性能最好的 5G 智能手機在低于 6GHz 頻段及毫米波范圍內使用高通的調制解調器到天線解決方案

1.1 低于 6 GHz 頻段中最快的 5G 手機

即使沒有毫米波，5G 速度也遠超 4G。  在英國，在對低于 6 Ghz 頻段智能手機的 Ookla 測試中，5G 的平均下載數據速率幾乎是 4G-LTE 的 6 倍。見圖表 7。

●   該圖表基于 Ookla^? 對 Speed Test Intelligence^? 數據的分析，比較了頂級提供商使用 2020 年第 1 季度部署的中頻段 (MB) 的結果并由高通公布 。  Ookla 將樣本量不足的手機排除在統(tǒng)計顯著性之外，因此，一些在 2020 年初發(fā)布的較新手機并未納入調查結果。  

●   所有測試中速度最快的 5G 手機都使用了高通驍龍調制解調器及射頻系統(tǒng)。  這意味著這些手機不僅使用了高通的蜂窩無線電芯片組，而且還采用了高通的射頻前端組件：

●   通過提供從天線到處理器的完整蜂窩無線電，高通可以將無線電不同部件的功能設計緊密結合起來，以此將調制解調器優(yōu)化為一個系統(tǒng)。  例如，這能夠利用閉環(huán)算法來控制天線調諧和功率放大器，執(zhí)行校準，并實時優(yōu)化無線電性能。

●   射頻前端產品供應商 Skyworks、Qorvo、Broadcom 和 Murata 擁有豐富的經驗，并為智能手機提供低成本、高性能的射頻前端組件，但高通早已在前兩代 5G 智能手機的射頻前端領域中取得了顯著成功。   高通為圖表 8 中列出的手機提供所有或幾乎所有的射頻組件。

圖表 7 5G、4G LTE 在英國低于 6 GHz 頻段的下載速度

支持 5G 所需的無線電功能給智能手機原始設備制造商帶來了巨大的挑戰(zhàn)，最重要的是需要在真正的全球設備中支持 50 多個頻段。 5G 設備中使用的無線電功能包括 5G/4G E-UTRAN NR 雙連接 (EN-DC)、跨大量可能頻帶組合的載波聚合、DSS（動態(tài)頻譜共享）、下行鏈路多天線技術（通常有四個天線）、上行鏈路多天線技術（通常有兩個天線）、動態(tài)天線調諧、波束形成（毫米波中）和封包追蹤等等。  這些無線電功能需要更多的射頻前端元件和非常復雜的信號路由。

需要復雜的射頻前端支持 5G 設備無線電功能意味著：

●   更長的設計周期和上市時間。

●   射頻前端信號損耗導致更高的功耗。

●   更多的庫存單位，即獨特的射頻前端設計以支持全球運營商所使用的頻段。

●  更高的開發(fā)、設計、采購和庫存成本。

隨著對射頻前端的需求從 2G 增加到 3G 和 4G，供應商的應對方案是改進性能、縮小組件尺寸及將功能元件集成到模塊中。  這導致了行業(yè)整合，因為供應商必須使用先進的封裝技術開發(fā)出一流的功率放大器、開關、濾波器、電源管理和數字控制元件，并將其組合成模塊。  許多供應商缺乏相應資源跟上模塊開發(fā)的步伐，在過去大約 20 年的時間里，其已退出市場或被收購。

高通表示，通過提供射頻前端模塊和芯片組，并將系統(tǒng)級設計優(yōu)化應用于從調制解調器到天線的整個無線電系統(tǒng)，其驍龍調制解調器射頻系統(tǒng)通過以下方式幫助原始設備制造商應對 5G 的設計難題：

●   通過簡化射頻前端設計縮短上市時間，使其成為經認證支持 5G 系統(tǒng)解決方案的一部分，而且具有對運營商很重要的無線電功能。

●   為智能手機設計提供最佳性能，包括降低射頻前端的功耗。

●   減少原始設備制造商的庫存單位數量，以管理特定地區(qū)的手機變體。

●   簡化組件采購，降低手機開發(fā)成本。

到目前為止，只有高通擁有足夠的規(guī)模和專業(yè)技術為移動電話提供成功的系統(tǒng)級調制解調器到天線解決方案。  有證據表明，其他蜂窩無線電芯片組提供商可能正在朝著這個方向發(fā)展，尤其是在中國，為了減少對美國供應商的依賴，貿易制裁鼓勵企業(yè)尋找國內的射頻前端組件替代來源。      

