?回顾5代产品演进史，高通凭何笑傲5G基带江湖？

来源:芯智讯发布时间:2022-03-1834浏览

随着后疫情时代的到来，全球经济市场逐步复苏，5G设备产量逐步增加。以智能手机为例，去年全球智能手机出货量同比增加5.7%，销售量预计同比增长5.5%。5G手机销量的提升是5G渗透率提升的一个重要表现。据《IDC全球智能手机跟踪报告》预测，中国5G渗透率将于2022年达到30%左右。随着5G智能设备，尤其是5G智能手机的逐步增加，5G芯片的需求量也呈现可预见的增长态势，5G芯片市场正面临全新一轮的机遇和挑战。

5G芯片竞争谁是第一？

4G时代的手机基带芯片市场，群雄争霸，全球16家厂商竞争激烈。由于5G追求更高的数据吞吐量，更低的时延和更大的网络容量，5G基带芯片一方面要支持不同的5G频段，另一方面需要兼顾极高的下载和上传速度，同时还要降低功耗，因此5G基带的设计难度极大。

相比4G时代的群雄混战，只有拥有强大研发实力的芯片厂商才能拿到5G时代的门票。目前，全球范围内有五大5G芯片厂商占据市场绝大多数份额，分别是中国大陆的华为、紫光展锐，中国台湾的联发科，国际大厂高通、三星。

△全球5G智能手机基带出货量市场份额，Counterpoint

相比其它竞争对手，高通在5G领域具有领导地位，几乎大部分的高端旗舰型5G手机都采用高通的5G芯片。根据调研机构Counterpoint公布的数据显示，高通在2021年Q4的全球5G智能手机基带出货量市场份额已经达到76%，同比增长13%，成为无可争议的业内第一。这主要得益于采用了高通5G基带的苹果iPhone 13系列销量的增长，以及来自其它ODM/OEM代工厂的采购需求，包括智能手机、通信模组等。与联发科主要供应中低端手机相比，高通骁龙的客户集中在高端领域，盈利能力更高。

从X50到X70，回顾高通5G基带演进历史

△已发布的骁龙5G调制解调器

高通在5G领域的技术领先源于多年的长期积累。早在上世纪90年代末，高通就已经对毫米波、MIMO、先进射频等基础科技进行研究。

2016年，高通在4G/5G峰会上推出了全球首款5G调制解调器骁龙X50。骁龙X50采用10纳米工艺，利用28GHz毫米波（mmWave）频段提供的大带宽，结合先进信号处理技术，实现了5Gbps的下载速度。骁龙X50推出以后，对于5G商用化产生了巨大的推动作用。全球绝大多数主流设备供应商的互操作测试、绝大部分运营商的实验室和现网测试，以及绝大多数OEM厂商的5G终端产品开发都是基于这款芯片完成的，当时上市的5G智能手机、热点、固定无线终端有很多都搭载了骁龙X50。

2019年可以说是5G商用元年，这一年高通推出了第二代5G调制解调器骁龙X55。从工艺上，骁龙X55提升到了7纳米，可支持FDD和TDD频段，也可支持SA和NSA组网模式。上传速度提升到3Gbps，下载速度提升到了7Gbps。此外还有两个关键技术特性：4G/5G频谱共享，即在同一小区里面，使用骁龙X55可以同时共享4G和5G的重叠频谱；以及全维度MIMO，在这一技术的支持下，小区的天线阵列除了水平方向外，还可以在垂直方向上进行波束成形和波束导向，从而提升整个空间的覆盖和效率。骁龙X55驱动了第二波5G终端的热潮，将5G从智能手机拓展到了CPE、5G Wi-Fi路由器、笔记本电脑、平板电脑、以及网联汽车等更多类型终端。

2020年，高通推出了第三代5G调制解调器骁龙X60。首先是工艺从7纳米升级到了5纳米，这让5G基带芯片的能效更高，占板面积变得更小。此外，骁龙X60是全球首个支持聚合全部主要频段及其组合的5G调制解调器，包括毫米波和Sub-6GHz的FDD和TDD频段，给5G部署提供了巨大的灵活度。骁龙X60还支持Voice-over-NR（VoNR），这也是5G网络架构从NSA向SA演进后的发展方向。相对于X55，骁龙X60的下行速率最高达7.5Gbps，上行速率最高达3Gbps，且功耗有了明显的下降。此外，5G Powersave、Qualcomm Smart Transmit等先进技术也为骁龙X60带来了系统级的性能、速率和覆盖优化等方面的提升。

