《電子技術(shù)應(yīng)用》
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性能最好的 5G 智能手機(jī)在低于 6GHz 頻段及毫米波范圍內(nèi)使用高通的調(diào)制解調(diào)器到天線解決方案

2020-08-20
來(lái)源:Strategy Analytics

  1.  執(zhí)行摘要

  5G 智能手機(jī)現(xiàn)上市已超過(guò)一年,結(jié)果已出爐。

  高通不僅在無(wú)線電芯片組市場(chǎng)份額方面處于領(lǐng)先地位,最近 Ookla 在美國(guó)和英國(guó)的測(cè)試結(jié)果顯示,高通還為速度最快、性能最好的 5G 智能手機(jī)提供無(wú)線電芯片組和射頻前端組件:

  ·     根據(jù) Ookla 在美國(guó)的測(cè)試,從數(shù)據(jù)速率上來(lái)講,毫米波 5G 智能手機(jī)勝過(guò)其他所有智能手機(jī),其平均下載數(shù)據(jù)速率是 4G LTE 的 20 倍。  這些速度最快的智能手機(jī)使用高通無(wú)線電芯片組和高通毫米波射頻天線封裝 (AIP) 模塊。

  ·     英國(guó)的測(cè)試結(jié)果顯示,搭載高通產(chǎn)品的 5G 智能手機(jī)在低于 6 Ghz 的頻段提供最快的數(shù)據(jù)傳輸速度,如今最快的型號(hào)都使用高通驍龍調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng),這是高通的完整解決方案。

  ·     在美國(guó)和英國(guó) 5G 和 4G 型號(hào)中,速度最快的智能手機(jī)都使用高通的解決方案。

  測(cè)試結(jié)果也驗(yàn)證了這一說(shuō)法,即運(yùn)營(yíng)商既需要低于 6 GHz 的頻段也需要毫米波來(lái)支持其 5G 網(wǎng)絡(luò),因?yàn)楹撩撞ㄌ畛淞烁呙芏鹊牧髁繀^(qū)域,全面提升智能手機(jī)和其他用戶設(shè)備的 5G 網(wǎng)絡(luò)容量:

  ·     目前 10 個(gè)國(guó)家/地區(qū)的 35 家運(yùn)營(yíng)商采用 5G 毫米波,它提供的巨大容量正獲得更多吸引力。

  ·     2020 年,還有 4 個(gè)國(guó)家/地區(qū)將向運(yùn)營(yíng)商分配毫米波頻譜,2021 年,還將有 10 個(gè)國(guó)家/地區(qū)舉行拍賣,2022 年及以后,預(yù)計(jì)還將有 26 個(gè)國(guó)家/地區(qū)舉行拍賣。

  在后新冠肺炎 (COVID-19) 時(shí)代,毫米波的需求將繼續(xù)增加。  Strategy Analytics 和其他機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)無(wú)線數(shù)據(jù)消耗以每年至少 10% 的速度無(wú)限期增長(zhǎng)。

  Ookla 測(cè)試結(jié)果得出:

  ·     無(wú)線運(yùn)營(yíng)商應(yīng)確保搭載高通產(chǎn)品的智能手機(jī)在面向無(wú)線用戶的 5G 智能手機(jī)和其他設(shè)備組合中發(fā)揮重要作用。

  ·     原始設(shè)備制造商應(yīng)提供搭載高通產(chǎn)品的 5G 智能手機(jī)型號(hào)。  我們預(yù)計(jì),隨著高通競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手提供新的解決方案,5G 芯片組的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)加劇,但至少到目前為止,高通擁有領(lǐng)先的技術(shù)和最成熟的解決方案。

  ·     消費(fèi)者在購(gòu)買前比較智能手機(jī)的價(jià)格和功能時(shí),可以將搭載高通產(chǎn)品的 5G 智能手機(jī)作為最優(yōu)選擇。

  2.      分析

  2.1     背景

  在新冠肺炎的大背景下,移動(dòng)應(yīng)用使更多在線活動(dòng)得以實(shí)現(xiàn),特別是居家辦公、必需品訂購(gòu)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和遠(yuǎn)程醫(yī)療等,對(duì)無(wú)線數(shù)據(jù)的需求增長(zhǎng)速度甚至超過(guò)了預(yù)期:

