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公告欄
重磅!《5G手機發展白皮書》出爐
行業協會19-05-21浏覽(986字體:    

壹、總述

5G手機是指支持第五代移動通信制式的智能手機。

根據國際電信聯盟(ITU)已經發布的5G的八大關鍵能力指标,除了傳統的峰值速率、移動性、時延和頻譜效率外,還提出了用戶體驗速率、連接密度數、流量密度和能效四個新增關鍵指标。其中對比4G的主要提高如下:相較于4G,在傳輸速率方面,5G峰值速率為10~20Gbps,提升了10~20;用戶體驗速率将達到0.1Gbps~1Gbps,提升了10~100倍。

基于此,3GPP标準對5G終端定義了不同的能力要求。根據标準,5G終端在網絡架構、多模、頻段和帶寬、OFDM參數、幀結構、調制模式、MIMO、功率等方面面臨新需求。同時,在NSA架構和SA架構兩種不同組網模式下,對天線、速率、功率等方面也提出不同需求。

因此,5G技術背景下,用戶使用手機将從速度上直接感受到5G技術與4G技術的不同,而這種提速也将使用戶在工作、娛樂、社交等多方面更具效率、便捷性。

但歸根結底,5G的各種應用體驗,都有賴于終端展現,沒有适配的終端,就沒有5G,沒有5G終端的普及,就不會有5G的普及,因此,5G終端的設計及産業鍊成型,關乎5G成敗。

5G終端有多種類型,包括CPE、手機、AR/VR、筆記本電腦、平闆、無人機、智能監控設備(交通)車載終端、機器人、醫療設備、工業制造及檢測設備等,本報告主要針對5G手機,聚焦5G手機的設計及産業鍊。

毫無疑問,目前5G無論是在技術、标準、産業生态還是網絡部署等方面都取得了階段性的成果,作為5G落地中消費者最關心的最後一環,5G手機的全新設計,正成為業界矚目的焦點。

随着5G腳步愈來愈近,截至20194月底,已經有包括OPPO、華為、vivo、小米、中興、聯想、三星、一加等諸多終端廠商發布了5G原型機(見表15G手機進程一覽)。中國聯通5G測試手機全部到位并已公布首批5G手機價格。可以肯定的是兩年後,5G手機将成為市場的絕對主角。

5G手機,正一觸即發。本報告将圍繞5G手機面臨的技術挑戰和設計獨特性,解構5G手機的發展路徑和背後産業鍊。

貳、5G手機的芯片

5G手機設計具有一般手機設計的通用性,但由于5G是全新的通信技術,面臨新的适配問題和技術特征,以下部分将從芯片、天線、材質、攝像頭、電池和其他等多方面解析5G手機設計關鍵及背後的産業鍊。

标準未定,芯片先行,隻有一顆5G的芯片,才能根本定性5G手機身份。因此5G芯片是5G手機設計最關鍵一環。

15G芯片的要求

頻段:實際上,芯片的設計要充分考慮基于5G頻段的劃分,目前業界公認的兩組5G頻率,其一是Sub 6GHz,頻率在6GHz以下,在國内5G的建設中,已經确認将首先使用這一頻段。同時這也是5G初期最基礎的頻段。其二是毫米波,這是5G成熟期的主要運營頻段,優點是傳輸帶寬極大,但缺點是覆蓋範圍很小,穿透障礙物的能力很弱,因此需要更專業的天線調諧。

組網形式:5G的組網有NSA(非獨立組網)SA(獨立組網)兩種形式,NSA簡單來說就是可以與4G網絡混合組網,對運營商而言在核心網方面可以共用,建網相對容易。而SA則是終極演進方向,5G組網自成一體,與4G完全分開。目前,3GPP R15 NSAR15 SA都已凍結。

5G手機對相關芯片也會提出新的要求。5G基帶芯片需要采用多模設計,不僅要兼容2G3G4G,還要支持5G。這意味着5G手機需要不停地尋址,采取不同的模式,但是不同技術标準是不一樣的,情況更為複雜,對芯片算力要求更高,28nm工藝芯片可能滿足不了5G手機的要求,需要7nm10nm12nm工藝。

其他:除了在頻段和帶寬上的需求外,在子載波間隔、調制模式、功率等方面也都需要考慮。例如調制模式方面,中國聯通要求必須支持QPSK16QAM64QAM256QAM方式,而上行必須支持π/2-BPSKQPSK16QAM64QAM256QAM方式。

