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5G商用前夜,芯片廠、運營商、設備方共下一盤大棋

撰文 | 四月

5G蓄勢待發,利益鏈條和玩家版圖越發清晰。

「就是這裡,對,再深入一些。」

在巴薩羅那的世界移動通信大會的會議中心講台上,來自西班牙的醫生,胃腸外科主任Antoniode Lacy在螢幕上指劃出腸道神經所在的位置。

螢幕裡是5公里外的正在進行腸腫瘤切割的手術台,de Lacy博士正在通過從會場到手術室的5G視頻連線提供實時指導。

“這是世界上第一個使用5G技術指導的場外手術”。移動通信行業組織GSMA的首席執行官約翰霍夫曼(John Hoffman)頗為激動。

5G技術大幅降低了無線網絡的延遲,在遠程連線期間,視頻滯後時間僅為0.01秒,圖像質量清晰高保真,這對於遠程手術指導中盡可能減少錯誤決策至關重要。

2016年,移動芯片第一大廠高通帶來了全球第一顆 5G 基帶芯片X50,至此吹響 5G賽道預備跑的口令。經過三年搶跑,5G似乎比想象中更快到來,並將以更廣泛的觸角影響我們的生活。

在今年的通信展(MWC 2019)上,運營商、手機廠、芯片廠、設備商,個個摩拳擦掌蓄勢待發,恨不得將“5G”擺到蠢蠢欲動的你的面前。

毋庸置疑,任何一次由通信技術更迭帶來的行業變化中,誰最先搶佔技術窗口,誰就能迅速積累先發優勢。

但唯長板論更適用於搶跑期,進入到落地商用前夜,市場需要的不再是單項領域冠軍,而是芯片廠商、網絡運營商、設備產品公司的協同推進,三方中哪一方的掉隊或者受阻都可能影響到5G的最終落地。在這個協同的過程中,5G背後的利益聯動鏈條和玩家版圖也越發清晰。

一、芯片大廠亮牌面:高通阿蒙很忙,英特爾 5G 遲到

「Where at MWC19 is Cristiano?」這是昨天 Twitter 上的熱門話題,翻譯過來的意思是「巴展阿蒙在哪裡?」

阿蒙是誰?

他是高通現任總裁克里斯蒂亞諾·阿蒙 (Cristiano Amon),圖左。

阿蒙很忙,他既忙著發布高通最新的 5G 平台,還要換著手機商的文化衫給合作夥伴月台。

在今年的巴展上,高通不僅帶來了二代 5G 基帶芯片驍龍 X55,還將其集成到 SoC 中的高通驍龍移動平台上;同時宣布推出全球首款商用 5G PC 平台。

x50 發布三年後,二代X55 問世,採用 7nm 工藝,最高可實現 7Gbps 的下行速度和 3Gbps 的上行速度,多模兼容 2G 到 5G 頻段,支持 NSA 非獨立、SA 獨立組網模式,支持 NR TDD、FDD 全頻譜,支持毫米波 6GHz 以下頻譜頻段。

相比一代芯片,第二代的 X55 已能覆蓋全球所有的主要頻段,並支持多種模組,性能更加完善,這被視為 5G 基帶芯片的關鍵性一步。

基帶芯片平台的成熟度是 5G 設備商用的關鍵。一枚穩定的 5G 基帶芯片是終端設備連接 5G 通信的基石。目前,全球芯片大廠均已亮出牌面,包括高通、華為、三星、英特爾、聯發科、紫光展銳。

製圖/四月

佔全球市場五成以上的份額,高通向來是高端基帶芯片主導玩家,多數廠商都將搭載高通的 5G 基帶產品;但也不乏例外,比如華為。

1 月 24 日,華為發布單芯片多模 5G 調製解調器巴龍 5000,對標高通 X50,採用 7 納米製程工藝,同時支持 2G 到 5G 網絡的解碼,毫米波最高速度可達 6.5Gbps 下行,上行 3.5Gbps。

