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独家|5G模组首发阵容曝光!

芯链 2019-07-26 22:02 次阅读
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作者:黄晶晶  电子发烧友物联网分析师

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从今年初以来,5G商用的呼声一浪更比一浪高。2月运营商们演试5G视频直播,6月工信部正式发布5G牌照,进入第三季度,各大智能手机厂商包括华为、小米、OPPO、VIVO、中兴等5G手机将陆续面市。

已经发布5G芯片的厂商有高通联发科英特尔、华为、三星、紫光展锐等几家。围绕着基带芯片,终端、模组展开最前沿的5G应用。

华为、三星的智能手机基于自家5G芯片,其他大多数5G手机搭载高通骁龙X50 5G基带,支持NSA 制式的5G网络。在中国运营商表示明年1月1日起5G NSA组网方式将不能入网的消息后,支持NSA 制式的5G智能手机或将只是今年下半年的过渡。

紧随5G智能手机脚步的是5G模组的加速推进。据电子发烧友统计,目前5G模组主要基于华为和高通两家的5G芯片。其中华为推出自有模组,其他5G模组厂均采用了高通下一代最新的骁龙X55 5G基带芯片,模组新葡京官方网址处于紧张地样片设计与客户导入阶段。据电子发烧友向行业走访,多家模组厂商证实,最快将于今年Q4 5G模组将正式商用,前期以小批量为主。这是目前关于5G模组商用最新的消息。

5G模组首批仅8个玩家


进入5G时代,5G模组的玩家至少是首批玩家仅集中在几家头部企业。电子发烧友统计到,5G模组厂商包括移远通信、日海智能、广和通、高新兴、中移物联、华为、美格智能、闻泰等几家。

5G模组首批供应商

2019年2月在世界移动通信大会上,移远通信、日海智能、广和通等厂商率先发布了5G模组,前两者基于高通X55平台,后者基于英特尔IntelXMM 8160 5G基带芯片平台,不过后来广和通又推出了基于高通X55平台的5G模组,即文中表格里提到的FM150、FM150W和FG150、FG150W,期望抓住第一波5G市场机会。

在5月份电子发烧友的一篇《5G模组哪家强?》的报道中当时还没有高新兴、中移物联等厂商5G模组新葡京官方网址的公开信息。然而到了6月底,几家模组厂商密集发布了其最新的5G模组,包括高新兴、广和通、中移物联、日海智能等。

今年6月这是一个特殊的时间点,6月6日工信部正式向三大运营商和广电发放5G牌照。高新兴物联CEO阚玉伦接受电子发烧友表示,按照4G发展的进程,在正式牌照发布之前将经历一年左右的试商用,然而5G商用明显提速,这直接推动了整个模组厂商的新葡京官方网址进程。广和通市场部经理刘荪枝同样表示,整个5G进程比预计至少快一个季度,因此模组厂商的5G新葡京官方网址刻不容缓。

之所以5G模组量产会在第四季,移远通信5G新葡京官方网址负责人姚立表示,移远早在今年2月就发布了5G模组,是最早一批与高通合作的模组厂商。根据目前高通的进程,X55芯片将在第四季度进入量产。同时,5G网络的正式商用时间点预计落在第四季度。5G模组乃至终端的成熟上市同样需要时间。

5G模组研发投入5000万元起步


电子发烧友粗略统计,无线通信模组厂商的数量在30家左右,首批5G模组厂商只占四分之一。

5G模组研发的成本支出包括研发人员成本、支付授权费、购置检测设备等,像授权费以及检测设备的成本就在上千万元,再加上5G模组研发的复杂性,技术难度高,需要大量的研发人员。阚玉伦表示,5G模组的研发成本5000万元起步,对模组厂商来说这绝对是一笔不小的开支。

5G技术的一种重要实现方案即是大规模MIMO布署,这就需要在基站收发机上使用大量的天线,超过64根,从而实现更大的数据通信,相应地,5G模组的天线也更加复杂。阚玉伦解析,5G网络的两种组网方式,NSA(非独立组网)和SA(独立组网)如何平滑实现,在3GPP里面定义了七八种方式,例如用4G核心网和基站加5G基站,将来再把5G核心网纳入,同时管理4G和5G基站,或者直接建5G核心网和基站等不同的方式。在这些组网方式下,模组厂商需要支持无线通信网络的控制要求。

