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一文读懂全球5G军备竞赛

摘要: 总之一句话,现货最重要。

图片来源于视觉中国

图片来源于视觉中国

文|月落乌堤

历经三年预热,手机厂商的5G竞赛终于在MWC开跑。财经无忌试图通过公开信息,从芯片厂商、运营商及手机制造商方面的布局,对5G各家的军备竞赛进行了梳理。

芯片厂商的发力

2016年10月18日,香港,高通发布骁龙 X50 5G LTE调制解调器系列,这是全球第一款5G芯片,支持符合3GPP 5G 新空口(5G NR)全球系统的5G新空口多模芯片组解决方案。

这一芯片的发布,标志着上游芯片厂商开始支持5G的网络。

在5G第一阶段标准确定后,还没有大规模形成市场的情况下,高通以领先别人的巨大时间优势,发布了支持非独立组网或者独立组网的5G芯片解决方案,从而使5G从标准制定到应用,得到了一定的进步。

高通X50初代单模5G芯片

从当时宣传的“亮点”来看,这其实是一款不成熟的芯片,实质上根据后期的发展和应用来看,这款芯片并没有真正意义的支持独立组网的5G网络。

5G标准的网络,按照现阶段的实施,分为非独立组网(Non-Standalone,NSA)及独立组网(Standalone,SA)两种组网方式。

非独立组网,简单说来就是通过把现有正常运营的4G或4G LTE基站升级一下,变成增强型4G或4G LTE基站,然后通过技术升级,把它们接入5G核心网:

即 LTE  eNB  -> eLTE eNB

e就是enhanced,增强型的意思,这里有点别扭,实际上应该是 e(LTE eNB),这种方式更多的适用于现有大规模运营4G网络及4G LTE网络的运营商,在低成本的情况下通过技术性升级以获得5G网络支持。

最简单的非独立组网方式请输入图说

独立组网就是全部新建5G网络,从基站到设备全部是运营商新投资新建的,这种方式成本较高,但是直接支持现行的5G网络,当然,技术难度也更大。

5G独立组网

3GPP在5G组网方式中,非独立组网有8种,独立组网有两种,总共罗列了10种。

3GPP 5G的组网方式

X50并没有引起多大的市场反响,最主要原因之一就是在实际应用过程中,X50其实只支持非独立组网的5G网络,而不支持3GPP标准下的5G独立组网。

即便现有的运营商都会大规模的采用非独立组网的方式来进行5G布局,但是真正到了使用环节,诸多限制马上就出来了。X50注定是一款失败的产品,甚至连过渡产品都称不上,过渡性产品至少还有商业价值,比如5G的非独立组网,而失败产品,是连正常的商业价值都没有的。

直到两年多后的2019巴塞罗那MWC上,高通发布的X55,才算得上是高通拿得出手的实质意义的5G芯片解决方案。

X55是一款7纳米单芯片支持5G到2G多模,还支持5G NR毫米波和6 GHz以下频谱频段。在5G模式下,除了支持分配给5G的待开发频段的部署之外,骁龙X55调制解调器还支持4G和5G的动态频谱共享,支持运营商利用现有4G频谱资源动态提供4G和5G服务以加快5G部署。

这才是真正意义上的5G芯片。

高通X55

华为和联发科也在发力整合型(多模)基带芯片,华为于1月24日在北京推出了巴龙5000 5G芯片,巴龙5000带着首发7nm制程工艺光环和多个业界第一,在5G商用初期,巴龙5000做到了单芯片支持2G/3G/4G/5G多模网络制式。

到2月1日,中国移动和华为共同宣布,使用华为巴龙5000基带成功打通了业界首个2.6GHz频段大区集中SA架构下5G端到端First Call,下行峰值远超1Gbps,中国移动也借势成为了全球首个遵循3GPP国际标准实现SA架构下芯片与网络空口互通的运营商。

巴龙5000+麒麟980的5G组合

2018年12月6日,广州,联发科发布Helio M70基带芯片。Helio M70 是支持 2/3/4/5G 的芯片, 不仅支持 5G NR,还可同时支持独立组网(SA)及非独立组网(NSA),支持 Sub-6GHz 频段、高功率终端(HPUE)及其他 5G 关键技术,符合 3GPP Release 15 的最新标准规范,具备 5 Gbps 传输速率,并领先业界支持载波聚合功能。

联发科Helio M70

至此,加上三星、英特尔及国内的展讯发布的相关5G芯片解决方案后,5G终于成为了一场手机行业的军备竞赛,各家智能手机厂商,都在这里摩拳擦掌,等着瓜分万亿市场。

考虑到华为的巴龙5000 5G基带芯片很大可能只会提供给自家的手机和其他移动设备使用,并不确定是否开放销售。英特尔的基本上只有苹果会采用;而三星几乎也是自己供应自己,就算是三星的猎户座芯片,也只是少量的提供给魅族等出货量较小的企业,可以说基本上没有大规模进行外销;而国内厂商展讯通过公开信息了解到,也是通过和英特尔合作,并且基本上只供应中低端市场。

