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为什么造个5G手机这么难?

编者按:本文来自微信公众号“硅谷密探”(ID:guigudiyixian),作者 硅谷密探,36氪经授权发布。

小探觉得,5G 手机已经把 2019 年的科技头条给接管了:

三星前一阵子在旧金山发布的首款 5G 手机 Galaxy S10 5G 版,搭载高通骁龙 855 和骁龙 X50 调制解调器,支持 5G 连接,今年第二季度出货;

紧接着,华为就公布了高达1.7万人民币的首款 5G 手机 Mate X ,同样 2019 年年中上市(据说在本届巴萨罗那的移动通信大会上,都没办法摸到真机呢!);

然后还有Vivo,还有更早一些的小米 MIX3 5G 版……更多的 5G 手机在来着的路上。但消费者要想摸到真机,还得等上一段时间,何况,还真的不便宜啊!

难怪高通公司总裁克里斯蒂亚诺·阿蒙(Cristiano Amon)说,“每个 Android 供应商现在都在为 5G 努力”,这么说,真的一点都不夸张。

努力,就真的就能有收获吗?未必。

因为,造一台 5G 手机受限制的,不仅仅是手机厂商本身,受限的其他方面,多了去了好嘛!今天,小探就带你来看看,到底造一台 5G 手机有多难!

当然,要想知道造 5G 手机的内幕,就要有知情人才行啊!就在巴萨罗那这次举行的世界移动通信大会(MWC)上,小探在高通展台堵住了这次 5G 手机当中的“黑马”一加手机的负责人聊了聊。到底,造好一支 5G 手机需要的功夫有多深!

上游:核心部件又贵又难搞!

决定一部手机“配置好与坏”的一大重要部件,就是处理器。

然而,在手机产业中,像处理器这样的核心部件是由上游供应链控制,多半被屈指可数的几家大佬垄断,比如高通、英伟达、英特尔、德州仪器乃至三星等。

上游的货源有限,对于手机厂商来说,最重要的就是有对供应链的控制能力,即与上游建立战略合作关系。

到了 5G 技术年代,行业上更有着“ 5G 手机哪个品牌先上市是由芯片商说了算的”这种说法,实际意思就是:芯片商对哪个手机品牌商支持力度大,这个品牌就会有“先发优势”。

为什么芯片在 5G 时代尤为重要呢?这就不得不说到芯片老大高通了。

今天我们用到的智能手机功能几乎完全由单个芯片提供,称为“SoC”(System on Chips)。顾名思义,这些是将计算机全部放在一个小芯片上所需的最基本部件:通常包括CPU、GPU、用于摄像头功能的ISP(图像信号处理),Wi-Fi等等。而高通公司又是唯一一家能够将 SoC 和调制解调器整合到一个芯片中,并以低廉的价格在全球销售的芯片制造商。

到了 5G 时代有什么不同呢?第一,5G 手机需要比 4G 手机有更多的硬件,这带来了电池尺寸和设备复杂性问题。

高通公司总裁克里斯蒂亚诺·阿蒙(Cristiano Amon)曾表示:“5G会以‘指数级’增加智能手机设计的复杂性。”

还记得高通去年 12 月展示的那款旗舰芯片吗——Snapdragon 855(骁龙855),也就是你现在在众多 5G 手机厂商已亮相的 5G 手机中看到的那款芯片。

看似厉害,听似兼容性极高,然而骁龙 855的 5G 实际上还缺一个 5G 毫米波段的调制解调器。所以,855 将拥有 LTE,但实现 5G功能,手机还得需要一个单独的调制解调器。就是大家看到比如去年小米出的 MIX3 除了配置骁龙 855 之外,还要搭配骁龙 X50。

所以说,一旦手机要装上上图中的这么多模块,那 5G 手机势必得变厚、变大(也变贵)。一加手机的首席执行官刘作虎曾在接受国外媒体采访时表示,5G手机中增加的组件直接导致它要比4G手机贵 200 到 300 美元

就算搞定了芯片,5G手机也难以顺利投产。刘作虎就表示,相较于之前的手机设计,5G 时代的到来也为智能手机的设计带来一些挑战。

首先,5G 连接对天线的要求很高。那么,要保证手机又轻薄,信号又好,就是个大难题。工程师得找到平衡设计天线模块的最佳位置。否则,手机没信号,买回来只能单机扫雷了。

