5G技術核心在芯片 國內正尋求新突破

作者:admin   添加時間:2019-02-18 15:02:42   瀏覽:

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5G技術的核心在于芯片,無論是基站還是手機,都需要它。包括計算芯片、存儲芯片、控制芯片、智能手機芯片、基帶芯片等,這是一個龐大的體系。目前來看,不少芯片廠已陸續推出支持5G技術的調制解調器芯片,包括高通Snapdragon X50、聯發科Helio M70、英特爾XMM 8000系列、三星Exynos Modem 5000系列、華為Balong 5000系列等。

  1月24日,華為正式面向全球發布了5G多模終端芯片——Balong 5000(巴龍5000)和基于該芯片的首款5G商用終端——華為5G CPE Pro,Balong 5000可以支持多種豐富的產品形態,除了智能手機外,還包括家庭寬帶終端、車載終端和5G模組等,將在更多使用場景下為廣大消費者帶來不同以往的5G連接體驗。

  據了解,Balong 5000體積小、集成度高,能夠在單芯片內實現2G、3G、4G和5G多種網絡制式,有效降低多模間數據交換產生的時延和功耗,顯著提升5G商用初期的用戶體驗,是巴龍系列芯片的又一次自我飛躍。

  Balong 5000率先實現業界標桿的5G峰值下載速率,在Sub-6GHz(低頻頻段,5G的主用頻段)頻段實現4.6Gbps,在毫米波(高頻頻段,5G的擴展頻段)頻段達6.5Gbps,是4G LTE可體驗速率的10倍。

  Balong 5000在全球率先支持SA(5G獨立組網)和NSA(5G非獨立組網,即5G網絡架構在LTE上)組網方式,可以靈活應對5G產業發展不同階段下用戶和運營商對硬件設備的通信能力要求。 Balong 5000是全球首個支持V2X(vehicle to everything)的多模芯片,可以提供低延時、高可靠的車聯網方案?;贐along 5000的華為5G手機將在今年的巴展發布。

  隨著5G新射頻(New Radio,NR)空中架接界面標準確立,5G的發展已經進展到調制解調器及射頻芯片、基地臺及終端行動裝置的開發階段。尤其是在芯片領域,除了華為之外包括高通、英特爾、聯發科、三星等均投入龐大資金及人力加快5G芯片的開發。

  由于5G不論是組網方式還是使用的頻段都比4G LTE復雜許多,加上5G又分為低頻段Sub-6GHz及高頻段毫米波(mmWave)兩大主流,芯片設計難度大增且功能更為復雜,射頻及混合訊號測試成為確保5G芯片能否正常運作的重要制程。

  事實上,5G芯片因為支援毫米波特性,融入了波束成形(beamforming)及大規模多重輸入多重輸出(Massive MIMO)等重要技術,而且架構上因為采用4G/5G聯合組網,引入雙連結(Dual Connectivity)技術確保設備能同時使用兩個基地臺的無線資源,也加深了5G芯片測試的復雜度。

  目前來看,不少芯片廠已陸續推出支持5G技術的調制解調器芯片,包括高通Snapdragon X50、聯發科Helio M70、英特爾XMM 8000系列、三星Exynos Modem 5000系列、華為Balong 5000系列等。

  5G主要芯片

  5G技術的核心在于芯片,無論是基站還是手機,都需要它。包括計算芯片、存儲芯片、控制芯片、智能手機芯片、基帶芯片等,這是一個龐大的體系。

  服務器、核心網、基站等都需要計算芯片。除了少數服務器芯片,我國有一定的產品,絕大部分計算芯片基本上是美國企業稱霸世界。

  無論是服務器還是云,都是需要大量存儲,5G的高速度、大流量自然會帶來存儲的大量需要。目前在存儲芯片領域,美國、韓國、中國臺灣等居于主導地位。

  移動通信最重要的一個終端就是智能手機,智能手機芯片,不僅要進行計算,還要進行專門的處理,比如GPU進行圖像處理,NPU進行AI處理,智能手機芯片還需要體積小、功耗低等特性。華為、蘋果、三星等都在研發自己的旗艦機芯片。

  在5G芯片領域,美國占據了較大的優勢,而歐洲稍有衰落。中國正在加大加量尋求突破,企業的整體實力與全球通訊芯片巨頭的差距在于高端5G芯片領域,這也是很多國內芯片企業的“芯病”。

  5G芯片廠商

  英特爾

  在英特爾眼中,5G是一個真正融合計算和通信的時代。英特爾的計算能力我們都已了解,自1978年英特爾推出x86架構的鼻祖產品8086微處理器芯片,英特爾就一直站在計算舞臺中央,計算能力的冗余還不能滿足各種場景,尤其是邊緣場景的計算需求,網絡能力同樣不能做到極致的傳輸。

