摘要： 從模擬到數(shù)字再到多媒體時代，全球3G已成熟商用，4G正規(guī)模部署并加快推進(jìn)LTE商用步伐，2012年，多模多頻多核的芯片成為LTE時代發(fā)展下的主旋律。
關(guān)鍵字： 3G， LTE， 多模多頻多核， 芯片
剛剛過去的2012年對于TDD產(chǎn)業(yè)而言，可以說是歷史性的拐點。在去年，TD-LTE-A正式成為4G國際標(biāo)準(zhǔn)，全球掀起部署TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的熱潮;同時，在國家意志的強力推動之下，我國D頻段采用全TDD劃分得以確定，以我國為主導(dǎo)的TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈終于進(jìn)入了快車道。
其中，作為整個TD-LTE產(chǎn)業(yè)鏈的龍頭企業(yè)，中國移動也在2012年中順利完成規(guī)模試驗測試工作，并正式啟動了10+5城市擴大規(guī)模試驗網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并完成2萬個基站的建設(shè)，并將在今年啟動100城市的設(shè)備采購和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，預(yù)計基站規(guī)模超過20萬個。
年末，中國移動香港公司成功商用TD-LTELTEFDD雙模網(wǎng)絡(luò)無疑為TD產(chǎn)業(yè)鏈再次注入一股強心劑。但是，在看到曙光的同時，TD-LTE能否成功大規(guī)模商用還存在諸多挑戰(zhàn)。
其中，TD-LTE終端芯片就是其發(fā)展的一大短板，業(yè)界需要開發(fā)出支持多模、多業(yè)務(wù)、多頻段，同時，價格便宜、耗電量低、具備高安全性能的智能終端芯片。為此，各芯片廠商都在不遺余力推出適合TD-LTE商用發(fā)展的終端芯片。與TD-SCDMA芯片主流供應(yīng)商以民族企業(yè)為主不同的是，在TD-LTE芯片市場上，玩家們的數(shù)量和體量也在逐步壯大，其中不乏高通、英特爾、Marvell這樣的國際大廠。
TD芯片歷經(jīng)“起承轉(zhuǎn)合”
談及TD芯片市場的發(fā)展，不得不從TD-SCDMA的發(fā)展開始說起。在3G商用以前，雖然，TD-SCDMA貴為全球第三代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但外資芯片企業(yè)普遍不看好TD發(fā)展前景，芯片的滯后嚴(yán)重影響了TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2009年3G牌照發(fā)放后，在中國移動的強力推動下，經(jīng)過產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè)的共同攻堅，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和優(yōu)化基本完善，芯片這一制約TD-SCDMA發(fā)展的瓶頸問題得到了根本解決。各芯片廠商都擁有了從低端功能機到高端智能機的芯片及解決方案。
由于中國移動在3G時代落后，所以其率先投入LTE研究中，在其TD-LTE規(guī)模實驗帶動下，2011年中國TD-LTE終端芯片銷量較2010年有爆炸式增長，雖然TD-LTE終端芯片全體依然處于規(guī)模實驗測試階段，但鑒于中國龐大的潛在市場，外國芯片廠商陸續(xù)擇機進(jìn)入此市場。
鑒于TD-SCDMA的發(fā)展經(jīng)驗，工業(yè)和信息化部電信研究院與中國移動在TD-LTE發(fā)展伊始，就多次強調(diào)加快終端芯片發(fā)展的緊迫性。TD技術(shù)論壇秘書長時光曾表示，導(dǎo)致TD-LTE終端芯片發(fā)展較慢的原因來自兩方面：一是商用進(jìn)度與頻譜劃分的不確定;二是用戶對終端芯片的高要求。
“在不確定因素方面，頻率分配直接影響芯片的設(shè)計。與系統(tǒng)設(shè)備改動較小不同，如果頻率有改動，整個芯片甚至終端都要改動。頻率的不確定，使得終端芯片的研發(fā)投入和技術(shù)方向都不確定?！睍r光如是說。
另外，時光表示：“未來的網(wǎng)絡(luò)是多種制式共存的，芯片將面對從800MHz到2.6GHz的各種頻段，從GSM到TD-LTE的各種制式，從語音到視頻互動等各種數(shù)據(jù)速率的業(yè)務(wù)。”
TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊也表示：“由于要承載從GSM到TD-SCDMA到TD-LTE，甚至兼容LTE-FDD等多種通信技術(shù)，以及百兆級的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，必須使芯片在同樣體積大小下，功能大幅提升，同時功耗更低。在復(fù)雜度增加的情況下，人們要求終端芯片的能耗要更低、集成度要更高，而同時又要求更低的價格?！?/P>
