5G手機成為各大行動晶片供應商進軍5G行動商機的首座灘頭堡，而為讓消費者享受到最佳的5G行動體驗，同時又兼具尺寸小、功耗低、高效能等特點，聯發科、高通、華為、三星等大廠，相繼在2019年發布5G SoC解決方案；眾多5G SoC方案問世，代表5G部署腳步不停邁進，也意味著各大行動晶片供應商在5G行動市場的競爭更趨激烈。
聯發科強打高速/AI特點
搶攻5G行動商機，聯發科開響第一槍，在2019年Computex展會期間宣布推出最新款5G系統單晶片。此一5G系統單晶片為採用7nm製程的多模數據機晶片，能夠為首批旗艦型5G智慧手機提供強勁的動能。
據悉，該款5G SoC內置5G數據機「Helio M70」(圖1)，縮小了整個5G晶片體積。該產品包含Arm最新的Cortex-A77 CPU、Mali-G77 GPU和聯發科先進的獨立AI處理單元(APU)，可充分滿足5G功率與性能要求，提供超快速連接以及更佳的使用者體驗。同時，該產品採用節能型封裝，此設計優於外掛5G數據機晶片的解決方案，能夠以更低功耗達成更高的傳輸速率，為終端手機廠商打造全面的超高速5G解決方案。
該款多模5G行動平台適用於5G獨立與非獨立(SA/NSA)組網架構Sub-6GHz頻段，支援從2G~4G各代連接技術，以便使用者在全球5G逐步完成部署之前，享有無縫連接高品質的網路體驗。
聯發科技總經理陳冠州表示，該款晶片的所有功能均以滿足首批旗艦型5G終端產品而設計。業界、手機品牌客戶和消費者對5G有很高的期望，而此行動平台憑藉其更優秀的架構和影像功能，以及強大的AI和超高速5G連線速度，將協助終端裝置有強大的功能，為消費者帶來更佳的用戶體驗。
聯發科指出，該行動平台已於2019年第三季向主要客戶送樣，首批搭載該行動平台的5G終端產品最快將在2020年第一季問市。目前該公司已與領先的電信公司、設備製造商和供應商合作，以驗證其5G技術在行動通訊設備市場的預商用情況。
此外，聯發科同時與5G元件供應商及全球營運商在射頻技術領域(RF)展開密切合作，以迅速為市場帶來完整、基於標準的優化5G解決方案。在RF技術中合作的企業包括OPPO、Vivo，以及射頻供應商思佳訊(Skyworks)、Qorvo和村田製作所(Murata)。多家企業將共同合作，打造適用於纖薄時尚智慧手機的5G先進模組解決方案。
華為以小體積/高效能作為賣點
繼聯發科在2019 Computex展會期間發布5G SoC之後，2019德國柏林消費電子展(IFA)也成為各大手機晶片供應商輪番發布5G SoC之地。首先是華為於2019 IFA上發表全新麒麟990 5G SoC晶片(圖2)，並已宣布量產，且該公司旗下最新款旗艦手機Mate 30已搭載此一5G SoC。
該款晶片是華為推出的全球首款旗艦5G SoC，並宣稱是業界最小的5G手機晶片方案。該產品基於7nm+EUV製程，將5G Modem整合到SoC晶片中，達到面積更小，功耗更低。
毫無疑問地，該款5G SoC也支援NSA/SA雙架構和TDD/FDD全頻段，滿足不同網路、不同組網方式下對手機晶片的硬體需求；而基於Balong 5000高效的5G聯接能力，麒麟990 5G在Sub-6GHz頻段下可實現2.3Gbps峰值下載速率，上行峰值速率達1.25Gbps。
此外，該產品還採用創新的NPU雙大核+NPU微核架構，以打造強大的AI演算能力。NPU大核可針對高運算場景實現卓越的性能，而NPU微核執行超低功耗應用，充分發揮全新NPU架構的智慧運算能力。
至於GPU搭載16核Mali-G76，全新系統級的Smart Cache實現智慧分流，可以有效節省頻寬、降低功耗。在遊戲方面，麒麟990 5G升級Kirin Gaming+ 2.0，實現硬體基礎與解決方案的高效協作，為消費者帶來更頂級的遊戲體驗。
而因應越來越多的拍照需求，麒麟990 5G採用全新ISP 5.0，首次在手機晶片上實現BM3D(Block-Matching and 3D Filtering)單反級硬體降噪技術，暗光場景拍照更加明亮清晰；同時首次實現雙域影片降噪技術，影片雜訊處理更精準，影片拍攝無懼暗光場景；基於AI分割的即時影片後處理渲染技術，影片畫面逐幀調節色彩，讓手機短片呈現電影質感。
華為消費者業務CEO余承東(圖3)表示，麒麟990 5G將在5G商用元年率先為廣大消費者提供更佳的5G聯接體驗。同時，為滿足5G時代用戶對卓越體驗的追求，麒麟990 5G在性能、AI智慧演算能力及ISP拍攝能力等方面進行全方位升級，打造手機體驗新標杆。
三星添加NPU強化處理能力
為搶攻5G商機，除了華為之外，三星(Samsung)也在2019 IFA展會上宣布推出全新行動處理器「Exynos 980」(圖4)，其採用SoC設計，整合5G數據晶片(5G Modem)，並具備更佳的連接性和智慧處理性能。三星指出，此一5G SoC預計將於2019年年底量產。
