近日,2017(第十五届)中国通信集成电路技术与应用研讨会(简称CCIC)暨第二届晋江国际集成电路产业发展高峰论坛在晋江召开。
大唐电信科技产业集团副总裁、电信科学技术研究院副院长陈山枝博士,作了精彩报告《5G发展与IC产业的机遇挑战》。
图:陈山枝博士正在作精彩报告《5G发展与IC产业的机遇挑战》
陈山枝博士首先指出,历经四代技术发展,中国移动通信产业由刚开始时全盘吸收引进,到3G时代追赶,4G时代并跑,现今已成为我国高科技领域中为数不多的具有国际竞争力和行业话语权的产业。
“TD-LTE 4G标准成功产业化,为我国在5G时代引领发展打下了坚实基础。”谈起4G产业化成果,陈山枝博士颇为自豪,“当初我们提出的目标是三分天下有其一,现在无论是基站数,还是用户数,都已经超过了原定目标,TDD用户数甚至超过了FDD用户数。”
作为革命新的通信标准,5G会给人类社会带来全新的体验。因为在这个网络的支持下,连接随处可及,终端形态各异,生活方式改变。
5G也会对商业模式带来新的变革:
具体来说,5G就围绕三个热点,那就是增强移动宽带通信、海量机器类通信、超高可靠低时延通信。代表性的应用有:
虚拟现实/增强现实:
物联网:
车联网:
这些万亿市场,吸引了全产业链的关注。中国也毫不例外。
陈博士指出,中国通信产业在过去的十几年里获得了快速发展。截止到2017,我们已经实现了从3G追赶、4G并跑到现在的5G引领阶段。尤其在4G标准的产业化之后,给中国5G引领打下了坚实的基础。
在说明中国5G实力之前,我们要先看一下5G的关键技术。陈博士介绍,5G主要技术指标包括了千倍流量密度、百倍传输速率,毫秒级时延和千倍连接数密度。
而目前,5G的标准也在加速推进中,完整版本会在2019年9月完成。
而中国在5G试验方面已经进入了方案验证阶段。工信部的5G测试已完成技术研发一阶段的测试工作,二阶段测试也正在开展,各项关键技术的性能也得到了验证。
他进一步指出,5G产业链将会有望提前成熟。
对于中国在5G无线关键技术上的“引领”优势,5G微信公众平台(ID:angmobile)了解到,陈山枝博士作了详细的介绍:大唐首发全球规模最大的256大规模天线(128通道),传输速率超过4Gbps;大唐、华为、中兴提出的非正交多址技术(PDMA、SCMA、MUSA),有望成为解决5G海量接入挑战的重要技术方案;华为等中国公司主推的Polar Code,成为eMMB场景控制信道编码方案;大唐、华为等中国公司推动V2X车联网技术演示和验证;大唐首次在怀柔5G试验网实现5G宏微蜂窝协同解决方案;大唐、华为、中兴等在工信部5G测试中已经初步完成了网络切片、网络功能增强、服务化架构、边缘计算、虚拟化平台等技术的测试和验证;中国移动等中国公司联合推动的服务化架构成为5G核心网络控制面架构。
另外,中国成为3GPP 5G标准化的主导力量,文稿数据和技术贡献“三分天下有其一”。5G微信公众平台(ID:angmobile)了解到,陈博士进一步强调:“在无线接入方面,中国在多天线技术、新空口系统设计、特色创新性技术三个方向不断创新。而在核心网方面,中国公司引领架构设计和协议设计”。
目前,中国已经在北京怀柔建设了全球最大的5G试验网。
这种高速度、高频率、高带宽、低延迟的技术,势必会给芯片产业带来新的挑战,正在打造自主可控集成电路的中国,自然不会放弃这个机会。
陈山枝博士认为,5G的SoC面临的设计挑战之一就是在标准尚未敲定之前,就需要投入到芯片设计中去,另外就是需要引进更多的软件可编程。
随着移动通信产业的发展,通信市场已经超越PC成为全球半导体第一大应用市场。因此第五代通信技术(5G)的发展,必然对芯片产业影响巨大,陈山枝博士认为,5G部署和应用,将给5G芯片产业带来确定性发展机遇,三大场景将催生不同类型的终端芯片。“5G时代,终端类型包括增强移动宽带(eMMB)终端、海量机器类通信(mMTC)终端和超高可靠低延时通信(uRLLC)终端三大类。不同类型终端需求迥异,不同特点的技术将带来不同的发展路线。”
5G三大应用场景催生不同的芯片:
uRLLC终端对于性能要求极高,4G LTE/LTE-A目前处理时延为1毫秒,但uRLLC终端要求远小于1毫秒的时延,例如200微秒或更短,在可靠性、容错性、安全性和生命周期上,都与消费级芯片有很大区别。“行业不同,需求有差异,所以采用定制化模块将是uRLLC终端的大趋势,但会面临市场规模与定制成本的矛盾。”陈博士指出!
mMTC终端芯片的状况又有不同,其特点是量大面广、种类众多但应用碎片化。在万物互联应用中,超长待机是普遍需求,通常要求mMTC在电池供电情况下,能够工作数年,这对芯片的低功耗设计提出了严峻考验。陈山枝博士对移动通信在物联网中的应用前景也非常看好,“标准竞争态势已经逐渐明朗,在与LoRa、Sigfox等机器类通信标准竞争中,NB-IoT、eMTC将占据主流。”
具体下来则围绕射频芯片、通信处理器芯片、接口芯片、定位芯片和应用处理芯片等多个方面:
由于运算复杂度和能效要求都会大幅提升,陈山枝博士判断,28纳米工艺将无法支撑5G eMMB芯片。他表示,在5G预商用初期,14/16纳米工艺将发挥阶段性作用,2020年以后主流规模商用芯片将切换到10或7纳米。“16/14纳米和10纳米工艺芯片设计成本分别是28纳米工艺的3倍和6.6倍,倒逼eMBB芯片出货量刚性门槛,芯片产业集中度将进一步提升(当前4G芯片前五大企业全球市占率已达95%)。”5G微信公众平台(ID:angmobile)了解到,对于eMMB终端芯片市场前景,陈山枝博士的结论是之前领先的寡头厂商将具有累积优势。
所以说,面向5G的发展,我国IC产业是机遇与挑战并存的!5G产业规模巨大,芯片市场前景广阔,“三大应用场景将开启万物互联时代,射频芯片、基带芯片及其它MEMS等相关芯片需求旺盛,5G也将促进车联网等产业的高速发展,带动汽车芯片、物联网终端芯片等需求增长,我国的目标是实现‘5G引领’,目前已经进入第二阶段测试,具备在芯片等方面抢跑条件。”不过,陈山枝博士总结时也强调了存在的挑战,“eMMB类芯片高投入与出货量之间的矛盾,行业应用市场芯片定制与应用碎片化之间的矛盾,5G高频技术缺少积累,芯片如何满足工业、车联网等领域对于安全性的要求,这些都是存在的挑战!”
我们是专门关注5G移动通信的第一大新媒体平台:①5G标准、政策、频谱、技术、产品、物联网、业务、市场的最新现状与趋势;②广电无线双向网。