5G手機芯片簡(jiǎn)史

華為、高通、三星、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳……究竟誰(shuí)能夠在這場(chǎng)紛爭中笑到最后？

本文轉載自：鮮棗課堂（ID：xzclasscom）

時(shí)間過(guò)得真快，還有不到一個(gè)月，2020年就要結束了。

今年，是國內5G網(wǎng)絡(luò )全面商用的第一年。雖然我們遭受了新冠疫情的沖擊，但5G的建設步伐并沒(méi)有受到太多影響（反而有所刺激）。

圖 | 5G基站

根據工信部副部長(cháng)劉烈宏前天在世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì )的發(fā)言數據，中國目前已經(jīng)建成5G基站70萬(wàn)個(gè)，占全球比例接近70%，5G連接終端超過(guò)1.8億。而運營(yíng)商提供的數據則顯示，國內的5G套餐用戶(hù)數已經(jīng)超過(guò)2億（中移1.29億，電信0.72億，聯(lián)通未公布）。

在手機方面，根據信通院的統計，1-10月國內市場(chǎng)5G手機上市新機型183款，累計出貨1.24億部，占比為49.4%。

毫無(wú)疑問(wèn)，5G手機現在已經(jīng)成為市場(chǎng)的主流、用戶(hù)的首選。

圖 | 5G手機

回顧5G手機這些年來(lái)的發(fā)展歷程，其實(shí)并不平坦。圍繞5G手機的紛爭，從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)。

最開(kāi)始的時(shí)候，大家爭論“誰(shuí)是第一款5G手機（芯片）”。后來(lái)，開(kāi)始爭“NSA是不是假5G”。再后來(lái)，又爭“集成基帶和外掛基帶”。再再后來(lái)，爭“有沒(méi)有必要支持N79頻段”……

對于不太懂技術(shù)的普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)，這些無(wú)休止的爭吵實(shí)在是讓人懵圈——不就是買(mǎi)個(gè)5G手機么？怎么就這么麻煩呢？

其實(shí)，爭來(lái)爭去，主要原因還是因為5G芯片技術(shù)的不成熟?；蛘哒f(shuō)，這些都是5G手機發(fā)展早期的正?，F象。

5G手機和4G手機的最大區別，在于是否支持5G網(wǎng)絡(luò )。而5G網(wǎng)絡(luò )的支持與否，主要由手機的基帶芯片決定。

圖 | 基帶芯片（高通X55）

基帶芯片（有時(shí)候簡(jiǎn)稱(chēng)“基帶”），有點(diǎn)像手機的“網(wǎng)卡”、“貓（調制解調器）”。而大家常說(shuō)的SoC芯片（System-on-a-Chip，片上系統、系統級芯片），有點(diǎn)像電腦的CPU處理器。

圖 | 5G SoC芯片（聯(lián)發(fā)科）

注：基帶芯片不一定集成在SoC芯片內部（后文會(huì )介紹）

有了5G基帶芯片，手機才能夠接入5G網(wǎng)絡(luò )。所以說(shuō)，5G手機的發(fā)展史，其實(shí)就是5G芯片的發(fā)展史。而5G芯片的發(fā)展史，又和5G基帶密不可分。

是不是有點(diǎn)暈？別急，我們還是從頭開(kāi)始說(shuō)起吧。

2016-2018年：第一代5G芯片

全球第一款5G基帶芯片，來(lái)自老牌芯片巨頭——美國高通（Qualcomm）。

高通在2016年10月，就發(fā)布了X505G基帶芯片。那時(shí)候，全球5G標準都還沒(méi)制定好。

因為推出時(shí)間確實(shí)太早，所以X50的性能和功能都比較弱，主要用于一些測試或驗證場(chǎng)景。沒(méi)有哪個(gè)手機廠(chǎng)商敢拿這款基帶去批量生產(chǎn)5G手機。

到了2018年2月，華為在巴塞羅那MWC世界移動(dòng)大會(huì )上，發(fā)布了自己的第一款5G基帶——巴龍5G01（Balong 5G01）。華為稱(chēng)之為全球第一款符合3GPP 5G協(xié)議標準（R15）的5G基帶。

