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5G通讯 让半导体行业重新进入一个新起点
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5G通讯 让半导体行业重新进入一个新起点

2020-07-29 11:45:37 来源:半导体器件应用网 作者:欧蕾伊 点击:1890

【大比特导读】5G通讯,对于我们普通人而言,是个既熟悉又陌生的词组。它是被各大媒体争先报道的对象,也是中美经贸摩擦的重点问题,更是全球数字化进程下的基础建设,而通信行业在搭建5G网络的过程中,自然是少不了使用大量的半导体材料以及相关器件。

5G通讯,对于我们普通人而言,是个既熟悉又陌生的词组。它是被各大媒体争先报道的对象,也是中美经贸摩擦的重点问题,更是全球数字化进程下的基础建设,5G似乎正以一种比以往任何一场通讯革命都更猛烈的方式,进入我们的生活当中。

图片来源网络

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尽管目前各路运营商们对于5G通讯实际的情况理解都各不相同,但唯一可以确认的是我们使用的网络性能将会得到大幅度提升,并引领我们迈向一个过去不敢想象的世界。

“新基建”政策东风

新型基础设施建设,简称“新基建”,指以5G、人工智能、数据中心、工业互联网、物联网为代表的新型基础设施建设,本质上是数字化的基础设施。

随着国内疫情情况不断向好,居于新基建首要位置的5G产业也正在为中国经济发展注入新活力。近期,工信部相继发布5G+工业互联网的512工程,关于推动5G加快发展的通知等政策。相关政策将凝聚了数字转型共识,加速5G与经济社会各领域融合发展的步伐,特别是在行业应用领域,智慧医疗、新闻媒体、智慧城市、车联网和工业互联网等领域的应用占比接近10%,已成为5G新兴应用领域。

5G基站现状如何?

中国是目前全球5G商用网络规模最大的国家。截止目前,据工业和信息化部信息通信发展司司长、新闻发言人闻库介绍,每一周平均新开通的5G基站都超过1.5万个,到6月底,3家企业在全国已建设开通的5G基站超过了40万个。

图源网络

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另外,5G开放式小基站建设也能满足垂直行业应用的多样化需求,催生更加丰富的建网模式。

目前已有197款5G终端拿到了入网许可,今年5G手机出货量达8623部,截至6月底有6600万部终端连入网络。

这里需要注意的是,由于5G具备三大典型的应用场景;增强型移动宽带(eMBB)、大连接物联网(mMTC)与低时延、高可靠通信(uRLLC)。针对这三大应用场景,基站的建设需要结合实际情况而制定方案,并与以往4G基站建设有较大的出入。

正因为该三大典型应用场景,超可靠低延迟通信对于5G的发展来说才有了非同寻常的意义。近日,国际标准组织3GPP宣布R16标准正式冻结,也就意味着5G走入万物互联的阶段可算是奠定了基础。其中最大的体现就是,不管是工业场景还是自动驾驶的汽车等,都不允许通信产业中断或者延迟,否则后果难以设想。

5G传感器应用场景联接

其实我们不妨设想一下,当我们生活中的机器有足够多的5G应用类传感器时,我们就可以监控它,并由该机器的电子系统自主学习应用程序,知会我们什么时候需要维修或者更换部件、操作系统等。以航空飞机为例,当飞机行驶一定行程后,系统会即时显示飞机内部部件的磨损迹象,在飞机着陆的那一刻,备用零件就已经准备就绪,或有人会进行精准替换。

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另外,在工业自动化领域也是需要对于价值高昂的设备进行实时监控与维护,所以能够快速接受并处理海量数据的5G应用类传感器就显得不可或缺。

在近期,GSMA举办的新基建与企业数字化论坛上,华为无线网络首席营销官甘斌就对于5G应用场景联接提出了他的看法,甘斌表示,首先,基于大带宽、低时延能力,5G网络将数百亿终端产生的海量数据实时上传到云,为云端人工智能运算提供无穷算据,并实时进行运算和处理,缩短了训练周期。其次,云端的算力应用到终端,可减少终端对本地运算能力的要求,降低终端的成本,解锁终端的资源限制,并提升用户体验。

半导体行业下一波增长趋势

5G通讯网络的建设对应的是通信行业,而通信行业在搭建5G网络的过程中,自然是少不了使用大量的半导体材料以及相关器件,甚至到了未来建设中后期,诸多应用将可以在5G网络上实现,包括物联网、人工智能、大数据、云计算、智能家居、智能驾驶等等,当这些应用接入5G通信网络的时候,更是需要有强大性能的半导体芯片支撑。

