2019年,是5G商用的元年,而智能手機被稱為5G最適宜的應(yīng)用之一。在手機廠商競爭背后潛藏的行業(yè)發(fā)展規(guī)律中,核心芯片技術(shù)關(guān)鍵作用日益凸顯。它決定著手機的最終體驗,并牽動用戶和市場。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(yù)溝通會上,華為發(fā)布了號稱世界第一款單芯多模5G基帶巴龍5000。這款多模終端芯片采用7nm工藝,支持5G SA(獨立組網(wǎng))及NSA(非獨立組網(wǎng)),向下兼容4G、3G、2G網(wǎng)絡(luò),在Sub-6G 200MHz頻段實現(xiàn)4.6Gbps下載速率,在毫米波800MHz頻段則達到達6.5Gbps。華為當(dāng)時稱,巴龍5000“是全球最強的5G基帶”。
發(fā)布會現(xiàn)場,華為消費者業(yè)務(wù)CEO余承東一如既往,顯得底氣十足。他用巴龍5000與三年前發(fā)布的高通驍龍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于巴龍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(zhàn)略布局的能力。
與發(fā)布巴龍5G01時一樣,華為這次帶來了基于巴龍5000基帶芯片的華為5G CPE Pro。這款可用于普通用戶及企業(yè)的商用路由器在5G網(wǎng)絡(luò)下速率可達3.2Gbps,在Wi-Fi 6技術(shù)環(huán)境下則達到4.8Gbps,是首款支持華為HiLink協(xié)議的5G CPE。可以說,5G CPE Pro一舉奠定了華為在5G路由器領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
然而,余承東的對比圖很快就需要更新了。不到一個月時間,高通于2月19日發(fā)布了第二代5G調(diào)制解調(diào)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(xiàn)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(jù)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(wǎng)絡(luò)部署。同時,它還有兩個值得關(guān)注的技術(shù)特性,一是4G/5G頻譜共享,即在同一小區(qū)里面,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,芯片有著一定的“后發(fā)定律”,即通常后發(fā)的芯片有著比自家乃至行業(yè)前代更好的性能優(yōu)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(yè)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(yīng)用于智能手機的窘境,高調(diào)發(fā)布搭載麒麟980 CPU及巴龍5000基帶的全球首款5G折疊屏手機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(shù)和應(yīng)用在智能手機端的應(yīng)用飛躍。不過,4月上市銷售且采用自家基帶的三星Galaxy S10 5G,搶走了“全球首款5G手機”的稱號。
華為5G折疊屏手機Mate X
既是芯片又是終端廠商,華為擁有商用先發(fā)優(yōu)勢。與之相比,高通擁有更大的生態(tài)優(yōu)勢。為追趕華為,繼憑借驍龍X50和多家終端廠商合作推出5G手機后,高通正式公布了5G戰(zhàn)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廠商采用,包括三星、夏普、中興、聞泰科技、LG、諾基亞、OPPO、松下等。
值得關(guān)注的是,紫光展銳在MWC 2019上發(fā)布了5G通信技術(shù)平臺馬卡魯及其首款5G基帶芯片春藤510。春藤是紫光展銳在2018年發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。而馬卡魯是紫光展銳全新的5G通信技術(shù)平臺,目標(biāo)是助力春藤物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品向5G發(fā)展。春藤510便是首款基于馬卡魯技術(shù)平臺的5G基帶芯片。
2014年底,紫光展銳開始投入5G基帶預(yù)研,包括對相關(guān)協(xié)議的解讀和一些基礎(chǔ)算法的研發(fā),并在兩三年的準(zhǔn)備之后正式投入芯片研發(fā)。簡而言之,春藤510是紫光展銳斥資上億美金,歷時5年研發(fā)的產(chǎn)品。以往,紫光展銳一直游走在中低端芯片領(lǐng)域,但其認(rèn)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(jù)官方介紹,春藤510采用12nm制程工藝,支持SA和NSA組網(wǎng)方式及2G、3G、4G、5G多種通訊模式,符合最新的3GPP R15標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,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的制程工藝、缺少生態(tài)合作伙伴,這些問題將在很大程度上考驗紫光展銳的中高端夢。