下游:真假5G全凭通信网络

说完上游厂商,再来看看另一大关键环节——5G 网络到底从哪里来。

我们先从到底 5G 网络是什么说起。

小探简单打个比方,现在的无线通信技术始于 1G ,那时的手机只能打电话。随着手机功能的扩展,2G 的迭代,让我们可以互发短信,3G则为我们打开了网络的大门。目前这一代手机的通信技术是 4G——4G没啥新功能,它只是个3G的增强加速版。

现在,基本上大家的智能手机都运行在“4G”LTE网络上的,对,就是你手机信号栏看到的那个 LTE。这个运行范围在 450MHz 至 5.9GHz 范围内。

那么 5G 意味着什么呢?5G 网络的定义特征是在 24GHz 至 90GHz 范围内增加了一大块频谱,业界将这种新的 5G 频谱称为“mmWave”(毫米波)。这些网络将由移动运营商提供,比如在国内就是联通、移动、电信,在美国这边,就是像 Verizon、T-Mobile等。

从前面各家 5G 手机的发布时间可以看出,2019年上半年 5G 手机并未能完全走进消费市场,甚至要从 2019 年下半年开始。这跟 5G 手机需要 5G 网络的支持离不开。

事实也如此:离开 5G 网络,就谈不上让消费者真正“享受” 5G 手机。

虽说网络能不能用与造手机听起来相去甚远,然而,手机厂商对 5G 网络运营商的依赖非常大。只有确定了运营商频谱后,设备、终端等厂商才能进行后续产品的开发、网络建设。这也意味着,运营商越早介入设备、终端开发,对设备厂商而言越好。

综上所述,材料垄断、设计高难度、网络尚未成熟,你说,造个 5G 手机难不?

造好5G手机:战略定位早才能突出重围

为什么说在众多手机品牌中,一加手机成功突出重围成为一匹黑马?这跟一加手机在 5G 领域的极早定位离不开,一加手机恰好作为厂商,成功打通了上游和下游两大重要环节。

早在2016年,一加手机就开始布局 5G,目标是 5G 终端厂商中的领航者。

2017 年,来自高通的研发团队正式参与一加的 5G 项目,双方就 5G 设备前端器件和架构展开了联合研究。

2018 年 8 月,一加更是在高通美国实验室成功连通了 5G;同年 10 月,一加 CEO 刘作虎发出了世界上第一条 5G 网络下的推特。

为什么造个5G手机这么难?

(第一条 5G 网络下发出的推特)

连今年 MWC 展台上,另一台一加5G手机都是放在“芯片老大”高通的展台上展示的。一加这台 5G 手机通过 HDMI 连接到大屏幕电视,用来向消费者们演示: 5G 如何让打游戏变得更爽!

“游戏顺利运行,没有任何故障,每次飞机失事时,游戏就自动重启了。”在现场体验了云游戏的一位科技粉丝如是告诉小探。

可以说,一加在 5G 项目当中,大量投入在深化和高通的合作,完成对 5G 网络技术的突破。

不过,就算小探再怎么热情,这次也只是瞄到了一加 5G 手机的“脸”而已。。。

为什么造个5G手机这么难?

这部手机放在玻璃展位内,全部用保护套盖住以保密,只有屏幕可见。屏幕大小也因为遮盖严密,看不出具体有多大。可以看出的是,手机显示的是实时滚动反馈,是技术成员们不断更新讨论的消息。

原来,这是来自 196 个国家超过 550 万的用户组成的一加社区,其中大部分是科技狂热爱好者,像小探身边的一些硅谷精英、高级工程师等大批极客用户,就在其中。这些用户几年前便开始在社区内积极地关注和讨论 5G,他们也是最愿意对 5G 技术尝鲜的人。

为什么造个5G手机这么难?

(一加技术社群讨论:5G是自动驾驶汽车和智能城市成功的必要条件)

难怪,有了这群极客粉,海外著名科技媒体 T3 在评选 2019 最期待的 5G 手机中,一加手机名列第二,它对一加手机的评论是“作为狂热的中国制造商,它对疯狂速度和性能的喜爱与 5G 的快速数据传输速度同步。”

为什么造个5G手机这么难?

