2013年是手機芯片戰爭最為激烈的一年。一方面,核戰仍在繼續,另一方面,隨著4G LTE網絡技術的不斷演進,在運營商的資本投資進入新一輪高峰背景下,終端市場對4G LTE芯片的需求也在快速增長,這促使手機處理器廠商加緊對LTE芯片的研發步伐,尤其是多模多頻LTE芯片,同時積極于卡位市場或收購競爭對手。
來自IHS公司的中國研究專題報告中預測,從2013到2017年,LTE無線基礎設施方面的總體資本支出將達到269億美元。到2017年底,中國移動將布署60萬個TD-LTE基站,而中國聯通將獲得LTE FDD 1800兆赫(MHz)牌照并建立大約30萬個基站。另外,中國電信將獲得在2600MHz/2100MHz頻段上的LTE TDD/FDD牌照并將建立40萬個基站。
中移動LTE終端發展策略,2013年8月
今年,雖然中國移動2013年尚未得到LTE牌照,但該公司計劃在TD-LTE上面投資57億美元。中國電信計劃拿出16億美元補貼來發展LTE。同時,中國聯通盡管目前沒有在其初步資本支出計劃中考慮LTE預算,但如果能夠在今年第四季度之前拿到LTE牌照,則將追加LTE投資。
9月11日,國家發改委副主任張曉強在第七屆夏季達沃斯論壇上透露,為帶動包括手機網絡和移動通信產品在內的信息產品消費,4G牌照將很快發放。據分析,此次將發放的4G牌照,極有可能是指TD-LTE牌照。來自運營商方面的消息則更加積極,中國電信已于9月6日向眾多電信設備廠商發出了LTE(包括TD-LTE 和LTE FDD)招標標書。
這些信息表明,LTE建設將是通信行業貫穿2013年下半年和2014年的重大主題。隨著LTE網絡迅速步入商用,終端對LTE芯片需求也會迅速變熱,未來誰擁有LTE誰就能在競爭激烈的手機芯片市場占有一席之地。事實上,高通、博通、聯發科、美滿、聯芯科技、英特爾、英偉達、展訊、海思等國際國內領先廠商,均在布局多模多頻技術,欲在即將到來的新一輪智能手機大戰中搶占先機。
收購行動影響市場版圖
盡管有很多廠商大量供應2G/3G基帶處理器,但直到2012年之前支持4G LTE的處理器都很少見。目前,伴隨中國大陸、北美、亞太市場積極推動4G LTE布建,以及***4G牌照啟動,廠商發布芯片時機已然成熟。
作為業界的領銜者,高通早在兩年前就率先推出多模多頻4G LTE解決方案,且在多個LTE商用地區市場占據了領導地位。今年,在中國移動全力推動TD-LTE之際,高通也與中移動攜手,在LTE節點搶先于競爭對手進入TD市場。
競爭對手也不甘示弱,紛紛推出新品。美滿科技新推出PXA1088 LTE芯片,是業界首款面向大眾市場的四核“5模13頻”Category 4 LTE單芯片解決方案。聯芯也已經推出四模十一頻TD-LTE/LTE FDD/TD-SCDMA/GGE基帶芯片LC1761。
面對即將爆發的4G市場,英特爾也將提供領先的低功耗、全球調制解調器解決方案,可以支持多種頻帶、多個地區和多種設備作為其重要戰略,已推出單射頻芯片同時支持15個FDD-LTE頻段的XMM7160多頻多模平臺,該平臺已于2013年推向市場并獲得國際一線OEM訂單。
目前全球4G LTE全模芯片(G/G/E/W/TD/TD-LTE/FDD)方案最成熟的是高通,排第二是愛立信,接下來就是華為的海思。從出貨量來看,高通和海思是LTE芯片全球發貨量top2廠商,芯片都做得不錯,也都是華為終端公司LTE上緊密的芯片合作伙伴。海思的芯片也已經在日本、歐洲、中國、亞太、拉美等全球市場大規模發貨。
不過,原本百家爭鳴的競爭格局正在發生變化。英特爾于7月收購了富士通半導體無線產品公司,這是富士通位于美國亞利桑那州的一家子公司,專門生產高端多模LTE射頻收發器。英特爾將借此進軍移動通信收發器領域,并獲得優秀的獨立射頻設計團隊。
