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5G基站芯片的新竞争

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本文转自微信公众号“半导体行业观察”。  

据相关报道显示,前高通(QCOM.US)首席执行官PaulJacobs和高通前首席技术官MattGrob加入了5G蜂窝创业公司EdgeQ,担任其顾问委员会成员。  

该报道中显示,EdgeQ计划通过使用和扩展开放式硬件RISC-V设计,将5G蜂窝基站的总体拥有成本(TCO)降低一半,该方法也是有效地划分传统的封闭式芯片方法与OpenRAN之间的差异。  

从这则消息中看,OpenRAN正在受到5G基站市场的青睐,而这也为芯片厂商们打开了新的竞争赛道。  

OpenRAN是什么  

众所周知,在4G向5G演变的过程当中,基站是其中的一个关键。从全球布局5G基站的情况上看,中国和欧洲的移动网络设备制造商起到了至关重要的作用。华为、爱立信(ERIC.US)、诺基亚(NOK.US)、三星、中兴(00763)等企业也围绕着5G通讯设备市场展开了竞速。  

其中,华为在5G时代的强势崛起,引起了行业的注意。与此同时,美国政府方面也频频表示,鼓励美国电信设备制造商在5G技术上携手合作,以提供替代华为在其本土的产品。而在这个过程当中也促成了5G基站发生了一些变化——一种被称作为开放式无线接入网(即OpenRAN)的技术出现在了行业当中。  

据相关报道显示,传统基站的BBU和RRU往往都来自同一家厂家,而OpenRAN却让运营商可以从A供应商采购软件,从B供应商采购COTS服务器,再从不同的供应商采购RRH设备,来实现模块化组站。  

在2019年,OpenRAN试验开始启动之时,就有业界认为,这是在挑战华为、爱立信、诺基亚等传统设备商巨头,甚至可能将威胁巨头们的主导地位。  

在5G基站建设成本的压力之下,这种模块化的方案确实赢得了市场的青睐,至此以后全球移动网络运营商也一直在推动5G采用OpenRAN架构,但模块化的方案也同样也带来了额外的技术复杂性和测试要求。  

为了进一步推进OpenRAN在5G基站中发挥价值,电信基础设施项目(TIP)作为一个独立的联盟开始着手推进与此相关的事宜。根据其官方网站的报道显示,OpenRAN的主要原则包括:  

1.在基于GPP的中立厂商平台上分解RANHW和SW  

2.开放接口——使用供应商中立的硬件和软件在组件(例如RU/CU/DU/RIC)之间使用开放接口规范的实现。  

3.多种架构选项,包括  

在SW和HW级别进行分解的全集成RAN  

具有RU,BBU(DU/CU)的拆分RAN  

具有RU,DU和CU的拆分RAN  

带有集成RU/DU,CU的分离式RAN  

4.灵活性——多供应商解决方案为运营商提供了多样化的生态系统,可为他们的2G/3G/4G和5G部署选择最佳选择5.在BareMetal或虚拟化或容器化平台上实施的解决方案6.通过采用新技术(AI/ML,CI/CD等)进行创新7.供应链多样性  

由此,半导体作为5G基站当中的重要组成部分,OpenRAN的到来也为芯片厂商带来了新的发展机会。根据市场研究公司DellOroGroup的数据,OpenRAN硬件预计将占5G基础设施市场总量的10%,到2025年将占全球销售额的约50亿美元。  

芯片玩家加入了这个市场  

针对5G基站芯片市场,也有不少玩家入了局。从目前市场情况中看,X86、Arm以及RISC-V阵营均属意这个市场。  

X86玩家的积极布局  

去年2月,英特尔(INTC.US)正式发布了其面向5G基础设施的首款处理器——凌动P5900。据介绍,这是一款面向无线基站的10纳米片上系统(SoC),也是5G网络的关键早期部署目标。  

根据其官方消息报道称,随着英特尔凌动P5900的推出,英特尔将架构从核心拓展到接入网,并一直延伸到网络的最边缘。英特尔预计将在2021年成为基站市场的领先芯片提供商,这比早先的预测提前了一年。  

