不只是5G，欢迎来到高通的发明时代

从3G到4G，人们已大多直观感受到了生活因此而发生的变化—智能手机普及，人们可以随时随地看视频、打游戏，4G让曾经单调的互联网世界充实起来。而提到从4G到5G，由于尚处在萌芽阶段，人们对未来的变化似乎少了一些兴奋和热情，但它绝不仅仅是网速快了一点。

5G到底能为我们带来什么？如果用一个极端的场景举例，它或许能救你一命。

在刚刚过去的第六届世界互联网大会上，工作人员展示了一场虚拟高技术急救—在一场正在举办的体育赛事现场，一名男性观众突发胸痛卧倒，这时，场中的智能探头迅速“发现”了他，并将情况和位置报告给远程急救指挥中心，随后医护人员在混合现实（MR）眼镜的指引下以最快路径抵达患者所在位置。将人送上救护车后不久，无人机将患者的采血样本送往医院化验，急救车上的机械臂开始为患者做B超检查，操纵这个机器的人是几公里之外的医生，如果医生想进一步查看患者情况，还可以戴上VR眼镜与救护车内的医护人员交流。如此一来，在患者到达医院之前，诊断报告就可以得出，这大大缩短了抢救时间。

急救并不是生活中的小概率事件，事实上，它每天都在医院上演着。这一连串与生命赛跑的动作，在5G到来之前都只是悬在空中的憧憬，想要实现它，就必须有统一的超低时延、可拓展的无线通信系统，这正是5G所能实现的。而谈到如何实现5G，有一家公司是无论如何都绕不开的，那就是高通。

从2G到5G，探索始于商业到来之前

每一个愈发酷炫的应用背后，都离不开基础技术的变革和升级，高通正是一家擅长解锁移动通信技术的公司。

1985年，52岁的艾文·雅各布博士（Dr. Irwin Mark Jacobs）与另外6名工程师创立高通（Qualcomm），其寓意为“高质量的通信”—3个月前他刚从自己创办并任职17年的卫星通信技术咨询公司退休，在此之前，他在麻省理工学院执教13年，还参与了教材《通信工程基础》的编写。

高通第一次引起行业轰动是推广无线通信技术CDMA（码分多址），当时手机还处于2G时代，行业的主流是兴起于欧洲的GSM（全球移动通信系统）。相比后者，CDMA可以在通话时降低周围的环境噪音，并具备防信号干扰、防盗听的特点，对人体的辐射也更少。凭借扎实的实验测试，CDMA最终成为与GSM旗鼓相当的行业标准，这奠定了高通在通信技术行业的地位。后来，CDMA也协助行业从2G平稳过渡到3G时代。

通常来讲，一款手机的性能由CPU（中央处理器）、GPU（图形处理器）、调制解调器等多个关键部件决定，它们被集成在一块名为SoC的系统级芯片上。在iPhone诞生的2007年，高通便推出了支持3G的SoC。自此，高通逐渐形成了自己的商业模式—技术许可业务与芯片业务。

想象力比知识更重要—阿尔伯特·爱因斯坦的这句话，被很多科研人员所奉行。打开高通官网，画面中首先呈现的是八个大字“欢迎来到发明时代”。

“探索”二字自高通创立之初便扎根于公司的基因中，需要强调的是，这种探索并不仅仅是漫无边际的技术畅想，它还与商业世界紧密结合。当然，一个成功的技术公司永远要先于商业一步。

如果将通信技术的发展脉络放到时间轴上，人们会发现从2G到5G，每一代的演进进程是重叠的，这意味着上一代技术还没有完全得到商业化的时候，公司就要开展下一代的研发。2018年9月，第一代5G技术标准Release 15发布，但高通对于5G的研究早在10年前便已开始。

“当然，研发领先的时间越长，实际的风险就越大，同时对专利保护的要求越高。”高通技术许可业务（QTL）工程高级副总裁陈立人说道。根据高通公司披露的2019年第三季度财报，其累计研发投入已经超过580亿美元，这些经费被用在5G、传感器融合、半导体、Wi-Fi、基站、机器学习、指纹感应、计算机视觉、云端、蓝牙、蜂窝车联网（C-V2X）等领域的技术研发和基础研究上。

