全球首款5nm芯片：高通驍龍X60速度和時延堪比光纖

MWC 2020不幸被取消，但高通重磅的5G新品卻提前到來了。高通今天發(fā)布其第三代5G調(diào)制解調(diào)器驍龍X60，這是全球首款5nm 5G基帶，也是全球發(fā)布的首款采用5nm制程的芯片。

驍龍X60搭配高通最新的毫米波天線模組的系統(tǒng)可以達(dá)到最高7.5Gbps的下載速度和3Gbps的上傳速度，可以讓5G無線網(wǎng)絡(luò)提供光纖般的網(wǎng)絡(luò)速度和低時延服務(wù)。與上一代驍龍X55對比，獨(dú)立組網(wǎng)模式下驍龍X60的6GHz以下頻段的載波聚合能夠?qū)崿F(xiàn)5G獨(dú)立組網(wǎng)峰值速率翻倍。

不過，驍龍X60更重要的意義在于支持所有主要頻段、部署模式、頻段組合，以及5G VoNR能力，加速5G網(wǎng)絡(luò)部署向獨(dú)立組網(wǎng)（SA）的演進(jìn)。

5G部署復(fù)雜程度前所未有

2019年，全球開啟了5G元年。根據(jù)公開消息，截至2020年年初，全球已有超過45家運(yùn)營商推出了5G服務(wù)，超過40家OEM廠商推出5G終端。

相比4G商用元年不到5家運(yùn)營商部署網(wǎng)絡(luò)，5G正在以更快的速度商用。2019年，美國、中國、韓國、澳大利亞都推出了6GHz以下頻段采用非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）方式的5G商用網(wǎng)絡(luò)。

2020年和2021年，這些國家將會按照各自的節(jié)奏部署6GHz以下FDD、6GHz以下載波聚合、毫米波、6GHz以下毫米波聚合、SA模式的5G網(wǎng)絡(luò)，日本、拉丁美洲、東南亞、印度等國家和地區(qū)也將在在兩年內(nèi)進(jìn)入5G時代。

上面提到的復(fù)雜的組網(wǎng)方式以及頻譜正是5G商用所面臨的一大挑戰(zhàn)。雖然身處5G發(fā)展的早期，但全球已經(jīng)有超過10000個頻段組合，這一方面5G特性帶來的，另一方還和不同地區(qū)的移動通信技術(shù)發(fā)展歷史息息相關(guān)。顯然，這么多組合無論給電信運(yùn)營商還是5G終端都帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。

美國就是一個因頻譜資源5G部署受影響的典型例子，目前全球商用的5G網(wǎng)絡(luò)僅美國部署了6GHz以下和毫米波頻段。這是因?yàn)椋绹?GHz以下的頻段主要被政府占用，私營企業(yè)獲得使用許可比較困難。

從技術(shù)的角度來解釋，電磁波頻率越高，波長越短，在傳播過程中也就更容易被障礙物（建筑物、樹木、雨、霧）干擾。毫米波顧名思義就是波長1-10毫米的電磁波，5G毫米波網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)槿藛T密集的場所提供更高的速度和更穩(wěn)定的接入，但要保持廣域覆蓋需要部署更多的基站。因此5G毫米波頻段更適合熱點(diǎn)區(qū)域，6GHz以下頻段更適合5G的廣泛覆蓋。

除了各個國2G、3G、4G部署頻段的不同，頻段的類型還分為FDD（Frequency Division Duplexing，頻分雙工，有兩個獨(dú)立的信道，一個用來發(fā)送信息，另一個用來接收信息。）和TDD（時分雙工，發(fā)射和接收信號在同一頻率信道的不同時隙進(jìn)行，采用一定的保證時間予以分離。），進(jìn)一步讓全球無線通信的頻段更加多樣。

也就是說，各國不同的頻譜組合不同的頻段類型，讓5G的部署復(fù)雜程度前所未有。

5G基帶靈活性與速率同等重要

既然5G的部署牽扯這么多頻段，那自然就需要更加靈活的5G基帶。這也正是高通第三代基帶處理器的升級重點(diǎn)。官方的表述是，驍龍X60是全球首個支持聚合全部主要頻段及其組合的5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)，包括毫米波和6GHz以下的FDD和TDD頻段，為運(yùn)營商利用碎片化頻譜資源提升5G性能提供最高靈活性。

