迈进4nm，高通推全球首个10Gbps 5G调制解调器
2021-02-10
14:00:16
来源: 半导体行业观察
正如高通技术公司业务拓展高级总监南明凯博士日前在一场媒体会上所说，5G正在以比以往任何一代通信技术更快的速度在普及。
从他提供的数据我们可以看到，迄今为止，全球已有140家运营商在59个国家及地区推出了5G商用网络，还有412家运营商在131个国家及地区进行5G投资。值得一提的是，超过40家运营商正在提供5G固定无线接入或家庭宽带服务，充分发挥了5G高带宽的特性。
“从终端的角度来看，目前已经有335款5G终端商用上市，这较去年9月增加了51%。其中已经商用的5G智能手机有233款，相比去年9月数据增加了55%。展望2021年，预计全球5G手机出货量将达到4.5-5.5亿部。”南明凯博士补充说。
在5G高速普及背后 ，我们应该看到，目前全球业界主推的还是eMBB场景。针对这个场景，Sub-6GHz只能将带宽提高到千兆级。为了追求更快的万兆级（也就是10Gbps以上）需要毫米波才能实现，这就需要更快的5G调制解调器和射频前端，这正是高通最近发布的X65基带及其射频系统所聚焦于解决的问题。
南明凯博士在发布会上告诉记者，高通这次发布的骁龙X65 5G调制解调器是全球首个将5G单机空口速率提升至10Gbps的调制解调器。据介绍，这可使用4nm工艺打造的 芯片是全球首个支持3GPP Release 16的调制解调器。与此同时，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
。
南明凯特别指出，随着5G扩展至计算、工业物联网和固定无线接入等全新垂直行业，该可升级架构可以支持基于骁龙X65打造面向未来的解决方案，以支持全新特性的采用，延长终端使用周期，并有助于降低总拥有成本。
作为全球首个跨入10Gbps速度的5G基带 ，速度无疑是其最大的亮点。如下图所示 ，与LTE做对比，2010年刚推出LTE的时候，峰值速率可达100Mbps；去年和前年推出的Sub-6GHz组网可以支持1Gbps到几个Gbps的空口峰值速率；而骁龙X65支持的10Gbps峰值速率，是早期LTE峰值速率的100倍，这需要更大的带宽支持才能实现这样的速率。
除了速度以外，X65的另一个亮点在于其可升级架构。它能够支持跨5G各细分市场进行增强、扩展和定制；并通过软件更新，支持即将推出的全新特性、功能，以及3GPP Release 16新特性的快速部署。
此外，通过引入高通Smart Transmit 2.0、高通AI辅助信号增强和高通5G PowerSave 2.0等技术，高通骁龙 X65 5G基带不但能在速率、网络覆盖、连接可靠性这三者之间实现最优平衡，同时还可以做到卓越的能效。
“骁龙X65的应用范围非常广，不仅支持传统的手机应用，还能应用于移动宽带、固定无线接入、工业物联网以及5G企业专网等领域。和前几代移动通信技术相比，5G最大亮点之一就是不仅支持To C业务，还可以通过赋能广泛的垂直行业来支持整个社会的数字化转型。我相信，骁龙X65 5G调制解调器及射频系统也将在5G企业专网、工业物联网等领域收获相当的成果”，南明凯接着说。
从南明凯的介绍可以看到，高通在发布骁龙X65的同时，还带来了与之搭配的毫米波天线模组，也就是高通545毫米波天线模组。据了解。这是高通发布的第4代面向移动终端的毫米波模组。与前一代产品相比，高通545毫米波天线模组支持更大的覆盖范围，对全球毫米波频段的支持更全面。前一代毫米波天线模组支持26GHz、28GHz、39GHz频段，最新的高通545毫米波天线模组增加了对41GHz（n259）频段的支持。
“高通QTM545毫米波天线模组可以帮助我们的客户在全球范围内部署毫米波，针对不同运营商、不同频段要求和不同场景推出相应的解决方案。所谓不同的场景，不仅包括手机这一典型应用场景，还包括一些宽带接入场景，尤其是在欧洲和北美等宽带接入资源有限、光纤入户还不是特别普遍的地区，采用支持毫米波的固定无线接入（FWA）为家庭提供宽带接入服务就是一种比较经济、合适、快捷的解决方案。”南明凯说。
还针对客户的差异化产品需求，高通在骁龙X65以外，还推出了骁龙X62芯片。如上图所示，这两个基带也拥有不同的性能表现，目前也正在向客户出样。基于这两款调制解调器及射频解决方案的商用终端则预计在2021年晚些时候面市。