三星電子系統LSI營銷副總裁Ben Hur表示，隨著2018年推出5G數據晶片，該公司一直在推動5G革命，而憑藉新推出的Exynos 980，該公司正在努力讓更多使用者可輕易使用5G，並繼續引領行動5G市場的創新。
據悉，Exynos 980採用8奈米製程，為三星首款整合5G數據晶片的行動處理器，不僅有助於降低功耗，還可減少元件占用的空間。新推出的5G SoC支援2G~5G網路，在支援在5G通訊的6GHz以下頻段，數據傳輸速度最高達到2.55Gbps；即便在4G通訊環境下，最高也可達到1.6Gbps的傳輸速度，此外，該產品還支援最新的Wi-Fi 6標準。
另外，新推出的Exynos 980內建8核心架構，包含2個Cortex-A77以及6個 Cortex-A55，以因應5G時代所需的快速、複雜運算；該產品還搭配Mali G76 GPU，以實現更逼真、更身歷其境的遊戲和混合實境(MR)體驗。
另一方面，該產品同時還內置高性能神經網路處理器(NPU)，相較於之前的行動處理器，Exynos 980處理能力提升了2.7倍，實現更強的人工智慧運算；且透過此一NPU，便可直接在終端產品進行AI處理，而不須透過雲端，因而可以確保數據隱私和安全性。
此外，因應拍照需求，新推出的Exynos 980內建高性能圖像訊號處理器，最高可處理1.08億像素拍攝的圖像，且最多可以連接5個影像感測器，並支援同時啟用3個感測器。該產品還可以藉由高性能的影像感測器及神經網路運算單元，進一步辨識物體型態、周遭環境等候加以調節，拍下最有質感的照片。
至於在沉浸式的多媒體體驗上，Exynos 980的多格式轉碼器(MFC)支援每秒120幀(fps)的速度編碼和解碼4K UHD影片，而HDR10+支援動態映射還可在影片內容中提供更加細緻和明亮的色彩。
高通擴展5G至Snapdragon 8/7/6系列
不讓華為、三星專美於前，高通(Qualcomm)則是在2019 IFA展會上宣布計劃在2020年，將其5G行動平台擴展至Snapdragon 8系列、7系列和6系列(圖5)，以加速5G在全球的大規模商用。此次擴大產品組合，旨在支援特色功能和全球頻段，有龐大潛力讓5G可以普及至全球逾20億個智慧型手機用戶。
高通技術公司行動通訊部門資深副總裁暨總經理Alex Katouzian表示，高通於2019年推出5G行動平台(包括完善的Modem-RF系統)，以加速5G商業化。基於該公司和OEM廠商與電信商等客戶的合作關係，高通有獨特優勢，透過擴展橫跨Snapdragon 8系列、7系列和6系列等行動平台產品，將在2020年於全球各地加速5G大規模商用。
據悉，這些新的行動平台將是與軟體相容的5G行動平台技術藍圖的第一個里程碑，並且利用Snapdragon 5G Modem-RF系統，為全球5G裝置提供在同類產品中最佳的蜂巢式連網效能、覆蓋範圍、省電性和先進的外觀造型等而設。
擴展後的Snapdragon 5G行動平台系列產品，是為支援所有關鍵區域和頻段，包含毫米波(mmWave)和6GHz以下頻譜、TDD和FDD模式、5G多SIM卡模式、動態頻譜共享、SA/NSA網路架構等而設，以提供靈活彈性並在全球實現5G網路部署藍圖。
旗艦產品Snapdragon 8系列已搭載於2019年推出的5G行動裝置，有關新一代Snapdragon 8系列5G行動平台的更多細節，將在今年稍後釋出。Snapdragon 7系列5G行動平台則將5G整合到系統單晶片中，並支援所有關鍵區域與頻段。這款高效行動平台採用7奈米製程，並已於2019年第二季開始向客戶送樣。由於進展超前，高通技術公司已將該平台推出商用產品的整備時間加速提前至2019年第四季，預計相關設備將在此後不久推出。包括OPPO、Realme、紅米、VIVO、Motorola、HMD Global和LG電子在內的12家全球OEM廠商和品牌都計劃在未來的5G行動裝置中，採用這款全新整合的Snapdragon 7系列5G行動平台。
至於Snapdragon 6系列5G行動平台，旨在迎合電信商在全球提供5G網路覆蓋的計畫，從而更廣泛地普及5G用戶體驗；搭載Snapdragon 6系列5G行動平台的裝置預計將在2020年下半年問市，擴大全球5G的使用和體驗。
綜上所述，從上述的行動晶片供應大廠紛紛推出5G SoC並宣布其量產計畫可看出，5G行動應用不再只是紙上談兵，到了2020，各式搭載5G晶片的智慧手機將更加普及；而隨著這些5G SoC方案相繼問世，也顯現聯發科、華為、高通、三星等大廠已做好準備搶攻5G行動商機，彼此之間的競爭也會更趨白熱化。
