5G芯片的发展史

时间过得真快，还有一个多月，2020年就要结束了。 今年，是国内5G网络全面商用的第一年。虽然我们遭受了新冠疫情的冲击，但5G的建设步伐并没有受到太多影响（反而有所刺激）。 5G基站 根据工信部副部长刘烈宏前天在世界互联网大会的发言数据，中国目前已经建成5G基站70万个，占全球比例接近70%，5G连接终端超过1.8亿。而运营商提供的数据则显示，国内的5G套餐用户数已经超过2亿（中移1.29亿，电信0.72亿，联通未公布）。 在手机方面，根据信通院的统计，1-10月国内市场5G手机上市新机型183款，累计出货1.24亿部，占比为49.4%。 毫无疑问，5G手机现在已经成为市场的主流、用户的首选。 回顾5G手机这些年来的发展历程，其实并不平坦。围绕5G手机的纷争，从来就没有停止过。 最开始的时候，大家争论“谁是第一款5G手机（芯片）”。后来，开始争“NSA是不是假5G”。再后来，又争“集成基带和外挂基带”。再再后来，争“有没有必要支持N79频段”…… 对于不太懂技术的普通用户来说，这些无休止的争吵实在是让人懵圈——不就是买个5G手机么？怎么就这么麻烦呢？

其实，争来争去，主要原因还是因为5G芯片技术的不成熟。或者说，这些都是5G手机发展早期的正常现象。 5G手机和4G手机的最大区别，在于是否支持5G网络。而5G网络的支持与否，主要由手机的基带芯片决定。

基带芯片（有时候简称“基带”），有点像手机的“网卡”、“猫（调制解调器）”。而大家常说的SoC芯片（System-on-a-Chip，片上系统、系统级芯片），有点像电脑的CPU处理器。

注：基带芯片不一定集成在SoC芯片内部（后文会介绍） 有了5G基带芯片，手机才能够接入5G网络。所以说，5G手机的发展史，其实就是5G芯片的发展史。而5G芯片的发展史，又和5G基带密不可分。 是不是有点晕？别急，我们还是从头开始说起吧。

▉ 2016-2018年：第一代5G芯片

全球第一款5G基带芯片，来自老牌芯片巨头——美国高通（Qualcomm）。

高通在2016年10月，就发布了X505G基带芯片。那时候，全球5G标准都还没制定好。

因为推出时间确实太早，所以X50的性能和功能都比较弱，主要用于一些测试或验证场景。没有哪个手机厂商敢拿这款基带去批量生产5G手机。 到了2018年2月，华为在巴塞罗那MWC世界移动大会上，发布了自己的第一款5G基带——巴龙5G01（Balong 5G01）。华为称之为全球第一款符合3GPP 5G协议标准（R15）的5G基带。

不过，这款5G01基带，技术也还不够成熟，没办法用在手机上，只能用在5G CPE上。 紧接着，联发科、三星和英特尔，陆续在2018年发布了自己的5G基带芯片（当时都没商用）。 我们姑且把这些5G基带叫做第一代5G基带吧。

数据仅供参考（部分是PPT芯片，你懂的） 这一代芯片有一个共同特点——它们都是通过“外挂方式”搭配SoC芯片进行工作的。 也就是说，基带并没有被集成到SoC芯片里面，而是独立在SoC之外。

集成VS外挂，当然是集成更好。集成基带在功耗控制和信号稳定性上，明显要优于外挂基带。 可是没办法，当时的技术不成熟，只能外挂。 总而言之，2018年，5G手机基本处于无“芯”可用的状态，市面上也没有商用发布的5G手机。 ▉ 2019年：第二代5G芯片 到了2019年，情况不同了。 随着5G第一阶段标准（R15）的确定、第二阶段标准（R16）的推进，各个芯片厂商的技术不断成熟，开始有了第二代5G基带。 首先有动作的，是华为。 华为在2019年1月，发布了巴龙5000（Balong5000）这款全新的5G基带。支持SA和NSA，采用7nm工艺，支持多模。

综合来说，小枣君个人认为，这是第一款达到购买门槛的5G基带。 紧接着，高通在2月份，发布了X55基带，也同时支持SA/NSA，也是7nm，也支持多模。从纸面数据上来说，X55的指标强于Balong5000。