“高通每年在研发上的投入占收入的20%以上，这是一个非常惊人的比例，在同行业中都是非常罕见的，同时我们允许失败，在很多情况下都鼓励工程师尽力创新，实现不同的想法。”陈立人说。

在高通看来，公司最有价值的部分是从事不同领域研究的“发明家们”。迄今为止，这些工程师为高通带来了超过14万项专利，它们以专利组合的形式许可给其他企业，构成了高通的主要收入来源之一。比如高通的高级副总裁马德嘉博士（Dr. Durga Prasad Malladi），他个人拥有的专利超过4000项，其办公室的墙面已经无法悬挂下这些专利牌。

“当然，通信领域的领导力并不是完全由专利数量来界定，专利的价值应该由市场来决定。”陈立人说。

除了钻研技术，这些工程师会深度参与行业标准的制定，使得高通的技术研究方向与行业发展趋势步调一致，比如来自中国的工程师陈万士博士，他拥有上千项个人专利，同时还是通信标准化组织3GPP中无线网络接入网工作组的主席。

每一个“G”的迭代，其发展都建立在前一代技术基础之上，专利和技术的丰厚储备使得高通在研发5G通信技术时能够站在巨人的肩膀上。2018年12月，高通发布首款商用5G移动平台“骁龙855”，这是全球首款全面支持数千兆比特5G，以及支持人工智能和沉浸式扩展现实的商用移动平台。Google、三星、OPPO、vivo、小米、LG等手机厂商都在其5G合作伙伴之列。

同时，高通依然会持续在4G方面的商业进程。“由于目前的5G部署依然是非独立组网（NSA）先行，这也决定了我们目前会使用4G+5G组合的方式。在一些领域，4G将会存在很长一段时间，比如物联网、窄带物联网等，而对于5G，我们会随着具体应用案例的需求而提供支持。”高通高级副总裁、4G和5G业务总经理马德嘉博士说道。

与中国本土企业一同迈向“5G时代”

中国作为全球最大的手机市场，占有全球20%的手机使用数量，同时还是全球第一大手机生产国，在4G升级5G的过程中，必然扮演重要的角色。“高通在中国多年来一直秉承着‘根植中国’的理念，高通是一家在中国的公司，不仅仅是一家在中国的外企。我们跟中国的产业有着非常深、非常广的合作。”高通中国区董事长孟樸说道。如今高通在中国北京和上海设有研发中心，还在深圳设立了全球创新中心。

无线通信行业涉及到技术提供商、运营商和用户的三方关系，这就要求高通与中国的运营商、手机厂商建立密切合作。目前，中国移动、中国电信、中国联通已在10月31日宣布了5G正式商用。正如过去几十年在3G和4G时代所做的，高通和中国三大运营商以及中兴、华为、大唐都在积极开展5G互操作测试，为5G商用做好准备，并携手联想、OPPO、vivo、小米、中兴、闻泰等国内领先的终端厂商共同宣布“5G领航计划”，让5G体验触手可及。

值得一提的是，高通与中国企业的合作不仅仅局限在运营商和手机厂商层面，而是延伸至各行各业。今年7月，高通宣布与腾讯展开在电竞领域的合作，包括移动游戏终端、游戏内容和性能的优化，云游戏、AR、VR等技术。

除了5G和芯片，你还会在这些地方看到高通

高通在计算架构方面投入了很多研究时间，这曾令很多业内人士感到惊讶。“连接和计算在未来几十年将是紧密相连的，改变技术架构以及计算运行的方式，这是非常重要的机会，甚至是一个人一生只有一次的机会，这令我们非常兴奋。” 高通CEO史蒂夫·莫伦科夫说道。

提到5G，人们最常听到的就是“万物互联”，4G大大提高了人与人之间的连接体验，而5G将颠覆物与物之间的连接方式，比如智能网联汽车、工业互联网等，越来越多的其他产业公司也会加入到生态系统中。起家于无线通信的高通，其产业链也早已不局限于手机厂商和无线运营商。

