LTE芯片临多模多频挑战高通多管齐下保领先
2013-09-04孙永杰
本刊记者 | 孙永杰
众所周知，多模多频已成为4G时代芯片发展的必然，同时也给厂商带来不小的挑战。那么如何迎接由此带来的挑战？如何看待移动芯片领域的竞争？高通的成功无疑为业内树立了标杆，而这些一切均源于其持续不断的创新和长期的技术积累。
门槛在多模多频调制解调器是关键
《通信世界》：和3G时代的芯片相比，4G时代的芯片会有什么样的变化？技术门槛是否更高了？有何新技术创新？
Peter Carson：4G芯片和3G芯片相比肯定更具有挑战性，这主要体现在以下几个方面。首先4G芯片要求是多模，同时需要向后兼容3G和2G网络，这需要基带芯片有更高的集成度，并同时支持2G、3G、LTE TDD和FDD等多个不同的模式，这无疑为基带芯片的设计和制造带来了挑战。
其次是射频方面。众所周知，现在全球LTE频段有大概30到40个，而已经商用部署的就有20多个。所以在4G时代要做全球使用和漫游的手机，提高了对射频的要求，这对于芯片厂商无疑是道门槛。不过高通在这方面已经推出了新的技术和产品，比如RF360射频前端的解决方案，该方案可以覆盖到刚才所说的所有频段，而且RF360的体积很小，价格也很便宜。
第三就是各种语音的支持。现在的LTE手机基本都是LTE来跑数据，2G和3G跑语音，这种4G数据和2G、3G语音的各种组合非常复杂，进而对于芯片提出了更高的要求。
《通信世界》：目前除高通外，业内还有没有其他芯片厂商能够支持多模多频？我们知道现在大概有四五家厂商也推出了LTE芯片，它们和高通的差距在哪里？高通在这方面的优势又是如何体现的？
Peter Carson：我列举几个高通LTE芯片的优势。首先就是我们的芯片本身集成度非常高，我们支持多模多频，包括所有的网络制式和各种频段，此外，各种语音的模式也都支持。
第二点是射频前端和收发器，包括功率放大器、天线开关和滤波器等相关技术方面。事实上每个频段都要有天线开关、功率放大器和滤波器，这些是占据手机电路板面积最大的一块。针对于此，高通推出了RF360的前端整合解决方案。在之前的前端解决方案中，功率放大器和天线开关都是砷化镓的复合半导体，这是一种比较昂贵且传统的工艺，而RF360则是将硅作为材料，把功率放大器和天线开关做到一个单独的硅芯片里面，并且把滤波器放在功率放大器和天线开关的带上，形成三维的封装。有了RF360这个整合的前端方案，就能够做出一个终端设计覆盖全球所有网络制式。目前，几乎没有其他厂商能够做到，它们采取的做法通常是针对北美做一个版本，针对欧洲做一个版本，针对中国做一个版本，要做很多版本。但高通只需要一个版本就可以了。
第三是历史经验的积累。高通在LTE方面有长期投入，到今天已经推出了第三代LTE调制解调器芯片。在这三代产品的发展过程中，我们不断优化散热、功耗、尺寸、规格等项目，目前第三代产品已经相当成熟，并且都经过设备商的充分认证，相比之下，其他很多厂商还在进行第一代LTE产品的研发。而高通在2010年第一代LTE芯片的商用终端就已经上市，之后是2012年第二代的商用终端，现在采用第三代LTE芯片的终端也已经走向市场。
第四高通和其他厂家不同的是我们有完整的产品线覆盖。不管是手机，还是数据设备，既有面向高端的芯片，也有面向中、低端市场的芯片，可以满足不同市场和不同用户的需求。
《通信世界》：通过前面您所述，是否应该理解成高通的调制解调器技术在LTE芯片竞争中具有绝对领先的优势，如果厂商不具备领先的调制解调器技术，将很难在LTE芯片的竞争中取得优势地位？
Peter Carson：从移动终端用户的体验看，连接性能肯定是其中极其重要的一部分。如果一个4G终端设备不能连接，一切用户体验都将无法实现，因为所有的移动应用、在线视频、游戏等都是依赖设备进行网络连接，这个是影响用户是否愿意使用的主要因素，并且调制解调器直接技术最直接的表现就是移动，有了它之后，用户利用移动终端就可以全球漫游，能连接到全球不同运营商都的网络上，可以打电话，可以传输数据。但是移动性也相当复杂，因为每个运营商有不同的制式、不同的频段组合、不同的网络配置、不同的语音实现方式，尽管如此，对于用户来说，它应该是无缝的体验。
图2 单纯的芯片只占到移动处理器系统的15%，移动体验的关键还在于整合能力
很多媒体报道都关注处理器的计算性能，但是很少会谈调制解调器，是因为大家都认为这是理所应当，因为用户打电话的时候好像感觉不到它的存在，但其背后的调制解调器技术靠的是技术的积累。
多模多频存互扰软硬兼施是解决之道
《通信世界》：高通LTE芯片如此高的集成度，是否会出现多频多模的互干扰问题？ 高通是否会担心这个问题？
