2017年6月12日,由IMT-2020(5G)推進組主辦的2017年IMT-2020(5G)峰會在北京開幕。為期兩天的大會以“5G標準與產業生態”為主題,邀請工信部領導以及數十家國內外主流移動通信和相關應用單位專家500多人參加會議討論,并面向業界發布《5G網絡技術測試規范》。
會上,展訊通信(上海)有限公司全球副總裁康一發表了題為《5G:研發全面提速》的主題演講。
以下是演講實錄:
各位領導,各位嘉賓,非常高興能代表展訊在這里跟大家交流一下我們公司在5G方面研發的情況。
標準方面的事情,今天上午下午很多演講嘉賓都講過了,我也不在這多重復了。第一個5G版本R15,按照現在的計劃是在今年12月份確定,到2018年的3月份才正式的凍結,這是第一個5G的版本。
5G在標準這塊主要有三個場景,大家也都非常明確,在寬帶、高可靠低時延還有物聯網方面,有三個主要的場景。這塊根據目前標準化的進程,根據我們的理解,在寬帶和高可靠低時延這塊,標準化的進程比較靠前,相對來講,在物聯網場景上,5G的標準化進程相對比較滯后一些。我們研發的工作也是根據標準化的情況來進行的,在寬帶和高可靠低時延這兩個場景進度快一些,在物聯網這個場景,在5G方面相對來講比較滯后一些。
實際上5G和4G目前最主要的,我們除了有帶寬的提高之外,還有不同種類的場景,這個是在我們5G研發中特別關注的一些問題。關于標準的問題,時間關系,我就比較快地略過去。在這里我想講一下我們在5G終端芯片這方面研發的情況。這里實際上有一個圖,是一個5G和4G在終端的復雜性上的對比,終端復雜性把它具體分成它需要的運算的次數和存儲的量。這里面大家可以看到,藍色的部分是4G的,橘黃色的部分是5G的,這是根據目前5G的3GPP標準模擬出來的數字。這里面在運算復雜度上差不多提高了10倍,乘法提高11倍,加法提高8倍,大致提高了10倍,而內存的要求提高5倍。這是一個很大的挑戰,大家知道我們之前都是靠摩爾定律生活,特別是在4G、3G的時候也是靠摩爾定律。但那時候摩爾定律比較有效,目前摩爾定律被他們說成快死了,死倒是沒死,至少摩爾定律是明顯放慢了,半導體更新的速度放慢了。按照以前的摩爾定律,我們要有10倍的復雜度的提高,基本上需要三代,大概兩年一代,需要三代。這里有一個問題,第一,摩爾定律放慢了,實際上兩年一代做不到了。第二,因為我們到目前按照到2020年5G要商用,甚至在2020年之前5G就要商用,我們其實沒有多少時間,所以摩爾定律確實在這幫忙的程度相對沒有以前那么大,這個對我們做終端芯片的是一個非常大的挑戰。另外還有一個問題,由于我們的數據率明顯提高了,到幾個Gbps,大家可以大致算一下,比如數據率提高到8個Gbps,你的CPU如果運行在1GHz這個頻率上,相當于你基本上在四個周期里要干一次活?;旧习堰@個數從內存中取出來,然后再存回去,至少兩個周期。這個實際上對CPU或者對處理器的運算能力要求非常高,當然這個并不是說做不到,做得大,10個Gbps的開關、路由早多少年就做到了,但是大家想想那10個Gbps的路由都這么大的盒子,里面消耗了多少電。我們現在要做的是這么小一個玩意,功耗的要求是非常高的。所以你把CPU做得非常快,它的功耗就變得很大。這個也是因為5G速度變高以后帶來的另外一個挑戰,我們必須用多處理器的技術,它就明顯變成和以前不一樣,以前用一個處理器干的活,現在用好幾個處理器去干。大家知道,解一元一次方程很簡單,解多元方成復雜度和一元方程不能比,也是說對終端芯片的要求變得非常高。
