5G來(lái)了，5G手機(jī)還會(huì)遠(yuǎn)嗎？隨著5G第一階段標(biāo)準(zhǔn)制定完成，有關(guān)5G標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、產(chǎn)品研發(fā)、商用部署等各項(xiàng)工作也進(jìn)入了沖刺階段，5G將會(huì)很快落地，而關(guān)于5G手機(jī)的討論也越來(lái)越多。5G手機(jī)什么時(shí)候才會(huì)商用？5G手機(jī)是否能像現(xiàn)在的智能手機(jī)一樣輕薄？作為目前全球最大的移動(dòng)芯片廠商、5G領(lǐng)頭企業(yè)——高通給出了答案。

2018年7月23日，高通宣布推出全球首款面向智能手機(jī)和其他移動(dòng)終端的全集成5G新空口（5G NR）毫米波及6GHz以下射頻模組系列—QTM052毫米波天線(xiàn)模組系列和QPM56xx 6GHz以下射頻模組系列，堪稱(chēng)5G進(jìn)程上又一里程碑事件。這兩個(gè)系列可與高通驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器配合，共同提供從調(diào)制解調(diào)器到天線(xiàn)且跨頻段的多項(xiàng)功能，支持緊湊封裝尺寸以適合于移動(dòng)終端集成。

日前，高通產(chǎn)品市場(chǎng)高級(jí)總監(jiān)沈磊在接受C114采訪時(shí)表示，基于在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的眾多積累，包括對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、產(chǎn)品等的標(biāo)準(zhǔn)和洞察，高通成功研制出5G毫米波及6GHz以下射頻模組系列，這些產(chǎn)品將大大簡(jiǎn)化5G智能手機(jī)的設(shè)計(jì)流程，加速5G終端產(chǎn)品的上市進(jìn)程。

沈磊透露，高通將助力OEM廠商在2019年上半年推出首批5G手機(jī)。屆時(shí)，5G智能手機(jī)的下載速率可高達(dá)5Gbps，下載一部高清電影僅需要幾秒鐘。而借助于高通高度集成的射頻模組，5G手機(jī)能做到和現(xiàn)在的4G手機(jī)一樣輕薄。

將不可能變成可能

克服毫米波移動(dòng)化難題

不同于2G、3G和4G，5G將用來(lái)支持增強(qiáng)的移動(dòng)寬帶（eMBB）、具有高可靠性和超低延遲的通信（uRLLC）以及大規(guī)模機(jī)器間通信（mMTC）三大類(lèi)主要應(yīng)用場(chǎng)景。這就需要更大的帶寬、更短的時(shí)延和更高的速率。要想達(dá)到上述愿景，5G頻率將涵蓋高、中、低頻段，即統(tǒng)籌考慮全頻段。

因此，能實(shí)現(xiàn)高帶寬、高速率的毫米波在近年來(lái)變得越發(fā)熱門(mén)，毫米波指的是運(yùn)行在24GHz或更高頻段的無(wú)線(xiàn)信號(hào)。但是要想使用毫米波還要面臨很多挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)幾乎涵蓋終端工程的方方面面，包括材料、外形尺寸、工業(yè)設(shè)計(jì)、散熱和輻射功率的監(jiān)管要求等。鑒于此，移動(dòng)行業(yè)中很多人都認(rèn)為毫米波在移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用是不切實(shí)際且不可實(shí)現(xiàn)的。

沈磊認(rèn)為，毫米波主要有三個(gè)致命短板：第一是頻譜傳輸距離較短。第二是頻譜容被樓宇、人體等阻擋、反射和折射；第三是它們還受限于很多空間因素，其中一個(gè)主要因素就是水分子對(duì)于這些頻譜的吸收程度很高。

“所以這些頻譜目前基本上還未被使用。甚至有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，考慮到這些物理特性，或許這些頻譜永遠(yuǎn)都不會(huì)被利用，或只能在相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)景內(nèi)使用，如做固網(wǎng)接入和微波中繼。而高通過(guò)多年的投入和技術(shù)研發(fā)，以及產(chǎn)品的積累，成功克服了這一難題。”沈磊表示。

那么高通是怎么做到的呢？沈磊透露，這背后的幕后英雄就是波束成型。毫米波天線(xiàn)將無(wú)線(xiàn)信號(hào)聚合成波束，以提高覆蓋。即使是在非視距（LOS）的情況下，智能算法也可以引導(dǎo)波束沿著最優(yōu)路徑進(jìn)行連接。而手機(jī)內(nèi)的毫米波天線(xiàn)設(shè)計(jì)，能在克服手以及其他物體阻擋造成的傳輸損耗。

高通QTM052毫米波天線(xiàn)模組可與驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器協(xié)同工作并形成完整系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)毫米波帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)。作為完整系統(tǒng)，其可支持先進(jìn)的波束成形、波束導(dǎo)向和波束追蹤技術(shù)，以顯著改善毫米波信號(hào)的覆蓋范圍及可靠性。該系統(tǒng)包括集成式5G新空口無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器、電源管理IC、射頻前端組件和相控天線(xiàn)陣列，并可在26.5-29.5GHz（n257）以及完整的27.5-28.35GHz（n261）和37-40GHz（n260）毫米波頻段上支持高達(dá)800MHz的帶寬。

最重要的是，QTM052模組可將所有這些功能集成于緊湊的封裝尺寸中，其封裝面積可支持在一部智能手機(jī)中最多安裝4個(gè)QTM052模組。這將支持OEM廠商不斷優(yōu)化其移動(dòng)終端的工業(yè)設(shè)計(jì)，幫助其開(kāi)發(fā)外形美觀且兼具毫米波5G新空口超高速率的移動(dòng)終端，并支持這些終端最早于2019年上半年推出市場(chǎng)。

