技術(shù)
導(dǎo)讀:5G芯片隨著5G商用化的逼近已陸續(xù)推出,性能固然重要,但不同國家5G頻段資源迥異,運(yùn)營商發(fā)展策略有所不同。因此,未來考驗(yàn)的更多是芯片公司的產(chǎn)業(yè)布局和生態(tài)整合能力。縱觀當(dāng)下一眾芯片巨頭,誰具備這樣的能力?
不管是哪家芯片廠商,未來可能面臨的最大挑戰(zhàn)來自于濾波器、開關(guān)、功率放大器以及整合的前端模塊。未來5G射頻器件在手機(jī)芯片中所占比重和成本將超過SOC,這也將考驗(yàn)各大主芯片廠商的生態(tài)整合能力。
圖片來自“123rf.com.cn”
從概念到現(xiàn)實(shí),5G手機(jī)的商用已經(jīng)越來越近,真正完全商用要到2020年,這符合此前全球各大運(yùn)營商所預(yù)測(cè)的時(shí)間表。
雖然5G真正商用要到2020年,但是等不及的手機(jī)廠商紛紛在2019年初的MWC展上推出了5G手機(jī),其中自然也搭載了5G手機(jī)芯片。相比于前兩年5G芯片還處在實(shí)驗(yàn)室或者試商用階段,2019年推出的5G芯片已經(jīng)可以直接量產(chǎn)商用,雖然市占率預(yù)期將一直很低。
5G終端加速成熟的背后自然離不開芯片“軍火商”的支持。從今年MWC的情況來看,5G芯片的賽道上4G玩家基本都沒有掉隊(duì),紛紛進(jìn)入了新的競爭格局。雖然5G技術(shù)帶來了應(yīng)用的細(xì)分和碎片化,5G應(yīng)用也呈現(xiàn)出去中心化的趨勢(shì),但是5G芯片等上游硬件產(chǎn)業(yè)卻越來越集中。筆者認(rèn)為,在5G競賽中,目前現(xiàn)存的玩家中將有可能進(jìn)一步集中化,甚至有玩家將在5G競爭中退出賽道。
之所以這么說,自然是因?yàn)?G對(duì)于IC公司從設(shè)計(jì)、工藝制造能力的要求越來越高,同時(shí)5G芯片也考驗(yàn)著芯片公司的產(chǎn)業(yè)布局和生態(tài)整合能力。
近日,我們盤點(diǎn)了目前市面上已經(jīng)公開的5G芯片及其公司,將通過參數(shù)來分析,誰將是2019年5G芯片的大贏家。
從上表可以看到,高通驍龍X55和聯(lián)發(fā)科Helio M70分別獲得了最高的毫米波速率(7Gbps)以及最高的Sub-6GHz速率(4.7Gbps),可謂是參數(shù)最強(qiáng)的兩家。
可能有讀者不明白,為何5G速率要分開來說?要講5G芯片,要先簡單科普一下通信頻譜,因?yàn)椤邦l譜是5G的血液”。如果把5G比喻成高速公路,那么頻段資源就相當(dāng)于給你修路的這塊地,而這塊地的資源是有限的。對(duì)于不同的國家來說,頻段資源的劃分各不相同。比如歐美國家頻段是用來拍賣的,而中國的頻段是通過行政劃分的。
目前5G頻段主要?jiǎng)澐譃镕R1和FR2:FR1頻段的頻率范圍是450MHz——6GHz,又叫Sub-6GHz頻段;FR2頻段的頻率范圍是24.25GHz——52.6GHz,人們通常叫它毫米波(mmWave)。
隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展,30GHz之內(nèi)的頻率資源幾乎被用完了。各國政府和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)把所有的“好”頻率分配完畢,但還是存在頻率短缺和頻率沖突的問題。
美國由于缺乏450MHz——6GHz的頻譜,其運(yùn)營商重點(diǎn)是發(fā)展28GHz的毫米波,目前美國目前已經(jīng)商用毫米波的應(yīng)用。除了美國,日本、韓國也會(huì)商用6GHz以內(nèi)的毫米波。通過毫米波,可以將傳輸下行速率做到10Gbps。毫米波技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在深空衛(wèi)星通信,以及軍用通訊。到今天為止,60GHz以上的毫米波技術(shù),西方對(duì)中國是禁運(yùn)的,因此在中國民用領(lǐng)域毫米波技術(shù)的應(yīng)用有很多門檻。