相关媒体报道称,按照英特尔的计划,公司希望在2022年之前赢得40%的移动基站芯片市场,成为基站市场的领先芯片提供商。另据媒体报道称,爱立信,诺基亚和中兴已经将英特尔的新芯片带入了产品中,它们也将适用于OpenRAN产品。  

除了处理器之外,英特尔还在发布凌动P5900的同期,推出了5G加速方案DiamondMesa,这是英特尔首款面向5G网络加速的下一代结构化ASIC,旨在提供5G网络所需的高性能和低延迟。据悉该产品同样适用于OpenRAN。  

值得注意的是,美国DishNetwork(DISH.US)于去年与英特尔达成合作关系,Dish计划会将英特尔的5G基础设施技术整合到公司的虚拟化、OpenRAN5G网络中。  

据公开资料显示,Dish表示已经选择了英特尔XeonScalableProcessor、英特尔Ethernet800系列网络适配器、英特尔vRANDedicatedAccleratorACC100和英特尔FlexRAN软件参考架构。而随着该合作的达成,英特尔也成为了Dish即将推出的采用虚拟化架构和OpenRAN元素从零开始构建的无线网络的最新供应商。  

另外,英特尔还与VMware(VMW.US)进行了合作,意在打造面向虚拟无线接入网(RAN)的集成软件平台,加速现有LTE和未来5G网络的部署。据悉,英特尔和VMware正在与通信服务供应商以及电信设备制造商、原始设备制造商和无线接入网软件供应商密切合作,在交付虚拟化解决方案时加快上市。  

其中就包括德国电信(DTEGY.US),据公开消息显示,德国电信已经在测试由VMware和英特尔构建的vRAN解决方案,该解决方案针对实时、低延迟工作负载进行了优化。  

Arm玩家开始入局  

Arm近两年来也在除手机芯片以外的领域中进行突破,基站芯片也是Arm阵营的玩家所瞄准的一个市场。  

继去年Marvell(MRVL.US)推出了以Arm架构为基础的OcteonFusion芯片后,上个月,Marvell又推出了OcteonFusion芯片的一个新系列——OcteonFusion-O。Marvell表示,该芯片符合名为OpenRAN的5G新标准,即开放式无线接入网络。OpenRAN将基站的组成部分分离出来,使所有部件更具互换性,使电信企业能够以更快的速度和更低的成本扩展5G网络。  

据悉,Marvell推出了一套参考设计,作为将OcteonFusion-O基带处理器和其他网络芯片构建成无线电、分布式和集中式单元的蓝图。Marvell还计划将软件作为其硬件软件包的一部分推出,使OEM厂商更容易从头开始构建新的基站。据悉,Marvell已经开始向包括诺基亚和三星在内的领先电信设备制造商销售OcteonFusion-O芯片。  

去年十月,高通也宣布进军5G基站市场,并推出了三款专为5G宏基站和微基站设计全新SoC,包括高通RadioUnit平台、高通DistributedUnit平台、以及高通DistributedRadioUnit平台,意在帮助在OpenvRAN解决方案和目前主导市场的封闭式专用解决方案之间实现性能和功能的对等。  

高通进军基站芯片市场,也是一件在情理之中事,分析人士认为,目前5G基站市场正在从之前的定制化硬件转型到标准化硬件,在这样的市场格局下有机会实现标准化芯片的大量出货,而高通有这样的基础。这也为不仅为他们提供了一条新的发展道路,也为市场中的通信设备厂商提供了一种新的选择。  

RISC-V阵营不甘人后  

在Arm阵营开始进军基站芯片的同时,RISC-V作为另外一种开源架构也开始布局OpenRAN趋势下的5G基站芯片市场。  

除了在文章开头所说的EdgeQ正在布局基站芯片市场以外,比科奇也于去年8月宣布采用晶心科技32位RISC-V处理器核心AndesCore™N25F,并搭配其AE350周边平台,打造5G小基站分布式单位(DistributedUnit)系统级芯片。据悉,比科奇为5GopenRAN基频半导体公司,拥有丰富小基站应用研发经验,其公司总部位于中国杭州,并在中国北京和英国Bristol设有研发工程中心。  

