六家 5G 基帶芯片介紹及市場剖析
2019-03-07 12:46:51 EETOP如果在2019年看到移動連接新聞時，人們很難不看到“5G”這樣的流行語被廣泛使用。每個人都想大談5G，但是這項技術的核心在于端點能夠接收到信號，無論是5G的“Sub - 6ghz” 還是毫米波。目前，已有六家公司正式宣布將于2019年或2020年推出面向消費者的5G調制解調器。我們將一一講解。
5G是兩組頻率的總稱
關于5G命名的最不直觀的要素之一是它實際上涵蓋了兩組截然不同的頻段，每個頻段都有其自身的困難和好處在這里有必要再次介紹一下。
第一組頻率稱為“Sub-6”，是“Sub 6 GHz”的縮寫。這涵蓋了6 GHz以下的所有頻段，可以在許可頻段中分別劃分為5 GHz以下的頻率，在未經許可的頻譜中劃分為5 GHz和6 GHz之間的頻段。這種5G模式最容易實現 - 它不需要復雜的天線布置，并而且它的傳輸距離也最遠。Sub-6可以被認為是4G / LTE的擴展，是獨立5G整體的基本層。因此，它將是第一個在大多數市場部署的產品。
第二組頻率稱為毫米波，因為這些信號的波長是毫米級的。這實際上是在26 GHz到40 GHz的頻率范圍內，而且實現起來要困難得多——它需要更專業的天線調諧，并且它提供非常有限的墻壁穿透和其他視線障礙物（包括人類）。盡管如此，它提供了最高的速度，同時支持最多的用戶——想想高密度的城市環境，或者音樂會或體育場之類的活動。由于毫米波的需求，它通常會在晚些時候推出，而且可能只會集中在主要城市——至少一開始是這樣。在使用毫米波的同時，預計支持LTE的設備也可以同時使用LTE。
圖片來源：Xilinx的RFSoC PPT
看看哪些調制解調器和哪些設備將支持哪些頻率集，以及在這些頻率集中哪些頻段適用于特定的市場，這將是一件有趣的事情。如果你厭倦了嘗試弄清楚你所在地區/某一特定設備支持哪些不同的LTE頻段，那就準備迎接5G世界的下一個十年吧。
市場上有一些LTE調制解調器，一些用于支持有限的特定市場，一些用于非終端設備，一些可以做任何事情，我們預計5G調制解調器市場會有同樣多的產品。到目前為止，已發布或者正在研制的5G基帶芯片包括：
除此之外，可能還會有更多的產品在開發中，還有一些項目本可以公布，但具體取決于地區或市場。然而，在西方市場將要使用的大多數5G設備中，至少有六種設備將采用上述技術。
高通的Snapdragon X50 5G調制解調器
高通公司宣布，高通公司的Snapdragon X50調制解調器將與公司的Snapdragon 855智能手機SoC配對，提供我們在2019年看到的許多5G智能手機的核心。在12月的高通公司技術峰會上，我們看到公司展示了它5G參考設計智能手機設備，專為Sub 6 GHz和毫米波功能而設計。
為了在此參考設計上實現毫米波，Qualcomm使用了三個不同方向的毫米波天線模塊（人手阻擋毫米波相當好），這使得該設備比我們今天在市場上看到的旗艦LTE設備厚了2-3mm(八分之一英寸)。考慮到這一點，值得考慮的是，隨著Sub-6 GHz基礎設施的首次部署，我們可能會看到僅支持6 GHz以下頻段的設備。但是，設備制造商需要決定支持哪些。
已經宣布推出高通S855和X50設備的公司包括：
高通公司表示，為了讓X50工作，由于SoC上使用了一些控制機制和DSP，它必須與Snapdragon 855配對。
高通公司第一代5G調制解調器的一大問題是它沒有完全支持標準的某些部分。因此，它將無法支持未來的SA（獨立）網絡，也缺乏對FDD頻率或26GHz mmWave頻段的支持，這對于世界上許多地區都很重要。因此，我們預計X50設備將擁有與近9年前首款4G手機類似的有限發布窗口。
然而，X55調制解調器的使用范圍似乎遠遠超出了智能手機市場。
