5G芯片产业链最新竞争格局,华为已接近世界顶级水准

时间:2019-05-13 10:30:01 来源:200家资讯商业网站打包发布 当前位置:哲想动画 > 中超 > 手机阅读

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核心观点:

1.苹果在 5G 基带芯片的研发上已经全面落后,目前 5G 基带芯片的竞争在高通、华为、英特尔和三星四家公司之间展开,高通虽然仍然处于领先位置,但与身后的差距正在被逐渐缩小;

2.5G 通信方式的改变对硬件设备提出了更高的要求, 除基带芯片外, 整个手机芯片产业链都面临着更新换代, 产业链迎来又一波发展良机;

3.中国企业在基带芯片的设计领域只有华为一家顶尖企业, 联发科由于长期处于中低端市场目前还难以对第一梯队产生实质性冲击, 但已是第二梯队的头部企业, 中国企业在整个手机芯片产业链上更具竞争力的领域还是集中在下游的封测和代工制造上。

1.四巨头上演“神仙打架”,5G时代未到,芯片之争已“硝烟四起”

预热了多年的 5G 时代在,近期好消息不断。

三星、华为等多家公司宣布将要发布 5G手机,高通、英特尔、三星和华为四大通信巨头都已经先后推出了自家的 5G芯片。

从四家公司的产品来看,5G 时代还未正式降临,在基带芯片的战场上已经是“硝烟四起”。

在国际电信联盟(ITU)制定的 5G 标准中,定义了 5G 未来的三大应用场景, 增强移动带宽(eMBB)、低时延高可靠通信(uRLLC)和大规模机器通信(mMTC), 前者主要关注移动通信,后两者主要关注物联网。

截止到 2018年 9月,5G的标准还没有完全冻结,只完成了第一阶段,即eMBB标准和部分 uRLLC标准。

其中,eMBB 应用场景主要关注的是移动通信领域,即手机终端市场。

从业内的专业角度看,在移动通信传输过程中,影响传输质量的最主要的芯片就是基带芯片,其作用是将传统的声音、图像等模拟信号编译成可识别或处理的低频的信号,后可通过射频模块,经天线发送到基站。

而 5G 由于使用频段的改变,使得手机的内的基带芯片需要进行重新设计。

Strategy Analytics的研究报告显示,2018年 Q1,高通,三星 LSI,联发科,海思(华为100%控股的子公司)和 UNISOC(展讯和 RDA)在全球蜂窝基带处理器市场中收益份额囊获前五。

2018年Q1高通继续赢取市场份额,以 52%的基带收益份额保持第一。其次是三星 LSI,占 14%,联发科占 13%。

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而 CounterpointResearch发布的 2017年第三季度全球智能机片上系统(SoC)市场统计报告显示,按照收入计算,高通智能机SoC市场占有率为42%, 排名第一,苹果则排名第二,其 A系列芯片占有率为 20%。

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虽然联发科和展讯在手机芯片市场还能占据前六的位置,但可以明显看到的是——两家公司的竞争力正在逐渐减弱,市场份额不仅被高通、华为和三星继续蚕食。

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英特尔也已经赶了上来。在 5G芯片的战场上,联发科和展讯已经没有太多的招架之力,只能在第二梯队寻找机会。

2.5G给基带芯片行业带来全新机遇

2.1基带芯片的组成

基带芯片是用来合成即将发射的基带信号,或对接收到的基带信号进行解码。

具体地说,就是发射时,把音频信号编译成用来发射的基带码;接收时,把收到的基带码解译为音频信号。同时,也负责地址信息(手机号、网站地址)、文字信息(短讯文字、网站文字)、图片信息的编译。

基带芯片可分为五个子块:CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块。

2.1.1CPU处理器

CPU处理器对整个移动台进行控制和管理,包括定时控制、数字系统控制、射频控制、省电控制和人机接口控制等。若采用跳频,还应包括对跳频的控制。

同时,CPU 处理器完成 GSM 终端所有的软件功能,即 GSM 通信协议的layer1(物理层)、layer2(数据链路层)、layer3(网络层)、MMI(人-机接口) 和应用层软件。