圖表8 配備高通驍龍 (Snapdragon) 調制解調器及射頻系統(tǒng)的 5G 手機

1.7   速度最快的手機

高通在 5G 手機中的無線電處理器（基帶和集成基帶應用處理器）和蜂窩無線電芯片組的市場份額中處于領先地位。 您可以從圖表 9 中了解到這一點，該圖表展示了來自 Strategy Analytics SpecTRAX 數據庫的已公布 5G 智能手機型號和型號變體中無線電芯片組的統(tǒng)計分析。

圖表9 已公布 5G 智能手機變體的芯片組供應商

根據 Ookla 在美國和英國的測試結果，速度最快的手機普遍使用高通產品：

●   Ookla 測試結果表明，從美國的智能手機來看，包括 5G、4G LTE 甚至部分 3G 智能手機在內，6 款搭載高通產品的 5G 手機 是速度最快的。  這些手機都使用高通調制解調器及射頻系統(tǒng)，以及配備 X55 調制解調器的高通 驍龍  865 或配備 X50 調制解調器的高通 驍龍  855 Plus。  見圖表 10。

●   Ookla 測試結果表明，一加 7 Pro 5G 在速度方面擊敗了英國所有其他智能手機。

●   在搭載高通產品的 4G LTE 智能手機和搭載聯發(fā)科技產品的 4G LTE 智能手機的測試中，高通在速度上比聯發(fā)科技快 44%。

免責聲明： 高通為眾多 5G 智能手機提供無線電芯片組和射頻前端子系統(tǒng)，因此高通作為某些市場唯一的供應商，很難直接比較實際 5G 部署中所有設備芯片組和射頻前端供應商的手機性能。

使用特定網絡操作的智能手機性能取決于基站設備支持的功能以及智能手機和基站協(xié)同工作程度。  我們知道的是，上述 Ookla 測試結果使用了來自愛立信、華為、諾基亞和三星等供應商的各種基站設備。 

圖表10 美國最快的智能手機

（Ookla 2020 年 7 月進行的下載速度測試）

*采用高通 驍龍855 Plus 和 X50 多模調解器（5G基帶處理器）。

2.   啟示

截至 2020 年 7 月，英國和美國的 Okola 測試表明，高通為 5G 智能手機提供了性能最高的蜂窩無線芯片組；此外，若將支持 4G LTE 的智能手機考慮在內，最快的智能手機普遍使用高通產品。  

在毫米波中運行速度最快的 5G 智能手機使用高通產品。在廣泛使用的低于 6 GHz 頻段中運行速度最快的智能手機使用高通的調制解調器及射頻系統(tǒng)，這是高通的完整解決方案。

由于毫米波智能手機提供的下行鏈路數據速率是典型 4G-LTE 智能手機的 20 倍，Ookla 的測試結果強調了毫米波如何提升運營商 5G 網絡的巨大容量。  這不僅包括智能手機，還包括其他設備，如 FWA 客戶終端設備和用于工業(yè)自動化的客戶端設備。

運營商應儲備使用高通芯片組和完整驍龍調制解調器及射頻系統(tǒng)的智能手機，以提高客戶滿意度，加快 5G 網絡的使用，并提高 5G 投資回報率。

原始設備制造商應評估 5G 智能手機無線電組件的多種來源，并考慮調制解調器到天線的解決方案，如驍龍調制解調器及射頻系統(tǒng)，而不是單獨采購單個射頻前端組件和調制解調器（無線電芯片組）。

消費者在比較型號時，應優(yōu)先考慮使用高通無線電的 5G 智能手機。 隨著三星、華為和聯發(fā)科技推出新的芯片組，5G 市場格局可能在 2021 年發(fā)生變化，特別是如果這些公司發(fā)布商業(yè)可行的毫米波解決方案：

由于美國和歐洲的制裁，華為最近幾個季度在智能手機領域的市場份額有所下降，這可能會在一段時間內限制海思 (HiSilicon) 5G 解決方案在中國以外市場上的成功。  華為幾乎所有 5G 手機都擁有并使用海思芯片組。

預計至少在未來 18 個月內，中國其他三大 5G 智能手機供應商 Vivo、Oppo 和小米將繼續(xù)青睞高通。

即使預期競爭增加，高通在 5G 芯片組方面仍處于強大領先地位，我們預計隨著 5G 的普及，高通在射頻前端的市場份額也會增加。

3. 我們能為您做點什么？

Strategy Analytics 通過一系列定制解決方案，為全球客戶提供戰(zhàn)略和戰(zhàn)術支援：

●   在多個國家/地區(qū) 主要研究 任務中使用高端工具和技術。

●    用戶體驗 設計和創(chuàng)意互動。

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