广泛使用,就是因为数字技术更容易保存、更容易纠错、更容易传播。
程衍樑:对,所以GSM是非常受到大家喜欢的一代技术,待机时间也很长。而且有了它出现之后是不是就开始可以出现文字输送了,就是发短信?
杨旸:那时候有短信了。因为在这个之前,可能你这个年纪你太年轻了,没有经历过BP机的时代,对吧?就是摩托罗拉当时卖2000块钱的一个小的BP机夹在皮带上,如果有人要找你的时候,你会收到一个这个BP机的message,然后满世界找公用电话,然后就打回去,那那个呼叫你的人就会等在那里。当时的这个沟通方式是这样的。那么后来有了电话以后你就可以随时随地地呼叫,然后也会有这个短信,但当时的输入不是特别的便利,你想嘛用123456的10个数字的这个键,然后每个键代表几个字母,然后你还要做拼音,那输的文字就是非常的困难。所以很多人虽然GSM的手机可以输短信,但是这个使用体验就是不太好,所以对大多数人来讲能打电话,只要是费用上他能够承担,那么他一般就直接打电话。
程衍樑:对。那像这个2G的时代就是刚刚说的这个数字通信,那后来到3G时代的话我就很有印象了,因为我经历了那个从3G到4G整个的过渡,尤其到4G的时候,那4G普及整个过程对吧,我觉得都已经上班了。这两个代际它和前面2G的一个技术的区别具体是什么呢?
杨旸:当时这个3G的一个目标其实是冲着我们后来实现的这个视频这些去的,但是由于当时的这个技术的限制,就是屏幕、还有能耗、还有这个芯片的这个成本,所以3G其实最重要的是可以传输图片了,就是它其实还没有完全达到可以无缝地传输这个视频。那么当时我们做研究的时候就是说一个最高的这个速率可能是两兆bps,这个每秒两兆比特这个传输的这个速度,那么就有了3G。但是当时3G分成了三条不同的技术路线,就是不像GSM是欧洲人一统天下,这个诺基亚、爱立信非常非常的时髦,就是那时候的手机的设计也是非常有艺术感,然后有这个质感的感觉,什么形状的都有,而且那时候诺基亚最贵的我记得好像叫8810还是什么,也要卖到将近8000块钱,你想在98年、99年这个样子也要卖到8000块钱的手机是什么样一个概念。那么3G当时美国人提了一个自己的方案,就是有高通牵头,那么他们那个方案叫做码分多址,这个英文叫CDMA,意思就是说用不同的码来区分不同的这个用户,然后这个码是正交的,就有点像什么呢?就好像你说英语、我说中文、他说日语,反正就是我们可以在同一个场景下跟不同的人交流,因为是这个语言实际上大家就可以选取自己熟悉的那个语言嘛。所以这个码分多址是当时美国高通、摩托罗拉他们主推的一个3G标准的技术。那么欧洲人他还是主推他们这个GSM延伸过来的这个FDMA的技术,所以这个还是诺基亚、爱立信这样的大厂、运营商,就是沃达丰、Telefonica这些厂家。中国在那个时候其实早期跟西门子合作,后来是大唐在主推这个中国的TD-CDMA这样的技术,就是希望中国有自己的时分多址的这样的这个核心技术。所以当时是三分天下的格局。在3G的时代当时三个技术都引进到这个中国来提供给我们的老百姓来使用。但是我们移动通信界有一个魔咒,就是单数的这个代际都不太成功,就是1G不太成功,2G很成功,3G就也不太成功,但是4G就很成功。所以当时3G的很多想法其实原来的设想比2G要有显著的提升,但是用户的体验其实没那么好。
程衍樑:对,那个时候我在英国我还买了3G的一些产品,我觉得就是它就是发图片嘛,但是那个时候手机上也没有特别好的这个照相机,所以就跟现在这个感觉完全不一样,而且收费也很高。
杨旸:没错,所以3G其实并没有特别的火起来。那3G原来它画的大饼最后其实是4G把它完成了,就4G完成了视频的无缝的这种通讯。现在我觉得大部分年轻人跟自己的朋友、家长做这个视频电话都很普遍,对吧?那这个其实在3G的那个蓝图里都有过这样的描绘,但是在4G才真正实现了。
程衍樑:3G时代应该这方面的成本是非常高的。
杨旸:非常高。
程衍樑:我还记得我大学的时候,你想那会儿就应该是这个3G到4G的一个转型的过程当中,我在操场上遇到了一个可能是同学吧,那个女生在用手机听歌,这个事情在当时震撼了我足足五分钟,我在想哇好有钱可以用手机听歌。
杨旸:是的,所以当时它其实在那个通讯的流畅度上可能也是很一般,所以歌的那个清晰度可能也没那么好,但是这个的确是可以让数字的传输的速率可以又上了一个台阶,这是我们做通讯里面的一个核心的指标。那么到了4G以后,因为这个处理器的能力大幅度提升,所以很多图片、图像的还有视频的这些渲染什么在手机上都能完成,然后功耗这些也都是可控的,所以4G的手机就大行其道,老百姓也都频繁地用它做很多高速率的、这个低延时的一些通讯的业务。
程衍樑:顺便我问您一个事儿,就是比如说我们有时候去到像国外的一些地方接入当地的这样的一些电信网络的话,你会发现这手机上出现那个LTE的这样一些提示,这个是属于这几个G不同代际技术当中的一类吗?
杨旸:对,LTE代表的是Long Term Evolution,也是4G的一个标准,是欧洲的标准。欧洲人喜欢创造不同的名字,可能是他们的知识产权和品牌意识比较强,所以在不同代际的时候你会发现它会有不同的英文的缩写的名字,所以在不同的运营商它可能采用的方式不一样,中国可能用的都比较简单一些。
04 | 5G的尴尬:当传输能力超越了人类感官
程衍樑:2020年以后的话就基本上进入到5G的一个时代。5G刚普及的时候也有过很多互联网上的一些争论,有的人会觉得可能4G已经相当好用了,然后5G它的一个意义在哪,可能很多使用者的话不是特别的清楚,这个你能给我们来解释一下吗?
