5G讓芯片設計“變臉”

2019年中國國際信息通信展覽會(簡稱“通信展”)即將在京拉開帷幕。5G成為本屆展會的主角,將全面展示當前5G發展和應用的最新成果。5G商用、5G芯片、5G測試、5G終端以及5G最重要的應用場景之一工業互聯網等也成為了業界最關注的話題。 

5G帶來的將是一個革命性的變化,使移動技術從一項對個人通信具有變革性影響的技術演進為真正的通用技術,賦能各個行業,其中芯片處于5G產業的核心。5G芯片的發展也受到各方的持續關注。

隨著今年6月我國發放5G商用牌照,進入5G商用元年,5G市場漸次啟動。根據市場調研機構預測,到2035年,全球5G產出的商品及服務將高達12萬億美元。而今后8到10年,5G將在整個國民經濟中發揮支柱性作用,助力經濟增長及行業變革。與此同時,5G芯片市場規模也隨之不斷提升。

Gartner研究總監盛陵海表示,明年下半年,5G覆蓋率會達到一定的水平,主要廠商的5G手機會有一個比較大的躍升。美光科技高級副總裁兼移動產品事業部總經理拉杰·塔魯里則認為:“隨著5G和AI的發展,人們對智能手機的使用方式正在改變。比如基于高速的5G傳輸AI技術,手機的攝像頭可以進行人臉識別,可以拍出更好的照片,這就需要高清晰的傳感器、攝像頭、高性能處理器、高帶寬的傳輸芯片,以及高容量的存儲器等,這些均會推動芯片產業的發展。”

由于5G具有極致寬帶、可靠連接和超低時延三大技術特性,能夠支持增強型移動寬帶、關鍵業務型服務和海量物聯網等不同業務型態。因此,普遍認為5G的發展將主要分為兩個階段。第一階段主要針對增強移動寬帶(eMBB)場景,這一階段已經啟動。下一階段主要針對兩大應用場景,即海量機器類通信(mMTC)和超可靠低時延(uRLLC),這使5G可以滲透到更廣領域。

高通公司產品管理高級總監沈磊認為,5G元年的關鍵詞是“商用”,接下來的關鍵詞是“擴展”。應用場景的擴展既包括面向消費者的用例,也包括面向行業用戶的用例。面向消費者的5G用例包括高清視頻流傳輸和視頻直播、即時云接入、多人云游戲、實時視頻協作、沉浸式XR體驗等。以云游戲為例,5G可支持更高的游戲畫質和更流暢的交互體驗,同時讓用戶能夠在5G終端上隨時享受高配置需求的大型游戲,無需等待下載和安裝。

“在面向行業用戶的5G用例方面,可以期待更多。5G將激發智能制造、智能網聯汽車、數字化物流和零售、遠程醫療、精準農業等廣泛行業的創新與變革。舉例來說,中國擁有數量非常多的工廠,這些工廠在5G時代都有轉型升級的空間。高通在今年的MWC上利用5G技術演示了一個模擬生產車間,利用5G基站讓5G網絡覆蓋車間,幫助關鍵任務型機器實現99.9999%的可靠性。加上政府對工業互聯網的重視和投入,我們相信工業物聯網是目前備受關注、具有很大發展潛力的領域。”沈磊說。

5G與人工智能的發展也息息相關。紫光展銳高級市場總監鐘寶星表示,IDC數據顯示,2025年僅物聯網領域提供的數據量已經可以超過70ZB,1ZB相當于2的30次方TB。沒有AI的大數據成不了真正的大數據。5G+AI實現了資源突破,端云的聯系親密化。5G帶來大量種類繁多的數據導致云端變化,基于全局數據計算的云成為接入云+控制云,基于局部數據計算的端成為智能端。

沈磊認為,邊緣擴展計算的重要發展趨勢是,5G+AI將支撐無線邊緣變革,而無線邊緣可實現5G+AI的全部潛力。因為大部分AI執行對時間非常敏感,所以在過去,AI不可能完成終端和云端的協同,如今5G的低時延特性幫我們將這一不可能變為可能。在5G的支持下,AI的分布式特點將越來越突出,分布式智能會盡可能地靠近終端和用戶,從而滿足對低時延的要求。

專家觀點:

紫光展銳執行副總裁周晨:

5G芯片設計應考慮架構靈活可重配置需求

5G會帶來一個萬物互聯的社會,但同時也是一個越來越碎片化、細分化的市場,碎片化的應用場景意味著終端廠商對芯片有很多定制化需求,這是一個新業態下的新趨勢。芯片廠商必須從設計之初,就得考慮到架構靈活可重配置,以應對這一新的行業趨勢。

物聯網應用強調場景化,即使是同一類芯片,應用于不同的場景,對芯片的要求也會不同。紫光展銳已于2019年2月推出了第一代5G基帶芯片——春藤510。春藤510的推出,讓紫光展銳邁入全球芯片第一梯隊。我們將在年底推出基于虎賁T710和春藤510的5G手機芯片解決方案,支持首批5G智能手機的商用上市。2020年年底推出5G SoC處理器,采用7nm工藝。

高通公司產品管理高級總監沈磊:

5G讓芯片設計集成度進一步增強

對比4G終端,5G終端通信鏈路設計的復雜性大大提高。因為通信鏈路上的所有器件需要聯合工作,不同射頻器件間需要高度協同,而射頻器件需要支持的頻段組合日益增多,這就為各器件間的調試優化工作帶來很高難度。

此外,一些新技術的出現要求調制解調器與射頻鏈路有更高程度的協同,需要根據網絡實際情況調整射頻鏈路器件的工作。

為了應對這些挑戰,高通提供了完整的5G調制解調器及射頻系統,驍龍X55 5G調制解調器及射頻系統是我們的旗艦解決方案,集成了全球最先進的商用5G調制解調器、射頻收發器、射頻前端、毫米波天線模組以及軟件框架。我們跨驍龍8系、7系和6系的5G移動平臺產品組合,有望在2020年為全球超過20億用戶提供5G體驗。

美光科技高級副總裁拉杰·塔魯里:

5G應用推動存儲芯片市場容量提升

盡管智能手機的總量趨于飽和,但是每部手機加裝的DRAM和NAND容量卻在不斷增加。根據我們的測算,未來幾年,無論DRAM還是NAND,在手機中的容量都將進一步增長。其中,DRAM平均增長率將達到15%~17%,NAND將達到25%~30%。

除了智能手機之外,最大的應用就是自動駕駛。5G的發展將推動智慧城市等新興市場的發展,也會帶動存儲器的增長。至于VR/AR要想達到優良的用戶體驗,必須支持高清分辨,否則使用者會感覺頭暈,而要達到這樣的體驗,也需要更大的存儲器用量。

中國消費者對5G、AI、VR/AR這些新技術、新應用的適應速度和接受速度更快。全球最先進的智能手機,會率先在中國上市,這使中國成為移動存儲發展最快的市場之一。

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