不过，华为的动作更快。 2019年7月，就在高通X55还停留在口头宣传上的时候，华为采用“麒麟980+外挂巴龙5000”的方案，发布了自己的第一款5G手机——Mate20 X 5G。这也是国内第一款获得入网许可证的5G手机。

因为高通的X55要等到2020年一季度才能批量出货，所以，当时包括小米、中兴、VIVO在内的一众手机厂商，只能使用外挂X50基带的高通SoC芯片，发布自家5G旗舰。

站在客观角度，只看5G通信能力的话，这差距是非常明显的。 当时，围绕SA和NSA，爆发了很大的争议。很多人认为，仅支持NSA的手机是“假5G”手机，到了2020年会无法使用5G网络。 这种说法并不准确。事实上，NSA和SA都是5G。在SA独立组网还没有商用的前提下，仅支持NSA也是够用的。

2019年9月，华为又发布了麒麟9905G SoC芯片，采用7nm EUV工艺，更加拉开了差距。

所以，在2019年中后期的很长一段时间内，华为5G手机大卖特卖，销量一骑绝尘。 9月4日，三星发布了自家的5G SoC，Exynos 980（猎户座980），采用8nm工艺。

一个月后，三星又发布了Exynos 990（猎户座990）。相比于Exynos 980集成5G基带，Exynos 990反而是外挂的5G基带（Exynos Modem 5123），令人费解。 正当大家觉得失衡的局面要持续到X55上市时，一匹黑马杀出来了，那就是来自宝岛台湾的芯片企业——联发科（MEDIATEK）。

11月26日，联发科发布了自家的5G SoC芯片——天玑1000，纸面参数和性能跑分都全面领先，顿时炸开了锅。小枣君当时还专门写了一篇文章介绍：链接

12月5日，姗姗来迟的高通终于发布了自家的新5G SoC芯片，分别是骁龙765和骁龙865。

高通是国内各大手机厂商（华为除外）的主要芯片供应商。包括小米、OPPO、vivo在内的众多厂家，都在等高通的这款骁龙865芯片。不过，骁龙865推出之后，大家发现，这款芯片仍然是外挂基带。（骁龙765是集成基带，集成了X52，支持5G，但是整体性能弱于865，定位中端。） 我们把这几家厂商的SoC芯片放在一起，比较一下吧：

当时（2019年底）的纸面数据，仅供参考 三星的芯片基本上是三星手机自己在用。这些年，三星手机在国内的市场份额不断下滑，基本退出了第一阵营的争夺。所以，实际上国内市场就是华为、高通、联发科三家在激烈竞争。 我们具体看一下当时这些芯片的参数差异： 从工艺制程来看，几款芯片都是7nm，但是EUV（极紫外光刻，Extreme Ultra-violet）比传统工艺要强一些。 从组网支持来看，NSA和SA，大家都同时支持，没什么好说的。 最主要的区别，集中在基带外挂/集成，毫米波支持，以及连接速度上。

基带外挂

关于这个问题，虽然前面我们说集成肯定比外挂好。但是这里的情况有点特殊： 华为之所以集成了5G基带，并不代表他完全强于高通。有一部分原因，是因为华为麒麟990采用的是2018年ARM的A76架构（其它几家是2019年5月ARM发布的A77架构）。A77集成5G基带难度更大。 而且，华为集成5G基带，也牺牲了一部分的性能。这就是上面表格中，华为连接速率指标明显不如其它三家的原因之一。 换言之，以当时（2019年底）的技术，想要做到性能、功耗、集成度的完美平衡，非常非常困难。 联发科这一点很牛。它的天玑1000，既采用了A77架构，又做到了基带集成，整体性能不输对手，令人出乎意料。

毫米波

高通骁龙865不支持集成，有一部分原因是因为毫米波（支持毫米波之后，功耗和体积增加，就没办法集成了）。 什么是毫米波？5G信号是工作在5G频段上的。3GPP标准组织对5G频段有明确的定义。分为两类，一类是6GHz（后来3GPP改为7.125GHz）以下的，我们俗称Sub-6频段。另一类是24GHz以上的，俗称毫米波频段。

高通的SoC芯片，为什么要支持毫米波频段呢？ 因为他要兼顾美国市场。美国运营商AT&T在使用毫米波频段。除了美国等少数国家之外，大部分国家目前还没有使用毫米波5G。

