1.  執行摘要

　　5G 智能手機現上市已超過一年，結果已出爐。

　　高通不僅在無線電芯片組市場份額方面處于領先地位，最近 Ookla 在美國和英國的測試結果顯示，高通還為速度最快、性能最好的 5G 智能手機提供無線電芯片組和射頻前端組件：

　　·     根據 Ookla 在美國的測試，從數據速率上來講，毫米波 5G 智能手機勝過其他所有智能手機，其平均下載數據速率是 4G LTE 的 20 倍。  這些速度最快的智能手機使用高通無線電芯片組和高通毫米波射頻天線封裝 （AIP） 模塊。

　　·     英國的測試結果顯示，搭載高通產品的 5G 智能手機在低于 6 Ghz 的頻段提供最快的數據傳輸速度，如今最快的型號都使用高通驍龍調制解調器及射頻系統，這是高通的完整解決方案。

　　·     在美國和英國 5G 和 4G 型號中，速度最快的智能手機都使用高通的解決方案。

　　測試結果也驗證了這一說法，即運營商既需要低于 6 GHz 的頻段也需要毫米波來支持其 5G 網絡，因為毫米波填充了高密度的流量區域，全面提升智能手機和其他用戶設備的 5G 網絡容量：

　　·     目前 10 個國家/地區的 35 家運營商采用 5G 毫米波，它提供的巨大容量正獲得更多吸引力。

　　·     2020 年，還有 4 個國家/地區將向運營商分配毫米波頻譜，2021 年，還將有 10 個國家/地區舉行拍賣，2022 年及以后，預計還將有 26 個國家/地區舉行拍賣。

　　在后新冠肺炎 （COVID-19） 時代，毫米波的需求將繼續增加。  Strategy Analytics 和其他機構預計無線數據消耗以每年至少 10% 的速度無限期增長。

　　Ookla 測試結果得出：

　　·     無線運營商應確保搭載高通產品的智能手機在面向無線用戶的 5G 智能手機和其他設備組合中發揮重要作用。

　　·     原始設備制造商應提供搭載高通產品的 5G 智能手機型號。  我們預計，隨著高通競爭對手提供新的解決方案，5G 芯片組的競爭會加劇，但至少到目前為止，高通擁有領先的技術和最成熟的解決方案。

　　·     消費者在購買前比較智能手機的價格和功能時，可以將搭載高通產品的 5G 智能手機作為最優選擇。

　　2.      分析

　　2.1     背景

　　在新冠肺炎的大背景下，移動應用使更多在線活動得以實現，特別是居家辦公、必需品訂購、遠程學習和遠程醫療等，對無線數據的需求增長速度甚至超過了預期：

　　·     據威瑞森電信 （Verizon） 報道，互聯網的使用已經從辦公樓轉移到居民區，同時引發無線和有線接入互聯網的需求激增。

　　·     愛立信 （Ericsson） 根據全球用戶調查指出，新冠肺炎大流行以來，消費者智能手機數據使用平均增加了 25%。

　　·     甚至在新冠肺炎之前，無線運營商就注意到無線數據的消耗只增不減。  例如，在 2020 年 2 月舉行的第 54 屆超級碗足球賽上，參與者的數據消耗量比去年第 53 屆超級碗增加了約 10%。

　　5G 將在提供無線容量方面發揮關鍵作用，全球范圍正在加速采用 5G 技術。  Strategy Analytics 預計，今年將有約 2 億部 5G 智能手機出貨，明年這個數字會超過 5.5 億，占 2021 年所有智能手機出貨量的 46%。  盡管新冠肺炎大流行給消費者帶來了經濟收入壓力，但上述情況仍在發生。

　　目前，中國 5G 智能手機消費約占總產量的 60%，這讓人得以窺見 5G 的未來。  今年，在中國購買的智能手機中，約 40% 將支持 5G。  在中國出售的 5G 智能手機中，華為、Vivo、Oppo 和小米占據了大多數（約 85% 或更多）。

