商用 4 年，5G 还有多少「行路难」

尽管 5G 商用已快满四年，中国 5G 基站总量占全球 60% 以上，但消费层级还未出现明显的杀手级应用。有人说：路修好了，但车寥寥无几。5G 的应用、研发至今仍然是热门，挤破头入场但站不稳的尴尬也依然存在……

你不行，我也难

韩国当年抢跑 5G，成为全球第一个开通 5G 的国家，在 2019 年 4 月 3 日晚上，韩国电信运营商 SK 和 KT 同时宣布开通 5G 手机网络服务，比美国早一个小时，取得「全球第一个开通 5G 网络国家」的桂冠。后来更是规划了 5G 毫米波，开建毫米波基站。不过后来建设成本过高，导致进度缓慢，消费者的不满出现集中式爆发，很多韩国用户，拒绝使用 5G。

去年 11 月份的时候，韩国主管单位更是取消运营商 KT 和 LG U+的 5G 28GHz 频段频率分配，这是韩国有史以来第一次召回频谱。与此同时，另一家运营商 SK 电讯则被要求其 28GHz 毫米波使用期限被缩短为 6 个月，如果在 2023 年 5 月底前无法建成 15000 台 28GHz 5G 基站设备，同样将被吊销 28GHz 频谱牌照。

截至 2022 年 11 月，SK 电讯仅部署了 1605 个 28GHz 5G 基站，事到如今 SKT 似乎没有部署任何新的设备，考虑到实际相差数额，可以说这家运营商实际上已经退出了相关部署。

至此，韩国三大运营商集体「放弃」了毫米波，对于在 5G 领域雄心勃勃的韩国而言，这实在是个有些尴尬的结果。

在 5G 基带领域，目前能够推出完整 5G 基带方案的企业仍是寥寥无几。几大巨头也是分分合合为 5G 基带而战。当年苹果正和高通因为专利授权费用打得不可开交，这给英特尔基带带来了机会，苹果宣布与英特尔合作。一旦英特尔的 5G 基带能够做到「物美价廉」，不但能吃下苹果这块大蛋糕，安卓市场也会有不少厂商来投靠。但事实是英特尔失败了，搭载英特尔 4G 信号基带的 iPhone Xs 系列（含 XR）和 iPhone 11 系列严重翻车，纷纷吐槽 iPhone 的信号差到经常失联。

苹果选择与高通和解并使用高通的 5G 基带，2019 年英特尔放弃了 5G 手机基带的研发，并将相关技术转让给了苹果。今年据美国媒体日前报道，英特尔计划将与笔记本电脑业务相关的 4G、5G 基带技术转让给联发科与广和通。转让计划预计在 5 月底前完成。

2022 年 5G 基带的收入增加了 23%，主要是高通及联发科的 5G 芯片带动，也推动基带芯片 ASP 均价提升了 24%，但是 5G 基带的渗透率依然很低，4G 还是主流。高通一家就占了整个市场 60.9% 的份额，基带收入增长了 18%，主要客户就是三星 Galaxy S22 系列及 iPhone 系列。

全球 5G 基带的厂商格局是：高通大幅占领高中端市场，联发科、三星处于中高端市场，紫光展锐则负责在低端市场大杀四方。而华为因为众所周知的原因被压制住。

我国突破方向

毫米波后来者居上

随着 5G 宽带无线移动通信技术的发展，毫米波器件迎来了一次非常珍贵的发展机遇。行业内公司、研究所、高校等机构正在顺利推进 5G 毫米波系统的研发。实现该类系统所需的射频前端包含发射最终功率放大器和接收最前端的低噪声放大器以及收发开关。基于 5G 基站和终端的小型化、低成本、低功耗要求，必须采用单芯片集成技术，其中研发与系统芯片工艺相一致的全集成收发前端是个重要方面，也是当今国际研究热点。围绕 5G 中高频器件领域重大需求，聚焦新型半导体材料及工艺、5G 中高频核心器件、面向射频前端的硅基毫米波集成芯片等三大研发方向，支撑我国 5G 中高频器件产业创新发展。

2021 年 11 月，工业和信息化部批复组建国家 5G 中高频器件创新中心，围绕 5G 中高频器件领域重大需求，聚焦新型半导体材料及工艺、5G 中高频核心器件、面向射频前端的硅基毫米波集成芯片等三大研发方向，支撑我国 5G 中高频器件产业创新发展。据 GSMA 预计，5G 毫米波作为高速接入、工业自动化、医疗健康、智能交通、虚拟现实等方面的核心赋能技术之一，将在 2035 年前对全球 GDP 做出 5650 亿美元的贡献，占到 5G 总贡献的四分之一；到 2034 年前，在中国使用 5G 毫米波频段所带来的经济收益将达到约 1040 亿美元。

今年 1 月初，工业和信息化部发布了《关于微波通信系统频率使用规划调整及无线电管理有关事项的通知》，对我国微波通信系统频率使用规划进行优化调整。在调整后的可用频段规划中，可以看到「71-76GHz / 81-86GHz」赫然在列，而众所周知，毫米波（mmWave）是波长约为 1-10 毫米、频率范围为 30-300GHz 的电磁波，因此，可以预见的是，在今后几年中，毫米波将会是发挥及完善我国 5G 网络和应用的一个重要方向。