圖 | 巴龍Balong 5G01

不過(guò)，這款5G01基帶，技術(shù)也還不夠成熟，沒(méi)辦法用在手機上，只能用在5G CPE上。

圖 | CPE：把5G信號轉成Wi-Fi信號的小設備

緊接著(zhù)，聯(lián)發(fā)科、三星和英特爾，陸續在2018年發(fā)布了自己的5G基帶芯片（當時(shí)都沒(méi)商用）。

我們姑且把這些5G基帶叫做第一代5G基帶吧。

圖 | 數據僅供參考（部分是PPT芯片，你懂的）

這一代芯片有一個(gè)共同特點(diǎn)——它們都是通過(guò)“外掛方式”搭配SoC芯片進(jìn)行工作的。

也就是說(shuō)，基帶并沒(méi)有被集成到SoC芯片里面，而是獨立在SoC之外。

集成VS外掛，當然是集成更好。集成基帶在功耗控制和信號穩定性上，明顯要優(yōu)于外掛基帶。

圖 | “外掛”，相當于這樣

可是沒(méi)辦法，當時(shí)的技術(shù)不成熟，只能外掛。

總而言之，2018年，5G手機基本處于無(wú)“芯”可用的狀態(tài)，市面上也沒(méi)有商用發(fā)布的5G手機。

2019年：第二代5G芯片

到了2019年，情況不同了。

隨著(zhù)5G第一階段標準（R15）的確定、第二階段標準（R16）的推進(jìn)，各個(gè)芯片廠(chǎng)商的技術(shù)不斷成熟，開(kāi)始有了第二代5G基帶。

首先有動(dòng)作的，是華為。

華為在2019年1月，發(fā)布了巴龍5000（Balong5000）這款全新的5G基帶。支持SA和NSA，采用7nm工藝，支持多模。

綜合來(lái)說(shuō)，小棗君個(gè)人認為，這是第一款達到購買(mǎi)門(mén)檻的5G基帶。

緊接著(zhù)，高通在2月份，發(fā)布了X55基帶，也同時(shí)支持SA/NSA，也是7nm，也支持多模。從紙面數據上來(lái)說(shuō)，X55的指標強于Balong5000。

不過(guò)，華為的動(dòng)作更快。

2019年7月，就在高通X55還停留在口頭宣傳上的時(shí)候，華為采用“麒麟980+外掛巴龍5000”的方案，發(fā)布了自己的第一款5G手機——Mate20 X 5G。這也是國內第一款獲得入網(wǎng)許可證的5G手機。

因為高通的X55要等到2020年一季度才能批量出貨，所以，當時(shí)包括小米、中興、vivo在內的一眾手機廠(chǎng)商，只能使用外掛X50基帶的高通SoC芯片，發(fā)布自家5G旗艦。

站在客觀(guān)角度，只看5G通信能力的話(huà)，這差距是非常明顯的。

當時(shí)，圍繞SA和NSA，爆發(fā)了很大的爭議。很多人認為，僅支持NSA的手機是“假5G”手機，到了2020年會(huì )無(wú)法使用5G網(wǎng)絡(luò )。

這種說(shuō)法并不準確。事實(shí)上，NSA和SA都是5G。在SA獨立組網(wǎng)還沒(méi)有商用的前提下，僅支持NSA也是夠用的。

2019年9月，華為又發(fā)布了麒麟9905G SoC芯片，采用7nm EUV工藝，更加拉開(kāi)了差距。

所以，在2019年中后期的很長(cháng)一段時(shí)間內，華為5G手機大賣(mài)特賣(mài)，銷(xiāo)量一騎絕塵。

9月4日，三星發(fā)布了自家的5G SoC，Exynos 980（獵戶(hù)座980），采用8nm工藝。

一個(gè)月后，三星又發(fā)布了Exynos 990（獵戶(hù)座990）。相比于Exynos 980集成5G基帶，Exynos 990反而是外掛的5G基帶（Exynos Modem 5123），令人費解。

正當大家覺(jué)得失衡的局面要持續到X55上市時(shí)，一匹黑馬殺出來(lái)了，那就是來(lái)自寶島臺灣的芯片企業(yè)——聯(lián)發(fā)科（MEDIATEK）。

11月26日，聯(lián)發(fā)科發(fā)布了自家的5G SoC芯片——天璣1000，紙面參數和性能跑分都全面領(lǐng)先，頓時(shí)炸開(kāi)了鍋。小棗君當時(shí)還專(zhuān)門(mén)寫(xiě)了一篇文章介紹：鏈接

