雖然各大運(yùn)營(yíng)商都預(yù)測(cè)5G商用的時(shí)間點(diǎn)將在2020年，但是5G手機(jī)商用芯片的發(fā)布時(shí)間會(huì)提前到2019年，預(yù)計(jì)第一代5G商用手機(jī)芯片將至少采用7nm工藝，從目前已經(jīng)公布的信息來(lái)看，高通在5G手機(jī)芯片商用上走在最前面......電子制作模塊
5G三大應(yīng)用，增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶將首發(fā)
以量子通訊和5G技術(shù)為代表的新一輪科技革命的到來(lái)，5G將會(huì)為無(wú)人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用帶來(lái)革命性的體驗(yàn)變化。
從5G應(yīng)用角度來(lái)看，目前主要分成三大應(yīng)用場(chǎng)景：
首先是增強(qiáng)型的移動(dòng)寬帶（Mobile eMBB），也就是以手機(jī)等移動(dòng)終端為主，從現(xiàn)在的4G LTE向5G逐漸演進(jìn)。對(duì)于手機(jī)用戶來(lái)說(shuō)，5G帶來(lái)的速率和帶寬提升可能無(wú)法帶來(lái)顛覆性的用戶體驗(yàn)提升。在日前舉行的全球分析師大會(huì)上，華為輪值董事長(zhǎng)徐直軍就表示，廣大的終端設(shè)備用戶可能并不會(huì)察覺(jué)“5G與4G技術(shù)之間的存在實(shí)質(zhì)性差異”。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Canalys分析師Ben Stanton就此發(fā)表自己的觀點(diǎn)，“真實(shí)的情況是，移動(dòng)通信行業(yè)對(duì)5G技術(shù)的前景更多偏向于悲觀，但華為卻是行業(yè)中首家說(shuō)明這一事實(shí)的大型基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商”。
第二大應(yīng)用場(chǎng)景是毫米波技術(shù)，在這個(gè)領(lǐng)域美國(guó)走得最靠前，目前主要的應(yīng)用場(chǎng)景叫固定無(wú)線接入設(shè)備（FWA），這種場(chǎng)景類似于固定寬帶，不適合用在手機(jī)等移動(dòng)應(yīng)用中。
第三大應(yīng)用場(chǎng)景是高可靠低延時(shí)通信（uRLLC）以及大規(guī)模機(jī)器通信(mMTC)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是5G時(shí)代的IoT通信。目前業(yè)界談到的NB-IoT 、eMTC、包括cat M1/M0都還是基于4G LTE時(shí)代的IoT通信。未來(lái)包括無(wú)人駕駛、AR/VR等應(yīng)用將主要采用這種5G技術(shù)。
在中國(guó)市場(chǎng)，因?yàn)榈?020年5G商用的時(shí)候，所有產(chǎn)品都主要集中在增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶，因此本文的重點(diǎn)講聚焦在5G手機(jī)芯片領(lǐng)域。
為何中國(guó)運(yùn)營(yíng)商選擇獨(dú)立組網(wǎng)？
除了新的定義成5G的頻段外，到2020年還會(huì)有很多4G頻段的重耕，需要在現(xiàn)有的4G射頻基礎(chǔ)上同時(shí)支持5G-NR標(biāo)準(zhǔn)。NR的意思是new radio，目前主流的手機(jī)芯片公司，包括高通、華為、英特爾都將把5G-NR全新的收發(fā)機(jī)芯片和4G的LTE芯片做兩個(gè)芯片。預(yù)計(jì)到2019年后會(huì)出現(xiàn)更多的基于5G-NR模塊的產(chǎn)生。
