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虽然移动通信和移动电话行业的一件大事mwc因疫情而被取消,但作为通信行业的领导者之一,高通公司仍按计划推出新一代5g调制解调器和射频系统(俗称基带芯片):x60。

X60芯片是高通公司的第三代5g芯片,也是世界上第一个采用5纳米工艺的5g芯片,它添加了全新的载波聚合技术,与前代x55相比,速度更快,功耗控制更好。此外,x60采用了新的载波聚合技术,可以灵活支持5g和4g复杂混乱的频谱,希望推动5g网络的全球部署。

我们为什么要推广5g流程的部署?

5g(第五代移动通信技术)在科技界的应用已经有4-5年了。尽管5g手机去年一个接一个出现,但它们仍远未普及。为什么5g看起来很近,但却很远?

原因是部署5g比部署4g困难得多。部署的困难之一是5g频段非常混乱。

过去,4g使用低频长波(约1.7-2.2ghz)。为了进一步提高带宽,5g使用了更高的频带,但是高频率也带来了另一个副作用,即传输距离更短。为了保证足够的信号覆盖,当网络运营商部署5g时,他们需要部署比4g时代更多的基站,所以成本要比4g高得多。

毫米波、sub-6和4g lte频段覆盖示意图。图片来源:高通公司。

由于高频谱5g基站的部署成本极高,在初步制定5g技术时采用了各种权宜方案:5g高频带不仅有高速超高频(约3ghz-40ghz)毫米波,带宽大,覆盖范围小,而且还有略低于6ghz的频谱:次6ghz超高频频谱(约0.3ghz-6ghz)。

虽然sub-6频段的带宽较窄,但其频率接近4g频谱,因此覆盖范围较广(以上),可以减少基站数量和运营商的部署成本。由于历史原因,sub 6频谱进一步分为fdd和tdd。因此,目前在毫米波、sub-6、fdd、tdd等的组合下,5g网络中有10000多个频段组合。并且这些频带组合难以相互覆盖。当手机传输信息时,数据只能在同一个组合频段被屏蔽,这使得我们无法用完带宽。

为解决 5G 部署难的问题 高通推出了全新 X60 芯片

如果人们仍然不理解也没关系。全球移动通信网络信号在大气中以不同的无线电频段传输。想象一下,每个频带都是一条高速公路,但是这些高速公路使用不同的标准和技术,它们彼此不兼容。

因此,如果您的数据包在子6 fdd的频带1中传输,所有信息都将在这条路上传输(见上)。即使下一个频带设置在空,您也只能观看同一频带中的数据块。当这条“高速公路”上的手机和数据越来越多,传输速度就会越来越慢。这样一来,不仅浪费了大气中的无线电资源,也使运营商难以部署。

什么是“载波聚合”技术?

但是,x60采用“载波聚合”技术后,当手机传输数据时,x60可以灵活地通过多个频段传输数据。这就好像道路被拓宽了,堵塞的车辆可以从不同的车道上运输文件(见上图)。在基站有限的情况下,“载波聚合”可以加快5g的传输速度,增加网络的吞吐量,让更多的设备同时通过5g网络传输更多的信息,并通过不同覆盖区域的频段增加5g的覆盖容量。

为解决 5G 部署难的问题 高通推出了全新 X60 芯片

例如,如果运营商支持4g频谱的动态频谱共享(dss),x60手机可以直接使用空闲的4g频段传输5g信号。因此,运营商可以直接在原有的4g频段上铺设5g tdd频段,使得运营商的部署更加方便,成本更低。

图片来源:高通公司。

不过,据高通称,在运营商聚合的情况下,x60的峰值速度将是x55的两倍,但根据官方公布的数据,x60的最大下行速度为7.5gbps,与前代x55和竞争对手华为巴龙5000相同。

全球首款5纳米制程5g芯片

此外,高通新x60芯片的另一个重要特性是高通首款采用5纳米工艺的5g芯片。

该芯片需要纳米级制造,并且制造工艺越小,可以进一步减小芯片的尺寸,节省手机机身中宝贵的空空间。此外,制造过程越小,能源效率就越好,这样手机就可以更快地上网,节省更多的电能。5纳米工艺是最新、最先进的芯片生产工艺,目前只有台积电和三星等少数晶圆厂能够生产。

去年,TSMC 7纳米的产能已经非常紧张,5纳米的产能并不乐观。据新闻报道,TSMC的5纳米工艺已经被苹果承包,甚至华为的订单也被挤出。目前,高通宣布x60已经进入5纳米制造工艺时代。尽管他们没有透露铸造厂是谁,但这也大大增加了媒体报道三星从高通公司赢得5纳米订单的可能性。另一方面,高通的竞争对手华为(Huawei)和联发科技(联发科技)是否会在今年上半年赶上采用5纳米工艺的芯片,仍不得而知。

为解决 5G 部署难的问题 高通推出了全新 X60 芯片

虽然它使用5纳米工艺,因此占用的电路板面积较小,但高通公司的新Snapdragon 875芯片会继续使用当前的“插件”设计(手机芯片+5g芯片组合),还是会直接将x60功能与5纳米带来的工艺优势集成到手机芯片中?

近十年来,由于半导体制造工艺越来越小,许多芯片公司选择将不同的芯片功能尽可能地集成在手机的系统芯片(soc)上,以减小芯片的尺寸,降低芯片的功耗,进而降低成本。然而,在过去的两年中,高通公司推出的Snapdragon手机芯片组合已经转变为系统芯片+5g芯片组合的插件式设计,这引起了很大的争议。《老虎嗅探》的作者李耕较早参与了高通公司的活动,并写了一篇文章解释高通公司的意图。然而,对插件设计的怀疑仍然存在。

为解决 5G 部署难的问题 高通推出了全新 X60 芯片

高通公司的官员没有透露未来的Snapdragon 875芯片是否也将插入x60,但他们说Snapdragon 865+x55是作为一个组合设计和优化的。X60是高通公司的新一代调制解调器和射频系统,目前不打算与865结合使用。因此,据估计,Snapdragon 875,这将在未来推出,将很可能通过插件与x60结合使用。至于这种插件模式,将来如何与集成5g基带的联发天极1000竞争,将在以后解决。

为解决 5G 部署难的问题 高通推出了全新 X60 芯片

装运始于2021年

此外,x60还加入了许多新技术。其中包括了vonr技术和全新的ultrasaw滤波器。此外,值得注意的是,还有一个全新的毫米波天线模块qtm35。

与上一代qtm525相比,qtm535声称具有更强的性能,还可以支持全球范围内的所有毫米波部署。它还集成了毫米波射频链路上的所有组件,只需要2-4个这样的模块就可以制造出支持毫米波的手机。但它比上一代更小,而且很容易与新的手机设计相匹配,比如全屏和折叠。有趣的是,x60芯片不会与Snapdragon 865手机芯片结合使用,但它可以与前代qtm525天线结合使用。

为解决 5G 部署难的问题 高通推出了全新 X60 芯片

目前,高通计划在2020年第一季度对x60进行采样,预计配备x60的手机将在2021年初发货。是的,今年的手机仍未使用。你想要的iphone 12最多只能和上一代的x55相匹配。

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