杨旸:5G实际上推出也是每10年一个代际变化的一个必然的一环。当时5G跟4G最大的变化除了速率的大幅度提升,这个是对我们每一个用户所带来的一种不太清晰的体验以外,其实5G最大的变化是物联网的加入。当时5G在2020年左右开始商用的时候就提出说我们未来的通讯不光是为人服务的,其实也要为工业场景、不同的应用环境服务。所以在为人服务的板块之外又加了两个板块。一个板块是说我有些工业场景是需要高可靠低时延的通讯,比如说生产线上的环节,你的通讯的可靠性要求很高,这个跟以前的通讯网络的需求不太一样,因为以前我刚才说了移动通讯是有很多的信道的变化的,所以是一个概率事件,就是你只要通讯的质量在多少概率的情况下达到一个情况,那人就能接受,但是机器不行,机器如果说你老是犯错的话,那么生产线就会受到影响,然后产品质量也会受到影响,所以高可靠低时延是面向工业生产的一个重要的场景,是要达到五个九的可靠度。那么另外一个物联网的场景就是叫做massive machine type communication,就是这个意思就是说我的可靠性可以降低,但是我每个平方公里里面的器件数可能要达到100万,这个比人的密度比高可靠的密度要大很多。这个场景通常我们想象的就是智慧城市,你有很多的摄像头,你有很多的各种各样的传感器布在你的道路上、你的这个草丛里或者是大楼上,那么这个时候就有海量的这个无线传感器的数据要回传,所以这个是一个以单位密度的空间上的这个密度信息点作为一个评判依据的。所以当时的5G是有三个场景,面向人的这个大带宽的场景,那么面向这个物联网的这个城市环境的这种海量器件的场景,和面向生产制造的高可靠的场景,所以这三个场景构成了5G的一个完整的板块。但是我们作为普通的用户可能没有感知到另外两个场景。那么我们先讲这个面向人服务的这个板块,我有一个同事他有一个很经典的描述,就是回答你刚才讲到的这个说5G比4G提升并没有特别快,这个罗老师他说4G就是假如说你下载一个视频你总要下载一段时间,那么你在下载的过程当中你可能会后悔,你说我不看了,这个视频太大要花我不少银子,你就按了一个暂停,这个就算了。但5G时代你没机会后悔,你点了以后你说我不下了,已经下载完了。我觉得这个描述非常准确,就是说这个下载的速度得到很大的提升,但是每个人看视频的速度其实还是一样的,你还是按照同样的速度在看,所以大文件的下载就是让你获得这个视频的速度变快了。
程衍樑:对,而且我觉得5G以后它有一个很明显的指标是好像有很长一段时间普通消费者是很难找到一个只有5G出现之后才成立的全民应用。比如说前面提到2G的时代出现了像短信,然后3G开始的话有了移动互联网那就百花齐放了,然后4G几乎是与短视频、直播这样的一些移动视频都要相绑定的,反而是到了5G的时候会觉得这种网络体验,尤其网络的能力的提升本身已经可以非常明显了,所以在体感上反而可能感觉不到它就是更加加速的那部分。
杨旸:对,是的,你讲得非常正确。就是从1G到5G,就是我们作为普通老百姓你总是在看它在传播什么,不管是以前是传播的是语音,后来变成图片、变成文字、变成视频,你都是在传输内容。所以从4G到5G它传输的内容并没有显著的增加,只是它传输的更快,它并没有带来一个你刚才讲到的一个全民应用,我们在专业术语里把它叫做Killer Application,就是一个杀手级的应用,这个应用可以为5G带来源源不断的利润。原来我们认为杀手级的应用应该来自于工业界,因为工业界就是说有海量的场景会需要通讯,就像我刚才讲到的像Airbus、像Rolls Royce实际上都会对通讯有需求。没错,但是在现实的情况下非常骨感,就是因为工业界它不愿意依赖运营商来建它的私有化的网络。就比如说你是一个工厂的厂主,你想要5G的高可靠低时延的场景,你希望的是建一个private的网络或者叫专有的网络,但在中国它不太愿意你作为一家生产厂家你又在你的厂房内使用这个频段,所以很多时候生产者宁愿用免费的比如WiFi,它的性能肯定比5G要差,就是可靠性方面,但是它是免费的,而且你使用2.4G、5.8G这样的频段是合法的,但是用专有频段是非常难的。现在只有像商飞这样的企业才有自己专有频段的5G网络来支撑自己的私有的5G网。我举个简单的例子,比如说造船业和飞机制造,它其实流水线是动态的,它不是像你生产个杯子或者生产个玩具它是一个固态的生产线,这种大型设备的制造车间其实它是一直动的,你没法做一个有线的高可靠的连接,所以无线的高可靠连接是非常便利而且便宜的一个解决方案。所以从这个角度我们还在努力,希望5G的高可靠低时延的网络能够以这种私有化的形式能够帮助千行百业能够实现它的生产力的巨大提升。
程衍樑:对,而且我想到前面杨老师你提到4G到5G的这样的一个革新之后,其实面对的很大的一个问题是虽然性能在非常大跨度的提升,但其实人们使用这样的一些通信通道传输的内容本身可能发生的变化也没有那么的大。比如说人类阅读一段文字或者看一个视频本身的这个时间并没有被压缩的一个空间,这个其实我就觉得可能也是今天的那种状况,就是比如说网速很快,但是反而是终端的这个形态它限制了这个体验的一个提升。因为很多时候我们从技术发展的历史、设备发展的历史会发现,终端形态往往也会影响创作者自己对于内容创作的这样的一些生产模式。比如说在2G、3G的时代大家打短信,然后当时出于一些技术限制可能你的短信体量是什么样,但是反过来就是人类又必须在这样的一些技术限制之下去发展自己的一些创作需求,这个我觉得还是那种技术如何去塑造和影响人类的内容创作很有意思的一点,这个在手机发展历史上好像也是多次出现。
杨旸:是的,这个终端形态实际上决定了你在这个平台上能够做多大的创新。所以我们从1G到5G,就是站在普通老百姓的角度它一直没有离开传输一个内容的这样的一个角色,它是一个传输设备。但是这个状态可能在下一代的移动通信很快就会做改变了,就是因为我们更多的依赖这个手机做计算,用它来上网,就是所谓的移动互联网的这个业务越来越普及,然后各种各样的智能应用越来越普及,所以它更多的变成了你的一个个人的助理。所以从这个角度来讲,就是未来它会更多的参与到每一个人的个人的生活和工作的环境当中,跟原来的这种传输有了很大的提升。因为你传输来传输去最高境界就是传输视频了,除了能在这个视频的清晰度上做提升以外,你其他也做不了太多的对技术上的挑战了。
程衍樑:而且人眼的肉体的分辨率也是有极限的。
杨旸:是的。
程衍樑:可能你最后的技术再继续内卷的话也是一个人类生物体能它无法感知到的。
杨旸:是的,包括音乐,对吧?就是你刚才讲到你羡慕那个女生在操场上听音乐,那音乐的颗粒度它的比特数其实到了一定程度耳朵也分辨不出来了。是的,所以从这个角度就是很客观地体现了4G到5G之间的尴尬,就是说你当然可以做得更高清,但是你屏幕的大小尺寸有限,你传输的额外的信息不能被用户所体验然后认可,所以用户的买单的意愿可能也就不强了。
程衍樑:对,就是当这种数据承载能力到了一定的阈值以后,可能真正的一个触发新的创作力的一个节点可能又重新回到终端上。那么新的一些终端的一些全新的设计,它可能才能来带来更多的一些新的创作的热潮。我觉得在这样的一个节点上,也许像今天对吧咱们赞助方以及还有很多的一些友商共同在使力的像折叠屏这样的一些方向,重新把屏幕继续做大,这可能又能给未来刺激更多的一些新的一些创意出现,这个可能是我们今天还看不到但是未来一定会出现的。
杨旸:对,是的,我们看到一个很明显的就是说屏幕在我们的生活当中变得越来越重要,就是不光你是花多少时间每天盯着电脑的屏幕还是盯着你手机的屏幕,但是大家现在绝对不愿意回到原来的按键时代了,就是屏幕是一个标配。那么所以从这个角度有更多的选择或者更大的屏幕空间其实给每一个用户带来的体验就会翻倍的增长。就是我自己本人也是用一个折叠屏的手机,就是我觉得对于我经常要看这个文件就很有好处,而且哪怕你是偶尔放松一下看看视频,那你有一个更大的屏幕享受,我觉得好像幸福指数也稍微高一点。
05 | 6G与空天地一体化:从蜂窝到星链
程衍樑:对,所以按照前面您说的那样的一个代际增长的一个定律的话,是不是再过几年的话6G也会普及到我们社会里面去?
