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揭秘|华为是如何炼成全球首颗5G之芯的

时间：2018-03-02 11:24来源：壹观察

摘要：华为消费者业务CEO余承东在发布会上表示：“华为首款3GPP标准5G商用芯片和终端的发布，是全球5G产业的关键性突破，这意味着5G时代已经到来”。

华为2018MWC发布会“One More Thing”是全球首款 5G 商用芯片——巴龙 5G01（Balong 5G01）和基于该芯片的首款3GPP标准5G商用终端——华为 5G CPE（Consumer Premise Equipment，5G 用户终端）。
 
由于处于发布会的第三个产品环节，现场的很多外媒科技记者对此明显准备不足，本准备“抢发”的稿件急忙再次修改。毕竟距离3GPP 5G NSA第一个标准版本冻结仅有两个多月的时间，华为此时正式发布全球首款5G 商用芯片和5G 商用终端，效率之高的确出乎了行业和媒体的预料。
 
华为消费者业务CEO余承东在发布会上表示：“华为首款3GPP标准5G商用芯片和终端的发布，是全球5G产业的关键性突破，这意味着5G时代已经到来”。
 
“巴龙5G01”的秘密
提起“巴龙芯片”，大多数普通用户会感觉陌生，但却是海思麒麟芯片最核心的组成之一。
“麒麟芯片”实际上是一款手机SoC，分为BP（基带处理器）和AP（应用处理器）两大部分，而巴龙就位于麒麟中的BP部分，直接决定着海思麒麟芯片的通信规格和标准进展。同时，巴龙作为移动终端的通信平台，也可以单独出现在各类移动终端中，如CPE、数据卡等。
 
无论在功能机还是智能手机时代，决定通话质量好坏、信号强弱、网络联接快慢的关键就是基带芯片技术能力。比如联发科2017年上半年在大陆手机市场占比大幅下滑，就是错判了中国移动对LTE Cat.7 4G终端的重视程度，导致其核心合作伙伴不得不投靠高通阵营。再比如苹果虽然是自研芯片，但自身却无法解决核心基带芯片问题，一直用高通的基带芯片。最近几年，为了制衡，苹果同时采用了英特尔的基带芯片。但由于英特尔芯片规格和性能都不如高通芯片，苹果不得不“就低不就高”，降低其整机的通信规格和性能，影响消费者体验。随着与高通近年来诉讼加剧，有消息称苹果2018年准备把新iPhone的基带芯片的订单全部交由英特尔来生产，目标全面“去高通化”。这样的结果，对iPhone的竞争力必然带来不利影响。
 
实际上，基带芯片技术能力直接决定了包括智能手机在内的通信行业的竞争实力和市场格局，而只有将基带芯片通信规格提高到全球最顶级才能跻身手机芯片的高端俱乐部。
 
华为是通信企业出身，依靠长期巨大的研发投入，华为在关键通信技术方面从1G时代的艰难起步，到2G时代的追赶者，再到3G时代的行业领先者，成为4G时代的行业主要领导者，而巴龙就是华为在核心关键通信技术不断取得突破的直接体现。正是基于巴龙迅速成长的通信实力，麒麟系列芯片才能在全球通信方面具备业界领先的能力，并且不断加速华为终端业务的核心产品优势和迭代速度。
 
比如在3G时代，巴龙推出的上网卡，帮助华为终端设备成功进入全球顶级运营商，并为此后华为自有品牌智能手机业务打通了进入门槛。4G时代，巴龙团队凭借多年来深厚的技术积累和研发优势，成为全球LTE标准和产业化的重要推动者，Balong芯片开始不断刷新全球LTE 4G行业的新纪录。比如巴龙700在业界率先支持LTE TDD/FDD，巴龙750率先支持LTE Cat12/13（UL），全球首商用4CA（四载波聚合），全球首商用4x4MIMO，下载峰值速率达600Mbps。
 
2017年9月发布的海思麒麟970芯片，最大的两个特点一是全球首款内置独立NPU（神经网络单元）的智能手机AI芯片；另一个就是整合了巴龙760，成为业界首款支持LTE Cat.18的手机SoC，下载峰值速率达1.2Gbps，实现双卡双VoLTE首商用。而高通与之同级别的骁龙845处理器（AI+LTE Cat.18）在同年12月才发布，首款商用产品三星S9更是相比华为Mate 10发布晚了近半年时间。
 