9月份,博通公司也宣布斥資1.64億美元收購瑞薩電子的LTE相關資產,包括一款雙核LTE SoC,它已為量產做好準備、通過了移動運營商的驗證。博通還獲得了多模多頻段LTE-A/HSPA+/EDGE調制解調器IP,包含對載波聚合和VoLTE等功能的支持。博通表示,此次收購預計將加速其首款多模、運營商驗證的LTE片上系統平臺上市時間至2014年初,鞏固其在迅速成長的LTE市場上的地位。
而業界還傳聞聯發科也在暗中瞄準了一家歐洲LTE芯片廠商。經過連續兩起收購,英特爾、博通這兩家的全模產品很快可以商用,但英偉達、展訊和中興則還要一些時間。
《國際電子商情》首席分析師孫昌旭分析認為,此番收購將使得4G LTE芯片廠商更加集中,被收購的兩家LTE廠商在LTE RF上是兩個實力較強的公司,另外一家4G RF強大的公司就是高通。她評論說:“4G最難部分是RF,版圖基本劃定,MTK尚需艱難的努力。”預計聯發科的全模LTE基帶芯片要到明年一季度推出,明年還將推出包含AP的LTE SoC。高通還會在下半年推出低端LTE MSM8928 SoC。
支持多模多頻是主基調
LTE終端芯片廠商不遺余力布局多模多頻技術,但技術門檻仍然很高,多模多頻意味著終端芯片需要支持LTE-FDD、TDD-LTE、WCDMA/HSPA+/DC-HSPA+、TD-SCDMA/HSPA、CDMA2000、GSM/GPRS/EDGE多種移動通信制式,支持通信頻段也有FDD Band1-25和TDD Band 33-44,數量繁多,支持頻率從700MHz到3.5GHz跨度巨大。
因此,“在LTE終端芯片方面,我們認為多模多頻、功耗和成熟度、高集成度是芯片的重要門檻和難點。”聯芯科技副總裁劉積堂認為。
相比其他競爭對手,高通是LTE技術的主要驅動者,是目前全球最大的LTE基帶芯片提供商,在LTE領域的技術演進、芯片產品陣容和商用化進程等方面均保持業界領先。在LTE芯片組方面,多模多頻是高通LTE芯片的重要優勢,產品同時支持TDD和FDD以及所有2G、3G標準,從而有效推動LTE在全球各地的推出。去年年底,高通第三代Gobi LTE調制解調器已經出樣。
美國高通技術公司資深產品市場經理沈磊
“高通的Gobi調制解調器也深受業界贊許。它支持數據卡、平板電腦、PC、Mi-Fi甚至還有汽車、家電的LTE連接。”美國高通技術公司資深產品市場經理沈磊說。Gobi支持全球7模40頻外加17個LTE語音模式,各模式之間無縫切換。高通公司第三代調制解調器Gobi MDM9x25支持LTE Rel10、HSPA+ Rel10、1x/DO、TD-SCDMA、GSM/EDGE。
沈磊還表示:“我們數款驍龍處理器及Gobi調制解調器均同時支持‘全球模’。從設計角度,業界普遍認為頻段不統一是當今全球LTE終端設計的最大障礙。當前,全球2G、3G 和4G LTE網絡頻段的多樣性對移動終端開發構成了挑戰。全球2G和3G技術各采用4到5個不同的頻段,加上4G LTE,網絡頻段的總量將近40個。
此外,高通日前還推出RF360射頻前端解決方案,在緩解這一問題的同時,能夠提高射頻的性能,幫助OEM廠商更容易地開發支持所有七種網絡制式(LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE)的多頻多模移動終端。高通預計,OEM廠商使用完整的RF360解決方案的產品將在2013年下半年推出。
Marvell移動產品總監張路博士