根據參數來看,巴龍 5000 在多模支持、NSA/SA 支持、200M 帶寬支持,高速率、多頻段、上下行解耦方面均強於驍龍 X50。

三星在 5G 芯片方面也早已開始布局。

2016 年三星加入中國移動 5G 聯合創新中心,同年 8 月雙方共同完成了 5G 毫米波的關鍵技術測試。2018 年 8 月,三星正式推出 5G 基帶 Exynos Modem 5100,採用 10nm 製程。

作為全球收入第二大的芯片製造商,英特爾在 2011 年通過收購德國 modem 製造商英飛凌進入無線數據業務。目前,英特爾唯一的主要基帶芯片客戶是蘋果公司,後者在 iPhone 中配備英特爾的基帶芯片來實現移動數據網絡的連接。

2018 年 11 月,英特爾發布為手機、PC 和寬頻接入網關等設備提供 5G 連接的多模調製解調器 XMM 8160。但傳聞稱,該顆基帶芯片生產將面臨延期。

這一消息隨後被路透社所證實,根據英特爾高管 Sandra Rivera 的說法,旗下首款 5G 基帶芯片會在今年內向合作夥伴提供測試,但預計最快的商用時間也要等到 2020 年。

不過,英特爾並沒有因此放緩拉攏合作夥伴的腳步。

英特爾表示已與網絡設備製造商 Fibocom Wireless Inc、Arcadyan Technology Corp 及其他公司達成協議,將把英特爾的調製解調器芯片納入到模塊和網關當中,以幫助工業設備連接 5G 網絡。此外,英特爾已與愛立信和中興通訊達成協議,它們將在其 5G 網絡設備中使用英特爾的處理器。

在 MWC 2019 上,英特爾發布了 FPGA 可編程加速卡 N3000(英特爾 FPGA PAC N3000),可加速多種虛擬化工作負載,直接與賽靈思的新型可編程芯片競爭。在最近一個季度,賽靈思的 5G 業務推動了整體收入增長。

儘管要直面與高通公司、聯發科技等對手的貼身肉搏,並且基帶芯片業務利潤率明顯低於英特爾用於 PC 和數據中心的旗艦處理器,但新上任首席執行官鮑勃·斯旺仍堅定不移,「5G modem 芯片將是公司未來的增長空間所在。」

聯發科,過去十年裡一直作為高通的最強勁追隨者,公司 5G 研發團隊自成立第一天開始,就打定主意要縮小與高通間的技術差距,由過去的 2-3 年水準,縮短到 6 個月以內。

正因為此,聯發科在 5G 技術、規格及標準討論會上的動作積極,並屢屢搶奪發言權成功,至於在 5G 技術上的貢獻和投入上,在全球科技公司中排名明顯靠前。

在今年的巴展上,聯發科隆重介紹支持 4.2GHz 運行的 5G 基帶芯片曦力 (Helio)M70,採用台積電 7 納米工藝量產。儘管早在 2018 年末就已經發布,但作為一枚高性能 Sub-6GHz 5G 基帶,聯發科還是不忘在高通、華為風頭正盡時刷幾波存在感,求生意味濃厚。

展銳,隸屬紫光集團旗下,長期致力於移動通信和物聯網領域核心芯片的自主研發及設計。作為國產芯片中的一匹黑馬,展銳在昨天的巴展上發布首款 5G 基帶芯片—春藤 510,躋身全球 5G 芯片第一梯隊。

該款芯片基於台積電 12nm 製程工藝,支持 5G NR Sub-6GHz 頻段及 100MHz 帶寬,向下兼容 2/3/4G 網絡,支持 SA(獨立組網)和 NSA(非獨立組網)組網方式。發布現場,展銳還攜手國產手機品牌海信展出了基於春藤 510 的 5G 原型手機。

值得一提的小插曲是,昨晚突然有外媒爆出,英特爾已結束與紫光展銳在 5G 基帶芯片上的合作,這無疑將削弱展銳後續進軍高端移動芯片市場的能力。知情人士稱,雙方此次結束合作關係有多方面原因。除了外部因素,英特爾內部因素也有一定的關係。

