最近这段时间,小枣君的朋友圈里不断出现5G手机的身影。
是的,随着5G芯片的不断成熟,5G手机逐渐具备了商用发布的条件。尤其是下半年,主流手机厂商估计都将发布自己的5G可商用手机。
中兴5月6日发布的Axon 10 Pro 5G版,应该是第一款正式发布的5G可商用手机
这些5G手机,和大家目前在用的4G手机相比,外观上并没有什么明显区别。
但是,如果你认为它和4G手机完全一样,只是多个5G网络支持,那就大错特错了。
为了能够支持5G,手机内部其实发生了巨大的变化。
首先,我们来看看手机最重要的部件——芯片。
既然是5G手机,那必须要有5G通信能力。
手机的通信能力,是由主处理芯片里面的基带芯片决定的。
手机主处理芯片的组成(黄色框内为基带芯片)
基带芯片,就有点像手机的“
网卡
”。只有当“
网卡
”支持5G,手机才能使用5G网络。
目前有能力制造5G基带芯片的厂家,只有高通、华为、联发科、三星、英特尔、紫光展锐这六家。
研发基带芯片的难度很大,风险很高。不久前苹果和高通达成天价和解,弃用英特尔,很可能就是因为英特尔的5G基带无法满足苹果的要求。
目前主流的5G芯片,是高通的骁龙855和华为的麒麟980。
以骁龙855为例。这个芯片相信大家都有所耳闻,采用7nm制程工艺,性能强劲,相比上一代845足足提升了45%。
从跑分上就能看出来,前面提到的中兴Axon 10 Pro 5G版,就是用的骁龙855,安兔兔跑分高达381136分,非常抢眼。
骁龙855的基带芯片,是
SDX50M
,其实也就是高通之前发布的X50 5G基带。
这款基带可以支持5G全频段覆盖,既包括Sub 6G频段(6GHz以下频段),也包括了毫米波频段(28GHz以上频段)。5G网络超高带宽、超低延时的特点,都可以得到充分发挥。
作为5G手机,只是换个芯片肯定是不够的。牵一发而动全身,整体的设计,都会有巨大的变化。
首当其冲的,就是
天线
。
之前小枣君科普5G的时候,和大家提到过:5G采用的是Massive MIMO技术,也就是增强多天线技术。
这种技术大幅增加了信号收发双方的天线数量,以此来提供更高的网速带宽。
从4G到5G,天线数量的变化
基站侧的天线,变成64收64发,甚至128收128发,形成了天线阵列。
5G基站大规模天线阵列
手机侧的天线,数量也翻倍增加。传统的4G LTE手机,只有3-6根天线,5G手机将会有10根甚至更多。如何在狭小的手机空间布放这些天线,是5G手机设计的头号难题。
不过有一点比较庆幸,就是5G天线的尺寸并不大。
频率×波长=光速(恒定值),所以,随着2、3、4G使用通信波段不断走高,天线尺寸不断减小。
有的厂家会选择
缝隙天线布局方案
,空间相比之前没有增加,但是排进了10多个天线,还可以随着场景变化自动调节天线的结构。
所谓“缝隙天线”,简单来说,就是在手机的金属外壳上开一条缝隙,以此来辐射和接收电磁波信号。
现在大家对手机的辐射都非常敏感,担心电磁辐射会对身体造成影响。这里,我们就要提到一个概念——SAR。
什么是SAR? SAR是一个数值,“Specific Absorption Rate”( 电磁波吸收比值)。这个值主要用于衡量电子产品对人体的影响。
一般来说,靠近人体20厘米范围的电子产品,都需要进行SAR测试。各国对SAR值也有明确的要求。例如美国FCC(联邦通信委员会)就要求电子产品SAR的值必须在1.6以下。
5G时代的手机,当然也要控制自身电磁辐射对用户的影响。为此,将会普遍采取智能SAR解决方案。在方案里,手机将会对天线的收发功率进行灵活控制,以降低电磁辐射。
虽然天线并没有增加空间,但5G模块本身不可避免还是增加了自身的体积。如何在不扩大机身的前提下,把增加的体积安置在狭小的手机空间内,也是一个头疼事。
这就有点像搭积木,你要努力想办法让一个大家伙变成一个小家伙,该怎么办呢?
一方面,当然就是让器件小型化,尽量使用最小封装器件。
另一方面,就是尽可能立体化。单层变多层,就像三明治一样,形成叠层。