高通的X55 5G調制解調器
X55看起來好像不需要手機SoC處理器來協同工作。X55還解決了X50的兼容性問題，在這里我們有一個看似完全面向未來的解決方案，看起來可以在未來幾年與5G網絡兼容。
圍繞5G部署的更大聲明之一是聯想宣布承諾使用Snapdragon 8cx和X55調制解調器構建高端筆記本電腦。高通公司今年通過其ACPC計劃進入市場的最大市場之一是商業市場，并且像ThinkPad這樣的東西在聯想取得的勝利真的會讓ACPC的概念變得溫柔，看它是不是成功與否。這與高通公司推動ACPC概念更適合專注于商業用戶的軟件非常有效。
然而，X55調制解調器看起來將被廣泛應用于智能手機市場之外。
準備使用X55的非手機設備包括：
高通公司的FSM100xx 5G調制解調器
這個調制解調器出現在這個名單上純粹是因為我們在世界移動通信大會高通展臺上看到了它。在它的外殼中，它被列為一個10nm 5G調制解調器，完全專注于“NR”，或“新無線電”。這是一款由高通公司(Qualcomm)去年首次發布的軟件調制解調器，針對的是“小型蜂窩”和遠程無線電頭端市場。此調制解調器旁邊是一個小型小區的示例，預計將作為基礎架構的一部分進行部署，以幫助其他5G設備連接到網絡。
在小型蜂窩設備上，我們只能看到后面; 然而，8x8天線陣列清晰可見。
FSM100xx似乎是一種更基于基礎設施的調制解調器部署，因此我們可能也會在5G cpe或接入點看到這種情況。
英特爾移動世界大會表示該公司繼續與Fibocom合作，開發板載英特爾調制解調器的模塊。在過去幾年中，Fibocom一直在制造采用英特爾LTE調制解調器的模塊，但MWC宣布，Fibocom將生產一款內置英特爾XMM8160的M.2模塊。我們在展會上看到了模塊; 然而它被EMI屏蔽罩所覆蓋，所以我們實際上看不到調制解調器芯片本身。在與Fibocom代表交談時，我們被告知他們希望該模塊在2020年準備就緒，他們正在等待硬件，軟件和輔助設備做好準備。所以，幾乎一切都是如此。英特爾確實說它正在與Skyworks合作，以便為Sub-6做前端。
支持Sub-6 GHz，4x4 MIMO和Wi-Fi 6
盡管如此，Fibocom確實展示了一些CPE硬件作為該模塊的實例，并表示他們正在與惠普，戴爾和聯想合作，為2020筆記本電腦配備XMM8160。Fibocom還有文檔顯示他們使用英特爾芯片制作的模塊的全頻段支持。
但到目前為止，還沒有公司宣布他們將生產配備英特爾調制解調器的5G設備。一些資金預測蘋果將使用英特爾作為其2020年的5G設備，但這仍有待觀察（鑒于蘋果正在建立自己的調制解調器團隊的說法）。
華為的Balong 5000調制解調器
對于消費者部署，華為的第一個調制解調器將是Balong 5000.這是一個具有NSA和SA功能的完整多模芯片，華為表示它希望完全符合3GPP Release 15標準（這是一個重要的問題）消費者5G）。它還將支持大量的LTE頻譜。
對于Sub-6 GHz頻率的5G，Balong 5000可以在100 MHz頻段上實現2x載波聚合，支持高達4.6 GHz的下載和2.5 Gbps上傳。對于未來的mmWave部署，調制解調器可支持高達6.5 Gbps的下載和3.5 Gbps上載。結合mmWave和LTE，華為表示可以實現高達7.5 Gbps的下載速度。
華為已經宣布其即將推出的可折疊智能手機Mate X將通過Balong 5000調制解調器與Kirin 980芯片組配合使用。我們預計，華為的下一代旗艦智能手機，可能是3月底宣布的P30型號，或今年晚些時候更新的麒麟Mate 30系列，也將獲得Balong 5000處理。
三星的Exynos 5100調制解調器