在基帶信號芯片之外,5G 的高網絡容量和全頻譜接入還需要大規模多輸入多輸出(MIMO)的天線陣列,這方面就輪到賽靈思上場了。

目前,賽靈思已與三星電子達成合作,共同在韓國推動全球首個 5G 新空口(New Radio)商業部署,隨後將在世界各地陸續展開部署。此前,賽靈思已經與三星長期合作運用賽靈思 UltraScale+平台開發與布署 5G 大規模多重輸入多重輸出與毫米波解決方案,三星也將透過賽靈思即將推出的自行調適運算加速平台(ACAP)Versal 展開密切合作,致力於推出先進的 5G 解決方案。

二、運營商搶節奏:中美韓最強領跑

如果說,基帶芯片是進入5G網絡的入場劵,那麽運營商的基地台設備則是5G舞台的一杆一木。

2018 年 6 月 13 日,3GPP(Third Generation Partnership Project,第三代合作夥伴計劃) 宣布 5G NR 獨立組網標準凍結,運營商的部網大戰也隨即打響。

同年 11 月 14 日,FCC(美國聯邦通訊委員會)則首次啟動了 5G 頻譜拍賣,標誌著美國開始陸續發放 5G 牌照。隨後,歐洲部分國家、韓國均進行了頻譜拍賣。

根據報告顯示,目前全球有 154 家移動運營商正在進行 5G 技術測試或試驗。這些運營商正在探索各種關鍵 5G 技術,包括 Massive MIMO、波束成型以及支持超低延遲的回傳、雲計算和邊緣計算安排等。

從時間點上看,目前中美韓三國的部署時間都比較靠前,集中在 2019 年;歐洲大部分地區相對較晚。

製圖/四月

首先關注美國市場,電信運營商 Verizon 和 AT&T 瓜分了 70% 的無線通信市場份額,剩餘 30% 的用戶主要由 T-Mobile 和 Sprint 佔領。不過自 2018 年 T-Mobile 以全股票交易方式收購 Sprint 後,美國電信市場長期保持的「兩超兩強」的四巨頭格局已演變為「三國殺」。

曾率先 2018 年 10 月推出全球首個 5G 商用服務「5G Home」的 Verizon 在年初發布財報後表示,基於標準的 5G 家庭硬體要到 2019 年下半年才會推出,因此將暫停 5G 服務在更多城市的商用推廣。

AT&T 則宣布將從 2018 年底在全美 12 個城市率先推出移動 5G 服務,它是美國首個也是唯一一家基於標準的商用移動 5G 網絡供應商。而 T-Mobile 和 Sprint 去年合並後,兩者計劃在未來三年內將會投入 400 億美元建設 5G 網絡。

將視線轉回中國。隨著美國率先拉響 5G 衝鋒號,我國也將正式進入 5G 商用落地期,相關產業鏈將迎來實質性利好階段。

目前,我國三大運營商的 5G 組網策略已基本確定,運營商在 5G 元年(2019 年)的 5G 投資支出將達到百億級。

作為我國通信設備製造業的龍頭,華為表示已獲得 25 份 5G 商業合約,目前為全球最大的 5G 供應商,並已出貨超 10000 個 5G 基地台。另據《印度時報》12 月 18 日消息,印度已經準許華為參與該國的 5G 測試。

中移動的 5G 測試以 NSA 為主。該公司預計 2019 年三季度完成 5G 網絡搭建工作,其後重點城市將開始 5G 網絡試商用。

聯通可能會采取非獨立組網 NSA,目前在重點推進 4G 網絡覆蓋,以作為未來 5G 的「打底網」。據稱,聯通已在全國 16 個重點城市搭建 5G 網絡,正在進行成規模網絡測試。

中國電信則明確使用 SA「一步到位」路線,並在 2 月 2 日宣布完成了業界首個基於虛擬機容器技術的 5G SA(獨立組網)核心網的端到端技術和業務測試。不過從發展速度上來看,電信的 SA 組網初期會面臨成本過高的問題,5G 大面積覆蓋的時間可能會比另外兩家國內運營商稍有落後。

