高通驍龍X60解析,第三代5G展示了怎樣的未來?

高通驍龍X60解析,第三代5G展示了怎樣的未來?

2020年2月18日晚間,高通方面突然宣佈,推出第三代5G基帶到天線的整合解決方案——驍龍X60 5G調制解調器及射頻系統(以下簡稱「驍龍X60」)。一時間,「首發5nm製程基帶晶片」、「首個支援全5G主要頻段載波聚合」、「支援VoNR 真5G網路通話」等特性引發了大量消費者和潛在使用者的關注。

X60到底強不強?其實簡單來說,它「可能」是當前整個行業中從技術到實際體驗都最為完善的5G基帶、射頻,以及天線解決方案,同時也暗示了未來「完全體」5G網路與5G旗艦機型的形態。

對於大部分消費者來說,驍龍X60這次的製程工藝顯然是最容易吸引人的。畢竟這是當前整個通信行業的第一款5奈米製程基帶,同時也是目前民用領域實際發佈的第一枚5奈米晶片。

高通驍龍X60解析,第三代5G展示了怎樣的未來

5奈米製程的好處有哪些?這其實是個相當無聊的問題,無非就是性能更高、功耗更低、晶片體積更小。但是「第一個用上5奈米製程」的意義,就遠不只是產品更新換代這麼簡單了。

一方面來說,作為最新半導體製程的「吃螃蟹者」,既意味著高通必須早在數年前就開始針對5奈米工藝設計晶片,同時也意味著他們必須承受率先量產所伴隨的極高成本和極低良品率。說白了,就是要在黑暗中探索技術的可能性,並在生產過程中「摸著石頭過河」。

那麼問題就來了,為什麼高通會付出這樣的代價呢?首先,這說明對於當前以及未來的5G技術和5G晶片來說,更先進及更強的半導體製程需求依然迫切,哪怕用大筆的投入作為代價,只要研製能成功、產品能量產,就能帶來巨大的性能增益。

其次,眾所周知,現在的整個產業鏈都因為特殊原因的衝擊導致開工率嚴重不足,而此時高通選擇公佈採用新製程的晶片,也無異於給行業、特別是給半導體代工廠們注入了一劑「強心劑」。事實上跟據相關媒體的報導顯示,高通此次驍龍X60的訂單,將會同時由台積電與三星兩家代工廠分包生產。

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當然,我們可以說,整個業界或許只有高通才會有這麼大的晶片需求,其他廠商本就沒有必要採取這種「通吃」的戰術來確保產能。但大家要知道,最先進的產線本身就只有那麼一點,誰能先搶到、誰能先生產、誰就能夠保證更多的產能分配,也能與代工廠建立更深的技術合作和聯繫。而「吃螃蟹」所帶來的潛在競爭優勢,自然也就不僅僅只是宣傳和出貨時間稍早一點這麼簡單了。

 

全頻段載波聚合

如果說積極採用最新製程和爭搶5奈米的寶貴產能,是驍龍X60在半導體生產端打下的一枚楔子,那麼這一次高通在功能、或者說性能上的最大亮點「全頻段載波聚合」,就足以令外界看到全球各國5G制式,或者說消費者實際可感的5G網路未來。

何謂全頻段?簡單來說,根據國際標準化組織的相關文件顯示,5G網路所使用的無線電頻段大致上來說可以被劃分為兩段,一段是頻率為450MH至6GHz的FR1頻段,也叫「Sub-6GHz(就是6GHz以下的意思)」,另一段是24.25GHz至52.6GHz的FR2頻段,也就是俗稱的mmWave或毫米波。

由於這兩個無線頻段之間的差異過於巨大,它們所需要使用的天線模組、無線前端晶片,以及基地台設備等等其實是完全不同的。

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之所以這兩個頻段都被納入5G標準中,主要的原因在於他們其實都存在一些先天的問題。比如 Sub-6GHz 頻段上其他的無線設備(比如電台、衛星通訊等)實在是太多太雜,干擾嚴重不說,頻譜頻寬也不夠用,如果單以 Sub-6GHz 組網,直接的結果就是網速相比4G時代末期其實不會有特別大的提升。

而相比之下,毫米波頻段以前用得極少,頻譜資源豐富且乾淨,能夠輕鬆把5G網路的實際連接頻寬提升到7Gbps的水準,但其缺點是訊號差、覆蓋面積小,需要建設更多的小微型基地台設備進行覆蓋。

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我們之前統計的5G處理器晶片方案的性能對比,可以看到有些方案不支援毫米波

於是乎在這樣的技術背景下,無論是手機廠商還是晶片供應商其實都面臨著一個抉擇。很多廠商選擇只支援 Sub-6GHz 頻段,因為這樣可以大大降低生產成本,並簡化手機設計,他們「賭」的是目標市場所在的區域短時間內不會部署毫米波網路。

