华为入局，5G基带芯片四强争"霸"，设计难点在哪？

随着3GPP在去年12月完成了5G NR规格的冻结，芯片厂商正紧锣密鼓地部署5G基带芯片，期望能在今年7月之前上市，今年年底实现5G试商用。

在5G标准冻结前，高通和英特尔都已发布5G商用基带芯片，高通芯片名为Snapdragon X50，英特尔芯片名为XMM8060，两款5G基带芯片将用于2019年上半年问市的5G智能手机。

在5G标准冻结后，华为率先在巴塞罗那世界移动通信大会(MWC)发布首款5G商用芯片--巴龙5G01(Balong 5G01)，成为全球第三家发布5G商用基带芯片厂商，这是中国首款5G基带芯片，同时这也预示着中国芯片厂商在5G时代已经成功跻身第一梯队。

华为首发5G标准芯片，加剧竞争

在MWC 2018上，华为消费者业务面向全球正式发布首款5G商用芯片巴龙5G01(Balong 5G01)和5G商用终端华为5G CPE(Consumer Premise Equipment，5G用户终端)。

华为Balong 5G01是全球首款基于3GPP标准的5G商用芯片。根据华为给出的参数，Balong 5G01支持全球主流的5G频段，包括Sub6GHz和mmWave，理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率，支持NSA和SA两种组网方式，即支持4G & 5G双联接组网，也支持5G独立组网。

去年高通率先发布了全球首款针对移动终端的5G基带芯片--骁龙X50，并成功实现了28GHz(mmWave毫米波)频段数据连接及千兆上网。随后在11月，英特尔也发布了其首款5G基带芯片--XMM 8000系列，首款芯片型号为XMM 8060。

从资料来看，华为此次发布的Balong 5G01与英特尔XMM 8060一样，不仅支持最新的5G NR新空口协议，既支持28GHz，也支持Sub-6GHz频段，同时支持通过4G/5G双联接组网的方式，实现向下兼容2G/3G/4G网络。

相比之下，高通骁龙X50 5G调制解调器只支持28GHz频段，并且早期它仅仅是专攻5G网络。不过，骁龙X50 5G调制解调器也能够通过双连接(Dual-Connectivity)能够与骁龙处理器、骁龙LTE基带所搭配使用。

除此之外，业界透露，三星电子系统LSI事业部在2018 CES期间，以非公开展示的形式向主要智能手机客户介绍名为Exynos 5G的5G基带芯片解决方案，并计划于今年下半年供应Exynos 5G样品，预定2019年实现商用化，希望在5G时期与高通并肩前行。

虽然尚不清楚三星5G基带芯片更多细节，但对于三星进入5G基带芯片市场的决心早已可见。在5G标准制定之前，三星就曾积极参与制订标准，期望减小对高通的依赖，全面攻占5G智能手机市场。

设计架构是关键，三星偏弱

在5G标准冻结后，国内5G第三阶段测试也正式开始，工信部要求在2018年底5G将达到预商用的标准要求。尽管，各大芯片厂商都在抢滩卡位，但是5G基带芯片的研发有着相当高的门槛，最终又会孰强孰弱?

由于5G与3G、4G标准要求大为不同，5G不仅要追求更高的数据吞吐量，还要具备更大的网络容量与更好的服务质量(QoS)，因此5G基带芯片的研发设计会更为复杂。

恩智浦数字网络事业部全球产品经理张嘉恒表示，对于网络设备厂商跟芯片厂商来说，5G是一个全新的时代。在以往，移动通讯技术的升级换代，重点都放在带宽升级，以便提供给用户更快的行动上网服务。但是在5G时代，为满足各种物联网(IoT)应用的需求，行动网络不仅要支持更高的带宽，还要具备更大的网络容量跟更低延迟、更稳固的联机。

这对基带芯片的设计来说，意味着处理器本身必须具备极高的弹性，以便支持eMMB、URLLC与mmTC等不同的5G规格，但同时又要有很好的性能表现，否则数据吞吐量将无法达到5G要求的水平。传统上，这两个需求是矛盾的。为了解决这个问题，基带芯片的设计架构将尤为关键，不同芯片厂商的设计架构也将会有所不同。

另一方面，由于5G支持6GHz以下频段和毫米波频段，产品竞争将会更为激烈。据Techno System Research (TSR)报告指出，5G基带芯片产品可分为两种，一种支持6GHz以下频段和毫米波(millimeter wave)， 厂商有高通、英特尔、三星电子、华为海思;另一种是5G基带芯片支持6GHz以下频段，厂商包括联发科、展讯等。不过，联发科和展讯都在完善芯片设计的全频段覆盖能力。