新款Exynos Modem 5100于去年夏天發布，三星宣稱它是業界首款多模調制解調器。在紙面上，調制解調器支持所有必要的標準，包括傳統網絡以及新的5G NR標準，包括sub-6和mmWave。
與三星一直存在的問題是，他們對自己的計劃非常隱秘。Exynos Modem 5100于12月在韓國航空公司首次在該國啟用5G網絡時進行了演示。我確信三星在CES和MWC展示了更多 - 但兩者都是閉門造車（據說他們首先在MWC 2018展示他們的5G調制解調器......）。
我們預計Exynos Modem 5100將在5G熱點以及三星的Galaxy S10 5G在某些市場推出（可能是韓國首發）。韓國運營商計劃在3月底推出他們的商用5G網絡，所以看看我們是否確實會看到一些首批5G設備內部的芯片會很有趣。
紫光展銳（UniSOC） 馬卡魯 Ivy510調制解調器
紫光展銳在新興市場的低端SoC市場中發揮了很大作用。如果您今天購買價格低于100美元的智能手機，它可能內置了一個紫光展銳處理器。截至2月27 日，該公司曾與英特爾達成了一項聯合協議，以幫助為新興市場開發5G調制解調器; 然而，這種合作現在正式結束。同一天，紫光展銳宣布了自己的5G調制解調器。
第一款產品是Ivy510調制解調器，是該公司新馬卡魯系列的一部分。馬卡魯峰為世界第五高峰（海拔8463米），恰好比為其提供華為調制解調器名稱的“巴龍”山略高（海拔7013米）。
Ivy510將成為一款基于臺積電12nm工藝的多模調制解調器。UniSOC聲稱該調制解調器將符合3GPP Release 15標準，并支持SA和NSA網絡配置。UniSOC的新聞稿指出，調制解調器主要針對智能手機，CPE，Mi-Fi設備和物聯網。
如果以前有關展訊器件的經驗有任何跡象，我們可能會看到Ivy510適用于中國和新興市場的中檔設備。
聯發科的Helio M70
在世界移動通信大會上展出的還有聯發科的5G Helio M70調制解調器。隨著聯發科成為中端市場的強大參與者，我們很有可能期望在中高端手機中看到這款芯片; 這些手機是否將與聯發科技SoC配對是另一個問題。
展臺上的調制解調器與阿爾卡特Mi-Fi設備配對，因此我們可能會看到這款調制解調器首先出現在阿爾卡特的主要市場（法國，西班牙，意大利等）。聯發科宣稱該調制解調器支持SA和NSA網絡基礎設施，雙100 MHz信道，2xCA，Sub-6 GHz，高達4x4 MIMO下載至4.67 Gbps或2x2 MIMO上傳至2.5 Gbps。
M70還支持mmWave - 但聯發科解釋說，在它所使用的市場中，我們不會看到實際的設備在2020年后期或之后使用這種技術，此時我們可能會看到芯片的繼任者發布。
該選擇哪一款？
理想情況下，我很樂意為您提供每個調制解調器及其功能，大小，功耗等的細分。但是這些關于大多數部件的信息可能僅供內部合作伙伴使用，或者華為可能只會賣給自己。這里的重要元素是符合規范：3GPP Release 15在支持5G的硬件的最終用戶部署方面是最重要的，而Release 16更適合于低功耗設備。
我們不期望在2019年中期之前完成第16版，但大多數供應商都熱衷于宣傳他們希望符合標準。其中一個問題是標準的可選方面 - 高通公司表示他們支持盡可能多的標準，這可以為Qualcomm調制解調器與高通接入點通信帶來好處。然而，5G的發展將取得平衡，以確定不同的供應商是否會針對不同的市場，功能水平和成本。
我們預計第16版的最終版本要到2019年年中才能完成，但是大多數廠商都希望能夠達到這個標準。其中一個問題是標準的可選方面 - 高通公司表示他們支持盡可能多的標準，這可以為Qualcomm調制解調器與高通接入點通信帶來好處。然而，5G的發展將取決于不同的供應商是否會針對不同的市場、功能的級別和成本。
