在南京2020世界半導(dǎo)體大會(huì)5G產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)芯論壇上,賽迪顧問集成電路研究中心副總經(jīng)理滕冉發(fā)表主題為“中國5G芯片產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)”的演講。
滕冉在演講中表示,2018年是全球5G通信產(chǎn)業(yè)走上快車道的一年,截至2019年8月,全球共有98個(gè)國家的293家運(yùn)營商已經(jīng)開始對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的投資,預(yù)計(jì)投資總額已超過數(shù)十億美元。
中國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)如火如荼,開始具備行業(yè)話語權(quán)。我國是國際上率先發(fā)布5G系統(tǒng)中頻段頻率使用規(guī)劃的國家,基礎(chǔ)設(shè)施方面,截至2019年7月22日,華為已與全球通信運(yùn)營商簽訂50份5G商用合同。智能手機(jī)方面,2018年,華為、小米和OPPO公司的智能手機(jī)出貨量均排名全球前五。
速度、時(shí)延、帶寬和能耗這四大關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)推動(dòng)5G通信快速發(fā)展。其中,基帶芯片作為手機(jī)中重要組成部分,決定了通話質(zhì)量的優(yōu)劣、網(wǎng)速的快慢、信號(hào)的強(qiáng)弱,直接影響用戶體驗(yàn)。據(jù)Strategy Analytics數(shù)據(jù)顯示,基帶芯片市場(chǎng)規(guī)模將從2018年的215億美元成長至2023年的328億美元,復(fù)合年均增長率(CAGR)為8.2%。
對(duì)于基帶芯片的演進(jìn)趨勢(shì),滕冉從三個(gè)方面進(jìn)行分析:
從標(biāo)準(zhǔn)方面來看,相比4G,5G的研發(fā)是顛覆性的。以前的芯片研發(fā)過程是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)自上而下的設(shè)計(jì)。到了5G時(shí)代,并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),在這期間,對(duì)于研發(fā)而言,需一邊參與解讀5G標(biāo)準(zhǔn),一邊開展5G研發(fā)。
從技術(shù)端方面來看,5G的終端復(fù)雜性比4G更高。5G的運(yùn)算復(fù)雜度比4G提高了近10倍,存儲(chǔ)量提高了5倍。同時(shí)還得保證多種通信模式的兼容支持,以及各個(gè)運(yùn)營商組網(wǎng)的需求。目前國內(nèi)4G手機(jī)所需要支持的模式已經(jīng)達(dá)到6模,到5G時(shí)代會(huì)是7模,可以說測(cè)試一顆芯片要跑遍全球運(yùn)營商。
從功耗方面來看,5G的功耗也是一個(gè)必須攻克的難題。5G終端的處理能力是4G的5倍以上,但隨之而來是如何平衡功耗和系統(tǒng)散熱的問題。因此在做芯片設(shè)計(jì)的時(shí)候,一方面通過提升制程工藝來降低功耗,另一方面在芯片方案中加大電池容量和充電能力,同時(shí)匹配快充功能。
除了基帶外,無線通信還包括天線、射頻前端、射頻收發(fā),其中射頻前端是移動(dòng)終端通信的核心組件。射頻前端由射頻開關(guān)、射頻低噪聲放大器、射頻功率放大器、雙工器、射頻濾波器等組成。
在移動(dòng)終端穩(wěn)定出貨的背景下,射頻前端芯片行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)快速增長。根據(jù)統(tǒng)計(jì),從2010年至2017年全球射頻前端市場(chǎng)規(guī)模以每年約13%的速度增長,2017年達(dá)130.38億美元,2020年將近190億美元,CAGR超13%。
各個(gè)組件的增速不盡相同,濾波器作為RF前端行業(yè)最大市場(chǎng),市場(chǎng)空間將從2017年的80億美元增長到2023年的225億美元,年化增長18%。這一增長主要來自高質(zhì)量BAW濾波器的顯著滲透。PA的市場(chǎng)空間將會(huì)從50億美元增長到70億美元,年化增長7%,主要是高端和超高頻段PA市場(chǎng)的增長,彌補(bǔ)2G/3G市場(chǎng)的萎縮。
滕冉介紹了幾個(gè)主要射頻前端器件的發(fā)展情況。射頻濾波器方面,未來TC-SAW、BAW、FBAR等高端濾波器占比將不斷提高。根據(jù)高通數(shù)據(jù),2018年全球射頻濾波器市場(chǎng)規(guī)模88.59億美元,同比增長19.89%,預(yù)計(jì)2023年市場(chǎng)規(guī)模超過210億美元。
射頻PA方面,未來應(yīng)用于5G的射頻PA的功率將達(dá)到120W,效率要達(dá)到80%。根據(jù)Yole數(shù)據(jù),2018年全球射頻PA市場(chǎng)規(guī)模49.21億美元,同比增長6.84%,預(yù)計(jì)2023年全球市場(chǎng)規(guī)模超70億美元。
射頻開關(guān)方面,根據(jù)QYR Electronics Research Center的數(shù)據(jù),2018年全球射頻開關(guān)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到16.54億美元,2023年預(yù)計(jì)超過30億美元。
低噪聲放大器方面,根據(jù)QYR數(shù)據(jù),2018年全球射頻低噪聲放大器市場(chǎng)規(guī)模達(dá)14.21億美元,隨著5G手機(jī)天線數(shù)量和射頻通路的增加,2020年迎來增速的高峰。
滕冉認(rèn)為5G手機(jī)射頻芯片的演進(jìn)趨勢(shì)主要有三點(diǎn):縮小面積的半導(dǎo)體工藝、先進(jìn)的封裝技術(shù)、增加組件的物理集成。
最后,滕冉表示,除了基帶和射頻芯片的更新,5G對(duì)終端內(nèi)配套芯片的升級(jí)也有顯著的帶動(dòng)作用。5G的高速特性將顯著提升終端設(shè)備的數(shù)據(jù)吞吐量,不論是數(shù)據(jù)緩存還是存儲(chǔ)都需要配套更大容量的存儲(chǔ)芯片。未來隨著5G的逐步滲透,手機(jī)等終端設(shè)備的存儲(chǔ)容量有望迎來配套升級(jí),相應(yīng)地提升高價(jià)值量存儲(chǔ)芯片的占比。
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