5G基帶芯片的幾大設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2019年2月26日，紫光展銳發(fā)了首款5G基帶芯片春藤510，據(jù)官方報(bào)道，這款芯片采用臺(tái)積電12nm制程工藝，可實(shí)現(xiàn)2G/3G/4G/5G多種通訊模式，符合最新的3GPPR15標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，支持Sub-6GHz頻段，是一款高集成、高性能、低功耗的5G基帶芯片。

近段時(shí)間，5G基帶芯片密集發(fā)布，此前幾天，高通也宣布推出第二代5G基帶芯片驍龍X55，當(dāng)時(shí)電子發(fā)燒友觀察（ID：elecfanscom）發(fā)布過一篇《五大廠商5G基帶芯片全對(duì)比》的文章，就已經(jīng)全面介紹了目前全球5G基帶芯片的發(fā)布情況，今天這篇文章就來(lái)談?wù)劊?G基帶芯片在設(shè)計(jì)上存在哪些難點(diǎn)。

先說多頻段兼容帶來(lái)的設(shè)計(jì)復(fù)雜度，3GPP制定的5GNR頻譜有29個(gè)頻段，據(jù)了解這些頻段，既包含了部分LTE頻段，也新增了一些頻段。而且各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的頻段也不相同，所以芯片廠商需要推出的5G基帶芯片，需要是一個(gè)在全球各個(gè)區(qū)域都能使用的通用芯片，即可以支持不同國(guó)家和地區(qū)的不同頻段，多頻兼容就增加了在芯片在設(shè)計(jì)上的難度。

3GPP指定的5GNR支持的頻段包括兩大頻率范圍，6GHz以下頻段（450MHz-6.0GHz)和毫米波頻段（24.25GHz-52.6GHz），支持毫米波頻段，是5G技術(shù)上的一大創(chuàng)新點(diǎn)，此前發(fā)布的高通驍龍X55和華為巴倫5000都表示可以支持毫米波頻段。下面是5GNR支持的頻段范圍：

FR1(450MHz–6000MHz)：

FR2：

5G技術(shù)最大創(chuàng)新點(diǎn)，支持毫米波（5GNR支持的毫米波范圍24.25GHz-52.6GHz）也成了5G基帶芯片的一個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)。毫米波是高頻波，帶寬大，傳輸速度快，但是波長(zhǎng)很短，信號(hào)容易受到干擾，所以必須要改善射頻（RF）天線模塊效能，才能有較好的表現(xiàn)，據(jù)了解近日紫光展銳剛發(fā)布的5G基帶芯片春藤510就沒有實(shí)現(xiàn)支持毫米波的功能。

支持的模式數(shù)增加也使得設(shè)計(jì)難度有所增加，5G基帶芯片需要同時(shí)兼容2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，目前國(guó)內(nèi)4G手機(jī)所需要支持的模式已經(jīng)達(dá)到6模，到5G時(shí)代將達(dá)到7模。中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信三大運(yùn)營(yíng)商的4G/3G/2G網(wǎng)絡(luò)包括TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、CDMA(EVDO、2000)、WCDMA、GSM。

為什么需要兼容多模，就拿4G時(shí)代來(lái)說，如果用戶購(gòu)買一部支持6模的手機(jī)，便可以支持TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、CDMA(EVDO、2000)、WCDMA、GSM，涵蓋中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)的4G/3G/2G網(wǎng)絡(luò)，用戶可以再不更換手機(jī)的情況下，隨意更換運(yùn)營(yíng)商。另外，初期階段運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)搭建上還沒完成，一部搭載5G基帶芯片的5G手機(jī)，雖然可以支持5G網(wǎng)絡(luò)，但是在某些5G網(wǎng)絡(luò)還未搭建完善的區(qū)域，還是需要4G網(wǎng)絡(luò)支持使用。

整體而言，5G時(shí)代對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸速率的要求都非常高，除了上述提到的幾點(diǎn)，像5G基帶芯片內(nèi)建的DSP能力是否足以支持龐大的資料量運(yùn)算，芯片在滿足足夠的運(yùn)算效率時(shí)牽涉到的系統(tǒng)散熱問題等都其中的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。