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5G商机鼎沸通讯芯片商军备竞赛再启1

2019.05.28 来源: 浏览:4次

5G商机鼎沸 通讯芯片商军备竞赛再启

5G NSA核心标准于2017年年底确定,5G NR SA紧接着也要在2018提出,意味着5G商业化目标已不远矣。为抢攻5G市场商机,半导体业者新一代解决方案纷纷出笼,再掀新一波军备竞赛。

3GPP第一个5G版本Rel.15已经于2017年12月份正式冻结,即非独立组(NSA)核心标准已经冻结,这意味着5G新无线电(5G NR)第一个版本第一阶段协议已经完成,相较于原计划提前了半年。

另一方面,按照中国5G技术研发试验第三阶段测试计划安排:2018年完成5G NSA和5G独立(SA)架构规范制定,以及5G NSA架构的室内测试和外场测试;2018年Q2完成室内和外场环境建设 ;2018年Q3至2018年Q4完成5G SA架构的室内和外场测试;2018年Q4启动5G终端和互操作测试。 由此可见,5G的商用时程可说马不停蹄,而半导体商也快马加鞭,竞相推出新一代解决方案,加强市场布局力道,掀起新一轮的5G军备竞赛。

调制解调器芯片送样/络仿真 高通抢5G市场动作频频

为抢攻5G NR商机,高通(Qualcomm)继2017年发布Snapdragon X50 5G调制解调器芯片后,又于2018 MWC上宣布,Snapdragon X24 LTE调制解调器芯片进行送样。 该产品为全球首个Category 20 LTE调制解调器芯片,不仅可支持高达2Gbps下载速度,也强化在LTE基础架构之上的5G新无线电多重模式装置与络发展。

Snapdragon X24于下行链路支持高达7个载波聚合,在多达5个聚合的LTE载波上支持4×4 MIMO,总计高达20个LTE共存空间流,让搭载Snapdragon X24 LTE调制解调器芯片的装置, 能够利用所有行动电信营运商所提供的频谱资源,无论是授权频谱或是授权辅助接取(LAA)。

除此之外

5G商机鼎沸通讯芯片商军备竞赛再启1

,透过支持全维度多重输入多重输出(FD-MIMO)大规模天线技术,Snapdragon X24能够为未来5G新无线电络奠定基础,从而进一步提升系统容量。 另外在上传链路当中,该产品可以支持Category 20、256-QAM调变、3×20MHz载波聚合。

另一方面,高通也进行两项独立络仿真实验。 第一项实验仿真在德国法兰克福的一个NSA 5G新无线电络,于带宽为100MHz的3.5GHz频谱上运行,底层则是搭配Gigabit等级LTE络跨5个LTE频段运作。

第二项实验仿真则是在加州旧金山的一个假定NSA 5G新无线电络,在带宽为800MHz的28GHz毫米波频谱上运行,底层Gigabit等级LTE络跨4个LTE授权频段以及多个授权辅助接取(LAA)频段运行。

上述两项络仿真均利用位于法兰克福和旧金山的现有基地台,实现5G新无线电基地台与现有的真实LTE基地台共同并行能力。

满足5G通讯需求 ADI强化射频芯片效能

由于5G采用大规模天线数组技术,对于射频组件的整合度、带宽和成本具有更高的要求。 对于高频毫米波频段,基于SiGe SOI制程的射频链路组件将取代GaAs制程而成为主流,其优势在于能提高方案整合度并降低成本。

另一方面,对于5G低频的射频前端设计,整合度和成本也是主要的挑战之一;而新分配的4.9GHz频段,相关射频组件的性能和成熟度则仍然有待提高。

ADI通讯基础设施业务部中国区策略市场经理解勇(图1)表示,高频毫米波主要的技术特点为频带宽,其适用于各种宽带讯号处理;天线尺寸小、波束窄、方向性佳,空间分辨力高,以及追踪精度也较高。 至于缺点方面,则主要是容易受到大气衰减和吸收的影响;高频毫米波由于波长小,在空间传播很容易被阻挡和吸收,也因而导致其作用距离不可能太远。

图1 ADI通讯基础设施业务部中国区策略市场经理解勇表示,整合度和成本为5G低频的射频前端设计主要挑战。

因此,PA、LNA、RF Switch、RF filters/Duplexers,以及天线等都是5G射频讯号链路不可或缺的关键组件,其性能指针的好坏,将直接影响5G基地台的无线指针如发射杂散和接收灵敏度, 进而影响到系统的性能和容量。

为此,ADI在5G高频和低频领域同时着力,持续加大研发投入,以推出创新性的射频解决方案引领市场并推动5G的商用进程。 目前在高频领域基于SiGe制程推出针对5G需求的更高整合度和更优性价比的毫米波射频方案;针对大带宽则推出了28nm CMOS制程的射频采样数据转换器;而在低频领域,则推出更高整合度、更低功耗的射频全讯号链整合方案。

解勇指出,行动通讯发展的趋势和市场驱动力为大容量、大连接以及智能化。 因应络连接需求的急速成长,5G技术的连接是跨产业、跨领域的;而基于大规模机器型通讯(mMTC)、超可靠度和低延迟通讯(URLLC)和增强型行动宽带通讯(eMBB)这三种应用场景,5G创建了一个丰富的市场机会, 以因应全体消费者和各类经济体。