5G通信支持sub-6GHz和28GHz毫米波两种频段,从低频段600 MHz到3.4GHz再到高频段28GHz,如此跨频段的要求对模组的设计能力超过了过往。受访者们共同指出,尤其是28GHz毫米波的频率高,信号易衰减,因此毫米波的无线收发器RF前端以及天线阵列无论从使用量还是技术复杂度都是空前的。sub-6GHz以下低频段则面临低频天线设计和天线调谐器的新挑战。这些技术挑战正是5G模组研发成本高昂的因素之一。

高新兴针对5G模组对天线宽频覆盖的要求,采用4G-NR宽带天线和天线调谐技术/asdiv切换等技术,实现宽频覆盖天线设计和信号增强。针对多线之间的互扰,采用多天线去耦技术避免多天线之间的互扰。

接口方面,新增外围高速接口,通过通过USB3.1、PCIe等等新增接口实现了5G modem模组和终端设备的高速连接,提升终端设备的接入能力和数据采集能力。

移远在MWC2019上海期间,率先推出5G区块链模组,帮助各类物联网设备更好地实现可信身份认证与数据隐私保护。区块链模组的应用场景广泛,物联网产生的海量数据得以通过人工智能和区块链技术实现模式创新和商业闭环。这是从安全技术角度对5G模组应用加以保护。

经过两三年的发展,4G模组的成熟爆发带来其价格行至上百元的区间。5G模组的价格呢?受访人均表示,5G模组初始量产商用的价格与后续大批量上市的价格必然不同,因此目前5G模组价格没有可比性。

作为一位扎根无线通信行业15年左右的资深人士,姚立提到,回顾4G模组的面市是在4G网络运营的两三年后。那时候,无论是技术难度还是网络情况、芯片供应等都相对成熟。5G模组的进程则截然不同,紧跟5G基础设施建设和牌照发放进程,因此不排除价格高启,甚至高出数倍的可能性,当然随着商用进程的推进,价格将随之下降。

公网应用快一步,切片应用诱惑更大


我们知道5G拥有三大应用场景:

eMBB:增强移动宽带,超高的传输数据速率;

uRLLC:超高可靠超低时延通信,时延往往要达到1ms级别。它应用在车联网、工业控制、远程医疗等特殊行业;

mMTC:数据的速率较低,时延要求也不高,布局的终端成本低,同时要求有长续航和可靠性。针对大规模物联网业务,提供超千亿网络联接的能力;

完整的3GPP Release-15标准包含非独立组网规范标准和独立组网规范标准两种,已于去年正式冻结。Release-15 5G NR非独立组网空中接口的物理层规范引入了许多先进的无线通信技术,以满足5G增强型移动宽带的要求;独立组网Release-15 5G NR独立组网标准的重点在于利用全新的下一代核心网架构(NGC;包括网络切片、更精细的QoS模型以及更先进的安全架构)独立组网,以实现5G的商用部署。

根据规划,5G完成了第一阶段全功能标准化的工作,主要场景是5G增强型移动宽带,但对于uRLLC和mMTC的标准将在第二个版本R16中同时引进。3GPP R16国际标准预计将于2019年12月冻结。

日前,中国提交的5G技术方案明确指出,中国的5G无线空口技术方案基于3GPP新空口(NR)和窄带物联网(NB-IoT)技术。NB-IoT由中国产业链主导,并获得全球产业链的广泛认可与支持。换言之,NB-IoT或将在R16中正式确立。

在这个时间节点,5G模组厂主要开拓的应用集中在固定无线接入、移动热点设备、始终连接的PC、公共安防及视频监控等领域。例如CPE、MiFi设备、视频直播以及VR\AR设备等。电子发烧友看到已有多款CPE和MiFi亮相,它将塑造新的移动宽带业务。

