揭秘：为何华为P50系列5G芯片只能当4G用？

2021-08-03 来源：物联网智库

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作为全球5G网络通信技术的领导者之一,由于人尽皆知的原因,华为智能手机竟无法使用领先的5G技术保持市场竞争力,着实令人唏嘘。

“因为这两年多美国四轮制裁,限制我们5G手机,所以现在只能用4G,我们的5G芯片只能当4G用。”

在上周迟到了4个月的华为P50系列手机发布会现场,华为消费者业务CEO余承东满含歉意又无奈的说出了这番话。作为全球5G网络通信技术的领导者之一,由于人尽皆知的原因,华为智能手机竟无法使用领先的5G技术保持市场竞争力,着实令人唏嘘。

图片来源:IDC

而在这场发布会的前夕,国际知名市场调研机构IDC也发布了新的手机季度跟踪报告,报告显示,中国智能手机厂商正迎来重新洗牌,vio在今年第二季度登上了中国市场销售冠军的宝座,OPPO、小米、Apple以及荣耀位列第二到第五。华为作为曾经国内第一的智能手机品牌,如今已经“沦落”至“其他”这一统计项目中。

5G只能当4G,核心部件缺位是关键

物联网智库在此前的《售价4488元起!华为P50终于来了,但5G只能当4G用,麒麟9000芯片比想象的还少…》一文中已经对华为P50系列手机进行了详细的报道。在影像方面,华为P50系列依然延续了此前P系列的高光,并且还发布了业界首创的全新移动影像技术。

然而,华为P50系列尽管从外观到性能方面都无可挑剔,却依旧难掩其缺少5G加持的遗憾。根据发布会披露,华为P50将全系搭载高通骁龙888芯片,华为P50 Pro则会搭载高通骁龙888和麒麟9000两款不同的芯片。

其中高通骁龙888芯片是高通首款集成5G基带的旗舰级处理器,但由于众所周知的原因,该公司仅得到向华为供应4G版本的芯片许可,因而华为P50系列所搭载的也将是“阉割版”的骁龙888 4G芯片。

然而,令人费解的是搭载麒麟9000芯片版的华为P50也不支持5G。众所周知,麒麟9000芯片是华为海思目前最后一款高端旗舰级处理器,采用台积电5nm工艺,本身就集成了5G基带。在此前发布的Mate40系列以及MateX2折叠手机中,均支持5G网络使用。为什么如今在P50系列上反倒不支持了呢?

从目前网上收集到的猜测来看,其原因主要偏向于和智能手机中核心部件——射频模组的短缺有关。半导体咨询机构“芯谋研究”企业研究总监王笑龙向观察者网分析称,在5G SoC仍有库存的背景下,华为手机无法实现5G功能,唯一可能就是射频模组出现问题。5G手机需要专用的天线和射频前端,虽然天线难不倒国内供应商,射频收发华为也可以自研,但射频前端模组仍需要依赖国外厂商。

目前该分析还未得到华为回复。不过,我们不妨从手机通信的角度来予以观察。

射频前端芯片直接决定终端所支持的通信模式

手机要完成通话,其实并不是我们按下一串号码就能打通那样简单,其中涉及到了信号的收发、数模转化、信号放大等一系列连贯且复杂的过程。一般而言,要实现这一过程,无论功能多么强大的智能通信终端都离不开射频模块和基带芯片两个核心部件。

具体来看,射频模块主要包含了天线、射频前端和射频芯片,其中射频前端又是电子设备信号收发的核心器件,它在无线通信的过程中扮演着信号“发送者”和“接收者”的角色。

图片来源:网络(侵删)

比如手机天线在接收到无线信号后,会经过选频网络剔除手机处理范围之外的电磁波信号,随后手机信号再传输到天线开关,根据接收的信号频段再由天线开关“放行”相应的频段信号。接着,被放行信号会继续通过滤波器、信号放大器等进入射频集成电路,在这里,信号会经过一系列处理留下通话声音的模拟信号,而这一过程都是通过射频前端所完成,之后再通过基带进行信号的数模转换最终被用户所接听。

因此,在射频模块中,射频前端芯片的性能直接决定了终端可以支持的通信模式,以及接收信号强度、通话稳定性、发射功率等重要性能指标,直接影响终端的通信质量。

所以,尽管华为P50 Pro一部分搭载了华为的麒麟9000 5G芯片,但由于只有基带芯片而没有射频模块,因此P50也就依然无法完成对整个5G网络的支持。

国产自给自足仍旧面临重大考验

众所周知,华为在基带芯片、电源管理以及操作系统等软件各个部分都已经取得了重大突破,但此次面临的射频模块缺失问题,却是华为一直未能突破的核心环节。

射频前端芯片的构成十分复杂,主要包括滤波器、低噪声放大器、功率放大器、射频开关等元器件构成。

射频开关(RFSwitch)用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换;

双工器(Duplexer(由两个滤波器组成))用于将发射和接收信号通路进行隔离,从而保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作;

滤波器(Filter)用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除;

低噪声放大器(LNA)用于实现将接收通道的射频信号放大;

功率放大器(PA)用于实现将发射通道的射频信号放大。

而在过去的十余年间,移动通信行业经历了2G到5G的重大产业升级,这也让如今的5G相比此前网络性能指标呈现成倍的增长,导致射频前端在5G时代的价值也急剧增加。

从一些数据中我们就能看出,在2G时代手机频段数为4个,单机射频前端器件总价值为0．8美元;而到了5G时代,手机频段数已经达到了50个,需要80个滤波器和15个开关,单机总价值也达到了25-40美元。

而这也还不是问题的关键,最令华为无奈的其实是其本身无法在这一方面做到国产替代。此前日本媒体在对华为Mate 30拆解后发现,其射频前端的模块就来自于日本村田制作所。即便是后来发布的P40,其中射频前端组件也主要来自高通、Qorvo、思佳讯等美国厂商。

图片来源:日本经济新闻

尽管在中美摩擦后,支持自主研发的政策以及国内手机品牌占有率持续增长,为国内产业链提供了重要的发展机遇,比如在5G天线方面,国内京信通信、信维通信、硕贝德都实现了量产;在5G射频开关、PA、LNA等领域,比如卓胜微、慧智微、唯捷创芯等也均已具备一定的实力;在滤波器方面,国内有无锡好达、德清华莹、天津诺思、云塔科技以及紫光展锐等……但是,国产厂商要实现突围,确实并不容易。

但以最受卡脖子之痛的滤波器为例,滤波器有声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)和声体波(Bulk Acoustic Wave,BAW)两种。目前我国SAW滤波器自给率仅为5%,而BAW滤波器更是少有厂商能够实现量产,即便可以量产,大部分也只能应用于中低端产品当中。而反观全球SAW市场,2018年村田制作所占据了47%的市场份额,BAW滤波器方面,美国博通一家就占据着87%的市场份额,Qorvo也有8%的份额。

致命伤让华为市场份额节节败退

华为P50系列手机可能是目前市场上推出的迄今为止最好的4G手机,无论从外观、性能、价格各个方面来看都堪称顶尖。