  ·     據(jù)威瑞森電信 (Verizon) 報(bào)道,互聯(lián)網(wǎng)的使用已經(jīng)從辦公樓轉(zhuǎn)移到居民區(qū),同時(shí)引發(fā)無(wú)線和有線接入互聯(lián)網(wǎng)的需求激增。

  ·     愛(ài)立信 (Ericsson) 根據(jù)全球用戶調(diào)查指出,新冠肺炎大流行以來(lái),消費(fèi)者智能手機(jī)數(shù)據(jù)使用平均增加了 25%。

  ·     甚至在新冠肺炎之前,無(wú)線運(yùn)營(yíng)商就注意到無(wú)線數(shù)據(jù)的消耗只增不減。  例如,在 2020 年 2 月舉行的第 54 屆超級(jí)碗足球賽上,參與者的數(shù)據(jù)消耗量比去年第 53 屆超級(jí)碗增加了約 10%。

  5G 將在提供無(wú)線容量方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,全球范圍正在加速采用 5G 技術(shù)。  Strategy Analytics 預(yù)計(jì),今年將有約 2 億部 5G 智能手機(jī)出貨,明年這個(gè)數(shù)字會(huì)超過(guò) 5.5 億,占 2021 年所有智能手機(jī)出貨量的 46%。  盡管新冠肺炎大流行給消費(fèi)者帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)收入壓力,但上述情況仍在發(fā)生。

  目前,中國(guó) 5G 智能手機(jī)消費(fèi)約占總產(chǎn)量的 60%,這讓人得以窺見(jiàn) 5G 的未來(lái)。  今年,在中國(guó)購(gòu)買的智能手機(jī)中,約 40% 將支持 5G。  在中國(guó)出售的 5G 智能手機(jī)中,華為、Vivo、Oppo 和小米占據(jù)了大多數(shù)(約 85% 或更多)。

  2.2     5G 益處

  隨著無(wú)線數(shù)據(jù)需求的爆炸式增長(zhǎng),無(wú)線運(yùn)營(yíng)商將其網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到 5G 并提供盡可能最快的 5G 設(shè)備是有其經(jīng)濟(jì)價(jià)值的:

  ·     5G 網(wǎng)絡(luò)的容量和效率降低了無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的每比特成本,提高了定價(jià)靈活性和無(wú)限數(shù)據(jù)計(jì)劃的可行性。

  ·     5G 設(shè)備擁有性能最好的蜂窩無(wú)線電芯片組,可盡早充分利用運(yùn)營(yíng)商在 5G 上的投資來(lái)提高投資回報(bào)率。

  ·     快速 5G 設(shè)備為消費(fèi)者提供最高的下載和上傳速度,以及盡可能最好的連接可靠性和流媒體體驗(yàn),從而提高客戶滿意度,減少投訴和客戶流失。

  ·     盡管大多數(shù)消費(fèi)者在選擇智能手機(jī)時(shí)依賴品牌忠誠(chéng)度、風(fēng)格和功能,但運(yùn)營(yíng)商提供和推廣具有最佳蜂窩無(wú)線電的智能手機(jī)對(duì)消費(fèi)者和自身都有百利而無(wú)一害。

  不可否認(rèn),5G 旗艦智能手機(jī)的價(jià)格確實(shí)會(huì)影響消費(fèi)者從 4G LTE 升級(jí)。  在我寫這篇文章時(shí),我的運(yùn)營(yíng)商 AT&T 提供的 5G 智能手機(jī)價(jià)格區(qū)間在 600 美元到 1500 美元不等,大多數(shù)都在 900 美元以上。  除了提供靈活的定價(jià)計(jì)劃外,運(yùn)營(yíng)商還應(yīng)強(qiáng)調(diào) 5G 如何幫助消費(fèi)者在購(gòu)買智能手機(jī)時(shí)確保其產(chǎn)品不會(huì)過(guò)時(shí),并簡(jiǎn)要說(shuō)明購(gòu)買一款擁有最佳無(wú)線芯片組設(shè)備的好處。

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  2.3     智能手機(jī)選擇

  全球移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商協(xié)會(huì) (GSA) 表示,至少有 95 款支持 5G 的手機(jī)已出貨,并于 2020 年 7 月 8 日上市。  Strategy Analytics 運(yùn)用我們的 SpecTRAX 數(shù)據(jù)庫(kù),統(tǒng)計(jì)出 185 款出貨上市的型號(hào)變體(圖表 1)。