25G芯片的進程

芯片和終端産品都需要一年到幾年不等的開發周期,如果等5G頻段确定後再進行産品的研發顯然難以在5G市場獲得競争優勢。因此我們看到即便需要面對标準未定帶來的諸多挑戰,産業鍊各方早已積極投入5G研發(見表25G芯片進程一覽)

在當前階段,已經發布或已有消息即将發布的5G基帶芯片共有7款,分屬于高通、海思、聯發科、紫光展銳、英特爾和三星這幾大産業鍊上核心廠商。

高通:高通是3G/4G時代毫無疑問的芯片大鳄,5G時代,雖然遭遇華為和英特爾來自核心專利方面的擠壓,但穩固的商業模式和标準專利讓其仍舊是不可或缺的重要玩家。除了在标準上的諸多貢獻,高通憑借與中國市場手機市場的良好合作,仍舊不斷蠶食終端側份額已經是不争的事實。

目前業界使用最廣的一款5G基帶骁龍X50便出自高通之手,與高通骁龍855處理器的搭配讓2019年大部分的5G手機将基于上述組合研發,目前已經确認的手機有小米MIX3 5G版、三星S10 5G版、一加7、索尼Xperia 5GLG V50 5G等。高通骁龍X50的最大優點是目前應用陣營強大,但其為單模單芯片,隻支持5G NSA,不支持5G SA,不能向下兼容2G/3G/4G網絡,且毫米波頻段缺少26GHz的支持。

不過,外行看熱鬧,内行看門道。深谙遊戲規則的高通在MWC 2019上宣布其全球首款集成5G基帶的骁龍移動平台芯片将在2020年上半年商用。高通這一宣布表明,已經先人一步集成5G芯片。更說明2020年之前上市的5G手機大多都是采用捆綁式”5G芯片,而此前無論3G還是4G手機都采用集成式芯片。

随着高通骁龍X55的官宣,高通目前最成熟的5G基帶宣布完成,也不再像X50那樣必須搭配骁龍855處理器才能使用,其兼容性表現更好。同時在技術上支持Sub 6 GHz和毫米波以及NSA/SA标準。

華為海思:華為巴龍5000則是目前性能表現最全面的商用5G基帶芯片之一,Sub-6 GHzmmWaveNSASA一并支持,而且也符合3GPP Release 15标準。在MWC 2019上,華為采用Balong 5000+麒麟980的組合推出首款5G手機華為MateX,并将在年内進行銷售。

紫光展銳:紫光展銳馬卡魯春藤510也是在MWC2019上發布的基帶芯片之一,面向中端産品,它采用台積電12nm制程工藝,支持多項5G關鍵技術,可實現2G/3G/4G/5G多種通信模式,符合最新的3GPP R15标準規範,支持Sub-6GHz頻段及100MHz帶寬,是一款高集成度、高性能、低功耗的5G基帶芯片。主要針對智能手機、CPEMi-Fi設備和物聯網領域。當然基于工藝限制,其12nm制程工藝相比競品稍顯不足。

聯發科:另一玩家聯發科也于近日揭曉其首款5G基帶芯片Helio M70,這款基帶芯片依照3GPP Rel-15 5G新空口标準設計,包括支持SANSA網絡架構、 Sub 6GHz 頻段、高功率終端(HPUE)及其他5G關鍵技術,聯發科計劃在2019年開始出貨Helio M70

三星:三星作為為數不多的同時擁有手機品牌和基帶芯片的廠商,三星也推出适用于5G NR release-155G調制解調器Exynos 5100,速率方面,Exynos調制解調器5100支持在5G通信環境6GHz以下的低頻段内實現最高2Gbps的下載速度,比4G産品快1.7;在高頻段環境下也同樣支持5倍速的下載速度,最高達6Gbps

英特爾:或許是因為競争對手的進展給英特爾帶來了太大的壓力,201811月,英特爾發布XMM 8160 5G調制解調器,英特爾稱其加速了該款調制解調器的進度,将發布日期提前了半年以上。不過就在2019417日,失去蘋果這一大客戶的英特爾宣布停止5G芯片基帶研發工作,英特爾已正式退出5G手機戰局。

