《電子技術(shù)應(yīng)用》
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?國產(chǎn)5G小基站芯片進(jìn)入量產(chǎn)關(guān)鍵時(shí)刻 破解5G建設(shè)萬億成本壓力

2021-09-05
來源:互聯(lián)網(wǎng)

  隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的深入,在大規(guī)模部署宏基站的同時(shí),也需要小基站完善網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,才能實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋。小基站作用凸顯,不僅是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的補(bǔ)盲和補(bǔ)熱,同時(shí)小基站“高性能、低成本”的優(yōu)勢也成為解決運(yùn)營商當(dāng)下5G網(wǎng)絡(luò)投資大的另一條出路。

  8月30日,5G RAN基帶芯片和軟件專業(yè)公司比科奇(Picocom)在北京召開了媒體見面會(huì),比科奇CEO蔣穎波博士與物聯(lián)網(wǎng)智庫及其他行業(yè)媒體圍繞5G小基站技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行了深度交流。會(huì)上,蔣穎波介紹了比科奇即將上市的5G小基站芯片“PC802”,以及剛剛榮獲全球小基站論壇(SCF)大獎(jiǎng)的全新ORANIC板卡,并對(duì)5G小基站未來發(fā)展趨勢和市場給出了自己的答案。

  5G比4G更迫切需要小基站

  5G商用兩年,目前我國5G建設(shè)以快速覆蓋為主,并取得了長足的進(jìn)展。據(jù)工信部數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),截止今年6月底,我國已經(jīng)建設(shè)完成5G基站96.1萬個(gè),5G網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國所有地級(jí)城市、95%以上的縣域地區(qū)、35%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)。

  但是,這依然改變不了我國仍處于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期階段的現(xiàn)實(shí)。簡單做個(gè)對(duì)比,從2014年4G建設(shè)開始,我國4G基站數(shù)量連續(xù)7年增加。2020年,全國移動(dòng)通信基站數(shù)達(dá)到了931萬個(gè),而其中4G基站總數(shù)就達(dá)到了575萬個(gè),占到了總的移動(dòng)通信基站數(shù)量的一半以上。因而,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋仍舊是運(yùn)營商接下來面對(duì)的重點(diǎn)任務(wù)。

  國內(nèi)5G建網(wǎng)以“先宏站后小站,先室外后室內(nèi)”為原則,一方面取決于我國整體的5G建網(wǎng)節(jié)奏,另一方面,小基站的先天特性就是用于補(bǔ)盲和補(bǔ)熱。小基站并非5G時(shí)代的獨(dú)有產(chǎn)物,早在4G時(shí)代就已經(jīng)受到運(yùn)營商的高度關(guān)注,只不過隨著5G浪潮的襲來,小基站成為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中不可或缺的重要組成部分。

  首先,5G的先天特性決定了其覆蓋上的短板,這是受到物理定理所影響。眾所周知,5G工作頻率較高,這直接導(dǎo)致了5G宏基站的覆蓋半徑大幅減小,且信號(hào)穿透能力下降,使得室內(nèi)無法得到有效覆蓋。這就不僅要求5G基站的數(shù)量激增,同時(shí)也需要小基站的補(bǔ)盲。

  其次,流量需求呈指數(shù)級(jí)增長。2019年,移動(dòng)通信接入流量消費(fèi)已達(dá)1220億GB,比上年增長71.6%。進(jìn)一步結(jié)合韓國5G用戶情況,韓國5G用戶的戶均流量消費(fèi)是4G用戶的3倍以上??梢姡S著5G在消費(fèi)端創(chuàng)新應(yīng)用,以及5G與千行百業(yè)的融合創(chuàng)新,流量消費(fèi)潛力將會(huì)得到進(jìn)一步的提升。而在所有的流量消費(fèi)中,據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示80%將發(fā)生在室內(nèi),這也為小基站的爆發(fā)埋下了伏筆。