解釋地更清楚一些，例如，借助動態(tài)頻譜共享（DSS），運(yùn)營商可以在已經(jīng)用于LTE低頻部署的FDD頻段上部署5G服務(wù)。驍龍X60支持5G FDD-TDD載波聚合，從而使運(yùn)營商可以增加網(wǎng)絡(luò)容量和擴(kuò)大覆蓋范圍。

另外，借助毫米波-6GHz以下聚合，運(yùn)營商可以極大地提高其峰值吞吐量，超過5.5Gbps。對于只在6GHz以下頻段采用5G SA部署的運(yùn)營商，驍龍X60較上一代產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)峰值吞吐率翻倍。

說的更直觀一些，驍龍X60能夠支持所有主要頻段、部署模式、頻段的組合，能夠提升5G網(wǎng)絡(luò)的容量、擴(kuò)大覆蓋范圍，加速像獨(dú)立組網(wǎng)（SA）模式的演進(jìn)。

這是目前發(fā)布的唯一能夠滿足這些組合的產(chǎn)品，特別是在毫米波方面，高通的第三代毫米波解決方案可以支持全球24GHz、26GHz、28GHz、39GHz多有的頻段，而其他5G基帶的提供商要不宣布支持毫米波但未商用，要不只支持單個毫米波頻段，甚至不支持毫米波。

因此，隨著5G網(wǎng)絡(luò)部署的推進(jìn)，一款適合全球市場的5G基帶其靈活性以及對毫米波的支持都將成為重點(diǎn)。

當(dāng)然，5G基帶最基礎(chǔ)也是最受普通消費(fèi)者關(guān)注的還是速率。前面已經(jīng)提到，借助對載波聚合的支持，驍龍X60可以實(shí)現(xiàn)速率的提升。速率提升的另一個關(guān)鍵在于基帶芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計以及更先進(jìn)的工藝制程。

高通并未透露5nm芯片的合作的代工廠，只是稱會根據(jù)規(guī)劃找合適的代工合作伙伴來做。

但最先進(jìn)的5nm制程自然能夠帶來性能和功耗的優(yōu)勢。高通去年發(fā)布的驍龍X55在5G模式下可實(shí)現(xiàn)最高達(dá)7Gbps的下載速度和最高達(dá)3Gbps的上傳速度。今年的驍龍X60可以實(shí)現(xiàn)最高7.5Gbps的下載速度和3Gbps的上傳速度。

看來，驍龍X60的峰值速率提升主要在下載速率上，當(dāng)然，隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的持續(xù)演進(jìn)，5G的速率將進(jìn)一步提升。但仍需關(guān)注的是基帶集成到SoC中的實(shí)際速率，畢竟5G帶來高速率的同時也帶來大功耗，集成到SoC中必須綜合考慮。

目前，全球兩款集成5G基帶的旗艦5G SoC，去年11月發(fā)布的天璣1000可以實(shí)現(xiàn)4.7Gbps的下行速率和2.5Gbps的下行速率。去年9月發(fā)布的麒麟990下行速率2.3Gbps，上行速率1.25Gbps速度。

那最新的制程是否會帶來成本的大幅增加？高通公司產(chǎn)品市場高級總監(jiān)沈磊對雷鋒網(wǎng)(公眾號：雷鋒網(wǎng))表示，影響成本的因素非常多，除了基帶的制程之外，還有設(shè)計方面的因素等，目前我們還沒有關(guān)于成本的具體數(shù)據(jù)。

關(guān)于高通針對5G基帶的PowerSave技術(shù)在驍龍X60中是否有所升級，沈磊表示，這個技術(shù)是基于一系列技術(shù)節(jié)省接收端的功耗，其中比較主要的一個技術(shù)是CDRX非連續(xù)接收，這個功能可以支持手機(jī)根據(jù)不同的使用狀態(tài)調(diào)整模式。不過，睡眠多久、怎么喚醒也需要隨著技術(shù)的演進(jìn)不斷去優(yōu)化，目前手機(jī)側(cè)、網(wǎng)絡(luò)端、基礎(chǔ)設(shè)施和標(biāo)準(zhǔn)都在演化當(dāng)中。當(dāng)然，這個技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也需要產(chǎn)業(yè)鏈各方的共同努力。

