5G手機各家逐鹿,晶片廠商蓄勢待發 01-21 17:57

moneydj新聞 2019-01-21 17:57:37 記者 趙慶翔 報導

5g手機預計將在今年起陸續問世,像是三星、華為等,各家晶片廠也預計在今年出貨,這也讓外界對於手機晶片的發展方向與各大家在5g晶片布局引起討論,除了高通、intel、華為,聯發科(2454)的helio m70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、網路端、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,聯發科則參與台灣資通產業標準協會,並為3gpp當中的副主席,不管在提案的佔比、有效提案的比例都有所成果,可見聯發科對5g的企圖心。

各國對於5g預計商轉的時程點,根據業內整理資料來看,韓國、美國、中國、歐洲預計在今年開始商轉,而日本、台灣則落在明年。但各地採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、涵蓋範圍廣,加上技術與過去4g較相近,因此在中國、歐洲皆為主流;毫米波則相反,但同樣也被日本、韓國、美國所青睞,也將與sub-6ghz同步採用。

對於5g手機的想像,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、玩手遊等,至於5g手機的功能,除了使用經驗更加快速外,更重要的更是5g晶片之於更多終端產品的趨勢,像是行動分享器、小型基地台等等,智慧城市的概念也將付諸實行。

根據聯發科指出,5g手機晶片從晶片研發、測試規範與驗證、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5g modem分開為兩顆晶片,訊號也較為穩定,兩顆晶片往往為同一家供應商,有助於系統整合、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,兩顆晶片須考量基地台、電信等佈建進度,往往經過一年以上的時間才能有效整合成一顆。

各大手機晶片大廠近期推出的產品方面,聯發科在去年底推出helio p90晶片,主打ai功能,而5g modem部分,最快今年推出也看得到搭載helio m70的中高階智慧型手機問世,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商轉後量大的終端產品,除了手機晶片外,公司也致力於眾多智能終端產品,m70同樣也可以放置於其他裝置當中,也將是未來布局的方向。

高通則在去年推出snapdragon 855晶片,並且為全球首款5g晶片,內建4g通訊技術,再外掛snapdragon x50的5g modem。x50同樣也切入三星家用網路設備當中,像是路由器等,可見大廠對於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5g modem,終端產品則在明年上市。除此之外,也打破arm主導的架構,在基地台中將導入x86架構,預計將在今年下半年推出snow bidge。在事實上,intel挾著長期耕耘資料中心、邊緣運算等技術,僅管在手機晶片的競爭力顯得較為疲弱,但對於整體5g的基地台到終端裝置的布建顯得相對廣泛。

另外,被中美貿易戰襲擊的華為,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5g modem,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晶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。

至於從4g轉到5g手機晶片,由於在技術起步階段,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,必須克服之後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,因此從晶片設計廠商的角度來說,可透過先進製程、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(bandwidth part, 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-slot scheduling),則是先偵測是否為有效資料,可避免解碼不必要資料,儘管會有一點延遲,但可減少25%的耗電量;其三,ue過熱指標(ue overheating indicator),則為資料持續下載至裝置過熱,才降速或暫停。至於,哪種方案才能確實執行與實施,都須要與基地台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,儘管在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後,各家手機晶片大廠能否有效展現晶片效能,與手機廠商、基地台等生態系統搭配,在這個時間點佔穩腳步相對重要,聯發科能否與國際大廠站在同一腳步競逐,將考驗台廠的技術能力。

(圖片為聯發科m70產品,來源聯發科提供)
資料來源-moneydj理財網
2454 技術線圖

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