5G基站相对于4G有何变化?

半导体行业观察 发表于 2020-10-26 15:05:18 收藏 已收藏
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5G基站相对于4G有何变化?

半导体行业观察 发表于 2020-10-26 15:05:18

上周,消费通信芯片领域的领军企业高通宣布进军5G基站市场,并且发布了一系列产品。高通发布的芯片模组产品涵盖了5G基站的方方面面,从产品形态上包括了宏基站和微基站,从功能上包括了前端射频到后端信号处理和虚拟化RAN的硬件加速,从频段上则覆盖了毫米波到sub-6GHz频段。

我们认为,高通进入5G基站市场是一个意料之中的决定。一方面,5G基站市场正在从之前的定制化硬件转型到标准化硬件,在这样的市场格局下有机会实现标准化芯片的大量出货,而这非常符合高通的定位;另一方面,高通在消费通信芯片市场的潜力已经逐年变小,因此进军行业市场也是高通这几年来一直在努力的方向,5G基站市场则是高通最新的尝试。

5G基站市场的变化

我们分析一下5G基站市场相对于4G的变化。

首先,5G基站相对于之前基站最大的变革在于,行业对于虚拟化和开放RAN(radio access network,无线接入网络)的接受和推广。

5G基站相对于4G有何变化?

RAN通俗地说,是蜂窝无线网络接入的实现方式,涉及到运行的软件协议以及相关的硬件支持两部分。在5G之前,RAN主要是使用定制化硬件的实现,即针对蜂窝无线网络运营商对于功能和性能的需求去定制相关的硬件和软件栈。换句话说,某个运营商的基站硬件,由于是定制的,换到另一个运营商那边可能就因为没法使用了。在接入协议越来越复杂的5G时代,这样的RAN的可扩展性正在遇到越来越多的挑战——例如,如果运营商需要添加一个功能,定制化硬件的RAN就会遇到问题,因此虚拟化RAN正在得到越来越多的认可。

与定制化硬件的做法不同,虚拟化RAN的目标是让RAN的软件可以跑在任何符合标准的硬件上。这么做就让软件和硬件脱耦,硬件厂商负责推出一系列满足标准需求的通用型芯片和硬件平台,而运营商和软件厂商则可以在RAN中更方便地加入自己的功能和软件定制化。

虚拟化RAN的推广对于5G基站的商业模式无疑是一次革命。在硬件上,我们看到了新的玩家。除了本文着重分析的高通之外,Nvidia在之前也宣布和Ericsson合作,协同开发虚拟RAN硬件,其中Nvidia将提供GPU来满足虚拟RAN软件所需要的算力。

在应用和软件上,我们将看到虚拟化RAN极大地扩宽软件商的分量,甚至会开拓新的市场,例如私有化5G网络。一个典型的例子就是微软今年宣布和Verizon合作,共同开发基于私有化5G网络的边缘计算。与传统的公用5G网络不同,私有化5G网络是专供一些有需求的客户使用以5G协议为基础的蜂窝网络。例如,需要大规模低延迟网络覆盖的智能化工厂就是私有化5G网络的一个重要场景。在这样的应用场景中,由于需要可靠的低延迟网络,因此难以使用WiFi等局域网络来实现介入,而5G的低延迟特性则能满足需求;另一方面,使用私有化5G网络(而不是接入公有5G网络)则可以保证数据的安全性,同时当用户有需求时也可以方便地在网络协议上做一些修改。使用虚拟化RAN可以说是私有化5G网络的先决条件,因为虚拟化RAN使用标准的硬件平台大大降低了用户搭建硬件系统的成本,同时虚拟化的软件栈则极大地简化了用户定制化网络的难度。事实上,私有化RAN有可能会成为未来智能企业IT系统的重要组成部分,而微软也正是看准了这个机会,决定大力投入5G市场。

综上所述,我们认为,虚拟化RAN是5G的一个重要演进方向,它一方面使得擅长开发通用芯片平台的厂商(如高通)能进入基站市场,另一方面也为5G开拓了新的市场。

       消费者市场不足以支撑高通的前景

高通选择在这个时间点进入基站市场,我们认为背后有两股力量,一股力量是因为原有消费市场已经不足以支撑其前景,急需寻找新的市场来开拓;而另一股力量则是因为5G基站市场的潜力。

我们在这里首先分析高通原有市场的问题。我们知道,高通在消费通信电子市场,尤其是手机芯片市场,一直是领导者地位。然而,高通在消费通信市场的领导者地位给公司营收和市值带来的成长空间正在逐渐变小。一方面,高通之前的主要收入是依靠CDMA领域的专利布局,而随着高通在4G和5G标准领域话语权的逐渐变小以及各国反垄断调查对于高通专利体系带来的挑战,光靠专利已经难以为高通带来像之前那样的高利润了。如果说在之前几年高通是因为专利收入太高而没有理由去其他市场分心的话,那么现在确实是需要寻找新兴市场了。

其次,高通在手机芯片领域的地位正在受到越来越多公司,尤其是中国公司的挑战。高通的手机芯片包括射频、基带和处理器三块。高通曾一度在这三个部分都遥遥领先,然而目前竞争已经越来越激烈,高通仅仅在基带领域还保持了一定的领先优势(与华为并列)。而目前,我们看到越来越多的主流中国手机厂商都开始花力气自研芯片,高通在手机芯片领域必将遇到更加激烈的竞争。

因此,我们看到了高通之前一直在消费通信电子之外领域的尝试,例如高通曾经也在服务器处理器领域发布过一些产品。而相较于服务器处理器这样的跨界尝试,在5G基站领域高通显然有更多的把握。

高通+基站能否复刻智能机的高光时刻?

如前所述,虚拟化RAN一旦推开,其中的通用芯片平台必将成为兵家必争之地,事实上,到那个时候的市场格局可能会类似智能手机早期的情况,而高通也有野心复刻当时高通+安卓高光时刻的荣光。

在iPhone推出之后不久的智能手机时代,是一个智能手机刚完成标准化的时代。以iOS和安卓为代表的两大智能操作系统阵营在事实上定义了智能手机的标准,而高通正是在那个时间点推出了性能最好的标准化手机芯片硬件平台,同时卖给iOS和安卓阵营,并从该策略中获取了巨额收益。应该说,在设计标准化无线系统芯片平台领域,高通有足够的技术和市场经验来吃下市场。对于5G来说,虚拟化RAN就相当于当年的智能手机操作系统,而高通如果能将当年智能手机平台的经验搬到基站,那么其针对5G基站的标准化芯片很有可能成为它下一个最重要的营收点。

以上分析主要针对海外市场。在海外市场,基站厂商的主要情况是芯片设计能力有限,因此高通有很大的占领市场的机会。而在中国市场,由于华为同时拥有基站整体设计能力以及芯片设计能力,我们认为高通的基站芯片是否能打开中国市场尚待时间检验。此外,我们认为,在虚拟化RAN以及私有化5G的领域,华为也有很强的技术以及市场能力。由于5G和智能制造将是中国接下来几年的重要发展方向,我们认为华为极大可能将会领导中国的虚拟化RAN和私有5G网络市场,发展出具有中国特色的市场格局,而这些新的市场必然将帮助华为的总体营收更上一层楼。让我们拭目以待。
        责任编辑:tzh

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