5G對小基站需求明確

根據(jù)3GPP（第三代移動通信標準）的規(guī)范標準，無線基站可以分為4類，分別是宏基站、微基站、皮基站和飛基站，業(yè)內普遍將除宏基站外的微基站、皮基站和飛基站統(tǒng)稱為小基站。9gTesmc

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5G 時代基站類型，由半導體產(chǎn)業(yè)縱橫整理9gTesmc

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宏基站和皮基站。來源：pixabay、愛立信9gTesmc

隨著5G網(wǎng)絡的持續(xù)建設，5G業(yè)務場景開始從室外轉向室內，市場也更傾向在室內場景中使用小基站。由于此前工信部發(fā)布的四大運營商運營頻段中，5G頻段分布在2515MHz～4900MHz之間，頻率高則波長短。在傳輸中信號衰減程度更大，在遇到有障礙物的地方，其輻射范圍會變得很小。9gTesmc

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中國運營商5G頻譜。來源：中國銀河證券研究院9gTesmc

實際上，小基站并不是5G時代的專屬，早在4G時代就已有相關部署。不過，由于4G時代宏基站可以承載70%以上的流量，小基站的使用量不多。在4G基站向5G基站的過渡中，受到國家相關網(wǎng)絡建設限制，小基站成為必要補充，尤為需要強調的是室內網(wǎng)絡建設方面。目前，中國5G網(wǎng)絡布局形成了“宏基站基礎、小基站補充”的局面。小基站可以填補由于土地空間不足、預算不夠帶來的空白。9gTesmc

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一種5G小基站在樓層中的使用。來源：比科奇9gTesmc

因為小基站的獨特作用，有望迎來屬于自己的市場機會。市場研究機構Dell"Oro則預測，未來5年全球小基站市場規(guī)模將達到250億美元。另根據(jù)ABI research預測，2021年全球室內小基站市場規(guī)模將達18億美元。9gTesmc

與消費級不同，小基站芯片需要高程度的成熟性和高可靠性。行業(yè)內相關人士認為，從4G小基站到5G小基站，需要亟待突破是核心主控芯片，特別是高算力、低功耗的集成數(shù)字芯片作為專用主控芯片。無獨有偶，一些行業(yè)人士也曾分析，如果把一個5G小基站拆解，其中最為昂貴的是一顆價格高達600美金左右的FPGA主控通用芯片，超過了小基站上其他芯片的金額總和。9gTesmc

三大玩家，瓜分5G小基站芯片“天下“

許多大廠從4G基站芯片方案開始，已經(jīng)占據(jù)了絕大市場，這種強勢的市場地位也延續(xù)到了5G基站中。目前，5G小基站芯片仍被國際大廠壟斷，博通退出該市場之后，英特爾、恩智浦、高通成為三大玩家。9gTesmc

2019年，英特爾聯(lián)合中國移動研究院在“MWC19上海（世界移動通信大會）”推出了全球首款商用5G開放平臺小基站，開啟了新一輪行業(yè)商用產(chǎn)品革新。在這款小基站中，英特爾使用了Xeon處理器以及其FPGA產(chǎn)品，聯(lián)合打造的云上小基站其應用覆蓋了室內5G場景。9gTesmc

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英特爾FlexRAN解決方案。來源：英特爾9gTesmc

英特爾為5G小基站設計的平臺中，RRU（遠端射頻單元）基于英特爾Arria10 FPGA，Arria10 FPGA和SoC串行收發(fā)器提供寬帶、低延時、低功耗的選擇，可以支持開發(fā)高速通信系統(tǒng)，非常適合無線基站。英特爾目前基于Flex RAN的端到端解決方案，已經(jīng)被絕大多數(shù)5G小基站廣泛采用。9gTesmc

Arria10 FPGA圖示。來源：英特爾9gTesmc

在恩智浦的5G小基站產(chǎn)品中，SoC以及可編程基帶也是其主打領域。目前，恩智浦已經(jīng)擁有兩款用于5G小基站的通信處理器——LS1046A和LS1026A多核處理器。兩個處理器將四核和雙核64位Arm Cortex-A72與數(shù)據(jù)包處理加速和高速外設相集成。而在可編程基帶處理器領域，LS1043A處理器是恩智浦推出的第一款面向嵌入式網(wǎng)絡的四核64位Arm處理器，提供超過10 Gbps的性能。9gTesmc

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恩智浦的5G小基站方案示意圖。來源：恩智浦官網(wǎng)9gTesmc

Layerscape LA1200則是恩智浦推出的可編程基帶處理器5G-NR固定無線邊緣接入和3GPP基礎設施設備。LA1200通過PHY/基帶處理，為O-RAN功能拆分選項、專有應用和增值差異化，目前該產(chǎn)品仍處于樣品階段。9gTesmc

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毫米波和Sub-6 GHz基帶處理器示意圖。來源：恩智浦官網(wǎng)9gTesmc