英特爾曾于2014年以15億美元投資展訊通信和銳迪科微電子的控股公司20%股權(quán)。2018年2月,紫光展銳與英特爾達成5G全球戰(zhàn)略合作。但剛好過去一年時間,在馬卡魯及春藤510發(fā)布當(dāng)日,雙方?jīng)Q定終止在5G芯片研發(fā)方面合作。紫光展銳表示,和英特爾在5G上的合作從未展開。這意味著春藤510是一款自主設(shè)計產(chǎn)品,且后期開發(fā)難度可能更大。
4月16日,高通與蘋果的“世紀(jì)訴訟”突然和解后幾個小時,英特爾即官宣將退出5G智能手機調(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù),改而專注5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及數(shù)據(jù)中心等。在當(dāng)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(diào)制解調(diào)器業(yè)務(wù)中,顯而易見的是盈利能力和回報并不明確。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(guān)系,但可以確定和錢有關(guān)。
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(yè)務(wù)后,大量供應(yīng)了蘋果歷代機型的基帶芯片。其轉(zhuǎn)身離開,不僅使蘋果只能“委身”高通,也預(yù)示5G基帶芯片行業(yè)少了一個重磅玩家。目前,英特爾仍將5G當(dāng)做一個戰(zhàn)略重點,并在評估如何實現(xiàn)過去研發(fā)的一系列無線產(chǎn)品和知識產(chǎn)權(quán)的價值。然而那么多年,統(tǒng)領(lǐng)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(fā)布麒麟990芯片,揭開了這枚備受矚目的SoC的神秘面紗。在發(fā)布會上,余承東強調(diào),麒麟990實現(xiàn)了四個業(yè)界首款的突破:7納米+EUV 5G工藝、旗艦級5G NSA&SA組網(wǎng)、16核Mali-G76 GPU、大-微核架構(gòu)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是一款基于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(nèi)部。相較于高通的外掛基帶,集成基帶設(shè)計不僅可以減少功耗和發(fā)熱,還會降低對手機內(nèi)部元器件空間的侵占。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(zhì)的飛躍。
華為麒麟990芯片
不過,麒麟990并沒有采用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(shù)全都改一遍,開發(fā)時間上也來不及”。而余承東稱,一是ARM最新Cortex-A77芯片微架構(gòu),對電池壽命和續(xù)航產(chǎn)生負(fù)面影響;一是經(jīng)過華為的嚴(yán)謹(jǐn)測試、不斷做實驗和調(diào)查后,認(rèn)為Cortex-A77的性能有所夸大。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(fā)布了首款集成5G基帶的處理器Exynos 980。據(jù)官方介紹,這款芯片采用8nm工藝打造,實現(xiàn)將5G通信調(diào)制解調(diào)器Exynos 5100與高性能移動AP(Application Processor)合二為一。在降低功耗的同時,減少部件所占體積,從而方便移動設(shè)備的設(shè)計。
Exynos980支持在5G網(wǎng)絡(luò)Sub6GHz頻段,實現(xiàn)最高2.55Gbps的下載速率;在4G通信環(huán)境下,最高可實現(xiàn)1.6Gbps的速度;在4G-5G雙連接狀態(tài)中,下載速度每秒最高3.55Gb。此外,Exynos980內(nèi)置的高性能NPU使人工智能計算性能優(yōu)化了約2.7倍;內(nèi)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與三星宣布聯(lián)合研發(fā)Exynos 980處理器。
然而,對于下行速率2.55Gbps,華為手機產(chǎn)品線副總裁李小龍表示質(zhì)疑:因為基于3GPP R-15協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),100MHz帶寬能實現(xiàn)的理論速率最高為2.34Gbps?;谶@個限制,在過去無論華為、高通還是聯(lián)發(fā)科,對外宣稱速率都是低于這個數(shù)值。李小龍直言:有廠商突破了這個極限,“一定有什么奇跡發(fā)生”。