　　2.2     5G 益處

　　隨著無線數據需求的爆炸式增長，無線運營商將其網絡升級到 5G 并提供盡可能最快的 5G 設備是有其經濟價值的：

　　·     5G 網絡的容量和效率降低了無線運營商的每比特成本，提高了定價靈活性和無限數據計劃的可行性。

　　·     5G 設備擁有性能最好的蜂窩無線電芯片組，可盡早充分利用運營商在 5G 上的投資來提高投資回報率。

　　·     快速 5G 設備為消費者提供最高的下載和上傳速度，以及盡可能最好的連接可靠性和流媒體體驗，從而提高客戶滿意度，減少投訴和客戶流失。

　　·     盡管大多數消費者在選擇智能手機時依賴品牌忠誠度、風格和功能，但運營商提供和推廣具有最佳蜂窩無線電的智能手機對消費者和自身都有百利而無一害。

　　不可否認，5G 旗艦智能手機的價格確實會影響消費者從 4G LTE 升級。  在我寫這篇文章時，我的運營商 AT&T 提供的 5G 智能手機價格區間在 600 美元到 1500 美元不等，大多數都在 900 美元以上。  除了提供靈活的定價計劃外，運營商還應強調 5G 如何幫助消費者在購買智能手機時確保其產品不會過時，并簡要說明購買一款擁有最佳無線芯片組設備的好處。

　　.

　　2.3     智能手機選擇

　　全球移動設備供應商協會 （GSA） 表示，至少有 95 款支持 5G 的手機已出貨，并于 2020 年 7 月 8 日上市。  Strategy Analytics 運用我們的 SpecTRAX 數據庫，統計出 185 款出貨上市的型號變體（圖表 1）。

　　圖表 1    2020 年 7 月出貨 5G 智能手機

　　我們的統計包括射頻前端 （RFFE） 配置略有不同的其他相同型號。  大多數這些不同變體都支持地區和運營商特定的頻段要求，同時仍然提供足夠的頻段允許漫游到其他地區和國家。  我們的統計不包括板載內存或手機外殼不同的其他相同變體。

　　·     射頻前端包括天線調諧器、發射功率放大器、用于信號路由往返于天線的射頻開關、特定頻段的射頻濾波器/雙工器/多工器、用于接收的低噪聲放大器和功率放大器管理集成電路（用于封包或平均功率追蹤）。

　　·     蜂窩無線電的另一部分，無線電芯片組主要由射頻收發器、基帶（通信）處理器和應用處理器組成。

　　·     射頻收發器和基帶處理器可被稱為蜂窩調制解調器。

　　·     通常，通信處理器和應用處理器會組合為一體，并稱為“處理器”，而芯片組只是指處理器的名稱或部件號，這便是蜂窩無線電的核心。

　　·     無線電“平臺”（一些半導體供應商用這個詞）通常用來描述無線電芯片組和任何其他提供的芯片，例如 Wi-Fi 和 GPS 芯片。

　　圖表 1 中哪款手機擁有最好的蜂窩無線電和最快速度？  接下來我們將討論這個問題。

　　2.4     最快的 5G 智能手機使用毫米波

　　如果您想要最快的 5G 智能手機，請選擇一款具有毫米波 （mmW） 功能的智能手機。   5G 環境下的“毫米波”是指高于 24 GHz 的無線電頻率。

　　圖表 2    Ookla 速度測試結果：美國 5G 毫米波

　　Ookla 進行的速度測試中，在毫米波下運行的 5G 提供的下載速度大約是 4G LTE 的 20 倍。   見圖表 2。

　　·     如果一款智能手機支持毫米波頻率，則與在無毫米波覆蓋范圍區域內運行 5G 相比，您可以預期下載數據速率約為其 5 倍。  若無法使用毫米波，在可能的情況下，手機將恢復為低于 6 GHz 頻段運行的 5G。

　　·     與 4G LTE 典型的 55 Mbps 下載速度相比，低于 6 GHz 頻段的 5G 下載速度是其 4 倍，5G 毫米波下載速度是其 20 倍。  4G LTE 速度估計來自 Ookla 2020 年第 1 季度報告。

