“2018年，3GPP已經(jīng)發(fā)布了第16版通信協(xié)議，相當于是5G基礎版的協(xié)議，很快還會發(fā)布更新的第17版，面對多頻段、多頻率、多市場、多協(xié)議的通信市場，F(xiàn)PGA顯然更加適合，需要18-24個月開發(fā)周期的ASIC很難應對這些復雜的環(huán)境。但ASIC并不會在網(wǎng)絡世界消失，存在于更加細分的市場。”
賽靈思（Xilinx）全球無線和有線市場總監(jiān)Gilles Garcia在上海2019年世界通信移動大會上對于未來RF芯片市場做了如此評述。從他的描述來看，如果放在橄欖球賽場上，F(xiàn)PGA加持的RF SoC更像是一個頂級的“四分衛(wèi)”，擁有出色的實力加上杰出的臨場應變能力，這些都是可編程、高吞吐、低時延的FPGA與生俱來的能力。
賽靈思全球無線和有線市場總監(jiān)Gilles Garcia
5G時代的趨勢和挑戰(zhàn)
雖然5G還沒有實現(xiàn)大規(guī)模商用，但是全球各地在不斷地制造5G的大新聞，各個國家都在加緊布局5G。毫無疑問，接下來的幾年5G將用更快的網(wǎng)絡將我們包圍，是一個可預見的商業(yè)藍海。全球第二大市場研究機構MarketsandMarkets日前發(fā)布報告稱，預計到2025年，全球5G市場規(guī)模將從2020年的539.3億美元增長到 1232.7億美元，預測期（2020年—2025年）內的復合年增長率（CAGR）為18％。
當然，5G的快速發(fā)展同樣伴隨著巨大的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)來源于技術、市場、研發(fā)等諸多方面，而RF無疑是第一個要解決的挑戰(zhàn)。
Gilles Garcia表示，5G時代有三個大的趨勢。第一個是數(shù)據(jù)大爆炸，以視頻和圖像為主的非結構化信息，在未來需要讓它變成結構化的信息，就要求有更多的加速，也要求有更好的芯片，當然也離不開有更大的帶寬；第二個是人工智能，AI技術是屬于橫向的應用，所有的不同的垂直的市場都會受到它的影響，包括5G、汽車、工業(yè)、航天、國防科技領域，以及數(shù)據(jù)中心都會受到人工智能來臨的影響；第三個是摩爾時代的終結，摩爾定律快到終點了，未來就不能靠芯片設計周期的更新來達到我們所需要的心理預期速度，更多的要靠芯片層面的架構。
三大趨勢的共同之處就要求有更高的性能，更多的帶寬，更強的計算能力，也需要有更多的加速。Gilles Garcia指出這些要求帶來了全新的技術挑戰(zhàn)。
“第一大挑戰(zhàn)就是已經(jīng)出現(xiàn)的Massive MIMO，大規(guī)模天線陣列如何管理無線電方面的復雜性；第二大挑戰(zhàn)是如何管理好前傳的帶寬的需求；第三大挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)回傳的問題，回程吞吐量增加10倍，必須有非常強大的回傳處理能力才可以支持這么多的用戶，從原來的4G時只有1G的速率，以后要達到5～10G的速率。” Gilles Garcia在介紹中講到。
賽靈思的5G產品組合
面對復雜多變的5G時代新挑戰(zhàn)，賽靈思準備好了嗎？Gilles Garcia認為5G時代的新需求和新挑戰(zhàn)恰恰是賽靈思的強項。
通過Gilles Garcia的介紹我們了解到：
為應對天線設計的復雜性，賽靈思能夠很好地完成和簡化產品架構解決可擴展性方面的挑戰(zhàn)。首先，憑借賽靈思的產品組合，全新的產品設計可以消除中間大量的收發(fā)器，而這些收發(fā)器在過往是必須的。另外，賽靈思在PSI方面和其他的合作伙伴一起協(xié)作來創(chuàng)新和提升。最后，也同樣重要的是，賽靈思在促進數(shù)字的創(chuàng)新，使得運營商可以采用高級的波束成形算法，用于5G NR標準向下的高級算法。
上述提到的，在產品架構圖上把收發(fā)器取消，對DAC/ADC和DFE加以整合的全新產品，就是賽靈思的RF SoC器件，這在18個月之前就發(fā)布，到今天已經(jīng)全面投入生產。
5G時代， mMIMO超大規(guī)模天線陣列最大的好處就是具備傳統(tǒng)天線陣列不可比擬的可擴展能力，在它所覆蓋的領域，覆蓋能力以及密度可以進一步提升。因此，可以利用更低的成本實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐量。賽靈思第一代RFSoC產品是2018年投產，擁有可以覆蓋到4GHz的能力，能夠支持8X8天線或16×16天線。2月份在巴塞羅那世界移動大會上，賽靈思推出第二代RFSoC的產品，能夠做到4.9GHz。第三代的芯片是可以完全覆蓋到6GHz以下所有的頻段，最近中國也是宣布分配5～6GHz的范圍，賽靈思新的產品是完全可以支持的，第三代產品今年就可以發(fā)貨。
下一代的產品，稱之為Versal平臺，是7納米級的芯片，它會帶來全新的體驗。相比現(xiàn)有的16納米技術而言，有了7納米的芯片之后，賽靈思預計5G的支撐能力可以提升4倍。
同時，Versal平臺上面的AI引擎也可以支持機器學習，機器學習的性能提高，相比現(xiàn)在16納米的技術提高20倍，同時使功耗降低40%。
未來Versal進一步發(fā)展的話，能夠做到支持新一代多GSPS、直接RF-ADC/DAC，集成DDC/DUC、DOCSIS的SD-FEC。
“在5G網(wǎng)絡，包括無線電的部分，賽靈思已經(jīng)是領先的。憑借我們現(xiàn)在產品的組合，我們可以覆蓋到5G整個鏈路當中每個環(huán)節(jié)的需求，從無線電到前傳到基站到運營商的數(shù)據(jù)中心，最后到邊緣計算和網(wǎng)絡核心我們都能覆蓋。賽靈思的RF SoC產品家族，由于集成了DAC和ADC，可以說是完美地適應5G網(wǎng)絡的部署和發(fā)展。同時，它集成了AI引擎，可以把人工智能的能力覆蓋到全網(wǎng)。憑借我們的RF SoC技術可以提供最優(yōu)的性能和最大的吞吐量。憑借ACAP的技術，使網(wǎng)絡變得更加智能化，更加地自組織。” Gilles Garcia最后說。