根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，截至2021年8月底，我國建成5G基站已經(jīng)超過100萬個，占全球的70％以上，5G終端連接數(shù)超過了4億，中國已經(jīng)是全球最大的5G市場。單在2021年前6個月，5G基站就新建了19萬個。到2030年，預(yù)計(jì)我國5G基站數(shù)量將達(dá)到1500萬個。

隨著5G基站的建設(shè)，5G應(yīng)用場景正由設(shè)想步入大規(guī)模落地階段?；井a(chǎn)業(yè)鏈上游需要大量芯片及模組，小基站的滲入與普及，無疑成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的另一片“沃土”。

5G對小基站需求明確

根據(jù)3GPP（第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)）的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，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(nèi)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。

5G 時(shí)代基站類型，由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫整理

宏基站和皮基站。來源：pixabay、愛立信

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)建設(shè)，5G業(yè)務(wù)場景開始從室外轉(zhuǎn)向室內(nèi)，市場也更傾向在室內(nèi)場景中使用小基站。由于此前工信部發(fā)布的四大運(yùn)營商運(yùn)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。

中國運(yùn)營商5G頻譜。來源：中國銀河證券研究院

實(shí)際上，小基站并不是5G時(shí)代的專屬，早在4G時(shí)代就已有相關(guān)部署。不過，由于4G時(shí)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(guān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)限制，小基站成為必要補(bǔ)充，尤為需要強(qiáng)調(diào)的是室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面。目前，中國5G網(wǎng)絡(luò)布局形成了“宏基站基礎(chǔ)、小基站補(bǔ)充”的局面。小基站可以填補(bǔ)由于土地空間不足、預(yù)算不夠帶來的空白。

一種5G小基站在樓層中的使用。來源：比科奇

因?yàn)樾』镜莫?dú)特作用，有望迎來屬于自己的市場機(jī)會。市場研究機(jī)構(gòu)Dell＂Oro則預(yù)測，未來5年全球小基站市場規(guī)模將達(dá)到250億美元。另根據(jù)ABI research預(yù)測，2021年全球室內(nèi)小基站市場規(guī)模將達(dá)18億美元。

與消費(fèi)級不同，小基站芯片需要高程度的成熟性和高可靠性。目前，由于FPGA和ASIC的特性擁有不同的使用場景和特性，因此5G小基站的核心主控芯片以FPGA和ASIC芯片的SoC占據(jù)主流市場。。行業(yè)內(nèi)相關(guān)人士認(rèn)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(dú)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(jià)格高達(dá)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。

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(qiáng)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。

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(yīng)用覆蓋了室內(nèi)5G場景。

英特爾為5G小基站設(shè)計(jì)的平臺中，RRU（遠(yuǎn)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(shí)、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。

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(lǐng)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(shè)相集成。而在可編程基帶處理器領(lǐng)域，LS1043A處理器是恩智浦推出的第一款面向嵌入式網(wǎng)絡(luò)的四核64位Arm處理器，提供超過10 Gbps的性能。

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(chǔ)設(shè)施設(shè)備。LA1200通過PHY／基帶處理，為O－RAN功能拆分選項(xiàng)、專有應(yīng)用和增值差異化，目前該產(chǎn)品仍處于樣品階段。

高通公司在5G領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)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A(yù)SIC芯片采用10nm制程，可以同時(shí)支持毫米波和Sub－6GHz頻段，且既可以支持非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）模式，也可以支持獨(dú)立組網(wǎng)（SA）模式。

去年年底，高通宣布與諾基亞達(dá)成采購協(xié)議，為其提供新型5G室內(nèi)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。

今年6月28日，高通技術(shù)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(guān)鍵任務(wù)型機(jī)器設(shè)備控制所需的低時(shí)延和鏈路可靠性。

國內(nèi)已步入量產(chǎn)階段

國內(nèi)5G小基站架構(gòu)通常為分布式的BBU＋交換機(jī)＋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(nèi)主流，而兩者的小基站芯片均使用ASIC，且并未公開。

華為pRRU使用獨(dú)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(jī)構(gòu)GlobalData將LampSite評為室內(nèi)小站領(lǐng)域（Enterprise Small Cell）的“l(fā)eader”，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(nèi)場景可實(shí)現(xiàn)4G／5G一體化部署。5G LampSite 300MHz 支持 C－Band單頻，可支持運(yùn)營商共建共享。

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

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(wù)之一是為5G小基站設(shè)備商提供openRAN標(biāo)準(zhǔn)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(gòu)，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。

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(nèi)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(shù)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(diǎn)產(chǎn)品。同時(shí)在本次通信展上，思朗科技宣布推出主要面向企業(yè)級應(yīng)用場景的UCP4008芯片，公司稱這將是國內(nèi)首款企業(yè)級5G小基站芯片。

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(yīng)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。

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(gòu)和ASIC芯片，而國內(nèi)則看重ASIC和RISC－V架構(gòu)。ASIC定制化強(qiáng)，且功耗更低，性能更強(qiáng)，成為國內(nèi)主要玩家的首選架構(gòu)。而RISC－V架構(gòu)因其開源的特性，成為國內(nèi)玩家的“新寵”。

據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫測算，國內(nèi)5G小基站的市場規(guī)模至2025年或超過250億元。相關(guān)機(jī)構(gòu)曾估算國內(nèi)到2025年預(yù)計(jì)5G小基站達(dá)1000萬個左右，如果按小基站市場平均價(jià)格2500元估算，保守估計(jì)國內(nèi)市場規(guī)模或超250億人民幣。

“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(nèi)公司必須面臨的課題。相比國外廠商，國內(nèi)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(biāo)就不怕路遠(yuǎn)，5G小基站芯片等待星光中的趕路人。