至于5nm帶來的尺寸上的減小，沈磊表示目前高通還正研究和優(yōu)化，還沒有最終的結(jié)果，最終的尺寸信息后續(xù)會更新。

補(bǔ)充一點(diǎn)，驍龍X60還支持5G VoNR能力，為5G網(wǎng)絡(luò)向SA演進(jìn)做好準(zhǔn)備。

新組合將帶來光纖般的5G無線體驗(yàn)

高通2016年推出首款5G基帶驍龍X50時，就推出了配套的毫米波天線模組。其中很重要的原因就是5G復(fù)雜度的增加讓天線模組也變得更加復(fù)雜，采用高通基帶和天線模組的聯(lián)合優(yōu)化的方案，5G終端能夠?qū)崿F(xiàn)更高的性能。

這一次，高通也搭配驍龍X60推出了全新的Qualcomm QTM535 毫米波天線模組，新一代產(chǎn)品相較上一代具有更緊湊的設(shè)計，支持打造更纖薄、更時尚的智能手機(jī)。

高通稱，這樣的組合使得通過5G無線網(wǎng)絡(luò)可以提供光纖般的網(wǎng)絡(luò)速度和低時延服務(wù)，這將助力開啟新一代聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和體驗(yàn)，包括高速響應(yīng)的多人游戲、沉浸式360度視頻以及聯(lián)網(wǎng)云計算等，同時還能夠保持卓越的能效以提供全天續(xù)航。

基帶加毫米波先天模組的方式也是高通5G時代的新特點(diǎn)，高通公司首席執(zhí)行官M(fèi)ollenkopf在2020財年第一季財報后電話會議上提到，高通的5G戰(zhàn)略是通過更高性能核心的芯片組和新的RF前端來增加每臺設(shè)備的價值。

因此，最新一代基帶和天線模組發(fā)布的同時，高通還發(fā)布了ultraSAW濾波器技術(shù)。射頻（RF）濾波器是將手機(jī)發(fā)射和接收的無線電信號從不同頻段中分離出來的器件。高通的ultraSAW濾波器能夠?qū)崿F(xiàn)將插入損耗提升整整1分貝（dB），在2.7GHz以下頻段范圍內(nèi)可以提供比與之競爭的體聲波（BAW）濾波器更高的性能。

高通稱，與具有相似性能指標(biāo)的其它商用解決方案相比，ultraSAW技術(shù)可支持OEM廠商在5G和4G多模移動終端中以更低成本實(shí)現(xiàn)更高能效的射頻路徑。

最后，還有關(guān)鍵的產(chǎn)品出貨時間。高通計劃于2020年第一季度對驍龍X60和QTM535進(jìn)行出樣，采用全新調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的商用旗艦智能手機(jī)預(yù)計于2021年初推出。

采用高通ultraSAW技術(shù)的一系列分立式和集成式產(chǎn)品于2020年第一季度開始量產(chǎn)，OEM廠商采用該技術(shù)推出的商用旗艦終端預(yù)計于2020年下半年推出。

雷鋒網(wǎng)小結(jié)

高通早在2016年就推出了首款5G基帶，但因只支持NSA組網(wǎng)一度成為競爭對手持續(xù)攻擊的焦點(diǎn)。隨著更高速率、靈活性更好、支持毫米波更好的驍龍X60的推出，搭配最新的天線模組，高通在移動通信領(lǐng)域的實(shí)力又一次用產(chǎn)品做了最好的回應(yīng)，這也是高通5G產(chǎn)品滿足全球市場需求的一次重要升級。當(dāng)然，高通5G時代的基帶加毫米波天線模組的商業(yè)模式也值得關(guān)注。

接下來，我們將重點(diǎn)關(guān)注華為、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳的5G基帶新品，毋庸置疑，5G基帶芯片的玩家在減少，但競爭只會更加激烈。