为解决5G部署难的问题，高通推出了全新X60芯片

文/OdinAsgard

虽然移动通信与手机产业的盛事，MWC最后因为疫情而取消了，但作为通信业龙头之一的高通(Qualcomm)仍然按照预定计划，推出了新一代5G调制解调器及射频系统（俗称基带芯片）：X60。

X60芯片是高通的第三代5G芯片，也是全球第一块5纳米制程的5G芯片，并加入了全新的载波聚合技术，相比起上一代X55，带来更快的速度、以及更好的功耗控制。此外，X60采用的全新载波聚合技术，能灵活支持5G与4G的复杂又混乱的大量频谱，希望藉此能推动全球布署5G部络。

为什么要推动5G进程部署？

科技界部署5G（第5代流动通信技术）都有4-5年了，尽管去年陆续有5G手机出现，但仍然远远叫不上普及。为什么5G看起来这么近，但实际又那么远？

究其原因，是因为部署5G，远比部署4G要难。而部署的难点之一，是5G频段十分混乱。

以往4G使用的是低频的长波（约1.7-2.2GHz)，为了进一步提升带宽，5G采用了更高频率的频段，但高频也会带来另一个副作用，就是发射距离更短。为了保证信号能有足够的覆盖，所以网络运营商部署5G时，需要部署比4G时代更多的基站，所以成本也远比4G要高。

毫米波、Sub-6与4GLTE的波段覆盖示意图。图片来源：高通。

因为高频谱5G基站部署成本极高，所以最初制定5G技术时，采用了各种权宜方案：5G的高频率频段，除了有带宽大、幅盖范围小的高速超高频（约3GHz-40GHz）毫米波(mmWave)，更设有颜率略低一的6GHz以下频谱：Sub-6特高频频谱（约0.3GHz-6GHz）。

Sub-6频率的带宽虽然较窄，但频率与4G的频谱比较接近，所以幅盖范围则比较广（上图），可以减少基站的数量，降低运营商的部署成本。而由于历史的原因，Sub-6谱段里，还要再分为FDD和TDD两种制式。因此，目前5G网络在毫米波、Sub-6、FDD、TDD等种组合之下，产生了超过10,000种的频段组合，而些频段组合之间难以互相覆盖，手机传输信息时，数据往往只能同一组合频段里堵着，因而使我们无法用尽频宽。

如果大家还太不明白，也不要紧。全球的移动通信网络信号，都在大气里的不同的无线电频段上传输。想像一下每一个频段，就是一条高速公路，但这些高速公路使用各种制式技术，互不兼容。

所以如果你这个数据包用了Sub-6FDD的频段1传输，所有信息都要挤在这条路上传送（上图），即使旁边的个频段也是空置的，你也只能眼巴巴的看着数据堵在同一个频段里。当这条“公路”上的手机愈多、数据愈大，传送速到也会愈慢。这样，不但白白浪费大气里的无线电资源，也使运营商难以部署。

“载波聚合”技术是什么？

但X60采用了“载波聚合”技术后，当手机传输数据时，X60可以灵活地通过多个频段传输数据，情况就好像公路扩阔了，堵着的车子都可以从不同的行车线上运送文件（上图）。“载波聚合”可以在有限的基站下，使5G传输速度变快，网络的吞吐量也会增加，能同时让更多的设备、通过5G网络转送更多的信息，也能通过不同覆盖范围的频段，来增加5G的覆盖能力。

举例说，如果运营商支持4G频谱的动态频谱共享(DynamicSpectrumSharing，DSS)，使用X60手机就直接利用闲置的4G频段，传输5G信号，因此，运营商可以在原有4G频段上，直接铺上5G的TDD频段，让运营商部署更方便、成本也更低。

图片来源：高通。

不过，尽管根据高通指在载波聚合下，X60的峰值速率将会是X55的一倍，但按官方目前所公布的数据里，X60的最高下行速度为7.5Gbps，与上一代X55相同，也和竞品华为巴龙5000一样。

全球第一块5nm制程5G芯片

此外，高通新一代X60芯片的另一个重要特点，是高通首度推出5纳米制程的5G芯片。

芯片需要以纳米级别的极细微工艺，愈小的制程工艺，能把芯片的体积进一步缩小，节省手机机体里珍贵的空间。此外，愈小的制程也能带来愈佳的能效，让手机上网的速度更快、也能更为省电。5纳米制程，是目前芯片生产的最新、最尖端制程，目前只有台积电(TSMC)、三星(Samsung)等少数晶圆厂能生产。

去年，台积电的7纳米产能已经十分紧张，而5纳米也不容乐观，据消息指，台积电的5纳米制程，早已被苹果承包起来，甚至把华为的订单都挤掉了。目前高通宣布X60进入5纳米制程时代，虽然他们没有透露代工厂是谁，但也使媒体消息指三星已抢得高通的5纳米订单的机会大增。另一方面，高通的竞争对手华为和联发科等，在未来是否赶及在上半年推出5纳米制程的芯片，仍然不得而知。

虽然它采用了5纳米的制程，所以占板面积更小，但未来高通新款的骁龙875芯片，是否会继续沿用现在的“外挂”设计（手机芯片+5G芯片组合），还是顺着5纳米带来的制程优势，直接把X60的功能集成在手机芯片里。

近十年来，由于半导体制程愈来愈小，很多芯片公司都选择尽量把不同的芯片功能，集成在手机的系统芯片(SoC)上，减少芯片的体积，降低芯片的功耗、并进一步降低成本。但近两年高通推出的骁龙手机芯片组合，均改用系统芯片+5G芯片组合的外挂设计，惹来巨大争议。虎嗅作者李赓早前参与高通的活动，也撰文解释了高通的用意所在，但坊间对外挂设计的质疑，仍然持续不休。

高通官方未有透露未来的骁龙875芯片，是否也会外挂X60，但他们表示骁龙865+X55是作为组合一起设计和优化。而X60是高通的新一代的调制解调器及射频系统，目前并没有打算与865组合使用，因此，估计未来推出的骁龙875，很有可能也是通过外挂方式，与X60组合使用。至于这种外挂方式，在未来如何与集成5G基带的联发科天玑1000竞争，就留日后分解。

2021年开始出货

除此之外，X60也加入了不少新的技术。当中包括有Voice-over-NR（VoNR）技术，以及全新的ultraSAW滤波器。此外值得注意的，还有全新的毫米波天线模组QTM35。

QTM535与前一代QTM525相比，号称性能更强，也能能够支持所有全球更大范围的毫米波部署。它同样集成了毫米波射频链路上的所有元件，只需要2-4个这样的模组，就能造出一部支持毫米波的手机。但它比起前一代的体积更少，以及便于搭配全面屏、可折叠等新的手机设计。有趣的是，当X60芯片不会与骁龙865手机芯片组合使用，但反而可以和上一代QTM525天线组合使用。

目前高通计划在2020年第一季度为X60进行出样，预计搭载X60的手机将在2021年年初出货。对，今年的手机，还是用不上，你的想要的iPhone12，最多也只是搭配上一代的X55。