3、破解捆綁式”5G芯片勢在必行

雖然各家基帶芯片看似蓄勢待發,但行至此刻,5G标準未定還是讓整個産業面臨亟需破局時刻,即如何破解捆綁式”5G芯片(見圖:5G芯片時間進展)

上文曾提及,高通提供的骁龍X50是單一的5G基帶芯片(單模),隻支持5G網絡,需要外挂在一個4G/3G/2G全網通基帶芯片(如骁龍845上的骁龍X20基帶芯片)上才能正常使用。相比4G手機,采用高通骁龍X50芯片的5G手機必然會面臨信号切換慢和能耗大等問題。

華為發布的Mate X折疊屏手機采用的也是捆綁式5G芯片,不過麒麟980處理器捆綁的巴龍5000是業界首款7nm 5G單芯多模終端芯片,已經把2G/3G/4G/5G集成到了一塊芯片上。

雖然高通已經宣布全球發布第二代5G基帶芯片X55,也采用7納米單芯片,支持5G4G網絡。但其供貨時間的戰線正在延長,解綁芯片的戰役仍在繼續。

有分析認為,之所以目前的5G基帶芯片并未完全整合,并非廠商能力不足,而是廠商考慮到5G最終的标準還未完全落地,頻譜的分配方案和5G牌照的相關發放工作還在梳理,運營商的組網方式也在測試過程中,這時如果完全押寶一種方案,則存在的風險無法評估。

在這種情況下,手機廠商采用捆綁式5G芯片可以理解。采用捆綁式芯片,廠商能迅速實現5G網絡通信,見效最快、一針見血。同時一兩年内還是以4G為主,所以5G外挂4G是當下最合理的選擇。此外,5G手機的特點是多天線,幹擾情況複雜,折中方案就是選擇外挂5G芯片,同時對于成本的降低也能做到最優。

叁、5G手機的天線

5G天線是5G手機收發裝置,因為5G天線特征,使得5G手機的天線收發設計成為5G手機的另一個主要環節。

15G低頻天線:累加而不是替代

5G時代,由于頻段的客觀現狀,天線的适配正朝sub 6GHz和毫米波天線兩個方向發展,天線從2G/3G/4G5G,是純粹的增量。5G手機中,此前4G/3G的功能都會同時存在,以前的天線也都會存在,因此對于天線而言,通信技術的升級,對于不同制式的天線是累加而不是替代。

為了提高傳輸速率,sub-6G将采用MIMO天線并且增大MIMO天線的數量,比如8x8MIMO16x16MIMO等。

25G毫米波天線:擺放更複雜

5G毫米波天線的分布則會複雜很多,業界将采用陣列天線,在天線制作原理以及加工工藝上與傳統天線都有很大的不同。

5G毫米波由于頻率高,傳輸距離短,隻能通過陣列天線以及波束成型來增加天線的增益,以克服在空氣中傳輸距離短的問題,因此5G天線由原來4G的全向天線變為了定向天線。

波束成形模塊隻提高了毫米波的傳輸能力,但沒有解決信号受到阻礙物衰減過快的問題,目前主要有兩種解決方案:一是利用數字相移器與衰減器的算法,來控制波束追蹤手機用戶,以維持訊号的穩定度;二是增加波束成形模塊的數量,以達到通信無死角的設計方案。

毫米波天線需要新的加工工藝,可分為線陣、方陣。天線尺寸跟工作頻率成反比,毫米波的頻率變高,天線尺寸變小,簡單的加工形式精度不夠,還得借助于其他的加工形式,如高通毫米波天線模塊采用的LTCC工藝。

3、産業鍊上下受益

天線模組廠商也受益于5G時代。

高通于2018年最新發布的5G毫米波天線模組(QTM525),同時支持6 GHz以下5GLTE的全新單芯片14納米射頻收發器,以及6GHz以下射頻前端模組,提供面向全部主要頻譜頻段的新一代從調制解調器到天線的完整解決方案。

經過多年的投入,天線隐形冠軍廠商碩貝德也在5G射頻前端模組方面實現産品突破,已實現了從24GHz43GHz全頻段覆蓋的技術突破。碩貝德開發的24GHz43GHz全頻段覆蓋的射頻前端模組産品于20186IEEE舉辦的IMS上成功展出。随着5G手機放量,碩貝德的天線産品有望逐步推廣,打開成長新空間。

