5G渐行渐近，想要尝鲜却不容易

5G渐行渐近，2019-2020已成为商用的一个公认时间。具体实现上，将是一个渐进推开的过程，先在人口稠密的城市地区推出，2020/2021年后，才会逐步向外围扩散。

5G不可能完全取代4G LTE，就像今天的智能手机普遍采用4G LTE，但3G和2G仍然广泛存在一样，后向兼容性是所有通信标准的必选项。5G的频率也将非常之高，可以拓展到300GHz（LTE则只有2.6GHz）。这可以允许信号携带更多数据，代价是信号容易受到树木、建筑物或人的干扰。自己的身体都能阻挡毫米波信号！

摩根史丹利执行董事James Faucette认为，5G的挑战包括回程、选址和频谱。由于5G运行频率要比之前的无线标准高得多，当达到毫米波时，它几乎不能覆盖房间，信号的不可预测性会是一个大问题。使用5G，需要几百倍数量的基站。这不会阻挡5G的步伐，却影响5G的技术推广。无论如何，多出来的设备，将给运营商带来极大的财务负担。

为5G做好准备

平昌冬奥会上，5G成为最大科技亮点。韩国电信作为此次冬奥会的官方赞助商，在平昌、江陵一带铺设了逾1.1万公里的通信及电视转播线路，架设了基站集群，搭建起完整的5G网络环境。这是全球第一张28GHz频段的大范围5G无线网络，也将是全球首个准商用5G服务。在5G网络平台上，组委会推出了360°虚拟现实、第一视角和时间切片等全新概念的观赛服务。

当然，这仅仅是一次小规模预演。预计，自动驾驶将真正从需求上给5G带来强大推动。UMC市场部副总裁Steven Liu表示，5G能为自动驾驶提供所需的基础技术。车对车（V2V）、车对基础设施（V2X）越来越多，车载雷达系统数量也在不断增加，这都需要更快速率、更低时延的5G支持。

一辆由5G连接的自动驾驶汽车每小时将产生几TB的数据，其中一些由边缘芯片处理，一些则发送给云端或者中央系统，5G将是其中的关键，它需要汇集不同类型的数据处理和输入输出。

两种技术路线

5G的实现有两种路线。一种是借助6GHz以下频段，该频段将在4G LTE上进行改进。另一种是利用24GHz以上的频谱，最终走向毫米波技术。一般，随着频率的提高，速度和传输能力也会提高，但传播距离也在缩短，最终需要更多的中继站和基站支持。

对集成电路行业而言，这是个好消息，会带来更加庞大的市场需求，却也意味着5G的推出时间将比以往的无线技术耗时更长。

随着频率的提升，用于射频滤波的薄膜厚度减小。这也是问题。“在2-2.5GHz频率下，前端RF薄膜的厚度通常为1um”。“随着频率提升，会变得越来越薄。这个工艺难以控制8/12英寸晶圆上的应力均匀性”。短期看着不是什么大问题，但随着时间的推移，必然要寻找到新的溅射方案。

其他技术问题

除了基站问题，5G手机将更加频繁的超出信号覆盖范围，这需要手机不断搜索信号。这将增加手机的功耗。

测试也是一大问题。如果手机上有8个甚至64个输入，波束模式将非常大，可能有12个发射模式和12个接受模式，所有这些模式都可能会有不同的振幅。这使得用当今的设备和方法测试5G芯片变得极其耗时。今天的测试时间是毫秒，如果测试5G芯片，将会耗费2500倍的时间。

在芯片架构上，由于需要支持更大规模的控制系统，架构上需要根本性改变。需要更多的动态计算，这意味着这些设计的复杂程度会提高，工程师无法用传统的架构实现5G。

与前几代技术明显不同，5G的采用可能是长期演变的混合技术。

现有生产线是否兼容？如何使用5G？何时商用？投资多少？覆盖范围？多个市场和技术中的不确定性交织在一起，将为5G带来更多的不确定性。

（叉叉快评翻译自Semiconductor Engineering）