5G基帶內置SoC成大趨勢 除了性能提升還有這些秘密
OPPO在11月20日公布了旗下5G手機Reno3系列將于12月份發布，有消息稱或搭載全球首款集成5G基帶的中端處理器驍龍735；
三星聯合vivo在11月7日共同發布了5G集成SoC Exynos 980；
聯發科定于11月26日舉辦MTK技術峰會，有傳聞稱此次聯發科或將正式推出旗下首款5G SoC芯片；
而在更早的9月份，華為麒麟990 5G就已經成為了行業焦點。
一時間，描述5G的前綴變得多了起來，5G芯片都統一朝著集成SoC的方向發展，5G手機2.0時代正在一步步朝我們走來。
實際上早期與我們見面的5G手機，大多采用將外掛基帶更換成5G基帶的方式來實現5G信號的接收，初代5G手機的量產之快確實給第一批用戶帶來了不少初體驗的驚喜。但想擁有更加輕量化的設計、更優的使用體驗，外掛的單打獨斗是做不到的，集成SoC一定是下一步的重點。
今天我們就要重點聊聊集成的事兒。理工科出身的朋友們應該對“集成”一次不陌生，集成的主要目的就是節省空間。那么手機5G芯片的集成還有什么優勢呢？為何集成了5G基帶的SoC讓各芯片廠商紛紛抓緊時間研究？
01打造5G芯片各顯神通 基帶從外掛到集成成必由之路
其實在互聯網發展初期，有十多家手機基帶芯片供應商嶄露頭角。但大浪淘沙，目前全球研發出5G芯片的企業僅剩下了高通、華為、三星、聯發科和紫光展銳。從這些幸存者大多的產品上，我們不難發現一些“整齊劃一”的規律。
沒錯，“集成”似乎已經成為了5G芯片發展的一大趨勢。當前主要的芯片廠商似乎都在致力于將更優的工藝制程、更高的集成度的特點融入到自家產品中，5G基帶集成到SoC中成為了最顯著的具象表現。
目前市面上的5G產品基本分為兩個陣營，一是以驍龍855系列+X50 5G基帶外掛的高通陣營，一是搭載麒麟990 5G芯片的華為陣營。顯然，基帶已經從外掛過渡到集成的后者，不僅占據了工藝優勢，更以此搶占到了市場的先機。不論其它，單單是5G芯片給人留下的領先印象，就足以讓后者成為這片新興市場的先鋒。
那么，芯片廠商們都紛紛發力的5G基帶集成SoC與外掛方案相比到底有哪些本質的區別呢？它的進步性又體現在哪些方面呢？
02除了發熱功耗以及效率優化 基帶集成也留下了更大的想象空間
在加入“集成”這一條件前，我們先來說說SoC是什么？SoC是“System on Chip”的縮寫，全稱直譯出來為“把系統放在一個芯片上”，也就是說，SoC是一個將一切功能集成于一身的電路板，是手機的心臟。
而SoC中又劃分了幾個區域，或者說功能——CPU（中央處理器）、GPU（圖像處理器）、DSP（數字信號處理）、Modem調制解調器（基帶/射頻前端）、多媒體引擎、傳感器中心、電源管理、導航定位等。
其實在過去手機功能極其單一的時候，只要CPU來做心臟就可以了，后來隨著手機功能的增多，各種上文提到的新模塊相繼出現在了手機內部，也就是說起初各區域并沒有集成在一個SoC上，后來由于需要權衡各部分性能、功耗、穩定性、工藝難度方面的問題，才有了SoC這個概念。
其實，任何一個模塊單獨工作也不是不可以，也就是說突出單一指標很容易。但俗話說合作才能共贏，SoC想做的是盡可能朝著高集成度和低功耗方向發展，權衡各項指標我們才能看到集成的好處。假設我們的手機沒有DSP（數字信號處理），面對現在如此大的手機像素，短時間內大量的圖像數據足以把一個四核CPU塞滿，讓你的手機完全干不了其它事情。
橘色框出的部分為基帶
另外，現在新一代手機都喜歡將與信號有關的部分（eg.GPU信號、WiFi信號、藍牙信號）都交給基帶來管理。在以前如上文所說，每增加一個功能就要多裝一塊模塊，但現在都可以交給基帶來管，節約成本，功耗降低。另外也可以為了省電，每個模塊可以單獨開關，或者協調分配。只不過這樣的高集成，給封裝、調試等都帶來了極大的挑戰。
當然也有一些品牌戰略或技術等原因使得手機廠商不把某些部分集成在SoC中，比如上圖所示蘋果為了不長期受制于基帶提供商，將Modem放在自家的A系處理器外。
所以說5G基帶集成進SoC往簡單了理解就是一個新模塊的增加，就像手機初有播放視頻功能時，加入了“多媒體引擎”是同樣的道理。