  圖表 1    2020 年 7 月出貨 5G 智能手機(jī)

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  我們的統(tǒng)計(jì)包括射頻前端 (RFFE) 配置略有不同的其他相同型號(hào)。  大多數(shù)這些不同變體都支持地區(qū)和運(yùn)營(yíng)商特定的頻段要求,同時(shí)仍然提供足夠的頻段允許漫游到其他地區(qū)和國(guó)家。  我們的統(tǒng)計(jì)不包括板載內(nèi)存或手機(jī)外殼不同的其他相同變體。

  ·     射頻前端包括天線調(diào)諧器、發(fā)射功率放大器、用于信號(hào)路由往返于天線的射頻開(kāi)關(guān)、特定頻段的射頻濾波器/雙工器/多工器、用于接收的低噪聲放大器和功率放大器管理集成電路(用于封包或平均功率追蹤)。

  ·     蜂窩無(wú)線電的另一部分,無(wú)線電芯片組主要由射頻收發(fā)器、基帶(通信)處理器和應(yīng)用處理器組成。

  ·     射頻收發(fā)器和基帶處理器可被稱為蜂窩調(diào)制解調(diào)器。

  ·     通常,通信處理器和應(yīng)用處理器會(huì)組合為一體,并稱為“處理器”,而芯片組只是指處理器的名稱或部件號(hào),這便是蜂窩無(wú)線電的核心。

  ·     無(wú)線電“平臺(tái)”(一些半導(dǎo)體供應(yīng)商用這個(gè)詞)通常用來(lái)描述無(wú)線電芯片組和任何其他提供的芯片,例如 Wi-Fi 和 GPS 芯片。

  圖表 1 中哪款手機(jī)擁有最好的蜂窩無(wú)線電和最快速度?  接下來(lái)我們將討論這個(gè)問(wèn)題。

  2.4     最快的 5G 智能手機(jī)使用毫米波

  如果您想要最快的 5G 智能手機(jī),請(qǐng)選擇一款具有毫米波 (mmW) 功能的智能手機(jī)。   5G 環(huán)境下的“毫米波”是指高于 24 GHz 的無(wú)線電頻率。

  圖表 2    Ookla 速度測(cè)試結(jié)果:美國(guó) 5G 毫米波

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  Ookla 進(jìn)行的速度測(cè)試中,在毫米波下運(yùn)行的 5G 提供的下載速度大約是 4G LTE 的 20 倍。   見(jiàn)圖表 2。

  ·     如果一款智能手機(jī)支持毫米波頻率,則與在無(wú)毫米波覆蓋范圍區(qū)域內(nèi)運(yùn)行 5G 相比,您可以預(yù)期下載數(shù)據(jù)速率約為其 5 倍。  若無(wú)法使用毫米波,在可能的情況下,手機(jī)將恢復(fù)為低于 6 GHz 頻段運(yùn)行的 5G。

  ·     與 4G LTE 典型的 55 Mbps 下載速度相比,低于 6 GHz 頻段的 5G 下載速度是其 4 倍,5G 毫米波下載速度是其 20 倍。  4G LTE 速度估計(jì)來(lái)自 Ookla 2020 年第 1 季度報(bào)告。

  ·     測(cè)試中的毫米波網(wǎng)絡(luò)提供了 400 MHz 的帶寬。  部分毫米波網(wǎng)絡(luò)提供 800 MHz 的帶寬,這將使設(shè)備的峰值可用數(shù)據(jù)速率加倍。

  ·     該圖表基于 Ookla? 對(duì) Speed Test Intelligence? 數(shù)據(jù)的分析,比較了頂級(jí)提供商使用 2020 年第 1 季度部署的毫米波的結(jié)果并由高通公布點(diǎn)擊此處查看。

  截至 2020 年 7 月 31 日,只有高通提供支持毫米波的芯片組和毫米波射頻子系統(tǒng)(毫米波射頻天線封裝 (AIP) 模塊)支持 5G 設(shè)備。  明年,華為、三星和聯(lián)發(fā)科技 (MediaTek) 可能會(huì)推出毫米波蜂窩無(wú)線電芯片組和毫米波射頻子系統(tǒng),但高通在技術(shù)上至少領(lǐng)先市場(chǎng) 18 個(gè)月。