“高通此次推出的5G毫米波射頻模組尺寸非常小，可以在空間和成本允許的情況下，在手機(jī)的四個(gè)邊立面上配備4個(gè)毫米波天線(xiàn)模組，以配合5G調(diào)制解調(diào)器芯片。這些毫米波天線(xiàn)模組都會(huì)連接到驍龍X50 5G調(diào)制解調(diào)器上，并集成從調(diào)制解調(diào)器往后的所有射頻鏈路芯片上的功能，包括收發(fā)器、射頻前端、天線(xiàn)等。”沈磊表示。

正是因?yàn)樵跓o(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的眾多積累，包括對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、產(chǎn)品等的標(biāo)準(zhǔn)和洞察，高通才有能力和實(shí)力成功研制出這些產(chǎn)品。沈磊強(qiáng)調(diào)，與Skyworks、Qorvo等射頻巨頭相比，高通擁有自己的調(diào)制解調(diào)器，這是相比第三方射頻元器件廠商的核心差異化優(yōu)勢(shì)。

從芯片到射頻前端

助力5G規(guī)模商用

近年來(lái)，射頻前端從幕后走到臺(tái)前。除了芯片，射頻前端也是一個(gè)高度集成的核心組件。同時(shí)射頻前端作為連接終端與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的載體，對(duì)用戶(hù)期望的移動(dòng)體驗(yàn)以及推動(dòng)移動(dòng)行業(yè)的未來(lái)發(fā)展至關(guān)重要。

射頻領(lǐng)域玩家眾多，但是相比于在單一領(lǐng)域進(jìn)行布局，高通的整合射頻前端解決方案更受青睞。高通此次推出的配合5G芯片組X50 5G調(diào)制解調(diào)器的射頻模組，既支持毫米波天線(xiàn)模組，又支持6GHz以下射頻前端模組。

毫米波適用于在密集城市區(qū)域和擁擠的室內(nèi)環(huán)境中提供5G覆蓋，同時(shí)5G新空口的廣泛覆蓋將通過(guò)6GHz以下頻段實(shí)現(xiàn)。鑒于此，QPM56xx射頻模組系列（包括QPM5650、QPM5651、QDM5650和QDM5652）可幫助搭載驍龍X505G調(diào)制解調(diào)器的智能手機(jī)在6GHz以下頻段支持5G新空口。

QPM5650和QPM5651包括集成式5G新空口功率放大器（PA）/低噪聲放大器（LNA）/開(kāi)關(guān)以及濾波子系統(tǒng)。QDM5650和QDM5652包括集成式5G新空口低噪聲放大器/開(kāi)關(guān)以及濾波子系統(tǒng)，以支持分集和MIMO技術(shù)。上述四款模組均支持集成式信道探測(cè)參考信號(hào)（SRS）切換以提供更優(yōu)的大規(guī)模MIMO應(yīng)用，并支持3.3-4.2GHz（n77）、3.3-3.8GHz（n78）和4.4-5.0GHz（n79）6GHz以下頻段。這些6GHz以下射頻模組為移動(dòng)終端制造商提供可行路徑，幫助其在移動(dòng)終端中支持5G新空口大規(guī)模MIMO技術(shù)。

據(jù)悉，目前QTM052毫米波天線(xiàn)模組系列和QPM56xx 6GHz以下射頻模組系列正在向客戶(hù)出樣。

“高通推出的這些集成化的模組，從各個(gè)方面大大簡(jiǎn)化了手機(jī)廠商的工作，并且加速手機(jī)上市的進(jìn)程。大家都期望2019年，5G手機(jī)就能在一些領(lǐng)先國(guó)家和地區(qū)上市。現(xiàn)在時(shí)間短、任務(wù)重、難度也高，所以借助高通推出的面向移動(dòng)終端的毫米波及6GHz以下射頻模組這些模組，可以加速和簡(jiǎn)化5G手機(jī)上市的過(guò)程。”

近年來(lái)，高通在射頻領(lǐng)域動(dòng)作頻頻，并不斷強(qiáng)化自己的射頻技術(shù)。2014年收購(gòu)Blacksand進(jìn)入PA市場(chǎng)，2016年同日本電子元器件廠商TDK聯(lián)合組建合資公司進(jìn)入濾波器市場(chǎng)，開(kāi)始為5G時(shí)代射頻前端技術(shù)提前布局。2017年2月，高通推出了全新的射頻前端解決方案RF360，提供了從調(diào)制解調(diào)器到天線(xiàn)的完整解決方案。

與此同時(shí)，在2018年1月舉行的高通技術(shù)峰會(huì)上，高通與小米、vivo、OPPO、聯(lián)想四家手機(jī)廠商簽訂了射頻前端解決方案跨年度采購(gòu)訂單。在未來(lái)三年內(nèi)（2019年-2021年），四家手機(jī)廠商將采購(gòu)價(jià)值總額不低于20億美元的射頻前端部件，這也為高通發(fā)展射頻業(yè)務(wù)提供了良好的助力和窗口。

“高通對(duì)手機(jī)OEM廠商的需求有著很深刻的了解，因此高通能夠針對(duì)客戶(hù)需求，能做出這種模組化產(chǎn)品，降低他們的研發(fā)難度，縮短其產(chǎn)品的上市時(shí)間。這也是高通和其他的友商相比，領(lǐng)先和獨(dú)特的地方。“沈磊稱(chēng)。