那么,智能手机及便携终端在公开市场上,未来5G的基带芯片就只剩下高通和联发科可以选择。

5G芯片计划表

手机厂商怎么布局

1、电信设备供应商的竞争

巴塞罗那MWC2019大会上,华为再次公开的告知媒体,华为5G基站设备出货已经超过40000台,对比一个多月去任正非接受采访时候的25000台,增加了60%,在各大基础设备供应商没公开自身数据的情况下,华为应该是对市场做了了解之后才决定发布的,这是个了不起的成就,这是华为在5G时代领先的一个缩影,作为电信基础设备供应商,华为为全球主要电信运营商提供基站建设的必要设备。

同时,华为公开的信息报告显示,华为在全球已经获得超过30份5G合同。

同样在巴塞罗那MWC2019上,爱立信公开了自己的5G商用合同:10个,但是均没有大规模出货,也就是说还没有开始进行搭建,只是5G合同而已。

诺基亚、三星均没有公开基站设备的出货信息,包括中兴也没有公布。

移动芯片霸主高通以及联发科、展讯,也只是纯粹的芯片设计厂商,他们自身的芯片制造业务,及基础设备制造业务,要么已经外包,要么已经剥离甚至放弃。而三星虽然贵为全球第一的半导体企业,在内存、芯片及芯片制造方面是全球领先的,但是三星的短板在于Soc的研发,到目前为止,三星猎户座芯片还不支持CDMA网络,深层次原因是高通的CDMA专利费问题,其次其5G芯片依旧是单模芯片,不支持多模连接,最主要一点是,三星切入电信基础设备时间较短,在制造等环节,并不能完整的形成闭环。

因此我们不难看出,5G市场发展到现在的情况,能完成端到端5G覆盖的,只剩下华为一家了:5G基站、5G芯片、5G终端以及运营商支持。

2、运营商网络选择及搭建

2月26日,在西班牙巴塞罗那的2019世界移动大会(MWC2019)上,华为宣布与韩国运营商LG Uplus(LG U+)建成Gbps 5G商用网络,双方已完成超过1万站5G基站部署。

该网络部署采用华为5G AAU,形成5G连续网络覆盖,在江南区Golden Cluster的移动场景平均速率超过900Mbps——LG Uplus(LG U+)成为全球第一个完成5G商用网络部署的运营商。

而同时期和LG Uplus(LG U+)同步开始搭建5G网络的韩国第一大运营商KT,将设备订单分给三星、爱立信及诺基亚,并没有完成网络建设,根据KT的消息,现在均处于联合实验阶段。

与信任华为的LG Uplus(LG U+)不同的是,由于一些不能说的原因,美国及其盟友,包括澳大利亚及新西兰的部分运营商,在政府出台相关限制使用部分厂商(其实就是华为及中兴)的设备后,均表示无限期推迟5G网络的建设,这些运营商包括:

1、澳大利亚网络运营商TPG暂停5G网络投资;

2、英国电信运营商沃达丰目前是将欧洲部分5G核心建设进行暂停;

3、美国第一大运营商Verizon则表示将暂停5G建设;

4、新西兰运营商新西兰电信运营商 Spark New Zealand暂停推进5G网络投资。

也就是说,即使电信设备供应商有完整的解决方案和基站设备,但是由于一些原因,包括成本或者其他因素,导致的运营商5G网络建设,不一定能跟上5G的发展趋势。

把范围缩小到国内而言,我国的IMT-2020(5G)推进组计划2018年底试商用,2019年颁发5G临时牌照并进行预商用,2020年做到5G全面商用。

IMT-2020(5G)推进组把总体技术验证研发分成三个步骤,第一步骤的5G关键技术验证,第二步骤的5G技术方案验证已经完成,目前正在推进第三步骤5G的加速商用。

三大运营商(加上可能成为第四大运营商的广电网络),现阶段的5G建设也只是阶段性建设。

根据相关部委、地方政府和三大运营商公开的信息,5G规模测试和应用测试已展开试点。部分地方城市均已划定5G覆盖时间表并加快基础设施建设,试图在这场5G竞速赛中抢占优势,不少地方还围绕5G出台制定了相应的产业发展计划。而三大运营商所选择的城市,均为较发达城市及政策支持力度较高城市,这也不难看出,靠运营商一家的实力,很难做到5G宏站和小站的搭建,毕竟搭建成本还是很高的,无论是非独立组网的升级模式还是独立组网模式,成本均是各大运营商的软肋。