高通公司在5G領域展現(xiàn)出強烈的熱情，其2018年公布的FSM100xx是經(jīng)典5G小基站芯片方案，也是首個5G新空中介面（5G NR）解決方案。這款ASIC芯片采用10nm制程，可以同時支持毫米波和Sub-6GHz頻段，且既可以支持非獨立組網(wǎng)（NSA）模式，也可以支持獨立組網(wǎng)（SA）模式。9gTesmc

FSM100xx。來源：高通9gTesmc

去年年底，高通宣布與諾基亞達成采購協(xié)議，為其提供新型5G室內小基站芯片組——FSM100xx 5G RAN，這次采購成為高通在5G RAN市場的重大勝利。9gTesmc

今年6月28日，高通技術公司再次宣布推出其第2代面向小基站的高通5G RAN平臺（FSM200xx），首個符合3GPP Release 16規(guī)范的5G openRAN平臺。其支持的eURLLC等特性，能夠提供工廠自動化、關鍵任務型機器設備控制所需的低時延和鏈路可靠性。9gTesmc

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高通FSM200XX。來源：OFweek9gTesmc

國內已步入量產(chǎn)階段

國內5G小基站架構通常為分布式的BBU+交換機+RRU三級，其中以華為Lampsite、中興Qcell的為代表的有源室分系統(tǒng)成為5G室內主流，而兩者的小基站芯片均使用ASIC，且并未公開。9gTesmc

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BBU+交換機+RRU三級架構。來源：中興官網(wǎng)9gTesmc

華為pRRU使用獨家自研的ASIC“超寬帶”芯片，于2019年正式商用了5G LampSite 100MHz帶寬產(chǎn)品。電信行業(yè)咨詢機構GlobalData將LampSite評為室內小站領域(Enterprise Small Cell)的“leader”，連續(xù)三年摘得桂冠。去年，華為使用自研芯片推出5G LampSite 200MHz pRRU，可支持多頻，對新建室內場景可實現(xiàn)4G/5G一體化部署。5G LampSite 300MHz 支持 C-Band單頻，可支持運營商共建共享。9gTesmc

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小站評級。來源：GlobalData《Small Cell Portfolio》9gTesmc

除華為和中興之外，部分半導體創(chuàng)業(yè)公司也瞄準了這個市場，開始嶄露頭角。9gTesmc

比科奇微電子就是其中之一。6月9日，比科奇微電子完成近億元Pre B輪融資。這家總部在杭州的公司主營業(yè)務之一是為5G小基站設備商提供openRAN標準的SoC。目前，比科奇已經(jīng)推出PC802小基站芯片，PC802可用于5G一體化和分布式、拓展式小基站，支持URLLC。這款芯片使用了RISC-V架構，近期推出的ORANIC 5G板卡嵌入了4顆PC802，可提供四個25G以太網(wǎng)SFP連接器。 9gTesmc

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ORANIC 5G板卡，嵌有4顆PC802芯片。來源：比科奇9gTesmc

在2021中國北京國際通信展上，思朗科技正式發(fā)布了兩款5G小基站芯片UCP1002和UCP4008。思朗科技稱UCP1002芯片是首款自主內核的5G小基站芯片，去年7月，UCP1002 流片。UCP系列芯片基于MaPU技術以及“同心圓”本源模型，使用自研AppAISArc指令體系，成為國產(chǎn)小基站芯片的亮點產(chǎn)品。同時在本次通信展上，思朗科技宣布推出主要面向企業(yè)級應用場景的UCP4008芯片，公司稱這將是國內首款企業(yè)級5G小基站芯片。9gTesmc

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UCP系列芯片。來源：思朗科技9gTesmc

2020年，中國已經(jīng)成為5G最大的市場，去年全中國的5G連接數(shù)超過2億。但是，5G小基站上游芯片起步較晚，與中游眾多的通信廠商和下游眾多應用場景比較，國產(chǎn)化程度低，參與者少成為亟待解決的問題。9gTesmc

廣闊市場已經(jīng)打開

如上所說，英特爾、恩智浦、高通三大巨頭分別采用FPGA、Arm多核架構和ASIC芯片，而國內則看重ASIC和RISC-V架構。ASIC定制化強，且功耗更低，性能更強，成為國內主要玩家的首選架構。而RISC-V架構因其開源的特性，成為國內玩家的“新寵”。9gTesmc

據(jù)半導體產(chǎn)業(yè)縱橫測算，國內5G小基站的市場規(guī)模至2025年或超過250億元。相關機構曾估算國內到2025年預計5G小基站達1000萬個左右，如果按小基站市場平均價格2500元估算，保守估計國內市場規(guī)?；虺?50億人民幣。9gTesmc

“誘人”的市場前景在前，如何在競爭格局中逆流而上，成為國內公司必須面臨的課題。相比國外廠商，國內公司更加了解中國市場，可以打造性能、功耗俱佳的產(chǎn)品以及安全可靠的生態(tài)。有目標就不怕路遠，5G小基站芯片等待星光中的趕路人。9gTesmc

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