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下周,世界移动通讯大会将在巴塞罗那召开,5G 技术将成为会议热点话题
之一。
在 2 月 21 日外交部例行记者会上,有记者问:有人认为中国企业的产品
和设备存在安全隐患,应将其排除在 5G 网络建设之外,你对此有何评论?
当天的外交部发言人耿爽称,“第五代移动通信技术(5G)作为一项前沿科
技,不是某个或某几个国家的专属,而是关乎全球经济发展、世界各国利
益和人类文明进步的大事。”
日前盛传美国总统特朗普将签署行政命令,禁止以华为 5G 为代表的中国
电信设备进入美国网络。
为什么特朗普这么“忌惮”华为?
近日,美国 CNN 发起的一个民意调查结果显示:61%美国投票民众认为“美
国打压华为是政治原因”;仅 24%认为“出于安全考虑”;另有 13%则赞同
“商业原因”。
资本邦研究院研究观点:
1.苹果在 5G 基带芯片的研发上已经全面落后,目前 5G 基带芯片的竞争在
高通、华为、英特尔和三星四家公司之间展开,高通虽然仍然处于领先位
置,但与身后的差距正在被逐渐缩小;
通信方式的改变对硬件设备提出了更高的要求,除基带芯片外,整个
手机芯片产业链都面临着更新换代,产业链迎来又一波发展良机;
3.中国企业在基带芯片的设计领域只有华为一家顶尖企业,联发科由于长
期处于中低端市场目前还难以对第一梯队产生实质性冲击,但已是第二梯
队的头部企业,中国企业在整个手机芯片产业链上更具竞争力的领域还是
集中在下游的封测和代工制造上。
敬请参阅最后一页特别声明 -2-
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1.四巨头上演“神仙打架”,5G 时代未到,芯片之争已“硝烟
四起”
预热了多年的 5G 时代在,近期好消息不断。
三星、华为等多家公司宣布将要发布 5G 手机,高通、英特尔、三星和华为
四大通信巨头都已经先后推出了自家的 5G 芯片。
从四家公司的产品来看,5G 时代还未正式降临,在基带芯片的战场上已经
是“硝烟四起”。
在国际电信联盟(ITU)制定的 5G 标准中,定义了 5G 未来的三大应用场景,
增强移动带宽(eMBB)、低时延高可靠通信(uRLLC)和大规模机器通信(mMTC),
前者主要关注移动通信,后两者主要关注物联网。
截止到 2018 年 9 月,5G 的标准还没有完全冻结,只完成了第一阶段,即
eMBB 标准和部分 uRLLC 标准。
其中,eMBB 应用场景主要关注的是移动通信领域,即手机终端市场。
从业内的专业角度看,在移动通信传输过程中,影响传输质量的最主要的芯
片就是基带芯片,其作用是将传统的声音、图像等模拟信号编译成可识别或
处理的低频的信号,后可通过射频模块,经天线发送到基站。
而 5G 由于使用频段的改变,使得手机的内的基带芯片需要进行重新设计。
Strategy Analytics 的研究报告显示,2018 年 Q1,高通,三星 LSI,联发
科,海思和 UNISOC(展讯和 RDA)在全球蜂窝基带处理器市场中收益份额囊
获前五。
2018 年 Q1 高通继续赢取市场份额,以 52%的基带收益份额保持第一。其次
是三星 LSI,占 14%,联发科占 13%。
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而 Counterpoint Research 发布的 2017 年第三季度全球智能机片上系统
(SoC)市场统计报告显示,按照收入计算,高通智能机 SoC市场占有率为42%,
排名第一,苹果则排名第二,其 A 系列芯片占有率为 20%。
虽然联发科和展讯在手机芯片市场还能占据前六的位置,但可以明显看到
的是——两家公司的竞争力正在逐渐减弱,市场份额不仅被高通、华为和三
星继续蚕食。
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英特尔也已经赶了上来。在 5G 芯片的战场上,联发科和展讯已经没有太多
的招架之力,只能在第二梯队寻找机会。
2. 5G给基带芯片行业带来全新机遇
基带芯片的组成
基带芯片是用来合成即将发射的基带信号,或对接收到的基带信号进行解
码。
具体地说,就是发射时,把音频信号编译成用来发射的基带码;接收时,把
收到的基带码解译为音频信号。同时,也负责地址信息(手机号、网站地址)、
文字信息(短讯文字、网站文字)、图片信息的编译。
基带芯片可分为五个子块:CPU 处理器、信道编码器、数字信号处理器、调
制解调器和接口模块。
CPU 处理器
CPU 处理器对整个移动台进行控制和管理,包括定时控制、数字系统控制、