5G 毫米波前端 GaAs 基芯片也有着不俗的新突破。5G 毫米波移动终端主要采用高通公司的 5G 套片方案，业界主要的其他几家通信设备公司相继推出了支持毫米波通信的基带芯片，但是在毫米波通信终端 AIP 模块上还在继续改进和优化，努力探索新方案；在 5G 基站领域，世界各大公司都推出了商用的毫米波基站方案，大多采用了 256～1024 相控阵单元的有源天线阵列，而支持毫米波链路的射频元器件多采用 Si CMOS 和 GeSi BiCMOS 器件工艺制作，具备典型的射频、数模混合集成电路的特点。

代表着高性能的 GaAs/GaN 毫米波芯片的性能几乎可以接近理想的满足设备的性能期望值，但是现有行业的化合物基毫米波芯片的尺寸与成本是行业认为的难以接收的门槛。例如，一个完整的支持波束赋性的收发前端（包括：收发开关、功率放大器、低噪声放大器、幅相控制器），如果采用 Si CMOS 或 GeSi BiCMOS 的工艺，大概尺寸可以做到 1.5～5.0 mm², 而采用化合物工艺的尺寸大约在 8～30 mm²（在此，我们先忽略尺寸与性能的关系）；另外，Si CMOS 或 GeSi BiCMOS 的功能集成度相对化合物工艺有着显著的优势；再者，单位成本角度看，化合物芯片的单位成本是 Si 或 GeSi 的数倍。从毫米波天线阵列的角度看，如果我们简单的进行一下思考：一个收发链路对应一个天线单元，那么毫米波芯片必须满足毫米波阵列天线中天线间距的要求。以 5G 通信采用的中心频率 26GHz 的频段为例，半波长的天线间距大约为 5.5um, 现有的商用化合物芯片在尺寸上很难满足或满足不了（瓦片式方案）要求。综合的看，目前业界普遍将毫米波通信所采用的元器件的突破或选型方案放在 Si 或 GeSi 工艺的芯片方案上，体现了行业中先做出来后优化的思路，多数的毫米波芯片都不断寻求优化方案。但从本质上来讲，半导体材料决定了对应毫米波芯片性能的上限，电路上能提升性能但较为有限。

新闻报道，中国厂商晶准通信将成为第一家具备向业界提供 5G 毫米波通信高性能基站和终端设备所需的毫米波芯片或 AIP 模块的公司，其产品组合将支持 5G 毫米波网络部署中所有的毫米波链路。

晶准通信的第一次流片就较为成功的验证了新方案路线的 MMIC 产品可行性，并向行业伙伴和潜在用户送样。目前所完成的产品验证包括 5G 毫米波 TR 前端芯片、毫米波功率放大器（PA）、毫米波低噪声放大器（LNA）、毫米波高功率开关（HP_SPDT）、毫米波小尺寸开关（LP_SPDT）等，其中 5G 毫米波 TR 前端芯片的尺寸为行业同功能 GaAs TR MMIC 尺寸的 1/4 以下。晶准通信将 5G 毫米波相关的产品功能的尺寸降低至现有市场商用产品尺寸的 1/10~1/4，将成本做到接近 Si/GeSi 基毫米波芯片的成本，同时保持数倍于 Si/GeSi 基毫米波芯片的性能，打破了 GaAs 在 MMIC 应用以来数十年功能集成度和性能集成度难以提升的行业瓶颈，并为 GaAs 等化合物基毫米波芯片相对 Si/GeSi 基毫米波芯片在普通商用领域展现出的优势。

至关重要的射频芯片

华为 5G 射频芯片瓶颈能否被打破？去年 4 月上旬华为商城上架了缺货已久的 HUAWEI P40 Pro。而这部手机所搭载的芯片，是 7nm 的麒麟 9905G。所以大家纷纷猜测麒麟 9905G 是华为原有的麒麟 990 库存，加上国产厂商的射频 5G 芯片。

在一系列信息链条中，不少网友猜测 5G 射频芯片已完成国产化，华为 5G 射频芯片瓶颈即将被突破。部分网友所持意见则与之相悖，原因是：富满微的 5G 射频芯片能否完成自主量产，以及 5G 射频芯片对工艺的需求较高，能否搭载主流智能手机中使用？

华为究竟能否通过 5G 射频芯片的国产替代实现王者归来，目前看来还难下定论。

与数字/逻辑电路不同，射频前端器件通常具有较高的技术、经验、资金等各种壁垒，国产射频前端整体起步较晚，与国际先进水平仍存在一定的差距。但随着国内市场需求不断增长、国家对集成电路产业日益重视，来自中国公司的射频芯片公司也涌现出了一批佼佼者。2021 年卓胜微推出了适用于 5GNR 频段的 L—PAMiF 产品，这是一款纯国产射频 5G 芯片，包含了：主集发射模组，还有集成射频功率放大器、射频开关，以及滤波器和低噪声放大器等器件。 飞骧科技也宣布正式发布一套完整的 5G 射频前端方案，实现了两个第一：第一套完整支持所有 5G 频段的国产射频前端解决方案，第一套采用国产工艺实现 5G 性能的射频前端模块。5G 射频芯片的突围可谓拭目以待。