下面看一下對射頻芯片的要求,主要集中在兩個方面,一個方面是高頻,有6GHz以下的和高頻段的毫米波。6GHz以下目前和包括WI-FI在內的都很像,所以這個頻率不是問題,但是問題的是那個幾十GHz的毫米波,這個比以前大概提高10倍,頻率高是對設備的要求做了很大的提高。另外的要求,我們知道5G的帶寬現在變成100M甚至200M的帶寬,寬帶對于射頻芯片的要求變成了另外一個要求。比如在這里說,大家都是做一個AD或者DA,你現在基帶的帶寬變成了100M或者200M,和你以前基帶的帶寬是10M和20M,又提高了10倍,這個的要求也是完全不一樣的。對射頻芯片的設計來講,一個是高頻,一個是寬帶,這兩個的要求還是很挑戰的。
這里我想講一下我們射頻這塊的計劃。在低頻上,剛才講了在低頻段相對速度比較快,我們可以保證說在2019年到2020年之間我們射頻的芯片商用這個沒有問題,在毫米波的波段高頻段,我們現在已經開始做一些工作,做一些高頻器件研發的工作,希望在2020年以后能夠趕上高頻段的5G的進程。
目前我們在基帶芯片方面的工作,主要分成兩個部分,一部分是用原型機,主要是FPGA組成的原型機來做5G的試驗,另外一部分是我們已經開始做5G的商用或者是商用芯片。原型機的部分,我們第一版的原型機用的是FPGA,射頻芯片的頻率還是比較低的,20M是一個相對窄帶的射頻芯片,這個原型機第一版的就是Pilot V1的原型機,我們已經在懷柔跟華為做過對接試驗。我們現在是在做第二版的原型機,希望帶寬提高到100M,這樣是一個真正的5G意義上的原型機,這個目前正在研發中,希望在今年下半年也能跟系統廠商做一些對接。
我剛才講的我們另外一個研發的就是5G的商用芯片,這個就是分成基帶和芯片,基帶部分用12nm來做,至少現在比較可靠的工藝是12nnm,但是可能真正到5G商用的時候需要更先進的工藝來支撐。射頻芯片我們用28nm的工藝在做,這兩個芯片目前都正在開發之中。我們5G這一塊覆蓋的場景,主要還是寬帶和高可靠低時延場景,這個圖里列出的是我們希望能夠覆蓋的場景,時間關系,不一一念了。
我們做5G離不開產業鏈大家共同的合作,我們目前主要是跟華為、愛立信、中興這三家系統廠商在進行緊密的合作,這里包括在懷柔外場的試驗,包括一些在國家重大專項上的各個方面的合作。另外也跟其他許多包括中國移動在內的運營商,包括一些儀器儀表廠商,包括一些高校,都有在5G上做非常緊密的合作。
這里是我們目前5G研發進度的展示,我們目前有原型機第一版,正在開發原型機第二版,希望這個原型機第二版能夠跟著3GPP的R15一直走到我們的芯片,能出來。我們計劃是在2018年的下半年推出我們第一個5G的芯片,這個5G的芯片是按照R15的NSA版本做出來的5G芯片。根據標準化的進程,到明年2018年的3月份,第一版的5G才真實凍結。我們爭取能夠在2018年的下半年就能把這個芯片拿出來,這個需要研發做很多的工作,因為我們以前做芯片的方式都是在一個標準固定的情況下,做一個topdown的design。因此時間的關系,正常的design就會做一些修改,因為你的標準沒有定,所以你的Top就沒有定,我們是要跟著標準的變化然后做很大變化,這個為芯片的開發做的是一個非常大的挑戰。
我們也計劃在2017年推出支持移動互聯網5G SA的或者多模的5G芯片,希望能夠支持產業鏈在5G的研發,也支持中國移動和其他的運營商在5G各個方面的研發的努力,為5G的商用做好準備。
展訊從做GSM開始起家,之前在2G、3G、4G我們都是落后別人幾步,或者說好的時候我們差人一步。希望在未來,我們能夠跟世界先進水平同步,在5G上我們能夠成為第一批提供5G商用芯片的公司。
我的演講就到這,謝謝大家。