  圖表 3    支持毫米波的出貨 5G 智能手機(jī)(2020 年 7 月)

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  備注:以上型號(hào)是否有配備毫米波的版本取決于無(wú)線運(yùn)營(yíng)商。

  圖表 4    按品牌劃分的 5G 毫米波智能手機(jī)型號(hào)變體

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  圖表 3 中原始設(shè)備制造商生產(chǎn)的一些毫米波智能手機(jī)版本略有不同,185 款支持 5G 的出貨智能手機(jī)變體中有 23 款支持毫米波(見(jiàn)圖表 4)。  其中所有毫米波手機(jī)都使用高通蜂窩無(wú)線電芯片組和高通毫米波射頻組件。

  截至 2020 年 7 月,已有 10 個(gè)國(guó)家/地區(qū)為 5G 分配了毫米波,將有更多國(guó)家/地區(qū)將緊隨其后:

  ·     這包含的三十五 (35) 家運(yùn)營(yíng)商在美國(guó)、意大利、希臘、芬蘭、愛(ài)爾蘭、香港、日本、泰國(guó)、俄羅斯和韓國(guó)采用毫米波提供 5G 服務(wù)。

  ·     在提供或即將提供具有已發(fā)布的明確定義規(guī)則的毫米波頻譜的 28 個(gè)國(guó)家/地區(qū)中,每個(gè)國(guó)家/地區(qū)可用的平均毫米波頻譜高達(dá) 2174 MHz。

  ·     還有 40 多個(gè)國(guó)家/地區(qū)或在計(jì)劃拍賣,或在認(rèn)真考慮 5G 毫米波技術(shù):

  ·     盧森堡、馬來(lái)西亞、斯洛文尼亞和英國(guó)計(jì)劃在 2020 年下半年拍賣和分配毫米波給運(yùn)營(yíng)商。

  ·     澳大利亞、奧地利、比利時(shí)、巴西、智利、克羅地亞、法國(guó)、黑山、波蘭和羅馬尼亞計(jì)劃在 2021 年進(jìn)行拍賣和分配。  受到新冠肺炎的影響,其中許多國(guó)家/地區(qū)推遲了原定于 2020 年進(jìn)行的頻譜拍賣。

  2.5     毫米波的重要性

  毫米波將形成 5G 無(wú)線接入網(wǎng)的大容量和高速度核心:

  ·     毫米波能夠提供 5 倍于低于 6 GHz 頻段的峰值數(shù)據(jù)速率,因此它可以在密集的城市中心、繁忙的郊區(qū)購(gòu)物區(qū)和像體育場(chǎng)館這樣擁擠的開(kāi)放區(qū)域提供超常的容量。

  ·     毫米波的射程相對(duì)較短,不能很好地穿透墻壁,但可以從障礙物反彈到障礙物,因此可以利用這一點(diǎn)來(lái)減少阻礙。  基于這些原因,人們認(rèn)為它非常適合大型工業(yè)空間、企業(yè)、機(jī)場(chǎng)和交通樞紐的工廠自動(dòng)化,以及私人室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)。

  ·     毫米波可以讓運(yùn)營(yíng)商略過(guò)最后一英里的光纖部署,實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)網(wǎng)接入,從而更輕松地提供固定無(wú)線服務(wù):

  ·     毫米波 5G 允許運(yùn)營(yíng)商利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn),在現(xiàn)有覆蓋范圍內(nèi)為城市、郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)的更廣泛客戶群提供多千兆位、低延遲的固定無(wú)線服務(wù)。

  ·     使用毫米波,運(yùn)營(yíng)商可以用快速經(jīng)濟(jì)的方式將固定無(wú)線接入部署到傳統(tǒng)寬帶難以到達(dá)且成本高昂的區(qū)域。

  ·     據(jù) Ookla 稱,全球有線寬帶下載平均速度為 75 Mbps,隨著新冠肺炎推動(dòng)視頻通話和娛樂(lè)需求的上升,許多消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有有線寬帶速度不夠快,尤其是在有多個(gè)并發(fā)用戶的家庭中。

  毫米波頻譜相對(duì)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。運(yùn)營(yíng)商通常能夠以相對(duì)較低的成本獲得毫米波頻譜,每兆赫覆蓋單位人口如圖表 5 所示。   5G 毫米波的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)超出本報(bào)告范圍的復(fù)雜話題,但獲取毫米波頻譜的成本是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì),尤其是低于 6 GHz 頻段稀缺的情況下。