2021年，高通推出第四代5G调制解调器骁龙X65。在工艺上，骁龙X65提升到了4纳米。骁龙X65是全球首个将5G单机空口速率提升至10Gbps的调制解调器及射频系统，也是首个支持3GPP Release 16的调制解调器及射频系统。骁龙X65还支持灵活的软件升级，能够配合全球不同地区的运营商对通信特性的要求和部署计划来做针对性的支持。此外，骁龙X65还支持高通5G PowerSave 2.0、高通Smart Transmit 2.0、高通AI辅助信号增强技术，以及Sub-6GHz、毫米波和毫米波-Sub-6GHz聚合等特性。

骁龙X65还支持宽带包络追踪技术，这项技术能够支持功率放大器供电电源的幅度跟随功率放大器发射信号的幅度来动态调整。通俗一点讲，手机要发射大信号的时候，功率放大器的电源电压就提高一点，需要发小信号的时候，就降低一点，实现完美匹配、按需供给的目的。宽带包络追踪技术能够大幅提高发射效率、降低功耗，从而实现更长的手机续航。

值得重点一提的是，高通骁龙X65还支持全球首创的AI天线调谐技术，为蜂窝技术性能和能效带来重大提升。与前代技术相比，通过AI实现对手部握持终端侦测的准确率能实现30%的提升。这一提升可以带来增强的天线调谐功能，从而提高数据传输速度，改善覆盖范围，延长电池续航。此外，骁龙X65支持的10Gbps峰值速率，是早期LTE峰值速率的100倍，这标志着10Gbps 5G时代的到来。

2022年，高通发布了第五代的5G调制解调器骁龙X70。骁龙X70在工艺上依旧采用4纳米，并支持3.5Gbps的上行峰值速率，以及10Gbps的下行峰值速率。

骁龙X70同时引入全新第3代高通5G PowerSave，结合4纳米基带工艺和先进的调制解调器及射频技术，比如高通QET7100宽带包络追踪技术和AI辅助自适应天线调谐，能够在各种用户场景和信号条件中动态优化发射和接收路径，从而显著降低功耗并延长电池续航。此外，骁龙X70是全球首个集成5G AI处理器的调制解调器及射频系统；骁龙X70也是全球唯一一款能够支持从600MHz到41GHz全部5G商用频段的调制解调器及射频系统。

骁龙X70支持AI辅助信道状态反馈和动态优化。通过AI的加持，终端能够更加智能地实时探测信道状态并上报给基站，基站在下行调度时也能够根据终端汇报的信道状态，更加及时地为终端选择更合适的调制方式、更好的时频资源等。AI能力的引入，使信道状态的预测和反馈更加精准，基站也能够更好地进行动态优化，从而帮助提升吞吐量和其它关键性能指标。

骁龙X70还支持全球首个AI辅助毫米波波束管理。毫米波在发射和接收信号时采用的是天线阵列，并通过与波束成形技术的结合获得高增益的定向波束。通过在毫米波波束管理中引入AI，能够为波束成形技术做加持，尤其是在移动场景下做出预测，或在复杂环境下优化毫米波波束聚焦和方向，这样能够增强终端与基站之间的无线信号联系，在提升信噪比的同时降低发射功率并提高能效。

AI辅助网络选择也是骁龙X70的一大亮点。在实际部署中，运营商面临的网络环境是十分复杂的，尤其是中国运营商，拥有5G/4G/3G/2G多种工作频率以及不同的网络制式，而复杂的网络环境会影响网络的灵活性和安全性。通过AI技术对网络模式做出智能识别和监测，能够帮助预测和规避某些掉线或有风险的连接状态，从而实现更出色的移动性和链路稳健性。

高通系统级解决方案，持续扩大5G领导力

从骁龙X50到骁龙X70，高通已经连续发布了5代调制解调器，通过持续创新的产品路线图，在5G领域奠定了不可取代的优势地位。

5G芯片需要射频与基带芯片的紧密配合，而高通在该领域的技术领先优势极大。高通一直致力于打造从调制解调器到天线的端到端解决方案，涵盖调制解调器、完整的射频前端到天线，且支持6GHz以下频段和毫米波；而其他厂商则需要在RF Transceivers、LNA、Filters、PA、Switches、Antenna、FEMs等各个射频环节整合第三方供应商。

随着5G手机设计复杂性不断提升，用户对性能的追求不断提高，高通系统级解决方案的优势也更加凸显。无论是从功能特性还是产品商用角度，高通的产品组合在5G半导体市场上都更具领先优势。

编辑：芯智讯-浪客剑

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