對(duì)于中國來說,一方面不缺FR1頻譜資源,另一方面由于歐美國家一直對(duì)中國實(shí)行毫米波相關(guān)器件的禁運(yùn),因此目前中國運(yùn)營商還不支持毫米波頻段。不同國家的運(yùn)營商5G,發(fā)展策略均有所不同。目前5G主要的推動(dòng)國家是中國、美國、日本、韓國,不同的頻段資源代表各國運(yùn)營商會(huì)采用不同的網(wǎng)絡(luò)策略。
對(duì)于5G芯片商來說,會(huì)受到運(yùn)營商的影響,但歸根結(jié)底還是希望能夠盡可能抓住主要市場(chǎng)。比如從2G、3G、4G到5G,一定是要支持全網(wǎng)通的,同時(shí)不管是Sub-6GHz還是毫米波也都要支持。
不過由于中國市場(chǎng)將是最重要也是最大的5G市場(chǎng),因此不少芯片廠商也還是希望優(yōu)先滿足中國運(yùn)營商的需求。
我們先來看通信芯片的霸主高通。高通早在2016年就搶先發(fā)布了5G基帶芯片X50,這也是最早商用以及公布合作品牌最多的5G芯片,包括三星、小米、OPPO、LG、中興、聯(lián)想在內(nèi)的主流手機(jī)廠商都在本次MWC上公開了搭載X50基帶的5G手機(jī)。筆者認(rèn)為,驍龍X50是目前手機(jī)廠商唯一能夠選擇的可量產(chǎn)的5G芯片,但卻不一定是最好的選擇。
由于X50推出的時(shí)間太早,發(fā)布采用28nm,后換為10nm,還采用了AP(應(yīng)用處理器)+BP(基帶)的外掛式方案,而非4G手機(jī)中常見的集成到一顆SOC的方式。在目前5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋非常低的情況下,手機(jī)廠商需要外掛一個(gè)多模的支持2G/3G/4G的基帶芯片(比如驍龍X20)??梢哉f目前手機(jī)廠商展示的搭載驍龍X50的5G手機(jī)存在不少缺陷,相比4G手機(jī)將面臨信號(hào)切換慢+能耗大的問題??梢灶A(yù)見的是,在2019年購買搭載X50的手機(jī)的用戶,將會(huì)成為首批小白鼠,來幫助手機(jī)廠商檢驗(yàn)5G手機(jī)的各種BUG。
到了2019年,4G、5G基帶集成兼容成為主流趨勢(shì)。高通也順勢(shì)發(fā)布了驍龍X55,這一次很明顯有了很高規(guī)格的升級(jí),也讓X50一下子變成了生命周期很短的過渡版本。X55采用7nm臺(tái)積電工藝,這大大降低了由于5G射頻器件增加帶來的功耗及發(fā)熱問題。除此之外,其毫米波下載速率達(dá)到了7Gbps,上傳速度達(dá)到3Gbps,這也是目前5G芯片所能達(dá)到的最高下載速率。值得一提的是,X55還支持千兆級(jí)LTE,Category 22 LTE可以帶來2.5Gbps的下載速度。
相對(duì)來說,華為在MWC發(fā)布的巴龍5000時(shí)間比X55要早一點(diǎn),同樣采用臺(tái)積電7nm工藝,也是首次將4G、5G基帶進(jìn)行了單芯片集成。Sub-6GHz下載速率4.6Gbps、毫米波下載速率6.5Gbps,從數(shù)據(jù)上看算是緊跟在高通之后。相比高通,華為的優(yōu)勢(shì)在于在5G通信基站領(lǐng)域的技術(shù)積累,同時(shí)對(duì)于全球運(yùn)營商的需求有著深刻的理解。這也保證了華為的5G芯片可以第一時(shí)間推向市場(chǎng)。
作為蘋果基帶芯片的唯一供應(yīng)商,一向?qū)W⒂赑C服務(wù)器端的英特爾“節(jié)奏”顯得慢了一些。在2018年MWC上同樣展示過5G基帶XMM 8160的英特爾,此次MWC上卻沒有展示相關(guān)的手機(jī)產(chǎn)品。只有Fibocom宣布了一款內(nèi)置XMM8160的M.2模塊。這款模塊將有可能與惠普、戴爾、聯(lián)想在內(nèi)的PC廠商合作,為筆記本電腦搭配5G模塊。雖然英特爾沒有公布XMM 8160的太具體的工藝等信息,但是其毫米波下載速度也達(dá)到了6GHz。雖然在手機(jī)客戶上,英特爾目前沒有什么太多值得宣揚(yáng)的,據(jù)說蘋果也在鬧“分手”。不過英特爾推出的10nm工藝的5G芯片Snow Ridge獲得了AT&T、愛立信、諾基亞、日本樂天、索尼、華納兄弟等客戶的采用,他們將Snow Ridge應(yīng)用到5G基站中。