杨旸:对,按照现在的这个标准化的流程是到2030年左右会有第一代的这个6G,就第一批的6G的终端这个形态的能够进入我们的生活。但是现在在我们学术界、工业界讨论的也是刚才你问的这个比较扎心的核心问题,就是6G它到底有些什么不同,它能够给我们带来什么不一样的体验。所以现在主流就是可能有三四个大的不同。在我的印象当中,第一个就是可能我们跟卫星的互动,就是这个叫空天地一体化可能能做到更好,就是说比如说你在远洋的这个货轮上或者说在一些登山的这个比较偏僻的地方,那么你可能有更好的机会接入到这个通讯的网络。那么第二就是说是我们原来用无线电波总是在传播一些事情,那么现在最新的技术这个无线电波也可以去做感知,就不光是可以做传输、做通讯也可以做感知,所以我们把它叫做通感一体化,这个是对于这个无人机、低空经济这样的这个产业是会有很好的助力,就是因为你在如果是无人机满天飞的这样的一个未来的这种科幻一样的这种场景当中,假如说这个一个通讯设备既可以帮你确定这个无人机的位置,而且能帮你做传输,那么这样的话就会变得非常的便利,你就不需要有两个设备,一个做追踪一个做这个通讯了。第三个我认为也是最大的一个变化,就是通讯和智能化做了很深的结合,特别是现在AI大模型还有和终端的这个智能节点的这个结合,使得我们的终端摆脱了传输什么事情的这样的一个宿命,就是你的终端不一定非要是一个传输设备,它也可能是一个计算设备。那从这个角度来讲更像你的这个个人助理了。你想象一下你的个人助理假如说只是一个传话筒,就是你要什么他只是帮你把这句话更大声音地传递给下一个人,那这个当然也是一个很好的服务,但是假如说你跟他说了一句话他就把它办了,那么这是体验更好的,对吧?他就不光是一个传内容的这个智能的设备,同时也是一个信息处理和计算的智能设备。那么这个在通讯的产业里面其实是一个很大的跃升,因为计算产业和通讯产业原来也是泾渭分明的,现在其实这个融合也是势不可挡。所以这个我们就是认为可能是未来全民的一个杀手级的应用,就是每个人可能都需要你的智能终端更好地为你提供这个个性化的服务。
程衍樑:对,你刚提到那个空天地一体化这个我觉得很有意思,因为我感觉好像是两种这样的一个思路路径。我们现在用的最多的其实是那种所谓的地面的蜂窝网络,所有人的手机里面都有那四个字蜂窝网络。但我真的是去年这种大模型流行以后,我突然有一天问了一下AI,我说什么是蜂窝网络,大家跟我解释了一下,就通过各种信号基站然后把整个大地切成不同的六边形状的这些蜂窝状的一个网络。所以大家坐高铁可能会有这样的体验,到了一个地方接入新的一个基站的这个过程当中会出现一些信号以及网络不稳定的情况,但基本上还是大体能覆盖的。但是有的地方比如前段时间我去大兴安岭自驾,那就经常陷入几个小时没信号,这就因为当地没有信号基站,也就是被没有纳入蜂窝网络里面去。但是现在我们也可以看到像星链这样的一些新的一些理念,它通过这种近地的一些低空的这样的一些卫星以太空的发射信号的方式来覆盖地球上的这些网络。这算是两种技术路径吗?还是说两者是一种竞争的关系还是互补的关系?