高通方面表示，骁龙X65将引领5G跨入10Gbps 时代，这不仅为顶级智能手机带来业界最广泛的特性组合，还面向全部主要地区的其它众多细分领域带来卓越5G性能，赋能全球所有主要运营商。
在发布骁龙X65的时候，高通一直在强调与其搭配的射频系统。在他们看来，调制解调器与射频的紧密集成和先进的调制解调器及射频技术，将帮助终端厂商通过外形时尚的终端为消费者带来出色的数据传输速率、网络覆盖、通话质量和全天电池续航。
高通技术公司产品市场资深经理李洋也表示，高通之所以过去多年里那么重视射频技术，主是因为随着5G手机设计复杂性不断提升。与此同时，用户对性能的追求不断提高，也让这种系统级射频前端解决方案的优势也更加凸显。为此在发布骁龙X65的同时，高通又带来 了面向下一代 5G的射频前端解决方案。
据介绍。完整的高通射频前端产品组合包括第7代高通宽带包络追踪器（高通QET7100）；全球首个支持多模、多输出、多个功率放大器（PA）的宽带包络追踪解决方案，支持全球5G Sub-6GHz和LTE频段；高通AI辅助信号增强技术：全球首个由AI辅助的5G自适应天线调谐解决方案，旨在提升基于情境的天线性能，帮助终端厂商应对5G移动终端所需的天线数量和频率范围不断增长的难题和全新集成式5G/4G功率放大器模组和分集模组。
从李洋的介绍我们得知，从能效上来讲，高通QET7100与目前市场上其它厂商提供的最先进产品相比可以将能效提升了30%。从带宽上讲，QET7100能够支持100MHz上行带宽，还能够支持上行链路MIMO（UL-MIMO），凭借优秀的节电特性，QET7100支持更长时间的手机续航。QET7100同时还可以搭载多个功率放大器。
“和上一代技术相比的差异点之一是，全新一代宽带包络追踪技术支持5G、4G甚至是传统通信制式，能够实现各个通信制式的融合。”李洋告诉记者。
第7代高通宽带包络追踪器QET7100与骁龙X65调制解调器一起提供了更卓越的数字算法，能够大幅优化5G功率放大器的信号质量和系统性能，提高发射信号质量，减少失真，从而大幅提升手机的上行速率。QET7100还支持手机与基站之间更顺畅的通信，扩大5G手机的网络覆盖范围。以上都是第7代高通宽带包络追踪器QET7100的优势。
从解决方案实现的层面来说，QET7100需要搭配骁龙X65调制解调器使用，才能提供卓越的发射性能；另外一方面，QET7100也能够支持高通面向下一代5G新开发的功率放大器模组QPM6679。此外，高通还为终端厂商合作伙伴提供了更多灵活的选择，让 他们可以将QET7100与其它厂商的射频组件搭配使用。
“我想强调的是虽然全新追踪器能够与其它厂商的射频组件搭配使用，但是我们完整的从调制解调器到天线的系统级解决方案，才能够充分发挥宽带包络追踪技术的优势，实现卓越性能。”，李洋告诉记者。
高通在射频前端解决方案的第二项关键技术创新是高通AI辅助信号增强技术。据介绍，这是全球首个AI辅助的天线调谐系统，可以大幅优化5G手机的天线性能，让手机与基站实时保持最佳的连接状态，从而大幅优化用户体验。
按照高通的说法，这是他们将公司超过十年的开创性AI研发成果引入移动射频系统的第一步，为蜂窝技术性能和能效带来重大提升。例如，与前代技术相比，通过AI实现对手部握持终端侦测准确率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。具体而言其实就是高通其实是推出了一整套针对天线优化的算法和特性，同时也借助了闭环天线管理。
据了解，所谓闭环天线管理，就是指人们在日常使用手机时会不断触摸手机外壁，这都会影响到天线的性能，而高通的芯片平台可以通过动态侦测人的手部握持动作，判断手机使用方式对天线的影响，识别出应用场景，从而优化天线，使得天线在各个应用场景的性能都能达到最优。
南明凯告诉记者，目前已有多个国家及地区进行了毫米波的商用部署，在美国之后，欧洲、日本、东南亚也在去年或今年年初进行了毫米波的商用部署。接下来，预计德国、英国、意大利等欧洲其它国家，还有韩国、澳大利亚将在2021年开展毫米波商用部署。为此高通预计，2021年毫米波将在全球几大地区实现一定规模的商用部署。而他们最近推出的新产品，正好能赶上这次竞争。
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