三星Exynos 980內(nèi)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(gòu)在5月28日發(fā)布后,大約三個月時間,華為不可能完成芯片的研發(fā)、流片、測試等一系列過程,三星為何完成了?是華為的研發(fā)能力不及三星?華為在面對國際政治的風(fēng)云變幻時,似乎無意明言苦衷,只能選用一些冠冕堂皇的理由。
紫光展銳春藤510處理器
在幾大5G基帶芯片廠商中,紫光展銳的步調(diào)略為遲緩。歷經(jīng)大半年時間,其終于完成一系列5G應(yīng)用測試中的最后一組測試。10月28日,紫光展銳宣布攜手大唐移動打通了符合3GPP R15規(guī)范的5G SA新空口(NR)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。據(jù)介紹,相關(guān)測試基于獨立組網(wǎng)(SA)模式,采用基于春藤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(jié)果顯示,春藤510已經(jīng)具備商用eMBB場景的條件,滿足絕大部分應(yīng)用需求。這意味春藤510商用已近在眼前。在5G的主要應(yīng)用場景方面,春藤510架構(gòu)相對靈活,可以支持智能手機及物聯(lián)網(wǎng)終端在內(nèi)的多種產(chǎn)品形態(tài),應(yīng)用于不同場景。但落后競爭對手的12nm納米工藝,將使春藤510在智能手機應(yīng)用中處于不利地位。這也是紫光展銳在未來的一大挑戰(zhàn)。
一個月后,11月26日,聯(lián)發(fā)科發(fā)布號稱全球最先進旗艦級5G單芯片天璣1000,規(guī)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,盡管基于聯(lián)發(fā)科4G平臺的手機已經(jīng)超過400款,但在高端芯片領(lǐng)域仍被高通壓制而郁郁不得志。如今,聯(lián)發(fā)科顯然將寶押在了5G上。
以部分核心數(shù)據(jù)來看,天璣1000集成一年前發(fā)布的聯(lián)發(fā)科M70 5G基帶,采用四顆2.6GHzCortex-A77大核與四顆2.0GHzCortex-A55小核的組合,相較于上一代性能提升20%,GPU、APU相對上一代則均提升40%,列全球第一。根據(jù)官方給出的數(shù)據(jù),在Sub-6頻段下,天璣1000可以實現(xiàn)4.7Gbps的下行速率和2.5Gbps的上行速率。以麒麟990做對比,其數(shù)據(jù)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(diào)制解調(diào)器、ISP性能均為全球第一。另外,驍龍765 5G集成了驍龍5G調(diào)制解調(diào)器X52,支持SA/NSA雙模5G,適用于Sub-6及毫米波,下行速度峰值3.7Gbps。
信息顯示,驍龍865采用第五代AI引擎,通過CPU+GPU+AI引擎的性能優(yōu)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并未內(nèi)部集成5G基帶芯片,是通過與外帶5G調(diào)制解調(diào)器X55連接來支持5G,下行速度峰值理論上可達7.5Gbps。
對于驍龍865為何沒有集成5G基帶芯片?高通中國區(qū)董事長孟樸表示,今年采用855芯片的旗艦機都是用的外掛式調(diào)制解調(diào)器,這樣去掉X50基帶芯片之后還可以用于4G旗艦機,所以也延續(xù)到了865芯片的處理。顯然,高通應(yīng)該并不存在技術(shù)問題,而是主要基于成本、營銷策略、5G手機商用進度等方面考慮?;蛟S下一顆驍龍旗艦芯片將集成5G基帶。
3GPP組織制定5G標(biāo)準(zhǔn)的時間表
整體而言,從5G標(biāo)準(zhǔn)的演進來看,按照3GPP組織的時間表,R16標(biāo)準(zhǔn)的完成時間將會在2019年12月,最終的5G完整標(biāo)準(zhǔn)到2020年初才會提交給ITU(國際電信聯(lián)盟)。由此,自2020年起,5G標(biāo)準(zhǔn)制定完成及商用市場進一步成熟后,5G的爆發(fā)效應(yīng)逐漸顯現(xiàn),屆時芯片及終端廠商將開啟新一輪競賽。但對消費者來說,5G終端現(xiàn)在的成熟度還需觀察。
目前,在初步形成的華為、高通、三星、紫光展銳和聯(lián)發(fā)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(yè)場景應(yīng)用過程中,不排除有企業(yè)會掉隊,也不排除有新的玩家出現(xiàn)。此外,盡管華為、高通“雙雄”并起,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。