杨旸:我觉得那是两种技术路径,但是是一种互补的关系。你从成本的角度来考虑,肯定还是在人口密集的特别像亚洲的这些大城市,还是用现在蜂窝网络的技术是最成熟的。蜂窝网络这种技术起源于70年代初,贝尔实验室提出了蜂窝系统覆盖小区的概念以及相关理论,这个概念提出之后马上得到了迅速发展,很快就进入了实用阶段。到了1975年美国联邦通信委员会也就是FCC开放了移动电话市场,确定了陆地移动电话通信和大容量蜂窝移动电话的频谱,为移动电话投入商用做好了准备。1979年日本开放了世界上第一个蜂窝移动电话网。不过严格来说世界上第一个移动电话通信系统其实是在1978年于美国芝加哥开通的,当年是在芝加哥是为那个出租车服务的,只是蜂窝式移动电话后来居上。1979年AMPS制模拟蜂窝式移动电话系统在美国芝加哥试验,当时就是在芝加哥建了多个的无线发射的基站,我们把它叫做Base Station,就是把这个城市划分成几个区域。至于是不是这个六边形这个另说,因为根据城市的信号的波动还有楼宇的这种密集程度,其实大部分形状都是不规则的,但是它是受到了蜂窝的这种启发,就是说我每一个基站其实就服务一个区域,用接力的方式就可以把有限的频率信号可以反复地复用,因为你这个信号弱了以后有一定距离这个频率又可以重复用,因为我互相不会有干扰了,所以这个蜂窝的概念就越来越成熟,然后在这个移动通信网络里面得到了快速的应用。所以现在我觉得到了下一代空天地海这个一体化的这个环境当中,其实蜂窝还是主流,因为大部分人口是在城市的。对,从这个角度来讲,我们的主要的这个设备厂商还是靠这个赚钱的。然后这个Elon Musk的这个星链计划,包括我们国家在支持的这个星网的这个大的项目,其实是为了覆盖看起来面积更大,就地球70%是海洋嘛,是这个没有人居住的地方,但是它的那个经济上的回报可能是更加的少的,就是你毕竟不是那么多人做大兴安岭的这个自驾游,对吧?或者是去登山或者去航海,但是这个市场这个服务也很重要。而且呢在城市里面在一些非常密集的地方可能也需要卫星的这个网络做一个支撑或者做一个备份,就是万一城市出现了一些什么样的情况,比如说地震或者什么造成一些通讯设备的这个损毁,那么你有空间的这个基站来做这个补充,其实也是非常棒的。所以我觉得这是两个不同的技术路线,但是它是非常有益的补充。
程衍樑:对,而且如果有很多人像我一样过去体验过那种海上的邮轮项目的话,非常明确的一个感受就是那个在邮轮上上网是特别贵的,在星链诞生以前对吧,他们使用的真的是那种静止卫星,位置非常的高,好像三万五千公里以上吧,就是跟星链的这种可能几百公里还不一样。你想三万五千公里以上,首先你使用的这样的一些卫星它的费用、信号传输费用就很贵,其次来回七万公里的速度导致它的那种打开网页的体验也很差。
杨旸:对对对,我觉得你有了这个对比以后你就能够更知道,就是说这个其实在移动通信要达到这个非常好的体验或者增加一些带宽是非常不容易的。我记忆当中摩托罗拉在90年代做过一件特别酷的事,就是它那个铱星计划,就当年是计划发射77颗卫星到天上,它主要是为了覆盖地球的各种极端的一些地形和地理区块,包括南北极。当然后来只发了66颗,但那个因为它当时用了77这个数字,而元素周期表上排名第77的是铱这样的一个元素,所以当时叫铱星计划。你想那是在90年代,它当时这个技术路线比较大胆,而且非常理想化。现在整个铱星网络还在使用,但只是没有在主流的民用的市场上,它是为军用和其他的一些专业行业的应用提供支撑,包括一些救援信息的传呼也非常重要。所以从商业上它是一个失败的项目,在技术上我觉得它是探索了很多新技术,而且也是某种程度上也培养了很多人才,为后来的这个星链的成功提供了这样的支撑。它有点像那种星链之前的一个星链,它是一个值得致敬的先驱。星链它就像你说的,它成功就在于它大规模的低轨道的部署以后带来的体验就非常好。所以我觉得这个是卫星上的这种通讯的一种特点,就是你需要非常大的财力的投入,而且它不光是一次性的,它未来这个卫星在天上其实这个淘汰也很快,所以它要不断地往上去补充足够多的这个卫星才能够做到这个全覆盖。
06 | 锂电池与5G功耗:移动计算的能源暗线
程衍樑:我们刚刚花了非常多的这样的一个篇幅来聊这个通信技术,其实它也伴随着手机最主要的一个技术的一个发展的历史,可以说过去30年的脉络还是非常清晰的。从那种只能进行模拟信号通话的1G到后来有了这个数字通信,一直到后来3G、4G、5G的一个更新,以及也回答了很多人可能关于6G对吧到底会不会来的这样一个困惑,尤其跟最新的这样的一些像Starlink这样的一些新的技术做了一个对比。但是前面也提到了,其实手机一直发展到今天,它不光是通信技术的发展,它也带来了很多比如说新的一些能源材料技术,甚至包括一些工业设计理念方面的一些新的一些变革。那今天咱们既然要聊这个话题,肯定也会聊到它的这个设备本身以及材料层面的这样的一个变化。这方面我相信就是杨老师您也有很多自己的涉猎嘛,里面关键要讲的一定就是关于锂电池这事,应该说是不是没有锂电池就没有真正意义上的这种移动计算?
杨旸:我觉得某种程度上是的,就是说现在的这个通讯设备或者所有的便携设备,包括现在特别火的这种电动车,其实电池都是这个绕不开的这个核心的这个元素。特别是在手机终端上,就是在基站侧可能还不那么明显,因为基站侧有很多的这个供电的方式,所以不太会依赖电池,但是在终端侧我觉得对电池的这种要求就是所谓的既要又要还要特别明显,对吧?既要这个待机时间长,那又要轻薄,对吧?然后还要这个安全等等。所以在我的印象中,就是你看这个手机的发展也好,或者看这个便携式电脑的这个发展也好,当时很多的时候拼的就是一个持续的续航的能力。就是我在选购自己的这个手机特别是选择这个便携式的电脑的时候,它的这个电池寿命或者我连续工作时长是我最核心的一个指标,因为我不希望我活干到一半的时候就要找地方去充电。所以我觉得这个是非常重要的这个突破。而且现在从某种程度上讲,我们一直在诟病说电池的这个升级换代比我们想象的要慢,不像其他的芯片有摩尔定律在不断地推动它,每隔十几个月就翻一个倍,对吧?但电池作为一个这个重要的部件来讲,它的这个升级受到很多物理的第一原则的这个限制,它其实没有那么快。但我觉得也是有了很好的突破以后才会给我们这个折叠屏和这个更轻薄的手机带来更好的体验。
程衍樑:对我看到说最早把那个可充锂电池投入到商业市场里面是大概索尼在90年代初干的事,可能1991年前后对吧,当时而且它是从那种所谓实验室里面逐渐开始投入到消费市场,后来像MP3、平板电脑这些移动设备,就为什么像锂离子电池它是这么的适应现代的一个消费电子系统呢?
