揭秘：為何華為P50系列5G芯片只能當4G用？

2021-08-03 來源：物聯網智庫

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作為全球5G網絡通信技術的領導者之一,由于人盡皆知的原因,華為智能手機竟無法使用領先的5G技術保持市場競爭力,著實令人唏噓。

“因為這兩年多美國四輪制裁,限制我們5G手機,所以現在只能用4G,我們的5G芯片只能當4G用。”

在上周遲到了4個月的華為P50系列手機發布會現場,華為消費者業務CEO余承東滿含歉意又無奈的說出了這番話。作為全球5G網絡通信技術的領導者之一,由于人盡皆知的原因,華為智能手機竟無法使用領先的5G技術保持市場競爭力,著實令人唏噓。

圖片來源:IDC

而在這場發布會的前夕,國際知名市場調研機構IDC也發布了新的手機季度跟蹤報告,報告顯示,中國智能手機廠商正迎來重新洗牌,vio在今年第二季度登上了中國市場銷售冠軍的寶座,OPPO、小米、Apple以及榮耀位列第二到第五。華為作為曾經國內第一的智能手機品牌,如今已經“淪落”至“其他”這一統計項目中。

5G只能當4G,核心部件缺位是關鍵

物聯網智庫在此前的《售價4488元起!華為P50終于來了,但5G只能當4G用,麒麟9000芯片比想象的還少…》一文中已經對華為P50系列手機進行了詳細的報道。在影像方面,華為P50系列依然延續了此前P系列的高光,并且還發布了業界首創的全新移動影像技術。

然而,華為P50系列盡管從外觀到性能方面都無可挑剔,卻依舊難掩其缺少5G加持的遺憾。根據發布會披露,華為P50將全系搭載高通驍龍888芯片,華為P50 Pro則會搭載高通驍龍888和麒麟9000兩款不同的芯片。

其中高通驍龍888芯片是高通首款集成5G基帶的旗艦級處理器,但由于眾所周知的原因,該公司僅得到向華為供應4G版本的芯片許可,因而華為P50系列所搭載的也將是“閹割版”的驍龍888 4G芯片。

然而,令人費解的是搭載麒麟9000芯片版的華為P50也不支持5G。眾所周知,麒麟9000芯片是華為海思目前最后一款高端旗艦級處理器,采用臺積電5nm工藝,本身就集成了5G基帶。在此前發布的Mate40系列以及MateX2折疊手機中,均支持5G網絡使用。為什么如今在P50系列上反倒不支持了呢?

從目前網上收集到的猜測來看,其原因主要偏向于和智能手機中核心部件——射頻模組的短缺有關。半導體咨詢機構“芯謀研究”企業研究總監王笑龍向觀察者網分析稱,在5G SoC仍有庫存的背景下,華為手機無法實現5G功能,唯一可能就是射頻模組出現問題。5G手機需要專用的天線和射頻前端,雖然天線難不倒國內供應商,射頻收發華為也可以自研,但射頻前端模組仍需要依賴國外廠商。

目前該分析還未得到華為回復。不過,我們不妨從手機通信的角度來予以觀察。

射頻前端芯片直接決定終端所支持的通信模式

手機要完成通話,其實并不是我們按下一串號碼就能打通那樣簡單,其中涉及到了信號的收發、數模轉化、信號放大等一系列連貫且復雜的過程。一般而言,要實現這一過程,無論功能多么強大的智能通信終端都離不開射頻模塊和基帶芯片兩個核心部件。

具體來看,射頻模塊主要包含了天線、射頻前端和射頻芯片,其中射頻前端又是電子設備信號收發的核心器件,它在無線通信的過程中扮演著信號“發送者”和“接收者”的角色。

圖片來源:網絡(侵刪)

比如手機天線在接收到無線信號后,會經過選頻網絡剔除手機處理范圍之外的電磁波信號,隨后手機信號再傳輸到天線開關,根據接收的信號頻段再由天線開關“放行”相應的頻段信號。接著,被放行信號會繼續通過濾波器、信號放大器等進入射頻集成電路,在這里,信號會經過一系列處理留下通話聲音的模擬信號,而這一過程都是通過射頻前端所完成,之后再通過基帶進行信號的數模轉換最終被用戶所接聽。

因此,在射頻模塊中,射頻前端芯片的性能直接決定了終端可以支持的通信模式,以及接收信號強度、通話穩定性、發射功率等重要性能指標,直接影響終端的通信質量。

所以,盡管華為P50 Pro一部分搭載了華為的麒麟9000 5G芯片,但由于只有基帶芯片而沒有射頻模塊,因此P50也就依然無法完成對整個5G網絡的支持。

國產自給自足仍舊面臨重大考驗

眾所周知,華為在基帶芯片、電源管理以及操作系統等軟件各個部分都已經取得了重大突破,但此次面臨的射頻模塊缺失問題,卻是華為一直未能突破的核心環節。

射頻前端芯片的構成十分復雜,主要包括濾波器、低噪聲放大器、功率放大器、射頻開關等元器件構成。

射頻開關(RFSwitch)用于實現射頻信號接收與發射的切換、不同頻段間的切換;

雙工器(Duplexer(由兩個濾波器組成))用于將發射和接收信號通路進行隔離,從而保證接收和發射在共用同一天線的情況下能正常工作;

濾波器(Filter)用于保留特定頻段內的信號,而將特定頻段外的信號濾除;

低噪聲放大器(LNA)用于實現將接收通道的射頻信號放大;

功率放大器(PA)用于實現將發射通道的射頻信號放大。

而在過去的十余年間,移動通信行業經歷了2G到5G的重大產業升級,這也讓如今的5G相比此前網絡性能指標呈現成倍的增長,導致射頻前端在5G時代的價值也急劇增加。

從一些數據中我們就能看出,在2G時代手機頻段數為4個,單機射頻前端器件總價值為0．8美元;而到了5G時代,手機頻段數已經達到了50個,需要80個濾波器和15個開關,單機總價值也達到了25-40美元。

而這也還不是問題的關鍵,最令華為無奈的其實是其本身無法在這一方面做到國產替代。此前日本媒體在對華為Mate 30拆解后發現,其射頻前端的模塊就來自于日本村田制作所。即便是后來發布的P40,其中射頻前端組件也主要來自高通、Qorvo、思佳訊等美國廠商。

圖片來源:日本經濟新聞

盡管在中美摩擦后,支持自主研發的政策以及國內手機品牌占有率持續增長,為國內產業鏈提供了重要的發展機遇,比如在5G天線方面,國內京信通信、信維通信、碩貝德都實現了量產;在5G射頻開關、PA、LNA等領域,比如卓勝微、慧智微、唯捷創芯等也均已具備一定的實力;在濾波器方面,國內有無錫好達、德清華瑩、天津諾思、云塔科技以及紫光展銳等……但是,國產廠商要實現突圍,確實并不容易。

但以最受卡脖子之痛的濾波器為例,濾波器有聲表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)和聲體波(Bulk Acoustic Wave,BAW)兩種。目前我國SAW濾波器自給率僅為5%,而BAW濾波器更是少有廠商能夠實現量產,即便可以量產,大部分也只能應用于中低端產品當中。而反觀全球SAW市場,2018年村田制作所占據了47%的市場份額,BAW濾波器方面,美國博通一家就占據著87%的市場份額,Qorvo也有8%的份額。

致命傷讓華為市場份額節節敗退

華為P50系列手機可能是目前市場上推出的迄今為止最好的4G手機,無論從外觀、性能、價格各個方面來看都堪稱頂尖。