  當(dāng)然,運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng) 5G 既需要低于 6 Ghz 的頻段也需要毫米波頻段,以較低頻率、低于 6 GHz 的頻段提供覆蓋范圍。

  圖表 5    一些近期拍賣的頻譜估值

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  已為 5G 定義了超過(guò) 51 個(gè)頻段,每個(gè)頻段都是由全球至少一家無(wú)線運(yùn)營(yíng)商所要求的。  這些頻段基于監(jiān)管規(guī)劃,充分考慮可用頻譜和現(xiàn)有無(wú)線電用戶,在可能的情況下嘗試重新分配使用不足的頻譜,并盡量減少干擾:

  ·     毫米波頻段可以支持大量下行鏈路和上行鏈路速度,從運(yùn)營(yíng)商的角度來(lái)看,毫米波在并發(fā)用戶數(shù)量方面擁有巨大容量,能夠改善所有用戶體驗(yàn)。  這些頻段對(duì)于 5G 以下的手機(jī)來(lái)說(shuō)是新頻段。

  ·     1 GHz 以下的低頻段提供最佳范圍和穿透墻壁能力。  許多國(guó)家/地區(qū)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)為 5G 分配了小到 2 x 5 MHz 的低頻段頻譜;最初指定用于 2G、3G 和廣播電視的 100 MHz 帶寬 (BW) 連續(xù)刈幅非常適合 5G,但通常無(wú)法用于低頻段。   這意味著,低頻段通常能夠提供可靠的 5G 覆蓋,但如果不增加其他頻段,就無(wú)法給用戶帶來(lái)良好的寬帶體驗(yàn)。

  ·     3.5 GHz 頻段對(duì)許多國(guó)家/地區(qū)而言都是新頻段,這就需要重新定位衛(wèi)星地面站和軍方等現(xiàn)有頻譜用戶使用的頻率,并在現(xiàn)有頻譜用戶周圍創(chuàng)建頻譜共享規(guī)則和蜂窩網(wǎng)絡(luò)禁區(qū)。  3.5 GHz 頻段實(shí)現(xiàn)了毫米波及低頻段的帶寬和覆蓋優(yōu)勢(shì)之間的平衡,并且已經(jīng)成為 5G 中使用最多的頻段。  在美國(guó),用于移動(dòng)通信的 3.5 GHz 頻譜拍賣于 2020 年 7 月 23 日開(kāi)始。

  圖表 6    定義的 5G 低、中、高頻段

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  在已公布 5G 設(shè)備中出現(xiàn)的頻段大約占百分比。  在美國(guó),美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì) (FCC) 已經(jīng)將中頻段擴(kuò)展到 7.125 GHz,但與 5.9 GHz 以上的 Wi-Fi 6E 共享。

  圖表 6 顯示了 5G 使用中最受歡迎的一些頻段:

  ·     在公布的 5G 智能手機(jī)中,約 80% 的頻段是中頻段。

  ·     大約 5% 是毫米波頻段。

  ·     越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備可以使用 1 GHz 以下的低頻段,其中 700 MHz、800 MHz 和 900 MHz 頻段因其提供的范圍、室內(nèi)穿透力和覆蓋范圍而備受歡迎。  未來(lái) 18 個(gè)月內(nèi),還有 28 個(gè)國(guó)家/地區(qū)計(jì)劃為 5G 分配低頻段頻譜,特別是 700 MHz 左右的頻譜。

  如果特定的 5G 頻段不可用,則設(shè)備可以切換到其他低、中、高頻段,并且可以使用載波聚合同時(shí)利用頻段組合。  5G 電話和網(wǎng)絡(luò)還利用了多天線 (MIMO) 的優(yōu)勢(shì),與 4G LTE 相比,應(yīng)用更短時(shí)間和高效頻率接入電波,即使在許多用戶的情況下,也能實(shí)現(xiàn)每個(gè)用戶更高的數(shù)據(jù)速率和更好的用戶體驗(yàn)。

  2.6     低于 6 GHz 頻段中最快的 5G 手機(jī)

  即使沒(méi)有毫米波,5G 速度也遠(yuǎn)超 4G。  在英國(guó),在對(duì)低于 6 Ghz 頻段智能手機(jī)的 Ookla 測(cè)試中,5G 的平均下載數(shù)據(jù)速率幾乎是 4G-LTE 的 6 倍。  見(jiàn)圖表 7。