反觀碩貝德的老對手信維通信則5G前景受限, 5G的業績紅利釋放期還有數年,而當下智能手機紅利結束,對于電子制造業影響十分明顯,為此信維通信雖然極力強調5G血統,卻在實際業務中進行泛射頻領域的橫向布局,加強在汽車電子領域業務的開展,也是其5G青黃不接的無奈舉措。

此外,國内外廠商立訊精密和Murata等廠商不斷加入戰局搶占份額,也将引起市場的多重變化。此外,在天線設備對應的射頻芯片方面,巨頭QorvoSkyworks将繼續領跑。(見圖:手機天線産業鍊市場占有率)

不過需要注意的是,上述提及的天線供應商提供的并不是一體化的完整解決方案,手機廠商往往需要根據自身處理器類型等特點,進行手機構造設計和性能适配。而這項軟硬件的設計研發工作比4G時代要複雜得多,對智能手機廠商的研設計和量産都提出了新挑戰。

由于手機内部天線數量、射頻開個器件數量都要大幅增加,如何擺放設計才能保證信号良好、散熱正常是第一難題;其次,在滿足上述基本條件的同時保持手機的纖薄化是困擾手機廠商的第二大問題。

有業内專家分析稱,外界都誤認為手機廠商隻是組裝,實際上,随着近幾年技術更新周期的不斷縮短,産品技術疊代的速度非常驚人,從芯片到整機,手機廠商要做的工作比想象中要更多。

肆、5G手機的材料

散熱和電磁屏蔽是手機設計的基礎性環節,5G手機以其更高的運算動力和高頻多模特性,導緻散熱和電磁屏蔽面臨新的挑戰。

1、散熱技術、材料需升級

因為智能手機設計對輕薄的過度追求,内部空間其實非常狹小,本身散熱難度已經較高。而5G手機使用時,高功耗芯片也必然會帶來大的發熱量,在不能從芯片層面解決問題的現狀下,隻能寄望于散熱材料。

目前智能手機上采用的散熱技術主要包括石墨稀熱輻射貼片散熱、金屬背闆散熱、導熱凝膠散熱以及導熱銅管散熱。

石墨烯熱輻射貼片是一種超薄散熱材料,由于具有輕量化優勢,在現行散熱方案中也不會增加終端産品重量,石墨烯熱輻射貼片質地柔軟,有着極佳的加工性及使用性,本身亦不會産生額外的電磁波幹擾,可有效地降低發熱源的熱密度,實現大面積快速傳熱、大面積散熱,并可消除單點高溫的現象,更符合5G手機的散熱要求。

金屬背闆散熱是在使用石墨散熱膜的基礎上,在金屬外殼的内部也設計一層金屬導熱闆,它可以将石墨導出的熱量直接通過這層金屬導熱闆傳遞至金屬機身的各個角落,這樣一來密閉空間中的熱量便能迅速擴散并消失。若非在材料輕薄性方面取得突破性進展,面對5G手機散熱需求優勢較弱。

導熱凝膠散熱與電腦将散熱矽脂塗抹在處理器上方式類似,可以使熱量能夠被迅速吸收并傳遞出去,加快散熱進程。在手機層面,則對于相關材料有更高要求,應于于5G手機上,材料升級不可或缺。

熱管散熱則是将充滿液體的導熱銅管頂點覆蓋在手機處理器上,處理器運算産生熱量時,熱管中的液體就吸收熱量氣化,這些氣體會通過熱管到達手機頂端的散熱區域降溫凝結後再次回到處理器部分,周而複始從而進行有效散熱。不過,這種技術多用于不過分追求輕薄設計的遊戲手機。

從以上四種散熱技術特點以及智能手機整體設計趨勢來看,适用于5G手機的散熱方案将向着超薄、高效的方向發展。如此來看,石墨烯熱輻射材料以及陶瓷等新品類導熱材料更符合5G手機的散熱需求(見表35G手機新型材料一覽),不過仍須有進一步的技術升級。

另外,全新的高性能導熱材料也是發展方向之一。以小米等手機廠商為例,開始将陶瓷材料進行部分實驗性應用。

供應鍊層面,有LaiedChoemericsBergquistGraf Tech、碳元科技、中石科技、飛榮達等國内外企業。随着國内供應鍊廠商技術不斷升級,5G手機時代有望長期綁定國内手機廠商。

