芯片行业在5G产业中的龙争虎斗

2020年春季，新型冠状病毒肺炎沉重打击了中国经济，加上2015年后经济一直处于下行阶段，国内经济稳定和发展面临着巨大压力。

近期举行的中央高层会议多次聚焦基建调节经济平稳持续发展的模式，只不过这一次的基建不再倾向于钢筋水泥的大坝或高楼，而是新型基础设施建设——“新基建”。

“新基建”将以5G基建及应用为首，配合光伏电网及特高压、工业互联网、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源车及充电桩、人工智能、云计算大数据中心等7大领域。综合各地的投资计划，目前对“新基建”建设规模的估算已经高达三十多万亿元。

虽热5G发展前景乐观，但是我们仍面临巨大挑战。对于5G手机而言，最重要的就是射频套件，如果没有它，手机根本不能与外界联系。像摄像头、液晶屏、面部识别等这样的非通信部件在4G、5G产品上的应用并无区别。

射频套件则主要由三个部分构成：基带芯片、射频前端、终端天线。

【基带芯片高通独大，华为正在奋起直追】

相较于4G手机，5G手机最大的不同在于基带芯片，像摄像头、液晶屏、面部识别等非通信部件在4G、5G产品上的应用并无区别。

5G基带芯片作用是处理最基础、未经调控的基带信号，相当于电脑的网卡，负责数据的收发，使我们可以联系外界。同时，基带芯片也是手机主处理芯片的核心部分。

例如：

• 华为的“麒麟980”，是手机主处理芯片。
• 华为的“巴龙 5000”，是5G基带芯片。

（但是“麒麟980”暂时没有集成“巴龙 5000”，所以，它不是真正的5G芯片，“麒麟990系列”是集成5G基带芯片的5G芯片。）

基带芯片的性能是主处理芯片性能的关键因素，苹果的主处理芯片非常厉害，但是使用的英特尔基带芯片比较一般，所以曾出现过信号质量的问题。

目前基带芯片主要供应商分别：

• 高通——占据了40%市场份额；
• MTK与华为海思：分别占有20%的市场份额；
• 其他的还有三星、intel、展讯等等。

高通的X50于2017年推出，采用10nm工艺，5G单模基带，支持mmWave高频毫米波及Sub 6GHz中频，最高可以实现5Gbps的下行速率，搭配骁龙855/845处理器，仅支持NSA组网，目前已商用。

还有将在今年量产的X55芯片，采用7nm工艺，单芯片支持5G-2G多模，支持毫米波及Sub 6GHz频段，可实现最高7Gbps下载速度及3Gbps上传速度，支持TDD和FDD运行模式，支持SA和NSA组网，已经向OEM厂商出样。

华为的巴龙 5000是2019年推出的，采用7nm工艺，是全球首款单芯片支持5G到2G的多模基带芯片，Sub 6G最高下载速度4.6Gbps，毫米波频段最高下载速度6.5Gbps，支持SA和NSA组网。目前已商用，应用在Mate 20X等手机上。

MTK的Helio M70也将于今年量产，支持7nm工艺，从5G-2G的多模，支持Sub 6GHz频段及SA和NSA组网，4.7Gbps的峰值下载速率以及2.5Gbps的峰值上传速率。目前尚未商用。

三星的Exynos 5100是218年推出的，采用10nm工艺，同时支持Sub 6GHz和毫米波频段，最高下载速度250M/s。目前在vivo X30系列中应用。

虽然国内目前有华为海思、联发科、紫光展锐等一批已经在5G芯片和基站建设上取得巨大成就的公司，但是从全球市场看，在基带芯片领域仍然是高通一家独大的局面，华为海思的芯片出货量虽然名列全球前五，但是5G芯片目前仅供应自家终端部门。

【射频前端任重道远，海外厂商仍居主导】

射频前端包括功率放大器、天线开关、滤波器/双工器、低噪声放大器等等器件，直接决定了手机通讯传输的距离和质量。

芯片股“国家队”，FPGA芯片稀缺标的，未来将享5G+AI盛宴

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在射频前端一体化趋势下，整合各部件制造能力已经成为射频产业的必然潮流，各巨头通过收购兼并补足短板。目前来看，射频前端市场基本由美日的Skyworks、Qorvo、博通、村田等几大国际巨头垄断，近几年内仍将保持这一态势。

