移動(dòng)通信每十年便迎來(lái)一次技術(shù)的更新迭代,而新的技術(shù)從萌生到落地又要經(jīng)歷無(wú)數(shù)細(xì)節(jié)性的調(diào)整。隨著算力與存儲(chǔ)需求大規(guī)模爆發(fā),產(chǎn)業(yè)數(shù)智化的大方向要求數(shù)據(jù)傳輸速率持續(xù)提高,而5G技術(shù)以其高速率、低時(shí)延、大連接等優(yōu)勢(shì),為新一代信息技術(shù)發(fā)展提供了方向,成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的核心驅(qū)動(dòng)力。
5G標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)演進(jìn)
早在2008年,NASA便聯(lián)手M2Mi公司,開(kāi)始了對(duì)5G技術(shù)的探索與研發(fā)。而從5G標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)來(lái)看,自2019年以來(lái),在ITU與3GPP的推動(dòng)下,5G標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)演進(jìn)至第三代。
從5G標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)來(lái)看,5G R15標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)面向增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)場(chǎng)景,定義了超高可靠低時(shí)延通信(uRLLC)基本功能,為5G技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。而5G R16標(biāo)準(zhǔn)則引入了增強(qiáng)多天線傳輸、蜂窩定位、載波聚合等技術(shù),對(duì)增強(qiáng)移動(dòng)寬帶場(chǎng)景進(jìn)一步加強(qiáng)。
5G R17標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步拓寬了5G業(yè)務(wù)場(chǎng)景,引入AI以提高網(wǎng)絡(luò)的智能化和自動(dòng)化,引入RedCap增強(qiáng)無(wú)線電接口,增強(qiáng)了對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴應(yīng)用案例的支持。同時(shí),R17將網(wǎng)絡(luò)覆蓋場(chǎng)景從地面拓展至非地面(NTN),與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)融合,打造了全方位立體式的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。
今年6月,隨著5G R17標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié),5G技術(shù)第三個(gè)版本標(biāo)準(zhǔn)正式完成。這標(biāo)志著5G技術(shù)演進(jìn)即將邁入第二階段,5G-Advanced標(biāo)準(zhǔn)制定工作將全面展開(kāi),進(jìn)一步推動(dòng)5G技術(shù)發(fā)展及架構(gòu)演進(jìn)。作為5G-Advanced第一個(gè)版本,5G R18標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步提升增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB)、超高可靠低時(shí)延通信(uRLLC)和海量機(jī)器類通信(mMTC)等性能,不斷完善5G技術(shù)框架和內(nèi)容。
5G基帶芯片有何難點(diǎn)?
現(xiàn)階段,5G技術(shù)的商用主要集中在消費(fèi)端,市面上大部分手機(jī)均已配備有5G相關(guān)功能。對(duì)于智能手機(jī)而言,其SoC模塊主要包括兩大核心部件,即基帶芯片(BP)和應(yīng)用處理器(AP)。其中,基帶芯片主要用于合成即將發(fā)射的基帶信號(hào)或?qū)邮盏降幕鶐盘?hào)進(jìn)行解碼,可以說(shuō)沒(méi)有基帶芯片,智能手機(jī)就無(wú)法連接入網(wǎng)。
5G基帶芯片的研發(fā)并不容易,多頻段兼容給芯片設(shè)計(jì)帶來(lái)了相當(dāng)大的困難。從3GPP標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,5GNR頻譜擁有29個(gè)頻段,包括6GHz以下頻段和毫米波頻段兩大頻率范圍。5G基帶芯片不僅要兼容2G/3G/4G,還需兼容不同國(guó)家及地區(qū)的不同頻段。連英特爾和蘋(píng)果這樣的巨頭也未能搞定5G基帶芯片,2019年,英特爾宣布退出5G基帶芯片研發(fā),將大部分智能手機(jī)基帶業(yè)務(wù)以10億美元賣給了蘋(píng)果。
從結(jié)構(gòu)上看,5G基帶芯片主要由CPU處理器、信道編碼器、數(shù)字信號(hào)處理器、調(diào)制解調(diào)器和接口模塊五個(gè)部分組成。而部分廠商也會(huì)將射頻模塊集成至基帶芯片中,或是將基帶芯片集成至處理器中,這也導(dǎo)致芯片設(shè)計(jì)與制造的復(fù)雜度大幅提升。
此外,與4G基帶芯片相比,5G基帶芯片在性能方面有所提升,數(shù)據(jù)吞吐量提高而功耗和發(fā)熱量降低,設(shè)計(jì)難度和成本也隨之翻倍增長(zhǎng)。因而,5G基帶芯片的技術(shù)和專利壁壘極高,后入者很難攻克。
5G基帶芯片市場(chǎng)格局
從5G基帶芯片的發(fā)展來(lái)看,5G R15標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)之前,各廠商基帶芯片的研發(fā)已經(jīng)小有成果。高通于2016年發(fā)布了全球第一款5G基帶芯片,華為也于2018年公布了符合5G R15標(biāo)準(zhǔn)的5G基帶芯片,聯(lián)發(fā)科、三星和英特爾的5G基帶芯片也陸續(xù)發(fā)布。但由于技術(shù)不成熟,這些芯片尚未進(jìn)入商用市場(chǎng)。
2019年以來(lái),5G基帶芯片進(jìn)入發(fā)展的快車道。華為于2019年率先推出5G手機(jī),隨后又發(fā)布麒麟990 5G SoC芯片,迅速拉開(kāi)了市場(chǎng)差距。而后,三星也發(fā)布了Exynos 980 5G SoC;聯(lián)發(fā)科推出天璣1000 5G SoC;高通也終于發(fā)布了全新5G SoC芯片,分別是驍龍765和驍龍865。
5G基帶芯片的重要性不言而喻,然而真正實(shí)現(xiàn)5G基帶芯片商用的供應(yīng)商寥寥無(wú)幾??v觀5G基帶芯片市場(chǎng),目前僅有高通、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳、華為、三星等五家廠商。其中,三星和華為僅作自用,不對(duì)外出售,再者華為因制裁影響后續(xù)基帶芯片生產(chǎn)受阻,從而導(dǎo)致整體公開(kāi)市場(chǎng)上僅剩下高通、聯(lián)發(fā)科和紫光展銳三家廠商。
據(jù)Strategy Analytics報(bào)告顯示,2021年全球手機(jī)基帶處理器市場(chǎng)收益同比增長(zhǎng)了19.5%,達(dá)到314億美元。其中,高通以56%的收益份額引領(lǐng)基帶芯片市場(chǎng),聯(lián)發(fā)科以28%的份額位居第二,三星以7%的份額排在第三。