此外,韓國也屬頗為激進的分子。

去年底,韓國三大電信供應商就已經推出 5G 服務,同時在韓國發送首批 5G 信號,這是新一代移動通信服務在全球首次實現商用。韓國全球率先商用 5G,就是在工業領域進行的落地。

整體來看,目前各國尚屬 5G 網絡設施部署階段,缺少穩定網絡服務,所以儘管我們已經能在展示櫃台的看到各類標注「5G」旗艦機,但要想體驗到真正的 5G 手機至少還得等上一年。

三、第一落點:安卓的狂歡,蘋果遺憾缺席

毋庸置疑,智能手機將成為 5G 商用的第一落點。

2018 年初,高通在正式宣布與小米、聯想以及 OV 等公司達成 5G 合作協議後,各大廠商便打響了 5G 手機商用首發的爭奪戰。高通透露,第二代基帶芯片 X55 已經送至部分手機廠商,產品最快 2019 年底就會面世。

據公開資料顯示,OPPO、vivo、華為、三星、小米、中興在內的十餘家廠商都表態過會在 2019 年推出 5G 手機。OPPO、小米等廠商表示,已在實驗室內完成基地台測試,並將於 2019 年實現 5G 手機的商用。

時間線提前,在今年的巴展前後,全球首批 5G 手機已提前悉數亮相。

2 月 21 日,三星發布首款 5G 手機 Galaxy S10 以及全球首款折疊屏手機 Galaxy Fold。S10 系列作為今年的售賣主力,而 5G 和 Fold 成為亮點的主角。

三天后,華為正式發布 5G 折疊屏手機 HUAWEI Mate X,搭載華為首款 7nm 多模 5G 芯片巴龍 5000,實現業界標杆的 5G 峰值下載速率。

緊隨其後,中國另一家手機廠商 OPPO 也在巴展發布其首款 5G 手機,並在真實 5G 網絡環境中完成全球首次 5G 手機微博視頻直播。OPPO 表示,從 2019 年上半年開始,OPPO 的 5G 手機將陸續在歐洲、大洋洲、亞洲等市場上市。

小米則在大會之前發布了小米 MIX3 的 5G 版本和小米 9 的海外版。該款 5G 手機售價 599 歐元起,大約人民幣 4559 元,今年 5 月開售。

就目前來看,全球市場份額前六的手機廠商中,唯一在 5G 手機時間軸圖上缺席的只有蘋果一家。

基帶芯片是蘋果產品的「硬傷」。

2016 年的 iPhone 7 開始,蘋果引入英特爾技術,逐漸擺脫高通專利的束縛。而英特爾基帶技術和高通還有差距,近幾代 iPhone 也疑似陷入「信號門」醜聞。

曾在去年宣布「5G 基帶芯片於 2019 年下半年交貨」的英特爾,如今爽約,更為今年蘋果 5G 手機計劃蒙上了陰影。

事實上,彭博社早在去年就援引消息人士透露,蘋果的 5G iPhone 將推遲至 2020 年發售。這也意味著今年我們基本不會看到 5G 版 iPhone 的出現。

蘋果聯合創始人斯蒂夫·沃茲尼亞克 (Steve Woz年k) 在昨日接受採訪時直言,蘋果公司在可折疊螢幕技術上已經落後。沃茲尼亞克說:「蘋果在 touch ID、facial ID 和手機支付等幾個領域一直處於領先地位。但在可折疊螢幕領域,蘋果不是領先者。」

事實上,蘋果曾和聯發科、三星等供應商洽談過採用其 5G 基帶芯片的可能性,但考慮到兩者的基帶性能與高通、英特爾的同類產品還有不小的差距,目前也未有實際的進展。至於高通這邊,短期來看,也不可能讓 iPhone 重新用上自家的 5G 基帶。

