從英特爾退出5G晶元競爭，看研發一顆5G晶元到底有多難？

今日一早，就在高通和蘋果宣布達成和解後的數小時內，英特爾隨即便宣布退出5G智能手機數據機業務，這一系列的重大決策在業內引起了廣泛關注和討論。

作者｜茅茅校對｜團團

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集微網消息 今日一早，就在高通和蘋果宣布達成和解後的數小時內，英特爾隨即便宣布退出5G智能手機數據機業務，這一系列的重大決策在業內引起了廣泛關注和討論。

眾所周知，5G的戰火早已點燃，而2019年更被稱為5G智能手機元年，不管是運營商、晶元廠商、終端廠商都已蓄勢待發。其中在5G智能手機基帶晶元領域，高通、三星、英特爾、聯發科、華為、紫光展銳這六大廠商是實力最為強勁的競爭者，他們決定著5G手機的來臨時間，而隨著英特爾5G基帶晶元研發的滯後，到如今的宣布退出，5G基帶晶元之間的競爭瞬間只剩下五個席位。即便如此，這場硝煙瀰漫的戰爭仍將繼續持續下去。

由於5G晶元在設計、工藝層面與4G相比更複雜更難，成本也更高，因此這也決定了在5G這場拼技術拼速度的戰局中只有少部分實力強勁的競爭對手才能參與其中。而此次英特爾的退出，也從另一個層面預示著研發5G晶元並不是誰想做就能做的。

5G晶元的研發之難

為何研發一顆5G晶元如此之難呢？到底難在哪裡呢？集微網記者此前採訪了紫光展銳的資深5G研發工程師陳軍，他給予了專業解答。

首先，從標準的角度解釋，「相比4G，5G的研發是顛覆性的。首先在於標準上，以前的晶元研發過程是根據標準做自上而下的設計。到了5G時代，並沒有統一的標準，直到2018年6月首個5G標準才正式凍結。而這期間，對於研發來說，需要一邊參與和解讀5G標準，一邊開展5G研發。」

此外，從技術端方面來看，5G的終端複雜性比4G更高。5G的運算複雜度上比4G提高了近10倍，存儲量提高了5倍。「在硬體上，5G晶元需要同時保證TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA、GSM多種通信模式的兼容支持，同時還需要滿足運營商SA組網和NSA組網的需求。目前國內4G手機所需要支持的模式已經達到6模，到5G時代將達到7模。中國移動、中國聯通、中國電信三大運營商的4G/3G/2G網路包括TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、CDMA(EVDO、2000)、WCDMA、GSM，可以說測試一顆晶元要跑遍全球運營商。

此外多頻段的兼容也增加了設計複雜度，3GPP制定的5GNR頻譜有29個頻段，據了解這些頻段，既包含了部分LTE頻段，也新增了一些頻段。而且各個國家和地區的頻段也不相同，所以晶元廠商需要推出的5G基帶晶元，需要是一個在全球各個區域都能使用的通用晶元，即可以支持不同國家和地區的不同頻段，多頻兼容就增加了在晶元在設計上的難度。

當然，除了標準和硬體的挑戰性， 5G的功耗也是一個必須要攻克的難題。5G終端的處理能力是4G的五倍以上，但隨之而來是如何平衡功耗和系統散熱的問題。「未來的5G手機，電池容量預估在3000-4000毫安才能滿足其功耗需求，因此我們在做晶元設計的時候，一方面通過製程工藝的提升降低功耗，另一方面在我們的晶元方案中加大電池容量和充電能力，同時匹配快充功能。」

毫無疑問，5G晶元的研發是一個複雜的過程，除需要長期投入之外，還需要軟體、硬體、測試、多媒體等不同領域的工程師共同協作。這不僅考驗著工程師和研發團隊的實力，也考驗著晶元廠商的競爭實力，缺一不可。

5G晶元的競爭格局

正因為5G晶元的研發有著讓人意想不到的艱難，這也決定了在5G競爭入局的高門檻，只有少部分有積累實力強勁的競爭對手才能參與其中，入局者只會越來越少。如今在這場戰局中，隨著英特爾的退出，全球5G格局基本成型，只剩下高通、三星、聯發科、華為、紫光展銳這五位。

從發布時間來看，高通和三星算是兩位「搶跑」的選手。2017年10月，高通正式拿出全球首款5G基帶晶元X50。它採用28nm工藝製造，峰值達到5Gbps，但不支持4G/3G/2G ，只能採用「外掛」形式。但其升級版X55於2019年2月高通發布，正式商用時間為2019年年底。採用7nm製造工藝，支持毫米波和sub-6G頻段，兼容4G/3G/2G。

隨後，2018年8月15日，三星也在官網正式發布了5G基帶Exynos Modem 5100，採用自家10nm工藝製程；11月，三星便正式展出了5100。

而近年來有些低調的聯發科也已公布了自家5G基帶M70，採用台積電7nm工藝製程。聯發科首席執行官表示，M70將於2019年上半年正式投入生產，預計下半年量產商用。

當然在5G這場戰局中，大陸廠商的表現也十分突出。1月24日，被業界寄予厚望的華為消費者業務CEO余承東正式面向全球發布了基於7nm的5G多模終端晶元——Balong 5000（巴龍5000），並展示了基於該晶元的首款5G商用終端——華為5G CPE Pro。它不僅是世界上首款單晶元多模5G基帶晶元，同時還支持2G、3G、4G、5G合一的單晶元解決方案，能耗更低、性能更強。

而相隔不久，紫光展銳在MWC 2019世界通信大會期間，亮出了5G通信技術平台「馬卡魯」和展銳首款5G基帶晶元「春藤510」兩把利劍。春藤510基帶晶元採用台積電12nm製程工藝，支持多項5G關鍵技術，單晶元統一支持2G/3G/4G/5G多種通信模式，符合最新的3GPP R15標準規範，支持Sub-6GHz頻段、100MHz帶寬，同時支持5G SA獨立組網、NSA非獨立組網兩種組網方式，是一款高集成、高性能、低功耗的5G基帶晶元。

截至目前，這五大選手均已在5G賽道佔領屬於自己的位置，而真正參與競爭的其實只有三家：高通，聯發科和展銳。等待5G的號令聲一響，他們亦將展開真正的PK，讓我們一起拭目以待吧！

圖源｜網路

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