手机芯事第六期:通讯基带已成制胜法宝

2016-04-27 00:15 出处:PConline原创 作者:笛吹川 责任编辑:kuangweijun

  【PConline 杂谈】芯片厂商最核心的硬实力是什么?自主设计内核?强大的GPU?先进的制程工艺?这些都是重要的竞争力,也是决定手机能否流畅运行的关键,然而作为手机而言,首先要能打电话才算得上是手机,而芯片中决定通信的就是我们耳熟的基带。基带也称调制解调器,主要用来合成即将发射的基带信号,或对接收到的基带信号进行解码,同时也负责地址信息(手机号、网站地址)、文字信息、图片信息的编译。

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  早年的移动芯片市场可谓百花齐放,但德州仪器、英伟达这些厂商最终因缺乏基带还是被市场所淘汰,相反高通则凭借基带一举坐上移动芯片市场的龙头宝座。可见某种意义上,基带芯片才是厂商最核心的竞争力,甚至决定了生死存亡,那今天我们就来聊聊手机芯片中的通信基带。

 

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手机芯事第五期:手机乏力后的新蓝海在哪

迈向4G+时代

  虽然我们现在很多人都才享受到4G网络的便利不久,但相信大家从新闻中也得知,5G的发展已经如火如荼,各种标准的论证都已开始,预计2020年就会商用。而在这空挡的4年时间里,4G+就被推了出来,这个时髦的概念实质就是之前芯片厂商们多次提过的LTE-A技术。

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  LTE-A全称是LTE-Advanced,顾名思义是LTE网络下一阶段的演进标准。早在4G标准制定之前,国际电信联盟(ITU)给4G的定义就是实现静止状态下行1Gbps/上行500Mbps的网络速率。但是由于技术的限制,全球范围没有一种无线通信技术可以达到如此高的网络速率。所以为了能够在竞争中占据优势,以Verizon为代表的一些国外运营商就另辟蹊径,将原本作为3.9G标准的LTE技术当做4G技术进行宣传。久而久之,人们就默认LTE为4G标准的一部分。

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  虽然没有达到预想的1Gbps下行速度,但有了峰值速率150Mbps的LTE做基础,更快的速率也就有了保障。随着通信技术的进步,LTE网络的频谱利用率不断提高,同时另一项新技术也走进了大众视野,它就是多载波聚合。所谓多载波聚合,其实就是将多个频段的网络信号聚合起来,实现速率的大幅增加。这就好比在高速公路上,我们现在常用的150Mbps峰值速率的LTE就像一条四车道,虽然已经很宽了但在单位时间内通过汽车数量依然有限,而载波聚合技术就像在旁边加了N个车道,单位时间内通过的车子数量会随着载波数的增加而成倍增加。

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  目前全球范围内已经有不少运营商推出了双载波甚至三载波的LTE技术,理论峰值速率也从原来的150Mbps大幅提升到300Mbps、450Mbps,中国的三大运营商也都陆续在各一线城市商用LTE-A网络。可以说从去年上半年开始,LTE-A网络进入爆发期,数量接近翻倍,这意味着相应的手机终端也要换新才能支持这一技术,这就为增长疲软的芯片厂商提供了新的机遇,那哪些芯片厂商会因此受益呢?

优势前进派:高通与海思

  作为在基带领域一向有优势的两家厂商,高通与海思基本是新技术的引领者。

  说起高通在这个领域的建树,业界一直对其调侃为“买基带送处理器”,足见其在行业内的声望之高。高通基带的优势一方面是在技术上领先对手6个月以上,另一方面是其基带网络制式支持齐全,各种载波聚合的频段内组合和频段间组合都能完备支持,是做全网通手机厂商的首选。在运营商测量移动设备功耗、误码、切换和呼叫失败率的测试里,高通的LTE基带都是连续获奖的。

  高通的LTE基带主要分为X5、X7、X12、X16四个系列,数字代表其下行速度,目前的高端机大多配备了其X12 LTE基带。X12基带LTE下行可达Cat.12、上行Cat.13,具体速度相应为下载600 Mbps、上传150 Mbps,还支持 LTE Advanced 载波聚合(下行链接3x,上行链接2x)及更高级别(下行链接256-QAM,上行链接64-QAM)。甚至可以在4x4 MIMO的支持下,同步下载 4条天线上的数据,为移动设备带来更快的连接速度,更短的网络响应时间。

