5G基帶芯片之戰：五強格局初顯（下）-科工力量
03 湧動：二代基帶芯片之爭
2019年，是5G商用的元年，而智能手機被稱為5G最適宜的應用之一。在手機廠商競爭背後潛藏的行業發展規律中，核心芯片技術關鍵作用日益凸顯。它決定着手機的最終體驗，並牽動用户和市場。而在市場需求升級情況下，各路豪強逐步進入第二代際5G基帶芯片競爭。
1月24日，在MWC 2019預溝通會上，華為發佈了號稱世界第一款單芯多模5G基帶巴龍5000。這款多模終端芯片採用7nm工藝，支持5G SA（獨立組網）及NSA（非獨立組網），向下兼容4G、3G、2G網絡，在Sub-6G 200MHz頻段實現4.6Gbps下載速率，在毫米波800MHz頻段則達到達6.5Gbps。華為當時稱，巴龍5000“是全球最強的5G基帶”。
發佈會現場，華為消費者業務CEO餘承東一如既往，顯得底氣十足。他用巴龍5000與三年前發佈的高通驍龍X50進行系列對比，從圖中可以看出，驍龍X50在多模支持、NSA/SA支持、200M帶寬支持，高速率、多頻段、上下行解耦方面均弱於巴龍5000。三年磨一劍，這款5G基帶芯片讓華為擁有了推出5G商用手機，及進行新終端戰略佈局的能力。
與發佈巴龍5G01時一樣，華為這次帶來了基於巴龍5000基帶芯片的華為5G CPE Pro。這款可用於普通用户及企業的商用路由器在5G網絡下速率可達3.2Gbps，在Wi-Fi 6技術環境下則達到4.8Gbps，是首款支持華為HiLink協議的5G CPE。可以説，5G CPE Pro一舉奠定了華為在5G路由器領域的領先地位。
然而，餘承東的對比圖很快就需要更新了。不到一個月時間，高通於2月19日發佈了第二代5G調制解調器驍龍X55。相比上一代5G基帶芯片，驍龍X55從10nm升級為7nm，在5G模式下可實現最高達7Gbps的下載速度及最高3Gbps的上傳速度，同時支持Category 22 LTE帶來最高達2.5 Gbps的下載速度。大有“龍王一出，誰與爭鋒”勢頭。
高通驍龍X55基帶芯片
據悉，驍龍X55支持全球所有主要頻段，包括毫米波頻段及6 GHz以下頻段，TDD和FDD運行模式，SA和NSA網絡部署。同時，它還有兩個值得關注的技術特性，一是4G/5G頻譜共享，即在同一小區裏面，使用驍龍X55可以同時共享4G和5G的重疊頻譜；二是全維度MIMO，可以提升整個空間的覆蓋和效率。
顯而易見的是，芯片有着一定的“後發定律”，即通常後發的芯片有着比自家乃至行業前代更好的性能優勢。比如，華為巴龍5000擊敗了高通驍龍X50，但驍龍X55扳回了幾分顏面。與此同時，華為和高通首先拉開了第二代5G基帶芯片競爭的序幕，而巴龍500和驍龍X55孰強孰弱也一度成為業界爭論的焦點。
在MWC 2019上，華為一掃一年前巴龍5G01芯片無法應用於智能手機的窘境，高調發布搭載麒麟980 CPU及巴龍5000基帶的全球首款5G摺疊屏手機Mate X。這款手機在鎂光燈下無比耀眼，顯示出華為5G基帶芯片技術和應用在智能手機端的應用飛躍。不過，4月上市銷售且採用自家基帶的三星Galaxy S10 5G，搶走了“全球首款5G手機”的稱號。
華為5G摺疊屏手機Mate X
既是芯片又是終端廠商，華為擁有商用先發優勢。與之相比，高通擁有更大的生態優勢。為追趕華為，繼憑藉驍龍X50和多家終端廠商合作推出5G手機後，高通正式公佈了5G戰略的最新進程，驍龍X55 5G基帶將在2020年商用。目前，這款基帶芯片已被超30家OEM廠商採用，包括三星、夏普、中興、聞泰科技、LG、諾基亞、OPPO、松下等。
值得關注的是，紫光展鋭在MWC 2019上發佈了5G通信技術平台馬卡魯及其首款5G基帶芯片春藤510。春藤是紫光展鋭在2018年發佈的物聯網產品。而馬卡魯是紫光展鋭全新的5G通信技術平台，目標是助力春藤物聯網產品向5G發展。春藤510便是首款基於馬卡魯技術平台的5G基帶芯片。
2014年底，紫光展鋭開始投入5G基帶預研，包括對相關協議的解讀和一些基礎算法的研發，並在兩三年的準備之後正式投入芯片研發。簡而言之，春藤510是紫光展鋭斥資上億美金，歷時5年研發的產品。以往，紫光展鋭一直遊走在中低端芯片領域，但其認為5G是切入中高端、躋身全球第一梯隊的重要機遇，而馬卡魯及春藤510的推出便是其走出的第一步。