连接速度

最后就是看连接速度。 抛开毫米波，我们只看Sub-6的速度。天玑1000的公布数据比其它两家快了一倍。 这个地方也是有原因的。因为天玑采用了双载波聚合技术，将两个100MHz的频率带宽聚合成200MHz来用，实现了速率的翻倍。 值得一提的是，这个100MHz+100MHz，基本上就是为联通电信5G共享共建量身定制的。他们俩在3.5GHz刚好各有100MHz的频段资源。

N79频段支持

最后，我们再来说说N79这个事情。当时围绕这个N79，也爆发了不少口水战。 前面我说了，5G有很多个频段。Sub-6GHz的频段，如下所示：

N79频段，就是4400-5000MHz。 下面这个，是国内运营商5G频段分布：

很清楚了，联通或电信用户，无需理会N79，因为用不到。 那移动用户是不是一定要买支持N79频段的5G手机呢？答案是：不一定。当时移动还没有用N79。不过，后期应该会用。 站在普通消费者的角度，如果我是移动用户，当然会倾向购买支持N79频段的5G手机，一步到位。 这么一看的话，华为又占了优势：

是吧？搞来搞去，三家就是各有千秋。 以上，就是2019年年底各家5G SoC芯片的大致情况。

▉ 2020年：第2.5代5G芯片

进入2020年后，受新冠疫情的影响，5G芯片和手机的发布速度有所放慢。

最先有动作的，是联发科。

前面我们说到，联发科发布了纸面数据爆表的天玑1000。可是，后来我们一直没有看到搭载天玑1000的手机问世，只看到两款搭载了天玑1000L（天玑1000的缩水版）的手机。

2020年5月7日，在消费者苦等半年之后，联发科线上发布了天玑1000的升级版——天玑1000plus（天玑1000+）。

从联发科发布的信息看，硬件升级不大，主要是通过软件调优，在功耗、游戏体验、屏幕刷新率，以及视频画质上进行提升。

不久后的5月19日，vivo发布了首款搭载天玑1000Plus芯片的机型——iQOO Z1，售价2198元起。

高通方面，2020年2月12日，三星S20发布会上，高通骁龙865正式亮相。此后，陆续被搭载在各大手机厂商的旗舰手机上，成为2020年的主流5G SoC芯片。

2020年搭载骁龙865芯片的主要机型

2020年10月，华为随同Mate 40 Pro发布了麒麟9000芯片。该芯片基于5nm工艺制程，集成了5G基带（还是巴龙5000），性能上有所升级，支持5G超级上行（Super Uplink）和下行载波聚合（CA），上下行速率比其它手机有明显提升。

因为众所周知的制裁原因，华为芯片局面日益艰难。在Mate 40的发布会上，余承东表示，麒麟9000很可能是最后一代华为麒麟高端芯片。

同样是10月，苹果公司推出了iPhone12，这是第一款支持5G的iPhone。iPhone12使用的是自家的A14仿生芯片，采用的是台积电5nm工艺，外挂了一颗高通 X55 5G基带芯片。

以上，就是截至目前5G芯片的整个发展历程。 当然了，故事还没有结束。 根据此前曝光的消息，联发科即将推出基于6nm工艺的天玑2000芯片（据说华为P50可能搭载）。 而高通基于5nm的骁龙875，也很有可能在12月初发布，明年Q1商用。据说，骁龙875将会集成高通在今年2月就已经发布的X60基带。

值得一提的还有紫光展锐。他们在此前虎贲T7510的基础上，推出了新款5G手机SoC芯片虎贲T7520。该芯片采用6nm EUV的制程工艺，搭载自研的春藤510 5G基带，据称技术成熟，明年（2021年）将实现量产。

不管怎么说，2020行将结束，2021即将开启。随着5G网络建设的不断深入，越来越多的用户将投入5G的怀抱。这也就意味着，围绕5G手机和芯片的江湖纷争，将会愈演愈烈。 究竟谁能够在这场纷争中笑到最后？只能让时间来告诉我们答案了……

免责声明：本文系网络转载，版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容！本文内容为原作者观点，并不代表本公众号赞同其观点和对其真实性负责。

原文标题：5G手机芯片简史

文章出处：【微信公众号：传感器技术】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。