同樣值得關注的是,高通日前推出的全新射頻收發芯片WTR1625L,這是業內首款支持載波聚合的產品,并顯著地增加了可支持的頻段數量。WTR1625L將支持所有蜂窩模式和2G、3G及4G/LTE的所有在全球已經部署或正在商用規劃的頻段及頻段組合。此外,它還具備集成的高性能GPS內核,支持格洛納斯(GLONASS)和北斗衛星導航系統。
在市場發展策略方面,美滿科技繼多模多頻的調制解調器產品PXA1802后,推出的四核“5模13頻”Category 4 LTE單芯片PXA1088 LTE。Marvell移動產品總監張路博士表示:“它支持多種語音解決方案的平滑演進,無論是面向中移動的雙連接,還是面向國際的CSFB和VoLTE。這將為全球一流的OEM廠商和運營商提供同類產品中的最佳性能,進一步縮短產品上市時間,同時也為OEM伙伴提供了更多的平臺選擇。”
聯芯科技副總裁劉積堂
聯芯科技副總裁劉積堂也介紹說,今年聯芯TD-LTE主打產品為四模十一頻TD-LTE/LTE FDD/TD-SCDMA/GGE基帶芯片LC1761,采用40nm工藝,該款芯片方案對話音業務也將會有完備的支持,配合對應的應用處理器,將可以支持國際主流CSFB和雙待語音方案。LC1761支持硬件加速ZUC祖沖之算法,3GPP Release 9、LTE Category 4、TM8、LTE的F頻段(也就是1.9G)和自動重選等出色能力,滿足中國移動TD-SCDMA+TD-LTE全部頻段要求。
“明年還將實現對VoLTE的支持,能滿足運營商對長期語音演進,目前該款產品已經通過中國移動芯片平臺認證測試。”劉積堂表示,“另外,LC1761芯片方案在速率方面表現優異,聯芯科技近期在中國移動杭州外場測試結果顯示,LC1761可實現下載峰值速率100Mbps以上,上行50Mbps的高效數據傳輸,已經達到業界領先水平。目前,基于聯芯LTE芯片方案的數據類終端(CPE、模塊、Mi-Fi、數據卡等)已經有多款推出。”
商用情況
高通的沈磊表示,在中國移動LTE首批產品招標中,高通中標全部35款產品中的15款。從“全合一”驍龍處理器角度,LTE產品覆蓋完整市場需求,支持下一代高端智能手機、平板電腦、智能電視,支持中端及大眾市場智能手機和平板電腦。
他舉例而言,三星剛剛發布的Galaxy Note 3旗艦級手機在多個市場采用驍龍800系列處理器,支持4G(LTE Cat 4 150/50Mbps)/3G (HSPA+ 42Mbps)/GSM;而國內天語手機采用驍龍400系列處理器,發布天語Touch 1,支持LTE TDD/LTE FDD/WCDMA/TD-SCDMA/GSM,面向大眾市場。在高通的QRD平臺(高通參考設計)也提供LTE支持。
截至2013年3月,全球已擁有超過700款基于高通公司芯片組的OEM LTE設計產品,其中300多種產品已被運營商接受,并在全球18個LTE頻段部署,另外400種產品即將投入商用。
今年6月份,英特爾宣布了全新三星GALAXY Tab 3(10.1英寸)采用英特爾凌動Z2560處理器,并且配備了英特爾XMM 6262 3G調制解調器和英特爾XMM 7160 4G LTE解決方案。該方案目前在與北美、歐洲和亞洲的一級運營商進行最終的互操作測試(IOT)后,將在不久的將來開始出貨。
美滿的全球模式產品在中國、日本、印度、俄羅斯等世界多個地區也能得到很好的應用。在8月份的中國移動TD-LTE終端招標中,總共20多款終端機型中,有5款使用Marvell的芯片。隨著4G牌照的發放,美滿將有一系列的LTE單芯片解決方案在國際市場商用。
聯芯已有多款CPE的數據類終端,采用LC1761的CPE設備今年五月在成都市公共交通集團更實現成功驗收,標志著LTE公交網關產品在成都乃至西南地區規模商用,在江蘇等地的測試中,基于聯芯LC1761芯片的LTE-FI技術排定第一,有利主推公交無線高速上網的夢想。