  另外,運(yùn)營商建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)成本壓力巨大。簡單算一筆帳,按照中國移動(dòng)日前采購的5G宏基站來看,單座基站的價(jià)格大約為16萬元。如果按照5G基站數(shù)量是4G的兩倍,也就是1000萬個(gè)計(jì)算,5G宏基站的采購總投入將達(dá)到1.6萬億。而作為對(duì)比,從2012年到2020年,中國4G宏基站的投資大約僅為7000億元。

  而這僅僅是設(shè)備采購所需的支出,從功耗來看,單個(gè)5G宏基站的功率大概為3500W,1000萬個(gè)基站一年的電費(fèi)算下來就需要1500億元。而對(duì)比之下,三大運(yùn)營商2020年總利潤加起來也僅1400億元。

  更何況,此前中國電信技術(shù)創(chuàng)新中心副主任楊峰義曾表示,5G要達(dá)到與4G同樣的覆蓋目標(biāo),大約需要4G基站數(shù)量的3到4倍。

  蔣穎波博士強(qiáng)調(diào),小基站“麻雀雖小,五臟俱全”,小基站和宏基站是并行的關(guān)系,在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中與宏基站有著相同的定位和功能,可以獨(dú)立運(yùn)行工作,不需要通過宏基站將數(shù)據(jù)傳出,甚至小基站還可以獨(dú)立組網(wǎng)運(yùn)營。但是小基站卻有著部署成本低、功耗小等優(yōu)勢。

  比科奇解決5G小基站“先有雞和先有蛋”的問題

  蔣穎波博士不斷強(qiáng)調(diào)5G時(shí)代算力增長的需求,在SoC領(lǐng)域面臨最大的挑戰(zhàn),就是在不增加能耗的情況下提高算力,這也是谷歌、英偉達(dá)等巨頭不斷探索的方向。在移動(dòng)通信領(lǐng)域也是如此,從目前市場來看,還沒有一家能做到,因而比科奇做的就是解決“先有雞和先有蛋”的問題。

  比科奇成立于2018年,創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)多來自早年的Picochip公司,有著近20年的3G、4G、5G小基站芯片和基帶(物理層)軟件開發(fā)積累。

  在本次媒體見面會(huì)上,比科奇也向媒體介紹了公司首款即將上市5G小基站芯片“PC802”。這是全球領(lǐng)先,也是國內(nèi)唯一一款具備超強(qiáng)性能,可用于5G一體式和分布式/擴(kuò)展式小基站的芯片。

  據(jù)物聯(lián)網(wǎng)智庫了解,PC802采用了臺(tái)積電12nm制程工藝和RISC-V架構(gòu),支持4G\5G雙模,支持URLLC,在標(biāo)準(zhǔn)方面,支持3GPP 5GNR版本15和16,并為未來的版本演進(jìn)預(yù)留處理能力,同時(shí)也支持SuB-6GHz頻段和毫米波,具有低功耗、超高性價(jià)比,并且基于自主研發(fā)擁有更優(yōu)的本地化服務(wù)能力三大特點(diǎn)。

  除此之外,比科奇還介紹了該公司全新的ORANIC板卡,該板卡在日前榮獲了SCF頒發(fā)的2021年度“小基站芯片及組件杰出創(chuàng)新金獎(jiǎng)”。

  ORANIC板卡集成了四顆即將上市的PC802芯片,可提供四個(gè)25G以太網(wǎng)SFP連接器,從而可以通過eCPRI/Open Fronthaul前傳來支持多個(gè)射頻單元(RU),支持多達(dá)32個(gè)天線。ORANIC板卡在支持5G NR物理層(PHY)的同時(shí),也能夠運(yùn)行LTE PHY。LTE是室內(nèi)基站的必需功能,用來保證支持只有LTE功能的用戶終端。

  比科奇的一家客戶在進(jìn)行獨(dú)立的評(píng)估之后,認(rèn)為ORANIC板卡可以將層一層二的功耗降低超過75%,即對(duì)應(yīng)一個(gè)2T2R O-RU的O-DU處理的功耗從74瓦降低到17瓦。