“5G背后的基础技术，除了可以推动传统的蜂窝领域之外，还驱动着非常多的应用，对于5G技术实力强大的公司来说，这将会在未来数十年间持续带来新的机会。”莫伦科夫说。

“多媒体”便是被通信技术驱动的典型行业之一。由于视频对于频谱资源的消耗量巨大，因此无论是无线还是有线互联网接入，大多数技术都与视频相关，包括音频、图形处理等等，这样的趋势在4G时代已经十分显现。

把视频信号的传输做到效率最好、质量最高，在同等频谱的情况下支持更多用户体验，且尽量减少耗电，在这方面，高通积累了丰富的经验。其中一项颇为重要的技术便是“视频压缩技术”，这项技术能够使用户通过更窄的带宽看到更高质量的视频画面。

负责这项技术的是高通技术副总裁玛尔塔·卡兹维茨，“互联网视频背后的魔术师”，是视频压缩技术的开创者，大大推动了网络视频压缩技术的发展。她在2019年成为欧洲发明家“终身成就奖”提名的三位最终入围者之一。

如今各大手机厂商都将摄像头作为重要卖点，在摄像头的个数、拍照清晰度、暗光拍摄效果等指标上暗自较劲。而事实上，手机的拍照效果不只由摄像头一个元器件决定，它还需要互联网服务提供商或一些软件处理。如果用户将一张照片发送给别人，这其中还会涉及到“图像还原显示”的问题，图片的呈现效果会受到手机屏幕调试、颜色保真度等性能的影响。因此想要做到图像质量高，需要端到端的每一个环节都实现最优，高通做的便是研究一整套的系统级解决方案。

另一个高通正在加码的项目是自动驾驶。就在10月，高通在美国加利福尼亚州的一段州道上封闭测试了这项技术。与单纯依赖图像识别的解决方案不同，高通提倡实现自动驾驶的方式是车联网技术—通俗来讲，如果车与车之间、车与建筑物之间缺乏沟通，那一辆自动驾驶的汽车只能依靠自身激光雷达、摄像头等部件，对路况产生判断和决策，这难免会忽略掉盲区，或者反应迟钝。而如果在多辆汽车，甚至路灯、信号灯等道路基础设施安装上能够互相通信的传感器，那么这些传感器所收集到的路况都能成为单辆自动驾驶汽车的决策依据，整个区域会形成一张实时沟通的“网”。

与此同时，高通的工程师们还在研究如何在汽车开始制造之前，就把5G的调制解调器放到里面，而不是等到车造好之后。这样做的好处之一是，车辆制造过程中产生的大量数据可以依靠5G传输，进而提高汽车产业的生产效率。

今年10月，高通还联合多家中国汽车产业链企业，展示了安全可靠的C-V2X直接通信技术，为2020年中国C-V2X的商用部署铺平道路。

高通为什么能不断“发明”

一位工程师的创造力可以源于个人对新事物的探索热情，而一家公司想要在几十年间具备持续的创造力，离不开体制的创新基因。

在技术探索的初期，一个项目的失败很有可能为公司带来巨额经济损失，这成为许多研发人员沉重的心理负担。很多在高通工作的工程师都有过类似的经历，如今他们中的一些人已经成为了高通工程技术的骨干力量。

比如视频编码就是一个耗时耗资巨大的工作领域。“一项新技术的研发动辄需要数十人的团队，并花费至少5年时间。从启动到其成为一个相对主流的标准，需要大约5至10年，这当中还存在着很多不确定性。通常，你的10个想法里可能只有1个想法能够被往前推进。”卡兹维茨说道，视频压缩率即使只是想要提升1%，也可能需要尝试和实践多达数十种不同的想法，“仅我目前管理的团队就拥有7000台计算机组成的计算机集群，不难想象，我们在工作当中需要进行多少次模拟和多少种尝试。”

“我们对研发的投入并不都能取得成功，如果单用资金回报率来衡量研发的话，我们在研发上的很大一部分投入都是失败的，因为它们并没有立刻转换成营收。”陈立人说道。“只有像高通这样的公司，才会激励着发明者们持续地进行研究，不断探索技术上的突破。”

