5G技術核心在晶片 國內正尋求新突破

1月24日，華為正式面向全球發布了5G多模終端晶片——Balong 5000（巴龍5000）和基於該晶片的首款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，除了智慧型手機外，還包括家庭寬頻終端、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，能夠在單晶片內實現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，是巴龍系列晶片的又一次自我飛躍。

Balong 5000率先實現業界標杆的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體設備的通信能力要求。

Balong 5000是全球首個支持V2X（vehicle to everything）的多模晶片，可以提供低延時、高可靠的車聯網方案。

基於Balong 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）空中架接介面標準確立，5G的發展已經進展到數據機及射頻晶片、基地台及終端行動裝置的開發階段。

尤其是在晶片領域，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晶片的開發。

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

事實上，5G晶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，而且架構上因為採用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台的無線資源，也加深了5G晶片測試的複雜度。

目前來看，不少晶片廠已陸續推出支持5G技術的數據機晶片，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主要晶片

5G技術的核心在於晶片，無論是基站還是手機，都需要它。

包括計算晶片、存儲晶片、控制晶片、智慧型手機晶片、基帶晶片等，這是一個龐大的體系。

伺服器、核心網、基站等都需要計算晶片。

除了少數伺服器晶片，我國有一定的產品，絕大部分計算晶片基本上是美國企業稱霸世界。

無論是伺服器還是雲，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。

目前在存儲晶片領域，美國、韓國、台灣等居於主導地位。

移動通信最重要的一個終端就是智慧型手機，智慧型手機晶片，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，智慧型手機晶片還需要體積小、功耗低等特性。

華為、蘋果、三星等都在研發自己的旗艦機晶片。

在5G晶片領域，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晶片巨頭的差距在於高端5G晶片領域，這也是很多國內晶片企業的「芯病」。

5G晶片廠商

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微處理器晶片，英特爾就一直站在計算舞台中央，計算能力的冗餘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後的又一個契機。

它也是華為和中興最重要的供應商。

英特爾近日推出了5G數據機XMM8160，為手機和寬頻接入網關等設備提供5G連接而優化的多模數據機，是市面上最新LTE數據機的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頻段基於3GPP標準SA架構的5G互操作性測試，使用英特爾5G移動試驗平台和華為支持2.6GHz頻段、160MHz大帶寬的5G NR商用版本，基於SA架構，雙方聯合測試並成功打通首次呼叫。

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，並聯合產業鏈資源來共同推動應用落地。

最先公布5g基帶晶片的是美國高通，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基帶晶片X50，採用28納米工藝製程。

高通的5G基帶晶片製程較落後，在最新工藝製程已經進入7納米年代，還在採用落後的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網際網路領先科技成果獎。

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 數據機。

聯發科

聯發科也加入到5G領域的競爭當中，宣布其首款5G基帶晶片MTK Helio M70將於2019年上半年上市。

Helio M70結合開放架構的 NeuroPilot AI 平台，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 ，並支持Sub-6GHz頻段、高功率終端及其他5G關鍵技術，符合3GPP Release 15的最新標準規範，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和基於該晶片的首款3GPP標準5G商用終端CPE，巴龍5G01和英特爾晶片一樣支持Sub-6GHz和毫米波，兼容2g/3g/4g網絡。

華為的巴龍5G01並非針對手機開發，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晶片，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智慧財產權的的5G晶片。

雖然華為已經推出CPE版本，但是在移動晶片方面，仍然是落後於高通和英特爾。

紫光展銳

從1G到4G，紫光展銳一步一步在縮短差距，並表示到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單模晶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晶片，並在2020年推出高性價5G單晶片，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、控制晶片之外，感應器是一個半導體領域的新機會，現在智慧型手機中，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、村田製作所等大廠，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晶片已經打入蘋果供應鏈，加上筆記本廠商也有意向搭載5G晶片，英特爾可以藉助在筆記本行業的優勢進行卡位。

高通除了5G基帶晶片已有方案外，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專用晶片領域，並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晶片。

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。