據官方介紹，春藤510採用12nm製程工藝，支持SA和NSA組網方式及2G、3G、4G、5G多種通訊模式，符合最新的3GPP R15標準規範，且支持Sub-6GHz 頻段及100MHz帶寬，最高下載速率可達到2.3Gbps，是一款高集成、高性能、低功耗的5G基帶芯片。然而，目前僅為12nm的製程工藝、缺少生態合作伙伴，這些問題將在很大程度上考驗紫光展鋭的中高端夢。
英特爾曾於2014年以15億美元投資展訊通信和鋭迪科微電子的控股公司20%股權。2018年2月，紫光展鋭與英特爾達成5G全球戰略合作。但剛好過去一年時間，在馬卡魯及春藤510發佈當日，雙方決定終止在5G芯片研發方面合作。紫光展鋭表示，和英特爾在5G上的合作從未展開。這意味着春藤510是一款自主設計產品，且後期開發難度可能更大。
4月16日，高通與蘋果的“世紀訴訟”突然和解後幾個小時，英特爾即官宣將退出5G智能手機調制解調器業務，改而專注5G網絡基礎設施及數據中心等。在當時的官方聲明中，英特爾新任CEO鮑勃·斯旺表示，公司在智能手機調制解調器業務中，顯而易見的是盈利能力和回報並不明確。由此可見，雖然無法確定英特爾的決定與蘋果、高通的和解有何關係，但可以確定和錢有關。
英飛凌科技X-Gold 618-PMB9800芯片
歷史上，英特爾在2010年以14億美元收購英飛凌無線業務後，大量供應了蘋果歷代機型的基帶芯片。其轉身離開，不僅使蘋果只能“委身”高通，也預示5G基帶芯片行業少了一個重磅玩家。目前，英特爾仍將5G當做一個戰略重點，並在評估如何實現過去研發的一系列無線產品和知識產權的價值。然而那麼多年，統領PC界處理器的英特爾依舊無法做好移動端芯片。
04 高潮：集成5G基帶成焦點
目前，5G手機商用日益臨近，5G芯片的競爭也逐漸進入高潮。9月6日，華為在德國IFA2019上正式發佈麒麟990芯片，揭開了這枚備受矚目的SoC的神秘面紗。在發佈會上，餘承東強調，麒麟990實現了四個業界首款的突破：7納米+EUV 5G工藝、旗艦級5G NSA&SA組網、16核Mali-G76 GPU、大-微核架構NPU。同時，他也不忘用麒麟990和驍龍855+X50組合進行性能比較。
麒麟990是一款基於7nm+ EUV的“全集成”5G芯片，換言之麒麟990將巴龍5000 5G基帶集成到了芯片內部。相較於高通的外掛基帶，集成基帶設計不僅可以減少功耗和發熱，還會降低對手機內部元器件空間的侵佔。另外，這款芯片僅有指甲蓋大小，集成了103億個晶體管，而去年的麒麟980為69億個。相對巴龍5G01的尺寸，則是質的飛躍。
華為麒麟990芯片
不過，麒麟990並沒有採用ARM最新的Cortex-A77核。對此，華為Fellow艾偉表示，“華為不可能在每代的芯片上都把所有的技術全都改一遍，開發時間上也來不及”。而餘承東稱，一是ARM最新Cortex-A77芯片微架構，對電池壽命和續航產生負面影響；一是經過華為的嚴謹測試、不斷做實驗和調查後，認為Cortex-A77的性能有所誇大。這聽上去多少有些“酸葡萄”嫌疑。
有趣的是，兩天前的9月4日，喜好“截胡”的三星搶在華為前面發佈了首款集成5G基帶的處理器Exynos 980。據官方介紹，這款芯片採用8nm工藝打造，實現將5G通信調制解調器Exynos 5100與高性能移動AP（Application Processor）合二為一。在降低功耗的同時，減少部件所佔體積，從而方便移動設備的設計。
Exynos980支持在5G網絡Sub6GHz頻段，實現最高2.55Gbps的下載速率；在4G通信環境下，最高可實現1.6Gbps的速度；在4G-5G雙連接狀態中，下載速度每秒最高3.55Gb。此外，Exynos980內置的高性能NPU使人工智能計算性能優化了約2.7倍；內置的高性能ISP最高可處理以1.08億像素拍攝的圖像。
11月7日，vivo與三星宣佈聯合研發Exynos 980處理器。
然而，對於下行速率2.55Gbps，華為手機產品線副總裁李小龍表示質疑：因為基於3GPP R-15協議標準，100MHz帶寬能實現的理論速率最高為2.34Gbps。基於這個限制，在過去無論華為、高通還是聯發科，對外宣稱速率都是低於這個數值。李小龍直言：有廠商突破了這個極限，“一定有什麼奇蹟發生”。
