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5G基带芯片之战现状:一二三分别对应联发科华为高通

核心提示:5G时代即将来临,首批5G手机并不适合普通消费者,成熟的5G手机很大程度上还要看5G基带芯片厂商们的产品进程,要推出5G手机,基带处理器至关重要,我们需要期待集成式的5G基带解决方案。

MWC 2019期间密集发布的5G手机,让不少人以为5G时代已经来临。要明白,手机厂商们积极发布5G手机,一个重要的原因是5G可以作为激烈竞争的手机市场一个很好的卖点。然而,首批5G手机并不适合普通消费者,成熟的5G手机很大程度上还要看5G基带芯片厂商们的产品进程。

高通、华为、联发科、英特尔、三星、紫光展锐都发布了自研5G基带芯片,高通依旧是这一领域的领导者?

从5G标准的演进看,不同于此前标准先确定产业再发展不同,按照3GPP组织的时间表,R16标准的完成时间将会在2019年12月,最终的5G完整标准到2020年初才会提交给ITU(国际电信联盟)。这就意味着,2020年后推出的5G产品才能支持完整的5G标准。

但是,芯片和终端产品都需要一年到几年不等的开发周期,如果等5G标准确定后再进行产品的研发显然难以在5G市场获得竞争优势。因此我们看到即便需要面对标准未定带来的诸多挑战,产业链各方早已积极投入5G研发。

5G基带芯片初现

除了标准问题,演进到第五代的移动通信技术的复杂程度自然也最高。此时,技术积淀在竞争中发挥的重要性随之显现。2016年10月,高通在香港发布业界首款5G调制解调器X50。编者了解到,高通在20世纪90年代就有对毫米波、MIMO、先进射频等基础技术的研究,当时高通并不能预测到这些技术会在5G时代能发挥作用。

作为业界首款5G调制解调器,骁龙X50可实现最高每秒5千兆比特的峰值下载速度,支持在28GHz频段毫米波(mmWave)频谱同时支持自适应波束成形和波束追踪技术的多输入多输出(MIMO)天线技术。从技术特性看,似乎可以认为这款产品能率先推出很大程度上得益于其长期的技术积累。

当时任高通执行副总裁兼QCT总裁的克里斯蒂安诺·阿蒙也表示:“凭借在LTE和Wi-Fi领域多年积累的领先地位,我们非常兴奋能推出这样一款产品。”

由于推出时间较早,骁龙X50仅支持5G网络不兼容前代网络后来也被竞争对手频频提及。另外,骁龙X50的出样是在2017年下半年。作为通信设备领域的领导者,华为自然不会缺席这场竞争。2018年2月,MWC 2018前夕,华为发布其首款5G商用芯片——巴龙5G01(Balong 5G01),以及基于该芯片5G CPE(用户终端)。

此时,由于距离R15标准SA标准宣布完成(2017年12月)不久,因此巴龙5G01被称为全球首款投入商用的、基于3GPP标准的5G芯片。特性上看,巴龙5G01支持全球主流5G频段,包括Sub6GHz(低频)、mmWave(高频),理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率。同时,巴龙5G01支持5G 独立(SA)和非独立(NSA)组网的特性同样值得一提。

同期发布,基于巴龙5G01的5G低频CPE重量为3公斤,体积为2升,实测峰值下行速率2Gbps,5G高频CPE峰值数率也是2Gbps,支持毫米波多频段兼容4G/5G。

首代5G基带密集现身

4个月后的2018年6月,联发科揭晓其首款5G 基带芯片Helio M70,这款基带芯片依照 3GPP Rel-15 5G新空口标准设计,包括支持SA和NSA网络架构、支持 Sub-6GHz 频段、高功率终端(HPUE)及其他 5G 关键技术。联发科计划在2019年开始出货Helio M70。

2个月后的2018年8月,三星也推出适用于5G NR release-15的5G调制解调器Exynos 5100,三星强调其单芯片实现了“多模模式”。三星表示,Exynos 5100不仅能使用5G,还能支持不同代别的移动通信标准(GSM (全球移动通信系统)、CDMA (码分多址)、WCDMA (宽带码分多址)、TD-SCDMA (时分同步码分多址)、HSPA (高速分组接入)、LTE-FDD (长期演进-频分双工) 和 LTE-TDD (长期演进-时分双工))。速率方面,Exynos调制解调器5100支持在5G通信环境6GHz以下的低频段内实现最高2Gbps的下载速度,比4G产品快1.7倍;在高频段(mmWave,毫米波)环境下也同样支持5倍速的下载速度,最高达6Gbps。

不过,三星只是表示使用配置Exynos 5100的终端已成功通过了OTA (空中下载) 收发测试,并未公布搭载Exynos 5100的5G手机何时推出。

同月,可装上基于X50芯片独立模块实现5G连接的“全球首款5G手机”摩托罗拉Moto Z3在发布。这意味着,对比已经发布5G基带芯片和5G CPE的华为,高通具备优势。毕竟CPE的产品产品形态无论是在尺寸还是散热等方面对基带芯片的要求都低于智能手机。

或许是因为竞争对手的进展给英特尔带来了太大的压力,2018年11月,英特尔发布XMM 8160 5G调制解调器,英特尔称其加速了该款调制解调器的进度,将发布日期提前了半年以上。XMM 8160适用于手机、PC和宽带接入网关等设备,单芯片支持包括SA和NSA模式在内的5G NR标准,以及支持4G、3G和2G现有接入技术,速率可支持高达6Gbps的峰值速率。

英特尔预计XMM 8160 5G调制解调器将在2019年下半年出货,包括手机、PC和宽带接入网关等使用英特尔XMM 8160 5G调制解调器的商用设备预计将在2020年上半年上市。