杨旸:我的感觉可能主要一个是这个生产的成本,在现代工业的产品的设计理念当中,成本是非常非常重要的。那么我觉得锂电池在各种性能指标和成本的这个平衡当中,它肯定是一个胜出者,取得了很好的一个平衡。第二就是这个安全性,我觉得这两个其实是对于消费电子产品来讲最重要的两个点。以前那个数字相机我不知道您有没有印象,就是说其实也是用到很多的锂电池,当时就是你拍照的话那个数字相机其实也是很好电,特别在寒冷的地方,我觉得可能比手机这个产品可能对电池的这个需求还更早。那么所以那个时代就奠定了锂电池的这个地位吧。但是到了手机这个移动终端的时候,可能我们的要求更大了,因为相机你还可以做得大一点,因为你本来那个镜头就很大,而且我记得我以前买相机的时候我还喜欢买重一点的大一点的感觉好像比较专业,拿出去的时候有面。现在就是大家都追求轻薄,特别很多时候手机拍照的这个水平就已经比专业相机一点都不逊色,那这个时候其实大家对电池需求就更大,特别是我们刚才讲到未来的这个终端它不光是一个传输设备它还是个计算设备,那么从这个角度来讲这个CPU、GPU对电池的需求就更加的强烈,所以这样这个矛盾就变得更加突出了。
程衍樑:我看到你的长期研究涉及到这种无线网络的能源效率嘛,那普通用户就像刚刚提到的他可能更感受到的是开5G是不是更耗电,然后以及信号差的时候为什么手机好像掉电就掉得特别快。但通信系统内部它为了节省一个手机的这个电量的话,它应该也是做了大量就可能普通用户看不到的一些设计,你能从一个内行的角度上来分享一下吗?就比如从3G、4G一直到5G,这个手机和基站它是怎么在这种尽量去保持连接和尽量不耗电之间做这种平衡的?
杨旸:的确如你所说,就是从这个2G、3G到4G、5G的过程当中,这个基站的耗电和手机的耗电都在大幅度提升。那核心的原因就是因为我们希望传输的速率越来越高,你希望传输更多的内容嘛,就是说这个信息密度变得越来越大,所以这个更大的带宽其实就意味着你的能量的消耗就比原来要大,就是因为它的这个能量密度是一致的,就是说你的这个带宽大了以后,你乘上去以后这个能耗就变大。那么还有一个原因是因为我们的频谱用得越来越高了,就是说你原来是用900兆就做这个2G的这个发射,但你现在都用到了多少G对吧,特别是到了5G时代还有20G这样的这个高频段。那么这个高频段在我们平常的老百姓眼里可能感受不到什么,但实际上频段越高就意味着传输距离越短,因为它的消耗就越大。这个的原因就是那个它是一个波的概念,就是从物理上我们做一个简单的这个解释,就是比如说你会觉得这个男低音讲话会穿透力比较强,长一点,但是男高音讲话呢它频率高嗓子尖,它的这个穿透力就相对弱一点。所以从这个角度就是5G基站就比4G基站的密度要高,因为刚才讲的那个蜂窝的概念就是你传播距离越远就是你每一个基站能覆盖的范围越大,你要覆盖一个城市所需要的基站数就越少。但到了5G阶段,因为你的频率变高了以后你需要的基站数就增加了,所以从这个角度又使得你的成本和能耗就大幅度提升。我记得这个全世界第一个5G城市这个是深圳,当年深圳是在疫情期间建成了这个全世界第一个5G城市,主要是像深圳这个改革开放40周年,当时是建了4.6万个基站,所以这个是比原来2G、3G是有大幅度的这个提升的。但你感受还是不好,其实核心原因就是在于基站的这个覆盖范围变小了,所以你如果基站的密度没有增加到一定程度以后它的覆盖是有空洞的,那你到了那个空洞你就会断线或者是你的传输就会卡顿,所以这样的话就会带来很多的这个体验上的这种波动吧。但是在室内就没问题,室内因为它的这个环境相对受控,而且就是距离也可以做得这个基站连离比较近,所以体验会很好。另外还有一个核心的耗电的单元就是这个多天线技术,原来就是一个天线我管多个用户,现在因为你的传输的速率变多了以后,它会用多个天线单元就是照射同一个区域,那么这个时候你的能耗就是成十倍的这个增长,从这个角度也是成本和功耗这个大幅度上升。所以在5G早期,就不光是大家觉得自己的这个手机的用电也很高,你肯定也记得就是说中移动、中国联通、中国电信三大运营商最大的账单是来自于国家电网,就是它大部分的盈利都去交电费了。所以在我们这个做通讯里面就是说会有两种主要的节能的技术。第一种就是对网络来讲我会做关断的这个节能,就是假如我会实时监测这个网络当中用户的分布,然后这个用户的使用也有这个潮汐现象,就是可能在CBD地区是白天用量比较多,到了晚上可能是住宅的这个区域这个用量比较多,所以这个基站可以做一些关断,就是我就干脆就不用电把它停掉,这样就是一个非常简单但有效的一种节约成本的方案。那么在终端这边它会有休眠,这个我们以前做的研究是利用这个电池的叫做recovery effect,就是它有一个恢复效应,通过这个电池的休眠让电池来重新再恢复一点,但那个是最早的那种老的电池这种效应比较明显,这个就是我们这个老人家有的时候会有这样的这个经验,就是说如果你从那个收音机里拿出这个5号电池你放在太阳底下晒一晒,这个电池可能又能用个一天,所以这个就是那个化学的这个recovery effect,但是锂电池没有这个,就是它的这个用完就用完了。所以现在从终端这边省电其实是很难做的,而且你的大屏幕其实也是一个巨大的这个能源的这个消耗。所以从这个角度来讲,主要的这个节能的一些方案就是在网络侧通过更多的引入这个清洁能源,比如风电和光电来补充现在的这个对电网那个化石能源的这个依赖。还有一个就是利用这个通讯的这个潮汐现象和这种用户的不平衡的这种分布的情况,来实时地对某些基站做一些关断和唤醒这样的一个操作,就是你不工作的时候你就歇着。
07 | 折叠屏:当创新重新回到终端形态
程衍樑:对,看得出来对于手机的这个状态能够起这种限制因素的这些元素还真的是非常多,从这种能量角度的对吧,这个电力续航角度的,还有一些可能是用户体验角度的。所以我们到今天为止看到过去20年以来这个手机刚提到在摩托罗拉、诺基亚那个时代它的那种形状百花齐放,各种形状都有,我看到还要飞碟状的,包括那种所谓折叠手机都有不同的折叠形式,各种角度的折叠形式,感觉当年这些欧美厂商都实验过。对,但是到今天大家发现好像都大一统了,成了一个就是无论什么样的品牌都变成了一个一块玻璃状的这样的一个形态。本身可见啊,就是因为我想人的这个衣服的口袋大小基本都是固定的嘛,那有限的体积里面你要装进去这些电池、屏幕、键盘,然后还有你说的那些可能大家看不见的天线、芯片,其实都在这个争夺这个空间。我其实挺想问一下这种直板大屏形态一直到今天已经持续了这么多年了,像手机这样的高度复杂的一个系统,一旦这种主流的审美结构形成以后,为什么好像感觉改变它会特别的困难?但它明明其实也是有一些缺陷的嘛,就比如说你刚才也提到了比如说它特别耗电呀或者怎么样。