2、電磁屏蔽,材料升級是重點

5G時代由于高頻、高速的通信需求,對智能手機内部的電磁屏蔽也有了新的要求。

同時,由于5G增加多個新頻段,并與3G4G的頻段相兼容,在電磁方面的串擾也會比較嚴重;毫米波級别的傳播也對電磁屏蔽要求更高。因此,需要在電磁屏蔽材料方面進行大幅升級。

資料顯示,電磁屏蔽器件是在電磁屏蔽材料的基礎上進行二次開發,所需的材料必須具有良好的導電性,而按照材料的制備工藝劃分,電磁屏蔽材料主要包括三大類。

一是金屬類,如铍銅、不鏽鋼等;二是填充類,是在不導電的基材中添加一定比例的導電填料從而使得材料導電,基材可采用矽膠、塑料等材料,導電填料可以是金屬片、金屬粉末、金屬纖維或金屬化纖維等;三是表面敷層和導電塗料類,對基材進行電鍍,如導電布等。

供應鍊層面,電磁屏蔽目前已經有着較為穩定的市場格局,材料主要由Laied3MNolato等國外知名廠商壟斷。不過,在巨大市場需求的推動下,我國長盈精、中石科技、飛榮達等不斷自主研發,已經逐漸具備生産中高端電磁屏蔽材料和器件方面的能力。(見表4:電磁屏蔽材料、技術方向)

分析指出,目前廣泛應用的電磁屏蔽器件主要包括導電塑料器件、導電矽膠、金屬屏蔽器件、導電布襯墊、吸波器件等,而屏蔽材料主要是金屬類和填充類。随着5G手機的到來,電磁屏蔽材料将向屏蔽效能更高、屏蔽頻率更寬、綜合性能更優良的方向升級,新材料将在電磁屏蔽的創新應用中得到更多發展。諸如壓合覆蓋膜、電磁屏蔽膜,将成為解決電磁屏蔽問題的重要可選方案。

也有分析認為,可以将闆級屏蔽罩與散熱産品加以融合,或将結構金屬屏蔽和各種吸波材料相結合,抑或組合不同種類的泡棉織物,利用一款集成解決方案,在設計和性能層面解決産業升級帶來的電磁屏蔽難題。

伍、5G手機的攝影

影像視頻是5G殺手應用,5G手機也會深度融合部分虛拟現實、生物識别等高端影像技術,這将對手機相機提出更高級别的要求。

1、硬件升級是硬道理

硬件基礎始終是手機相機的核心,對于5G手機來說,在鏡頭、CMOS等上無疑有了更高要求。

例如,華為最新旗艦華為P30 Pro,配備四攝像頭,4000萬像素超感光鏡頭+800萬像素變焦鏡頭+2000萬像素廣角鏡頭及一顆ToF 3D深感鏡頭,更擁有5倍光學變焦、10倍混合變焦及50倍數碼變焦能力;Mate X則是華為第一代真正意義上的5G手機,采用4000萬像素+1600萬像素+800萬像素高清三攝,能夠做到拍攝時雙屏顯示,極富科技感;OPPOMWC2019上推出的10被光學混合變焦技術,通過切換不同的鏡頭來實現多倍變焦。可以說,國内最新的智能手機上,已經讓5G手機在相機水準上提前進行了大幅升級。

值得注意的是,除了CMOS、像素、光圈,智能手機廠商的比拼已經逐漸過渡到拼攝像頭個數的階段,三攝、四攝不是盡頭,五攝機甚至已經在5G前夜進入手機市場。

相機是未來人機交互的重要入口,而從鏡頭的發展趨勢來看,多攝像頭帶來的拍攝體驗升級,亦是對5G手機拍照的預演。不過需要注意的是,攝像頭個數的增加,給光學防抖技術的應用帶來了更加嚴峻的挑戰。屆時,雙光學防抖是否擴大商用範圍,三光學防抖能否嶄露頭角,都值得期待。

2、深度交互是趨勢

交互可以說是5G手機最重要的能力之一,尤其是前置攝像頭與系統、APP等的結合體驗。目前以結構光方案和TOF方案為主(見表55G相機深度交互方案)