高通中国的工程师陈万士也表示，在高通，研发队伍内部设计讨论的时候，大家提出各自想法，充分争论，有些时候可能会很激烈，这都是其工作的一部分。“我很欣赏高通的一点是，大家都是以技术为主，各抒己见，最终达成共识。”

这种“互动型”企业管理方式，使得高通的企业文化有极强的包容性—允许存在不同意见，允许失败。

同样的包容性不仅体现在内部，还体现在高通与产业生态的合作中。“很多人认为高通与华为存在竞争关系，但我们同时也是互操作测试（IoDT）的合作伙伴。”高通高级副总裁马德嘉说道。在这些互操作测试中，高通提供原型终端，另一方提供设备，运营商提供相应的服务。测试完成后，高通与合作伙伴还有各种各样的外场试验，高通会根据发现的问题优化研发下一代技术，同时帮助终端合作伙伴解决市场前端的痛点。此外，这些信息还会回馈给产业链上的其他合作伙伴。

“到底什么是创新？电灯泡是一种创新，但电灯泡之所以能够使用，不只是因为有一个灯芯，它后面连着电线、插座、电源。所以电灯泡能得以广泛使用，并不仅仅依靠一个灯泡的发明，而是一个照明系统。这就是生态共赢，如果高通不与终端厂商紧密合作，就不会知道它们在商业上的挑战。”陈立人说道。

高通研发体系的设计也体现着这种“系统思维”。通常来说，传统的技术公司有三类工程师—硬件工程师，软件工程师，系统测试工程师。在高通还有第四类工程师“系统工程师”。这样设置的原因是，高通认为真正的创新是系统的创新，需要有人将端到端的整套系统整合到一起。以5G技术为例，想要实现一部5G手机，它背后有基础设施、回程传输、基站、频谱的分配使用，甚至有不同的信号信源，因此需要有工程师将这些技术整合为一个系统。

相比企业，大学往往会做更为前沿的研究，高通一直与高校保持密切的研究合作关系，每年它会为一些大学提供奖学金、奖教金和研发资金，这样的投资已经超过20年。高通也会因此从学术界的自由学术氛围中得到一些灵感，比如一些可能在公司规划中5年之后需要关注的技术点。这些灵感很多时候可以帮助高通在未来做出更好的研究项目，在研究方面形成正循环。

但真正困难的是既要把基础理论做得非常好，同时又要有比较好的商业头脑和商业模式将这个技术直接转化，或是落地成一个产品和一个方案，以此推动整个产业链的发展。技术商用是一个很重要的环节。

对于AR和VR技术的研究便是一个典型的例子，早在2011年，高通内部已经开始针对这两种技术的研发，当时工程师们甚至已经把技术和想法做成了可以实现的产品形态，但整个生态系统真正生长起来也是最近几年的事。商业的生态成熟由多方面因素决定，包括政策、消费者需求、配套服务设施等等，但只有提前将技术上的难题攻克，才能在生态系统准备就绪的时候，随时为消费者提供产品，从而赢得商业先机。

回顾过去的30多年，高通的角色也随着产业的发展而发生着微妙的变化。

在通信行业发展早期，运营商是重要的拓展渠道，高通更多与运营商合作解决网络问题，而到了智能手机时代，手机不仅仅是一个连接终端，还是个人的消费电子产品。如今手机、智能硬件厂商之间的竞争愈发激烈，它们都渴望打出差异化产品，这就需要高通为客户提供更多的定制化服务。时至今日，全球有超过110亿台设备涉及高通的技术许可，在今年8月《财富》杂志发布的“改变世界的公司”榜单中，高通位列第一名。

在任何时代，发明者和创造者都多少会遭遇质疑，创新本身也意味着巨大的失败风险，不过这对30多岁的高通来说已经不是一件新鲜事。

“在每一次通信技术升级换代时，我们都能听到质疑高通的声音，有人认为高通已经开始落伍，有人认为高通的新技术不具备竞争力。”陈立人说道，“在我看来，就像之前经历过的那样，时间会验证一切的。”