集成了5G基帶的SoC
在說把5G基帶放進SoC里前，我們現在說下基帶本身。基帶是用來調制收發信號的工具，在以前主要負責接打電話時聲音信號與基帶碼的轉化，網絡時代所有網頁、圖像、視頻都需要它來調制。與基帶搭配的是射頻前端，它主要用來數字信號與模擬信號的轉換，以及信號放大等。
基帶和射頻前端兩者決定了手機的通訊制式，優秀的基帶能夠通過模擬，將一個頻段糅合不同頻段（因為某一運營商的頻段就很分散，更不用說三個運營商了），稱之“載波聚合”。而這也是5G時代能支持2G、3G、4G、5G網絡的關鍵。
不過集成5G基帶有什么好處？外掛基帶不是效果一樣嗎？
集成與外掛絕對不一樣。拿GPU（圖像處理器）來說，起初它在手機里只是簡單地對圖像負責，隨著通信技術發展，它現在還常做網頁渲染、游戲畫面渲染等工作。現在由于GPU適合處理大規模并行的數據，數據吞吐快，甚至開始做一些CPU的工作，所以常有人說“CPU是管理者，GPU是苦力”，而現在GPU在SoC中所占面積最大。
所以集成可以打造更好的協作。
那么5G基帶集成進SoC里有什么效果呢？
中國移動5G芯片性能評測
根據11月15日《中國移動2019智能硬件質量報告（第二期）》對業內的主流5G芯片進行的評測結果顯示，集成了5G基帶的麒麟990 5G在5G多天線吞吐量性能、典型場景功耗性能、芯片弱覆蓋性能測試中，均斬獲最優星級評價，位列第一。
事實證明，5G基帶集成進SoC與其他模塊進行協作后，在運行速度、功耗、信號等方面都有不錯的表現。也就是說用戶在使用搭載了集成5G基帶的SoC時，使用體驗會更好。
另外，集成還考慮到一個很關鍵的因素——用戶攜帶的便捷程度。現有5G手機可以劃分為初代5G手機，可以看到它們中的大多數重量和厚度都是相當可觀的，十分影響握持手感和使用體驗。集成是解決手機狹小內部空間的最佳方案。
5G的誕生一定伴隨著更多應用場景的出現，也一定會使手機功能更豐富，芯片模塊更多，就像4G網絡的誕生讓GPU越來越大一樣。這樣考慮的話，我們或許也可以說，集成是一種遠見的體現。在大幅節省了布板面積的情況下，給機身設計留出更多空間，為未來的新事物的出現做好準備。
035G可不只是網速提升 基帶集成是未來發展的基石
我們心中都有關于未來場景的描繪，十年后依然很忙碌的你大概是這樣子的。
一年365天里300天都在出差，穿梭于各種城市云辦公。不同的是你不再背著一書包的電腦、平板等生產工具，也不需要在設備沒電的時候抱著它找遍附近人滿為患的咖啡廳。
而一部手機、一副AR眼鏡和一款超薄鍵盤這些輕便小巧的東西就可以搞定一切。眼鏡連接手機后，從眼鏡中展現在你眼前的畫面變成了遠在幾百公里的你的工位，工位上的電腦畫面隨著你在鍵盤上進行的操作變化，移動辦公變得如此簡單輕松。
實際上這已經不再是幻想中的畫面，vivo在上海MWC大會上已經通過展出的設備和理想的5G網絡實現了這一操作。面對大眾對5G應用于手機提出的“當前5G手機真的能做到什么4G產品不能做到的嗎？”質疑，這是最好的答案。
也就是說，在未來智能手機的功能依賴新應用的出現，這些新應用孕育的平臺便是速率更高、時延更低、連接更廣的5G。但這些應用無不對5G網絡的穩定性有著極高的要求，這就讓5G環境的基建質量成為當前發展的一大要素，而終端性能的提升無疑成為手機廠商以及上游產業的迫切目標。
雖然，這樣質的轉變可能會是一個漫長的過程，但目前來看將5G基帶集成到SoC之中顯然是具有里程碑意義的一步，它解決了5G高速率、低時延、廣連接在應用于手機的過程中帶來的高功耗、發熱嚴重、機身厚重等問題，并為以后手機內部新模塊的集成等提供了前提條件。
寫在最后
5G描繪的未來有多遠？說句實話很難想象。但這樣的未來又不禁讓人滿懷信心，這就如同2G時代的我們，可能想不到3G時代高質量的圖文體驗，而3G時代的我們同樣也很難想到4G時代的端游移動化和流媒體的盛行。也許5G基帶集成只是這條發展之路上的星星之火，但其所帶來的燎原之勢讓全新的5G時代階段充滿了無限可能。
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