雖然TD-LTE終端芯片發(fā)展面臨很多挑戰(zhàn)，但是相比TD-SCDMA取得了不小的進(jìn)步。在TD-LTE第一階段規(guī)模實驗中，已經(jīng)有11家芯片廠商和多家終端廠商參與其中。而2012年，TD-LTE市場迎來轉(zhuǎn)折，國際標(biāo)準(zhǔn)的地位確立與D頻譜的劃分，TD-LTE芯片市場也迎來春天。
多模多頻多核高唱主旋
從模擬到數(shù)字再到多媒體時代，全球3G已成熟商用，4G正規(guī)模部署并加快推進(jìn)LTE商用步伐，2012年，多模多頻多核的芯片成為LTE時代發(fā)展下的主旋律。
中國移動終端公司總經(jīng)理助理唐劍鋒曾表示，“目前TD-LTE發(fā)展仍存在五個問題：平臺集成度還需提高;需要開發(fā)三模芯片支持漫游;3G信號繼續(xù)優(yōu)化;需要更多支持TD的前置射頻方案;開發(fā)更多垂直應(yīng)用。而中國移動也將繼續(xù)推進(jìn)TDD、FDD的融合，繼而推動多模多頻終端的發(fā)展。”
TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長楊驊也表示，“從數(shù)字通信的發(fā)展歷史來看，多模融合是必然的趨勢，未來TD-SCDMA和TD-LTE是長期融合發(fā)展的勢態(tài)，TD-LTE必然會向TDD和FDD多模演進(jìn)?！?/P>
LTE將TDD和FDD技術(shù)統(tǒng)一起來，基于同一核心網(wǎng)共享設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)管理，平衡網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量，減輕互操作和漫游壓力，有效地利用頻譜和地域資源。而這對于當(dāng)前LTE通信處理器芯片技術(shù)水平而言，是一場前所未有的挑戰(zhàn)。
芯片的集成度將不斷提高，處理能力也需要大幅度提升，同時，對多媒體需求的處理能力將會增強。手機芯片整個趨勢是向低成本、高集成度、高處理能力的方向發(fā)展。
而從OEM廠商和消費者的需求上來看，千元智能手機以其高性價比，繼續(xù)領(lǐng)跑智能機市場，智能終端芯片成為市場主流，雙核、四核CPU，強大的3D性能，高清攝像等多媒體能力成為市場關(guān)注重點。
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對此，Marvell在2012年推出PXA1802多模LTE通信處理器，Marvell移動產(chǎn)品總監(jiān)張路表示，其能較好地解決TD-SCDMA和LTE共存和融合問題，又兼顧FDD和TDD兩大陣營，實現(xiàn)通信系統(tǒng)3G/4G平滑交接演進(jìn)，使未來網(wǎng)絡(luò)與移動終端設(shè)備的無縫連接成為可能，為高帶寬需求的移動應(yīng)用和多媒體設(shè)備提供所需的性能。
而聯(lián)芯科技也在2012年推出了LTE多模芯片LC1761和純LTE芯片LC1761L，LC1761目前已滿足中國移動TD-SCDMA+TD-LTE全部頻段要求，之后聯(lián)芯科技還宣布今后會向全模的方向演進(jìn)。
“兩低一高”仍在加碼
在發(fā)展多模多頻多核芯片時，功耗和成本又成為“老大難”問題。如何降低成本和功耗，同時提升產(chǎn)品安全性依舊是芯片廠商在重點關(guān)注的問題。[!--empirenews.page--]
在3G時代早期時代，多模TD芯片廠商基本采用65納米甚至90納米工藝制程，成本功耗高居不下，一直阻礙著TD-SCDMA的發(fā)展，但是隨著制程工藝技術(shù)的不斷提高，40納米甚至28納米TD芯片不斷出現(xiàn)，TD-LTD芯片的發(fā)展必須汲取教訓(xùn)才能加速發(fā)展。
2012年2月，工業(yè)和信息化部發(fā)布了《集成電路產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，要求芯片制造業(yè)目標(biāo)是，大生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到12英寸、32納米的成套工藝，逐步導(dǎo)入28納米工藝。著力發(fā)展芯片設(shè)計業(yè)，開發(fā)高性能集成電路產(chǎn)品被列為“十二五”的發(fā)展重點。
據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，采用28nm新工藝的芯片，多核通信處理器將比40nm產(chǎn)品快400%，同時功耗降低多達(dá)60%。為此，芯片廠商正通過提升28nm工藝技術(shù)的方式，加快LTE發(fā)展進(jìn)程。