2.1.2信道编码器

信道编码器主要完成业务信息和控制信息的信道编码、加密等,其中信道编码包括卷积编码、FIRE码、奇偶校验码、交织、突发脉冲格式化。

2.1.3数字信号处理器

数字信号处理器主要完成采用 Viterbi算法的信道均衡和基于规则脉冲激励—长期预测技术(RPE-LPC)的语音编码/解码。

2.1.4调制解调器

调制/解调器主要完成 GSM系统所要求的高斯最小移频键控(GMSK)调制/解调方式。

2.1.5接口模块

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2.2手机芯片产业链在 5G时代面临的更新换代

5G将引入 Sub-6GHz和 6GHz以上频段通信,同时需要利用 MIMO技术由现有的 2通道通信向 4-8通道通信演进,相应的天线数量也会由现有 2天线向4-8 天线提升。

而为了添加新频段通信功能,需要提升滤波器数量,Skyworks预计滤波器数量平均将由 40只提升至 50只;同时,为实现从 2通道向 4通道通信,PA 数量预计将可能翻倍提升。

由于射频开关和调节器同天线通道数相关,因此从 4G到 5G终端开关数量也会由 10只升至 30只。

面对众多改变,整个手机芯片产业链都面临着全面升级,这一轮的更新换代不仅给产业链带来了更大的市场和更多的机会,也同时带来了行业地位的重新洗牌。

3.聚焦基带芯片头部企业——苹果掉队,高通地位不稳

虽然在 SoC芯片上苹果依然有很强的竞争力,但在基带芯片方面,苹果已经全面掉队。

随着苹果和高通的纠纷持续发酵,基带芯片成为了苹果的重大短板。尽管苹果已经开始着手基带芯片的研发,但从短期来看苹果在基带芯片行业难做搅局者。

3.1基带芯片“四巨头”之高通——全球首家发布商用 5G调制解调器芯片的基带研发厂商

早在 2016 年 10 月,高通就宣布正式推出骁龙 X50 5G 调制解调器。

彼时的 5G还处于探索阶段,全球第一个可商用部署的 5G标准直到一年多以后才正式发布。英特尔等到一年后才发布了另一款 5G调制解调芯片XMM8060,足以看出高通在基带芯片领域内巨大的技术优势。

“四巨头”中的另外两家公司中,华为在 2018年 2月发布了巴龙 5G01,三

星更是一直等到 2018年 8月才成功推出自主研发的 Exynos Modem 5100。早期,三星只能通过向高通采购芯片的方式来弥补自己通信基带研发技术的欠缺。

3.2基带芯片“四巨头”之华为——第一代 5G芯片制程工艺最高

在四家公司发布的第一款基带芯片的制程工艺上,高通采用的是 28nm,英特尔是 14nm,三星为 10nm,而华为的制程工艺则是最先进的 7nm。

按照摩尔定律的说法,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目, 约每隔 18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

为了实现晶体管的数量翻倍,业界制程工艺基本以 0.7倍的缩小来实现翻倍,相继出现了 45nm、32nm和 28nm,近两年又出现了 14nm和 10nm,而目前最先进的制程工艺在 7nm。

也就是说,虽然华为在基带芯片的研发上落后了高通近一年半的时间,也仅比三星早了半年,但能让华为在基带芯片领域占有一席之地的正是在其制程工艺上的领先。

3.3基带芯片“四巨头”之三星——首款 5G芯片支持的频段最多

在 ITU公布的全球可用频谱的建议列表中,包括 24.25–27.5GHz、31.8– 33.4GHz、37–40.5GHz、40.5–42.5GHz、45.5–50.2GHz、50.4–52.6GHz、66–76GHz、81–86GHz。

但在 ITU提出后不久,美国联邦通信委员会(FCC)于 2015年 10月宣布可针对 28GHz、37GHz、39GHz与 64-71GHz频带做全新的服务规则。

在四家公司推出的第一代 5G基带芯片中,所有的厂商都支持 28GHz毫米波高频段,部分厂商支持 6GHz以下的低频段(为了适应中国),但目前只有三星公司研制出的芯片支持 39GHz的芯片。

