酷应用

谁在真正领跑 5G：技术创新和标准

百家作者：人工智能学家 2019-07-28 13:02:10

转自：云头条

作者：Patrick Moorhead是独立技术调研公司Moor Insights &Strategy的创始人兼总裁

5G是包括美国总统特朗普在内的所有人都在谈论的新技术。所以，每家公司自然都想谈论5G以及如何领跑这个领域。然而现实情况是，移动5G是一项涵盖甚广的无线标准，它改变了我们对蜂窝通信的认识，并前所未有地拓宽了发展前景。因此，对5G要有广泛而深入的理解才能真正了解谁在领跑移动5G领域。

本文是我和分析师Anshel Sag撰写的系列文章的上篇，深入介绍移动5G的一系列不同部分，以及我们认为谁是所有这些不同领域的领导者。5G移动的这些领域包括：

知识产权创新和标准（上篇）
芯片组（下篇）
手机
基础设施设备
运营商
政府政策和法规

我们认为，过度报道5G领导者过分简化了整个5G标准的构成以及多少不同的公司有不同的领导地位。我还想指出，5G不仅仅是移动5G，还将为云、数据中心和边缘创造机会。

本篇侧重介绍技术创新和标准制定方面的移动5G领导者。

为此，我们必须定义何谓移动5G的领导地位以及如何从技术创新和标准制定方面对其进行定义。许多公司使用不同的衡量指标来定义这方面的成功，但最终我们认为与移动5G领导力密切相关的主要成功指标是多少创新被纳入3GPP规范和ETSI的IMT-2020标准，以及这些标准是否最终解决制定之前已存在的问题。

贡献数量是一种有缺陷的方法（重在质量而不是数量）

业界共同制定这些无线标准和规范，它们由与5G密切相关的已公开标准必要专利（SEP）组成。这个过程从5G NR最初的3GPP版本15规范开始，现在适用于即将发布的版本16规范。一些公司把这些SEP计算在内，误用作衡量5G成功的指标。并非所有创建的这些SEP都一样，高通等公司的SEP质量更高，在5G规范的核心中占有更重要的地位。专利数量或仅仅为了提高这个数而申请专利一直是华为等一些供应商采用的策略。华为之前在Linux基金会中采用专利数量这个做法，似乎在采用同样的策略，以表明其在3GPP方面的领导力。专利和贡献数量是衡量贡献程度的一种有缺陷的方法。

5G业内许多公司在研发上投入了大量资金，但别混淆研究与开发之间的区别，这点很重要，很少有公司进行实际的研究。每家公司都利用开发靠已完成的研究制造产品，但很少有公司拥有研究部门开辟新天地，并为行业铺平道路。这是衡量哪些公司在创新和标准制定方面真正领导行业的关键指标。进行大量研究的公司在努力解决行业其他公司最可能遇到的问题；打个比方，这些公司好比是整个船队的破冰船。华为已成为这方面的大玩家，但我们认为高通是这个领域无可争议的领导者，因为高通一直引领3G、4G和5G，这家公司在继续大力投入于研发，确保从5G到最终的6G继续处于领导地位。

| 5G版本15

高通是3GPP成员之一，为今天的5G做出了巨大贡献，包括力推版本15附带的5G NR标准的第1阶段和第2阶段版本，这包括NSA（非独立）和SA（独立）5G网络。这之所以很重要，是由于高通推行分两个阶段的方法，这种方法提前一年（2019年）为我们带来了5G NR，而不是原计划的2020年（因此全球标准名为IMT-2020）。高通还有其他的重大贡献，因此决定了5G标准的方向，加快了整个行业的发展，并解决了问题。3GPP规范的　版本15学术性很强，对于建立5G的基础至关重要，这个基础将影响这项技术在未来十年及以后的发展。3GPP的版本16旨在将版本15的理念运用于5G试图支持的新行业。版本　16旨在添加少量新功能以满足那些新行业的要求，同时维护一个通用平台：5G网络。我们已经在版本15的C-V2X中看到了这一幕，它最初作为4G LTE的一部分引入到版本14中，将C-V2X整合到5G中。这同样有赖于高通在4G LTE中创建了最终允许C-V2X的设备到设备功能，并构建了像AT&T的FirstNet这样的紧急响应网络。