下一代產品開發方向
從推出時間來看,高通整整領先競爭對手一到兩年。沈磊繼續表示:“我們的LTE產品已經領先競品數代,我們會在研發方面持續投入,推出更符合消費者需求并可以提升大眾用戶體驗的產品。”
他解釋道,高通工程師在設計之初就關注“移動性、功耗及性能”。關于調制解調,高通曾經做過一個實驗,繞過智能手機電池,對使用驍龍處理器(集成調制解調)及競爭對手調制解調器兩款手機施加大小相同的電壓(3.7伏)。然后,分別撥打這兩部手機,這樣就可以觀察通話時的電流大小。可以看到采用驍龍處理器的智能手機的調制解調器功耗最低。
從射頻前端角度,RF360所包含的包絡功率追蹤器,可根據具體運行模式,將熱量和射頻功耗降低高達30%。此外,RF360縮小射頻前端尺寸,使之與當前終端相比,所占空間縮減50%。
美滿的張路博士也表示,未來將會推出更多的低端、中端、高端的LTE多模單芯片終端解決方案平臺,支持LTE演進版,即下一代LTE-Advanced (Release10)技術。工藝上,美滿會繼續集成度更高、低功耗、成本降低方面的趨勢。即將推出多款LTE單芯片智能終端解決方案,形成系列化的產品,無論在3G、4G方面都會平衡發展,全面覆蓋高、中、低端LTE手機市場。
他說:“Marvell以本土化研發實力,已經在TD-SCDMA技術的發展中做出了重要的貢獻。目前,Marvell LTE相關產品計劃在今年起將實現全面商用,助力終端廠商在高性能、普及型價位的LTE智能手機盡快進入市場。同時,Marvell也希望中國LTE牌照能夠盡快發布,共同推動LTE整個產業鏈的蓬勃發展。”
預計在中國,很多廠家很快將會推出LTE智能終端,這對于中國市場的LTE發展有很大的推動意義,LTE將在智能手機、平板電腦、數據終端、物聯網等領域都有很廣泛的應用。“在芯片選擇上,在智能平臺上,多種無線傳輸技術(LTE/3G與WLAN/BT)的共存將是對整體傳輸性能有關鍵影響。”張路說,“美滿會提供最佳的共存解決方案。”平臺性能上,不再是簡單的應用處理器核數多少的比較,而是整體用戶體驗提升的比較,數據處理能力、多媒體圖形處理能力的增強,比如照相、攝像等高分辨率內容處理功能。除了支持多模多頻,以及高性能、高集成度和低功耗的設計基因,未來美滿會將更深入的技術要求體現在LTE應用中。
面對4G試商用不斷推進的市場格局,聯芯也將在2014年推出更高工藝的五模芯片產品。“未來,多模、多頻、強大的計算能力、成熟穩定的Modem將是4G時代聯芯科技芯片發展的方向。”聯芯科技劉積堂說。
相較于國際廠商,聯芯作為大唐電信集團核心成員之一,從3G技術的一開始就是作TD的,在TD技術上有著深厚積累。這種專利、技術以及市場能力的積累同樣體現在LTE方面。多年技術上的沉淀,為聯芯在4G移動通信方面發力奠定了基礎,很早就開始了在TD-LTE多模技術的投入。“在LTE時代,由于多模共平臺,IPR問題將成為影響平臺選擇的重要因素,大唐集團長期在TDD技術上的積累,相信會幫助客戶降低TCO提高競爭力。”劉積堂說。
TD-LTE時代是一個全模終端的時代,今年聯芯的產品是四模十一頻產品,支持TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、GGE,2014年會推出LTE五模芯片,進一步邁向面向全球市場。
不久的將來,英特爾計劃推出下一代多模多頻LTE方案,除支持更多的頻段和更高的數據速率外,還將增加支持TD-LTE和TD-SCDMA制式,力主推進中國4G市場發展。當技術上準備就緒,英特爾還將進一步整合基帶技術。
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