　　·     測試中的毫米波網絡提供了 400 MHz 的帶寬。  部分毫米波網絡提供 800 MHz 的帶寬，這將使設備的峰值可用數據速率加倍。

　　·     該圖表基于 Ookla? 對 Speed Test Intelligence? 數據的分析，比較了頂級提供商使用 2020 年第 1 季度部署的毫米波的結果并由高通公布點擊此處查看。

　　截至 2020 年 7 月 31 日，只有高通提供支持毫米波的芯片組和毫米波射頻子系統（毫米波射頻天線封裝 （AIP） 模塊）支持 5G 設備。  明年，華為、三星和聯發科技 （MediaTek） 可能會推出毫米波蜂窩無線電芯片組和毫米波射頻子系統，但高通在技術上至少領先市場 18 個月。

　　圖表 3    支持毫米波的出貨 5G 智能手機（2020 年 7 月）

　　備注：以上型號是否有配備毫米波的版本取決于無線運營商。

　　圖表 4    按品牌劃分的 5G 毫米波智能手機型號變體

　　圖表 3 中原始設備制造商生產的一些毫米波智能手機版本略有不同，185 款支持 5G 的出貨智能手機變體中有 23 款支持毫米波（見圖表 4）。  其中所有毫米波手機都使用高通蜂窩無線電芯片組和高通毫米波射頻組件。

　　截至 2020 年 7 月，已有 10 個國家/地區為 5G 分配了毫米波，將有更多國家/地區將緊隨其后：

　　·     這包含的三十五 （35） 家運營商在美國、意大利、希臘、芬蘭、愛爾蘭、香港、日本、泰國、俄羅斯和韓國采用毫米波提供 5G 服務。

　　·     在提供或即將提供具有已發布的明確定義規則的毫米波頻譜的 28 個國家/地區中，每個國家/地區可用的平均毫米波頻譜高達 2174 MHz。

　　·     還有 40 多個國家/地區或在計劃拍賣，或在認真考慮 5G 毫米波技術：

　　·     盧森堡、馬來西亞、斯洛文尼亞和英國計劃在 2020 年下半年拍賣和分配毫米波給運營商。

　　·     澳大利亞、奧地利、比利時、巴西、智利、克羅地亞、法國、黑山、波蘭和羅馬尼亞計劃在 2021 年進行拍賣和分配。  受到新冠肺炎的影響，其中許多國家/地區推遲了原定于 2020 年進行的頻譜拍賣。

　　2.5     毫米波的重要性

　　毫米波將形成 5G 無線接入網的大容量和高速度核心：

　　·     毫米波能夠提供 5 倍于低于 6 GHz 頻段的峰值數據速率，因此它可以在密集的城市中心、繁忙的郊區購物區和像體育場館這樣擁擠的開放區域提供超常的容量。

　　·     毫米波的射程相對較短，不能很好地穿透墻壁，但可以從障礙物反彈到障礙物，因此可以利用這一點來減少阻礙。  基于這些原因，人們認為它非常適合大型工業空間、企業、機場和交通樞紐的工廠自動化，以及私人室內網絡。

　　·     毫米波可以讓運營商略過最后一英里的光纖部署，實現高速互聯網接入，從而更輕松地提供固定無線服務：

　　·     毫米波 5G 允許運營商利用現有的網絡資產，在現有覆蓋范圍內為城市、郊區和農村地區的更廣泛客戶群提供多千兆位、低延遲的固定無線服務。

　　·     使用毫米波，運營商可以用快速經濟的方式將固定無線接入部署到傳統寬帶難以到達且成本高昂的區域。

　　·     據 Ookla 稱，全球有線寬帶下載平均速度為 75 Mbps，隨著新冠肺炎推動視頻通話和娛樂需求的上升，許多消費者發現現有有線寬帶速度不夠快，尤其是在有多個并發用戶的家庭中。