Peter Carson：确实有干扰。主要有以下几类表现。第一就是LTE和connectivity之间的干扰，即LTE和WiFi。因为WiFi、Bluetooth这些都在2.4G频段上，当WiFi和LTE一同工作时会互相干扰。针对于此，高通在LTE和WiFi中间通过某些硬件的添加，让WiFi系统和LTE系统彼此知道对方在做什么，进而让开对方的频段，避免了互相干扰。
第二是LTE和2G、3G在做某些射频进发的时候，LTE和GSM同时工作会产生彼此的干扰，高通通过中间添加滤波器，将不同制式的信号屏，以解决这种互干扰。
第三类是LTE CA（载波聚合）的干扰。众所周知，LTE技术也在不断演进，带宽越来越宽，运行的东西越来越多。现在Cat.3的带宽是100兆，到Cat.4就是150MB。但是到150兆的时候，需要射频的带宽至少要20兆赫兹，这20兆赫兹可以是连续的，也可以是分布在不同的频点上。目前，10家领先的LTE运营商，能有连续20兆带宽的只有一家，可见连续20兆带宽是很奢侈的一件事情。如果没有20兆带宽，运营商就只能拼接，进而产生不同的载波,而几套载波同时工作不可避免会有干扰。针对于此,就要依靠软件、硬件的方法把功率适当减弱的同时,中间加一些滤波技术，这也是LTE芯片最核心的技术，而高通在这方面有很多的技术。上述三大类的互干扰问题，高通均予以了解决，并成为高通LTE芯片的核心优势之一。
移动体验复杂芯片应综合考量
《通信世界》：与传统PC产业中的芯片不同，移动芯片很复杂，如何来衡量一个芯片厂商的实力？
Peter Carson：我们高通全球CTO Matt Grob在近日举行的2013智能手机峰会的开场主题演讲中提到了如何衡量一个好的移动处理器。以前PC时代大家过于关注CPU这一个组件，过于强调它的核数。其实在移动时代，比如说调制解调器就是连接移动体验特别重要的部分，平时常常被大家所忽略。所以我们今天讲的移动处理器更像是很多体验组成的完整的系统，它的每个组件都对用户体验起着至关重要的作用。比如说调制解调器这种连接性的体验是移动体验非常重要的一部分。不要单独看某一个组件，而要关注整体性能对用户体验的影响。
我们举个用过去PC时代看待处理器的思维来看待移动处理器的例子。例如有一些厂商现在过多地强调CPU核数的数量，把它作为营销的噱头，这个就是过于关注某一个组件，而忽略了整体性能对于移动用户体验的影响，所以我们觉得这不是衡量移动时代一个应有的看待移动性能和移动用户体验最好的方式。其实高通也可以做很多核，但是CPU的核有些是用不上的，它不是对用户体验最重要的。很多其他的因素都会影响用户的体验，比如GPU、调制解调器，WiFi、Bluetooth、多媒体的处理等。CPU只是一部分。大家过于简单地夸大了它的作用。据称，中国最受欢迎的前十大移动应用中，绝大部分只用到两个核。
全面覆盖市场助力OEM伙伴
《通信世界》：前一段时间有媒体报道，中移动LTE终端招标，对于高通一家独大表示了担忧。 高通一家有没有能力把这个市场做大？有没有可能和产业链一起来做这个市场？高通未来会不会把自己先进的技术通过IP的方式能够授权给一些友商，大家一起把这个市场做大？
Peter Carson：高通的产品覆盖了高端、中端、低端市场。而高端和中低端手机有很多不同之处。首先是频带数量的区别。在这方面，高通非常具有竞争力。另外一个区别在于对射频的需求，高通的芯片支持多模多频，针对中国移动五模十三频、三模八频以及中国电信四模九频的要求，高通可以提供各种各样的参考设计。
此外，高通在LTE方面的技术已经非常成熟，例如对于业内关注的功耗和发热方面的控制技术等。还有一点，高通芯片在成本上非常具有竞争力。目前高通有骁龙800、600和400三个系列的处理器，分别覆盖高端、中端、低端市场。。高通有信心、有能力完整支持和覆盖中国市场，帮助我们的OEM厂商在一切准备好之后全力冲向市场。
《通信世界》：目前市场，尤其是中国市场LTE终端的数量并不是很多，尤其是LTE智能手机，您如何看待LTE终端在中国市场的前景？
Peter Carson：造成目前在LTE终端看上去较少的原因，首先是因为中国LTE的商用牌照还没发，现在所有运营商的测试都是预商用测试，所以发布的终端多为测试使用；第二是网络这边，中国移动、中国电信、中国联通均在做一些尝试性的部署，而这需要花费时间。
尽管如此，但是我们整体来看觉得一旦上述的因素得到解决，比如牌照发放，各家的制式确定，加上中国现有三个运营商全力发展LTE，势必形成一种竞争态势。届时，对于LTE终端的需求会呈现爆炸式的增长。
看其国外领先LTE运营商的经验，LTE终端上升和普及的的速度远远超过3G，包括千元级LTE智能手机，都远远超过业内的预期。所以我们认为一旦条件成熟，LTE智能手机一定会呈现快速地增长。其实，从目前看，在中国移动预商用测试中，高通已经有30款的数据设备和智能手机入围。
图3 高通处理器如此之广的频段覆盖得益于其领先业内的调制解调器技术