三大运营商5G建设表

所以说,运营商基站建设,建立的基础是:

1)国家政策及地方政府的支持,比如美国就是由联邦政府及总统亲自出来为5G站台,阻止博通对高通的收购,对中兴处以高额罚款,限制运营商采用华为的设备,都是出于对国内5G的支持;

2)运营商的建设动力,比如国内运营商,出于对国家意志的执行,会硬着头皮上网络。但是国外运营商不一定,对于5G的搭建,并不是那么积极;

3)搭建成本是运营商对5G网络建设的重要因素,比如采用华为及中兴设备,会在建设成本是少30%左右,而且搭建周期短,意味着使用周期就长,投资回报也会高很多;

4)用户对5G的选择,也就是资费问题。

5G芯片的商用及出货、电信基础设备供应商的出货、电信运营商的网络搭建,是决定手机厂商5G布局的重要因素。

手机是如何让5G商用的?

手机对5G的支持,是众多手机厂商面临的最主要问题之一。

由于5G还没有真正的铺设开及进行大规模商用,针对各大手机厂商的宣传,更多的要理解为“营销”,而不是实用。

严格上说,现阶段无论任何厂家,对5G都是夸大了的过度宣传,包括全球唯一能提供端到端5G服务的华为,任正非也认为是夸大了的。那么手机对5G的支持及应用有什么难点之内的呢,由于5G还没有铺开,遇到的技术问题短时间内还没办法全部凸显,因此,可以从4G商用来分析一下5G应用的难点:

首先是运营商5G网络铺设的问题。4G时代,三大运营商分别获得了FDD LTE(电信及联通)及TDD LTE(移动)三张牌照,FDD LTE作为CDMA技术的4G升级网络,电信及联通在搭建上有先天的优势,从后期铺设来看,前期通过技术升级的比较多,到后期才采用新基站等。

而且直到1月份,联通都还在大规模铺设4G LTE网络设备,通过联通的招标信息,其采购量达到了41.5万套。而电信同样基于此,搭建了4G网络。

在整个4G网络铺设的过程中,移动是比较特殊的,由于国家意志的存在,移动在3G时代,独立承建了TD-SCDMA的中国标准的3G网络,这一网络被认为是有一定的缺陷的,导致3G时代的移动网络,存在一定的覆盖、信号的问题,因此移动在获得4G牌照后,直接大规模兴建了4G网络,也就是独立组网。

三大运营商根据自身的情况,对3G网络进行了一定的保留,而电信和联通则直接通过升级以获得4G网络运用,移动则大规模兴建了4G网络。

到了5G时代,由于铁塔公司的存在,以及网络标准的统一,三大运营商在组网方面,应该会选择4G初期的非独立组网方式,一方面是解约成本,另一方面则是进行网络技术验证,在预商用及临时牌照发布之后,大致上会进行部分独立组网的网络搭建,直到正式的运营牌照颁发,才会大规模兴建5G网络。

由此可以推断,运营商对5G手机厂商的支持,会按照既定节奏来实现,而5G手机厂商对运营商网络的依赖,导致手机即便有5G功能,也不一定可以使用。

其次,模块制式问题。4G时代,手机基本上要做到多模多网络支持,由于三大运营商在3G时代的三张网络,4G时代的2张网络,导致国内手机基本上都需要“多模共存、多网络支持”的功能,既要支持GSM,也要支持CDMA,还要支持TD-SCDMA。

因此各大手机厂商在采用芯片及天线等模块的时候,都会尽可能的选择多模手机。于是出现了“联通版”、“移动版”及“电信版”和“全网通版”的手机,这一方面增加了手机厂商的成本,也增加了用户购买手机的成本。多模支持成为了后期各大手机厂商的发展重心,即向上兼容4G,向下兼容3G/2G,即支持FDD LTE,也支持TDD LTE。

到了5G时代,多模仍然是核心,由于5G/4G/3G/2G的长期共存,即便是发展到独立组网时期,向下兼容依旧是不可或缺的功能,从4G的应用过程来看,这个问题是会长期存在的,除非一步到位淘汰掉现有所有用户及网络。

从这个方面说,单模的X50为什么没能大规模采用,就是这个兼容性原因。

第三是基带芯片厂家的Soc集成能力和支持。比如华为的麒麟980做到了cat 2.1的支持力度,而英特尔收购英飞凌后这么多年的努力,才做到支持cat 1.5,高通骁龙855,更是支持cat 2.3,在网络支持方面可以说是最强。

而魅族曾经采用的三星猎户座芯片,因为不支持CDMA网络,相当于直接放弃了电信用户,这不得不说是一个大损失,基带芯片厂家基带的集成度和芯片的稳定程度,决定了手机厂家对5G手机的态度。

从现在看来,芯片组合模式会在5G手机中存在一定时间,即:5G模块芯片+基带芯片的组合。比如高通的X55+骁龙855,华为的巴龙5000+麒麟980的组合方式,说直白了就是基带芯片外挂模块芯片。由于华为的独家供应,联发科的不完善情况,会导致市面上一众厂商会选择X55+855的模式,由于X55的量产季度问题,真正搭载X55+855的手机,至少要到年底去了。

华为方面,除了MWC上放出的5G折叠屏手机Mate X,就期待P30系列能不能带来惊喜了。

手机厂商竞争5G的优劣势分析

既然市场从上中游已经决定了手机厂商的路线,那么各家会有哪些优势呢?

