5G芯片的成本為何如此高?
最近,聯(lián)發(fā)科正式宣布以每股兩美元(共計4000萬美元)的價格認(rèn)購本土PA龍頭唯捷創(chuàng)芯發(fā)行的普通股共19,098,449股,這是繼收購絡(luò)達之后,聯(lián)發(fā)科在射頻PA領(lǐng)域的又一次深入。
從基帶芯片向射頻前端產(chǎn)業(yè)深入,這在旁人看來無甚緊要的動作卻引發(fā)業(yè)內(nèi)人的隱隱擔(dān)憂:是不是這塊剛剛起來的新興市場就要陸續(xù)被主芯片大廠吞噬了?
看來,繼基帶芯片之爭后,射頻前端市場的戰(zhàn)爭也默默被挑起。
從邊緣邁向核心,射頻前端模塊或成5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板
說起射頻前端模塊,因其是主芯片——基帶芯片的周邊模塊,不承擔(dān)重要的信號處理和計算功能,所以本不重要。
從現(xiàn)有的產(chǎn)品形態(tài)來看,它主要由射頻天線、天線開關(guān)、濾波器、雙工器等一系列組件組成,本質(zhì)上就是調(diào)制解調(diào)器,負(fù)責(zé)設(shè)備信號的收發(fā)。而因其與信號傳輸強相關(guān),信號頻率、傳輸通道的改變都會對它造成顯著的影響。
圖 | 射頻前端模塊
眾所周知,和4G相比,5G最明顯的區(qū)別在于它不僅支持6GHz以下低頻段,還能延伸到26.5~300GHz的毫米波頻段,這一變化不僅讓極其稀缺的帶寬資源問題被解決,產(chǎn)業(yè)發(fā)展暫時也少了后顧之憂,因此可以說,毫米波信號頻段的增加是5G最大的亮點,而正因高頻頻段這一信號傳輸通道的增加,射頻前端模塊在產(chǎn)品中的地位也發(fā)生了改變。
在原有波段上加持毫米波頻段,對于硬件來說,這就意味著它要在同樣大小的芯片上集成更多處理高頻信號功能的模塊,因此射頻前端模塊的設(shè)計重點就落在了毫米波信號處理技術(shù)上,而這一部分原本屬于軍用高性能芯片領(lǐng)域。
事實上,加持毫米波信號帶來的變化是顯著而復(fù)雜的。射頻前端模塊上最直觀的感受就是元器件數(shù)量的增加。據(jù)Skyworks估算,為了添加新頻段通信功能,從4G到5G,其中的核心器件濾波器,每款手機所需數(shù)量平均將由40只提升至50只。同時為實現(xiàn)從雙通道到4通道的改變,功率放大器數(shù)量也將相應(yīng)翻倍;此外,5G終端開關(guān)數(shù)量將升至原先的兩到三倍,天線數(shù)量也將成倍提升。
因數(shù)量的增加,在現(xiàn)有工藝加工之后,其勢必促使5G信號處理相關(guān)的芯片成本增長。此前,國際知名研究機構(gòu)HIS在拆解多款5G手機后發(fā)布了一份報告解讀了這一點,其中它特別分析了射頻前端設(shè)計的趨勢。IHS表示,由于近年在全網(wǎng)通、LTE網(wǎng)速上的追求,一款終端往往需要支持多個頻段,這種頻段的增加直接導(dǎo)致射頻前端設(shè)計復(fù)雜度的提升,方寸之間就要容納上百個元器件。現(xiàn)在千兆級網(wǎng)絡(luò)的來臨,多載波、高階的調(diào)制、4x4 MIMO等技術(shù)的融入更是令前端設(shè)計復(fù)雜度直線提升。通過拆解三星S8,IHS印證了自己的想法,它看見了其采用堪稱當(dāng)時最復(fù)雜的前端設(shè)計,而復(fù)雜度的提升意味著成本的直接增加,這也使前端模塊在手機BOM成本中占有越來愈高比例,重要性因此提升。
圖 | 三星S8前端設(shè)計圖
摩根大通發(fā)布過一份報告顯示,5G手機芯片成本將比4G同類手機產(chǎn)品貴出1.85倍,具體來說,4G手機內(nèi)部芯片預(yù)計售價約為59美元(約合人民幣397元),按這樣的價格計算,5G手機的芯片成本則約為1091元。其中讓人難以置信的就是僅其芯片成本價就已經(jīng)超過了市面上的很多低端機,這里面,前端模塊的貢獻自然不可沒。
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