观察者网

5G基带芯片之战:五强格局初显(下)

2019-12-31 08:06:27
导读
2019年被称为“5G元年”,这一年,尽管美国还在阻挠中国,制裁华为,但除了延缓本国5G发展之外,对中国的反制能力却并不明显:2019年10月31日,三大运营商公布5G商用套餐,并于11月1日正式上线5G商用套餐,标志着中国正式进入5G商用时代。 科工力量推出年终盘点,回顾这一年全球5G之战。上篇介绍了5G芯片潮流的初兴,本文为下篇。

03 涌动:二代基带芯片之争

2019年,是5G商用的元年,而智能手机被称为5G最适宜的应用之一。在手机厂商竞争背后潜藏的行业发展规律中,核心芯片技术关键作用日益凸显。它决定着手机的最终体验,并牵动用户和市场。而在市场需求升级情况下,各路豪强逐步进入第二代际5G基带芯片竞争。

1月24日,在MWC 2019预沟通会上,华为发布了号称世界第一款单芯多模5G基带巴龙5000。这款多模终端芯片采用7nm工艺,支持5G SA(独立组网)及NSA(非独立组网),向下兼容4G、3G、2G网络,在Sub-6G 200MHz频段实现4.6Gbps下载速率,在毫米波800MHz频段则达到达6.5Gbps。华为当时称,巴龙5000“是全球最强的5G基带”。

发布会现场,华为消费者业务CEO余承东一如既往,显得底气十足。他用巴龙5000与三年前发布的高通骁龙X50进行系列对比,从图中可以看出,骁龙X50在多模支持、NSA/SA支持、200M带宽支持,高速率、多频段、上下行解耦方面均弱于巴龙5000。三年磨一剑,这款5G基带芯片让华为拥有了推出5G商用手机,及进行新终端战略布局的能力。

与发布巴龙5G01时一样,华为这次带来了基于巴龙5000基带芯片的华为5G CPE Pro。这款可用于普通用户及企业的商用路由器在5G网络下速率可达3.2Gbps,在Wi-Fi 6技术环境下则达到4.8Gbps,是首款支持华为HiLink协议的5G CPE。可以说,5G CPE Pro一举奠定了华为在5G路由器领域的领先地位。

然而,余承东的对比图很快就需要更新了。不到一个月时间,高通于2月19日发布了第二代5G调制解调器骁龙X55。相比上一代5G基带芯片,骁龙X55从10nm升级为7nm,在5G模式下可实现最高达7Gbps的下载速度及最高3Gbps的上传速度,同时支持Category 22 LTE带来最高达2.5 Gbps的下载速度。大有“龙王一出,谁与争锋”势头。

高通骁龙X55基带芯片

据悉,骁龙X55支持全球所有主要频段,包括毫米波频段及6 GHz以下频段,TDD和FDD运行模式,SA和NSA网络部署。同时,它还有两个值得关注的技术特性,一是4G/5G频谱共享,即在同一小区里面,使用骁龙X55可以同时共享4G和5G的重叠频谱;二是全维度MIMO,可以提升整个空间的覆盖和效率。

显而易见的是,芯片有着一定的“后发定律”,即通常后发的芯片有着比自家乃至行业前代更好的性能优势。比如,华为巴龙5000击败了高通骁龙X50,但骁龙X55扳回了几分颜面。与此同时,华为和高通首先拉开了第二代5G基带芯片竞争的序幕,而巴龙500和骁龙X55孰强孰弱也一度成为业界争论的焦点。

在MWC 2019上,华为一扫一年前巴龙5G01芯片无法应用于智能手机的窘境,高调发布搭载麒麟980 CPU及巴龙5000基带的全球首款5G折叠屏手机Mate X。这款手机在镁光灯下无比耀眼,显示出华为5G基带芯片技术和应用在智能手机端的应用飞跃。不过,4月上市销售且采用自家基带的三星Galaxy S10 5G,抢走了“全球首款5G手机”的称号。

华为5G折叠屏手机Mate X

既是芯片又是终端厂商,华为拥有商用先发优势。与之相比,高通拥有更大的生态优势。为追赶华为,继凭借骁龙X50和多家终端厂商合作推出5G手机后,高通正式公布了5G战略的最新进程,骁龙X55 5G基带将在2020年商用。目前,这款基带芯片已被超30家OEM厂商采用,包括三星、夏普、中兴、闻泰科技、LG、诺基亚、OPPO、松下等。

值得关注的是,紫光展锐在MWC 2019上发布了5G通信技术平台马卡鲁及其首款5G基带芯片春藤510。春藤是紫光展锐在2018年发布的物联网产品。而马卡鲁是紫光展锐全新的5G通信技术平台,目标是助力春藤物联网产品向5G发展。春藤510便是首款基于马卡鲁技术平台的5G基带芯片。

2014年底,紫光展锐开始投入5G基带预研,包括对相关协议的解读和一些基础算法的研发,并在两三年的准备之后正式投入芯片研发。简而言之,春藤510是紫光展锐斥资上亿美金,历时5年研发的产品。以往,紫光展锐一直游走在中低端芯片领域,但其认为5G是切入中高端、跻身全球第一梯队的重要机遇,而马卡鲁及春藤510的推出便是其走出的第一步。