  此外,ORANIC板卡可大大減少邊緣所需的服務(wù)器數(shù)量,比科奇的另一家客戶估計(jì)可減少三倍,這是因?yàn)椴捎昧藢S玫摹⒔?jīng)過優(yōu)化的芯片來滿足對(duì)處理能力有苛刻要求的PHY(層一)的處理。這也將使分布式的RAN設(shè)備可以被布置到在目前不太可能去部署的地方,例如路邊機(jī)柜。

  小基站從非主流到主流

  4G是人與人之間的通信,5G則主要發(fā)揮物與物之間的通信能力。從業(yè)務(wù)場景來看,5G網(wǎng)絡(luò)將支持靈活化、多樣化的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)部署,無論是在偏僻的農(nóng)村郊區(qū),還是人口密集的城市,或者是生產(chǎn)線繁忙的工廠以及其他更廣闊的應(yīng)用場景,都將是5G大顯身手的地方。

  蔣穎波博士表示,無論是小基站還是宏基站,從最終用戶來看,所感受到的5G體驗(yàn)都是一樣的,但小基站靈活部署的優(yōu)勢卻能帶來巨大裨益。5G小基站具備低功耗、低成本、易部署等特點(diǎn),將會(huì)有效支持?jǐn)?shù)字化業(yè)務(wù)的開展。

  比科奇已經(jīng)開始和國內(nèi)許多大廠展開合作,其中包括設(shè)備廠商,也包括運(yùn)營商。

  設(shè)備廠商方面,比科奇主要提供芯片和板卡層面設(shè)計(jì)和產(chǎn)品,幫助下游廠商實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品的落地。筆者從現(xiàn)場了解到,基于比科奇解決方案的小基站售價(jià)大概在幾千元左右,相較目前市場上動(dòng)輒7、8萬左右產(chǎn)品可謂優(yōu)勢盡顯,且完全基于國產(chǎn)化。

  運(yùn)營商方面,比科奇已經(jīng)同多個(gè)運(yùn)營商進(jìn)行了接口對(duì)接,更進(jìn)一步促進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)深度開展。據(jù)了解,按照計(jì)劃,比科奇將在今年年底提供樣片,并在明年開始量產(chǎn)。從市場獲取的消息來看,這將對(duì)應(yīng)運(yùn)營商規(guī)?;少徯』镜牟秸{(diào)。

  另外,物聯(lián)網(wǎng)智庫也了解到,為進(jìn)一步降低成本,在中國聯(lián)通和中國電信,以及中國移動(dòng)和中國廣電大力開展5G共建共享下,比科奇小基站方案已經(jīng)能夠支持多個(gè)頻段和多家運(yùn)營商,一個(gè)小基站就能滿足不同運(yùn)營商的運(yùn)營需求,隨著三大運(yùn)營商5G投資節(jié)奏變緩,有望將運(yùn)營商支出進(jìn)一步降低。

  寫在最后

  隨著我國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)有條不紊的進(jìn)行,5G任務(wù)已經(jīng)從快速覆蓋到促進(jìn)應(yīng)用發(fā)展,大量的業(yè)務(wù)場景將誕生。作為5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施重要組成部分,小基站有望得到運(yùn)營商的青睞,迎來市場的爆發(fā)。

  而對(duì)于比科奇這樣的企業(yè)來說,無疑是一次機(jī)遇,作為一家國產(chǎn)化芯片的代表,其在小基站芯片和組件上的積累將起到巨大作用。據(jù)了解,比科奇總部位于杭州,在北京和英國分別建立了研發(fā)中心,目前比科奇有著百余人的研發(fā)團(tuán)隊(duì),通曉物理層芯片和軟件層,更懂得在軟硬結(jié)合中平衡取舍,擁有強(qiáng)大開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和能力。

  作者:Enzo




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