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深度分析5G技術誰家強:芯片組之爭

發布時間:2021-01-12 瀏覽:

國內的各個媒體對于中國在5G領域的領先的報道已經屢見不鮮,本文主要從西方研究者的角度來看全球5g技術中的各方的狀態,當然5g最核心的一部分是芯片組,所以本文的重點也是對于5G芯片組來開展(這里將其定義為進入5G消費移動設備的芯片組,而不是物聯網或工業物聯網設備),5G還有另一個方面可以被認為是“芯片組”,它可以用于5G基礎設施當中,我們將在本系列的基礎設施部分介紹將在后面介紹。

在巴塞羅那世界移動通信大會上展示的幾款5G調制解調器
談到5G移動芯片組,自4G時代開始以來,市場已變得更加固化,由于研發成本高、回報低,許多廠商退出市場或出售其業務。過去有很多關于5G移動芯片組的領導地位的研究,但我們將該領域的領導地位定義為首先由商業可用性和芯片組功能定義的領導地位。在這一領域,有許多公司已經提前幾個月宣布推出芯片組,但在商業上,這些芯片組推出的時間比競爭對手晚。

參與的企業

如前所述,雖然移動芯片組領域的參與者很少,但它仍然是一個高度動態且競爭激烈的市場,其中包括一些公司在構建調制解調器,一些公司在構建射頻前端組件,還有該領域的一些公司兩者都在做以更好地解決蜂窩網絡日益增加的復雜性,加強整合并縮短產品上市時間。

這個行業的大部分被劃分為兩類,一類可以使用毫米波,另一類是:其他。主要的原因是毫米波更難傳遞,并且很少有企業可以將毫米波商業化。但是,毫米波對容量和帶寬帶來的巨大改變最終將使得其在任何需要密集分布的地方都是必須項。目前5G調制解調器的最大市場是6GHz以下,原因如下:許多國家尚未釋放毫米波頻譜;毫米波在射頻和設備設計方面更難實現;最后,由于頻率較高,毫米波不會覆蓋較寬的區域。在調制解調器領域,我們有以下宣布5G調制解調器的公司。

華為技術(海思)

華為的5G調制解調器產品被命名為“巴龍”(Balong)。該公司指的是巴龍“平臺”,該平臺包括調制解調器和射頻集成電路。目前還不清楚華為完整的射頻前端(RFFE)解決方案。然而,調制解調器本身也被稱為“巴龍”,該公司已經宣布,其巴龍5000系列調制解調器今年將在設備上商業化上市。

華為表示,巴龍5000是一個7納米、多模式的5G調制解調器,同時支持獨立網絡和非獨立網絡。第一個發布的產品最初是Mate X可折疊設備,該公司表示,該設備預計將在今年夏天上市。不過,華為后來發布了Mate 20X 5G版,這是去年Mate 20 Pro(搭配巴隆5000調制解調器)的一個版本。,。

balong 5000

在世界移動通信大會(MWC)上,該公司在介紹對Mate X的5G支持時忽略了毫米波,但同時確實宣稱了毫米波的速度;并表示毫米波是將在balong 5000上支持。不過華為暫未展示出MateX或任何設備的毫米波原型,其MateX的網站也沒有聲明支持任何毫米波頻段。


聯發科

聯發科傳統上更像是一個價格較低的追隨者或者挑戰者,而不是移動調制解調器領域的領導者。然而,與英特爾(Intel)和華為(Huawei)差不多同時,它也宣布將推出一款可移動的5G調制解調器。

聯發科的5G調制解調器名為Helio M70,是該公司第一個5G調制解調器。聯發科聲稱,這是一個基于臺積電7nm工藝的5G多模式調制解調器,支持獨立網絡和非獨立網絡。與高通(Qualcomm)和華為(Huawei)一樣,它支持5G NR(New Radio)規格的EN-DC功能,這使得4G和5G的雙連通性(以及跨兩個網絡的集合)能夠達到更高的速度。聯發科5G調制解調器的問題在于,它沒有聲稱支持毫米波(mmWave),盡管未來調制解調器可能會支持毫米波。沒有合適的毫米波前端合作伙伴,聯發科不太可能支持毫米波。該公司認為,缺乏毫米波支持是可以接受的,因為它的客戶使用這個調制解調器將設備主要提供給6GHz以下的運營商。據稱,其低于6GHz的速度與第一代5G調制解調器的峰值速度大致相當。與華為類似,聯發科也不生產自己的射頻(RF)前端組件,因此依賴合作伙伴將調制解調器集成到OEM設計中。

該公司還宣布,將在2020年初把M70調制解調器與ARM最新的Cortex-A77和Mali-G77內核集成到即將推出的7nm SoC中。聯發科表示,M70從去年12月起就已經可以購買,但預計將在2019年下半年上市,這意味著是在未來兩個季度的某個時間。