国内厂商虽然在PA、滤波器等方面多有布局，但是距离突破美日垄断仍任重道远。随着以华为、小米等为代表的国内手机终端厂商全球市场份额的提升，对于上游供应链的把控和“国产替代”需求将为国内射频前端芯片厂商提供试用平台。

幸运的是射频前端芯片投入相对较小、工艺制程也较为简单，有利于国内厂商重点突破。目前国内有卓胜微、汉天下、唯捷创芯、无锡好达等一批专业厂商正在攻坚，国产替代机会很大。

【终端天线发展稳定】

根据香农定理，增加信道容量的方法比较实用的是在发送端和接收端都使用多根天线，在收发之间构成多个信道的天线系统，由此产生了MIMO 技术，即多进多出的工作模式。

在5G时代，为了进一步提升信道容量，则需要采取4*4 MIMO 的工作模式，在基站端将有 4 个数据流发射和接收，手机方面也需要有 4 个数据接收，其中至少一根还可以兼备发射功能。

而5G手机的两个主要的发射频段——Sub6G和毫米波。因为他们的频段频率差别较大，天线设计上也衍生出非常大的不同。

Sub6G的频率低，波长长，所以穿透能力好一些，传播的距离也就更远一些，所以采用Sub6G频率来建立基站，这样成本低，投资小，进度快。所以我们国家暂时采取这一频段建设5G。

而毫米波的频率高，波长短，穿透能力差一些，传播的距离短一些，但与Sub-6相比也有自己的优点，比如方向性好，速度快，带宽宽。所以当Sub6G信号覆盖基本完备之后，考虑精细化运营和考虑重点地区的覆盖时，一定会用到毫米波技术。

在Sub 6G频段，LCP（Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物）凭借其损耗低、厚度薄、多层封装的三大性能优势，已经成为5G终端天线主流材料。

目前LCP上游材料（树脂/薄膜）和LCP覆铜板主要由日本厂商提供，LCP软板最初由村田主导，目前逐渐有中国台湾嘉联益的和大陆软板厂商臻鼎、东山精密参与，模组段国内厂商已经具备一定的竞争优势和市场规模，立讯精密、信维通信、电连技术都在其中。

毫米波频段方面，考虑到5G 未来的应用场景，要实现高速率，低时延，海量连接，毫米波将有较大的使用空间。所以可以封装多根天线和射频芯片的AiP（Antenna in Package）则有望成为主流。

目前，高通已于2018年推出基于AiP技术的5G毫米波终端天线模组，内部集成了5G NR无线电收发器、电源管理IC、RF前端组件和相控天线阵列，各家厂商对此无不摩拳擦掌，争相投入相关模组的技术研制上，试图加速开发相关产品，从而应付为数庞大的射频前端市场及5G应用商机。

国内已于2019年启动5G增强技术研发试验，对毫米波试验的工作分为大至三个阶段：

• 2019年重点验证5G毫米波关键技术和系统特性；
• 2020年重点验证毫米波基站和终端的功能、性能和互操作；
• 2020到2021年开展典型场景验证。海思、联发科、紫光展锐都在积极参与。

另外，据科技日报报道，我国首个5G微基站射频芯片YD9601，目前已自主研发流片成功，正在进行封装测试。YDS6501/YDS6601 是一款高集成低功耗的高速基带SoC。该芯片符合HINOC2.0 规范，支持128MHz信道带宽和高达4096QAM的调制方式，可轻松实现1Gbps的高速接入。

芯片集成了TDMA的调度器、高性能的物理层OFDM收发器、以太网接口等关键模块，并可满足DBA，802.1q等QoS要求。YDS6501/YDS6601与YD6901配合使用，可支持千兆上网，4K高清视频传输和VoIP等全方位通讯业务，给用户带来完美的体验。

YD9601不光覆盖700MHz广电频段，也兼容了工信部2月初刚刚颁发许可的3.3-3.4GHz的电信/联通/广电共享室内频段，可以说是为5G时代室内共享微基站量身定做的芯片。

最后，我们关注5G的关键技术，更要关注关键器件是否会被断供，需要有更多更厉害的器件供应企业出现，这使我们要向西方巨头学习关键器件的制造能力，同时也起到保护下游国内通信企业的作用。而保证国内器件自主化，是需要庞大的市场需求，先进的研发能力，上游资源产能控制，以及专业的供应链金融服务等等共同来完成的任务。

由此也可以看出中国对硬件人才的需求之大。

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