值得注意的是,RISC-V进入到基站芯片中将对这个市场将产生一定的影响。众所周知,无线网络建设一直是运营商TCO(TotalCostofOwnership,拥有总成本)的最主要部分,大致占比在60%~70%。而OpenRAN之所以受到市场的青睐,有很大一部分原因是成本上的降低。而开放免费作为RISC-V的一大特色,或许能够在一定程度上降低芯片的成本,而这对于下游的厂商来说也许会产生一定的吸引力。  

传统通信设备厂商对OpenRAN的态度  

除了上述厂商以外,从近两年来宣布加入OpenRAN联盟中的成员中看,其中也不乏一些传统的通信设备厂商,这其中就包括爱立信、诺基亚和三星。而这也说明了OpenRAN技术已经迅速从一种模糊的网络规范演变为一种行业趋势。  

LightReading报导,由市场调查分析公司SignalsResearchGroup发布的报告内容中称,AT&T(T.US)利用三星和爱立信两家的无线电设备在达拉斯市区部署OpenRAN,该网路是由三星的无线电设备与爱立信的基频设备所组成。  

另外根据相关媒体的报道显示,近些年来三星在基站芯片上取得的成绩,也得益于美国对OpenRAN的重视,据悉,三星与Verizon(VZ.US)、AT&T和Sprint(S.US)均签署了5G设备供应协议。三星公司一位高管DerekJohnston在最近的一次展会上表示,三星在美国市场的成功,部分归功于该公司愿意接受像OpenRAN技术等运营商新兴计划。  

除此之外,诺基亚也于去年5月宣布加入OpenRAN联盟。据相关报道显示,除了技术贡献外,诺基亚还支持继续制定和执行针对5G及更高版本的开放和安全RAN策略的综合策略。  

从市场部署中看,美国、德国、日本等多个国家均开始部署OpenRAN的5G基站。这对于芯片厂商和通信设备厂商来说,这是一个发展的机会。另一方面,他们还可以凭借此来对抗华为在5G基站市场中占据的优势。因此,对于这一块还没有“霸主”的市场,也有不少厂商希望加入到这种新的竞争中来。  

但从另一方面来看,CounterpointResearch认为,在短期内,开放式RAN的最可能机会是在新建网络或新兴市场中,而新兴市场中4G和5G仍处于计划阶段。几家MNO也在寻求在农村市场部署OpenRAN。其他机会包括小型小区部署,尤其是室内部署和4G/5G专用网络。但是,随着5G的成熟以及MNO开始考虑升级和增强其网络,其他机会可能会打开。  

根据此前的报道中看,美国政府拟授权拨款10亿美元来替换华为中兴等设备,其主要针对的地区也是小型及农村地区移动运营商。由此来看,OpenRAN的5G基站或许在其中发挥了重要作用。从长远中看,如果OpenRAN走的是“农村包围城市”的路线,这或许会对没有拥抱OpenRAN的厂商造成一定的冲击。  

结语  

OpenRAN的到来为芯片厂商提供了一条进军数据中心的新路径。从加入基站芯片市场的玩家中看,无论是英特尔还是Marvell,他们都在芯片领域拥有着深厚的技术基础,这也说明了,进入这个市场并不是一件十分容易的事。  

但从另一方面来看,随着Arm和RISC—V的成熟,越来越多的厂商也将有机会进入这个赛道,这对本土厂商来说,或许也是一个机会。  

除此之外,纵然国内还存在着很大的5G市场成长空间,但来自国际厂商的竞争在国内依旧少不了。对于国内相关厂商来说,他们的征途应不止于国内这一方水土,他们也更值得更大更远的舞台。而显然,这条路并不好走。


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