12月5日，姍姍來(lái)遲的高通終于發(fā)布了自家的新5G SoC芯片，分別是驍龍765和驍龍865。

高通是國內各大手機廠(chǎng)商（華為除外）的主要芯片供應商。包括小米、OPPO、vivo在內的眾多廠(chǎng)家，都在等高通的這款驍龍865芯片。不過(guò)，驍龍865推出之后，大家發(fā)現，這款芯片仍然是外掛基帶。（驍龍765是集成基帶，集成了X52，支持5G，但是整體性能弱于865，定位中端。）

我們把這幾家廠(chǎng)商的SoC芯片放在一起，比較一下吧：

圖 | 當時(shí)（2019年底）的紙面數據，僅供參考

三星的芯片基本上是三星手機自己在用。這些年，三星手機在國內的市場(chǎng)份額不斷下滑，基本退出了第一陣營(yíng)的爭奪。所以，實(shí)際上國內市場(chǎng)就是華為、高通、聯(lián)發(fā)科三家在激烈競爭。

我們具體看一下當時(shí)這些芯片的參數差異：

從工藝制程來(lái)看，幾款芯片都是7nm，但是EUV（極紫外光刻，Extreme Ultra-violet）比傳統工藝要強一些。

從組網(wǎng)支持來(lái)看，NSA和SA，大家都同時(shí)支持，沒(méi)什么好說(shuō)的。

最主要的區別，集中在基帶外掛/集成，毫米波支持，以及連接速度上。

· 基帶外掛

關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，雖然前面我們說(shuō)集成肯定比外掛好。但是這里的情況有點(diǎn)特殊：

華為之所以集成了5G基帶，并不代表他完全強于高通。有一部分原因，是因為華為麒麟990采用的是2018年ARM的A76架構（其它幾家是2019年5月ARM發(fā)布的A77架構）。A77集成5G基帶難度更大。

而且，華為集成5G基帶，也犧牲了一部分的性能。這就是上面表格中，華為連接速率指標明顯不如其它三家的原因之一。

換言之，以當時(shí)（2019年底）的技術(shù)，想要做到性能、功耗、集成度的完美平衡，非常非常困難。

聯(lián)發(fā)科這一點(diǎn)很牛。它的天璣1000，既采用了A77架構，又做到了基帶集成，整體性能不輸對手，令人出乎意料。

· 毫米波

高通驍龍865不支持集成，有一部分原因是因為毫米波（支持毫米波之后，功耗和體積增加，就沒(méi)辦法集成了）。

什么是毫米波？

5G信號是工作在5G頻段上的。3GPP標準組織對5G頻段有明確的定義。分為兩類(lèi)，一類(lèi)是6GHz（后來(lái)3GPP改為7.125GHz）以下的，我們俗稱(chēng)Sub-6頻段。另一類(lèi)是24GHz以上的，俗稱(chēng)毫米波頻段。

高通的SoC芯片，為什么要支持毫米波頻段呢？

因為他要兼顧美國市場(chǎng)。美國運營(yíng)商AT&T在使用毫米波頻段。除了美國等少數國家之外，大部分國家目前還沒(méi)有使用毫米波5G。

· 連接速度

最后就是看連接速度。

拋開(kāi)毫米波，我們只看Sub-6的速度。天璣1000的公布數據比其它兩家快了一倍。

這個(gè)地方也是有原因的。因為天璣采用了雙載波聚合技術(shù)，將兩個(gè)100MHz的頻率帶寬聚合成200MHz來(lái)用，實(shí)現了速率的翻倍。

值得一提的是，這個(gè)100MHz+100MHz，基本上就是為聯(lián)通電信5G共享共建量身定制的。他們倆在3.5GHz剛好各有100MHz的頻段資源。

· N79頻段支持

最后，我們再來(lái)說(shuō)說(shuō)N79這個(gè)事情。當時(shí)圍繞這個(gè)N79，也爆發(fā)了不少口水戰。

前面我說(shuō)了，5G有很多個(gè)頻段。Sub-6GHz的頻段，如下所示：

N79頻段，就是4400-5000MHz。

下面這個(gè)，是國內運營(yíng)商5G頻段分布：

很清楚了，聯(lián)通或電信用戶(hù)，無(wú)需理會(huì )N79，因為用不到。

那移動(dòng)用戶(hù)是不是一定要買(mǎi)支持N79頻段的5G手機呢？答案是：不一定。當時(shí)移動(dòng)還沒(méi)有用N79。不過(guò)，后期應該會(huì )用。