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  虽然X12已经是很先进的基带,但竞争对手三星、海思都已经发布了同样级别的产品,眼瞅着咄咄逼人的对手,高通前不久发布了地球最强的X16基带。这款被高通称之为“首个千兆级别LTE芯片组”的X16,实现了四个20MHz载波聚合,凭借256-QAM在每次传输时打包更多位数,通过4x4 MIMO在四根天线上接收数据,下载速度高达1Gbps(LTE Cat.16)。同时,X16基带的多种先进功能和全频段支持还被集成到全新的WTR5975射频芯片之中,并用新型数字互连接口简化了PCB的布局,为寸土寸金的手机内部节省了空间。

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  相较于声名显赫的高通,海思看起来就有些低调,市场份额也不是特别高。然而作为通信设备巨头华为的子公司,海思在基带方面的造诣绝对属于第一梯队,代表作品就是Balong(巴龙)系列。Balong基带早年在手机上就有应用,比如Balong 310/520,但真正为人所知还是2009年10月推出的Balong 700,它是业界首款支持TD-LTE的多模基带。到了2012年,整合在麒麟910系列处理器的Balong 710也是首款支持LTE Cat.4的多模基带;之后麒麟920/950系列处理器则集成华为沿用至今的Balong 720,它支持300Mbps的Cat.6下载速度。

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  海思最强的基带得数去年底发布的Balong 750,它在全球范围内第一个支持了LTE Cat.12、Cat.13 UL网络标准,理论下载速率高达600Mbps,而上传也达到了150Mbps,仅比高通X16逊色一点。Balong 750使用的技术和高通X12非常类似,都是通过双载波聚合、4x4 MIMO多入多出技术等技术达成目标,但令人遗憾的是,至今没有华为的手机采用这一基带。

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乘势进取派:三星

  好像只要聊到手机领域的话题,基本就离不开三星这家公司,因为它涉及到从部件到终端的整个链条,基带也是同样如此。进入4G时代以来,三星的旗舰机就从没摆脱过“高通”的名字,Galaxy Note 3/4、S5采用的都是高通基带,而Galaxy S6虽然试水了自家的Shannon 333基带,但在需要CDMA网络的地方比如国行版依然还是使用的高通基带。

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  直到最近的推出的S7系列上,三星才可以说从技术上摆脱了对高通的依赖,其Exyons 8890处理器的版本集成了支持LTE Cat.12 DL和LTE Cat.13 UL的Shannon 935基带,性能看齐高通X12、Balong 750。虽然S7上仍然有一定比例的版本使用了高通骁龙820处理器,但作为后起之秀,三星用实力证明了自己半导体技术的强大,未来不容小觑。

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老牌技术派:联发科与英特尔

  除了不断追赶的三星外,联发科与英特尔也没有放弃对这个市场的追逐。

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  坐拥低价优势的联发科,在去年推出了寄予厚望冲击高端的Helio X20处理器,今年被不少厂商选择使用,其集成的基带规格是LTE Cat.6,是目前运营商商用的级别。从这里我们就能看出,联发科在基带发展的思路上并不像CPU那般激进,而是注重为低端到中端设备提供整体解决方案,坚持实用主义,不急于堆高参数来吸引眼球,况且,也没几个消费者会注意到基带性能上的差异。

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  英特尔在移动领域名气虽不如电脑那般震耳欲聋,但基带方面还是有技术沉淀的,尤其在收购了老牌无线厂商英飞凌后。在2015年的MWC上,英特尔发布了第三代五模基带XMM 7360,该产品支持LTE Cat.10和三载波聚合,最高峰值速率可以达到450M,是继高通之后第二家推出支持Cat.10的基带处理器厂商。今年2月份,英特尔再接再厉,推出了新的XMM 7480,升级为四载波聚合,支持多达33个频段,虽然下载速度仍是450Mbps,但上传速度已经提升到了对手Cat.13级别的150Mbps,缺点是仍然不支持CDMA制式。

  两家厂商虽然在市场份额上不如高通那么强势,但还是拥有自己固定的用户群体,比如最新魅族旗舰机Pro 6使用的就是联发科的X25,英特尔也传出下代iPhone将在部分版本上使用英特尔基带的新闻,可见两者未来依然会保持在基带市场上的传统影响力。

总结

  除了以上聊到的厂商,展讯、Marvell占基带市场的份额也不小,只不过关注度略低一些。但无论怎样,拥有基带的厂商在竞争中的优势不言而喻,手机厂商们在选择SoC方案时必然要考虑这方面的因素,而活到今天依然滋润的芯片厂商大都也是拥有基带的厂商。单就高通而言,凭借“基带+CPU+GPU”的打包解决方案,就成功在帮客户节省成本的同时树立了自己霸主的地位,足见竞争力之强。

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  我们甚至可以说,通信基带是SoC能在市场上能脱颖而出的制胜法宝!

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