根据韩国电子和电信研究院预计,今年5G网络设备的全球市场规模将在378亿美元(约合人民币2647.25亿元)左右,并且由于“到2024年5G将覆盖全球40%以上的人口”,上述5G网络投资数字还将继续增长。

另外,SIA在本周发布的全球芯片行业年度调查中表示,全球半导体市场的年销售额接近5000亿美元。尽管最近有所下降,但通信和计算驱动着上升趋势,预计5G无线和机器学习等新兴技术将扭转当前的下滑趋势。并且,在《世界半导体贸易统计》(WSTS)预测中2021年全球芯片销售将以每年6.2%的速度健康增长。

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可见,随着5G技术商用的全面展开,对于半导体等智能芯片制造行业的需求缺口将得到不断扩充,并在该些领域提供了未来新兴发展方向,推动科技的升级与迭代。

例如在智能家居:在计算回家距离时,就已经会将室内温度调节到舒适状态,客厅的交互界面会显示时间、天气、室内设备运作情况等等。对此,晶讯软件华南区区域销售经理刘洋表示,5G技术对于智慧生活是一次质的提升,无感式控制联合的半导体芯片器件则能使用户真正感受到智能交互的魅力。

而在智能驾驶:5G技术已经为信息交互和汽车革新等新型发展趋势提供了应用方向,而且整车的电子元器件比重逐步也在提升,减少车辆系统损耗以及提高系统效率的技术更是迭代更新。由于5G网络使云端系统与车辆之间或车辆状况进行更为频繁的信息交互,通过减少人为干预,提供更优质的车辆驾乘体验,实现即刻反馈的机制,那么这就对通讯技术和半导体器件有着性能升级的要求,而在半导体功率器件方面,降低损耗的技术趋势则是关键。

对此,PI区域大功率市场应用工程师王强认为,首先减少系统的损耗是一个系统的工程,它包括电机、电驱动以及变速箱三个组件的损耗,最主要的就是在电控部分,目前由于很多厂商开始应用新的技术器件,例如有碳化硅、氮化镓材料助力,因此能一定程度上缩小体积,从而提高系统效率。

总之,5G通讯技术让我们意识到,在这个万物互联的时代里,技术上的挑战往往都伴随着不同工艺技术、不同材料品质、不同功能优化之间的多样整合,创新及创造高价值的终端应用产品是主要趋势。

国产替代的前半场

值得一提的是,目前受华为事件影响,国内在众多领域的龙头厂商都在加快国产半导体投入的节奏,国产替代也会成为未来几年国内半导体发展的主线。尤其是5G通讯被视为一系列最高级技术的大荟萃,这就让国产芯片设计变得更加困难,而且在芯片的灵活性、可编程性等功能有着更严苛的要求。

那么如何制定总体方案、确定技术路线,选择基础平台,搭建开发环境、决定流片工艺等等,都是国内半导体企业行动前值得考虑的问题。毕竟在5G技术影响下的国产替代前半场中,如通信基站、传感器、芯片、电源设备等元器件需求都得到集中式爆发阶段,据中国信通院预测,预计到2025年5G网络建设投资累计将达到1.2万亿元。此外,5G网络建设还将带动产业链上下游以及各行业应用投资,预计到2025年将累计带动超过3.5万亿元投资。

当中我们还需要注意得是,5G网络的的投入使用是要与大数据、物联网、云计算等层面深度融合,才能真正使5G通讯发挥实打实的作用。根据全球移动通信系统协会预测,到2025年,各大领域接入5G网络并实现互连的设备将达250亿。

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由此可见,在这庞大的市场规模背后,是亟需国产半导体器件的技术支持。易良盛科技(天津)有限公司研发总监许宏彦表示,相比国外半导体器件供应商,国内厂商最大的特点就是物美价廉、供货稳定、服务周到,并且通过这些年的技术积累及国内半导体工艺的成熟,国产替代的产品现在不但做到了价格便宜,质量方面也毫不逊色,甚至在借助后发优势,国产元器件在某些参数上已经超越国外品牌产品。

总的来说,随着5G通讯技术应用,各领域的国产替代会逐渐走向成熟阶段,将持续为中国经济提供动力基础,并将推动国内半导体在技术领域和应用领域的不断进步。

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