据官方介绍,春藤510采用12nm制程工艺,支持SA和NSA组网方式及2G、3G、4G、5G多种通讯模式,符合最新的3GPP R15标准规范,且支持Sub-6GHz 频段及100MHz带宽,最高下载速率可达到2.3Gbps,是一款高集成、高性能、低功耗的5G基带芯片。然而,目前仅为12nm的制程工艺、缺少生态合作伙伴,这些问题将在很大程度上考验紫光展锐的中高端梦。

英特尔曾于2014年以15亿美元投资展讯通信和锐迪科微电子的控股公司20%股权。2018年2月,紫光展锐与英特尔达成5G全球战略合作。但刚好过去一年时间,在马卡鲁及春藤510发布当日,双方决定终止在5G芯片研发方面合作。紫光展锐表示,和英特尔在5G上的合作从未展开。这意味着春藤510是一款自主设计产品,且后期开发难度可能更大。

4月16日,高通与苹果的“世纪诉讼”突然和解后几个小时,英特尔即官宣将退出5G智能手机调制解调器业务,改而专注5G网络基础设施及数据中心等。在当时的官方声明中,英特尔新任CEO鲍勃·斯旺表示,公司在智能手机调制解调器业务中,显而易见的是盈利能力和回报并不明确。由此可见,虽然无法确定英特尔的决定与苹果、高通的和解有何关系,但可以确定和钱有关。

英飞凌科技X-Gold 618-PMB9800芯片

历史上,英特尔在2010年以14亿美元收购英飞凌无线业务后,大量供应了苹果历代机型的基带芯片。其转身离开,不仅使苹果只能“委身”高通,也预示5G基带芯片行业少了一个重磅玩家。目前,英特尔仍将5G当做一个战略重点,并在评估如何实现过去研发的一系列无线产品和知识产权的价值。然而那么多年,统领PC界处理器的英特尔依旧无法做好移动端芯片。

04 高潮:集成5G基带成焦点

目前,5G手机商用日益临近,5G芯片的竞争也逐渐进入高潮。9月6日,华为在德国IFA2019上正式发布麒麟990芯片,揭开了这枚备受瞩目的SoC的神秘面纱。在发布会上,余承东强调,麒麟990实现了四个业界首款的突破:7纳米+EUV 5G工艺、旗舰级5G NSA&SA组网、16核Mali-G76 GPU、大-微核架构NPU。同时,他也不忘用麒麟990和骁龙855+X50组合进行性能比较。

麒麟990是一款基于7nm+ EUV的“全集成”5G芯片,换言之麒麟990将巴龙5000 5G基带集成到了芯片内部。相较于高通的外挂基带,集成基带设计不仅可以减少功耗和发热,还会降低对手机内部元器件空间的侵占。另外,这款芯片仅有指甲盖大小,集成了103亿个晶体管,而去年的麒麟980为69亿个。相对巴龙5G01的尺寸,则是质的飞跃。

华为麒麟990芯片

不过,麒麟990并没有采用ARM最新的Cortex-A77核。对此,华为Fellow艾伟表示,“华为不可能在每代的芯片上都把所有的技术全都改一遍,开发时间上也来不及”。而余承东称,一是ARM最新Cortex-A77芯片微架构,对电池寿命和续航产生负面影响;一是经过华为的严谨测试、不断做实验和调查后,认为Cortex-A77的性能有所夸大。这听上去多少有些“酸葡萄”嫌疑。

有趣的是,两天前的9月4日,喜好“截胡”的三星抢在华为前面发布了首款集成5G基带的处理器Exynos 980。据官方介绍,这款芯片采用8nm工艺打造,实现将5G通信调制解调器Exynos 5100与高性能移动AP(Application Processor)合二为一。在降低功耗的同时,减少部件所占体积,从而方便移动设备的设计。

Exynos980支持在5G网络Sub6GHz频段,实现最高2.55Gbps的下载速率;在4G通信环境下,最高可实现1.6Gbps的速度;在4G-5G双连接状态中,下载速度每秒最高3.55Gb。此外,Exynos980内置的高性能NPU使人工智能计算性能优化了约2.7倍;内置的高性能ISP最高可处理以1.08亿像素拍摄的图像。

11月7日,vivo与三星宣布联合研发Exynos 980处理器。

然而,对于下行速率2.55Gbps,华为手机产品线副总裁李小龙表示质疑:因为基于3GPP R-15协议标准,100MHz带宽能实现的理论速率最高为2.34Gbps。基于这个限制,在过去无论华为、高通还是联发科,对外宣称速率都是低于这个数值。李小龙直言:有厂商突破了这个极限,“一定有什么奇迹发生”。