杨旸:对,我觉得这个我的理解就是可能是两个原因。第一就是像你讲到的主流的审美得到了一个确认,就是像我原来在英国我买的第一个那个全屏幕的这个HTC的手机只有四寸的屏幕卖400英镑,对吧?当时一英镑等于15人民币,所以是非常贵的。但那个时候好像还没有那么火爆,核心的原因就是生态没有统一,就是你并没有在那样一个终端上享受到各种各样的这个应用。那后来苹果的这个iPhone进入以后,我觉得就完全改变了这样的一个格局,就是它就相当于引领了那个时尚的潮流,而且它有了这个线上的这个iPhone的shop以后,就是把这个应用把整个生态建起来,然后使得各种各样的应用百花齐放,用户的体验又会不断地得到提升。所以我觉得它的这个诞生可能就是真正的意味着这个一个大屏幕的这样的一种类型的手机进入到所有人的审美的这个舒适区了。之前这个我刚才说到这个HTC也做过,其他的厂家也做过,但是可能样子看着差不多,但是就是那个体验每个厂家的都是自己的生态,所以这个体验是一言难尽的。所以我觉得现在就是说这个不光是安卓的阵营还是iOS的阵营,反正这个体验都是越来越接近,相对来讲就是让用户可以无感地在不同的阵营之间有一些切换,然后体验是类似的,所以我觉得这个是一个主要的原因,就是从这个市场从用户需求的角度其实这个认知发生了很大的变化。第二个我觉得从那个产业链的角度,就是以前可能也是做这样的手机可能定制化的需求比较多,就是你的量可能也有限。当时这个平板的这个我觉得不像那个以前2G那个时代,就是说相对来讲那个开模成本可能还是比较简单的,所以你说那时候的手机是百花齐放的,有翻盖的,有这个摩托罗拉的Razr它是折叠的但是有个铰链,当时这个折叠的小手机要卖到4万块钱你能想象吗?对,但还有像诺基亚和这个爱立信的还有那种能推出来的,就是那个键盘是在里面推出来的,所以我觉得当时都是把这些方式都尝试过,但是它的出货量跟现在是完全没法比。甚至还有那种十字架造型的对吧,就是那个圆圆的这个脑袋的可以转的那个手机,我觉得这个带来无穷的乐趣和这个回忆啊。现在我觉得第一个是刚才讲的那个生态和大众的这个使用的习惯和审美都有了苹果iPhone的介入以后就高度一致了,所以从这个角度来讲你很难再有新的变化,你有新的变化实际上就是自己在冒险。那么第二个就是这个产业链的这个角度,就是说一旦大家都在给这些主流的厂家做供应,在成本和性能之间形成很好的这样的一个平衡,也使得这个利润的分配得到一个固化以后,你再想改变一个事情也变得很难。
程衍樑:对,我就是有一次就是看到美国现在有一个博主吧,他自己在众筹想做一个老款的手机,他认为现在信息轰炸使得我们每个人没有时间专注在自己感兴趣的这个生活当中,所以他想做一个不能够上网、不能够这个多媒体互动的这样的一个老款的但很时尚的那种手机,我印象当中大概要卖300美金一个吧。这是一个反潮流的行为,但这种行为其实那个成本也不低,因为就是你的供应链其实现在你要做定制化那就意味着你给用户带来的是一种小众的体验,你可能功能更少但并不代表你更便宜,就像古董车,你可能觉得古董车在几十年前生产的车性能还有这个电子化的设备还有它的这种享受肯定不如现代的这个电动车的享受,但它的价值一点不比现在的车便宜。
杨旸:情怀加成。
程衍樑:情怀加成,对一种手动挡的乐趣。
杨旸:对对对,它所以带来无穷的情绪价值,但是核心原因就是因为它的这个生产的这个产业链它其实不支撑这种,或者支撑这种个性化定制的时候它的成本就会很高。所以我觉得从就是你刚才提的这个问题,我觉得是从两个方面,一个是用户的这个审美和需求的角度慢慢慢慢被固化或者会固定下来,第二就是产业随着这么多年做类似的这样的这个大屏幕的手机以后,它也慢慢形成了一个固定化的一个态势,除非有很大的这种新的冲击,比如说有下一代的一些终端的形势进来以后可能会有大的变化,但是这个其实是很难撼动的。
程衍樑:是的,而且我们看到过去十来年本身也有一些在局部尝试做更多创新的这样的一些动作,比如说像十几年前的那样的一个全面屏的这样的一个浪潮,你像我们这期节目的赞助方对吧小米,他应该也算是这个全面屏浪潮的先行者,我记得应该是2016年的时候他们发布了第一代的Mix,把全面屏当做非常明确的一个产品概念,在不显著增加一个整机尺寸的情况下然后正面空间基本上是全部交给屏幕,看起来好像只是把这个边框给做窄了,其实从工业设计上那肯定是要重新处理它里面的各种各样的一些距离传感器、前置的摄像头以及内部空间,所以后来全面屏你看又成为整个行业的一个主流方向。到今天对吧,好像我们看到这两年的一个更新的趋势是包括小米也好包括像苹果也好都在投入这种折叠屏的新一波浪潮里面。
杨旸:就是折叠屏的这个诞生我觉得也是一个在性能体验和这个成本之间取得一个很好平衡的一个重要的产品。就像你说的,就是在这个产业成熟度还没达到的时候我们也会遇到一些先驱,就是最早的我用过的这个折叠屏就是基本上一年就会漏液,所以我现在用的已经是第二个了,就是其实屏幕也会有些到了一定时间就会有些损毁。所以我觉得像苹果它为什么选择到现在才正式进入折叠屏,像小米也是在这个整个产业生态成熟以后推出这样这个重磅的这个产品,我觉得是非常明智的,就是它在前面的这些产业成熟度达到一定的这个标准以后,特别是良率达到一个很高的这个要求以后,它在进入的时候其实给用户体验带来的这种提升是这个巨大的。
程衍樑:那比如说相比起这种普通的直板手机,这种折叠设备其实好像也没有显著的把这个手机本身给做大,但是它可以在不同状态下拥有不同的新的这样的一些空间,那么它在比如说刚前面一直在讨论这些功耗、通信以及整机的这些内部空间的这些配置上,它会增加哪些新的一些工程难题?它到底有哪些技术可能是最近几年在被逐渐解决的?