| 5G版本16

3GPP版本16非常关注的一个新行业是工业物联网。在工业物联网领域，私有5G网络对工厂所有者来说有很大的吸引力，但参与标准制定的运营商不希望这些私有网络有问题，于是高通在帮助它们弥补之间的缺口，找到双方都能满足的解决方案。高通一直是支持4G LTE（LAA）使用免许可频谱的先驱；你最近可能注意到一些飞快的LTE速度，一方面正有赖于此。然而就5G而言，高通找到了将许可运营商和免许可运营商隔离的方法，那样不需要许可锚点（a licensed anchor）来支持免许可访问。这些网络极有可能在60 GHz免许可频段上运行，就像今天LAA在5 GHz上运行一样，但也有可能在6 GHz和95 GHz等其他频段上运行。

3GPP的5G NR标准的其他贡献者（如华为）也为该标准的制定发挥了重要作用。华为在极化码（polar code）方面的开发应用于5G NR控制信道的编码方案。然而对标准的这种贡献尽管很重要，并不与高通为5G创建解决方案付出的工作一样重要。3GPP组织由许多不同的公司组成，包括运营商、基础设施供应商以及智能手机OEM厂商，其中许多公司做出了小小的贡献，共同构成了整个标准。这些公司中很少有谁可以自行解决其中一些问题，能够解决重大无线问题的是像华为和高通这样的专家。贡献数量本身并不重要，它们对标准的总体影响以及它们是否被行业采用才重要。

这些创新并非目的；还有作为3GPP版本16一部分的许多方面在讨论中，包括将广播技术纳入5G以拓展运营商的能力，并向消费者无缝提供电视服务。版本16尚未完成，因此还有待观察究竟什么进入到版本16或最终出现在版本17中。然而，高通每年往5G研发投入数十亿美元，去年该公司就投入了56亿美元，并对付敌意收购以及针对其基本的商业模式的抨击。该公司削减预算以安抚投资者时，研发是该公司唯一没有出现预算或人员大幅减少的部分。高通非常重视自己作为创新者和行业领导者的角色，了解如果自己削减研发，整个无线行业可能会发生什么。由于这些事实，毫无疑问，我认为高通是5G创新和标准制定方面的领导者。下篇将介绍5G的芯片组领导者，看看行业现状究竟如何。

谁在真正领跑移动5G：5G移动芯片组

MWC巴塞罗那大会上展示的几款的5G调制解调器

上篇介绍了5G技术创新和标准方面的5G领导者。本篇想介绍5G芯片组领导者，5G芯片组是用于5G消费级移动设备的芯片组，而不是用于物联网（IoT）或工业物联网（IIoT）设备的芯片组。用于5G基础设施的芯片组可以被视为是“5G芯片组”。

说到5G移动芯片组，自4G早期以来市场已大大合并；由于研发成本高、回报低，许多玩家退出市场或出售相关部门。过去许多厂商声称是5G移动芯片组领导者，但我们将这个领域的领导者定义为：首先按照商业可用性和芯片组功能来定义。这个领域有许多玩家提前几个月宣布芯片组，却比竞争对手晚交付那些芯片组。

| 玩家们

如前所述，虽然移动芯片组领域玩家较少，但它仍是高度活跃、竞争激烈的市场，一些玩家制造调制解调器，一些制造RF前端部件，一些玩家两样都制造，更好地解决蜂窝网络复杂性加大的难题、加强集成并缩短产品上市时间。

业界主要分为能做mmWave的玩家和不能做mmWave的玩家。这是个值得考虑的关键变化因素，因为交付mmWave难得多，很少有玩家做得出商用mmWave。然而，mmWave在容量和带宽方面具有好处，最终它将不可避免地出现在需要密集部署的任何地方。