　　毫米波頻譜相對經濟實惠。運營商通常能夠以相對較低的成本獲得毫米波頻譜，每兆赫覆蓋單位人口如圖表 5 所示。   5G 毫米波的經濟性是一個超出本報告范圍的復雜話題，但獲取毫米波頻譜的成本是一個巨大的優勢，尤其是低于 6 GHz 頻段稀缺的情況下。

　　當然，運營商運營 5G 既需要低于 6 Ghz 的頻段也需要毫米波頻段，以較低頻率、低于 6 GHz 的頻段提供覆蓋范圍。

　　圖表 5    一些近期拍賣的頻譜估值

　　已為 5G 定義了超過 51 個頻段，每個頻段都是由全球至少一家無線運營商所要求的。  這些頻段基于監管規劃，充分考慮可用頻譜和現有無線電用戶，在可能的情況下嘗試重新分配使用不足的頻譜，并盡量減少干擾：

　　·     毫米波頻段可以支持大量下行鏈路和上行鏈路速度，從運營商的角度來看，毫米波在并發用戶數量方面擁有巨大容量，能夠改善所有用戶體驗。  這些頻段對于 5G 以下的手機來說是新頻段。

　　·     1 GHz 以下的低頻段提供最佳范圍和穿透墻壁能力。  許多國家/地區的監管機構已經為 5G 分配了小到 2 x 5 MHz 的低頻段頻譜；最初指定用于 2G、3G 和廣播電視的 100 MHz 帶寬 （BW） 連續刈幅非常適合 5G，但通常無法用于低頻段。   這意味著，低頻段通常能夠提供可靠的 5G 覆蓋，但如果不增加其他頻段，就無法給用戶帶來良好的寬帶體驗。

　　·     3.5 GHz 頻段對許多國家/地區而言都是新頻段，這就需要重新定位衛星地面站和軍方等現有頻譜用戶使用的頻率，并在現有頻譜用戶周圍創建頻譜共享規則和蜂窩網絡禁區。  3.5 GHz 頻段實現了毫米波及低頻段的帶寬和覆蓋優勢之間的平衡，并且已經成為 5G 中使用最多的頻段。  在美國，用于移動通信的 3.5 GHz 頻譜拍賣于 2020 年 7 月 23 日開始。

　　圖表 6    定義的 5G 低、中、高頻段

　　在已公布 5G 設備中出現的頻段大約占百分比。  在美國，美國聯邦通信委員會 （FCC） 已經將中頻段擴展到 7.125 GHz，但與 5.9 GHz 以上的 Wi-Fi 6E 共享。

　　圖表 6 顯示了 5G 使用中最受歡迎的一些頻段：

　　·     在公布的 5G 智能手機中，約 80% 的頻段是中頻段。

　　·     大約 5% 是毫米波頻段。

　　·     越來越多的運營商和設備可以使用 1 GHz 以下的低頻段，其中 700 MHz、800 MHz 和 900 MHz 頻段因其提供的范圍、室內穿透力和覆蓋范圍而備受歡迎。  未來 18 個月內，還有 28 個國家/地區計劃為 5G 分配低頻段頻譜，特別是 700 MHz 左右的頻譜。

　　如果特定的 5G 頻段不可用，則設備可以切換到其他低、中、高頻段，并且可以使用載波聚合同時利用頻段組合。  5G 電話和網絡還利用了多天線 （MIMO） 的優勢，與 4G LTE 相比，應用更短時間和高效頻率接入電波，即使在許多用戶的情況下，也能實現每個用戶更高的數據速率和更好的用戶體驗。

　　2.6     低于 6 GHz 頻段中最快的 5G 手機

　　即使沒有毫米波，5G 速度也遠超 4G。  在英國，在對低于 6 Ghz 頻段智能手機的 Ookla 測試中，5G 的平均下載數據速率幾乎是 4G-LTE 的 6 倍。  見圖表 7。

　　·     該圖表基于 Ookla? 對 Speed Test Intelligence? 數據的分析，比較了頂級提供商使用 2020 年第 1 季度部署的中頻段 （MB） 的結果并由高通公布點擊此處查看。  Ookla 將樣本量不足的手機排除在統計顯著性之外，因此，一些在 2020 年初發布的較新手機并未納入調查結果。