但高通是沒法做這個選擇的,因為他們的晶片及基帶產品需要賣給全球的相關企業,「5G全球通」是最起碼的技術要求,而在此基礎上的進一步研發,則代表了高通對於5G未來組網模式的預測。以此次的驍龍X60為例,它不僅實現了對 Sub-6GHz 、毫米波頻段、NSA、SA組網的全支援,還首次實現了 Sub-6GHz 與毫米波同時在網、速率疊加的特殊功能,這就是「全頻段載波聚合」。

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從消費者的實際體驗來說,全頻段載波聚合最大的優勢,就在於能同時連接 Sub-6GHz 和毫米波基地台,實現更好的訊號強度及網速疊加。然而在這個功能背後透露出的,其實是高通對於未來5G組網形態的判斷,即毫米波和 Sub-6GHz 會在同一個市場、同一個國家、甚至同一個城市中同時得以應用。

其中人口密度大、對網速要求高的片區,可能會採用毫米波方案,而人口密度小,更注重組網成本的片區,則會採用 Sub-6GHz 基地台,兩者之間相輔相成,因此自然也就要求相應的5G設備必須同時相容雙制式、且具備自動切換,甚至是同時連接的能力。

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聽起來是不是覺得有點遙遠?然而只要稍微搜索一下公開資料就不難發現,在2019年11月初的中國國際訊息通信展覽會期間,IMT-2020(5G)推進組5G試驗工作組組長、中國信通院技術與標準研究所副總工程師徐菲在相關報告中,就專門提到了早在2019年年內,國內關於5G毫米波的主要功能、設計和性能測試就已經「比預期計畫大大提前完成了」。

而根據之前的工作規劃,在2020年到2021年間,中國5G毫米波網路的情境驗證就會開啟——換句話說,依照此前 Sub-6GHz 網路從情境驗證到開啟商用的速度推算,最快2021年,我們就會用上毫米波5G網路,而這也意味著對於彼時的5G手機來說,「是否支援毫米波」以及「毫米波和 Sub-6GHz 能否能疊加」,或將會是直接影響設備5G訊號及速度體驗的兩大門檻。

 

第三代5G

講完了高通驍龍X60最為顯著的兩大功能改進,我們不妨來聊聊其這一次的名號了。沒錯,就是那個「第三代5G調制解調器及射頻系統」。

講真,如果不是因為業界此前有「雙模」、「第二代5G」的所謂「爭議」,驍龍X60這次在發佈訊息裡自稱「第三代」,本來是沒有任何歧義的。畢竟早在2016年5G標準都還沒完全定下來的時候,高通就已經首發了驍龍X50 5G基帶,去年他們又更新了第二代基帶產品驍龍X55,那麼從高通自家的產品規划來說,無論從製程技術上還是從功能上,驍龍X60作為第三代5G基帶與無線方案,自是理所當然。

高通驍龍X60解析,第三代5G展示了怎樣的未來

但是正因為行業中對於5G設備的宣傳,在此前出現了一些有趣的插曲,高通此次發佈驍龍X60 5奈米5G基帶時選擇強調「第三代」也就顯得多了一層意味。

5G技術到底能不能分「代」數?從某種程度上來說,還真可以。這是因為一方面3GPP組織早在制定5G標準時本來就採取了「分步走」的策略,比如最早定下來的就是NSA(非獨立)組網,用於手機上的超寬頻技術標準,後來才補充了SA(獨立組網)的相關協定,再後面還有用於物聯網的大連接方案,以及用於車聯網的低延遲方案至今還沒完全落地。

另一方面來說,由於各國各地當前都看重5G對經濟所帶來的拉動作用,所以也紛紛在加快建設5G網路——不管技術是不是最終正式版本、也不管功能上還全不全,反正有什麼就先建什麼,讓消費者先用著再說。

高通驍龍X60解析,第三代5G展示了怎樣的未來

如此一來當然也就意味著,與此前的3G和4G時代相比,如今商用的5G技術尚且還是個「不完全版」,需要一邊建設一邊根據最新的行業標準進行改進。而從消費者的體驗出發,將 NSA 單模 Sub-6GHz 、NSA/SA 雙模 Sub-6GHz 、NSA/SA雙模 Sub 6GHz+毫米波依次稱之為第一代、二代和三代5G網路雖然不太嚴謹,自然也沒有大毛病了。

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5G應該是拿來用的,而不是賣手機的噱頭

是的,眼尖的朋友可能注意到了,我們三易生活雖然贊同「是否支援雙模5G」可以作為一代與二代5G之間的區分點,但我們並沒有提到製程或者基帶是否整合之類的其他條件。因為我們一直認為,給5G標準及設備人為地劃分「代數」,其目的只應該是為了展示不同時期5G設備在網速快慢,和支援網路制式的多寡上的變遷和區別。

畢竟這樣可以讓消費者一眼就明白,自己所購買的「第X代」5G手機或5G路由器,是否相容最新的網路、是否能夠實現出國漫遊(5G全球制式)等關鍵性的使用體驗。至於那些摻雜了「私心」,對於網路性能沒有幫助、甚至可能扯後腿的限制條件,還是不要提了為好。畢竟消費者並不傻,花錢買的理應是體驗,而不是別的什麼東西。

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