  ·     該圖表基于 Ookla? 對(duì) Speed Test Intelligence? 數(shù)據(jù)的分析,比較了頂級(jí)提供商使用 2020 年第 1 季度部署的中頻段 (MB) 的結(jié)果并由高通公布點(diǎn)擊此處查看。  Ookla 將樣本量不足的手機(jī)排除在統(tǒng)計(jì)顯著性之外,因此,一些在 2020 年初發(fā)布的較新手機(jī)并未納入調(diào)查結(jié)果。

  ·     所有測(cè)試中速度最快的 5G 手機(jī)都使用了高通驍龍調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)。  這意味著這些手機(jī)不僅使用了高通的蜂窩無(wú)線電芯片組,而且還采用了高通的射頻前端組件:

  ·     通過(guò)提供從天線到處理器的完整蜂窩無(wú)線電,高通可以將無(wú)線電不同部件的功能設(shè)計(jì)緊密結(jié)合起來(lái),以此將調(diào)制解調(diào)器優(yōu)化為一個(gè)系統(tǒng)。  例如,這能夠利用閉環(huán)算法來(lái)控制天線調(diào)諧和功率放大器,執(zhí)行校準(zhǔn),并實(shí)時(shí)優(yōu)化無(wú)線電性能。

  ·     射頻前端產(chǎn)品供應(yīng)商 Skyworks、Qorvo、Broadcom 和 Murata 擁有豐富的經(jīng)驗(yàn),并為智能手機(jī)提供低成本、高性能的射頻前端組件,但高通早已在前兩代 5G 智能手機(jī)的射頻前端領(lǐng)域中取得了顯著成功。   高通為圖表 8 中列出的手機(jī)提供所有或幾乎所有的射頻組件。

  圖表 7    5G、4G LTE 在英國(guó)低于 6 GHz 頻段的下載速度

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  支持 5G 所需的無(wú)線電功能給智能手機(jī)原始設(shè)備制造商帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn),最重要的是需要在真正的全球設(shè)備中支持 50 多個(gè)頻段。  5G 設(shè)備中使用的無(wú)線電功能包括 5G/4G E-UTRAN NR 雙連接 (EN-DC)、跨大量可能頻帶組合的載波聚合、DSS(動(dòng)態(tài)頻譜共享)、下行鏈路多天線技術(shù)(通常有四個(gè)天線)、上行鏈路多天線技術(shù)(通常有兩個(gè)天線)、動(dòng)態(tài)天線調(diào)諧、波束形成(毫米波中)和封包追蹤等等。  這些無(wú)線電功能需要更多的射頻前端元件和非常復(fù)雜的信號(hào)路由。

  需要復(fù)雜的射頻前端支持 5G 設(shè)備無(wú)線電功能意味著:

  ·     更長(zhǎng)的設(shè)計(jì)周期和上市時(shí)間。

  ·     射頻前端信號(hào)損耗導(dǎo)致更高的功耗。

  ·     更多的庫(kù)存單位,即獨(dú)特的射頻前端設(shè)計(jì)以支持全球運(yùn)營(yíng)商所使用的頻段。

  ·     更高的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、采購(gòu)和庫(kù)存成本。

  隨著對(duì)射頻前端的需求從 2G 增加到 3G 和 4G,供應(yīng)商的應(yīng)對(duì)方案是改進(jìn)性能、縮小組件尺寸及將功能元件集成到模塊中。  這導(dǎo)致了行業(yè)整合,因?yàn)楣?yīng)商必須使用先進(jìn)的封裝技術(shù)開(kāi)發(fā)出一流的功率放大器、開(kāi)關(guān)、濾波器、電源管理和數(shù)字控制元件,并將其組合成模塊。  許多供應(yīng)商缺乏相應(yīng)資源跟上模塊開(kāi)發(fā)的步伐,在過(guò)去大約 20 年的時(shí)間里,其已退出市場(chǎng)或被收購(gòu)。

  高通表示,通過(guò)提供射頻前端模塊和芯片組,并將系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)優(yōu)化應(yīng)用于從調(diào)制解調(diào)器到天線的整個(gè)無(wú)線電系統(tǒng),其驍龍調(diào)制解調(diào)器射頻系統(tǒng)通過(guò)以下方式幫助原始設(shè)備制造商應(yīng)對(duì) 5G 的設(shè)計(jì)難題:

  ·     通過(guò)簡(jiǎn)化射頻前端設(shè)計(jì)縮短上市時(shí)間,使其成為經(jīng)認(rèn)證支持 5G 系統(tǒng)解決方案的一部分,而且具有對(duì)運(yùn)營(yíng)商很重要的無(wú)線電功能。

  ·     為智能手機(jī)設(shè)計(jì)提供最佳性能,包括降低射頻前端的功耗。

  ·     減少原始設(shè)備制造商的庫(kù)存單位數(shù)量,以管理特定地區(qū)的手機(jī)變體。

  ·     簡(jiǎn)化組件采購(gòu),降低手機(jī)開(kāi)發(fā)成本。

  到目前為止,只有高通擁有足夠的規(guī)模和專業(yè)技術(shù)為移動(dòng)電話提供成功的系統(tǒng)級(jí)調(diào)制解調(diào)器到天線解決方案。  有證據(jù)表明,其他蜂窩無(wú)線電芯片組提供商可能正在朝著這個(gè)方向發(fā)展,尤其是在中國(guó),為了減少對(duì)美國(guó)供應(yīng)商的依賴,貿(mào)易制裁鼓勵(lì)企業(yè)尋找國(guó)內(nèi)的射頻前端組件替代來(lái)源。

  圖表 8     配備高通驍龍 (Snapdragon) 調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的 5G 手機(jī)

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  2.7     速度最快的手機(jī)

  高通在 5G 手機(jī)中的無(wú)線電處理器(基帶和集成基帶應(yīng)用處理器)和蜂窩無(wú)線電芯片組的市場(chǎng)份額中處于領(lǐng)先地位。  您可以從圖表 9 中了解到這一點(diǎn),該圖表展示了來(lái)自 Strategy Analytics SpecTRAX 數(shù)據(jù)庫(kù)的已公布 5G 智能手機(jī)型號(hào)和型號(hào)變體中無(wú)線電芯片組的統(tǒng)計(jì)分析。

  圖表 9    已公布 5G 智能手機(jī)變體的芯片組供應(yīng)商

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  根據(jù) Ookla 在美國(guó)和英國(guó)的測(cè)試結(jié)果,速度最快的手機(jī)普遍使用高通產(chǎn)品:

  ·     Ookla 測(cè)試結(jié)果表明,從美國(guó)的智能手機(jī)來(lái)看,包括 5G、4G LTE 甚至部分 3G 智能手機(jī)在內(nèi),6 款搭載高通產(chǎn)品的 5G 手機(jī)是速度最快的。  這些手機(jī)都使用高通調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng),以及配備 X55 調(diào)制解調(diào)器的高通驍龍 865 或配備 X50 調(diào)制解調(diào)器的高通驍龍 855 Plus。  見(jiàn)圖表 10。

  ·     Ookla 測(cè)試結(jié)果表明,一加 7 Pro 5G 在速度方面擊敗了英國(guó)所有其他智能手機(jī)。

  ·     在搭載高通產(chǎn)品的 4G LTE 智能手機(jī)和搭載聯(lián)發(fā)科技產(chǎn)品的 4G LTE 智能手機(jī)的測(cè)試中,高通在速度上比聯(lián)發(fā)科技快 44%。

  ·     關(guān)于這些結(jié)果的更多信息,請(qǐng)?jiān)L問(wèn)高通的博客點(diǎn)擊此處查看。

  圖表 10   美國(guó)最快的智能手機(jī)(Ookla 2020 年 7 月進(jìn)行的下載速度測(cè)試)

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  免責(zé)聲明:高通為眾多 5G 智能手機(jī)提供無(wú)線電芯片組和射頻前端子系統(tǒng),因此高通作為某些市場(chǎng)唯一的供應(yīng)商,很難直接比較實(shí)際 5G 部署中所有設(shè)備芯片組和射頻前端供應(yīng)商的手機(jī)性能。

  使用特定網(wǎng)絡(luò)操作的智能手機(jī)性能取決于基站設(shè)備支持的功能以及智能手機(jī)和基站協(xié)同工作程度。  我們知道的是,上述 Ookla 測(cè)試結(jié)果使用了來(lái)自愛(ài)立信、華為、諾基亞和三星等供應(yīng)商的各種基站設(shè)備。