　　·     所有測試中速度最快的 5G 手機都使用了高通驍龍調制解調器及射頻系統。  這意味著這些手機不僅使用了高通的蜂窩無線電芯片組，而且還采用了高通的射頻前端組件：

　　·     通過提供從天線到處理器的完整蜂窩無線電，高通可以將無線電不同部件的功能設計緊密結合起來，以此將調制解調器優化為一個系統。  例如，這能夠利用閉環算法來控制天線調諧和功率放大器，執行校準，并實時優化無線電性能。

　　·     射頻前端產品供應商 Skyworks、Qorvo、Broadcom 和 Murata 擁有豐富的經驗，并為智能手機提供低成本、高性能的射頻前端組件，但高通早已在前兩代 5G 智能手機的射頻前端領域中取得了顯著成功。   高通為圖表 8 中列出的手機提供所有或幾乎所有的射頻組件。

　　圖表 7    5G、4G LTE 在英國低于 6 GHz 頻段的下載速度

　　支持 5G 所需的無線電功能給智能手機原始設備制造商帶來了巨大的挑戰，最重要的是需要在真正的全球設備中支持 50 多個頻段。  5G 設備中使用的無線電功能包括 5G/4G E-UTRAN NR 雙連接 （EN-DC）、跨大量可能頻帶組合的載波聚合、DSS（動態頻譜共享）、下行鏈路多天線技術（通常有四個天線）、上行鏈路多天線技術（通常有兩個天線）、動態天線調諧、波束形成（毫米波中）和封包追蹤等等。  這些無線電功能需要更多的射頻前端元件和非常復雜的信號路由。

　　需要復雜的射頻前端支持 5G 設備無線電功能意味著：

　　·     更長的設計周期和上市時間。

　　·     射頻前端信號損耗導致更高的功耗。

　　·     更多的庫存單位，即獨特的射頻前端設計以支持全球運營商所使用的頻段。

　　·     更高的開發、設計、采購和庫存成本。

　　隨著對射頻前端的需求從 2G 增加到 3G 和 4G，供應商的應對方案是改進性能、縮小組件尺寸及將功能元件集成到模塊中。  這導致了行業整合，因為供應商必須使用先進的封裝技術開發出一流的功率放大器、開關、濾波器、電源管理和數字控制元件，并將其組合成模塊。  許多供應商缺乏相應資源跟上模塊開發的步伐，在過去大約 20 年的時間里，其已退出市場或被收購。

　　高通表示，通過提供射頻前端模塊和芯片組，并將系統級設計優化應用于從調制解調器到天線的整個無線電系統，其驍龍調制解調器射頻系統通過以下方式幫助原始設備制造商應對 5G 的設計難題：

　　·     通過簡化射頻前端設計縮短上市時間，使其成為經認證支持 5G 系統解決方案的一部分，而且具有對運營商很重要的無線電功能。

　　·     為智能手機設計提供最佳性能，包括降低射頻前端的功耗。

　　·     減少原始設備制造商的庫存單位數量，以管理特定地區的手機變體。

　　·     簡化組件采購，降低手機開發成本。

　　到目前為止，只有高通擁有足夠的規模和專業技術為移動電話提供成功的系統級調制解調器到天線解決方案。  有證據表明，其他蜂窩無線電芯片組提供商可能正在朝著這個方向發展，尤其是在中國，為了減少對美國供應商的依賴，貿易制裁鼓勵企業尋找國內的射頻前端組件替代來源。

　　圖表 8     配備高通驍龍 （Snapdragon） 調制解調器及射頻系統的 5G 手機

　　2.7     速度最快的手機

　　高通在 5G 手機中的無線電處理器（基帶和集成基帶應用處理器）和蜂窩無線電芯片組的市場份額中處于領先地位。  您可以從圖表 9 中了解到這一點，該圖表展示了來自 Strategy Analytics SpecTRAX 數據庫的已公布 5G 智能手機型號和型號變體中無線電芯片組的統計分析。