值得强调的是，毫米波是高频波，带宽较大、传输速度快，但是波长较短，信号容易受到干扰，必须要改善射频(RF)天线模块效能，才能有较好表现，这也是5G基带芯片设计的难点所在。TSR指出，外传三星缺乏毫米波的研发经验，开发射频天线模块碰上阻碍，估计技术要落后于竞争对手。华为Balong 5G01是全球首款基于3GPP标准的5G商用芯片。根据华为给出的参数，Balong 5G01支持全球主流的5G频段，包括Sub6GHz和mmWave，理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率，支持NSA和SA两种组网方式，即支持4G & 5G双联接组网，也支持5G独立组网。

去年高通率先发布了全球首款针对移动终端的5G基带芯片--骁龙X50，并成功实现了28GHz(mmWave毫米波)频段数据连接及千兆上网。随后在11月，英特尔也发布了其首款5G基带芯片--XMM 8000系列，首款芯片型号为XMM 8060。

从资料来看，华为此次发布的Balong 5G01与英特尔XMM 8060一样，不仅支持最新的5G NR新空口协议，既支持28GHz，也支持Sub-6GHz频段，同时支持通过4G/5G双联接组网的方式，实现向下兼容2G/3G/4G网络。

相比之下，高通骁龙X50 5G调制解调器只支持28GHz频段，并且早期它仅仅是专攻5G网络。不过，骁龙X50 5G调制解调器也能够通过双连接(Dual-Connectivity)能够与骁龙处理器、骁龙LTE基带所搭配使用。

除此之外，业界透露，三星电子系统LSI事业部在2018 CES期间，以非公开展示的形式向主要智能手机客户介绍名为Exynos 5G的5G基带芯片解决方案，并计划于今年下半年供应Exynos 5G样品，预定2019年实现商用化，希望在5G时期与高通并肩前行。

虽然尚不清楚三星5G基带芯片更多细节，但对于三星进入5G基带芯片市场的决心早已可见。在5G标准制定之前，三星就曾积极参与制订标准，期望减小对高通的依赖，全面攻占5G智能手机市场。

设计架构是关键，三星偏弱

在5G标准冻结后，国内5G第三阶段测试也正式开始，工信部要求在2018年底5G将达到预商用的标准要求。尽管，各大芯片厂商都在抢滩卡位，但是5G基带芯片的研发有着相当高的门槛，最终又会孰强孰弱?

由于5G与3G、4G标准要求大为不同，5G不仅要追求更高的数据吞吐量，还要具备更大的网络容量与更好的服务质量(QoS)，因此5G基带芯片的研发设计会更为复杂。

恩智浦数字网络事业部全球产品经理张嘉恒表示，对于网络设备厂商跟芯片厂商来说，5G是一个全新的时代。在以往，移动通讯技术的升级换代，重点都放在带宽升级，以便提供给用户更快的行动上网服务。但是在5G时代，为满足各种物联网(IoT)应用的需求，行动网络不仅要支持更高的带宽，还要具备更大的网络容量跟更低延迟、更稳固的联机。

这对基带芯片的设计来说，意味着处理器本身必须具备极高的弹性，以便支持eMMB、URLLC与mmTC等不同的5G规格，但同时又要有很好的性能表现，否则数据吞吐量将无法达到5G要求的水平。传统上，这两个需求是矛盾的。为了解决这个问题，基带芯片的设计架构将尤为关键，不同芯片厂商的设计架构也将会有所不同。

另一方面，由于5G支持6GHz以下频段和毫米波频段，产品竞争将会更为激烈。据Techno System Research (TSR)报告指出，5G基带芯片产品可分为两种，一种支持6GHz以下频段和毫米波(millimeter wave)， 厂商有高通、英特尔、三星电子、华为海思;另一种是5G基带芯片支持6GHz以下频段，厂商包括联发科、展讯等。不过，联发科和展讯都在完善芯片设计的全频段覆盖能力。

值得强调的是，毫米波是高频波，带宽较大、传输速度快，但是波长较短，信号容易受到干扰，必须要改善射频(RF)天线模块效能，才能有较好表现，这也是5G基带芯片设计的难点所在。TSR指出，外传三星缺乏毫米波的研发经验，开发射频天线模块碰上阻碍，估计技术要落后于竞争对手。