華為5G晶片為何只能當4G用?

作者 : 趙明燦,EDN China

華為P50手機搭載了與Mate40同款的麒麟9000晶片,卻沒有5G功能;搭載的高通888晶片也僅為4G晶片。因此,整個P50系列手機僅支援4G通訊…

華為(Huawei)於上週發佈P50新旗艦手機。遺憾的是,P50搭載了與Mate40同款的麒麟9000 (Kirin 9000)晶片,卻沒有5G功能;搭載的高通(Qualcomm) 888晶片也僅為4G晶片。因此,整個P50系列手機均僅支援4G通訊。

「因為這兩年多美國祭出四輪制裁,限制5G手機,所以開發的5G晶片只能當4G用。」華為消費者業務CEO余承東在發佈會上的這番話道出了原因。不過,具體的技術原因,余承東並沒有細說。

據了解,現在的麒麟9000的4G版本庫存也少,因為台積電(TSMC)没法繼續為麒麟9000代工,最後才用了高通閹割版的4G驍龍888。而高通被美國政府批准給華為的4G驍龍888處理器不僅是全系列4G,還有由於充電晶片被制裁,華為P50全系列充電器也不會送了。連這次的供應商大部分來自中國業者化,從螢幕到機身、射頻天線,再到系统。

華為手機P50核心供應商。

日前,中國版EDN編輯從某業界技術專家那裡獲知其部分分析。

他表示,到2025年,Sub-6G頻段的5G手機和支援毫米波(mmWave)的5G手機出貨量複合年成長率(CAGR)均超過60%。目前全球前四大射頻前端(RFFE)業者都是美系廠商:Skyworks、Qorvo、Qualcomm、Broadcom。四大廠商均有功率放大器和濾波器產品:其中濾波器均為IDM模式,Skyworks、Qorvo的功率放大器是IDM模式,且四大廠商均有高整合度RF前端模組(RF FEM)設計能力。

全球射頻前端市場。

中國大部份公司的產品集中於中低端的獨立元件,而5G射頻前端的高性能濾波器、高整合度RF前端模組等產品,還仰賴國外廠商提供。

具體而言,Sub-6GHz射頻前端關鍵技術包含如下幾個方面:

高整合度:5G手機需要向下兼容2G/3G/4G,RF前端佔用面積較大,為了節省空間,中低頻段5G RFFE主要以PAMiD/L-PAMiD (PA+濾波器+Switch+LNA)形式存在射頻前端

HPUE功率放大器的功率合成技術,可以提高線性功率:中低頻段5G射頻前端的工作頻率都在2.5GHz以上,空間訊號衰減較大,需要輸出的線性功率相對較大。

超寬頻寬線性化技術:5G的工作頻段頻寬一般都在100MHz以上,對PA的寬頻線性化要求較高,跟4G射頻前端設計方法有一定差別。

封裝:採用GaAs功率放大器的覆晶封裝方案,提高性能,降低功耗。

另外,EDN China編輯也留意到,知乎網友柏銘007表示,華為P50所採用的驍龍888晶片,由於被閹割了5G基頻,這註定它無法支援5G。P50 pro所採用的華為自家麒麟9000晶片,雖然整合了5G基頻,本來是可以支援5G的,但問題就在於5G手機還需要其他關鍵件。

無線通訊系統結構示意圖

他也認為,P50 Pro無法支援5G的主要原因就在於它無法獲得美國供應的射頻前端模組。射頻前端模組需要日本和美國供應濾波器,其中BAW濾波器更是幾乎由美國壟斷,美國博通(Broadcom)擁有BAW濾波器87%的市佔率。由於美國政府限制美國廠商供應與5G相關的元件給華為,博通自然也不會給華為供應5G元件,缺失了這些關鍵元件,導致了P50 Pro無法支援5G功能。

他並表示,中國早已體認到晶片產業對於中國製造的重要性。2014年中國成立集成電路產業基金,推動中國晶片產業進入超級繁榮階段。從那以後,中國的晶片企業便如雨後春筍般湧現,至今中國已出現數萬家與晶片相關的企業。

不過這些企業開發的晶片主要是數位晶片,中國生產的類比晶片佔國內需求的比例只有10%左右。

類比晶片與數位晶片有很大不同。數位晶片可以採用標準化工具開發,然後交給中芯國際(SMIC)或台積電(TSMC)等晶片代工廠以標準化製程生產。類比晶片則需要技術工程師有深厚的技術積累並以獨特的製程生產,因此這些類比晶片企業普遍擁有自己的晶片製造廠,這就導致類比晶片的開發和生產往往需要數十年時間的積累。

全球前十大類比晶片企業中的前三強,TI、ADI、Skyworks,均是美國企業,它們佔有全球類比晶片市場35%的市場份額。博通則是全球最大的無線半導體企業,它在全球前十大晶片企業之中位居第三名。由此可見美國在晶片產業的重要性。

華為P50 Pro在採用了5G手機晶片之後卻因缺乏關鍵元件導致無法支援5G,這已刺激到華為。過去數年來,它成立的哈勃投資大舉投資中國的晶片企業,其中就包括了中國的類比晶片企業。它努力推動中國晶片產業的發展,希望有朝一日徹底擺脫美國晶片供應的束縛。

目前中國射頻前端晶片領域聚集了不少玩家。如在PA等主動元件部分,包括昂瑞微、唯捷創芯、卓勝微、慧智微、飛驤、銳石創新等共20餘家。在濾波器等被動元件等領域,有無錫好達、徳清華瑩、蘇州漢天下、信維、麥捷、開元等10餘家廠商。EDN姐妹網站《國際電子商情》上的文章《一文了解射頻前端現狀及國產化替代》也對此給出了詳細解析,這裡不再贅述。

整體而言,中國射頻前端廠家在2G/3G市場佔有率很高,基本上達到95%佔有率。這塊領域屬於國外廠商基本放棄的市場,利潤率低,中國廠商競爭非常激烈。4G射頻前端方面,國內廠家30%佔有率(出貨量),產品以中低階為主,銷售額佔比僅有10%。國外廠商主要銷售中高端階品,如整合濾波器、雙工器的PAMiD和DivFEM等高整合度的產品20210805nt61-why 5g chip-powered HUAWEI P50 limited to 4G

本文原刊登於EDN China網站

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  1. steven Zheng表示:

    美國打壓還是很明顯