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5G手机扎堆爆发,但毫米波(mmWave)频段的功耗仍是挑战

时间:2019-02-28 作者:Rick Merritt 阅读:
随着三星发布首款5G手机,5G的现有挑战再度成为日前国际固态电路会议(ISSCC)上热门讨论的话题,特别是毫米波(mmWave)频段的功耗…

来自英特尔(Intel)、联发科技(MediaTek)以及三星(Samsung)的工程师在国际固态电路会议(ISSCC)在专题演讲中揭露5G面对的最新挑战——特别是毫米波(mmWave)频段的功耗问题。

在ISSCC上发表这些演讲的时机,正值韩国巨擘——三星电子(Samsung electronics)宣布推出首款5G手机之际。最新的Galaxy S10 5G智能手机屏幕尺寸更大并配备强大的电池,但移除了MicroSD插槽,并引发业界工程师的关注。

英特尔(Intel)的一位蜂窝射频(RF)工程师Benjamin Jann在发表关于该公司的首款5G收发器进展后告诉《EE Times》说:“毫米波前端目前还存在功耗挑战 —— 我并不考虑购买首批5G毫米波相控数组手机”。

联发科技(MediaTek)资深蜂窝RF工程师Chih-Chun Tang在发表其先进LTE收发器后表示,“Sub-6 RFIC部份将不会有太大的区别,但是mmWaves所需的散热和典型的1W功耗都会是问题。”。

两位发言人分别提出了对于其设计的顾虑。而其竞争对手高通公司(Qualcomm)则为12月展示的三星手机原型提供了基频芯片和mmWave模块。

英特尔的Jann在发表演讲中描述他的团队在3GPP完成5G NR规范之前,即设计了sub-6GHz和mmWave RF收发器原型,并已应用于2018年奥运会(2018 Olympics)和其他场所的试验。

英特尔将20%专用于授权MIPI M-PHY核心的28nm工艺 27.7mm2芯片,用于链接收发器与基频。Jann说,当全部的8通道均以全速运转时,仅消耗“几瓦”功耗。英特尔可能会为其将在今年底出样的商用5G芯片设计自家接口。

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三星的5G收发器目前仅能处理sub-6-GHz频段

三星则描述了针对5G和传统蜂窝网络的14nm商用收发器。它可提供高达3.15Gbits/s的速率和1.27Gbits/s的速率,但仅支持sub-6 GHz以下频段,尚未支持mmWave频率。

相较于该公司在2017年ISSCC所描述的40nm先进LTE收发器,这款38.43mm2的装置尺寸几乎更大了2倍,但在执行LTE和3G模式时的功耗更大幅降低了。

该芯片封装14个接收器管线以及2个发送链,在1V时消耗的电流仅为30mA,并且仍正针对性能和功耗进行优化。

三星RF工程师Jongwoo Lee详细介绍了这款收发器,但他并未明白表示是否用于该公司的最新手机中。不过,他指出这些手机已在近期推出了。

三星在最近的一场发表会中,推出了三款LTE手机,价格从749美元到999美元不等,并预计在3月8日上市。

相较于其LTE机型,这款5G手机搭载了更大的外壳和电池,而且不再支持可让用户扩充更多储存空间的MicroSD插槽。Galaxy S10 5G手机的尺寸为77.1 x 162.6 x 7.94mm,而搭载4,500mAh容量电池的最大新款LTE手机为74.1 x 157.6 x 7.8mm。

根据销售地区的不同,该手机采用三星或(可能是)高通的8核心应用处理器。三星8nm Exynos执行速度略低于另一款替代芯片——据推测就是高通采用7nm工艺的2.8GHz Snapdragon 855。

这款5G手机还增加了第4颗后置摄影机,可用于拍摄超宽幅照片。LTE手机则支持3颗后置摄影机。

正如预期的,三星还发布了一款可折叠的智能手机 —— Galaxy Fold,预计将在4月26日亮相,价格预计高达1,980美元。它将配备总容量为4,380mAh的双电池、6个摄影机以及一个7.3吋的折叠屏幕。

三星并未透露S10 5G手机是否支持mmWave频段。如果支持的话,它可能采用了高通在7月推出的模块。高通和另一家新创公司不久前才发布增强型mmWave模块。

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体EETimes,参考链接:5G Chips, Phones Dial Up Power;编译:Susan Hong EETTaiwan)

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Rick Merritt
EE Times硅谷采访中心主任。Rick的工作地点位于圣何塞,他为EE Times撰写有关电子行业和工程专业的新闻和分析。 他关注Android,物联网,无线/网络和医疗设计行业。 他于1992年加入EE Times,担任香港记者,并担任EE Times和OEM Magazine的主编。
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