解勇进一步说明,5G发展的早期阶段将改变行动宽带,营运业者将积极寻求增量机会,并且拓展关键的企业级垂直市场;而后期的主要影响力,将会展现在新智能自动化的工业驱动力上。 对于射频组件,则须要考虑共平台的设计来同时支持这三种场景。

解勇认为,2018年是5G标准、技术研发及产业成熟关键的一年,也是5G走出实验室,更多因应准商用转型的过程。 在2018年,5G关键技术标准化将日趋成熟,端对端成为热点;Rel-15走向完善,Rel-16纵深讨论;eMBB之后,高频技术及因应更低时延和更高可靠性的技术将成为聚焦热点;新型5G核心SBA架构更进一步完善, 络切片则从切片能力朝向自动化管理扩展;以支持更广泛的应用场景。

新一代5G NR调制解调器助力 英特尔将于2019年发布5G计算机

为加速5G布建,英特尔则是备有5G NR多模调制解调器--Intel XMM 8000系列及Intel XMM 8060。 Intel XMM 8000系列可于中低频6GHz以下以及高频毫米波频段运行,将多种装置连接至5G络,包括PC、、固定无线客户端设备(CPE),甚至车辆等。

至于Intel XMM 8060则提供多模支持,包括完整5G NSA与SA、多种2G、3G络(包括CDMA),以及4G既有模式。 该产品预计于2019年中搭配客户端装置出货,预期在2020年广泛布建5G络之前,加速5G装置的部署。

与此同时,英特尔也致力透过5G调制解调器加速5G发展脚步,宣布现正与戴尔(Dell)、惠普(HP)、联想(Lenovo)以及微软(Microsoft)合作,运用Intel XMM 8000系列,将5G联功能导入Windows PC,预估首台内含5G联功能的高效能个人计算机将在2019下半年问市。

英特尔指出,个人计算机是处理惊人数据量的中央枢纽,5G世代即将到来,不仅会带来大量的待处理数据,也将为个人计算机用户带来崭新的体验。 想象一下在任何地方享受没有线路束缚的虚拟现实;或者是在停车场以每秒250MB的速度下载文件;甚至在乘坐自驾车到学校的途中还能持续玩多人游戏等。 随着这波数据转型的前进,个人计算机势必得为迎接5G做好准备。

高通/华为纷出击 强推5G智能2019年问世

5G商用时程持续加快,在各家芯片业者积极布局之下,首款5G智能,更有可能于2019年亮相。 根据Gartner研究指出,距离高通公布第一款5G调制解调器芯片组已有一段时间,并在2017年10月完成首次行动装置的5G联机测试。 虽然高通的调制解调器体积已经小到可装进智能型里,但离5G产品的商品化与正式推出还有一段距离。

Gartner认为2018年预期将会针对5G调制解调器进行更多测试并重新加以设计,而商业化的5G产品则将在2019年问世,且预估2019年5G智能型出货量将达到900万支,2021年将达1.5亿支。

看好5G市场潜力,华为、高通相继加快5G部署脚步。 华为不久前发布了该品牌首款3GPP标准的5G商用芯片巴龙5G01(Balong 5G01),以及基于该芯片的首款3GPP标准5G商用终端设备。 并预计将于2019年第四季度推出首款5G智能。

至于高通,则是宣称已有多家无线络营运商采用旗下Snapdragon X50 5G调制解调器芯片,在6 GHz以下和毫米波(mmWave)频段上进行现场空中传输(Over-the-air)5G新无线电行动试验;包括AT&T 、英国电信(British Telecom)、中国移动(China Mobile)、韩国电信(KT Corporation)、NTT DOCOMO等,都将基于3GPP Release 15版本的5G新无线电标准展开试验。

高通表示,该公司将在2018年至2019年初与营运商展开5G新无线电实地试验,预计在2019年开始5G新无线电络的商用布建,以及推出多模智能型。

5G来势汹汹,资策会智能系统研究所资深项目经理林奕廷(图2)表示,在5G基础建设尚未到位的情形下,2019年所推出的5G智能,较可能是采「双模块」的方式,也就是内包含4G LTE与5G模块;同时, 由于高频段还未确定,因此5G会先朝6GHz以下的频段发展。

图2 资策会智能系统研究所资深项目经理林奕廷指出,未来市场上推出的5G,可能会先采「双模块」的设计方式。

林奕廷提醒,虽然目前各大芯片商纷纷投入5G智能市场,不过,过高的单价或将成影响5G智能型发展的关键之一。

林奕廷进一步解释,目前4G对大多数消费者而言,已经足以使用,而5G虽然具备更佳的运算能力和传输效率,但其高昂的价格,可能成为消费者望而却步的关键因素。 消费者会愿意花多少额外的费用购买5G,享受那些是否真正需要的高效能功用,将会是未来芯片制造商的思考重点。

物联为5G部署重点 URLLC商用发展利多

5G商机庞大,半导体业者竞相发布相关解决方案,力拼2019年推出终端商用产品。 资策会智能系统研究所前瞻行动通讯系统中心工程师李颖芳(图3)指出,5G和4G最大不同在于,5G的应用范围不仅仅限于上,更延伸到物联各种领域,像是工业、医疗、家庭等。 也因此,国际行动通讯组织(IMT)制定了eMBB、URLLC及mMTC三大应用方向。 其中,URLLC因符合工业物联(IIoT)低延迟需求,目前已有业者积极投入该领域发展。

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