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多模多频走向普及 能否成就4G终端

来源:电子技术设计
时间:2014-12-29

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4G时代,运营商将建设TDD/FDD融合网,这对多模多频提出了很高要求。从中国通信行业的现状来看,将出现4G与三家运营商三种不同的3G制式,甚至还要与2G的GSM和CDMA网络兼容的市场格局。因此“多模多频”芯片已经成为4G终端不可避免的标配。

4G融合催生多模多频芯片需求

几乎所有分析机构都认为2014年全球4G市场“看中国”。去年,工信部发放LTE运营牌照之后,中国移动在合作伙伴大会上宣布:2014年,中国移动 LTE TDD终端销售目标将达1亿部。而中国电信董事长王晓初也表示,2014年中国电信天翼终端销量将达1亿部,其中4G终端3600万部。除运营商外,终端厂商中兴也称,2014年其智能手机全球出货目标为6000万部,其中4G手机至少占40%。可以说,在4G “大盘”的推动下,称2014年是“多模多频年”也不为过。

值得关注的是,“大盘”走高建立在各方关注“用户体验”的基础上,而多模多频则是保证良好体验的关键要素之一。

关于多模多频,目前中国移动的4G网络已经实现了LTE TDD和FDD两个模式的高度融合,可以实现两个业务的无缝切换,并推出了5模10频、5模13频,甚至6模多频等终端。中国移动总裁李跃在今年MWC上表示:五年来,中国移动推动TD-LTE(即LTE TDD)产业发展始终坚持的一个追求就是融合。TD-LTE和LTE FDD是一个LTE,只是有两种不同的表现形式。TD-LTE可以使剩余的频谱得到充分利用,得到更高效的组织。

中国电信科技委主任韦乐平也表示,FDD和TDD是统一LTE标准下的两种不同接入方式。中国电信将先采取TDD、FDD混合组网方式,并逐步实行融合组网。韦乐平同时表示,3G和4G LTE将长期共存。

基于上述运营商对4G网络的认识和建设,打造一个符合各个运营商网络需求的手机平台目前已经成为中国4G终端厂商的发展方向。如今年中兴发布的nubia X6,就内置骁龙801,支持7模16频,LTE TDD/LTE FDD/CDMA2000/EVDO/WCDMA/TD-SCDMA/GSM;而其发布的Grand S II则支持5模17频,同样采用骁龙801处理器。此外在射频领域,高通也与中兴合作,推出全球首款集成CMOS PA和天线开关的多模多频芯片,且首先应用在中兴Grand S II智能手机上。

厂商发力促成多模多频渐成主流

据统计,2014年全球LTE商用网络的覆盖进一步完善,各大运营商对于LTE终端(手机、平板、数据卡)的普及需求加剧。包括高通、博通、英伟达、爱立信等全球手机芯片大厂纷纷推出了相关的LTE产品,LTE终端呈现爆发之势。而在中国智能机市场与高通抗衡的联发科、展讯也正积极布局,以整合TD- LTE与FDD-LTE的多模LTE产品为重点。

据记者了解,目前全球4G LTE全模芯片(G/G/E/W/TD/TD-LTE/FDD)方案成熟的是高通,排名第二的是爱立信,接下来就是华为的海思。从出货量来看,高通和海思是LTE芯片全球发货量前两大厂商,也都是华为终端公司LTE上紧密的芯片合作伙伴。例如海思的芯片今年已经在日本、欧洲、中国、亚太、拉美等全球市场大规模发货。

除了上述芯片厂商外,美满科技今年推出了PXA1088 LTE芯片,该芯片是业界首款面向大众市场的四核“5模13频”Category 4 LTE单芯片解决方案。而联芯也推出了4模11频TD-LTE/LTE FDD/TD-SCDMA/GGE基带芯片LC1761。

面对爆发的中国4G市场,芯片巨头英特尔也发布了的低功耗、全球调制解调器解决方案,可以支持多种频带、多个地区和多种设备作为其重要战略,并发布了单射频芯片可同时支持15个FDD-LTE频段的XMM7160多频多模平台。

