今日一早,就在高通和蘋果宣布達成和解后的數(shù)小時內(nèi),英特爾隨即便宣布退出5G智能手機調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù),這一系列的重大決策在業(yè)內(nèi)引起了廣泛關(guān)注和討論。
眾所周知,5G的戰(zhàn)火早已點燃,而2019年更被稱為5G智能手機元年,不管是運營商、芯片廠商、終端廠商都已蓄勢待發(fā)。其中在5G智能手機基帶芯片領(lǐng)域,高通、三星、英特爾、聯(lián)發(fā)科、華為、紫光展銳這六大廠商是實力最為強勁的競爭者,他們決定著5G手機的來臨時間,而隨著英特爾5G基帶芯片研發(fā)的滯后,到如今的宣布退出,5G基帶芯片之間的競爭瞬間只剩下五個席位。即便如此,這場硝煙彌漫的戰(zhàn)爭仍將繼續(xù)持續(xù)下去。
由于5G芯片在設(shè)計、工藝層面與4G相比更復(fù)雜更難,成本也更高,因此這也決定了在5G這場拼技術(shù)拼速度的戰(zhàn)局中只有少部分實力強勁的競爭對手才能參與其中。而此次英特爾的退出,也從另一個層面預(yù)示著研發(fā)5G芯片并不是誰想做就能做的。
5G芯片的研發(fā)之難
為何研發(fā)一顆5G芯片如此之難呢?到底難在哪里呢?集微網(wǎng)記者此前采訪了紫光展銳的資深5G研發(fā)工程師陳軍,他給予了專業(yè)解答。
首先,從標(biāo)準(zhǔn)的角度解釋,“相比4G,5G的研發(fā)是顛覆性的。首先在于標(biāo)準(zhǔn)上,以前的芯片研發(fā)過程是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)做自上而下的設(shè)計。到了5G時代,并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),直到2018年6月首個5G標(biāo)準(zhǔn)才正式凍結(jié)。而這期間,對于研發(fā)來說,需要一邊參與和解讀5G標(biāo)準(zhǔn),一邊開展5G研發(fā)。”
此外,從技術(shù)端方面來看,5G的終端復(fù)雜性比4G更高。5G的運算復(fù)雜度上比4G提高了近10倍,存儲量提高了5倍?!霸谟布?,5G芯片需要同時保證TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM多種通信模式的兼容支持,同時還需要滿足運營商SA組網(wǎng)和NSA組網(wǎng)的需求。目前國內(nèi)4G手機所需要支持的模式已經(jīng)達到6模,到5G時代將達到7模。中國移動、中國聯(lián)通、中國電信三大運營商的4G/3G/2G網(wǎng)絡(luò)包括TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、CDMA(EVDO、2000)、WCDMA、GSM,可以說測試一顆芯片要跑遍全球運營商。
此外多頻段的兼容也增加了設(shè)計復(fù)雜度,3GPP制定的5GNR頻譜有29個頻段,據(jù)了解這些頻段,既包含了部分LTE頻段,也新增了一些頻段。而且各個國家和地區(qū)的頻段也不相同,所以芯片廠商需要推出的5G基帶芯片,需要是一個在全球各個區(qū)域都能使用的通用芯片,即可以支持不同國家和地區(qū)的不同頻段,多頻兼容就增加了在芯片在設(shè)計上的難度。
當(dāng)然,除了標(biāo)準(zhǔn)和硬件的挑戰(zhàn)性,5G的功耗也是一個必須要攻克的難題。5G終端的處理能力是4G的五倍以上,但隨之而來是如何平衡功耗和系統(tǒng)散熱的問題?!拔磥淼?G手機,電池容量預(yù)估在3000-4000毫安才能滿足其功耗需求,因此我們在做芯片設(shè)計的時候,一方面通過制程工藝的提升降低功耗,另一方面在我們的芯片方案中加大電池容量和充電能力,同時匹配快充功能。”
毫無疑問,5G芯片的研發(fā)是一個復(fù)雜的過程,除需要長期投入之外,還需要軟件、硬件、測試、多媒體等不同領(lǐng)域的工程師共同協(xié)作。這不僅考驗著工程師和研發(fā)團隊的實力,也考驗著芯片廠商的競爭實力,缺一不可。
5G芯片的競爭格局
正因為5G芯片的研發(fā)有著讓人意想不到的艱難,這也決定了在5G競爭入局的高門檻,只有少部分有積累實力強勁的競爭對手才能參與其中,入局者只會越來越少。如今在這場戰(zhàn)局中,隨著英特爾的退出,全球5G格局基本成型,只剩下高通、三星、聯(lián)發(fā)科、華為、紫光展銳這五位。
從發(fā)布時間來看,高通和三星算是兩位“搶跑”的選手。2017年10月,高通正式拿出全球首款5G基帶芯片X50。它采用28nm工藝制造,峰值達到5Gbps,但不支持4G/3G/2G,只能采用“外掛”形式。但其升級版X55于2019年2月高通發(fā)布,正式商用時間為2019年年底。采用7nm制造工藝,支持毫米波和sub-6G頻段,兼容4G/3G/2G。
隨后,2018年8月15日,三星也在官網(wǎng)正式發(fā)布了5G基帶ExynosModem5100,采用自家10nm工藝制程;11月,三星便正式展出了5100。
而近年來有些低調(diào)的聯(lián)發(fā)科也已公布了自家5G基帶M70,采用臺積電7nm工藝制程。聯(lián)發(fā)科首席執(zhí)行官表示,M70將于2019年上半年正式投入生產(chǎn),預(yù)計下半年量產(chǎn)商用。
當(dāng)然在5G這場戰(zhàn)局中,大陸廠商的表現(xiàn)也十分突出。1月24日,被業(yè)界寄予厚望的華為消費者業(yè)務(wù)CEO余承東正式面向全球發(fā)布了基于7nm的5G多模終端芯片——Balong5000(巴龍5000),并展示了基于該芯片的首款5G商用終端——華為5GCPEPro。它不僅是世界上首款單芯片多模5G基帶芯片,同時還支持2G、3G、4G、5G合一的單芯片解決方案,能耗更低、性能更強。
而相隔不久,紫光展銳在MWC2019世界通信大會期間,亮出了5G通信技術(shù)平臺“馬卡魯”和展銳首款5G基帶芯片“春藤510”兩把利劍。春藤510基帶芯片采用臺積電12nm制程工藝,支持多項5G關(guān)鍵技術(shù),單芯片統(tǒng)一支持2G/3G/4G/5G多種通信模式,符合最新的3GPPR15標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,支持Sub-6GHz頻段、100MHz帶寬,同時支持5GSA獨立組網(wǎng)、NSA非獨立組網(wǎng)兩種組網(wǎng)方式,是一款高集成、高性能、低功耗的5G基帶芯片。
截至目前,這五大選手均已在5G賽道占領(lǐng)屬于自己的位置,而真正參與競爭的其實只有三家:高通,聯(lián)發(fā)科和展銳。等待5G的號令聲一響,他們亦將展開真正的PK,讓我們一起拭目以待吧!