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5G趨勢大解密 - 5G技術爭霸戰
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5G 技術追逐賽不斷往前延伸,從網路設備供應商愛立信、諾基亞與華為,再到手機晶片業者高通與聯發科,甚或是5G 智慧終端所需的天線等元件廠商,上下游產業鏈的技術研發,不僅加速5G 的到位,技術競賽更是5G 上下游供應鏈產業鏈能否贏得行動通訊商機的關鍵。

5G 網路設備技術持續創新
5G 網路設備技術的往前推進,是帶動整個行動通訊產業蓬勃發展的核心,因此全球三大5G 網路設備供應商愛立信、諾基亞與華為在技術上的研發與創新,牽動著5G 的發展態勢,3家業者都積極建構連結電信營運商、晶片業者建構自己的5G 生態系,擴大競爭能量華為在2020 年4 月30 與聯發科完成基於超級上行解決方案的5G NR 互操作性測試(Interoperability and Development Testing;IoDT),該測試基於3GPP R16 最新定義的超級上行標準,完成了用戶接取、動態載波切換、上下載吞吐量測試、移動性等。

華為指出,此測試是基於搭載聯發科5G M70 寬頻晶片的終端和華為最新的5G 基地台,雙方突破和驗證了終端天線上載通道的時分複用技術,並實現了終端上載通道在不同頻段的動態切換,保證在超級上載功能開啟後,終端可靈活使用不同頻段的上載資源,實現上載能力的聚合和提升。

當華為不斷加強5G 網路技術的研發之際,愛立信的動作也相當積極,例如2019 年與輝達宣布共同開發多項技術,打造高效能、高效率且完全虛擬化的 5G 無線接取網路(Radio Access Networks;RANs),這些虛擬化的網路能讓業者更快且更有彈性地推出各種新型態的人工智慧(AI)與物聯網(IoT)服務。

「結合愛立信在RAN 的專業技術,以及輝達在GPU 加速運算平台、AI 與超級運算領域的領先優勢。」輝達指出,與傳統打造RAN 的方式相比,現今業界面臨的一大挑戰在於如何透過減少成本、空間以及能源的方式,虛擬化整個RAN 網路。而愛立信與輝達的合作旨在透過商業上可行的方式來克服這些挑戰,最終目標是將虛擬化RAN 技術商用化,協助用戶推出各種具彈性的無線網路,並加速推出如擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)以及遊戲等新服務。

愛信執行副總裁暨網路業務部主管Fredrik Jejdling 表示,作為技術領導廠商,我們秉持開放的精神並擁抱各種新平台,藉以持續創新並突破疆界,為顧客提供最好的解決方案。並與NVIDIA 合作旨在為市場提供各種替代方案,進而促成無線接取網路的全面虛擬化。

5G 手機晶片發展觀察
5G 手機晶片的技術發展與廠商競爭方面,高通與聯發科的兩強競爭無疑仍然受到最大的矚目,兩家公司也加強深化其5G 解決方案平台,力求結合多數的終端品牌商,成為5G 終端晶片市場的最大贏家。

高通》續推一系列先進5G 技術
日前高通旗下的Qualcomm Technologies演示一系列全新的先進5G 技術, 其中包括「先進的5G 大規模MIMO OTA 測試網路」、「5G廣域技術演進」、「戶外毫米波OTA 測試網路下的真實體驗」、「5G 行動毫米波技術的演進」、「未來的5G 工廠」、「室內5G 網路下的精准定位」、「5G NR 蜂窩車聯網」(C-V2X),多項技術創新展現該公司的5G 技術路線圖。

其中的戶外毫米波OTA 測試網路,是基於28GHz 頻段的端到端演示,利用先進方法展示毫米波的移動、穩健性以及在多種不同真實網路運行場景中的毫米波性能,並帶來全新的增強移動體驗。而「5G 移動毫米波技術演進」是針對具備Release 16 及未來版本新特性的全新毫米波網路及終端,進行系統性能模擬,這些新特性將簡化網路密度,提升系統性能並增強終端能效。

「室內5G 網路下的精准定位」演示面向工業物聯網應用的亞米級3D 定位,例如通過利用多個5G 發射點測量到達時間差,以追踪資產和控制自動導引運輸車。

「我們所處的2020 年僅僅是5G 時代的開端,因此展示實驗室長期研發取得的創新成果,是激動人心的時刻」Qualcomm Technologies,Inc. 工程技術副總裁莊思民(John Smee)表示,研發工作持續產出能夠推動5G 生態系統向前發展的突破性技術成果,為未來一年的5G 演進奠定基礎。

