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谁能主导5G基带芯片市场?

2020-06-15 方正证券 阅读:
本文讲解基带芯片的技术特点、历史变迁,并从巨头的布局来分析5G基带的发展方向。

在每个移动通讯设备中都有一个基带芯片,它是一种用于无线电传输和接收数据的数字芯片。基带芯片主要分为5个子模块:CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器、接口模块。BeUednc

在经过1G-3G时代通信市场发展,4G时代已有多家半导体、芯片厂商进入基带芯片市场。BeUednc

随着5G基带芯片性能和复杂度的提升,目前只有高通、海思、紫光展锐、三星、联发科研发出了5G芯片。BeUednc

在5G标准由高通、华为主导的情况下,谁能主导5G基带芯片市场?BeUednc

什么是基带芯片?

在每个移动通讯设备中都有一个基带芯片,它是一种用于无线电传输和接收数据的数字芯片。 基带芯片主要分为5个子模块:BeUednc

CPU处理器: 对整个移动台进行控制盒管理,完成GSM终端所有的软件功能,即GSM通信协议的物理层、数据链层、网络层、 MMI和应用层软件。 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。 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(RPELPC)的语音编码/解码。 调制解调器: 主要完成GSM系统所要求的调制/解调方案。 接口模块: 包括模拟接口、数字接口以及人机接口三个子块。BeUednc

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5G应用场景更加丰富BeUednc

5G需求增多,实现万物互联的基石

5G三大场景定义万物互联时代:增强型移动宽带(eMBB)、海量物联网(mMTCL)、高可靠低时延(uRLLC)。 其中eMBB相当于3G-4G网络速率的变化,而mMTCL和uRLLC是针对行业推出的全新场景,推动科技由移动物联网时代向万物互联时代转变。BeUednc

基带芯片设计难度提升。 5G基带芯片需要同时兼容2G/3G/4G网络, 5G无线电接入架构由LTEEvolution和新无线电接入技术、 NR组成,研发难度提高。同时要能够满足eMBB、 mMTCL、uRLLC,意味着基带芯片需要有更大的弹性支持不同的5G规格,达到5G高吞吐量的要求。BeUednc

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R16发布, 5G主要技术架构完善。 R15方案于去年定案, 5G车联网标准(R16)于3月20日冻结。之后包括免许可频谱、 5G定位等在内的技术特性将通过R16版本引入, V2X将是Release16的重要主题之一。BeUednc

高通和华为认为C-V2X更具有优势。 C-V2X技术是车载通讯技术总称,其中包括车对车(V2V)、车对人(V2P)、车对设施(V2I)、车对云端(V2N)。BeUednc

根据高通预测, C-V2X将在2020年开始部署。目前市场上主流的C-V2X芯片组解决方案为高通的MDM9150,同时高通提供SD55 Auto(SA515M)给全球的客户开发5G+V2X模组。BeUednc

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1G网络到5G网络的主要变化

移动通信技术大概于上世纪80年代开始发展,大概每十年前进一代。下面我们回顾移动技术的发展。BeUednc

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1G网络到5G网络的主要变化BeUednc

1G通信技术的发展要起源于1986年的美国, 在日本得到首次商用。 当时的市场是由爱立信和摩托罗拉主导。 1G采用了模拟信号来进行传输, 因此效率低,只能应用于一般的语音传输上,讯号不稳定,覆盖范围很小,同时造价十分昂贵。这项业务在1999年便被正式关闭。BeUednc

1G标准繁多。 除了美国的AMPS之外,还包括北欧的NMT、英国的TACS、日本的JTAGS、西德、葡萄牙及奥地利的 C-Netz,法国的RC2000和意大利的RTMS等系统。BeUednc

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2G从模拟调制进入数字调制阶段。 欧洲各家供应商联合推出以TDMA为核心的GSM与美国竞争,在短时间内建立起了国际漫游标准,并且在全球范围内部署GSM基站, 1995年我国也开始使用GSM。而美国不复1G时代的霸主地位,有3种不同的2G系统在美国部署,使得美国丧失了在2G上的话语权。BeUednc

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3G时代智能手机的出现推动了行业洗牌,高通和苹果合作共赢,各自成为了各自行业龙头。 3G与2G最大区别在于3G可以传输图片、视频、音频等,而智能手机成为了3G最佳的应用场景。此时中国成为了标准的制定者之一,中国提交的TD-SCDMA与欧洲的WCDMA、美国的CDMA2000是当时三大主流通信技术。BeUednc

高通放弃CDMA2000演进路径,转攻WCDMA-LTE演进路线。 由于2G时期GSM积累了相当多的客户基础, CDMA获客成本过高,因此高通选择在WCDMA发力,为4G LTE专利布局打下基础。 2004年高通WCDMA手机芯片仅10%, 2005年快速增长至26%。BeUednc

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5G通信制式逐渐增加,频段组合更加复杂多样BeUednc

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5G可部署范围包括30个新频段BeUednc

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基带市场逐渐走向寡头、自研BeUednc

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基带芯片行业收购兼并发展BeUednc

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5G手机中端渗透加速BeUednc

4G LTE基带出货量在2019年首次出现同比下降,主要原因是智能手机市场趋于饱和,基带出货量增长缺少动力。BeUednc

现在,高通占据基带市场半壁江山。 根据StrategyAnalytics数据, 2019年手机基带市场中,高通占41%,海思占16%,英特尔占14%,其余被联发科、三星、紫光展锐等厂商瓜分。BeUednc

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各厂商的基带芯片也有着不同的策略。BeUednc

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高通采用基带+处理器分立外挂模式BeUednc

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海思采用集成模组芯片BeUednc

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联发科、紫光展锐冲击中端市场BeUednc

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