在受夠外界頻繁製約後,蘋果已經展開了自研基帶的計劃。有消息人士稱,蘋果已經將基帶芯片開發團隊從供應鏈部門轉移到硬體部門,並由主導過 A4 處理器開發工作的硬體資深副總裁 Johny Srouji 負責,顯示出蘋果對自研基帶芯片的期望。

趕不上發布首批支持 5G 網絡的手機,定會讓蘋果 iPhone 在今年和競品的對比中處於一定劣勢。不過,從蘋果過往產品變化來看,這家公司對於「搶首發」的事情一貫都不是很感興趣,反而更傾向於等待更成熟的技術方案。

根據大部分運營商的 5G 計劃路線圖來看,2019 年的 5G 基本都是「試商用」的狀態,真正大規模的使用也要等到 2020 年。在此之前,蘋果應該也不會選擇加入到 5G 市場的競爭。

發令槍雖打響,先行的概念機也已經擺上架,但對於手機廠商而言,要真正接受住 5G 手機的大規模商用的考驗,還面臨不小挑戰。

當技術更迭周期和產品更新周期都在迅速縮短,淘汰和變革來得更快。根據第三方研究機構 CCSInsight 預計,到 2021 年 5G 智能手機銷量將達到 3 億部,約佔全球總銷量的 15%。而 4G 達到這個比例,花了四到五年。

相比 2G 到 3G 的跨越式提升,如今從 4G 到 5G 的進階顯然還談不上革命性的技術變革,卻對手機整個產業鏈的提出了相當高的要求,包括軟硬體的匹配設計,商業模式的應用開發,傳輸邏輯的轉換,都倚賴於整個產業鏈的逐漸成熟。

除了跟隨芯片公司升級換代外,手機廠商往往還需要根據自身處理器類型等特點,進行手機構造設計和性能、系統的適配。

據《財經》報導,5G 的軟硬體的設計研發工作比 4G 時代要複雜得多,光是支持頻段上,5G 手機就比 4G 手機增加了數十個,還需對 3G、4G 以及 2G 等之前的頻段同時兼容。

另外,由於手機內部天線數量、射頻器件數量都要大幅增加,如何擺放設計才能保證信號良好,散熱正常,同時又維持手機的纖薄機身是困擾手機廠商的第二大問題。

四、應用端翹首以盼,5G 身負重任

不止於手機應用,高速率、大容量、低時延的特性,將讓 5G 技術在車聯網、物聯網、VR/AR、視頻社交等領域實現更高的效率和更好的業務體驗。

截止目前,全球已有超過 40 個主流運營商及 OEM 廠商(為品牌廠商度身訂造產品的代工廠)在進行 5G 部署以及終端產品的設計。光是高通平台,今年將有超過 30 余款搭載驍龍 5G 基帶的終端產品被推向市場。

5G 網絡的普及將成為自動駕駛場景發展的強力催化劑——這是不少從業者堅信的希望。

在 4G 時代因為網絡環境不夠理想而導致的屏障將悉數化解:無人駕駛過程中需要使用到的高精地圖可實時傳輸並更新,車聯網中車與車、車與路、車與系統的連接保證對周圍環境變化做出迅速的反應。

正是基於此,高通、英特爾等芯片巨頭都在今年發布了車聯專用基帶芯片以搶佔該賽道。在國內,廣州、重慶、濟南等重要城市陸續開展的 5G 自動駕駛巴士等測試項目。

此外,在工業物聯網、智能家居物聯網中,5G 傳輸的高速度和低延時等特點也將帶來很多便利。

比如,5G 具備更廣泛的接入能力,支持每平方公里 100 萬台設備的帶寬連接,相當於 4G 網絡下一千台設備連接能力的千倍,這勢必會進一步激發出物聯網領域的潛在能力。

虛擬現實,被 4G 網絡延遲所耽擱的下一代互動革命性互動技術,隨著 5G 技術得以展開,其沉浸式體驗或將重燃市場信心。

5G 已近在咫尺,其所承載的商業機會和技術變革越發讓人期待,然而要想真正規模化落地,最後一塊藍圖仍需芯片商、設備廠、運營商舉齊心之力共同勾畫。

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