目前5G调制解调器的最大市场是低于6GHz（Sub-6GHz），原因如下：许多国家尚未开放mmWave频谱；mmWave在射频和设备设计方面做起来更难；最后，由于频率较高，mmWave覆盖的区域不是一样广。在调制解调器领域，我们介绍的玩家包括已宣布5G调制解调器的公司。值得一提的是，目前美国是唯一能够同时部署mmWave和Sub-6GHz的地区。

| 华为（海思）

华为的5G调制解调器产品组合名为“巴龙”。华为称巴龙是“平台”，包括调制解调器和RF集成电路。目前尚不清楚华为的整套RFFE解决方案。然而，调制解调器本身也叫“巴龙”，华为已宣布巴龙5000系列调制解调器今年将出货。目前扑朔迷离。

华为称，巴龙5000是7nm多模5G调制解调器，支持独立网络和非独立网络。宣布搭载该平台的第一款产品是Mate X可折叠设备，华为称预计会在今夏上市。然而华为后来宣布了Mate 20X 5G，这是去年的Mate 20 Pro搭载巴龙5000调制解调器的版本。巴龙5000目前尚未在任何设备上商用，因为华为Mate 20X 5G已经被最近在欧洲启动网络的所有5G运营商撤下。我们找不到原先宣布有意提供的哪家运营商仍支持华为的5G设备。华为声称自己还是5G mmWave的领导者，但到目前为止展示的设备似乎没有一款支持mmWave，而华为在支持mmWave方面传达的讯息莫衷一是。

华为在MWC上介绍Mate X的5G支持时掩饰了mmWave，但确实声称mmWave速度；我们后来获悉，mmWave得到巴龙5000的支持，但需要设备部门的实施，可能要到2019年下半年才实施。华为对mmWave的商用支持似乎取决于华为的设备部门，而不是海思的调制解调器功能。然而，华为尚未展示MateX或任何设备的mmWave工作原型，其Mate X网站并未声明支持任何mmWave频段。

由于华为并不制造自己的RF前端部件，因此向Qorvo和Skyworks等供应商采购部件以制造RF前端。这意味着部件集成不如基本上自行开发的解决方案来得紧密。

| 联发科技

在蜂窝调制解调器领域，联发科技历来更像是奉行低价的跟随者和挑战者，而不是领导者。然而，它确实与英特尔和华为大致在同一时间宣布会推出移动就绪的5G调制解调器。

联发科技的5G调制解调器名为Helio M70，是该公司的首款5G调制解调器，声称这是基于台积电7nm工艺的5G多模调制解调器，支持独立网络和非独立网络。与高通和华为一样，它支持5G NR规范的EN-DC功能，可实现4G和5G双连接（以及跨两种网络的聚合），以获得更高的速度。联发科技5G调制解调器的问题在于，它并未声称支持mmWave，尽管将来的调制解调器可能提供这种支持。由于没有合适的mmWave前端合作伙伴，联发科技支持mmWave的可能性不大。该公司认为，缺少mmWave支持没关系，因为客户使用该调制解调器主要向Sub-6GHz运营商提供设备。它声称，Sub-6GHz速度与预期的第一代5G调制解调器的峰值速度相当。与华为相似，联发科技也不自行生产射频前端部件，因此它依赖合作伙伴将调制解调器集成到OEM设计中。

该公司还宣布2020年初会将M70调制解调器集成到即将推出的带有ARM最新Cortex-A77和Mali-G77核心的7nm SoC中。联发科技称，M70自去年12月就已面市，但预计2019年下半年出货。

| 英特尔

英特尔很特别，因为这家公司一直在竭力与业界的其余公司竞争，收购英飞凌的调制解调器业务后，重新进入4G蜂窝市场，只不过比较晚。英特尔在移动和智能手机方面一贯不顺利，很难为其4G调制解调器找到任何客户，直到好不容易傍上了苹果这个客户。

英特尔最初宣布首款商用5G调制解调器将是XMM 8060，之前已有Gold Ridge原型调制解调器。然而2018年末，英特尔决定XMM 8060不再作为商用调制解调器来出货，而是用作开发平台。作出该决定的同时还宣布了XMM 8160，XMM 8160是英特尔最新的5G调制解调器，能够支持Sub-6GHz连接和mmWave连接，并支持SA网络和NSA网络。XMM 8160应该使用英特尔的10纳米工艺节点来制造，有望在2019年下半年出货，2020年用于设备中。