　　圖表 9    已公布 5G 智能手機變體的芯片組供應商

　　根據 Ookla 在美國和英國的測試結果，速度最快的手機普遍使用高通產品：

　　·     Ookla 測試結果表明，從美國的智能手機來看，包括 5G、4G LTE 甚至部分 3G 智能手機在內，6 款搭載高通產品的 5G 手機是速度最快的。  這些手機都使用高通調制解調器及射頻系統，以及配備 X55 調制解調器的高通驍龍 865 或配備 X50 調制解調器的高通驍龍 855 Plus。  見圖表 10。

　　·     Ookla 測試結果表明，一加 7 Pro 5G 在速度方面擊敗了英國所有其他智能手機。

　　·     在搭載高通產品的 4G LTE 智能手機和搭載聯發科技產品的 4G LTE 智能手機的測試中，高通在速度上比聯發科技快 44%。

　　·     關于這些結果的更多信息，請訪問高通的博客點擊此處查看。

　　圖表 10   美國最快的智能手機（Ookla 2020 年 7 月進行的下載速度測試）

　　免責聲明：高通為眾多 5G 智能手機提供無線電芯片組和射頻前端子系統，因此高通作為某些市場唯一的供應商，很難直接比較實際 5G 部署中所有設備芯片組和射頻前端供應商的手機性能。

　　使用特定網絡操作的智能手機性能取決于基站設備支持的功能以及智能手機和基站協同工作程度。  我們知道的是，上述 Ookla 測試結果使用了來自愛立信、華為、諾基亞和三星等供應商的各種基站設備。

　　3.      啟示

　　截至 2020 年 7 月，英國和美國的 Okola 測試表明，高通為 5G 智能手機提供了性能最高的蜂窩無線芯片組；此外，若將支持 4G LTE 的智能手機考慮在內，最快的智能手機普遍使用高通產品。

　　·     在毫米波中運行速度最快的 5G 智能手機使用高通產品。

　　·     在廣泛使用的低于 6 GHz 頻段中運行速度最快的智能手機使用高通的調制解調器及射頻系統，這是高通的完整解決方案。

　　由于毫米波智能手機提供的下行鏈路數據速率是典型 4G-LTE 智能手機的 20 倍，Ookla 的測試結果強調了毫米波如何提升運營商 5G 網絡的巨大容量。  這不僅包括智能手機，還包括其他設備，如 FWA 客戶終端設備和用于工業自動化的客戶端設備。

　　運營商應儲備使用高通芯片組和完整驍龍調制解調器及射頻系統的智能手機，以提高客戶滿意度，加快 5G 網絡的使用，并提高 5G 投資回報率。

　　原始設備制造商應評估 5G 智能手機無線電組件的多種來源，并考慮調制解調器到天線的解決方案，如驍龍調制解調器及射頻系統，而不是單獨采購單個射頻前端組件和調制解調器（無線電芯片組）。

　　消費者在比較型號時，應優先考慮使用高通無線電的 5G 智能手機。

　　隨著三星、華為和聯發科技推出新的芯片組，5G 市場格局可能在 2021 年發生變化，特別是如果這些公司發布商業可行的毫米波解決方案：

　　·     由于美國和歐洲的制裁，華為最近幾個季度在智能手機領域的市場份額有所下降，這可能會在一段時間內限制海思 （HiSilicon） 5G 解決方案在中國以外市場上的成功。  華為幾乎所有 5G 手機都擁有并使用海思芯片組。

　　·     預計至少在未來 18 個月內，中國其他三大 5G 智能手機供應商 Vivo、Oppo 和小米將繼續青睞高通。

　　即使預期競爭增加，高通在 5G 芯片組方面仍處于強大領先地位，我們預計隨著 5G 的普及，高通在射頻前端的市場份額也會增加。

　　有關高通市場份額的更多信息，以及我們對高通地位和增長潛力的分析，擁有訪問權限的用戶可以閱讀在 5G 和射頻前端的推動下，高通的芯片部門將迎來增長。高通的競爭對手如何與之競爭？

　　4.      我們能為您做點什么？

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