首先说说自研芯片的三家:苹果、华为及三星。

1、苹果迄今在5G时代还没有公开发声,一方面是苹果和高通闹掰后,选择了英特尔的基带芯片,加上自研的A系列芯片,确实授权费用等低了,但是由于英特尔基带芯片的天然缺陷,导致了苹果手机信号不稳问题,其实也就是基带芯片的支持问题,上文说过,英特尔的基带芯片是通过收购英飞凌获得的,到现在做到的最大支持才cat 1.5,这个支持对比华为和高通来说,太少了。

而英特尔的5G芯片,除了发布之外,暂时是没有任何的商用信息的。而且按照英特尔的解释,至少了等到2020年。如果真那样,苹果在不采用其他供应商的情况下,一定会错过5G的热潮的。引领3G,4G将成为历史,落后5G会变成苹果最大的包袱。

好在苹果和高通的专利官司可能会结束了,苹果再次采用高通的芯片业不是不可能。加上前段时间坊间流传,苹果在接触华为,那么是不是也可以想象一下苹果用华为的基带。

2、三星的猎户座芯片,最大且唯一的缺点就是不支持CDMA制式,因此搭载猎户座芯片的手机,基本上不在国内销售的,魅族那种情况也不过是昙花一现。但是三星的基带实力,是全球前三的。加上三星从2007年进入电信基础设备供应商行列后,慢慢的会像华为一样做到端对端的支持,现在看来只是时间的问题了。

毕竟三星是西方的三星嘛,52%的西方持股,81%的优先分红。三星在手机行业全球第一的位置,和全球第五的电信基础设备供应商的位置,会逐步的成为三星强大的竞争实力,有人甚至说,华为真正的对手不是苹果,而是三星。

3、华为,全球现阶段唯一的5G端到端服务供应商,联合LG U+搭建的网络已经在韩国首尔商用。在英国,联合了英国三大运营商,打通了不同网络间基于5G的视频会议,拿下了全球30份以上的5G商用合同,5G基站出货超过4万台,以及全球第三大智能手机供应商,国内第一的智能手机供应商。加上基带芯片的强大实力,5G芯片的多模支持能力,华为在5G时代已经走在前列。

其次,采用高通系芯片的手机厂家,在5G时代,大体会采用X55+855的组合模式来实现。那么同质化问题就是最大的劣势了。

从国外的三星、LG等大厂,到国内的OPPO、VIVO及小米等大厂,在5G时代估计就是拼设计拼价格了,再外延一点就是拼功能了。比如OPPO的10倍变焦,三星的顶级屏幕等等。

但是获得了运营商的支持,就不一样了,搞不好LG的手机就会最先商用,因为自己的LG U+的5G网络已经在华为的支持下商用了。

再次,展讯春藤510的发布,联发科M70的发布,给了更多中低端三四线手机厂家更多的选择。

同样基于对5G网络的支持,采用展讯及联发科基带的手机厂商并不在少数,三星的中低端手机,基本上就是展讯的基带芯片。而深圳一众山寨手机,更多的就是采用联发科的方案。同样的功能,联发科和展讯在一定程度上降低了手机厂商获得5G支持的成本,这不得不说是一件好事。

说到最后,手机厂商的优势,可能就是最先获得产能的公司。

比如小米的855真首发,首批量产机,拿到高通的产能,可能也是因为高通持有小米5%的股份。步步高系的OPPO和VIVO,加上一加,Realme及新系列IQOO,已经是高通最大的客户了,加上对供应链强力的掌控,在拿到产能方面,应该也没什么问题的。

而三星采用的高通芯片,则是全球发布的首发,这是雷打不动的,即使两家一直貌合神离。而采用自研芯片的苹果、华为及部分三星手机,在这方面受到的影响就比较小了。说直白点,只要代工厂商(台积电或其他)产能跟得上,他们的组装厂,随时可以大规模出货。

最后一点就是:任何厂商都一样,现货最重要。(本文首发钛媒体)

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本文系作者 财经无忌 授权钛媒体发表,并经钛媒体编辑,转载请注明出处、作者和本文链接
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