2012年，博通推出業(yè)界首款28nm多核通信芯片系列XLP200，高通公司也推出了支持TD-LTE和TD-SCDMA的驍龍S4PlusMSM8930，該處理器采用28nm工藝，而終端芯片廠商推進(jìn)28nm工藝產(chǎn)品量產(chǎn)的腳步正在加快，不過擁有成熟的技術(shù)和量產(chǎn)的能力，還需要芯片廠商解決眾多后續(xù)問題。
目前，芯片領(lǐng)域主流產(chǎn)品依舊采用32nm和40nm的工藝技術(shù)，Marvell移動產(chǎn)品總監(jiān)張路表示，Marvell在芯片高度集成和低功耗設(shè)計上已經(jīng)積累了很多技術(shù)經(jīng)驗，在此積累下，Marvell在PXA1802產(chǎn)品基礎(chǔ)上，將進(jìn)一步優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計，加速推出新一代TD-LTE單芯片產(chǎn)品。
對于安全方面，據(jù)張路介紹，無論從生產(chǎn)還是使用環(huán)節(jié)，Marvell產(chǎn)品都有能實現(xiàn)防盜等安全保護(hù)功能。從第一代手機芯片產(chǎn)品開始，Marvell就從硬件架構(gòu)上和最底層設(shè)計上，前瞻性地考慮到芯片安全功能。而在TD-LTE產(chǎn)品架構(gòu)上，Marvell更是將新安全架構(gòu)融入到硬件設(shè)計中，提供能夠支持多個安全需求的多模單芯片。
而聯(lián)芯科技相關(guān)負(fù)責(zé)人也表示，成本、功耗和安全正是聯(lián)芯科技的芯片產(chǎn)品關(guān)注的重點?！奥?lián)芯科技的TD-SCDMA基帶芯片LC1713，是業(yè)界體積和功耗最小的基帶方案，被應(yīng)用在最近上市的MotoMT788、酷派四核8730以及中興四核手機U985上。”
據(jù)他介紹，在切入智能手機市場之初，聯(lián)芯科技就注重提高集成度，采用SOC技術(shù)將AP和基帶整合，在滿足性能要求的同時，以加強對成本和功耗的貢獻(xiàn)。而在LTE方面，LC1760產(chǎn)品憑借其此方面優(yōu)勢，在今年中移動幾次的招標(biāo)中均有所獲，目前，正在加緊研發(fā)測試的LC1761，在成本、功耗和安全將更有所突破。
成熟與否還需等待時機
雖然，芯片廠商為滿足TD-LTE發(fā)展需求，不斷開發(fā)和完善TD-LTE芯片，但是從今年爆出的TD-LTE芯片測試結(jié)果顯示，TD-LTE的芯片能力尚未完全達(dá)到商用要求，甚至逾半數(shù)參測企業(yè)的芯片產(chǎn)品通過率低于50%。
由此可見，中國移動汲取在3G時代TD-SCDMA發(fā)展問題的經(jīng)驗，更加注重TD-LTE的發(fā)展，對TD-LTE商用要求越來越高，測試也越來越嚴(yán)格。目前，對于TD-LTE芯片的重點測試已進(jìn)行兩輪。
在去年10至12月第一輪芯片方案一致性測試過程中，Altair、海思、創(chuàng)毅、重郵、中興微電子、Sequans、聯(lián)芯等參與了協(xié)議和射頻方面的測試。中興微電子、聯(lián)芯科技、創(chuàng)毅視訊三廠商率先入圍，參與第二階段規(guī)模技術(shù)試驗。而在今年4至6月進(jìn)行的第二輪測試中，增加了展訊和Marvell等廠商，測試內(nèi)容增加了RRM和機卡等內(nèi)容。
從工信部公布的測試結(jié)果來看，在參測9家企業(yè)中，只有1家企業(yè)的產(chǎn)品各項指標(biāo)100%通過測試;3家企業(yè)的產(chǎn)品表現(xiàn)良好，指標(biāo)通過率達(dá)80%;而其他5家則不太理想，通過率低于50%。
為此，Marvell移動產(chǎn)品總監(jiān)張路表示，各種技術(shù)的成熟都需要一個過程，同時，還與LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中的穩(wěn)定性、干擾程度等因素有關(guān)系。另外，測試環(huán)境本身也具有很大的復(fù)雜性，極不穩(wěn)定，測試不理想并不一定是芯片問題，可能是網(wǎng)絡(luò)問題，現(xiàn)下定論可謂為時尚早。
而聯(lián)芯科技相關(guān)負(fù)責(zé)人也表示贊同，“一款芯片從推出到成熟商用，一般都要經(jīng)歷1到2年時間;由于設(shè)計復(fù)雜度的提升，花費的時間可能更長。規(guī)模試驗初期發(fā)現(xiàn)一些測試問題，是每一個系統(tǒng)工程都要經(jīng)歷的階段?！?/P>
相對于TD-SCDMA，TD-LTE有著非常明顯的進(jìn)步，尤其在中國移動帶頭推動下，發(fā)展速度極快。因此目前，芯片廠家都在非常努力改進(jìn)芯片多方面的功能和性能問題，以期在運營商正式商用前提供成熟度滿足要求的芯片產(chǎn)品。
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