技术和体验挑战犹存

回顾2014年,频段不统一仍是当今全球LTE终端设计的障碍,全球2G、3G和4G LTE网络频段的多样性对移动终端开发构成了挑战,多模多频、低功耗和高集成度成为开发LTE芯片的重要门槛和难点。

当前,全球2G和3G技术各采用4到5个不同的频段,加上4G LTE,网络频段的总量将近40个。要支持多模多频,首先就需要终端集成能同时支持多种制式和频段的芯片。而这无疑对于当前LTE通信处理器芯片技术水平形成了较大挑战。

众所周知在4G时代,制式和频率会影响手机的外观尺寸、功耗水平、材料选择等方面的设计,并进一步影响用户体验。所以手机厂商在多模多频终端推进的过程中,设计上要考虑用户对于制式、产品外观、电池容量等多方面的需求。

有鉴于此,终端厂商应紧跟芯片厂商研发步调,综合成本考量与性能体验,逐步推出适合于不同目标市场和用户群体的产品。此外,在全球多种制式与频率共存的环境下,手机厂商要加强与全球不同国家和地区的运营商合作力度,才能提升多模多频手机的全球化竞争能力。

中国4G手机需求潮已经缓缓来临,4G手机芯片供应商作为4G盛宴的重要参与者,已经展开了激烈的较量。有媒体日前报道,为了在4G芯片市场上占据有利地位,高通、联发科和Marvell将以牺牲其毛利润为代价,在今年第三季度增加4G芯片的出货量。

但是,目前国内的4G手机芯片市场基本被高通霸占,国产芯片厂商想要顶压而上,显然不易。而目前,支持LTE/3G多模多频的4G终端已然成为行业发展的明确方向,这给了国产芯片厂商突围的方向——多模多频、 低功耗和高集成度的LTE芯片。为此,国产芯片厂商需加快多模多频4G芯片的研制速度,才能在4G市场上获取更大突破。

4G手机芯片杀价冲量

2014年是4G元年,4G牌照落地正推动着通信业“改朝换代”,4G将成为消费者的标配。据《2013-2017年全球智能手机行业市场前瞻与投资机会分析报告》预计,2014年第四季度到2015年会是中国4G手机的爆发年,高端市场将掀起新一轮换机潮。市场调研机构IHS也做出预估:2014年中国内地4G智能手机市场将大幅增长,预计其出货量与2013年相比将增长15倍;并且,在未来几年时间里,中国4G智能手机市场将会出现不可阻挡的增长趋势:到2015年其出货量预计将比2014年增长一倍,达到1.441亿部;2016年预计还将进一步增长53%,达到2.198亿部;到2017年年底预计将达2.985亿部。

全球4G建设的热度在不断升温,中国作为的4G市场,4G手机终端厮杀激烈的背后,芯片厂商的一场生死时速之战也正在上演。近日有消息称,智能手机解决方案供应商包括高通、联发科和Marvell预计在2014年第三季度将增加4G芯片出货量,以牺牲其毛利润为代价。高通已宣布将降价促销4G手机芯片,业界甚至传出报价恐跌破20美元大关的猜测。4G手机芯片恐与终端4G手机新品一样,出现与3G手机产品几无价差情形,迫使终端客户全面升级4G技术规格。面对高通降价冲量动作,联发科及Marvell亦跟进,使得4G手机芯片报价在第2季底、第3季初骤降约两成。

业内人士表示,现阶段上游晶圆代工产能仍吃紧,但4G手机芯片报价竟然持续下滑,显示4G手机芯片市场竞争压力相当大,这便出现了为抢占市占率而不断杀价取量的一幕。业界预期2014年下半4G手机芯片价格下滑速度及幅度将更甚于上半年,这亦将让3大手机芯片厂陷入4G手机芯片出货越多、毛利率却越低的窘境。

手机芯片市场厮杀激烈

移动芯片市场竞争的加剧与智能手机市场是同步发展的,厂商激烈比拼的同时,更多地是采取价格战策略,价格走低使芯片的利润空间一再压缩。业内人士认为,随着市场竞争的持续升级,加上4G手机推广普及加速,未来市场将演变为资本、技术、规模的全方位比拼,洗牌效应下,或将只剩下两三家寡头当道。目前完全具备技术、资金、规模三要素优势的唯有高通,无论在手机芯片相关的AP和基带芯片上,还是重要的SoC集成能力上,都远远超过竞争对手。

