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华为入局,5G基带芯片四强争"霸",设计难点在哪?

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来源: 集微网   发布者:集微网
热度52票   时间:2018年2月26日 20:55
集微网消息,随着3GPP在去年12月完成了5G NR规格的冻结,芯片厂商正紧锣密鼓地部署5G基带芯片,期望能在今年7月之前上市,今年年底实现5G试商用。

在5G标准冻结前,高通和英特尔都已发布5G商用基带芯片,高通芯片名为Snapdragon X50,英特尔芯片名为XMM8060,两款5G基带芯片将用于2019年上半年问市的5G智能手机。

在5G标准冻结后,华为率先在巴塞罗那世界移动通信大会(MWC)发布首款5G商用芯片--巴龙5G01(Balong 5G01),成为全球第三家发布5G商用基带芯片厂商,这是中国首款5G基带芯片,同时这也预示着中国芯片厂商在5G时代已经成功跻身第一梯队。

华为首发5G标准芯片,加剧竞争

在MWC 2018上,华为消费者业务面向全球正式发布首款5G商用芯片巴龙5G01(Balong 5G01)和5G商用终端华为5G CPE(Consumer Premise Equipment,5G用户终端)。
 

华为Balong 5G01是全球首款基于3GPP标准的5G商用芯片。根据华为给出的参数,Balong 5G01支持全球主流的5G频段,包括Sub6GHz和mmWave,理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率,支持NSA和SA两种组网方式,即支持4G & 5G双联接组网,也支持5G独立组网。

去年高通率先发布了全球首款针对移动终端的5G基带芯片--骁龙X50,并成功实现了28GHz(mmWave毫米波)频段数据连接及千兆上网。随后在11月,英特尔也发布了其首款5G基带芯片--XMM 8000系列,首款芯片型号为XMM 8060。

从资料来看,华为此次发布的Balong 5G01与英特尔XMM 8060一样,不仅支持最新的5G NR新空口协议,既支持28GHz,也支持Sub-6GHz频段,同时支持通过4G/5G双联接组网的方式,实现向下兼容2G/3G/4G网络。

相比之下,高通骁龙X50 5G调制解调器只支持28GHz频段,并且早期它仅仅是专攻5G网络。不过,骁龙X50 5G调制解调器也能够通过双连接(Dual-Connectivity)能够与骁龙处理器、骁龙LTE基带所搭配使用。

除此之外,业界透露,三星电子系统LSI事业部在2018 CES期间,以非公开展示的形式向主要智能手机客户介绍名为Exynos 5G的5G基带芯片解决方案,并计划于今年下半年供应Exynos 5G样品,预定2019年实现商用化,希望在5G时期与高通并肩前行。

虽然尚不清楚三星5G基带芯片更多细节,但对于三星进入5G基带芯片市场的决心早已可见。在5G标准制定之前,三星就曾积极参与制订标准,期望减小对高通的依赖,全面攻占5G智能手机市场。

设计架构是关键,三星偏弱

在5G标准冻结后,国内5G第三阶段测试也正式开始,工信部要求在2018年底5G将达到预商用的标准要求。尽管,各大芯片厂商都在抢滩卡位,但是5G基带芯片的研发有着相当高的门槛,最终又会孰强孰弱?

由于5G与3G、4G标准要求大为不同,5G不仅要追求更高的数据吞吐量,还要具备更大的网络容量与更好的服务质量(QoS),因此5G基带芯片的研发设计会更为复杂。

恩智浦数字网络事业部全球产品经理张嘉恒表示,对于网络设备厂商跟芯片厂商来说,5G是一个全新的时代。在以往,移动通讯技术的升级换代,重点都放在带宽升级,以便提供给用户更快的行动上网服务。但是在5G时代,为满足各种物联网(IoT)应用的需求,行动网络不仅要支持更高的带宽,还要具备更大的网络容量跟更低延迟、更稳固的联机。

这对基带芯片的设计来说,意味着处理器本身必须具备极高的弹性,以便支持eMMB、URLLC与mmTC等不同的5G规格,但同时又要有很好的性能表现,否则数据吞吐量将无法达到5G要求的水平。传统上,这两个需求是矛盾的。为了解决这个问题,基带芯片的设计架构将尤为关键,不同芯片厂商的设计架构也将会有所不同。

另一方面,由于5G支持6GHz以下频段和毫米波频段,产品竞争将会更为激烈。据Techno System Research (TSR)报告指出,5G基带芯片产品可分为两种,一种支持6GHz以下频段和毫米波(millimeter wave), 厂商有高通、英特尔、三星电子、华为海思;另一种是5G基带芯片支持6GHz以下频段,厂商包括联发科、展讯等。不过,联发科和展讯都在完善芯片设计的全频段覆盖能力。

值得强调的是,毫米波是高频波,带宽较大、传输速度快,但是波长较短,信号容易受到干扰,必须要改善射频(RF)天线模块效能,才能有较好表现,这也是5G基带芯片设计的难点所在。TSR指出,外传三星缺乏毫米波的研发经验,开发射频天线模块碰上阻碍,估计技术要落后于竞争对手。(校对/范蓉)


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