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5G基带芯片之战:五强格局初显(上)

风骨傲气 2020-1-2 14:52 142人围观 4K电视

【文/科工力量专栏作者 陈兴华】

5G市场想象空间巨大,芯片厂商也在摩拳擦掌、心潮涌动。2019年4月16日,是全球5G芯片发展格局变化的重要一天。当日,高通和苹果因专利折腾了近两年的“世纪官司”突然和解。在消息公布几个小时后,英特尔黯然宣布将退出5G智能手机调制解调器业务。

5G基带芯片之战:五强格局初显(上)

英特尔公告截图

这两大令人震惊的“意外”事件发生后,留给了业界及中外媒体悬而未决的疑问:到底是苹果、高通先和解,然后苹果抛弃了英特尔;还是英特尔自己先放弃,导致苹果酸着鼻子重新找高通?问题的答案或许已不再重要,但众所周知,是一颗5G基带芯片引发了他们的爱恨离散。

不过,苹果与高通和解的代价可能相当高昂。虽然双方都不愿意透露金额,但根据瑞银(UBS)分析师蒂莫西·阿库里(Timothy Arcuri)的估算,苹果将支付给高通50亿至60亿美元的“和解费”。并且苹果还将补足过去两年“分手期”中使用高通技术的专利费。

时间往前推移三个月,苹果公司副总裁、首席诉讼律师克拉尔曾愤怒表示,“无授权,无芯片”是高通商业模式上很有问题的地方。由于没有谈判的空间,包括苹果、华为、联想在内的众多公司除了接受高通的授权协议外,别无选择。他们就像是被枪抵着脑袋。

5G基带芯片之战:五强格局初显(上)

苹果公司副总裁、首席诉讼律师克拉尔。资料图

由于在5G技术上的话语权降低及手机终端厂商抗议等,2017年11月,高通曾下调包括5G在内的标准必要专利许可费费率,即降低了“买路钱”。调整之后,单模5G手机的实际许可费率为销售价的2.275%;多模(3G/4G/5G)手机的实际许可费率为销售价的3.25%。

另外,高通在这次调整中为每部手机的净售价设定了400美元(约合人民币2818元)的封顶价,也就是说500美元净售价的智能手机,也是按照400美元来计算。可以说,这项举措部分“照应”了同为美国公司的苹果。但历来对供应链管理强势的苹果仍认为这是“霸王条款”,心怀不甘。此后经过近两年博弈,最终还是认了怂。

显然,苹果和高通的牵手不是因为“爱情”,而是没得选。在库克的领导下,这家美国公司曾一直强调零部件供应商体系的全球化及多元制衡。但在英特尔的5G基带芯片一次次掉链子后,苹果先后与三星、华为、联发科流传过5G基带的“绯闻”。然而最后出于多种因素,还是不得已选择高通。

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4月14日,任正非接受CNBC采访时表示,华为5G芯片“对苹果是开放的”。

那么,苹果迁延婉转背后,英特尔的基带芯片怎么了?早在2016年,英特尔就称自己是业界唯一能够提供端到端5G解决方案的厂商,表达出一统天下魄力。但三年过后,大家确认了它并不是。有意思的是,在宣布将退出5G智能手机调制解调器业务后,英特尔的股价在4月17日最高涨幅达到了6.51%。

华尔街金融寡头和届时新任CEO或许认为英特尔应该刮骨疗毒:一方面,这家公司可能确实缺少移动芯片的基因,过分习惯PC市场的“挤牙膏”式玩法。同时,在移动端挤出来的“牙膏”规格低、良率差等,历来饱受大众诟病。另一方面,英特尔自身也常年处于研发投入极其巨大,而无法规模化盈利的局面。

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英特尔现任首席执行官鲍勃·斯旺(Bob Swan)

在美国,无法维持股价的事业很难获得认可。然而,在英特尔掉队的这一刻,其实是5G芯片刚刚步入正题的阶段。目前,能够推出5G基带芯片的厂商只有华为、联发科、高通、紫光展讯和三星,俨然初步形成五强格局。但接下来5G在智能终端、IoT和行业场景应用领域,还有很长的路要走。或许有理由相信,掉队的风险并没有结束。

01 揭幕:华为、高通“暗战”

华为披星戴月地研发芯片,预示着其必将与高通成为“冤家”。2018年2月25日,巴塞罗那MWC前夕,华为在新品发布会上揭开此前预热的“One More Thing”神秘面纱——巴龙5G01基带芯片。从命名看,“巴龙”原本是西藏一座海拔7013米雪山的名字,寓意因难而上,大有和高通“骁龙”一较高下之意。

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2018年2月25日,华为发布的巴龙5G01和5G CPE。