在智能手机行业，半年时间的“代差”足以完成手机企业的“降维打击”，对于缺乏核心芯片能力的绝大部分中国手机而言更是如此。比如从2012年开始，依靠麒麟和巴龙在核心芯片技术的快速突破，华为在旗舰新品发布上一直保持了自己领先节奏，而其他Android手机企业只能按照高通芯片的节奏和商务政策，也间接推动了华为从Mate 7之后的不断“爆款”。从目前来看，即使雷军远赴夏威夷为高通骁龙845发布站台，但真正拿到首发的还是三星S9，小米首款骁龙845手机真正拿到芯片实现量产要等到今年4-5月份了，此时距离麒麟下一代芯片发布时间已经很接近，而这种“代差”效应会随着5G来临进一步加剧。


 
华为在2018MWC上发布的全球首款 5G 商用芯片——巴龙 5G01（Balong 5G01），即是这种“代差”信号加剧的体现。余承东在发布会上正式宣布华为首款5G智能手机将在2019年四季度上市，早于中国三大运营商2020年正式建设5G网络的时间点，其底气和信心同样来源于巴龙在5G芯片关键技术和成功商用的不断快速突破。
 
全球首个5G网络+芯片+终端能力
中国移动在2018MWC上宣布在2018年内建设世界规模最大5G试验网，并正式公布了2018年5G规模实验计划，意味着中国运营商对5G网络的策略将比预期更为激进。
 
而5G网络和终端，是5G商用的两个基础条件，对于终端来说，芯片又是重中之重，是5G产业发展和成熟的关键环节。

 
 
作为全球第一大通讯设备企业，华为是全球5G国际标准制定的主要推动者，从2009年就启动了5G研发，至今已至少投入6亿美元用于5G研究和创新，在全球已经建立11个5G研究中心。目前华为在5G实验网中实测的5G网络峰值速率已经达到了20.25Gbps、时延低至0.33ms、每平方公里可联接的设备数量达到217万个，完全满足ITU标准要求。华为已经与中国移动、中国电信、中国联通、Vodafone、SoftBank、T-Mobile、英国电信、Telefonica等全球30余家顶级运营商在5G方面展开合作。
 
巴龙 5G01和华为 5G CPE的发布，则意味着华为成为全球首个具备5G网络+芯片+终端能力的通信企业。
 
从数据上来看，基于3GPP标准的5G芯片，Balong 5G01支持全球主流的5G频段，包括Sub6GHz（低频）和mmWave（高频），理论上可实现最高2.3Gbps的数据下载速率, 支持NSA（Non Standalone，5G非独立组网，即5G网络架构在LTE上）和SA（Standalone ，5G独立组网）两种组网方式。 Balong 5G01是5G标准冻结后第一时间发布的商用芯片，标志着华为率先突破了5G终端芯片的商用瓶颈，成为全球首个可以为客户提供端到端5G解决方案的公司。

 
 
华为5G CPE分为低频（Sub6GHz）CPE和高频（mmWave）CPE两种。华为5G低频CPE重2kG，体积仅为3L，可在室内随意摆放，其实测峰值下行速率可达2Gbps，是100M光纤峰值速率的20倍，不到1秒即可下载一集网络剧，可以支持基于5G网络的各类VR高清在线视频、VR网络游戏等各类高清视频和娱乐应用，同时兼容4G和5G网络。
 
CPE向来是通信规格升级和变革的排头兵，是家庭宽带接入的重要方式，与光纤入户接入方式并重；5G CPE甚至会带给用户超越光纤的性能体验。无线接入方式安装方便，使用灵活，在家里也可以便捷地移动位置。CPE产品对产业及消费者来说是具有很大价值的，目前日本、欧洲、亚洲等国家和地区的运营商都在积极部署CPE相关的业务，长期以来华为公司也一直和这些运营商紧密合作，支撑其为消费者提供丰富多样的设备和应用创新。随着5G大幕拉开，5G CPE业务前景不可限量，为全球亿级家庭服务近在眼前。华为此次推出5G CPE，能够帮助全球范围的运营商积极拓展业务形态，加速5G产业的成熟。
 
值得重视的是，5G网络拥有高速率、广联接、低时延三大特点，不仅可以充分满足高速通信需求，更是可以将全球设备与人、场景、服务连接在一起，彻底革新目前的移动互联网和传统产业，这也是5G被认为是人工智能和智能IoT时代基础的原因。业内预计，面向2020年及未来，基于5G网络的VR/AR应用、工业互联网、无人驾驶和车联网等增强型移动宽带（eMBB）和物联网（IoT）应用将随着5G网络的成熟获得爆发式增长，预计到2025年全球联接数将达到1000亿，其中基于物的联接将占到90%。
 
也就是说，华为建立的全球首个5G网络+芯片+终端能力和优势，将推动华为走向除智能手机等现有智能终端之外更广阔的市场。余承东也对此表示，5G是一个崭新的、颠覆性起点，将把人类社会带入全新的万物互联时代，这将带给人们生活和生产方式的极大便利，用户沟通和分享的方式也将产生革命性的改变。不仅可以满足通信行业的需求，更将提高全球的智能环境，为工业制造，以及包括医疗、家居、出行在内的人们的生活，带来全新的感受。