在最近的MWC 2019大会上，英特尔仍在演示使用仿真盒的5G调制解调器功能，旨在模拟调制解调器的功能以便测试和认证，直到ASIC出来。然而，英特尔确实宣布终于有了自己的mmWave RF IC，用于为mmWave前端制造几款模拟支持芯片，定于2020年末或2021年初供货。

英特尔在MWC之后宣布，大客户苹果与竞争对手高通签署协议、为其提供六年的5G调制解调器和IP后，将不再致力于5G智能手机调制解调器业务。这使得英特尔在5G调制解调器上的所有努力备受质疑。

英特尔称，它目前在评估其整个5G调制解调器业务的未来。唯一可能的另一条出路是将5G集成到更多未来的PC和物联网中，但对于英特尔而言，那可能需要一年或更长的时间，也似乎很难证明未来的研发投入是合理的。眼下，英特尔的5G调制解调器部门处于不确定的状态，但严格来说它确实拥有产品。

| 高通

高通的（集成和独立）调制解调器业务是这家公司过去和现在的主业，其他一切都是其调制解调器技术的补充。高通自CDMA以来一直在制造调制解调器，它实际上确立了这项标准，因此它在蜂窝通信领域有着悠久的历史，并在开发3GPP 5G标准上发挥了关键作用。因此，高通不仅宣布了首款5G调制解调器骁龙X50芯片，还已经在商用设备中交付首款5G调制解调器，也就不足为奇了。

X50不是多模5G芯片，因此要与高通骁龙4G SoC平台配合使用，主要设计用于早期的NSA和Sub-6GHz或mmWave 5G网络部署。因此，该调制解调器不支持第二代骁龙X55拥有的相同功能，包括针对mmWave和Sub-6GHz频率的SA和NSA网络支持。

高通的骁龙X55为两种频谱增添了支持4G/5G频谱共享的功能。除了X50中支持的NSA和TDD外，骁龙X55还增加了FDD和SA 5G模式。在X55中，高通还将Sub-6GHz的支持带宽从100 MHz增加到200 MHz，支持快得多的峰值速度。高通声称X55的峰值下载速度为7 Gbps，上传速度为3 Gbps。峰值速度只是博眼球的数字，最终最重要的是设备性能，通常比峰值速度低得多。然而值得一提的是，最近有报道称，搭载高通第一代X50调制解调器的设备在实际网络环境下确实获得了2 Gbps的下载速度，高通在MWC上演示的速度达到4.5 + Gbps。骁龙X55调制解调器已向客户出货，预计今年年底前用于设备。

最后，在调制解调器方面，高通还预先宣布会在2020年初将5G调制解调器集成到SoC中，这与联发科技声称的时间大致一样。

除了推出两代5G调制解调器外，高通还推出了两代5G mmWave RF前端模块。这些模块的第二代产品QTM525很小巧，几乎可以集成到任何类型的设备中，这进一步有助于提高mmWave 5G的采用率，如果你考虑到信号阻塞更是如此。似乎大多数5G mmWave解决方案会需要至少两个这样的mmWave 5G模块，因此它们越小，设备设计人员能够将这些模块轻松集成到智能手机和平板电脑设计中的可能性越大。新的QTM525还增加了对mmWave更多频段（包括24 GHz至27 GHz）的支持，之前已经支持28 GHz和39 GHz频段。

高通还为5G制造RF前端PA和分集模块，旨在支持低中频频谱的Sub-6GHz频段的5G和4G连接。高通将其PA模块与QET6100包络跟踪器配对，帮助降低5G的功耗并提高上传性能。随着从4G迁移到5G，大多数RF部件和ET要升级或改进，这就是为什么还要为Sub-6GHz 5G制造新的分集模块。

| 三星

三星从事调制解调器行业已有很长一段时间，尤其是由于长期以来它将调制解调器做到三星手机中。与华为一样，三星的调制解调器是自行研制的，仅用于其手机。此外与华为一样，三星有相当大的网络基础设施业务，因此它还以不止一种方式参与5G。

