（上海市建平中学，上海 200135）

1.5G 基带芯片的重要性

现代智能手机，也被称为“个人移动终端”，是一个集通信、娱乐甚至工作于一体的电子产品，而其中最为重要的就是其通信功能。在信息技术日益发展的今天，手机的通信速度显得异常重要，实际上也正是因为有了更高的网络速度、更低的网络延时，诸如云计算、直播等新兴的产业才能迎来自身的发展机会。

手机与外界的通信在硬件上一般分为3个部分：首先，手机的处理器在具体的应用下生成了新的数据；其次，该数据交给基带芯片进行编码和调制，将相对低频的信号加载到高频信号上；最后，则是射频芯片作为天线将该数据以无线电的形式发射出去，通过基站等与运营商的核心网产生数据交换。在接收数据时该过程则是相反的：射频芯片接收高频的无线电信号并传输给基带，基带通过解调和解码将高频信号转换为可以被处理器识别和处理的数字信号并传递给处理器。

显然，手机与外界的通信速度与通信频率是紧密相关的，因此从通信系统发明起，无数科学家与工程师就在致力于提高信号传输的速度—也就是通信频率。根据光速公式：光速=波长×频率，我们知道，随着通信频率的提高，信号的波长也在缩小，其物理特性也随之发生转变，最为典型的就是穿透能力变差，同时我们也要注意到，近些年来芯片的工艺技术在不断提高，芯片的制程也越来越精细化，5nm制程已经实现了量产，而有媒体报道称台积电将于2022年实现3nm芯片量产，由此可见人类也在不断逼近芯片加工精度的极限。工艺制程的进步的确能够进一步提高芯片上单位面积所包含的逻辑电路的数量，从而在理论上提高芯片的性能，但同时也给芯片的散热、功耗等其他指标带来了艰巨的挑战，更不用说还有工艺提高本身所需要的巨额投入。虽然近些年来为了寻找新的出路，新的底层工艺方法乃至新的底层架构被不断提出，例如存算一体、量子芯片等，但归根结底这些设想都还停留在实验室阶段，距离可靠、经济的落地应用还有很长的路要走。

综上，5G时代手机对于通信速度的需求是的确存在的，5G不仅能够提升上网速度，给用户更好的使用体验，更有可能在底层上改变软件的生态，开发出新的应用热点。

2.世界主要国家、地区的5G相关政策

2.1 国外发展现状

随着5G的研发，其商用标准按部就班地向前推进，全球主要国家都在加紧建设5G项目。依总体而言，3GPP（第三代合作伙伴关系）的5G标准规划分为3个步骤[1]：R14，R15和R16。R14的主要目标是开展5G系统框架和关键技术研究；R15主要制定第一版5G标准而R16的目标则是完成全部标准化内容并在2020年向ITU提交方案。

目前，全球各国都在5G问题上加快步伐，力争全球标准和产业主导地位。2021年奥运会将在日本东京举办，日本计划在东京奥运会前实行5G商用并提供支持，当前以NTT DoCoMo为首的十多家主流企业正验证5G关键技术并对其进行筛选。韩国则在更早的2018年平昌冬奥会完成了5G预商用实验，其与日本一样计划在2020年实行5G商用。韩国与日本都在重大国际事件如奥运会的驱动下开展了5G实验。

美国电信巨头之一的AT&T在2018年末就推出了5G商用网络服务，另一巨头Version也于2018年在四个城市推出5G Home服务，这一速度领先行业。欧洲各国以5Gapp为切入点推动5G研究，其更聚焦于垂直行业的应用，并在2018年就计划启动5G技术实验。美国FCC早在2016年7月就宣布启动5G频段规划，其目的在于引领全球5G行业，尤其是5G高频技术。仅仅过了2年，美国运营商Version就在4个城市推广5G Home服务。欧盟与美国都希望能引领全球5G发展，较早些时候就已经开展5G实验。一般来说各国都认为5G商用网络商用在2020年才会实现，但由于疫情的影响，这一预测或将延迟到2021。

2.2 国内发展现状

通信标准决定了技术话语权和产业主导地位，是兵家必争之地。与2G、3G、4G时代外国占据主导地位不同，5G技术研发标准是我国弯道超车的良机，必须把握好。华为主推的Polar码是控制5G信道eMM的方案，这标志着我国在5G行业标准制定的争夺战中抢得先机，和欧美等老牌强国分庭抗礼。这种局面毫无疑问会给以华为为首的中国企业带来极大的帮助：其一是有利于规避专利壁垒，另一面则是Polar码为之后产品研发专利授权等过程奠定了良好基础。这有利于我国在全球5G技术力争执牛耳的位置。