基于此，华为消费者业务同时发布了面向5G时代的终端战略，分别基于5G高速率、广联接、低时延三大特点，分别推出联接家和人的CPE、Mobile WiFi和智能手机、联接物的5G工业模块、联接车的5G车载盒子。
 
从全球来看，主要通讯设备企业目前已普遍不具备终端和芯片能力，芯片企业除了三星和苹果之外都不具备终端和网络能力，而三星和苹果虽然具备芯片和网络能力，但却并不具备如巴龙等同的5G核心技术和基带能力，这也让华为面向5G时代因5G网络+芯片+终端能力具备了明显先发优势。
 
巴龙加速推动华为车联网战略
除了5G商用芯片和商用终端，华为还在2018MWC上发布了全球首款8天线4.5G LTE通信芯片巴龙765，向业界展示了巴龙在移动联接与车联网垂直领域应用方面的创新，以及在4G向5G演进的过程中提供可靠的解决方案。
 
全球运营商大规模5G建网普遍在2020年之后，并且由于5G网络的特殊性和巨大投入，预计全球范围内4G网络升级还将有旺盛需求。巴龙765是全球首款8天线4.5G LTE 调制解调芯片，全球首个支持LTE Cat.19的芯片，峰值下载速率在FDD网络环境下达到1.6Gbps，在TD-LTE网络下达到1.16Gbps，是全球首款TD-LTE G比特方案；巴龙765也是全球首个、业界唯一支持8×8 MIMO（多入多出）技术的调制解调芯片，在速率提升与信号接收方面业内领先，频谱效率相对4×4MIMO提升80%。

 
 
搭载巴龙765芯片的终端预计于2018年第三季度开始商用，可以明显提高频谱资源利用率，改善全球运营商目前因VR、4K高清视频等新业务的发展面临的网络容量暴涨和频谱资源利用率难题，提升4G尤其是TD-LTE用户的优质网络体验。
 
更值得关注的是，全球智能车联网和无人驾驶在迅猛发展，但目前4G网络不足以支撑其超低延时、可靠性和带宽需求。巴龙765芯片是全球首个单芯片支持LTE-V与其他通信制式的集成，全面支持GSM /UMTS /TD-SCDMA /TD LTE /FDD-LTE/LTE-V多种制式，为车联网提供了高集成度的芯片方案，8×8 MIMO的多天线技术将有效降低时延，也为车联网提供了更加安全稳定的联接。
 
其中，LTE-V是3GPP协议最新推出的车联方案，是面向智能交通和车联网应用、基于4G LTE系统的演进技术，包含了车与车、车与交通基础设施以及车与人之间的联接，这些联接都会大大提高车型安全与交通运输效率。LTE-V有两大空中接口，一个是PC5口一个是UU口，PC5口主要是车与车之间的通信空中接口，而UU口是车与网络直接的通信空中接口，基于Balong 765具备多种通信制式的集成能力，单芯片可以同时支持PC5和UU接口，增强车与车、车与网络之间的联接，可以有力推动目前全球车联网和无人驾驶技术的体验和商用节奏。
 
实际上，在2016年9月的阿里杭州云栖大会上，华为就与浙江移动、上汽前瞻车队、阿里联合展示了LTE-V的4.5G车联网应用。《壹观察》现场体验，可以明显感受到LTE-V在车-环境-城市上的高效连接和联动，带给用户智能驾驶体验和城市出行方面的巨大改善。

 
 
在2018MWC期间，华为同时展示了自动驾驶项目RoadReader中，采用华为麒麟970芯片的Mate 10 Pro手机来控制保时捷的自动驾驶，证明了华为麒麟处理器端侧AI能力对自动驾驶技术的改善。再加上巴龙在LTE-V、5G方面的积累和突破，华为不造车，但完全有能力成为全球车联网和无人驾驶技术的重要标准制定者和驱动者。就在2018MWC之前，西班牙电信（Telefonica宣布）联手华为在马德里 5G 联合创新中心，共同完成了世界首个5G车联网（5G V2X）概念验证（PoC）测试。
 
总结：
由此来看，继华为麒麟之后，长期的“隐世高手” 巴龙走向发布会前台，一方面是巴龙自身的快速成长和自身实力，得到了包括余承东在内的华为高层充分认可，一方面也说明面向5G时代，作为全球第一大通讯设备企业、第三大智能手机企业的华为，已经找到自己最为熟悉的“技术推动节奏”，变得更加自信与开放。
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