华为与高通的二代基带之争

进入到2019年,1月底,在华为5G发布会暨MWC 2019预沟通会上,华为发布了号称全球最快5G多模终端芯片Balong 5000和商用终端。华为表示巴龙5000基带是世界第一款单芯多模5G基带,7nm工艺,不仅支持5G SA独立及NSA费独立组网,还支持4G、3G、2G网络,是目前最强的5G基带。

发布会现场余承东用巴龙5000与高通的骁龙X50对比,从下面的对比图可以看到高通X50在多模支持、NSA/SA支持、200M带宽支持,高速率、多频段、上下行解耦方面均弱于Balong 5000。

与发布巴龙5G01一样,华为同时发布了基于巴龙5000基带芯片的华为5G CPE Pro,支持5G网络,速率可达3.2Gbps,还支持WiFi 6。

余承东的对比图在不到一个月后显然就需要更新了。MWC2019开展前,高通宣布发布第二代5G调制解调器骁龙X55。升级后的骁龙X55在5G模式下,可实现最高达7Gbps的下载速度和最高达3Gbps的上传速度;同时支持Category 22 LTE带来最高达2.5 Gbps的下载速度。

同时,骁龙X55支持全球所有主要频段,无论是毫米波频段还是6 GHz以下频段;支持TDD和FDD运行模式; SA和NSA网络部署。骁龙X55还有两个值得关注的技术特性,一是4G/5G频谱共享,即在同一小区里面,使用骁龙X55可以同时共享4G和5G的重叠频谱;二是全维度MIMO。

高通表示,骁龙X55目前处于供样阶段,商用终端预计会在2019年发布。

5G手机的竞争即将开始

MWC 2019正式开展,华为发布5G折叠屏手机Mate X,搭载麒麟980处理器搭配巴龙5000基带,售价高达17500元,将在今年年中正式发售。

让编者有些意外的是,在MWC 2019高通新品发布会上,除了骁龙X55,高通总裁克里斯蒂安诺·阿蒙还宣布:“在首批旗舰5G终端发布之际,将我们突破性的5G多模调制解调器和应用处理技术集成至单一SoC,是让5G在不同地区和产品层级更广泛普及所迈出的重要一步。”

据了解,高通集成式移动平台将充分利用高通新发布的第二代5G毫米波天线模组和6 GHz以下射频前端组件与模组。高通产品管理副总裁Kedar Kondap接受媒体采访时表示,这意味着采用高通首创的5G集成式移动平台,客户就可以更加专注于5G之外的产品开发,降低5G产品开发难度的同时也能加快5G产品的上市。

高通集成式骁龙5G移动平台计划在2019年第二季度向客户出样,商用终端预计将于2020年上半年面市。编者认为,一方面,运营商5G网络的部署和规模商用要到2020年,另外,5G手机还需要解决散热、功耗等问题。因此,高通第三代5G解决方案以及更多集成式5G基带的发布才是促使大量5G手机和终端上市的关键。

同时,高通也在MWC 2019上正式推出首个5G CPE参考设计,基于骁龙X55调制解调器的商用5G固定无线终端预计将于2020年上半年上市。

还有值得一提的是,紫光展锐也在MWC 2019期间发布了5G通信技术平台马卡鲁及其首款5G基带芯片——春藤510。据悉,春藤510符合最新的3GPP R15标准规范,支持Sub-6GHz 频段及100MHz带宽,采用台积电12nm制程工艺,支持多项5G关键技术,可实现多种通讯模式,支持SA和NSA组网方式。

作者观察

2019年5G迎来了预商用,中国20个省市区正在进行5G网络试点,在手机市场竞争异常激烈的背景下,手机厂商希望借5G带动手机销量的提升。不过,要推出5G手机,基带处理器至关重要,我们需要期待集成式的5G基带解决方案。

从MWC 2019的展台,我们也能一窥各家5G基带芯片的进展。高通已经宣布了其第三代5G基带产品,而基于其骁龙X50的5G手机也出现了展台,并且不是简单的展示5G的速度,而是结合云游戏、视频等展示5G技术的可能。

华为也推出了第二代5G基带芯片,并且发布了5G折叠屏手机MateX,由于MateX被摆放在玻璃橱窗中,所以我们并不能感受到华为5G手机的魅力,但展台也展出了基于巴龙5000芯片的CPE。此前华为总裁任正非接受央视采访时就表现出了对于华为5G技术领先性的自信,因此在5G的市场我们非常期待华为取得巨大的成功。

至于刚发布第一代产品的联发科、Intel、三星和紫光展锐,联发科的进展看来更快一些。在MWC 2019的展台上,联发科不仅展示了其Helio M70基带的特性,也公布了多个与合作伙伴的最新进展,搭载Helio M70的5G手机将在2020年上市。编者还了解到,在今年下半年,联发科将会发布一款配合M70基带的全新5G SoC平台。

英特尔在此次MWC 2019上并未展出其5G 基带芯片,结合5G预商用的大背景,更多的是突出其对5G可以应用的方向,具体展示了VR游戏、智能化工业、零售部署,以及在5G基站、服务器等方面的进展。

紫光展锐发布其首代5G基带芯片也让我们看到另一家中国企业在5G方面的实力。

文章结尾,引用魅族科技创始人黄章对5G手机的判断,他说:“5G第一代产品可以说是测试机,第二代是测试机改进版,至少第三代后对普通用户来说才是尝鲜版,能否成熟大批投入市场都未必。普通用户不用太心急,没必要买个5G半成品,增加不必要的负累。”

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