三星Exynos 980內置兩顆2.2GHz的Cortex-A77核心和六顆1.8GHz的A55核心，GPU為Mali-G76 MP5。由此，ARM的A77架構在5月28日發佈後，大約三個月時間，華為不可能完成芯片的研發、流片、測試等一系列過程，三星為何完成了？是華為的研發能力不及三星？華為在面對國際政治的風雲變幻時，似乎無意明言苦衷，只能選用一些冠冕堂皇的理由。
紫光展鋭春藤510處理器
在幾大5G基帶芯片廠商中，紫光展鋭的步調略為遲緩。歷經大半年時間，其終於完成一系列5G應用測試中的最後一組測試。10月28日，紫光展鋭宣佈攜手大唐移動打通了符合3GPP R15規範的5G SA新空口（NR）網絡數據業務。據介紹，相關測試基於獨立組網（SA）模式，採用基於春藤510的移動測試終端以及大唐移動的5G新空口無線電解決方案。
測試結果顯示，春藤510已經具備商用eMBB場景的條件，滿足絕大部分應用需求。這意味春藤510商用已近在眼前。在5G的主要應用場景方面，春藤510架構相對靈活，可以支持智能手機及物聯網終端在內的多種產品形態，應用於不同場景。但落後競爭對手的12nm納米工藝，將使春藤510在智能手機應用中處於不利地位。這也是紫光展鋭在未來的一大挑戰。
一個月後，11月26日，聯發科發佈號稱全球最先進旗艦級5G單芯片天璣1000，規格之高令人咋舌，一口氣拿下了十多個全球第一。天璣的命名來自北斗七星的第三顆星，借北斗七星指引方向之意。2019年，儘管基於聯發科4G平台的手機已經超過400款，但在高端芯片領域仍被高通壓制而鬱郁不得志。如今，聯發科顯然將寶押在了5G上。
以部分核心數據來看，天璣1000集成一年前發佈的聯發科M70 5G基帶，採用四顆2.6GHzCortex-A77大核與四顆2.0GHzCortex-A55小核的組合，相較於上一代性能提升20%，GPU、APU相對上一代則均提升40%，列全球第一。根據官方給出的數據，在Sub-6頻段下，天璣1000可以實現4.7Gbps的下行速率和2.5Gbps的上行速率。以麒麟990做對比，其數據為下行2.3Gbps，上行1.25Gbps。
進入年底，芯片大佬高通壓軸登場。12月3日，高通推出旗艦芯片驍龍865、中高端芯片驍龍765和驍龍765G等。高通稱，驍龍865的CPU、GPU、RF性能非常強，AI、5G調制解調器、ISP性能均為全球第一。另外，驍龍765 5G集成了驍龍5G調制解調器X52，支持SA/NSA雙模5G，適用於Sub-6及毫米波，下行速度峯值3.7Gbps。
信息顯示，驍龍865採用第五代AI引擎，通過CPU+GPU+AI引擎的性能優化，將算力提升至15TOPS，處理速度比上一代驍龍855提升2倍，比競品快3倍。此外，它還支持多達2億像素的攝像頭，及8K@30fps視頻、4K@60fps視頻等。不過，驍龍865並未內部集成5G基帶芯片，是通過與外帶5G調制解調器X55連接來支持5G，下行速度峯值理論上可達7.5Gbps。
對於驍龍865為何沒有集成5G基帶芯片？高通中國區董事長孟樸表示，今年採用855芯片的旗艦機都是用的外掛式調制解調器，這樣去掉X50基帶芯片之後還可以用於4G旗艦機，所以也延續到了865芯片的處理。顯然，高通應該並不存在技術問題，而是主要基於成本、營銷策略、5G手機商用進度等方面考慮。或許下一顆驍龍旗艦芯片將集成5G基帶。
3GPP組織制定5G標準的時間表
整體而言，從5G標準的演進來看，按照3GPP組織的時間表，R16標準的完成時間將會在2019年12月，最終的5G完整標準到2020年初才會提交給ITU（國際電信聯盟）。由此，自2020年起，5G標準制定完成及商用市場進一步成熟後，5G的爆發效應逐漸顯現，屆時芯片及終端廠商將開啓新一輪競賽。但對消費者來説，5G終端現在的成熟度還需觀察。
目前，在初步形成的華為、高通、三星、紫光展鋭和聯發科五強格局下，每家廠商的5G基帶芯片都有幾把刷子，但面對激烈的競逐及在智能終端、IoT和行業場景應用過程中，不排除有企業會掉隊，也不排除有新的玩家出現。此外，儘管華為、高通“雙雄”並起，但另外幾家也具備影響甚至重塑格局的能力。在5G時代，基帶芯片市場最終鹿死誰手，還有待見證。
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