5G調製解調晶片形成群雄爭霸格局

2020-11-02

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伴隨著5G技術的發展，全球即將步入一個數據大爆炸的時代，這將是一場歷史性的變革，對網絡架構來說，這意味的是一個顛覆性的轉變。

5G技術的飛速發展，在很大程度上，推動了通信、電子元器件、晶片、終端應用等全產業鏈的升級。

5G技術應用的主要場景依然是手機，雖然IoT物聯網的規劃遠景非常龐大，也值得期待，但真正首先落地的大規模應用肯定是手機終端。

其中，晶片是智慧型手機終端的關鍵。

因此，行業巨頭紛紛陷入5G手機晶片的白熱化競爭熱潮當中。

基帶晶片的定義

基帶晶片是手機晶片里的最重要的一環，而大家普遍認為手機CPU的性能體現在其處理速度和功耗上，其實在智慧型手機領域最基礎、最關鍵的需求就是手機信號質量問題，這是由基帶性能決定的通訊功能直接決定了手機通話質量和上網速度。

基帶晶片是用來合成即將發射的基帶信號，或對接收到的基帶信號進行解碼，換句話說，在發射的時候，把音頻信號編譯成用來發射的基帶碼，接收的時候，把收到的基帶碼解譯為音頻信號。

同時也負責把地址信息、文字信息、圖片信息進行編譯。

基帶晶片的組成部分

基帶晶片由CPU處理器、信道編碼器、數位訊號處理器、數據機和接口模塊組成。

1、CPU處理器：主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。

電腦中所有操作都由CPU負責讀取指令，對指令解碼並執行指令的核心部件。

2、信道編碼器：主要完成業務信息和控制信息的信道編碼、加密等，其中信道編碼包括卷積編碼、FIRE碼、積偶校驗碼、交織、突發脈衝格式化。

3、數位訊號處理器：主要完成Viterbi算法的信道均衡和基於規則脈衝激勵-長期預測技術的語音編碼和解碼。

4、數據機：主要完成GSM系統所要求的GMSK調製解調方式。

5、接口模塊：主要包含模擬接口、輔助接口和數字接口。

群雄鼎力，角逐5G基帶晶片市場

隨著5G網絡的即將商用，手機晶片廠商紛紛搶先推出了自家的5G晶片。

手機晶片可以分為射頻晶片、基帶數據機以及核心應用處理器，此前高通、英特爾、三星、華為先後展示了自家的5G基帶晶片，並宣布預計將在2019年商用。

1、高通

在技術實力上，高通在基帶晶片廠商中名列榜首，早在2016年10月，高通就已經發布支持5G的數據機晶片組Snapdragon X50，而今年8月22日晚間，高通正式宣布，已經開始出樣新一代驍龍SoC晶片，採用7nm工藝。

這款7nm SoC可以搭配驍龍X50 5G基帶，高通表示預計會成為首款支持5G功能的移動平台。

高通是行業最大的獨立智慧型手機數據機供應商，其晶片組在28 - ghz毫米波無線電頻段中傳輸的速度為1.25千兆每秒(Gbps)。

驍龍 X50 5G數據機晶片標誌著創建5G標準步伐的加速，寓意著一個網絡容量顯著提高的時代即將到來。

2、英特爾

作為PC端處理器的霸主，在2010年通過收購英飛凌無線事業部，將觸角伸入到了自己並不擅長的通信領域，17年1月5日，緊隨高通步伐，正式發布了旗下首款5G數據機。

該數據機搭載了一個能夠同時支持6GHz以下頻段和毫米波頻段的基帶晶片，這就意味著可以在全球範圍內試驗和部署，對此，英特爾也將其稱之為首款全球通用的數據機，該數據機是與英特爾6GHz以下頻段5GRFIC和28GHz 5G RFIC去年的MWC上發布）搭配來使用的。

其5G收發器能同時支持6GHz以下頻段和毫米波頻段的5GRFIC，這可以給終端帶來更好的通信能力，通過低頻可以實現遠距離的覆蓋，而高頻則可以實現大數據量的傳輸（最高可實現幾個Gbps的傳輸速度）。

3、三星

在8月15日，三星宣布推出旗下首款5G基帶晶片——Exynos Modem 5100。

據介紹，Exynos Modem 5100是業內首款完全兼容3GPP Release 15規範、也就是最新5G NR新空口協議的基帶產品。

這是全球首個完整支援3GPP Release 15標準的5G基帶晶片。

除了可以支援6GHz及毫米波頻段之外，還以三星本身的10納米製程所打造，下載速率可達6Gbps，而且支援2/3/4G全網通網絡。

未來5G網絡具有高速率、低延遲等特點。

而除了提供Exynos Modem 5100 5G基帶晶片之外，三星表示還會提供射頻IC、ET網絡追蹤、以及電源管理IC晶片等整套方案，預計2018年底開始向客戶出樣。

4、華為

華為不僅僅是全球最大的通信設備商，華為旗下的海思基帶研發技術也領先業界。

海思的SOC雖然說是自主產品，不過都是公版架構，不過基帶部分代表作正是Balong（巴龍）系列。

華為今年2月25日宣布推出全球首款8天線4.5G LTE 調製解調晶片——Balong 765（巴龍765），並直接推出了基於巴龍5G01的5G終端CPE，該晶片擁有全球領先的通信聯接能力，能夠提高運營商頻譜資源利用效率，為終端用戶帶來極速通信體驗，為車聯網提供高集成度、高可靠性的晶片解決方案。

5G基帶現狀瓶頸

5G基帶晶片要達到高速率、高可靠性，必然要使用高速基帶數字調製解調技術，但目前技術成熟、應用廣泛的還是QAM方式，究其原因主要還是因為受到幅度階梯數的瓶頸限制，要提高調製能力，對傳輸環境的信噪比要求很高。

除此之外，還需考慮的是5G基帶晶片內建的DSP能力是否能支持更龐大的資料量運算，以及晶片的尺寸、功耗表現等問題。

5G基帶晶片產品可分為兩種，一種支持6GHz以下頻段和毫米波，另一種是5G基帶晶片支持6GHz以下頻段。

不論是哪一種，都無法忽視其技術門檻要求高、研發周期長、資金成本投入大、市場競爭激烈的事實。

有很多廠商相繼放棄基帶業務，其中就包括飛思卡爾、德州儀器、博通、英偉達等，而愛立信也反覆徘徊。

華為入局5G基帶晶片市場，蘋果目前正在減少對高通的依賴，與英特爾達成合作，三星與美國運營商Verizon宣布牽手，這種種行業動態都暗示著5G時代的市場爭奪戰的風起雲湧。

未來的5G基帶標準和應用會是什麼樣，我們誰也無法預見。