目前在5G領(lǐng)域發(fā)展最領(lǐng)先的主要是四個(gè)國(guó)家：中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)。其中中國(guó)的頻段主要在6GHz以內(nèi)，有兩個(gè)頻段，一個(gè)是3.3到3.6GHz的300MHz的帶寬，另外一個(gè)是4.8到5GHz，200MHz帶寬。美國(guó)的頻譜資源在3.5G到3.7GHz，這也是為什么美國(guó)運(yùn)營(yíng)商在2020年前都是把重點(diǎn)放在毫米波，因?yàn)闆](méi)有頻譜資源。
根據(jù)3GPP聯(lián)盟的5G標(biāo)準(zhǔn)第一版，分為非獨(dú)立組網(wǎng)（Non-Stand Alone，NSA）和獨(dú)立組網(wǎng)（Stand Alone，SA）兩種方案。非獨(dú)立組網(wǎng)作為過(guò)渡方案，以提升熱點(diǎn)區(qū)域頻寬為主要目標(biāo)，依托4G基地臺(tái)和4G核心網(wǎng)工作。獨(dú)立組網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)所有5G的新特性，有利于發(fā)揮5G的全部能力，是業(yè)界公認(rèn)的5G目標(biāo)方案。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，NSA就是5G和4G一起組網(wǎng)，控制信號(hào)通過(guò)4G網(wǎng)來(lái)走，內(nèi)容傳輸通過(guò)5G網(wǎng)來(lái)走；SA就是單獨(dú)的一張5G網(wǎng)，控制信號(hào)和內(nèi)容傳輸都通過(guò)5G網(wǎng)來(lái)走。
據(jù)爆料，目前在全球的所有運(yùn)營(yíng)商只有兩家會(huì)走SA路線，就是中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信。其他所有國(guó)外運(yùn)營(yíng)商，包括中國(guó)聯(lián)通，目前的規(guī)劃都是NSA組網(wǎng)。SA和NSA組網(wǎng)各有優(yōu)勢(shì)。NSA的好處是核心網(wǎng)、接入網(wǎng)基于4G-LTE，只需要帶數(shù)據(jù)內(nèi)容層面做5G的基站部署，從資本的角度會(huì)節(jié)省很多。NSA也讓全球各大運(yùn)營(yíng)商的5G商用速度大大提前。相對(duì)來(lái)說(shuō)，SA的布網(wǎng)需要全部重新投入，包括核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)都是基于5G-NR，投入相當(dāng)大。
不過(guò)中國(guó)運(yùn)營(yíng)商的優(yōu)勢(shì)在于，推行5G更多是國(guó)家戰(zhàn)略，因此不用過(guò)多從成本角度來(lái)考慮問(wèn)題。5G有很多LTE網(wǎng)絡(luò)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，比如網(wǎng)絡(luò)虛擬化管理、網(wǎng)絡(luò)切片等，另外未來(lái)所有的NSA都將最終演進(jìn)到SA，從整體系統(tǒng)的投入成本上，一步到位的SA可能最終更節(jié)省。
哪些玩家有資格入局5G芯片戰(zhàn)？
高通展示從最低端的LTE Cat4到最高端的Cat20演進(jìn)圖
眾所周知，5G系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是LTE作為基礎(chǔ)，從LTE芯片設(shè)計(jì)能力可以看出其5G芯片能力。目前LTE芯片最厲害的應(yīng)該是CAT20，其次是CAT12和16，這些速率都可達(dá)到1Gbps以上的能力，只有做到1Gbps以上速率，才算有資格進(jìn)入5G戰(zhàn)局。高通的驍龍X24下行速度達(dá)到2Gbps，支持Cat20,是目前全球速率最快的商用4G基帶。
此前，高通發(fā)布了5G新空口（NR）調(diào)制解調(diào)器系列Qualcomm X50，預(yù)計(jì)在2019年開(kāi)始實(shí)現(xiàn)支持6GHz以下和毫米波頻譜頻段的5G移動(dòng)終端商用。
