5G手機預計將在今年起陸續問世,象是三星、華為等,各家芯片廠也預計在今年出貨,這也讓外界對于手機芯片的發展方向與各大家在5G芯片布局引起討論,除了高通、Intel、華為,聯發科的HelioM70也參賽,盼在5G起飛年能夠宣示技術,也為5G手機市場點燃戰火。
5G將在2020年商轉,帶動技術與服務應用逐步成熟,從4G到5G是生態系的轉換,不管是終端設備、網絡端、應用開發、電信業者等都要共同開發,而5G技術規格則是透過3GPP國際標準會議討論,聯發科則參與臺灣資通產業標準協會,并為3GPP當中的副主席,不管在提案的占比、有效提案的比例都有所成果,可見聯發科對5G的企圖心。
對于5G預計商轉的時程點,根據業內整理資料來看,南韓、美國、中國大陸、歐洲預計在今年開始商轉,而日本、臺灣地區則落在明年。但各地采用的頻段也不盡相同,選擇Sub-6GHz或毫米波(mmWave)更是因地制宜,目前Sub-6GHz受到信號傳輸距離較長、涵蓋范圍廣,加上技術與過去4G較相近,因此在中國大陸、歐洲皆為主流;毫米波則相反,但同樣也被日本、南韓、美國所青睞,也將與Sub-6GHz同步采用。
對于5G手機的想象,可以從過去2G到4G手機發展歷史來看,2G手機僅能語音通話、傳簡訊,到3G手機則加入瀏覽網頁功能,4G則能瀏覽影片、玩手游等,至于5G手機的功能,除了使用經驗更加快速外,更重要的是5G芯片之于更多終端產品的趨勢,象是行動分享器、小型基地臺等,智慧城市的概念也將付諸實行。
根據聯發科指出,5G手機芯片從芯片研發、測試規范與驗證、互通性驗證、終端入網認證、規模商用等五階段,才能問世。業內人士也指出,目前5G商轉剛起步,因此手機將核心處理器與5GModem分開為兩顆芯片,訊號也較為穩定,兩顆芯片往往為同一家供應商,有助于系統整合、訊號穩定等,惟PCB的空間設計、成本等都有壓力。過去從3G手機到4G手機的進程為例,兩顆芯片需考量基地臺、電信等布建進度,往往經過一年以上的時間才能有效整合成一顆。
目前技術宣示意味強過實際商機
各大手機芯片大廠近期推出的產品方面,聯發科在去年底推出HelioP90芯片,主打AI功能,而5GModem部分,最快今年推出也看得到搭載HelioM70的中高階智能型手機問世,符合Sub-6GHhz頻寬。聯發科表示,過去聯發科在終端技術累積多年,手機將是第一個5G商轉后量大的終端產品,除了手機芯片外,公司也致力于眾多智能終端產品,M70同樣也可以放置于其他裝置當中,也將是未來布局的方向。
高通則在去年推出Snapdragon855芯片,并且為全球首款5G芯片,內建4G通訊技術,再外掛SnapdragonX50的5Gmodem。X50同樣也切入三星家用網絡設備當中,象是路由器等,可見大廠對于日漸飽和的手機市場,有了更大的野心。
Intel則預計今年下半年將推出5GModem,終端產品則在明年上市。除此之外,也打破ARM主導的架構,在基地臺中將導入x86架構,預計將在今年下半年推出SnowBidge。在事實上,Intel挾著長期耕耘資料中心、邊緣運算等技術,僅管在手機芯片的競爭力顯得較為疲弱,但對于整體5G的基地臺到終端裝置的布建顯得相對廣泛。
另外,華為挾以在手機市場與蘋果相抗衡的競爭優勢下,在5G手機上再拿出強大戰力,預計以Kirin980搭配Balong5000的5Gmodem,盼在手機市場當中維持領先地位。
分析師說明,今年將為5G起飛年,明年才是成長年,但已經看到各家手機芯片大廠在去年底已開始陸續布局市場,但手機絕對不是5G最大的應用,而是更多終端裝置能夠結合5G廣泛推出,更是各大廠競逐之地。
至于從4G轉到5G手機芯片,由于在技術起步階段,因此所遇到的問題有許多,聯發科舉例,功耗問題絕對是一大挑戰,受到從4G到5G手機受到處理器的功能與效能的提升下,功耗比過去高出不少,必須克服之后才能達到終端裝置應有的效能,才能讓5G生態系統更加完備。
舉例而言,過去4G手機耗電量來看,待機時間若為一整天,到了5G的Sub-6GHz若不優化,待機時間只剩半天,若是毫米波,更剩下三分之一,因此從芯片設計廠商的角度來說,可透過先進制程、電路設計的技巧、調動通訊技術的設計等方向調整。
聯發科說明,從調動通訊技術的設計方向來看,3GPP的R15中也提出三大解決方案,以面對功耗與熱能增加的問題,公司也以M70進行測試,且發現有效,其一,動態調整接收頻寬(BandwidthPart,BWP),可減少射頻、基頻在接收訊耗時,開關頻寬的耗電量,約可節省30~50%的耗電量;其二,跨開槽線調節(Cross-SlotScheduling),則是先偵測是否為有效資料,可避免譯碼不必要資料,盡管會有一點延遲,但可減少25%的耗電量;其三,UE過熱指標(UEoverheatingindicator),則為資料持續下載至裝置過熱,才降速或暫停。至于,哪種方案才能確實執行與實施,都須要與基地臺相互配合的結果而定。
事實上,手機市場的成長已逐年趨緩,甚至有下滑的壓力,因此今年5G手機陸續問世,盡管在5G基礎設施仍在陸續布建時,技術宣示的意味可能強過實際商機,但對明年陸續布建完畢后,各家手機芯片大廠能否有效展現芯片效能,與手機廠商、基地臺等生態系統搭配,在這個時間點站穩腳步相對重要,聯發科能否與其他大廠站在同一腳步競逐,將考驗其的技術能力。
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