三星Exynos 980内置两颗2.2GHz的Cortex-A77核心和六颗1.8GHz的A55核心,GPU为Mali-G76 MP5。由此,ARM的A77架构在5月28日发布后,大约三个月时间,华为不可能完成芯片的研发、流片、测试等一系列过程,三星为何完成了?是华为的研发能力不及三星?华为在面对国际政治的风云变幻时,似乎无意明言苦衷,只能选用一些冠冕堂皇的理由。

紫光展锐春藤510处理器

在几大5G基带芯片厂商中,紫光展锐的步调略为迟缓。历经大半年时间,其终于完成一系列5G应用测试中的最后一组测试。10月28日,紫光展锐宣布携手大唐移动打通了符合3GPP R15规范的5G SA新空口(NR)网络数据业务。据介绍,相关测试基于独立组网(SA)模式,采用基于春藤510的移动测试终端以及大唐移动的5G新空口无线电解决方案。

测试结果显示,春藤510已经具备商用eMBB场景的条件,满足绝大部分应用需求。这意味春藤510商用已近在眼前。在5G的主要应用场景方面,春藤510架构相对灵活,可以支持智能手机及物联网终端在内的多种产品形态,应用于不同场景。但落后竞争对手的12nm纳米工艺,将使春藤510在智能手机应用中处于不利地位。这也是紫光展锐在未来的一大挑战。

一个月后,11月26日,联发科发布号称全球最先进旗舰级5G单芯片天玑1000,规格之高令人咋舌,一口气拿下了十多个全球第一。天玑的命名来自北斗七星的第三颗星,借北斗七星指引方向之意。2019年,尽管基于联发科4G平台的手机已经超过400款,但在高端芯片领域仍被高通压制而郁郁不得志。如今,联发科显然将宝押在了5G上。

以部分核心数据来看,天玑1000集成一年前发布的联发科M70 5G基带,采用四颗2.6GHzCortex-A77大核与四颗2.0GHzCortex-A55小核的组合,相较于上一代性能提升20%,GPU、APU相对上一代则均提升40%,列全球第一。根据官方给出的数据,在Sub-6频段下,天玑1000可以实现4.7Gbps的下行速率和2.5Gbps的上行速率。以麒麟990做对比,其数据为下行2.3Gbps,上行1.25Gbps。

进入年底,芯片大佬高通压轴登场。12月3日,高通推出旗舰芯片骁龙865、中高端芯片骁龙765和骁龙765G等。高通称,骁龙865的CPU、GPU、RF性能非常强,AI、5G调制解调器、ISP性能均为全球第一。另外,骁龙765 5G集成了骁龙5G调制解调器X52,支持SA/NSA双模5G,适用于Sub-6及毫米波,下行速度峰值3.7Gbps。

信息显示,骁龙865采用第五代AI引擎,通过CPU+GPU+AI引擎的性能优化,将算力提升至15TOPS,处理速度比上一代骁龙855提升2倍,比竞品快3倍。此外,它还支持多达2亿像素的摄像头,及8K@30fps视频、4K@60fps视频等。不过,骁龙865并未内部集成5G基带芯片,是通过与外带5G调制解调器X55连接来支持5G,下行速度峰值理论上可达7.5Gbps。

对于骁龙865为何没有集成5G基带芯片?高通中国区董事长孟樸表示,今年采用855芯片的旗舰机都是用的外挂式调制解调器,这样去掉X50基带芯片之后还可以用于4G旗舰机,所以也延续到了865芯片的处理。显然,高通应该并不存在技术问题,而是主要基于成本、营销策略、5G手机商用进度等方面考虑。或许下一颗骁龙旗舰芯片将集成5G基带。

3GPP组织制定5G标准的时间表

整体而言,从5G标准的演进来看,按照3GPP组织的时间表,R16标准的完成时间将会在2019年12月,最终的5G完整标准到2020年初才会提交给ITU(国际电信联盟)。由此,自2020年起,5G标准制定完成及商用市场进一步成熟后,5G的爆发效应逐渐显现,届时芯片及终端厂商将开启新一轮竞赛。但对消费者来说,5G终端现在的成熟度还需观察。

目前,在初步形成的华为、高通、三星、紫光展锐和联发科五强格局下,每家厂商的5G基带芯片都有几把刷子,但面对激烈的竞逐及在智能终端、IoT和行业场景应用过程中,不排除有企业会掉队,也不排除有新的玩家出现。此外,尽管华为、高通“双雄”并起,但另外几家也具备影响甚至重塑格局的能力。在5G时代,基带芯片市场最终鹿死谁手,还有待见证。

本文系观察者网独家稿件,未经授权,不得转载。

科工力量

科工力量

提供对中国高新技术企业和产品的专业点评

分享到
来源:观察者网 | 责任编辑:陈辰
专题 > 盘点2019
盘点2019
作者最近文章
5G基带芯片之战:五强格局初显(下)
质疑中国植树造林,学术分歧究竟在哪里?
“胖五”上天,历经了多少坎坷
5G基带芯片之战:五强格局初显(上)
龙芯3A4000工艺不变性能翻倍,怎么做到的?
风闻·24小时最热
网友推荐最新闻
相关推荐
切换网页版
下载观察者App
tocomment gotop