Intel也公布了其5G調(diào)制解調(diào)器芯片XMM 8000系列，在今年的MWC展上也展示了在平昌冬奧會(huì)上視頻直播的VR應(yīng)用。與傳言稱，蘋(píng)果將在下一代iphone中采用Intel的XMM8060 5G基帶。
三星也在極力發(fā)展5G基帶技術(shù)，雖然有分析指出三星在開(kāi)發(fā)RF天線模組和5G基帶芯片方面，特別是毫米波領(lǐng)域缺乏經(jīng)驗(yàn)。不過(guò)在2018年的CES上三星展示了其5G 基帶Exynos 5G，最高可支持5Gbps速率，預(yù)計(jì)2019年初商用，這與高通X50商用時(shí)間基本同步。
盡管中興旗下的中興微電子在5G領(lǐng)域布局多年，此前也推出了支持Pre 5G的基站芯片，不過(guò)一直沒(méi)有發(fā)布真正可量產(chǎn)商用的5G手機(jī)芯片。
中興除了是全球領(lǐng)先的電信設(shè)備提供商，同時(shí)也是手機(jī)終端制造商。而在此前舉行的MWC展上，中興就展示了一款采用高通芯片的1.2Gbps下載速度的準(zhǔn)5G原型機(jī)。在中國(guó)，華為和中興都是5G技術(shù)的主要玩家。不過(guò)隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)的戰(zhàn)火燃燒到科技領(lǐng)域，這兩家公司正在不同程度的受到負(fù)面影響。美國(guó)對(duì)中興進(jìn)行的禁運(yùn)令意味著中興將無(wú)法采用高通芯片來(lái)迎接即將于2020年到來(lái)的5G手機(jī)商用。
與中興相比，華為在2017年的凈增收入九成以上來(lái)自非運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)，這表示華為對(duì)于運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)依賴明顯減弱，而對(duì)終端收入依賴增加。華為雖然一直避免與高通產(chǎn)生直接競(jìng)爭(zhēng)，但由于在美國(guó)市場(chǎng)遲遲無(wú)法打開(kāi)局面，在日前深圳舉辦的全球分析師大會(huì)上，華為宣布已經(jīng)不再將美國(guó)市場(chǎng)當(dāng)成其全球戰(zhàn)略的一部分。實(shí)際上即使沒(méi)有美國(guó)市場(chǎng)，華為運(yùn)營(yíng)商設(shè)備已是全球第一，手機(jī)出貨超過(guò)蘋(píng)果也不是難事。
盡管在今年的MWC上，華為發(fā)布了首顆5G芯片Balong 5G 01。但華為海思一直以來(lái)的策略都是芯片是戰(zhàn)略武器，僅供自己終端品牌使用，同時(shí)華為一直在采購(gòu)高通、MTK等第三方芯片。這樣將能保證華為的智能手機(jī)業(yè)務(wù)更健康地發(fā)展。加之三家廠商的芯片相互間競(jìng)爭(zhēng)，有利于麒麟芯片的競(jìng)爭(zhēng)力不斷得到提升。筆者認(rèn)為，華為的這個(gè)決策一方面是為了避免直接與高通等供應(yīng)商產(chǎn)生直接競(jìng)爭(zhēng)，另一方面也是為了自身供應(yīng)鏈的成熟穩(wěn)定。
盡管高通市場(chǎng)營(yíng)銷高級(jí)總監(jiān)PeterCarson在媒體采訪時(shí)質(zhì)疑華為芯片體積過(guò)大，并不適合于移動(dòng)終端的需求。不過(guò)Balong 5G 01本身就不是一款手機(jī)芯片，而是一款用于網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品中的基帶芯片。實(shí)際上，華為也在隨后的對(duì)外宣傳中回敬，認(rèn)為直到2017年12月開(kāi)始3GPP才凍結(jié)第一版的5G標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)這以后推出的才是真正的5G標(biāo)準(zhǔn)芯片。“你可以問(wèn)問(wèn)他們，遵循的是什么標(biāo)準(zhǔn)？5G的物理層標(biāo)準(zhǔn)是去年底才定的，不能說(shuō)我自己調(diào)試一下就能用，標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)定那就不叫5G。”華為海思CTO艾偉表示。據(jù)華為在官方新聞稿中的描述，Balong 5G 01是"首款商用的，根據(jù)3GPP規(guī)范的5G芯片"。