  3.      啟示

  截至 2020 年 7 月,英國(guó)和美國(guó)的 Okola 測(cè)試表明,高通為 5G 智能手機(jī)提供了性能最高的蜂窩無(wú)線芯片組;此外,若將支持 4G LTE 的智能手機(jī)考慮在內(nèi),最快的智能手機(jī)普遍使用高通產(chǎn)品。

  ·     在毫米波中運(yùn)行速度最快的 5G 智能手機(jī)使用高通產(chǎn)品。

  ·     在廣泛使用的低于 6 GHz 頻段中運(yùn)行速度最快的智能手機(jī)使用高通的調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng),這是高通的完整解決方案。

  由于毫米波智能手機(jī)提供的下行鏈路數(shù)據(jù)速率是典型 4G-LTE 智能手機(jī)的 20 倍,Ookla 的測(cè)試結(jié)果強(qiáng)調(diào)了毫米波如何提升運(yùn)營(yíng)商 5G 網(wǎng)絡(luò)的巨大容量。  這不僅包括智能手機(jī),還包括其他設(shè)備,如 FWA 客戶終端設(shè)備和用于工業(yè)自動(dòng)化的客戶端設(shè)備。

  運(yùn)營(yíng)商應(yīng)儲(chǔ)備使用高通芯片組和完整驍龍調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的智能手機(jī),以提高客戶滿意度,加快 5G 網(wǎng)絡(luò)的使用,并提高 5G 投資回報(bào)率。

  原始設(shè)備制造商應(yīng)評(píng)估 5G 智能手機(jī)無(wú)線電組件的多種來(lái)源,并考慮調(diào)制解調(diào)器到天線的解決方案,如驍龍調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng),而不是單獨(dú)采購(gòu)單個(gè)射頻前端組件和調(diào)制解調(diào)器(無(wú)線電芯片組)。

  消費(fèi)者在比較型號(hào)時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮使用高通無(wú)線電的 5G 智能手機(jī)。

  隨著三星、華為和聯(lián)發(fā)科技推出新的芯片組,5G 市場(chǎng)格局可能在 2021 年發(fā)生變化,特別是如果這些公司發(fā)布商業(yè)可行的毫米波解決方案:

  ·     由于美國(guó)和歐洲的制裁,華為最近幾個(gè)季度在智能手機(jī)領(lǐng)域的市場(chǎng)份額有所下降,這可能會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)限制海思 (HiSilicon) 5G 解決方案在中國(guó)以外市場(chǎng)上的成功。  華為幾乎所有 5G 手機(jī)都擁有并使用海思芯片組。

  ·     預(yù)計(jì)至少在未來(lái) 18 個(gè)月內(nèi),中國(guó)其他三大 5G 智能手機(jī)供應(yīng)商 Vivo、Oppo 和小米將繼續(xù)青睞高通。

  即使預(yù)期競(jìng)爭(zhēng)增加,高通在 5G 芯片組方面仍處于強(qiáng)大領(lǐng)先地位,我們預(yù)計(jì)隨著 5G 的普及,高通在射頻前端的市場(chǎng)份額也會(huì)增加。

  有關(guān)高通市場(chǎng)份額的更多信息,以及我們對(duì)高通地位和增長(zhǎng)潛力的分析,擁有訪問(wèn)權(quán)限的用戶可以閱讀在 5G 和射頻前端的推動(dòng)下,高通的芯片部門將迎來(lái)增長(zhǎng)。高通的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手如何與之競(jìng)爭(zhēng)?

  4.      我們能為您做點(diǎn)什么?

  Strategy Analytics 通過(guò)一系列定制解決方案,為全球客戶提供戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)支援:

  ·         在多個(gè)國(guó)家/地區(qū)主要研究任務(wù)中使用高端工具和技術(shù)。

  ·         用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)意互動(dòng)。

  ·         實(shí)時(shí)移動(dòng)客戶 設(shè)備內(nèi)置追蹤項(xiàng)目。

  ·         B2B 咨詢項(xiàng)目和白皮書

  如有任何疑問(wèn),請(qǐng)通過(guò) Custom@strategyanalytics.com 聯(lián)系我們,進(jìn)一步了解我們?nèi)绾闻c您合作,創(chuàng)建定制解決方案來(lái)解決您的特定需求。

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