我们主要介绍三星的Exynos Modem 5100。Exynos是三星内部SoC的品牌，其调制解调器也有同样的品牌，与高通的骁龙品牌相似。与高通调制解调器一样，三星的调制解调器既支持Sub-6GHz，又支持mmWave，还支持LTE和5G；它与三星自己的RF集成电路搭配使用以支持mmWave。Exynos 5100指整个平台，包括调制解调器、RF、ET（包络跟踪）和电源管理集成电路。三星正在制造做在10nm工艺节点上的Exynos Modem 5100。

三星的Exynos 5100芯片组出现在某些地区的新款Galaxy S10 5G上。然而值得注意的是，并非所有版本的Galaxy S10 5G都搭载三星的Exynos芯片组，因为美国的那些Galaxy S10 5G搭载高通的骁龙芯片和mmWave模块。这是由于三星通常在一些市场交付高通芯片，在其他市场交付三星芯片。

| 紫光展锐

紫光展锐是5G领域、但不是调制解调器领域的最新玩家之一。紫光展锐以前的品牌叫Spreadtrum，是最近提供5G调制解调器的主要调制解调器供应商之一。紫光展锐早在2月底的MWC 2019大会上宣布了其首款5G调制解调器：IVY510，以及名为MAKALU的5G技术平台。该调制解调器不像其他产品那样瞄准领先的7nm工艺节点，而是采用台积电的12nm工艺制造，可能为了节省成本。调制解调器本身是多模，支持2G至5G以及高达100 MHz的Sub-6 GHz带宽。

与其他调制解调器一样，IVY510将支持独立和非独立的5G网络，但在任何公开的材料中都没有提及mmWave。由于紫光展锐通常是中国白标OEM厂商的供应商，成本极为重要；支持mmWave增加了设备成本，在紫光展锐的OEM厂商看来很重要的市场极有可能还不是一项必要功能。

| Skyworks Solutions Inc.

虽然Skyworks不是调制解调器供应商，但它确实为许多智能手机OEM厂商提供面向蜂窝连接的RF前端解决方案。该公司提供介于调制解调器和网络之间的许多部件，包括滤波器、放大器及其他RF前端部件。

Skyworks将其5G产品系列命名为Sky5，这包括功率放大器、滤波器以及集成它们的一些模块。由于为Sub-6GHz和mmWave支持大量的5G频段带来复杂性，模块变得越来越重要。不过在可预见的未来，SkyWorks的解决方案仅适用于Sub-6GHz 5G解决方案，除非该公司为mmWave制造RF IC或模块。拥有mmWave解决方案的所有玩家都将前端部件作为整个模块来提供，因此我们可能最终会看到Skyworks有类似的举措。

| Qorvo Inc.

Qorvo与SkyWorks的情况非常相似；事实上，该公司是Skyworks的最大竞争对手，两家公司共同占据了全球RF前端芯片组和部件市场的庞大份额。Qorvo也不制造调制解调器，也不像本文提到的其他一些玩家那样制造手机，但确实帮助OEM合作伙伴以优化无线电性能的方式来集成部件组件。此外与SkyWorks一样，Qorvo的大多数移动5G前端解决方案是为Sub-6GHz 5G智能手机和其他设备设计的。

不过，Qorvo确实为基础设施提供了一些mmWave无线电解决方案，但这似乎并没有影响其移动部门。mmWave方面最先进的公司在构建60 GHz Wi-Fi解决方案已经在尝试使用Oorvo的产品，然后克服了mmWave方面的一些挑战。

那么，谁最终是移动5G芯片组的领导者呢？

这个问题不难回答。如果你看看哪家公司拥有市面上最多的产品、拥有最完整的5G移动解决方案，就会发现高通几乎没有对手。

高通已向客户交付了两代5G调制解调器，市面上已经有采用其第一代产品的设备。高通目前是最先交付5G调制解调器，已经向客户交付第二代调制解调器的玩家。它还有商用的Sub-6GHz和mmWave，这表明了高通的领导地位，因为它解决了mmWave非常棘手的问题。除了5G调制解调器外，高通还有众多的5G前端产品，这让它成为移动芯片组领域无可争议的5G领导者。