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我说一部5G智能手机需要有这样的芯片,你看靠谱不
尽管眼下手机业出现了增长放缓的情形,但该市场仍有可能会被无线领域的下一个大事件带热,那就是第五代移动网络或5G。
事实上,各大运营商、芯片制造商和电信设备供应商现在都一股脑地投入到了5G大赛中来,5G是目前被称为4G或长期演进(LTE)无线标准的下一代继任者。英特尔、三星和高通是这个5G大赛中的主要选手。
一些组织正在加紧制定5G标准,同时,不少公司已经开始了初步的试验和示范工程。为了能够满足人们对更多带宽无止境的渴求。5G将能提供超过10Gbs的数据传输速率,其网络吞吐能力将达到现有LTE标准的100倍。相较于4G,5G能提供1000倍的网络容量,延迟则降为4G的十分之一。
与此同时,和5G相关的问题也开始浮出水面。5G实际推出的时间预计为2020年,但可能需要更长的时间进行部署。互操作性等技术问题可能会相继出现,而且,要在全球范围内部署5G网络需要数十亿美金的巨额投资。
实际上,过渡到5G之前有个阶段,就是被称为LTE-Advanced(LTE-A)的速度更快的LTE新版本。一家研究公司的总裁认为:"虽然2020年是5G开始推出的最佳时间,但是我认为,2020年只是5G第一次进行试验运行的时间,而不是部署日期。从现在起到2020年之间,LTE-A和载波聚合技术能实现更高的数据传输速率,满足不断增长的市场需求。到2020年时,Cat 10 LTE-A将很可能成为优质网络的全球标准。届时,我们可能不需要5G,诺基亚认为2030年才会用到5G,这个观点可能更加现实。"
但是,如果5G确实按时或者仅仅稍微延迟一点时间就成功推向市场了,那么,业界需要在芯片和系统上都有相应的新的突破。在6GHz和更高的频率上工作,未来的5G智能手机将会需要一个更低功耗、运行更快的芯片。
"人们对5G的期许相当高,"IMEC逻辑器件研发项目的工艺技术副总裁Aaron Thean说。"5G需要把能耗降低10倍,峰值数据速率提升100倍,而且要显著降低射频链路的延迟。"
那么,未来的5G智能手机会是什么样子呢?它们需要什么样的芯片呢?预测未来一向是个高难度动作,但我们还是请一些专家列出了假设中的5G智能手机的需求列表,包括应用处理器、存储器和射频前端。
5G手机内部的元器件
为了支持5G网络,半导体行业需要推出全新等级的芯片。5G智能手机需要处理的数据量非常惊人,所以,5G电话的数字部分需要性能更强劲的芯片,包括应用处理器和基带芯片。
"现在已经有内部集成了10个处理器内核的应用处理器,在达到收益递减点之前我们会增加更多的内核。"Forward Concept的Strauss说。"2020年时,10纳米制程的应用处理器是可期的,但是模拟前端则不会那么快缩减到这么小的工艺尺寸。"
根据Strauss的观点,调制解调器是最大的问题。"能跟性能爆表的应用处理器配合工作的5G调制解调器是一个非常棘手的问题。"
对5G手机,OEM厂商可能会采用基于FinFET工艺的应用处理器和其他数字芯片。"我认为进行5G的数据处理时,FinFET是可以信赖的,"IMEC的Thean说。"我们也看到,由于存在寄生效应,当前的FinFET可能无法完全满足RF应用各个方面的要求,但是在7nm版本中,改进了间隔物和源极/漏极的结构,解决了这一点,正好它们与5G的部署时间表步调一致。"
还有一些其他的问题。"在系统层面,我认为技术之间的异构混合仍然是性能、功能和成本需要进行优化和平衡的源头。"Thean补充道。