我国第一阶段与第二阶段的5G测试在2017年底全部完成。如今第三阶段的测试工作也已经完成，2019年进行了5G增强和毫米波研发等工作。在5G标准公布后，我国将大力推广网络建设，计划在2020年实现5G商用（由于疫情影响该进程同样延缓）。国内三大运营商早已进行了前期准备工作并制定了详细的方案[2]。中国移动未来三年内将开展大规模5G实验，预计在2021年实行5G商用。中国联通则不断深化5G在万物互联上的应用，以满足2021年5G商用的目标。中国电信则已计划未来10年的5G战略部署，争取在2025年前在6GHz下首发5G。

3.全球基带市场分析

2020年第三季度，全球智能机市场的前6名分别是三星、华为、小米、苹果、Oppo和Vivo，其中三星的市场份额达到了22%，这一成绩的主要来源是三星于2020年第三季度推出了新的旗舰机型Note20；华为市场份额为14%，Mate40的发布毫无疑问带动了华为的小量；苹果也于第三季度推出了IPhone12，由于发布时间较晚，因此市场上还没有比较明显的体现，市场占比为11%。值得注意的是，从2019—2020年，各大厂商的旗舰机型都完成了从4G～5G网络的转变，或是集成或是外挂，都配备了相应的5G基带芯片[3]。

目前全球市场比较有竞争力的5G芯片供应商主要有五家，分别是华为、高通、联发科和紫光展锐。其中比较值得关注的是华为、高通、紫光展锐和联发科。华为在2020年发布了可能是最后一款旗舰的Mate40系列，在未来的很长一段时间内可能5G芯片要供给其他手机厂商；高通则一如既往是该领域的霸主；联发科和紫光展锐作为国内的后起之秀则有着弯道超车的可能性：与处理器不同，5G基带的市场还没有饱和，尚处于竞争阶段，并且大量关键专利来自国内，因此国内的技术实力与国外相比也不遑多让。

3.1 华为

2019年，华为发布了全球首款7nm双模基带巴龙5000。该芯片首次同步支持SA和NSA，实现了5G全网通，同时具有FDD/TDD全频段毫米波功能。

2020年10月华为推出麒麟9000SoC芯片，用于自产的Mate40系列。搭载巴龙5000，但在技术上实现了升级：麒麟9000支持双载波聚合技术，速度可以达到骁龙X55的两倍。

3.2 高通

2019年2月，高通推出7nm5G调制解调器骁龙X55，同年12月，高通在2019骁龙技术峰会上发布了骁龙865，骁龙765和骁龙765G三款处理器和最新的X55 调制解调器及其频射系统。X55不仅支持5G网络，而且支持多摸网络模式，从2G～5G都能支持。骁龙865支持7.5Gbits/s的峰值速率，支持大部分的频段，包括毫米波以及6GHz以下的TDD和FDD频段。它也支持NSA和SA组网、DSS、全球5G漫游和多Sim卡。骁龙765G和骁龙765使集成式5G平台在更多产品阶层获得下放。2020年，苹果IPhone12采取了外挂高通骁龙X55双模5G基带芯片，市场反响也非常好。

2020年高通推出5nm的第三代5G芯片X60，支持频段进一步扩展，全球毫米波和Sub-6Ghz全部主要频段、5G载波聚合、独立和非独立组网模式以及动态频谱共享。同年12月，高通发布骁龙888处理器，该处理器集成了X60。此外据报道，苹果IPhone13或将使用X60。

3.3 联发科

2019年，联发科推出了第一代5G产品—7nm制程的Helio M70基带和搭载该款基带的旗舰SoC天玑1000，其定位为高端旗舰手机专用。2020年，联发科在第一代产品的基础上推出了第二代芯片—天玑800U，该款芯片定位中端市场，同样搭载了自产的5G基带，不仅完整支持Sub-6GHz频段的SA与NSA组网，还支持5G+5G双卡双待、双VoNR语音服务、5G双载波聚合等前沿5G技术。

3.4 紫光展锐

2019年紫光展锐抽离了公司核心技术团队以开发5G技术。2019年紫光展锐发布了2款5G产品：5G通信平台马卡鲁和5G基带芯片春藤510。其中春藤510采用12nm制程，支持多种5G技术并且兼容2G、3G、4G、5G多种通信模式，其也支持NSA和SA双模5G网络模式以满足通信需求[4]。

2020年紫光展锐发布了第一款手机SoC“虎贲T7520”，搭载了自研的春藤510芯片，并计划于2021年推出虎贲的第二代产品[5]。

4.结语

我们能够看到，随着5G时代的到来，手机市场也迎来了变局：诸如紫光展锐、联发科等在4G时代相对缺少竞争力的厂商在5G时代希望通过差异化竞争来推出自家的5G手机芯片，改变自身单纯的供应商的角色。而传统的手机厂商也要面临这些新兴厂商的竞争，尤其是要认识到随着世界经济的发展，以非洲为首的“后发国家”还拥有广阔的市场，在这些国家中相当大的一部分群体还在使用功能机，当这一群体逐渐向智能机过渡时将会出现巨大的商机，同时当前大多数用户的在用机型还是4G，在新的换机浪潮中也会有巨大的市场。