  5G讓計算和網絡進一步融合,對英特爾來說可能是移動通信時代之后的又一個契機。它也是華為和中興最重要的供應商。

  英特爾近日推出了5G調制解調器XMM8160,為手機和寬帶接入網關等設備提供5G連接而優化的多模調制解調器,是市面上最新LTE調制解調器的3到6倍,帶來各種特性和體驗,加速5G普及。

  此外,英特爾與華為成功完成全球首個2.6GHz頻段基于3GPP標準SA架構的5G互操作性測試,使用英特爾5G移動試驗平臺和華為支持2.6GHz頻段、160MHz大帶寬的5G NR商用版本,基于SA架構,雙方聯合測試并成功打通首次呼叫。為大規模商用打下基礎,也必將大幅推動2.6G頻段5G端到端產業的加速發展和成熟。

  高通

  高通多年前就在積極探索和發展5G技術,并聯合產業鏈資源來共同推動應用落地。

  最先公布5g基帶芯片的是美國高通,在5G標準第一版本還沒有確定的時候,高通已經公布了其5G基帶芯片X50,采用28納米工藝制程。

  高通的5G基帶芯片制程較落后,在最新工藝制程已經進入7納米年代,還在采用落后的28納米工藝,對手機整體的功耗和pcb的面積都有較大影響。

  此外,高通全集成5G新空口毫米波及6GHz以下射頻模組還獲得世界互聯網領先科技成果獎。高通 QTM052 移動毫米波天線模塊包含5G NR無線收發器、電源管理集成電路(IC)、射頻前端組件和相控天線陣,同時支持驍龍 X50 5G 調制解調器。

  聯發科

  聯發科也加入到5G領域的競爭當中,宣布其首款5G基帶芯片MTK Helio M70將于2019年上半年上市。 Helio M70結合開放架構的 NeuroPilot AI 平臺,聯發科也將從移動設備擴展到更多終端領域。

  Helio M70不僅支持5G NR,還可同時支持獨立組網及非獨立組網 ,并支持Sub-6GHz頻段、高功率終端及其他5G關鍵技術,符合3GPP Release 15的最新標準規范,具備5Gbps傳輸速率。

  未來,聯發科將利用5G、AI進一步將應用面逐步擴充,在手機或智能生活等領域給使用者最佳的體驗。

  華為

  華為在2018年2月發布了巴龍5G01和基于該芯片的首款3GPP標準5G商用終端CPE,巴龍5G01和英特爾芯片一樣支持Sub-6GHz和毫米波,兼容2g/3g/4g網絡。華為的巴龍5G01并非針對手機開發,主要應用在小型網絡終端產品上。正如文章開頭提到的,針對移動端的5G芯片,Balong 5000將在更多使用場景下為廣大消費者帶來不同以往的5G連接體驗。

  同時,華為已經開始著手海思1020全新一代5G處理器的研發工作,這將是國內首款擁有自主知識產權的的5G芯片。

  雖然華為已經推出CPE版本,但是在移動芯片方面,仍然是落后于高通和英特爾。

  紫光展銳

  從1G到4G,紫光展銳一步一步在縮短差距,并表示到5G時代基本可以與國外同步。目前,展銳每年全球出貨超過6億套片,市場份額占比在25%左右,在非全網通市場有不錯的表現。

  據了解,紫光展銳5G單模芯片方案已經通過認證,雙模方案正在認證當中。它將在2019年推出高性價比5G芯片,并在2020年推出高性價5G單芯片,而且將實現高端、中端全覆蓋。此外,紫光展銳也在布局5G毫米波和RFFE。

  除了計算、存儲、控制芯片之外,感應器是一個半導體領域的新機會,現在智能手機中,已經有大量感應器,而5G智能終端中的感應器會更多,能力會更強。這個領域是全世界半導體領域爭奪的一個焦點。除了恩智浦、村田制作所等大廠,還有大量中小企業在這個領域希望有所作為。

  總結

  英特爾在4GLTE芯片已經打入蘋果供應鏈,加上筆記本廠商也有意向搭載5G芯片,英特爾可以借助在筆記本行業的優勢進行卡位。

  高通除了5G基帶芯片已有方案外,在模擬前端,如天線、放大器與濾波器等方案,也有相當完整的布局,所以高通再進一步推出5G移動產品的模組方案,短期內沒有競爭對手。

  值得一提的是,在5G專用芯片領域,并不是完全被美國企業壟斷,我國也有較大的進步,華為海思、紫光展銳、中興微電子等企業都設計和生產專用芯片。特別是,華為在3GPP領域擁很大程度的話語權,5G標準制定的態度也十分積極。2019年到2020年,華為將有機會趕上英特爾和高通的腳步。

    文章來源:中國安防行業網

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