射频控制、省电控制和人机接口控制等。若采用跳频,还应包括对跳频的控
敬请参阅最后一页特别声明 -6-
制。
同时,CPU 处理器完成 GSM 终端所有的软件功能,即 GSM 通信协议的
layer1(物理层)、layer2(数据链路层)、layer3(网络层)、MMI(人-机接口)
和应用层软件。
信道编码器
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,其中信道编
码包括卷积编码、FIRE 码、奇偶校验码、交织、突发脉冲格式化。
数字信号处理器
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(RPE-LPC)的语音编码/解码。
调制解调器
调制/解调器主要完成 GSM 系统所要求的高斯最小移频键控(GMSK)调制/解
调方式。
接口模块
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手机芯片产业链在 5G 时代面临的更新换代
5G 将引入 Sub-6GHz 和 6GHz 以上频段通信,同时需要利用 MIMO 技术由现有
的 2 通道通信向 4-8 通道通信演进,相应的天线数量也会由现有 2 天线向
4-8 天线提升。
而为了添加新频段通信功能,需要提升滤波器数量,Skyworks 预计滤波器
数量平均将由 40 只提升至 50 只;同时,为实现从 2 通道向 4 通道通信,PA
数量预计将可能翻倍提升。
由于射频开关和调节器同天线通道数相关,因此从 4G 到 5G 终端开关数量
也会由 10 只升至 30 只。
面对众多改变,整个手机芯片产业链都面临着全面升级,这一轮的更新换代
不仅给产业链带来了更大的市场和更多的机会,也同时带来了行业地位的
重新洗牌。
3.聚焦基带芯片头部企业——苹果掉队,高通地位不稳
虽然在 SoC 芯片上苹果依然有很强的竞争力,但在基带芯片方面,苹果已
经全面掉队。
随着苹果和高通的纠纷持续发酵,基带芯片成为了苹果的重大短板。尽管苹
果已经开始着手基带芯片的研发,但从短期来看苹果在基带芯片行业难做
搅局者。
基带芯片“四巨头”之高通——全球首家发布商用 5G 调制解调器芯片
的基带研发厂商
早在 2016 年 10 月,高通就宣布正式推出骁龙 X50 5G 调制解调器。
彼时的 5G 还处于探索阶段,全球第一个可商用部署的 5G 标准直到一年多
以后才正式发布。英特尔等到一年后才发布了另一款 5G 调制解调芯片
XMM8060,足以看出高通在基带芯片领域内巨大的技术优势。
“四巨头”中的另外两家公司中,华为在 2018 年 2 月发布了巴龙 5G01,三
星更是一直等到 2018 年 8月才成功推出自主研发的 Exynos Modem 5100。
早期,三星只能通过向高通采购芯片的方式来弥补自己通信基带研发技术
的欠缺。
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基带芯片“四巨头”之华为——第一代 5G 芯片制程工艺最高
在四家公司发布的第一款基带芯片的制程工艺上,高通采用的是 28nm,英
特尔是 14nm,三星为 10nm,而华为的制程工艺则是最先进的 7nm。
按照摩尔定律的说法,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,
约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。
为了实现晶体管的数量翻倍,业界制程工艺基本以 倍的缩小来实现翻
倍,相继出现了 45nm、32nm 和 28nm,近两年又出现了 14nm 和 10nm,而目
前最先进的制程工艺在 7nm。
也就是说,虽然华为在基带芯片的研发上落后了高通近一年半的时间,也仅
比三星早了半年,但能让华为在基带芯片领域占有一席之地的正是在其制
程工艺上的领先。
基带芯片“四巨头”之三星——首款 5G 芯片支持的频段最多
在 ITU 公布的全球可用频谱的建议列表中,包括 –、–
、37–、–、–、–、
66–76GHz、81–86GHz。
但在 ITU 提出后不久,美国联邦通信委员会(FCC)于 2015 年 10 月宣布可针
对 28GHz、37GHz、39GHz 与 64-71GHz 频带做全新的服务规则。
在四家公司推出的第一代 5G 基带芯片中,所有的厂商都支持 28GHz 毫米波
高频段,部分厂商支持 6GHz 以下的低频段(为了适应中国),但目前只有三
星公司研制出的芯片支持 39GHz 的芯片。