阚玉伦认为目前5G在增强型移动宽带和超低时延方面的应用将最为突出,增强型移动宽带方面5G的超高带宽将发挥优势。超低时延在车联网自动驾驶领域和工业远程控制、远程医疗领域。原有的无线技术没有很好的支撑这些应用,5G的出现将是行业应用最有利的推动。

为此,多家5G模组厂商的商用进程越来越近,广和通刘荪枝透露,公司5G模组已经有Alpha客户正在导入;移远通信已经向多家客户提供5G模组工程样片,且四款5G模组新葡京官方网址支持不同的功能和封装,可以满足国内外5G模组客户的多样化需求;高新兴的5G新葡京官方网址将于年底送样并推广。

从电子发烧友向运营商了解到的情况来看,他们布署5G基站的特点是应用先行。这个应用正是网络切片功能,网络切片就是根据不同业务场景对客户数、QoS、带宽的要求,将物理网络切成多张相互独立的逻辑网络。受访者皆认为,这样的专网应用开发将是运营商5G业务的重点。

阚总举例说,银行需要在营业网点和自助ATM机大量布署视频监控,以往需要申请光纤光缆穿楼、管道资源,工程施工量大,且维护成本高。如今,申请5G专网,专网专用,实施简单。

这对于运营商而言开拓了新的业务。刘荪枝认为,运营商建专网拥有先天优势,他们看好将来大部分市场来自专网而不是公网。但是,专网现在有很多待讨论的问题,例如是用公用频率还是企业专有频率,如果用企业专有频率,设备是否成熟,如果用公网的设备,运营商是否会收取一定的费用。还有管理权限怎么切割等等。因此,从时间节点看,公网应用将最先落地,专网则在行业定制应用中发挥优势。

估明年5G模组10万出货量


现在正是5G模组上市的前期,基于目前除了华为之外,各家5G模组厂商都是基于高通X55基带芯片进行的模组开发,那么各家还是要从自身的优势和差异化出发进行新葡京官方网址定位。

移远姚立认为,模组行业的价值就在于芯片与终端应用之间的衔接,为此移远提供了模组整体解决方案和服务,并根据封装需求,面向区域用户和全球用户提供不同的新葡京官方网址;移远提供全面的新葡京官方网址组合,其5G新葡京官方网址在硬件接口、软件方面具有延续性,并提供参考设计方案、测试验证服务等,帮助客户终端新葡京官方网址快速上市;移远还拥有遍布全球的技术支持队伍,为客户提供优质的贴身服务;另外,移远规划了5G车载前装模组AG550Q,支持6GHz+C-V2X,为5G时代的车联网发展加速。

广和通从2G到5G深耕行业近二十年,在PC行业根基颇深,与亚马逊,联想,戴尔,惠普等广泛合作,刘荪枝表示模组的差异化即是对不同行业市场予以满足,尤其是应对物联网需求分散的特性。

高新兴在推出基于高通SDX55平台的面向eMBB市场的工业级5G模组的同时还会推出基于高通SA515M平台的车规级模组,面向车载市场,支持sub6G+V2X。在新葡京官方网址差异化特性方面针对终端市场对5G上行速率的较高要求,射频上通过支持5G UL MIMO ,256QAM调制方式等特性实现上行高速传输。针对前期5G网络覆盖较弱的的现状,支持HPUE,增加终端接入能力。基于在模组领域的多年积累,通过多种存储器稳定方案和极限条件下压力测试,提供高可靠性的5G模组,针对工业和车载应用领域,实现极限环境下的高可靠性。此外,考虑行业对安全性的需求,提供多种安全解决方案,比如安全启动(secure boot)、可信任计算环境(TEE)、传输层安全协议(TLS)、安全升级(Wefota)等方案。

在2019年小规模商用之后,据预计,2020年5G模组出货量将在10万台规模以内。5G模组在大规模商用后,其射频前端(目前采用高通射频芯片套片)、天线方案的选择将更多,模组厂商也将依照客户的需求提供最适合的解决方案,以持续彰显5G模组厂商在供应链中的价值。

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三星的下一代芯片将重点放在AI和5G技术上