联发科向高通发起猛烈冲击,除了占据中低端市场之外,也正不断向着高端市场迈步。据IDC发布的《中国智能终端市场季度跟踪报告(2014年一季度)》数据显示,芯片厂商中联发科在智能终端市场份额一路上涨,2014年一季度达34.6%。尤其在中低端市场(300美元以下),联发科的份额在50%左右。位列第二的高通在中高端市场(100美元及以上)依然保持明显优势。 在高端市场(300美元及以上),高通、英特尔、AMD、苹果等传统知名芯片厂商纷纷汇聚于此。

芯片领域的激烈厮杀或许将酝酿市场格局的重新洗牌。4G时代已经来临,业内一方面弥漫着国内手机厂商谋划大干、快上占领市场的雄心壮志,另一方面却又传来了手机芯片和高端零部件供应紧张的讯息。业内专家表示,国产手机厂商要做强,全面介入芯片研发势在必行,这便要求华为、中兴和联发科要加强自主创新力量,加快研制4G市场需要的多模多频手机芯片。

支持LTE/3G多模多频成焦点

当前支持LTE/3G多模多频是LTE终端的明确发展方向,也是国内运营商的发展思路。目前国内某些运营商已经公开表示将建设TDD/FDD融合组网,这对多模多频提出了很高要求。中国移动也多次强调,TDD/FDD混合组网、支持5模10频、5模12频及Band 41是中国移动发展LTE智能终端的重点。市场研究分析师表示,就目前我国通信行业的现状来看,将出现4G网络加上三家运营商三种不同的3G制式,甚至还要兼容2G的GSM和CDMA网络的市场格局,未来的“多模多频”将成为4G手机不可避免的标配。

频段不统一是当今全球LTE终端设计的障碍,全球2G、3G 和4G LTE网络频段的多样性对移动终端开发构成了挑战,多模多频、低功耗和高集成度成为开发LTE芯片的重要门槛和难点。当前,全球2G和3G技术各采用4到 5个不同的频段,加上4G LTE,网络频段的总量将近40个。要支持多模多频,首先就需要终端集成能同时支持多种制式和频段的芯片。无疑,这一切对于当前LTE通信处理器芯片技术水平,掀起了一场前所未有的挑战。

因此,对于国产手机芯片商而言,卡位4G芯片市场既是机遇也是挑战,只有加强技术创新,加快对多模多频的研制速度,国产厂商才能在未来4G市场的劲烈竞争中占据有利位置。毕竟,只有能自行设计芯片的厂商,才不至于处处受制于人,才是真正的强大手机厂商。

融合与多模多频芯片成就4G终端

2013年12月4日,工信部向中国三家运营商发放4G 牌照,2014年,中国的4G用户数已经逼近6000万户。而根据GSMA数据,到今年年底全球4G用户将超过4亿。从天时、地利、人和角度分析,4G正在迎来发展的大好时机:天时——LTE统一标准带来的共同繁荣;地利——为推动4G快速发展,中国主管部门、运营商与设备商、终端厂商及芯片厂商的积极合作令全球瞩目;人和——处理器和优质终端保证用户体验得以极大提升。

融合与多模与业界达成共识

众所周知,中国出境游人数暴增是经济高速发展的客观反映之一,而经济高速发展也促成了4G的快速发展和普及。例如4G手机的通用标准、多模多频特性对中国游客的自由出行同样作出了贡献。中国移动总裁李跃曾表示:“在2G和3G时代,由于多制式原因,我们不能实现在不同国家享受同样漫游,4G时代,我们始终致力于FDD/TDD二者融合,我们相信融合发展会实现‘一机在手,走遍全球’的梦想。”

而稍早前,中国联通也发布了“双4G计划”,并将LTE TDD/LTE FDD混合组网试验城市扩大至41个。此外,中国联通还宣布,2015年双4G计划终端销量目标为1亿台。

中国电信方面,中国电信科技委主任韦乐平在接受媒体采访时称,在4G网络规划上,中国电信将先采取TDD、FDD混合组网方式,逐步实行融合组网。韦乐平称,FDD和TDD是统一LTE标准下的两种不同接入方式, LTE标准是全世界共同智慧的结晶,结合国情统筹协调发展,将是有利于LTE发展的策略。