再來看看三星,早在2018年的CES上,三星就展示了其5G芯片的部分信息,最高可支持5Gbps速率,預(yù)計(jì)2019年初商用。到了2018年8月15日,三星正式發(fā)布5G基帶Exynos Modem 5100,采用自家10nm工藝制程,在6GHz頻段下最高速率可達(dá)2Gbps,支持毫米波下載速率6Gbps。不過在最近發(fā)布的三星Galaxy S10 5G版本上卻仍然采用高通的驍龍X50。有分析師指出,三星在開發(fā)5G基帶方面,特別是毫米波領(lǐng)域仍然缺乏經(jīng)驗(yàn)。據(jù)了解,三星正聯(lián)手賽靈思推進(jìn)5G部署,通過賽靈思的UltraScale+?平臺(tái),三星開發(fā)和部署5G大規(guī)模多輸入多輸出(mMIMO)和毫米波(mmWave)解決方案。
與三星一樣,同樣缺乏毫米波技術(shù)的還包括聯(lián)發(fā)科技。聯(lián)發(fā)科技在2018年入股天瓏移動(dòng)子公司捷豹電波,正是看中了這家公司擁有毫米波技術(shù),在2018年西班牙世界移動(dòng)大會(huì)(MWC)上,捷豹電波就推出了全球第一個(gè)5G毫米波超高速移動(dòng)熱點(diǎn),其不僅具備毫米波技術(shù),并從使用者角度出發(fā)可兼容目前既有的4G網(wǎng)絡(luò)傳輸,獲得了行業(yè)和市場(chǎng)的熱烈反響。不過盡管如此,據(jù)了解聯(lián)發(fā)科技的毫米波技術(shù)真正上市也要到2020年。不過在此次MWC上,聯(lián)發(fā)科推出的Helio M70基于臺(tái)積電7nm工藝,比原計(jì)劃提前了6個(gè)月發(fā)布,并且支持Sub-6GHz下載速率達(dá)到4.7Gbps。有分析師認(rèn)為,聯(lián)發(fā)科搶發(fā)5G芯片的目的是為了努力贏得蘋果的訂單。以往蘋果iphone的主要基帶供應(yīng)由高通和英特爾兩家瓜分,不過目前蘋果和高通以及英特爾兩家都在“鬧分家”,這給了第三方的聯(lián)發(fā)科一個(gè)好機(jī)會(huì)。雖然蘋果的5G基帶訂單目前仍未敲定,但據(jù)了解,聯(lián)發(fā)科將很有機(jī)會(huì)贏得蘋果Homepod的訂單。
最后要提到的是紫光展銳,雖然相比另一家中國大陸的5G芯片商華為海思,全球第三大芯片出貨商紫光展銳一直非常低調(diào),但展銳同樣也在本次MWC發(fā)布了其5G通信技術(shù)平臺(tái)“馬卡魯”和首款5G基帶芯片“春藤510”。與以往外界猜測(cè)的會(huì)采用英特爾的5G基帶不同,“春藤510”完全由紫光展銳自研,支持2G/3G/4G/5G多種通訊模式、同時(shí)支持5G SA獨(dú)立組網(wǎng)與NSA非獨(dú)立組網(wǎng)??梢哉f從技術(shù)上與國內(nèi)外競爭對(duì)手站在了同一起跑線上。春藤510目前公布的Sub-6GHz下載速率可達(dá)到2.3Gbps,同時(shí)不支持毫米波,工藝則采用12nm。
與其它競爭對(duì)手比,春藤510從參數(shù)上看起來似乎有所差距。不過值得一提的是,春藤510主打的應(yīng)該是入門級(jí)5G手機(jī)以及家用CPE、物聯(lián)網(wǎng)模塊等市場(chǎng),這一點(diǎn)有點(diǎn)像2018年華為推出巴龍5G 01的思路,優(yōu)先主推運(yùn)營商的數(shù)據(jù)類產(chǎn)品市場(chǎng)。
從4G到5G,目前消費(fèi)者和產(chǎn)業(yè)界處于剃頭挑子一頭熱的階段。手機(jī)廠商和芯片商在大力推廣5G,但是運(yùn)營商則更為冷靜。從2018年12月的中移動(dòng)大會(huì)來看,運(yùn)營商還沒想好5G時(shí)代的盈利模式,或者運(yùn)營商已經(jīng)想清楚了,緊靠手機(jī)用戶無法收回5G基站的建設(shè)成本。雖然中移動(dòng)獲得了2.6GHz的頻段,可以部分利用現(xiàn)有的基站站址,但電信和聯(lián)通,在全新的3.5GHz頻段下要重新選站址。而相比目前已經(jīng)成熟的3.5GHz技術(shù),中移動(dòng)獲得的2.6GHz的技術(shù)不是很成熟,所以三大運(yùn)營商都面臨巨大的挑戰(zhàn)。