作为四家公司中最晚发布第一代 5G 基带芯片的一家,三星发布的第一代基
带芯片是四款芯片里支持频段最多的。
华为和三星两家公司展示了:什么叫“慢工出细活”。
基带芯片“四巨头”之英特尔——研发领先,后续尴尬,苹果成了关键
因素
依靠 XMM8060 跻身基带芯片“四巨头”,英特尔与其他三家比起来就略显尴
尬了一些——
时间上,英特尔落后了高通一年,也仅比华为早了三个月;技术上,虽然英
特尔的制程工艺比高通先进,但与发布时间相近的华为和三星相比又处于
敬请参阅最后一页特别声明 -9-
落后。
而在商用部署上,英特尔预计 2019 年中下旬才能正式商用,作为竞争对手
的高通不仅在 2019 年 MWC前夕抢先发布了第二代基带芯片,同时预计第二
代芯片的商用时间为 2019年年底,如此一来英特尔已经处于全面落后的尴
尬境地,实力演绎了一把“起大早,赶晚集”。
目前来看,英特尔唯一能与其他三家公司抗衡的法宝可能就是苹果了。得益
于苹果和高通的纠纷,有不少人都认为苹果在接下来的 5G 布局上会舍弃高
通,选择与英特尔合作。
英特尔发布的 XMM8160,可以在单个芯片上支持包括独立组网(SA)和非独立
组网(NSA)模式在内的 5G 新空口(NR)标准,也就是无需两个独立的调制解
调器分别进行 5G 和 4G/3G/2G 网络连接,集成多模解决方案支持 LTE 和 5G
的双连接(EN-DC)可以保证在没有 5G 网络情况下,移动设备向后兼容 4G。
同时,还可以避免使用单模 5G 芯片所面临的设计复杂度高,电源管理与设
备外型调整等问题。
从这一方面来看,至少在苹果独立研发出基带芯片之前,若是真的不再与高
通合作,那么英特尔还是有一定优势的。
华为多点开花“硬扛”高通
尽管华为的研发周期比高通更长,但是相比于高通更聚焦于手机来说,华为
的关注点更加平均——不仅注重手机芯片的研发,在基站方面的研究也不
落下风。
2019 年 2 月 19 日,华为消费者业务 CEO 余承东正式宣布:“万物之美,宜
远观亦可近读,华为 P30 3月 26 日法国巴黎见!”
消息一出,市场均猜测华为 P30 会推出 5G 版本。
更早些时候,华为在北京举办 5G发布会暨 2019世界移动大会预沟通会上,
发布了据称是全球首款 5G 基站核心芯片——华为天罡,以及支持终端产品
的巴龙 5000 5G 调制解调器芯片,并展示了华为“极简设计”的 5G 基站。
在即将到来的 MWC 上,高通和华为都将携各自的新产品参展。两家公司正
面“硬刚”虽然精彩,但华为来势汹汹也宣告高通的业界地位正在面临挑战。
4.“中国芯”大部队位居第二梯队,在下游封测制造领域竞争
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力更强
中国企业只有华为一家挤进了第一梯队,但中国企业在芯片市场已经有了
彻底的改变。
联发科和展讯凭借价格优势站稳了第二梯队,并以此作为立足点巩固优势,
从市场份额上看已经是第二梯队的头部企业。
除了芯片研发本身外,中国企业更多的是分布在芯片行业的产业链上。从竞
争力上看,中国企业在下游封装测试和代工制造方面更具优势。
5G 基带芯片第二梯队“种子选手”——联发科
2018 年 6 月,联发科在台北电脑展上宣布了 Helio M70,并于 9 月份首次
展出原型机,12 月初公布该 5G 基带详情。
它是目前唯一支持 4G LTE、5G 双连接(EN-DC)技术的 5G基带。
联发科 Helio M70 采用台积电 7nm 工艺制造,是一款 5G 多模整合基带,同
时支持 2G/3G/4G/5G,完整支持多个 4G 频段,可以简化终端设计,再结合
电源管理整体规划可以大大降低功耗。
全世界的代工厂——台积电
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在晶圆代工领域,台积电处于绝对主导地位。
公开资料显示,台积电的市场份额达到了 %,市场份额遥遥领先。而大
陆最大的代工厂商中芯国际虽然市场份额也排在全球第四的位置,但其市
场份额只有 %,台积电的实力可见一斑。
凭借 7nm 的先进技术,台积电吸引了包括苹果、高通、华为等知名公司的庞
大客户群,堪称“全世界的代工厂”。
“三剑客”国内封测第一厂之争
在封装测试领域,华天科技、通富微电和长电科技三家公司关于“国内封测
第一厂”的争夺仍在延续。
从 2018 年三季报数据来看,长电科技的营收遥遥领先于另外两家公司;但
在盈利能力上上华天科技又跃居第一,长电科技不仅垫底,而且和其他两家
的差距还不小;而在成长能力方面,通富微电又成了三家中最出色的那个,
“三剑客”的竞争依然难以分出高下。