INTEL

INTEL是一個奇怪的例子,因為在收購英飛凌(Infineon)的調制解調器業務后,該公司作為一個相對較新的4G移動運營商,一直在努力與業內其它公司競爭。英特爾在移動設備和智能手機領域有著一段艱難的歷史,在成功吸引蘋果成為其4G調制解調器客戶之前,該公司一直很難為其4G調制解調器找到客戶。

INTEL最初宣布,它的第一個商用5G調制解調器將是XMM 8060,之前已經有Gold Ridge 原型調制解調器。然而,在2018年底,英特爾決定XMM 8060將不再作為商業調制解調器,而是作為一個開發平臺。這一決定伴隨著XMM 8160的發布,XMM 8160是該公司最新的5G調制解調器,能夠連接低于6GHz和毫米波(mmWave),以及SA和NSA網絡。XMM 8160預計將使用英特爾的10nm工藝節點制造,預計將于2019年下半年上市,2020年可在設備上使用。

最近,在2019年的世界移動通信大會(MWC)上,該公司仍在對其5G調制解調器的性能進行展示,使用一個仿真盒來模擬調制解調器的測試和認證能力,直到ASIC(Application Specific Integrated Circuit)可用為止。然而,英特爾確實宣布,它終于擁有了自己的毫米波(mmWave)射頻集成電路,用于為毫米波前端構建一些模擬支持芯片,目標在2020年底或2021年初實現。

在世界移動通信大會(MWC)之后,該公司宣布,在它的主要客戶蘋果(Apple)與其競爭對手高通(Qualcomm)簽署在未來6年內為蘋果提供5G調制解調器和IP的協議之后,它將不再尋求5G智能手機調制解調器業務。這讓英特爾在5G調制解調器上的所有努力都受到了質疑,因為5G個人電腦上和汽車等行業上的技術發展都需要基于5G智能手機商用為前提。

該公司表示,目前正在評估整個5G調制解調器業務的未來,但該業務是一個規模龐大的業務,要想繼續留在這個行業,需要證明整個PC +物聯網行業的業務量是合理的。唯一可能的另一件事是將5G整合到未來更多的個人電腦和物聯網中,但這可能還需要一年甚至更長時間,而且似乎很難證明未來研發的合理性。在這一點上,我認為英特爾的5G調制解調器業務處于不確定狀態,但嚴格意義上來說它確實有產品。

高通

高通的(集成和獨立)調制解調器業務是這家公司過去和現在的主業,其他一切都是其調制解調器技術的補充。高通自CDMA以來一直在制造調制解調器,它實際上確立了這項標準,因此它在蜂窩通信領域有著悠久的歷史,并在開發3GPP 5G標準上發揮了關鍵作用。因此,高通不僅宣布了首款5G調制解調器驍龍X50芯片,而且已經在商業設備中推出了第一個5G調制解調器,也就不足為奇了。

X50不是多模態5G芯片,因此它必須與高通驍龍4G SoC平臺配套,主要是為早期"非獨立組網"NSA和低于6GHz或毫米波(mmWave)的5G網絡部署而設計的。因此,該調制解調器不支持與第二代驍龍 X55相同的功能,驍龍X55包括獨立組網(SA)和非獨立組網(NSA)網絡對毫米波和低于6GHz頻率的支持。

高通的驍龍 X55為這兩種頻譜添加了4G/5G頻譜共享支持。驍龍 X55除了在X50中支持的(NSA)和TDD(時分雙工(Time Division Duplexing))外,還添加了FDD和SA 5G模式。在X55中,高通還將6ghz以下的支持帶寬從100兆赫增加了一倍,達到200兆赫,這使得峰值速度更快。高通聲稱X55的峰值速度為下降7 Gbps,上升3 Gbps。峰值速度只是博眼球的數字,最終最重要的是設備性能,通常比峰值速度低得多。然而,值得一提的是,最近有報道稱,高通第一代X50調制解調器的設備在真實的網絡環境下確實達到了2gbps的下載速度,高通在MWC上演示的速度達到4.5+ Gbps。我在這里寫過。驍龍X55調制解調器已經開始向客戶,預計將于今年年底在設備中推出。

x50

最后,在調制解調器方面,高通還預先宣布會在2020年初將5G調制解調器集成到SoC中,這與聯發科技聲稱的時間大致一樣。

除了推出兩代5G調制解調器外,高通還推出了兩代5G 毫米波射頻(RF)前端模塊。這些模塊的第二代產品QTM525很小巧,幾乎可以集成到任何類型的設備中,這進一步有助于提高毫米波5G的采用率,如果你考慮到信號阻塞更是如此。似乎大多數5G毫米波解決方案會需要至少兩個這樣的毫米波5G模塊,因此它們越小,設備設計人員能夠將這些模塊輕松集成到智能手機和平板電腦設計中的可能性越大。新的QTM525還增加了對毫米波更多頻段(包括24 GHz至27 GHz)的支持,之前已經支持28 GHz和39 GHz頻段。