作为四家公司中最晚发布第一代 5G基带芯片的一家,三星发布的第一代基带芯片是四款芯片里支持频段最多的。

华为和三星两家公司展示了:什么叫“慢工出细活”。

3.4基带芯片“四巨头”之英特尔——研发领先,后续尴尬,苹果成了关键因素

依靠XMM8060跻身基带芯片“四巨头”,英特尔与其他三家比起来就略显尴尬了一些——

时间上,英特尔落后了高通一年,也仅比华为早了三个月;技术上,虽然英特尔的制程工艺比高通先进,但与发布时间相近的华为和三星相比又处于

落后。

而在商用部署上,英特尔预计 2019年中下旬才能正式商用,作为竞争对手的高通不仅在 2019年 MWC前夕抢先发布了第二代基带芯片,同时预计第二代芯片的商用时间为 2019年年底,如此一来英特尔已经处于全面落后的尴尬境地,实力演绎了一把“起大早,赶晚集”。

目前来看,英特尔唯一能与其他三家公司抗衡的法宝可能就是苹果了。得益于苹果和高通的纠纷,有不少人都认为苹果在接下来的 5G布局上会舍弃高通,选择与英特尔合作。

英特尔发布的 XMM8160,可以在单个芯片上支持包括独立组网(SA)和非独立组网(NSA)模式在内的 5G新空口(NR)标准,也就是无需两个独立的调制解调器分别进行 5G和 4G/3G/2G网络连接,集成多模解决方案支持 LTE和 5G 的双连接(EN-DC)可以保证在没有 5G网络情况下,移动设备向后兼容 4G。同时,还可以避免使用单模 5G芯片所面临的设计复杂度高,电源管理与设备外型调整等问题。

从这一方面来看,至少在苹果独立研发出基带芯片之前,若是真的不再与高通合作,那么英特尔还是有一定优势的。

3.5华为多点开花“硬扛”高通

尽管华为的研发周期比高通更长,但是相比于高通更聚焦于手机来说,华为的关注点更加平均——不仅注重手机芯片的研发,在基站方面的研究也不落下风。

2019年2月19日,华为消费者业务CEO余承东正式宣布:“万物之美,宜远观亦可近读,华为 P303月 26日法国巴黎见!”

消息一出,市场均猜测华为 P30 会推出 5G 版本。

更早些时候,华为在北京举办 5G发布会暨 2019世界移动大会预沟通会上, 发布了据称是全球首款 5G基站核心芯片——华为天罡,以及支持终端产品的巴龙 50005G调制解调器芯片,并展示了华为“极简设计”的 5G基站。

在即将到来的 MWC上,高通和华为都将携各自的新产品参展。两家公司正面“硬刚”虽然精彩,但华为来势汹汹也宣告高通的业界地位正在面临挑战。

4.“中国芯”大部队位居第二梯队,在下游封测制造领域竞争力更强

中国企业只有华为一家挤进了第一梯队,但中国企业在芯片市场已经有了彻底的改变。

联发科和展讯凭借价格优势站稳了第二梯队,并以此作为立足点巩固优势, 从市场份额上看已经是第二梯队的头部企业。

除了芯片研发本身外,中国企业更多的是分布在芯片行业的产业链上。从竞争力上看,中国企业在下游封装测试和代工制造方面更具优势。

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4.1 5G基带芯片第二梯队“种子选手”——联发科

2018年 6月,联发科在台北电脑展上宣布了 Helio M70,并于 9月份首次展出原型机,12月初公布该 5G基带详情。

它是目前唯一支持 4G LTE、5G 双连接(EN-DC)技术的 5G 基带。

联发科 Helio M70采用台积电 7nm工艺制造,是一款 5G多模整合基带,同时支持 2G/3G/4G/5G,完整支持多个 4G频段,可以简化终端设计,再结合电源管理整体规划可以大大降低功耗。

4.2全世界的代工厂——台积电

在晶圆代工领域,台积电处于绝对主导地位。

公开资料显示,台积电的市场份额达到了 58.7%,市场份额遥遥领先。而大陆最大的代工厂商中芯国际虽然市场份额也排在全球第四的位置,但其市场份额只有 5.7%,台积电的实力可见一斑。

凭借 7nm的先进技术,台积电吸引了包括苹果、高通、华为等知名公司的庞大客户群,堪称“全世界的代工厂”。

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4.3“三剑客”国内封测第一厂之争

在封装测试领域,华天科技、通富微电和长电科技三家公司关于“国内封测第一厂”的争夺仍在延续。

从 2018年三季报数据来看,长电科技的营收遥遥领先于另外两家公司;但在盈利能力上上华天科技又跃居第一,长电科技不仅垫底,而且和其他两家的差距还不小;而在成长能力方面,通富微电又成了三家中最出色的那个, “三剑客”的竞争依然难以分出高下。

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