(截图自T3新闻页面)

前面说到,除了上游供应商之外,运营商的网络支持也很重要。事实上,一加手机从一开始研制 5G 手机,就跟全球多家电信运营商之间深度合作,推进 5G 商用进程。其中就包括英国最大的移动运营商 EE、芬兰运营商 Elisa、中国联通等。

以 EE 为例,它目前拥有英国最大的 4G 网络,人口覆盖率超过 99%。去年 4 月,英国就进行了全球首个 5G 频谱拍卖,EE 拿下了 40Mhz。当时拍卖的频谱是 3.5GHz,从全球 5G 频谱分布来看,3.5GHz 也是最具有全球通用的可行性,预计该段频谱也会成为中国 5G 的首发频谱。

根据 EE 官方发布的 5G 网络进程,今年第二个季度会正式投入,伦敦、爱丁堡、伯明翰和曼彻斯特等部分城市开通 5G 网络,其中支持的手机设备就有一加手机,另一家就是三星了。

为什么造个5G手机这么难?

(截图自EE官网)

一加官方透露,今年上半年在英国将与 EE 联合推出商用 5G 手机,芬兰的 5G 手机也在第二季度发布;国内的小伙伴也不用着急,因为一加也与中国联通成为紧密的 5G 战略合作伙伴,共同推进 5G 手机研发。多说一句,在这次国内频谱划分方案中,中国联通获得了共100MHz 带宽的 5G 试验频率资源。

嗯,美国的小伙伴们可能需要等等了。。。

畅想 5G 未来:从1.0到3.0时代

按理说,如果自家的 5G 手机备受消费者关注和期待,当然是好事。但一加手机还不止于此,在今年 MWC 大会上,一加手机携手高通、英国最大电信运营商 EE 三方举行了一场“OnePlus 5G:速度重构未来”的圆桌论坛,就围绕 5G 发展进程进行了深度讨论及展望。

“5G 时代,现实世界将数据化,实现人与物、物与物之间的连接”。一加CEO刘作虎结合一加近年来在 5G 领域的探索,表达了关于 5G 技术进一步的看法与深入思考,并对 5G 的未来发展进行了预测。

相较于过去 4G 时代主要解决人与人、人与资讯的快速连接,刘作虎认为,未来 5G 时代,数据化的现实世界,智能手机要更好地服务于人的需求。

“当你需要手机的时候,它迅速响应,做你所想的事情;当你暂时不需要它的时候,它就安静等待,甚至让你感觉不到它的存在,真正实现一种无负担的智慧生活。”刘作虎说。

正如前面所提到,一加手机对云游戏的尝试,刘作虎认为这正是 5G 时代对游戏领域的变革,解决困扰云游戏发展的网络瓶颈问题,从而让用户真正体验到云游戏的流畅服务。

刘作虎坚信,在 5G 网络下,速度、延迟和网络容量方面的显著改善,可以真正实现云游戏服务。用户只需要随身携带一加手机,就可以在任何地方玩大型游戏。

关于 5G 的未来进程,刘作虎也提出了 5G 3.0 的概念。

从长远来看,5G 将经历三个阶段。2019 年到 2021 年,智能手机及相关应用将发生从终端到云端的转变,5G 带来的速率提升让一切云端化,催生出云游戏、云视频和云购物等应用场景,这可以称为 5G 1.0 时代;

从 2021 年开始到 2025 年左右,AI 技术的成熟,将赋能 5G 手机连接更多的智能硬件,创造出全新的应用场景,进入 5G 的 2.0 时代;

2025 年至 2030 年的 5 年间,随着市场上各种各样的智能设备的发展,将实现真正的万物互联,达到 5G 3.0 时代。

“在未来,5G将颠覆整个行业,它带来的变革将影响从通信、医疗到教育等各个领域。”刘作虎表示。

无论从 2G 到 3G,还是从 3G 到 4G,都是手机品牌的一次重新洗牌。你会买 5G 手机吗?你最期待的 5G 手机又是怎样的呢?你期待 5G 时代到来引发的什么变革?欢迎留言讨论!

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