在FDD/TDD混合组网方面,中国主管部门及运营商与国际组织和企业的思路完全契合。全球移动设备供应商协会(GSA)主席Alan Hadden认为:“由于LTE是全球统一、通用标准,LTE FDD与TDD的网络部署和用户终端制造都可以极大受益于LTE的全球规模经济。”而高通执行董事长保罗·雅各布博士也曾表示:“多模多频的3G/4G LTE技术终将惠及消费者。作为一个全球通用标准,LTE TDD/FDD必将推动产业创新。”

多模多频芯片提升手机体验

在2014年,中国4G手机产业发展极其迅猛。2014年1月~10月,中国市场4G手机出货量达到1.08亿部,其中10月环比增长7.9%。毫无疑问,4G已成为中国智能手机发展的“提速引擎”。中国智能手机增长为何如此迅猛呢?

由于多模多频率的发展,从用户角度而言,买一部手机,不用过多考虑选择哪家运营商的服务,可以“一机在手,走遍全球”;从厂商角度,一个平台打造符合各个运营商需求的手机已成为发展方向;从运营商角度,以中国联通为例,中国联通副总经理熊昱表示,未来将打破目前4G终端市场以运营商为纬度的分类,将双4G 终端打造成为消费者、渠道首推和市场主流的产品。

当然,除多模多频外,出色的多媒体性能、连接性能以及续航表现等也是消费者关注的焦点。而的处理器将支撑手机充分满足消费者的上述需求。以高通骁龙 801处理器为例,其集成4G LTE Cat 4和802.11ac Wi-Fi,带来无缝连接,并集成具备先进处理性能的四核Krait 400 CPU和针对高品质图形的Adreno 330 GPU,同时保持行业的电池续航性能,并针对中国市场提供双卡双通(DSDA)服务的专用硬件。这一年,国内厂商大多用该处理器打造其旗舰级4G智能手机,深受消费者好评,如OPPO N3、OPPO Find 7、小米手机4、vivo Xshot、中兴天机、nubia Z7系列、一加手机、HTC M8、锤子手机T1等。

多模多频芯片助力手机实现更多功能

未来,中国的4G用户数会继续迅猛增长。而LTE Cat.10、Cat.6及LTE 广播、LTE Direct等将陆续走进用户的生活。

目前三星和LG等均已采用骁龙处理器发布了支持Cat.6的智能手机,根据运营商频谱状况,现网速度达到225Mbit/s~300Mbit/s。此外,2014年4月高通支持华为完成了LTE-Advanced Cat.6连接测试,峰值下行速率达到300Mbps。

另外,LTE广播也正在全球部署。LTE 广播利用标准的LTE网络架构和调制解调器,简化部署的同时还可以节约成本。高通 LTE 广播解决方案目前在部分骁龙芯片组中可用,由高通可选的LTE 广播中间件支持,在过去三年里,通过主要基础设备厂商的测试,带来高水平的互操作性和产品成熟度。利用高通方案,LTE 广播目前已在韩国商用。而在国内,稍早前,高通联合搜狐在中国进行了LTE TDD 广播首次公开演示,2014年青奥会期间,高通与华为以及中国电信也进行了LTE广播的相关测试。的消息称,爱立信与高通在中国移动香港商用网络上成功演示了首个端到端LTE 广播解决方案。

更为重要的是,未来中国4G终端厂商将成为连接全球各主要市场的重要纽带。数据显示,目前国内3G/4G手机的70%来自中国OEM。从2007到 2013年,中国OEM的3G/4G手机出口复合年均增长率大于30%。而高通参考设计平台(QRD)可以帮助手机厂商减少后期开发成本,并缩短产品上市周期。目前QRD已支持Android和Windows Phone等操作系统,支持4G,支持高通 RF360前端解决方案。

据统计,目前共有960款基于QRD方案的终端已经出货或正在设计中,这些终端已经推广至包括中国在内的21个国家和地区。4G方面,有超过160款基于QRD的LTE终端已经推出商用,同时还有180款基于QRD的LTE终端正在设计之中。


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