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小米都干不出来的基带芯片到底是啥?

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无论网络上舆论如何,小米确实成功研发出了手机 SoC 芯片 —— 玄戒 O1,并且已将其实际应用于手机产品中。特朗普近日限制 EDA 软件在中国的使用,尽管尚不清楚这与小米玄戒 O1 的诞生是否存在直接关联,但多少应该会有些影响。对于芯片产业而言,只要人才充足、拥有 EDA 工具,且生产设备能够正常使用,实现聚沙成塔、成功造芯只是时间问题。

但是小米玄戒 O1 目前采用的是外置联发科基带芯片,与高通骁龙 Gen3 相比,外置基带芯片在功耗等方面确实存在一定的不足。因此,小米副董事长林斌随后提出,小米将大力投入 5G 基带的研发工作。

实际上,不只是小米在基带芯片领域面临挑战。苹果的 A 系列芯片性能强劲,但其基带长期依赖高通,直到今年 iPhone 16e 才首次搭载自研基带芯片 —— 苹果 C1,且近期还传出该基带存在信号不佳的问题。

基带芯片究竟是什么?为何研发难度极高?

基带(Baseband)是无线通信的核心概念。在《通信原理》中,调制解调、编码、加密等关键功能均在基带环节实现;《数字信号处理》中的 FFT(快速傅里叶变换)、iFFT(快速傅里叶逆变换)等运算也依赖基带完成。正因基带是通信的 “根基”,故名 “Baseband”。而基带芯片则是专门用于实现基带信号处理功能的芯片。

以下是无线通信的基本流程示意图:

图像、视频、文字语音等信息经中央处理器处理后,需通过基带芯片调制为数字信号,再经射频芯片进行混频、放大、滤波,最终由天线发射。
而天线捕获的信号先经射频芯片放大、滤波、下变频,再传输至基带芯片转换为数字信号并解调,最后由中央处理器处理。

也就是说,基带芯片是连接中央处理器和射频芯片的一个关键器件,负责处理信息的。没有它,射频链路送过来的那些电磁信号是无法被中央处理器们解读的;同样,如果没有它,射频链路也无法传送中央处理器们产生的数据信息。

基带芯片的核心作用主要体现在三个方面。其一,在信号处理领域,无论是手机通话时的音频信号,还是观看视频时的视频流,亦或是日常发送的文字、图片信息,都要经过它的编译和解码处理。其二,在协议处理上,它是通信协议的执行者,像GSM、CDMA、WCDMA、LTE以及当下备受瞩目的5G等通信协议,都依赖基带芯片实现终端与基站之间的正确通信,确保数据准确无误地传输。其三,调制解调功能至关重要,它实现了数字信号与模拟信号之间的“语言转换”,让数字信号能够适应信道的传输特性,保证信号在复杂的通信环境中高效传输。

说起来貌似挺简单的,不就是信号调制解调和快速傅里叶变换这些吗? 普通的DSP就能实现。是的,如果仅仅把《通信原理》和《数字信号处理》这两本书上的内容用基带芯片实现,那可能根本就用不上专用的基带芯片了,做一个普通的DSP或者FPGA来实现就好了。但其实不然,通信早已经不是我们书本上学的那点东西了,现在的5G通信系统及其复杂。我们一起看一下高通在今年巴展上发布的最新5G基带芯片X85.

这颗芯片实现了哪些基带功能呢?

首先具备非常好的传输速率,5G下行速率达到了12.5Gbps,上行速率也达到了3.7gbps,并且实现了在sub-6GHz下的6载波聚合,支持最新的R18(5G advanced)标准,400M大带宽,1024QAM,同时向下兼容之前的通信标准,包括5G SA、5GNSA,也支持4G LTE,3G WCDMA,甚至2G时代的GSM。

更严峻的是,通信技术的发展速度极快,3GPP(第三代合作伙伴计划)的标准制定者们非常内卷,始终在持续更新通信标准,尤其在 5G 通信发展前期,几乎每 1-2 年就会迭代一个版本。比如 Rel-18(5G NR 第 18 版标准 于 2024 年 6 月 21 日刚完成制定;Rel-19则马上就要在 2025 年 12 月 12 日完成;更恐怖的是Rel-20的制定工作仍在紧锣密鼓地推进中。

这种高频次的标准迭代,对基带芯片厂商提出了极高要求 —— 需在极短周期内完成新技术适配、芯片设计与验证,进一步加剧了行业的技术竞争壁垒。
所以说,基带芯片难就难在通信标准更新迭代太快,而且要兼容支持多频多模,并且要支持高速信号处理。除此之外呢,还有非常严重的专利壁垒,基带芯片领域积累了大量核心专利,尤其是高通、华为等公司。新进入者需要绕开这些专利或支付高昂的授权费用。

所以我们看到小米玄戒T1集成了4G基带芯片,4G标准在很多年前就已经固定了,而5G基带芯片还只能外挂,用别人的,而发展5G基带芯片,除了解决标准问题,更难跨越的是专利墙。

不过用别人的也不丢人,毕竟苹果能造出那么强大的A18 pro,不还是用高通的基带吗?

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来源:射频学堂
芯片通信
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-06-07
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