采用結構光方案的産品,最具代表性機型就是蘋果的Face ID,采用僞随機散斑,核心技術由蘋果公司收購的PrimeSense公司提供。不過,蘋果的結構光軟硬件方案技術壁壘非常高,處于壟斷地位,除蘋果外的第三方供應鍊目前精度還相差甚遠。

TOF方案相對簡單,産業鍊發展得比較成熟(見表6TOF産業鍊),如 LG InnotekSunny opticsO-Film等一線模組廠都能夠提供高質量模組。它既不需要發射器和接收器之間保持一定的基線,又可以通過發射功率控制使用範圍,非常适用距離較近的前置三維人臉應用,也可以在距離較遠的三維場景掃描、增強現實等領域使用,應用場景很豐富,很可能會成為5G手機深度相機發展的主流趨勢。

同時,多功能攝像頭技術和其他圖像技術不斷融合,結合多攝像頭與深度相機,暗光拍攝、逆光拍照、美顔、人像打光、HDR(高動态範圍)等功能将在5G手機上得到進一步進化。

陸、5G手機的電池

高功耗是目前5G手機設計中難以避免的困窘,如此一來,電池續航方面的問題就會更加凸顯。

1、料突破瓶頸難除

锂電池最早于1991年商用,之後成為電子設備的标配。從功能手機時代到智能手機時代,锂電池的地位一直穩固,而5G手機時代将近,锂電池或仍擔重任。

不過,新材料、新技術仍然是手機電池産業的重要探索方向。

以石墨烯材料為例,有着高導電性、高導熱性、高比表面積、高強度和剛度等諸多優良特性,在儲能、光電器件、化學催化等諸多領域已經獲得了廣泛的應用,也是目前高性能電池突破的關鍵性材料。

有分析師認為,目前石墨烯在锂電池方面的研究方向主要有兩個。一是在傳統锂電池上進行應用,目的是改進、提升锂電池的性能,這類電池不會産生颠覆性的影響。二是依據石墨烯制造一個新體系的電池,它是一個嶄新系列的,在性能上是颠覆性的,可以将其稱為超級電池

目前,中日韓美均有衆多企業選擇在石墨烯電池上進行技術攻關(見表7:石墨烯電池主要廠商一覽),也印證了石墨烯電池将是未來電池産業上的制高點。無論是哪家成功将石墨烯材質電池投入量産并且封鎖相關專利,這都會給産業鍊上下遊造成相關的專利壁壘,同時會給企業營收和全球地位提升帶來巨大的幫助。

但是,也有業内人士指出,石墨烯表面特性受化學狀态影響巨大,批次穩定性、循環壽命等問題也比較突出。目前,因為量産和成本問題,石墨烯電池無法在短期内徹底取代锂電池,所以也隻能從技術上對锂電池進行補充完善。

2、快充技術補材料短闆

既然電池材料難以突破,隻能從技術層面進行補充,從縮短充電時間上進行努力。這是目前手機廠商采用的方案,也将适用于5G手機。

國内手機廠商,如華為、榮耀、小米、vivoOPPO等都獨家研發的快充技術,沒有單獨研發快充技術的廠商也都因使用高通芯片,采用了最新的Quick Charge 4.0快充技術。

OPPO在國内算是研究快充技術比較早的廠商之一,OPPO R17 Pro上配備的SuperVOOC超級閃充技術,最高充電功率能夠接近50W35分鐘即可充滿;vivo子品牌IQOO手機,44W超級閃充隻需45分鐘即可充滿;華為和榮耀采用的則是同樣的閃充技術,充電功率達到40W。最新的華為Mate X 5G手機則支持55W新一代華為超級快充,充入85%的電量僅需30分鐘。小米927W快充似乎優勢并不明顯,不過它還支持最高20W功率的無線閃充。另外,小米官方曝光的小米Super Charge Turbo”快充技術,充電功率高達100W(見表8:主流旗艦手機快充規格)

有線快充、無線快充甚至反向充電技術的加入,可以說在一定程度上補足了電池續航引起的用戶體驗降低。但是,随着5G手機的真正到來,快速充電技術能否真正滿足需求還不得而知,諸如石墨烯這樣的新材料電池或許才是出路。