高通還生產用于5G的射頻前端PA和分集模塊,旨在解決低頻段和中頻段頻段在低于6GHz頻段的5G和4G連接問題。高通正在將其PA模塊與QET6100信封跟蹤器配對,以幫助降低功耗,提高5G的上傳性能。隨著4G向5G的過渡,大部分RF組件和ET都需要升級或改進,這就是為什么必須為6GHz以下的5G創建新的分集模塊。

三星

三星從事調制解調器業務已有相當長一段時間了,尤其是在它將調制解調器植入三星手機已有很長一段時間之后。與華為一樣,三星的調制解調器也是內部制造的,只在其手機中使用。此外,與華為一樣,三星也擁有相當大的網絡基礎設施業務,因此它也以不止一種方式參與5G。

我們將在本系列的另一部分中討論其基礎設施業務,但在本系列中,我們將重點介紹三星的Exynos調制解調器5100。Exynos是三星內部soc(System on Chip)的品牌,其調制解調器也有相同的品牌,類似于高通的曉龍品牌。與高通的調制解調器一樣,三星的調制解調器不僅支持(毫米波)mmWave,而且支持低于6GHz的頻率,支持LTE和5G;它是與三星自己的射頻集成電路毫米波。Exynos 5100是指整個平臺,包括調制解調器、射頻(RF)、ET(包絡跟蹤)和電源管理IC。三星正在一個基于10nm工藝節點上構建Exynos調制解調器5100。

三星的Exynos 5100芯片組可以在其新推出的Galaxy S10 5G中找到。然而,值得注意的是,并非所有版本的Galaxy S10 5G都將搭載三星的Exynos芯片組,而美國的版本將搭載高通的曉龍芯片和毫米波模塊。這是因為三星通常在某些市場銷售高通芯片,在其他市場銷售三星芯片。

紫光展銳(Unisoc)

紫光展銳(Unisoc)是5G領域的最新參與者之一,但不是在調制解調器領域。紫光展銳的前身是展訊,是提供5G調制解調器的最后一家主要調供應商。紫光展銳在2019年2月下旬的MWC大會上發布了它的第一個5G調制解調器,IVY510,以及它的5G技術平臺MAKALU。該調制解調器不像其他調制解調器那樣針對領先的7nm制程節點,而是使用臺積電的12nm制程構建的,這可能是為了節省成本。調制解調器本身是多模式的,支持2G到5G,對于低于6 GHz的帶寬可支持高達100 MHz。和其他調制解調器一樣,IVY510將同時支持獨立和非獨立的5G網絡,但它們的任何公開資料中都沒有提到毫米波。由于紫光展銳通常是中低端產品OEM(Original Equipment Manufacturer)的供應商,因此成本非常重要;支持毫米波增加了設備的成本,而且很可能還不是紫光展銳原廠設備制造商(OEM)在市場上的必要特征。

Skyworks Solutions

雖然Skyworks不是調制解調器供應商,但它確實為許多智能手機OEM廠商提供了用于蜂窩連接的射頻(RF)前端解決方案。 該公司提供調制解調器和網絡之間的許多組件,包括濾波器,放大器和其他RF前端組件。Skyworks已將其5G產品命名為Sky5,其中包括功率放大器,濾波器以及集成它們的一些模塊。 由于Sub-6GHz和毫米波都支持大量5G頻段,因此模塊變得越來越重要。 然而,在可預見的未來,SkyWorks的解決方案僅適用于低于6Hz的5G解決方案,直到該公司為毫米波創建射頻IC或模塊。所有擁有毫米波解決方案的參與者都將前端作為完整的模塊提供,因此我懷疑我們最終可能會看到來自Skyworks的類似內容。

Qorvo

Qorvo與SkyWorks的情況非常相似;事實上,該公司是Skyworks的最大競爭對手,兩家公司共同占據了全球RF前端芯片組和部件市場的龐大份額。Qorvo也不制造調制解調器,也不像本文提到的其他一些玩家那樣制造手機,但確實幫助OEM合作伙伴以優化無線電性能的方式來集成部件組件。此外與SkyWorks一樣,Qorvo的大多數移動5G前端解決方案是為Sub-6GHz 5G智能手機和其他設備設計的。

不過,Qorvo確實為基礎設施提供了一些毫米波無線電解決方案,但這似乎并沒有影響其移動部門。毫米波方面最先進的公司在構建60 GHz Wi-Fi解決方案已經在嘗試使用Oorvo的產品,然后克服了毫米波方面的一些挑戰。

總體來說,美國在5G技術仍然不容小覷,高通在毫米波領域仍然處于技術領先地位,但中國的華為,mtk,紫光展銳占據了三席,這個比在4g時代只能后發的狀況已經好得太多,同時基于中國巨大的市場和成本優勢,如果沒有毛衣戰,爬上第一的位置應該就是時間問題而已。(此文來自網絡,如有侵權請聯系刪除)

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