全球大厂角力5G处理器芯片 基带芯片是关键

時間:2019-09-06

  華爲5G處理器即將亮相
  5G處理器是指將“5G調制解調器(基帶芯片最主要的功能)”和“移動AP”集成到一顆芯片上,不再需要將5G基帶芯片外挂于集成4G基帶芯片的手機SoC(片上系統)上。相比外挂的解決方案,完整集成5G功能的方案大有好處,如減少元件占用面積、提高設計便利性、提升性能並實現超快速連接等。
  华为官网显示,公司将于北京时间9月6日下午亮相IFA 2019(柏林消费电子展)。据报道,届时华为将发布全球第一款基于7nm FinFET Plus EUV工艺的5G处理器芯片——麒麟990。提供7nm+EUV(极紫外光刻)代工服务的是全球晶圆代工龙头台积电。
  三星抢先华为推出自家的5G处理器芯片。9月4日,三星官网发布其首款5G集成SoC産品Exynos 980。据介绍,Exynos 980基于8nm FinFET工艺,支持从2G到5G的各种移动通信标准;産品采用最新的8核CPU设计,两颗Cortrex A77大核和六颗Cortex A55小核,GPU为Mali G76 MP5;性能方面,Sub-6GHz频段的5G网络下最快达到2.55Gbps,4G最高1Gbps,双模并行达到3.55Gbps。
  三星强调,Exynos 980配备了高性能NPU(神经处理单元),其AI计算性能提高了2.7倍;配备了高性能ISP(图像信号处理器),可以处理多达1.18亿像素的图像,因为更多智能手机采用高像素图像传感器。
  三星表示,从本月开始向客户提供Exynos 980的样品,并计划在年内开始批量生产。
  不过,全球5G处理器芯片的首发厂商并非三星。今年5月底,联发科推出针对高端智能手机系统单芯片MediaTek 5G Soc,该多模5G芯片内置了自主研发的Helio M70调制解调器。联发科表示,该芯片采用7nm FinFET工艺,是全球第一款采用ARM最新最快的Cortex-A77 CPU和Mali-G77 GPU的智能手机芯,其内置公司自研最新最快的独立AI处理器APU 3.0。“这是目前公司最先进、功能最强大的5G芯片。”联发科说,整个业界、OEM和消费者对5G都抱有很高的期望。
  截至目前,國內市場上可購買到的5G手機均采用外挂式5G基帶芯片,它們分屬華爲與高通兩個陣營。
  基帶芯片是關鍵
  实际上,华为、联发科、三星这三家公司早前就陆续发布了5G基带芯片,分别是Balong 5000、Helio M70和Exynos Modem 5100,为何一开始不做结合基带和AP的芯片?“因为基带芯片最难,必须先攻克,然后结合AP就可以了。”来自国内某头部芯片设计公司的资深技術人员李超(化名)告诉中国证券报记者,“作为一个整体解决方案,‘AP+基带’会是发展趋势。这样也能卖出更好的价钱。”
  李超表示,“基于ARM架構的AP難度其實不大,很多公司都在做。基帶芯片主要是處理5G信號,這個難度很大。比如,有一家國內知名手機廠商曾計劃自研基帶芯片,但最後放棄了。全世界目前沒幾家公司有能力做基帶芯片,而且其運用不只是手機,所以單獨的5G基帶芯片還是有市場的。”
  至于研發基帶芯片的難點,李超這樣解釋:“最麻煩的是要兼容多種模式,即需要同時兼容2G到5G的多種通信模式,確保相互之間能互操作。穩定性也很關鍵。另外,這個過程要跑去全球各種真實信號環境做測試,各種修故障。”
  梳理發現,除了上述三家公司,高通、英特爾、紫光展銳這三家公司也相繼推出5G基帶芯片。2016年10月,高通搶發骁龍X50,奪下首款5G基帶芯片的名號。不過,這頂多是個“過渡産品”,因爲它雖然支持5G網絡,但卻不支持1G/2G/3G/4G網絡,只能外挂于集成4G基帶芯片的手機SoC上,並且也僅支持5G非獨立組網NSA架構,不支持獨立組網SA架構。直到今年2月,高通才終于推出最新5G基帶芯片骁龍X55。骁龍X55彌補了X50的一些不足,不僅兼容2G/3G/4G網絡,還支持NSA和SA兩種架構,並且可以實現最高達7Gbps的下載速度和最高達3Gbps的上傳速度。
  紫光展锐今年2月底发布了独立自主研发的5G基带芯片春藤510。据公司介绍,春藤510産品采用12nm工艺,支持多项5G关键技術,可实现2G-5G多种通讯模式,符合最新的3GPP R15标准规范,支持Sub-6GHz频段及100MHz带宽,可同时支持SA和NSA组网方式。春藤510的诞生历时5年,300多位工程师参与其中,耗资上亿美元。
  英特尔今年4月宣布正式退出5G智能手机调制解调器业务前,还在去年11月发布一款5G基带芯片XMM 8160。该芯片采用10nm工艺,应用范围包括移动、汽车、蜂窝基础设施和物联网市场。
  蘋果或開啓自研之路
  目前除了缺席折疊屏手機,蘋果公司在5G手機方面同樣“失語”。但有分析師認爲,蘋果公司將在2020年發布三款支持5G的手機。不出意外,這三款5G手機大概率會繼續使用高通的調制解調器。值得關注的是,有迹象表明,蘋果公司或自研5G基帶芯片。
  7月26日,蘋果公司正式宣布,將斥資10億美元收購英特爾手機調制解調器主要業務。這筆交易預計在2019年第四季度完成。交易完成後,大約2200名英特爾員工會加入蘋果公司,蘋果公司將擁有17000多項無線技術專利,從蜂窩標准協議到調制解調器架構和調制解調器操作。
  苹果公司硬件技術高级副总裁Johny Srouji表示:“我们与英特尔合作多年,知道这个团队与苹果一样,热衷于设计能够为我们的用户提供世界最佳体验的技術,我们很高兴有这么多优秀的工程师加入。这项交易将有助于加快我们对未来産品的开发。”
  平安證券表示,作爲高端旗艦機的領先企業,蘋果公司過去一直使用自主開發的CPU/GPU芯片,而在基帶芯片的研發實力相對較弱,主要使用高通的基帶芯片爲主,收購英特爾基帶業務有利于補上基帶芯片的短板,減少對第三方公司的依賴。短期而言,蘋果公司的5G調制解調器仍然會沿用高通的産品。
  蘋果公司拿下英特爾的基帶芯片業務其實也不令人意外。從2010年蘋果公司發布第一款iPad和iPhone定制處理器以來,蘋果公司便不再采用三星的處理器芯片,而一直很清晰地走在自研芯片道路上,從而實現更好的成本控制和軟硬件優化,且不需要受限制于半導體廠商的開發進度。蘋果公司每年會爲芯片和傳感器領域研發進行很高的研發投入,蘋果公司的A系列芯片一直引領移動領域芯片性能和先進制程工藝發展。
  另據報道,蘋果公司還制定了一項名爲Kalamata的芯片計劃,希望Mac電腦最早從2020年起使用自家芯片,取代英特爾公司産品,這樣有助于蘋果公司根據自己的時間表發布新款産品,而非依賴于英特爾制定的路線圖。

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