5G芯片成本高的原因究竟何在？

shuszhao

无论是5G手机还是物联网、工业物联网、自动驾驶或AR、VR等，只要有5G网络的存在，就一定有5G基带芯片的存在，5G 芯片对于5G网络系统的重要性如同心脏之于人一样。本文将重点分析5G芯片成本较高的原因以及全球的市场格局。

在未来5G网络主导的互联网市场，只要掌握了5G芯片的核心技术，便会在市场上拥有更多的话语权和更强的竞争力，因为任何设备接入5G网络系统都需要基带芯片，可以说5G芯片是未来所有的联网的智能设备中必不可少的。

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5G网络上下游产业链情况


5G移动通信技术是4G移动通信技术的延伸，在4G网络系统的基础上可以实现更快速的信息传输，是可能颠覆人们对传统通信的认识，可以满足万物互联、低时延等特殊应用场景的需求，从目前5G状态来看，整个产业的发展大幕正在全面开启。
5G产业链由上游原材料、中游网络建设和下游终端产品应用场景构成。其中，上游原材料包括芯片、射频器件、光器件、光纤光缆等；中游包括基站天线、网络优化商、传输设备商以及相关配套设备供应商；下游包括智慧城市、工业互联网、物联网等应用场景及相关服务提供商。5G产业链图示如图1所示。

                               
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图1：5G产业链图示（资料来源：金智创新行业研究中心整理）

5G芯片成本高的原因何在？


①加持毫米波信号频段
5G与4G相比，其明显的区别在于5G不仅支持6GHz以下低频段，还能延伸至26.5GHz至300GHz的毫米波频段，这一变化是5G最大的亮点，毫米波信号频段的增加不仅解决了稀缺的带宽资源问题，也为产业未来的发展消除后顾之忧。
对于硬件来说，在原有波段上加持毫米波频段意味着在同样大小甚至更小的芯片上集成更多处理高频信号功能的模块，因此射频前端模块的设计重点就落在了毫米波信号处理技术上，而这一部分原本属于军用高性能芯片领域。图2为射频前端模块。

                               
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图2：射频前端模块（资料来源：镁客网）
事实上，加持毫米波信号带来的变化是显著而复杂的，其中最直观的感受是射频前端模块元器件数量的增加。
据Skyworks估算，为了添加新频段通信功能，从4G到5G，手机中核心器件滤波器的数量将由40只提升到50只以上；同时为实现从双通道到四通道的改变，功率放大器的数量也将翻倍添加；另外还有5G终端开关数量将升至原来的3倍。
由于元器件数量的增加，再经过现有的工艺加工之后，5G芯片的成本势必将会大幅度增加。据摩根大通报告显示，通讯领域的5G芯片要比4G芯片贵出约1.85倍，具体来说，4G芯片售价约为59美元，按照此价格计算，5G手机芯片的成本大约为109美元。其中光是5G芯片的成本价就已经超过了市面上现有的很多低端机。
②高昂的专利费
5G芯片除造价较高外，5G手机还涉及众多专利费的问题，据Skyworks统计数据显示，美国高通每年可以收到的5G专利费用高达100亿美元。
5G芯片市场呈垄断格局，美国高通占据52%的市场份额
在5G技术架构中，基带芯片是用来合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码。具体地说，就是发射时，把音频信号编译成用来发射的基带码；接收时，把收到的基带码解译为音频信号。同时，也负责地址信息(手机号、网站地址)、文字信息(短讯文字、网站文字)、图片信息的编译。基带芯片是5G技术的核心支撑，实现了信号从发射编译到接收解码的全过程。
从基带芯片出货量看，Strategy Analytics数据显示：2018年，高通、三星LSI、联发科、海思和UNISOC(展讯和RDA)在全球蜂窝基带处理器市场中收益份额囊获前五。2018年高通继续赢取市场份额，以52%的基带收益份额保持第一。其次是三星LSI，占14%，联发科占13%。

                               
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图3：018年全球基带芯片市场份额占比情况（资料来源：Strategy Analytics）

结语


综上所述，5G与4G相比最突出的亮点在于毫米波信号频段的增加，其不仅解决了稀缺的带宽资源问题，还为产业未来的发展消除后顾之忧，这也是5G芯片的成本高的重要原因，其次还有高昂的专利费用。目前全球5G芯片市场呈垄断格局，2018年高通继续赢取市场份额，以52%的基带收益份额保持第一，其次是三星LSI，占14%，联发科占13%。

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