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。