據(jù)介紹，將在2018年發(fā)布的華為麒麟980很有可能采用本次MWC上發(fā)布的4.5G基帶Balong765，這款芯片支持LTE Cat19，F(xiàn)DD速率達(dá)到1.6Gbps，TD-LTE速率達(dá)到1.16Gbps。預(yù)計(jì)要到2019年將會(huì)真正推出支持手機(jī)的可商用5G芯片。
另外一家值得一提的公司是紫光展銳。此前展銳就曾透露其5G計(jì)劃，預(yù)計(jì)真正的商用會(huì)在2021年，到2019年會(huì)推出標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的R15芯片，到2020年會(huì)推出R16芯片，并解決高頻毫米波的器件研發(fā)問(wèn)題。“我們會(huì)在2019年的MWC推出一支可以點(diǎn)亮的搭載5G芯片的商用手機(jī)。” 紫光展銳CTO王靖明表示，展銳的第一代商用5G芯片將以Qualcomm X50作為標(biāo)桿，峰值吞吐率會(huì)達(dá)到5Gb左右，同時(shí)會(huì)加入Cat 15的功能。
“5G對(duì)聯(lián)發(fā)科的利潤(rùn)貢獻(xiàn)預(yù)計(jì)要到2020年。”聯(lián)發(fā)科技在5G領(lǐng)域的消息公布不如友商激進(jìn)，根據(jù)聯(lián)發(fā)科技資深副總經(jīng)理暨技術(shù)長(zhǎng)(CTO)周漁君博士的描述，具體的商用時(shí)間點(diǎn)可能會(huì)延后到2020年。據(jù)透露，目前MTK已經(jīng)有能力提供1Ghz以上速率的基帶，算是拿到了進(jìn)入5G之戰(zhàn)的門(mén)票，不過(guò)暫時(shí)還落后于高通等友商的速度。周漁君表示，MTK的想法是在5G進(jìn)入主流應(yīng)用市場(chǎng)的時(shí)候沖到前面。
周漁君認(rèn)為，對(duì)于增強(qiáng)型的移動(dòng)寬帶來(lái)說(shuō)，無(wú)論手機(jī)支持射頻的頻段是4G還是5G，都面臨很多挑戰(zhàn)。“你不可能僅僅支持5G，還必須上下兼容3G、4G。” 周漁君認(rèn)為，5G手機(jī)將會(huì)集成多個(gè)頻段射頻，無(wú)論是濾波器、開(kāi)關(guān)、功率放大器以及整合的前端模塊，都會(huì)有額外的設(shè)備器件設(shè)備產(chǎn)生。因此5G設(shè)備會(huì)有許多區(qū)別于4G射頻的半導(dǎo)體元器件。多制式的5G基帶將需要更多的阻隔性，同時(shí)RF的復(fù)雜度也會(huì)支持更多組合，從成本、復(fù)雜度、功耗等角度來(lái)看，5G商用基帶應(yīng)該至少?gòu)?nm開(kāi)始。此外，5G的RF收發(fā)器也將會(huì)將一些功能放到基帶領(lǐng)域。
綜上所述，雖然各大運(yùn)營(yíng)商都預(yù)測(cè)5G商用的時(shí)間點(diǎn)將在2020年，但是各大5G手機(jī)商用芯片的發(fā)布時(shí)間會(huì)提前到2019年，預(yù)計(jì)第一代5G商用手機(jī)芯片將至少采用7nm工藝。目前包括小米、華為、OPPO、VIVO等不少手機(jī)廠商都將5G手機(jī)的推出時(shí)間定在了2019年。從目前已經(jīng)公布的信息來(lái)看，高通在5G手機(jī)芯片商用上走在最前，而Intel和三星基本保持同步，華為麒麟緊隨其后，紫光展銳和MTK則奮起直追。誰(shuí)能挑戰(zhàn)高通的領(lǐng)先地位？相信2019年就可見(jiàn)分曉。