特性上看,巴龙5G01支持全球主流5G频段,包括Sub6GHz(低频)、mmWave(高频),理论上可实现最高2.3Gbps的下载速率。此外,这款芯片同时支持5G独立(SA)和非独立(NSA)组网,向下兼容2G/3G/4G网络。华为官方称,这是“第一款商用的、基于3GPP标准的5G芯片”。当然,这样的用语挫伤着高通。

20世纪90年代,高通就开始了对毫米波、MIMO、先进射频等基础技术的研究。基于更为深厚的技术积累,2016年10月,高通在香港发布业界首款5G调制解调器骁龙X50。一年后的10月17日,高通又在香港宣布成功基于骁龙X50 5G调制解调器芯片组实现全球首个5G数据连接。不过,骁龙X50的研发似乎超前了。

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据悉,5G标准分为R15、R16两个阶段,主要包括NSA和SA标准。2017年12月,3GPP完成了R15 NR NSA标准建设;2018年6月14日,3GPP发布了R15 NR SA标准。从时间上看,也就是说骁龙X50并非基于3GPP标准。同时,由于其仅支持5G网络而不兼容前代网络,后来也被竞争对手频频提及。

不过高通的超前研发无可厚非。这是由于芯片和终端产品都需要一年到几年不等的开发周期,如果等5G标准确定后再进行产品的研发,那显然难以在5G市场获得竞争优势。因此,可以看到即便需要面对标准未定带来的诸多挑战,产业链各方早已积极投入5G研发。

面对华为营销上的“暗战”,高通毫不示弱。在巴龙5G01发布第二天,高通市场营销高级总监皮特·卡森(Peter Carson)在媒体沟通会上一开场就反唇相讥,质疑“友商希望能够重新书写历史”的想法不自量力,并直指巴龙5G01的致命弊端:体积比较大,并不适合移动终端的需求。

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华为轮值董事长徐直军

似乎感觉到一些微妙关系,华为轮值董事长徐直军、创始人任正非先后表态:华为和高通还是很好的合作伙伴。在2018年华为全球分析师大会上,徐直军公开表示华为不把芯片定位为一块独立业务,不会基于芯片对外创造收入。此后,任正非也在讲话中表示,华为还要买高通5000万套芯片。

叫板高通背后,华为有自己的底气。2007年,华为海思开始专攻基带芯片研发。2009年11月,华为海思、华为终端等部门正式成立联合项目,共同研发基带。此后,海思无线芯片开发部部长王劲与队友奋战近千个昼夜后,于2010年推出首款TD-LTE基带芯片——巴龙700。高通最坚固的防线,被撕开一道口子。

2014年初,海思发布麒麟910芯片,第一次将基带芯片和应用处理器集成在一块SOC里。自此,海思开始了智能手机芯片史上一段波澜壮阔的逆袭。然而,麒麟910发布当年,被称作华为研发中“最能啃硬骨头”的王劲突然昏迷后,不幸离开了人世。是这些科研人员勤苦奉献、攻坚克难,构建起华为基带芯片骨骼。

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作为PC界芯片大佬,英特尔自然不会缺席这场竞争。2017年11月,一直试图在移动端芯片上有所作为的这家科技巨头发布了旗下首款5G基带芯片XMM8060,支持最新的5G NR新空口协议、28GHz毫米波以及sub-6GHz低频波段,同时还向下兼容2G/3G/4G。英特尔还宣布已成功完成基于其5G调制解调器的完整端到端5G连接。

在2018CES上,英特尔秀出了“5G肌肉”,包括5G二合一原型设计、5G联网汽车、5G人脸识别以及平昌冬奥会5G网络(全球首个大规模5G网络)展示专区……不过,这些技术在当时还很难商用。而有报告称苹果不满意XMM8060的散热功能,于是英特尔果断放弃、并立马着手研发推出第二代5G芯片产品。

整体而言,巴龙5G01的发布,使得华为与高通、英特尔一道成功进入了5G芯片第一梯队。不过,通过5G芯片的尺寸对比来看,巴龙5G01芯片尺寸至少是高通、英特尔5G芯片的尺寸四倍以上。显然,华为在移动端5G芯片上和他们还有着不小距离。

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值得注意,华为同期发布了基于巴龙5G01的5G低频CPE。这款路由器重量为3公斤,体积为2升,实测峰值下行速率2Gbps,5G高频CPE峰值数率也是2Gbps,支持毫米波多频段、兼容4G/5G。这次,华为抢先在高通和英特尔之前,推出了5G商用终端。

02 起潮:5G基带密集现身

5G浪潮来临之际,科技巨头都能意识到它的重要乃至革命性。为了在下一代移动通信技术占据先发优势,除了高通、英特尔、华为之外,三星、联发科等厂商也都在加快对移动端5G芯片的布局速度。2018年下半年伊始,在3GPP发布R15 NR SA标准后,5G基带芯片开始密集现身。