就手機晶片方面, 高通不斷強化Snapdragon™ 865 5G 移動平台, 為旗艦終端提供一系列突破性功能,包括十億像素級拍攝、Snapdragon Elite Gaming 支援的端遊級特性,以及第五代Qualcomm ® 人工智能引擎AI Engine 支援的直覺互動體驗,強大的性能使其在2019 年12 月發布之後,至今已有超過70 款採用,其中一些已經發布,一些正在開發中。

包括華碩、黑鯊、富士通、iQOO 、聯想、努比亞、OPPO、realme 、Redmi 、三星、夏普、索尼、vivo、小米和中興等廠商都已經推出搭載高通Snapdragon™ 865 移動平台的5G 手機。

Qualcomm Technologies, Inc. 高級副總裁兼移動業務總經理阿力克斯.卡圖贊(Alex Katouzian)表示,高通一直致力於推動5G發展,並將5G 規模化帶給廣大消費者。2020 年開始Snapdragon™ 865 將讓全球數十億智慧型手機用戶享用5G 的各種展新應用,包括超高標速的線上遊戲、多鏡像頭智慧拍攝,以及全天電池續航等沉浸式移動體驗。

聯發科》天璣5G 晶片搶攻中高端市場
聯發科陸續發布專為終端5G 智慧手機帶來旗艦級的「天璣800」系列5G 晶片,以及專為旗艦機種設計的「天璣1000」系列5G 晶片。「聯發科天璣系列為高整合度的系統單晶片(SoC),將全球領先的通信、多媒體、人工智慧和影像等創新技術融合在7 奈米製程的5G 單晶片中。」

聯發科無線通訊事業部總經理李宗霖表示:「繼『天璣 1000』登場後,聯發科又推出中端大眾市場的『天璣 800』系列,將先進的技術及優異的規格推廣給更多人享用,朝 5G 普及化的目標邁進。」

其中,「天璣800」系列整合了聯發科的5G 數據機,相較於外掛解決方案,可顯著降低功耗,讓手機客戶輕鬆擁有省電散熱佳的優勢。
另外支援 5G 雙載波聚合(2CC CA),與其他僅支持單載波(1CC 無CA)的方案相比,5G 高速層覆蓋範圍擴大了30%,可無縫切換到該區域覆蓋頻段,並具備更高的平均吞吐性能。

而「天璣1000」系列技術增強版—天璣1000+,是基於天璣1000 系列的旗艦級平台性能再度升級,滿足高端使用者的極致體驗。聯發科無線通訊事業部協理李彥輯博士表示,天璣1000 系列作為旗艦級5G SoC,不僅擁有強悍性能,還透過技術升級全面優化5G 智慧手機的用戶體驗。天璣1000+ 正是基於聯發科全球領先的5G、省電、螢幕、遊戲、影片等多項技術優勢,為高端使用者帶來真正的頂級旗艦級5G 體驗。

天線封裝也為5G 關鍵技術
值得一提的是,在5G 手機的技術發展上,天線封裝技術變得非常重要。「5G 推升手機RFFE 模組異質整合,將使天線封裝成為5G 關鍵技術。」

根據DIGITIMES Research 分析師陳澤嘉的觀察,伴隨5G 通訊邁入商轉階段,智慧型手機支援5G、4G 及以下通訊技術時,天線與射頻前端(Radio Frequency Front End;RFFE)模組用量將較現行4G 通訊約倍增,在手機內部空間受限下,RFFE 模組需要更高的整合度,
3D 封裝、雙面(double side)、系統級封裝(System in Package;SiP)與天線封裝(Antenna in Package;AiP) 成5G 射頻元件異質整合(Heterogeneous Integration;HI)關鍵技術。

陳澤嘉分析,5G 通訊主要區分Sub-6GHz與毫米波(mmWave)頻段,其中,Sub-6GHz因部分頻段與4G 及以下通訊重疊,在相關通訊技術上仍沿用4G 基礎進行升級,支援Sub-6GHz 的5G 手機RFFE 整合亦可使用4G 所採用的單面(single side) SiP 封裝技術。然因應5G手機對天線、射頻元件用量大幅增加,現行異質整合技術朝3D 架構或雙面SiP 技術發展。至於支援毫米波頻段的射頻元件,在考量毫米波傳輸特性限制與現行的行動通訊技術下,目前已面市的5G 手機都裝載採天線封裝(Antenna in Package;AiP) 技術的天線模組(antenna module)。伴隨更多支援毫米波頻段的5G 手機上市,AiP 技術將更加廣泛被運用。

綜觀來看,在全球5G 通訊產業鏈廠商積極發展新技術與解決方案的同時,5G 產業的發展不畏COVID-19 疫情的打擊,持續往前推進,相關應用也不斷發展開來,加速人們邁向5G 的高速度時代。

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