5G手机发展白皮书

5G手机发展白皮书作者：

来源：《通信产业报》2019年第14期

总述

5G手机是指支持第五代移动通信制式的智能手机。

根据ITU已经发布的5G的关键能力指标，其中对比4G的主要提高如下：相较于4G，在传输速率方面，5G峰值速率为10～20Gbps，提升了10～20倍，用户体验速率将达到

0.1Gbps～1Gbps，提升了10～100倍。

因此，5G技术背景下，用户使用手机将从速度上直接感受到5G技术与4G技术的不同，而这种提速也将使用户在工作、娱乐、社交等多方面更具效率、便捷性。

但归根结底，5G的各种应用体验，都有赖于终端展现，没有适配的终端，就没有5G，没有5G终端的普及，就不会有5G的普及，因此，5G终端的设计及产业链成型，关乎5G成败。

5G终端有多种类型，包括CPE、手机、AR/VR、笔记本电脑、平板、无人机、智能监控设备（交通）车载终端、机器人、医疗设备、工业制造及检测设备等，本报告主要针对5G手机，聚焦5G手机的设计及产业链。

毫无疑问，目前5G无论是在技术、标准、产业生态还是网络部署等方面都取得了阶段性的成果，作为5G落地中消费者最关心的最后一环，5G手机的全新设计，正成为业界瞩目的焦点。

随着5G脚步愈来愈近，截至2019年4月底，已经有包括OPPO、华为、vivo、小米、中兴、联想、三星、一加等诸多终端厂商发布了5G原型机（见表1）。中国联通5G测试手机全部到位并已公布首批5G手机价格。可以肯定的是两年后，5G手机将成为市场的绝对主角。

5G手机，正一触即发。本报告将围绕5G手机面临的技术挑战和设计独特性，解构5G手机的发展路径和背后产业链。

5G手机设计及产业链

5G手机设计具有一般手机设计的通用性，但由于5G是全新的通信技术，面临新的适配问题和技术特征，本部分将从芯片、天线、材质、摄像头、电池和其他等多方面解析5G手机设计关键及背后的产业链。

（一）5G芯片

标准未定，芯片先行，只有一颗5G的芯片，才能根本定性5G手机身份。因此5G芯片是5G手机设计最关键一环。

1.5G芯片的要求

（1）频段

实际上，芯片的设计要充分考虑基于5G频段的划分，目前业界公认的两组5G频率，其一是Sub 6GHz，频率在6GHz以下，在国内5G的建设中，已经确认将首先使用这一频段。同时这也是5G初期最基础的频段。其二是毫米波，这是5G成熟期的主要运营频段，优点是传输带宽极大，但缺点是覆盖范围很小，穿透障碍物的能力很弱，因此需要更专业的天线调谐。

（2）组网形式

5G的组网有NSA（非独立组网）和SA（独立组网）两种形式，NSA简单来说就是可以与4G网络混合组网，对运营商而言在核心网方面可以共用，建网相对容易。而SA则是终极演进方向，5G组网自成一体，与4G完全分开。目前，3GPP R15 NSA和R15 SA都已冻结。

5G手机对相关芯片也会提出新的要求。5G基带芯片需要采用多模设计，不仅要兼容

2G、3G、4G，还要支持5G。这意味着5G手机需要不停地寻址，采取不同的模式，但是不同技术标准是不一样的，情况更为复杂，对芯片算力要求更高，28nm工艺芯片可能满足不了5G 手机的要求，需要7nm、10nm、12nm工艺。

2.5G芯片进程

芯片和终端产品都需要一年到几年不等的开发周期，如果等5G频段确定后再进行产品的研发显然难以在5G市场获得竞争优势。因此我们看到即便需要面对标准未定带来的诸多挑战，产业链各方早已积极投入5G研发。

在当前阶段，已经发布或已有消息即将发布的5G基带芯片共有7款，分属于高通、海思、联发科、紫光展锐、英特尔和三星这几大产业链上核心厂商，见表2。

（1）高通

高通是3G/4G时代毫无疑问的芯片大鳄，5G时代，虽然遭遇华为和英特尔来自核心专利方面的挤压，但稳固的商业模式和标准专利让其仍旧是不可或缺的重要玩家。除了在标准上的诸多贡献，高通凭借与中国市场手机市场的良好合作，仍旧不断蚕食终端侧份额已经是不争的事实。

目前业界使用最广的一款5G基带骁龙X50便出自高通之手，与高通骁龙855处理器的搭配让2019年大部分的5G手机将基于上述组合研发，目前已经确认的手机有小米MIX3 5G 版、三星S10 5G版、一加7、索尼Xperia 5G、LG V50 5G等。高通骁龙X50的最大优点是目前应用阵营强大，但其为单模单芯片，只支持5G NSA，不支持5G SA，不能向下兼容

2G/3G/4G网络，且毫米波频段缺少26GHz的支持。

不过，外行看热闹，内行看门道。深谙游戏规则的高通在MWC 2019上宣布其全球首款集成5G基带的骁龙移动平台芯片将在2020年上半年商用。高通这一宣布表明，已经先人一步集成5G芯片。更说明2020年之前上市的5G手机大多都是采用“捆绑式”5G芯片，而此前无论3G还是4G手机都采用集成式芯片。

随着高通骁龙X55的官宣，高通目前最成熟的5G基带宣布完成，也不再像X50那样必须搭配骁龙855处理器才能使用，其兼容性表现更好。同时在技术上支持Sub 6 GHz和毫米波以及NSA/SA標准。

（2）英特尔

或许是因为竞争对手的进展给英特尔带来了太大的压力，2018年11月，英特尔发布XMM 8160 5G调制解调器，英特尔称其加速了该款调制解调器的进度，将发布日期提前了半年以上。不过就在2019年4月17日，失去苹果这一大客户的英特尔宣布停止5G芯片基带研发工作，英特尔已正式退出5G手机战局。

（3）华为海思

华为巴龙5000则是目前性能表现最全面的商用5G基带芯片之一，Sub-6 GHz、mmWave 和NSA、SA一并支持，而且也符合3GPP Release 15标准。在MWC 2019上，华为采用Balong 5000+麒麟980的组合推出首款5G手机华为MateX，并将在年内进行销售。

（4）紫光展锐

紫光展锐马卡鲁春藤510也是在MWC2019上发布的基带芯片之一，面向中端产品，它采用台积电12nm制程工艺，支持多项5G关键技术，可实现2G/3G/4G/5G多种通信模式，符合