柒、5G手機的操作系統和AI

除了以上設計要點将從根本重構5G手機外,操作系統融合AI也将是5G時代的大勢所趨。

5G手機操作系統可能會産生改變。支持手表、手機、PC 到智能家居IoT全平台的系統将是重要的演進方向。

4G主要針對人機互動,5G更多的應用場景是物物相連。5G物聯網應用場景非常豐富,各種設備的大小、配置和規格等都不一樣,廠商不會為每一個設備開發一套操作系統,而微内核操作系統有利于打造一個統一的生态。

1、操作系統

據悉,谷歌正在開發微内核操作系統Fuchsia,該系統是一個專為PC、平闆電腦及高端手機所開發的一套完整的操作系統。而近日OPPO發布的ColorOS 6.0更印證了這一觀點,OPPO目前主打的Breeno語音系統,可以打破手機與萬物的交互壁壘,為用戶帶來智能暢捷的智慧生活體驗,Breeno支持多個品牌的智能家居設備,在萬物互聯上帶來更多可能。

5G啟幕後,智能技術将繼續取得突破性發展,同時賦能IoTIoT整個行業會呈現出更快的增長趨勢。這不僅是智能終端的發展藍海,更是終端系統進一步擴大版圖的契機。小到台燈、音箱,大到冰箱、電視、汽車等,都将成為iOS、安卓或者自主操作系統的安身立命所在。

全新的操作系統想要更貼合5G所引領的智能大趨勢,必須打造一個自主、開放、賦能的生态系統,這種系統可以廣泛應用于智能家居、可穿戴、車載等多種終端場景,并優化人們與設備之間的溝通。

2AI應用

同時,交互也是5G手機在AI技術上的最直觀應用,将體現在語音助手以及系統融合上。

目前,手機廠商在打造UI系統時已經開始着重研發人工智能的功能,比如進行深度學習,從而多方位優化資源配置、智慧節電、智能預加載常用應用等,讓系統運行得更加流暢。

語音助手方面,蘋果的Siri、三星的Bixby,小米的小愛同學等,都能夠通過簡單的語言交流實現部分操作。甚至這些智能助手,還可以從各種應用程序中抓取最相關的信息,識别網頁、聊天等其他界面上的文字和圖片并展現相應垂直類卡片。

5GAI的不斷融合,勢必推動智能機邁向智慧機的曆史性轉變。

捌、5G手機的發展

基于上述設計要點的分析,我們對于5G手機的變革創新、市場規模、價格走勢、渠道和格局做出基本的判斷。

15G手機設計在變革中創新

毫無疑問,5G手機正在帶來手機的全新變革,改變手機設計的諸多模式。

在芯片方面,捆綁式5G芯片僅是權宜之計,未來基帶芯片集成到SoC上還是大趨勢;配套的天線環節,5G手機天線個數面臨增加而不是替代,毫米波天線擺放則更複雜,需要考慮功耗和纖薄化問題;5G手機主流散熱技術則需升級,電磁屏蔽新材料需開發;此外,5G時代更多考慮攝像,而且是超高清視頻;5G手機電池這一環節,材料瓶頸難除,快充技術将補材料短闆;最後需要指出的是,5G融合AI将成為今後重要的趨勢。

随着5G手機設計的創新,也将催生新的産業鍊和配套格局。5G芯片、天線、攝像頭、AI、電池等關鍵環節,正準備就緒,變局正來。

25G手機市場規模

根據預測,到2025年,5G相關的産品和服務的市場規模将達到15萬億美元。中國擁有5G基站數650萬,用戶數3億個,用戶覆蓋率達58%

5G換機高峰期将出現在2020-2023年,屆時手機出貨量将恢複增長。預計國内5G用戶滲透率将從10%提升到60%左右,5G換機潮将帶動國内智能手機出貨量恢複增長(見圖:中國5G手機出貨量預測)

Gartner指出,到了2020年,5G手機的年銷量将會達到6500萬部,屆時産業鍊滲透率将突破100%5G将成為通信市場的主導技術環節(見表95G手機市場發展預測)

Counterpoint數據,國産手機四大品牌華為、小米、OPPO以及vivo皆位居世界前六,其在國内共占據約八成市場份額,而在世界範圍内市占率為37%,目前國産手機成為國内乃至全球的重要主導力量。因此多維度綜合看來,在4G5G的升級疊代上,中國廠商将成5G手機主要玩家。