杨旸:我觉得主要就是这个屏幕的这个折叠其实一直是个巨大的挑战,就是这个柔性的OLED的这种发展,我们其实中国的很多企业一直在尝试,但是在也就是这一两年我觉得在慢慢慢慢地走入大家的这个视线,而且你也看到这个成本是非常高的,就是都是要一万七八这样的这个售价,所以对于大部分的这个平时这个工作来讲,其实他看到的这个价值其实并不高。那么对于有些商业用户或者说这个像我这样就是对于大屏看论文或者是看这个PPT这个需求比较大的可能才会成为这个第一期的或者说比较早期的这个用户。但就算这样,就是说你也会觉得就是这个折叠特别屏幕中间有个横,有的时候这个体验上还是有点这个硌硬的。但现在我觉得这个技术变得越来越成熟了,而且这个成本也进入到一个相对可控一个范围,然后产业链上的这种相应的这个支撑也会更加的全面。所以从这个角度来讲,我觉得这个用户会非常接受这样一个这个新型的这种折叠的这个形式,因为它带来的体验和原来直板没有太大的差别,但是它在轻薄在续航方面一点也不逊色,而且这个三块屏的这个使用呢感觉的趣味性我觉得比以前要高,这个是我个人的体验,就是你把它合起来就是一个单屏的手机在用,打开又是这个双屏的,所以趣味性我觉得也在增加。我个人对我现在的这个折叠屏的唯一的这个不满就是稍微有点重,但是我刚才试看了这个小米的这个我觉得非常轻薄,而且这个手感很好,我刚才了解到才220克还不到,所以我觉得这个是完美地解决了大屏的这个使用习惯和电池续航以及这个轻薄时尚这样的一种组合,就是你在工作和生活还有这个平时的便携性方面都得到了一种很好的平衡。
08 | 大、中、小折叠:重新分配一台手机的空间
程衍樑:对,那小米最近发布的这个折叠旗舰叫做小米18 Fold的中折叠,这里面涉及到就是什么小折叠、中折叠、大折叠这个概念,就是杨老师能给我们解释一下吗?
杨旸:我觉得大折叠大家都知道,然后小折叠实际上就是一个直板手机的折叠,上下折叠,所以它打开其实就是一个直板的手机,最多也就是6寸到7寸之间,所以它其实是共用一块屏。这个主要是它放在化妆包里、放在这个小袋子里可能更加方便,那么主要就是一个平时通话然后有一些这个娱乐的需求,主打的是时尚、颜色的多变等等,这个是小折叠。那么可能办公起来可能还不如直板方便,直板的好处就是所见即所得,对吧?这个你直接了当,然后这个屏幕也直接是到了这个6点几寸,这个使用起来也比较可靠稳定,不会出现掉链子的现象。但是这个中折叠其实在重量上它其实并没有比那个直板要更重,但是它的屏幕面积又更加友好,就是对于大部分的这个应用来讲,就是我想肯定小米做过充分的调研,就是说大部分的这个应用可能是属于这个尺寸是用起来更舒服。还有就是我讲的就是未来的通讯可能大家对于计算的需求变得越来越大了,所以从这个角度就是未来的这个终端它不完全是个通讯设备,它很多时候还是一个计算设备,那么这个时候可能对于更大的体积也是有需求的,是你要放更多的芯片在这个背板上,那么中折叠可能是一个比较折中的一个好的方案。那个大折叠可能大部分的额外的空间都去装电池了,我能想象就是你那么大的屏幕的这个耗能是巨大的,当然你也会装很多这个芯片,那个是商务就纯商务用途了,就对商业用户来讲我觉得可靠性和续航可能是它最大的痛点,这是我的理解。
程衍樑:对,就是简单我自己粗暴的理解来讲的话,大折叠其实解决的就是手机怎么变得更大的一个问题,确实展开之后很像一个平板电脑,小折叠解决的则是折起来这个手机怎么变得更小的问题,像你刚刚提到场景放进化妆包里面,但中折叠好像它探索的是一个手机屏幕在扩大在扩大面积的同时依然保持一种接近日常手机的使用感。我觉得像刚刚提到的这几家主流厂商他们在最近共同的一个动作推出中折叠,是不是也说明这个在商用市场上大家也会认为中折叠是目前肉眼可以看到的未来的一个技术主流的一个方向?
杨旸:我觉得是的,特别是苹果的这个躬身入局,我觉得对中折叠是一个巨大的利好,也意味着大量的开发者就是围绕着中折叠这样一个新型的终端的这个形态可能也会不断地去改善用户的体验,开发更多的这个合适的一些场景和服务吧。这个中折叠就是我觉得它面向的人群可能就是在办公和生活之间都想要的这样一个人群。
程衍樑:对,如果说折叠屏这样的一个新的技术除了之前我们提到的它的那种柔性屏幕这样的一些比较关键的指标技术以外,还有哪些能力的积累是今天它能够真正落地尤其被主流厂商推出,对这个来说的话是最重要的?
杨旸:我觉得这个终端它作为一个一体化的产品,特别是折叠的,它其实一方面是那个柔性的这个屏幕,但还有一个我觉得比较重要的就是那个铰链的这个使用的这个次数。我也看到就是现在这个小米把这个指标其实提升得很高,就是从原来这个20万次这个不出问题变成了50万次不出问题,我觉得这个其实是给这个很多的这个用户带来了一个信心,就是说在我的这个使用的过程当中铰链没有这个会掉链子的这种情况。因为这个在我们看来这个是一个非常重要但是好像也不太被关注到的一个点,就是它不涉及到核心的部件,但它这个部件又是你每天使用的,对你的体验感很重要很重要。
程衍樑:对,而且你不要因为一个小的这个问题会掉链子对吧,就是这个我觉得是大家就不能接受。所以你既然作为折叠屏嘛,那我觉得最核心的用户要问的一个问题就是折叠会不会影响我的体验或者折叠的寿命是什么样的,所以你如果是50万次不出问题,我觉得这个折叠在我们的心目当中就跟直板就没有什么区别了,对吧?就是因为一个手机你一天可能也就折个十次,我觉得可能也就是这样,那么我觉得是完全满足大家的日常的需要了。
杨旸:那杨老师你自己作为这个通信技术的专家,你自己在买手机的时候你会关注的指标是一些什么?是不是跟那个厂商发布会上强调的那些指标还是有一些距离的?