回到上述的5G芯片商,筆者認(rèn)為,高通在5G技術(shù)上目前仍然是最領(lǐng)先的,但是已經(jīng)被英特爾和華為不斷的拉近距離。高通在5G時(shí)代仍然希望憑借專利坐地發(fā)財(cái)。據(jù)了解,高通的5G收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)如下:
使用高通的核心專利,并且只支持5G的手機(jī),將會(huì)收取2.275%的專利費(fèi)用;
使用高通核心專利,并且支持3G/4G/5G的手機(jī),將會(huì)收取3.25%的專利費(fèi)用;
使用高通核心專利加非核心專利,并且只支持5G的手機(jī),將會(huì)收取4%的專利費(fèi)用;
使用高通核心專利加非核心專利,并且支持3G/4G/5G的手機(jī),將會(huì)收取5%的專利費(fèi)用。
簡單來說,手機(jī)廠商每賣出一部手機(jī),都要上交一筆費(fèi)用。如果每部手機(jī)的價(jià)位在3000左右,高通都能從中抽取97.5~150元的費(fèi)用。
高通的隱憂在于,這種專利收費(fèi)方式是否可以一直持續(xù)下去。目前已經(jīng)有包括蘋果在內(nèi)的不少手機(jī)客戶站出來,要求停止這種專利收費(fèi)方式。此外,目前高通引以為傲的毫米波技術(shù),可能在中國市場(chǎng)會(huì)暫時(shí)“無用武之地”,因?yàn)槿筮\(yùn)營商目前都沒有發(fā)展毫米波的意思。筆者認(rèn)為,中國運(yùn)營商可能希望憑借較低頻譜的模式成為先行者,并以此影響其他國家的運(yùn)營商。
5G市場(chǎng)得中國者得天下,而對(duì)于華為、紫光展銳這樣的中國本土廠商顯然具有一定的優(yōu)勢(shì)。目前中國運(yùn)營商對(duì)于5G類產(chǎn)品的需求仍然以數(shù)據(jù)類為主,對(duì)于手機(jī)終端的需求還沒開始。而公開市場(chǎng)的5G手機(jī)則需要滿足諸多條件才可能獲得消費(fèi)者的認(rèn)可,首先體驗(yàn)上不能比4G倒退,比如電池使用時(shí)間、待機(jī)功耗、信號(hào)穩(wěn)定度等。雖然目前采用高通驍龍X50的手機(jī)廠商非常多。但這些手機(jī)廠商更多將5G手機(jī)當(dāng)成宣傳營銷點(diǎn),包括OPPO副總裁沈義人也曾表示普通用戶最近兩年沒有必要特別期待5G手機(jī)。現(xiàn)在的5G手機(jī)是供廠商展示研發(fā)能力、為開發(fā)者搭建應(yīng)用環(huán)境和少部分?jǐn)?shù)碼發(fā)燒用戶嘗鮮。而德勤也預(yù)測(cè),2019年全球5G手機(jī)銷量將達(dá)到100萬臺(tái),這點(diǎn)銷量對(duì)比4G智能機(jī)全球銷量14億每年可以忽略不計(jì)了。
筆者認(rèn)為,類似于紫光展銳、聯(lián)發(fā)科這樣的擅長打價(jià)格戰(zhàn)的廠商,將在5G競爭的后半段2021年左右彎道超車。這取決于幾點(diǎn)先決條件:
到2021年5G手機(jī)的市場(chǎng)教育已經(jīng)初步完成,并且產(chǎn)生足夠的新的應(yīng)用需求。(1)5G標(biāo)準(zhǔn)的成熟以及固定;(2)5G芯片相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)的成熟;(3)5G終端出貨達(dá)到一定量級(jí)(千萬級(jí));(4)7nm工藝的普及。
在滿足上述條件后,中國本土芯片廠商在5G領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)將逐漸展現(xiàn)出來。值得一提的是,不管是哪家芯片廠商,未來可能面臨的最大挑戰(zhàn)來自于濾波器、開關(guān)、功率放大器以及整合的前端模塊。未來5G射頻器件在手機(jī)芯片中所占比重和成本將超過SOC,這也將考驗(yàn)各大主芯片廠商的生態(tài)整合能力。
總的來說,筆者認(rèn)為5G芯片這個(gè)賽道將越來越窄,很難再有新的玩家進(jìn)來了。