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5G技术及芯片市场将明年提前开打

在谈5G之前,我们先来了解一下什么是射频前端。从定义上来看,RF FEM是指从天线到Modem之间的整个系统。在这一部分,包含了滤波器、LNA、PA、开关和双工器等等。


回顾1G到4G的发展历程,无线网络的上下行速度在不断加快,设备的射频也在逐步演进。到了4G时代,由于多模多频的需求,射频前端的复杂度已经大幅增加,面对即将到来的5G,这个挑战更是空前的。因为从4G到5G,无线传输速度跨越式提升。


根据无线通讯的相关理论,这样的速度提升可以通过增加频谱利用率或者频谱带宽来实现。但从目前的无线应用现状看来,由于常用的5Ghz以下频段已经非常拥挤。为了获取频谱资源,业界只有将目光投向了更高频率的毫米波。在解决了频段问题,射频也要齐头并进。


在手机中,2G和3G无线网络的RF功能简单。2G有四个频段,3G有五个频段。 但对4G来说,有40多个频段。4G不仅融合了2G和3G频段,而且还搭载了4G频段。


除此之外,移动运营商已经部署了一种称为载波聚合的技术。载波聚合将多个信道或分量载波组合到一个大数据管道中,可以在无线网络中实现更大的带宽和更快的数据速率。

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因此监管机构必须尽快为5G蜂窝网络中的毫米波(mmWave)服务提供指导方针,一位等待技术细节以实现相关设计的工程师表示。但他只不过是多位为其设计等待技术标准的工程师之一。这位工程师积极发出呼吁的时间,刚好就是美国和韩国的营运商紧锣密鼓地为移动和居家工作者提供宽带无线服务之际。

 

毫米波专业公司Anokiwave的技术研究员Ian Gresham表示:“具体来说,工程师必须知道监管机构将会在通道分配、频段外杂散发射以及通道带宽的其它基本要点”中设置什么限制。

 

在该领域有着30年从业经验的Gresham说:“严格的规则可能会限制我们能做的事,所以提供详细的规范是至关重要的,而且必须在短时间内尽快提出,以确保部署顺利而不至于中断。”他接着表示,“关于这些限制应该是什么,我们已经看到相关提案提交给了FCC和其它机构且正在进行讨论中,但在发布最终结果之前,开放任何诠释方式。”

 

尽管5G通信时代恐要到2020年才会正式商业化,但各家电信营运商及芯片业者已不断有动作出现,即便5G正式技术规格要到2018年才发布,但有心的电信商及手机芯片厂已提前开始小范围测试自家技术,其中,高通(Qualcomm)5G芯片解决方案已开始在全球各地进行信号收发等实地测试,联发科则计划抢在2017年底先行开发5G测试芯片,并在2018年上半年确认自家的5G技术发展蓝图及芯片产品时程。

 

IC设计业者指出,5G通信技术商业化的时间点在2020年,但各家业者多已提前到2018~2019年,毕竟5G通信技术规格测试及验证时间需要1~2年,这意味着5G通信技术及芯片良率前哨战有望在2018年提前开打,接下来各地电信营运商、手机品牌及芯片供应商的造势将提前开始造势。

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目前看来最后确认的5G通信规格要到2018年中才会正式发布,但相关硬件规格将先在2017年底大致确定,让芯片开发商可以提前开发测试芯片解决方案来试产,待2018年所有规格进一步确认后,再用软件微调方式来提高效能与良率。

 

因此,5G芯片大战应会在2017年底、2018年初率先开始,包括高通、联发科、英特尔(Intel)、海思、苹果(Apple)、三星电子(Samsung Electronics)、展讯、联芯及日系IDM厂都将作好准备,先行开发一些5G测试芯片来进行实地测试,以便抢到全球5G通信芯片市场的优先入场券。

 

由于5G通信频道多以高频为主,与中国向来主张的TDD规格大致相符,这也表示5G芯片解决方案可望全球市场一体适用,将提高各家芯片开发商的竞争压力。这一次全球5G芯片大战最大的特色,应该就是中国芯片厂加入战局,以及联发科跟上主流势力脚步,这将让中国及外商芯片供应商全面短兵相接。

 

虽然展讯、联芯、海思的5G芯片开发脚步可能仍落后国际大厂,但中国扶植当地半导体产业的决心,以及坚持掌握通信技术及规格自有化政策,中国芯片开发商的竞争力不容小觑。

 

至于接连在2G、3G、4G通信时代,饱尝技术落后陷入挨打局面的联发科,这次也拥有雄心壮志,力拼与高通5G通信芯片解决方案同时推出,缩小双方落差在一季度以内,联发科5G测试芯片大致会在2017年底、2018年初开始研发,务求2018年中5G通信规格正式确定后,开始进行全球实地测试工作,以追上市场领先业者的研发步调。

 

由于5G通信相关规格确认、传输效率、新兴应用等测试及验证动作必须提前完成,国内、外手机芯片开发商的5G芯片大战,将自2018年正式开打,高通虽拥有IP及技术领先优势,但面对苹果、三星及华为等自制芯片品牌业者窜起,全球5G芯片市场将很难说。


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