2018年8月15日,三星推出了旗下首款5G基带芯片Exynos Modem 5100,采用10nm制程,适应全频段,并向下兼容2G GSM/CDMA, 3G WCDMA, TD-SCDMA, HSPA和4G LTE等不同代别的移动通信标准。基于5G网络,Exynos 5100可以实现6 GHz以下频段内2Gbps和毫米波频段内6Gbps的数据传输。

5G基带芯片之战:五强格局初显(上)

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芯片厂商都在强调自己“符合标准”,三星也不例外,称Exynos 5100是全球第一款完全符合3GPP R155G国际标准的5G基带芯片,并已成功通过5G原型终端和5G基站间的无线呼叫测试。2019年5月,首批搭载Exynos 5100基带的三星Galaxy S10 5G手机上市,并在之后四个月出货达到200万台。

实际上,集韩国科技资源于一身的三星早在2011年就已开始研发5G。2013年5月,三星开发出世界上第一款在毫米波Ka波段工作的自适应阵列收发器技术,用于蜂窝通信,其数据传输速度比目前的4G网络快几百倍。这项技术是5G移动通信系统的核心。2017年7月,三星公布了3.5GHz的5GNR基站,为5G商用奠定基础。

可以看出,三星布局5G、争抢移动通信市场领先地位的意图明显。以往,三星手机通常采取从高通购买及自研芯片的双重战略,而后者往往仅限于韩国本土,整体占比很小,三星无疑试图在5G时代改变这一局面。与华为、高通相似,三星累积了众多5G专利及技术,有利于其5G基带及集成5G芯片的研发。

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同样在去年8月,基于高通骁龙X50芯片独立模块实现5G连接的“全球首款5G手机”——联想旗下摩托罗拉Moto Z3在美国芝加哥发布。这意味着,对比华为发布的5G CPE路由器,高通具备智能手机端的应用优势。而就CPE的产品形态,无论是尺寸还是散热等方面对基带芯片的要求都低于智能手机。

相比三星,联发科在5G基带研发的步调似乎更快。2018年6月,在4G市场隐忍多时的联发科在台北国际电脑展上发布了其首款5G基带芯片Helio M70。与此同时,联发科敲定和诺基亚、NTT Docomo、中国移动、华为等深入合作,以确保自己不在整个市场处于落后地位。

在性能上,这款芯片基于台积电7nm工艺打造,在发热控制上有不错的提升,支持5G NR(新空口),并且符合3GPP Release 15 的最新标准规范。此外,M70下载速率可到5Gbps,包括支持SA和NSA网络架构、Sub-6GHz 频段、高功率终端(HPUE)及其他 5G 关键技术。

5G基带芯片之战:五强格局初显(上)

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近年来,曾创造辉煌战绩的联发科一直有意与高通竞争,但一直都没能出现超越高通的技术及扭转时局,所以素有“千年老二”的称号。2017年,联发科正式宣布放弃高端处理器芯片的研发,此后开始专注于中端和低端芯片的研发,以获取市场上的生存空间。

2018年2月,联发科发布全新一代处理器——Helio P60。这款产品采用四颗ARM A73处理器+四颗ARM A53处理器的八核心架构,主频均为2.0GHz,是Helio P系列中功耗表现最好的一款芯片产品。继续在中端芯片发力是联发科目前的主要任务,不过在下一代移动通讯技术机遇下,5G芯片是联发科的必有动作。

或由于高通、华为、三星、联发科这些对手的压力,以及苹果释放出其5G手机将采用英特尔5G基带的信号驱动,2018年11月13日,英特尔发布了第二款XMM 8160 5G调制解调器,适用于手机、PC和宽带接入网关等设备。按照英特尔的说法,他们加速了该款调制解调器的进度,将发布日期提前了半年以上。

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不同于先前发布的竞品5G单模调制解调器,XMM 8160无需两个独立的调制解调器分别进行5G和4G/3G/2G网络连接。凭借单芯片多模基带能力,XMM 8160将使设备制造商能够设计更小、更节能的设备,并且避免了使用单模5G芯片所面临的设计复杂度高,电源管理与设备外型调整等问题。

在发布产品时,英特尔曾宣布“5G基带芯片于2019年下半年交货”。然而,实际证明与苹果深度合作多年的英特尔再次掉链子。2019年2月23日,英特尔表示,只能为客户提供“5G基带样本芯片”,商用产品要到2020年才能交货。这为苹果5G手机计划蒙上了阴影。

综上,可以发现在3GPP发布了R15 NR SA标准后,即迅速出现了3款5G基带芯片。在4G时代落寞的联发科再度涌上潮前,试图在5G时代重新证明自己。三星的触角再度延伸,试图在5G上突破以维护“王朝”。而英特尔如果没有竞争对手压力,或许还在唱“挤牙膏”的独角戏。但5G时不我待。
我有话说......