35G手機價格走勢預測

首批5G手機将于20196月發布,價格将超過10000元,首批發布5G手機的品牌将有9家,分别是華為、OPPOvivo、小米、一加、中興、努比亞、聯想和三星。

随着用戶補貼等措施的推進,2020年初價格将回落至5000~6000元。到20209月,蘋果将發布5G手機加入戰局,國内5G手機價格繼續回落至2000元上下(見圖:5G手機價格走勢預測)

千元5G手機将是5G普及的重要标志,按照4G時代的手機價格節奏,預計20225G千元手機将在市場中出現,而2023-2024年,5G手機的紅利周期基本殆盡,市場中1000元以下的5G手機将普遍存在。

45G手機渠道

5G的優勢将帶來應用場景的豐富和終端形态的擴展,從而在多個行業中起到重要作用,運營商是其中重要的一環,運營商目前運營商已經與手機廠商完成部分互操作測試。

5G初期,鑒于5G網絡依賴性較強等因素,手機廠商們将傾向于與運營商合作,在零售規則中推出定制手機與合約機,采用配合與捆綁的模式,這對手機廠商和運營商而言均是有利方式,從而達到雙赢的結果。

目前三大運營商的5G終端策略均已公布。2019214日,中國聯通首批5G智能手機測試機正式交付,涉及終端有12個品牌共155G手機及5G CPE,預計在2019年年底,将發布超過10多個品類終端,孵化100多個創新應用。

中國移動也并未落後,其發起了5G終端的先行者計劃,基于該計劃,共有四款芯片組和九款智能手機推出,四款芯片分别來自高通、華為、聯發科、紫光展銳;九款終端來自中國移動、華為、vivoOPPO、中興、小米、三星等品牌,其中大部分預計将于2019年上半年上市,該計劃的目的是加速5G的商用進程。

中國電信也表示,5G時代将繼續堅持全網通策略,搭建泛智能終端的創新平台。成立5G終端研發聯盟,共同推動5G全網通成為全球标準、出台更具吸引力的終端激勵政策,一起推動成本下降,讓用戶買得起、用得上;此外将根據用戶需求,豐富5G終端種類。

而在5G時代中後期,随着手機廠商的逐漸成熟,即使運營商能占據話語權,程度或許也并不會如此前那般強勢,手機廠商在5G标準的貢獻程度上舉足輕重,會在一定程度上對運營商形成制衡,演進為各自開放的态勢。手機廠商也将利用自身線上和線下渠道雙線快進的廣覆蓋優勢,推動5G手機的上量

總體而言,想要在5G時代立足,隻靠單方面的力量并不容易,通力合作或許才是更好的選擇。

55G手機格局

5G時代初期,廠商格局不會劇變。5G時代多樣化的應用場景,将成為手機廠商赢得未來戰争的關鍵。手機廠商正通過持續的技術研發,搶灘登陸5G

20191月,OPPO宣布成立新興移動終端事業部,專門負責5G+時代的關鍵布局。

一加已經與遊戲開發商合作,進行5G雲遊戲的探索與開發,希望将3A遊戲體驗帶到5G時代的手機端。

華為不但在通信市場布局5G,終端、芯片市場亦是主要玩家,并自研石墨烯散熱技術。

vivo将繼續延續5G概念機型APEX 2019的零感散熱-液冷均熱技術等,解決5G手機關鍵部件的散熱難題。

榮耀的智慧生命體YOYO可以自我學習,在5G時代AI能夠進化出更強大的能力。vivoJovi助手也在嘗試AI服務。

值得一提的是,4G時代逐漸落後的中興和聯想手機也是首批發布5G手機的廠商,憑借定制路線和5G這一換機潮,正在吹響反擊号角。

這場登陸戰中,處境較為尴尬的是小米。除了依賴高通芯片的5G手機以外,小米在5G場景相關技術和生态布局中,作為有限。小米在這場持久戰中能夠拿出的底牌,不是技術競争力,而是死磕性價比

辯證地說,所有的挑戰中,都蘊含着巨大的機遇。2018年,已經見證了太多的手機品牌出局。2019年,5G時代的開端,華為、OPPOvivo和小米的競争仍在繼續。

5G時代的到來對手機市場來說是一個新的機遇,一方面它為萬物互聯、萬物智能提供了技術基礎,将開啟萬物互聯之門;另一方面,5G可以改變人們的行為方式及手機設計的形态,并充實手機終端上下遊産業鍊,一個嶄新的5G終端時代正在到來。

 

 

 

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