站在普通消費者的角度，如果我是移動(dòng)用戶(hù)，當然會(huì )傾向購買(mǎi)支持N79頻段的5G手機，一步到位。

這么一看的話(huà)，華為又占了優(yōu)勢：

是吧？搞來(lái)搞去，三家就是各有千秋。

以上，就是2019年年底各家5G SoC芯片的大致情況。

2020年：第2.5代5G芯片

進(jìn)入2020年后，受新冠疫情的影響，5G芯片和手機的發(fā)布速度有所放慢。

最先有動(dòng)作的，是聯(lián)發(fā)科。

前面我們說(shuō)到，聯(lián)發(fā)科發(fā)布了紙面數據爆表的天璣1000?？墒?，后來(lái)我們一直沒(méi)有看到搭載天璣1000的手機問(wèn)世，只看到兩款搭載了天璣1000L（天璣1000的縮水版）的手機。

2020年5月7日，在消費者苦等半年之后，聯(lián)發(fā)科線(xiàn)上發(fā)布了天璣1000的升級版——天璣1000plus（天璣1000+）。

從聯(lián)發(fā)科發(fā)布的信息看，硬件升級不大，主要是通過(guò)軟件調優(yōu)，在功耗、游戲體驗、屏幕刷新率，以及視頻畫(huà)質(zhì)上進(jìn)行提升。

不久后的5月19日，vivo發(fā)布了首款搭載天璣1000Plus芯片的機型——iQOO Z1，售價(jià)2198元起。

高通方面，2020年2月12日，三星S20發(fā)布會(huì )上，高通驍龍865正式亮相。此后，陸續被搭載在各大手機廠(chǎng)商的旗艦手機上，成為2020年的主流5G SoC芯片。

圖 | 2020年搭載驍龍865芯片的主要機型

2020年10月，華為隨同Mate 40 Pro發(fā)布了麒麟9000芯片。該芯片基于5nm工藝制程，集成了5G基帶（還是巴龍5000），性能上有所升級，支持5G超級上行（Super Uplink）和下行載波聚合（CA），上下行速率比其它手機有明顯提升。

因為眾所周知的制裁原因，華為芯片局面日益艱難。在Mate 40的發(fā)布會(huì )上，余承東表示，麒麟9000很可能是最后一代華為麒麟高端芯片。

同樣是10月，蘋(píng)果公司推出了iPhone12，這是第一款支持5G的iPhone。iPhone12使用的是自家的A14仿生芯片，采用的是臺積電5nm工藝，外掛了一顆高通 X55 5G基帶芯片。

以上，就是截至目前5G芯片的整個(gè)發(fā)展歷程。

當然了，故事還沒(méi)有結束。

根據此前曝光的消息，聯(lián)發(fā)科即將推出基于6nm工藝的天璣2000芯片（據說(shuō)華為P50可能搭載）。

而高通基于5nm的驍龍875，也很有可能在12月初發(fā)布，明年Q1商用。據說(shuō)，驍龍875將會(huì )集成高通在今年2月就已經(jīng)發(fā)布的X60基帶。

值得一提的還有紫光展銳。他們在此前虎賁T7510的基礎上，推出了新款5G手機SoC芯片虎賁T7520。該芯片采用6nm EUV的制程工藝，搭載自研的春藤510 5G基帶，據稱(chēng)技術(shù)成熟，明年（2021年）將實(shí)現量產(chǎn)。

不管怎么說(shuō)，2020行將結束，2021即將開(kāi)啟。隨著(zhù)5G網(wǎng)絡(luò )建設的不斷深入，越來(lái)越多的用戶(hù)將投入5G的懷抱。這也就意味著(zhù)，圍繞5G手機和芯片的江湖紛爭，將會(huì )愈演愈烈。

究竟誰(shuí)能夠在這場(chǎng)紛爭中笑到最后？只能讓時(shí)間來(lái)告訴我們答案了……

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