5G 手機預計將在今年起陸續問世,像是三星、華為等,各家晶片廠也預計在今年出貨,這也讓外界對於手機晶片的發展方向與各大家在 5G 晶片布局引起討論,除了高通、Intel、華為,聯發科的 Helio M70 也參賽,盼在 5G 起飛年能夠宣示技術,也為 5G 手機市場點燃戰火。
5G 將在 2020 年商轉,帶動技術與服務應用逐步成熟,從 4G 到 5G 是生態系的轉換,不管是終端設備、網路端、應用開發、電信業者等都要共同開發,而 5G 技術規格則是透過 3GPP 國際標準會議討論,聯發科則參與台灣資通產業標準協會,並為 3GPP 當中的副主席,不管在提案的占比、有效提案的比例都有所成果,可見聯發科對 5G 的企圖心。
各國對於 5G 預計商轉的時程點,根據業內整理資料來看,南韓、美國、中國、歐洲預計在今年開始商轉,而日本、台灣則落在明年。但各地採用的頻段也不盡相同,選擇 Sub-6GHz 或毫米波(mmWave)更是因地制宜,目前 Sub-6GHz 受到信號傳輸距離較長、涵蓋範圍廣,加上技術與過去 4G 較相近,因此在中國、歐洲皆為主流;毫米波則相反,但同樣也被日本、南韓、美國所青睞,也將與 Sub-6GHz 同步採用。
對於 5G 手機的想像,可以從過去 2G 到 4G 手機發展歷史來看,2G 手機僅能語音通話、傳簡訊,到 3G 手機則加入瀏覽網頁功能,4G 則能瀏覽影片、玩手遊等,至於 5G 手機的功能,除了使用經驗更加快速外,更重要的是 5G 晶片之於更多終端產品的趨勢,像是行動分享器、小型基地台等,智慧城市的概念也將付諸實行。
根據聯發科指出,5G 手機晶片從晶片研發、測試規範與驗證、互通性驗證、終端入網認證、規模商用等五階段,才能問世。業內人士也指出,目前 5G 商轉剛起步,因此手機將核心處理器與 5G Modem 分開為兩顆晶片,訊號也較為穩定,兩顆晶片往往為同一家供應商,有助於系統整合、訊號穩定等,惟 PCB 的空間設計、成本等都有壓力。過去從 3G 手機到 4G 手機的進程為例,兩顆晶片需考量基地台、電信等布建進度,往往經過一年以上的時間才能有效整合成一顆。
目前技術宣示意味強過實際商機各大手機晶片大廠近期推出的產品方面,聯發科在去年底推出 Helio P90 晶片,主打 AI 功能,而 5G Modem 部分,最快今年推出也看得到搭載 Helio M70 的中高階智慧型手機問世,符合 Sub-6GHhz 頻寬。聯發科表示,過去聯發科在終端技術累積多年,手機將是第一個 5G 商轉後量大的終端產品,除了手機晶片外,公司也致力於眾多智能終端產品,M70 同樣也可以放置於其他裝置當中,也將是未來布局的方向。
高通則在去年推出 Snapdragon 855 晶片,並且為全球首款 5G 晶片,內建 4G 通訊技術,再外掛 Snapdragon X50 的 5G modem。X50 同樣也切入三星家用網路設備當中,像是路由器等,可見大廠對於日漸飽和的手機市場,有了更大的野心。
Intel 則預計今年下半年將推出 5G Modem,終端產品則在明年上市。除此之外,也打破 ARM 主導的架構,在基地台中將導入 x86 架構,預計將在今年下半年推出 Snow Bidge。在事實上,Intel 挾著長期耕耘資料中心、邊緣運算等技術,僅管在手機晶片的競爭力顯得較為疲弱,但對於整體 5G 的基地台到終端裝置的布建顯得相對廣泛。
另外,被中美貿易戰襲擊的華為,挾以在手機市場與蘋果相抗衡的競爭優勢下,在 5G 手機上再拿出強大戰力,預計以 Kirin980 搭配 Balong5000 的 5G modem,盼在手機市場當中維持領先地位。
分析師說明,今年將為 5G 起飛年,明年才是成長年,但已經看到各家手機晶片大廠在去年底已開始陸續布局市場,但手機絕對不是 5G 最大的應用,而是更多終端裝置能夠結合 5G 廣泛推出,更是各大廠競逐之地。
至於從 4G 轉到 5G 手機晶片,由於在技術起步階段,因此所遇到的問題有許多,聯發科舉例,功耗問題絕對是一大挑戰,受到從 4G 到 5G 手機受到處理器的功能與效能的提升下,功耗比過去高出不少,必須克服之後才能達到終端裝置應有的效能,才能讓 5G 生態系統更加完備。
舉例而言,過去 4G 手機耗電量來看,待機時間若為一整天,到了 5G 的 Sub-6GHz 若不優化,待機時間只剩半天,若是毫米波,更剩下三分之一,因此從晶片設計廠商的角度來說,可透過先進製程、電路設計的技巧、調動通訊技術的設計等方向調整。
聯發科說明,從調動通訊技術的設計方向來看,3GPP 的 R15 中也提出三大解決方案,以面對功耗與熱能增加的問題,公司也以 M70 進行測試,且發現有效,其一,動態調整接收頻寬(Bandwidth Part,BWP),可減少射頻、基頻在接收訊耗時,開關頻寬的耗電量,約可節省 30~50% 的耗電量;其二,跨開槽線調節(Cross-Slot Scheduling),則是先偵測是否為有效資料,可避免解碼不必要資料,儘管會有一點延遲,但可減少 25% 的耗電量;其三,UE 過熱指標(UE overheating indicator),則為資料持續下載至裝置過熱,才降速或暫停。至於,哪種方案才能確實執行與實施,都須要與基地台相互配合的結果而定。
事實上,手機市場的成長已逐年趨緩,甚至有下滑的壓力,因此今年 5G 手機陸續問世,儘管在 5G 基礎設施仍在陸續布建時,技術宣示的意味可能強過實際商機,但對明年陸續布建完畢後,各家手機晶片大廠能否有效展現晶片效能,與手機廠商、基地台等生態系統搭配,在這個時間點站穩腳步相對重要,聯發科能否與國際大廠站在同一腳步競逐,將考驗台廠的技術能力。 |