程衍樑:我其实最关注的就是待机时间比较长、比较可靠,就是我从我的角度可能还是理工科的这个直男的思维,就是还是比较注重它的工作上不掉链子。但我对功能这些其实没太多要求,就是我觉得其实手机其实更多的作为你电脑终端的一个延伸,对于我们这个拿手机主要来办公的这个同事来讲,就是我不需要太多的功能,我到了办公室我可能主要依赖的是电脑,对吧?我在这个移动和家里或者是个人的这个生活空间里可能依赖的是这个手机,所以这是我的这个使用场景。但是对于年轻人来讲可能不太一样,就是说他们可能更多的要用移动终端来满足他们日常的这种工作、生活、社交各个方面的这个需求。所以从一个工作者的角度,我看中的是它的可靠性还有这个电池的续航这些比较重要的指标吧。
程衍樑:是,如果我们去回看过去10年的这样的一些手机发展的变化,比如从2016年从那个小米Mix把全面屏推到大众视野,到今天对吧2026年又尝试推出新的这样的一个18 Fold,我们看到的其实不只是手机外形的一个变化,它背后是整个产业链一起重新寻找一个平衡点。如果把小米的Mix和今天的18 Fold放在一起的话,他们虽然一个解决的是全面屏的问题,一个解决的是屏幕的这个折叠形态的问题,但背后都有一个共同的逻辑,就是不断重新分配一台移动终端的空间,让它承载更多的东西。那如果把这样的一些产品当成中国手机产业发展的具体案例来看的话,它背后最值得关注的除了这个产品本身,那还有哪些比如说供应链或者工程能力的一个变化呢?
杨旸:我的理解就是两个方面。一方面是软件的设计能力,这个我觉得整个生态其实要全力以赴地来支持这种新的变化,这个是不容易的,因为每一个人其实对这个事情的理解可能都多少有些不一样,而且很多的这个软件设计的studio他们都在观望,就是说它肯定是要面向出货量最大的这个终端的这个型号来做自己的这个计划。但我个人认为这个中型的折叠屏未来会是一个大的趋势,就是说这个越来越多的年轻人在换机的时候随着它的价格的更进一步的进入大家的这个舒适空间,我觉得这个趋势肯定是不可阻挡的。所以我觉得这个软件生态会对标这个苹果的这个软件生态可能做一次这个同步吧,就是说大家从最直接的想法就是说你这个iOS的这个生态里有什么样的这个应用,那我安卓的这个生态里也有类似的,就是体验一点也不会差甚至更好的一些应用,所以从软件的这个生态上我觉得是有一个很大的这个成长空间的。另外一个我觉得就是对于这个芯片和这个里面硬件的这个设计可能也会带来很多的这个新的挑战,就像你刚才提到的,就是说这个手机的空间非常有限,那么我们想要的又太多,对吧?就是这个手机不光是一个通讯还要拍照还要作为时尚的单品,而且还要成为一个计算的平台,它其实是把原来的我们这个2G的手机和现在的这个移动电脑的这个功能其实都集成在一起,然后你里面又加上了这个折叠放在这么小的一个中折叠的这个手机的这个尺寸里,然后做到220克以下,我觉得这是非常不得了的一个挑战。所以从这个角度来讲这个硬件设计可能还要考虑到这种对散热、对电池的这个进一步的提升,还有在这个有限的空间里面你怎么更好地平衡年轻人的需求,比如说摄影的功能。苹果的这一代的产品是一个试探型的,就是说它先抢占这样的一个新的品类或者一个新的这个尺寸,然后一旦反应比较好,它其实给自己留出了足够的空间做升级,就是它会不断地推出这个新的这个功能、新的颜色、新的体验来丰富这个。我觉得从这点上讲,我们可以更好地把这个有限的尺寸利用好,做更好的相机、更好的散热、更好的计算的这样的这个组合来给我们的用户提供更多的价值。
09 | 麦克风:下一代移动终端的进化畅想
程衍樑:OK,最后再问那个杨老师一个问题,就如果我们把尺度拉到10年以上,那下一次改变这种个人终端形态的这种底层的动力可能是来自于哪里?是更强的一个通信,还是比如说新的一些电池的体系,还是新的一些显示材料,或者说跟今天的人想象中的那样是一些基于AI交互的这样的一些技术,或者是一个今天可能大家还没看到的非主流视野的一个技术本身?请杨老师来谈一谈你的一个看法,顺便你也可以定义一下你眼中下一代移动通信真正需要解决的问题可能会是什么。
杨旸:这是一个非常有趣的问题。事实上我最近做的研究跟这个问题高度相关的,所以呢我跟一些运营商的伙伴其实聊过这个话题,我说下一代的这个终端我认为是麦克风。这可能出乎所有人的这个直觉,就是你会觉得下一代的终端应该更智能、更聪明、更加的这个fancy,但我觉得下一代的终端因为我们的这个计算能力部署在我们身边,有了更多的物联网的设备、边缘的这个基站,使得我们只需要一个麦克风跟他交互就行了。这个麦克风可以坐在你的耳机上,也可以坐在你的眼镜上,也可以坐在你的这个帽子上,比如说你喜欢戴运动帽对吧,或者其他的什么样的这个形式。我觉得最重要的就是你讲的刚才最后一点,就是我觉得智能交互这个下一个的这个变化实际上就是语言的自然交互,就是你根本就不需要用手指来跟他互动了,你直接像对待一个这个你的同事或者一个助理那样发号施令就行了,所以你需要的就是一个麦克风。我们在实验室里其实已经初步做了这样的这个原型的demo,就是说你对一个我们叫做agent吧,叫智能体,你对未来的一个边缘的智能体设备就可以直接下命令,让他帮你点菜、帮你订机票,你可能给他一个模糊的这个命令他就懂你。所以这个我觉得是个性化定制化的体验,那么也是给大家带来最大情绪价值的。就比如说我们现在在这个房间里,你作为一个年轻人你身体很好,你说这个房间有点热,那其实你的潜台词你的agent知道就是你的标准喜欢的温度可能是20度,因为你身体比较好经常健身。但如果我讲同样的话,这个房间有点热,我的agent、我的智能体就知道杨老师需要的可能是25度或者24度。所以这个就是我所讲的也是你刚才提到的这个个性化智能体的智能交互的这样的一种体验,就是说你需要一个像现在正在我们眼前的这个麦克风去跟你身边的一个智能体去互动,这个智能体懂你,而且能够以你的方式和喜好给你提供最好的服务。从这个角度来讲,在十年以后我觉得我们的这个终端可能就隐藏在我们的身边,或者说就是以更加这个自然的方式跟我们交互。
程衍樑:非常精彩的分享,感谢今天杨旸老师的时间,然后也非常感谢各位的听众,当然也非常感谢本期节目的赞助方小米。我觉得关于这样的一些移动硬件、通信设备的讨论是聊不完的,刚刚听杨旸老师也讲了很多过去的这些使用自己的通信领域的经验,在各个不同的行业当中去参与的故事都非常精彩,我们也非常期待未来还有更多的机会能和杨老师一起来聊聊这些技术的一个发展,尤其在中国在全世界落地的这样的一些非常具体的经验。好,那再次感谢杨老师,也感谢各位的收听,我们下期再见,拜拜。
杨旸:拜拜。
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