骁龙背后的“秘密武器” 高通四代Gobi技术解读

骁龙背后的“秘密武器” 高通四代Gobi技术解读

        随着4G LTE时代的到来，用于智能手机中的调制解调器（modem）的作用日渐凸显，诸多国际大厂纷纷布局modem芯片以抢占4G LTE集成化SoC芯片的先机。从目前的竞争格局来看，仍是高通等极少数厂商一马当先、其他厂商奋力追赶的局面。

　　作为全球移动通信芯片一直的领航者——高通（Qualcomm）自2010年以来，共发布了四代命名为Gobi的3G/LTE多模调制解调器芯片，并且从2010年商用的第一代Gobi芯片组开始，就已经能同时支持LTE TDD和FDD多频多模。截至目前的第四代产品，高通Gobi已经能覆盖全球所有40多个频段、7种网络制式和17种语音制式，是目前真正的、也是唯一能实现“全球模，世界通”的调制解调器芯片。

        高通为何能在modem芯片的布局上长期领先？在笔者看来，一是高通具有比同行更长远的发展眼光，能准确预见3-5年后移动通信市场的发展趋势，甚至能引领行业的发展潮流，先于竞争对手研发和设计出新产品；二是高通有着29年的移动通信技术专利、人才储备和资金积累，且全球生态链的布局成熟；三是，相比其他竞争对手涉足多个领域，高通对移动通信芯片的专注也是原因之一。

　　Modem是智能手机的核心芯片之一，决定着芯片企业在4G LTE时代的竞争地位。目前，高通领先对手一代到两代modem产品，显见，高通的领先地位几乎无可动摇。那么，高通Gobi到底如何神圣，下面进行一一解读。

        为全球3G/LTE终端商用打开新局面

　　高通第一代Gobi调制解调器于2009年推出样品，2010年正式商用。2009年，全球正处于功能机朝智能机转型的重要拐点，2G向3G跨越的试点期。回顾当时的产业格局，全球爆发了3G 热潮，大部分国际领先通信芯片大厂已开始布局3G芯片，但对更长远的4G LTE发展道路举棋不定，或没有正式的产品推出，而相对落后的国内手机芯片厂商，大多仍沉浸于山寨功能机的十年黄金梦，对3G的爆发甚至4G的到来无暇兼顾。

        而就在此时，高通发布了第一代3G/LTE Gobi调制解调器，同时支持LTE TDD和FDD多频多模，这也是全球首款3G/LTE多模调制解调器。在高通看来，3G时代的网络碎片化问题迟早会显现，而高速传输和多频多模的“全球漫游”趋势很快就会到来。多模芯片组对于整个行业和消费者的意义不言而喻，首先确保OEM厂商用一个平台打造一款设计，便可满足不同地区运营商的要求，从而降低终端开发成本，更好地管理库存，实现更优的成本架构。而对于消费者，多模终端意味着无缝的全球漫游和随时随地的高速联网体验。

　　高通第一代Gobi LTE/3G多模芯片组MDM9x00，支持FDD和TDD双工模式及各种载波带宽，并支持高达100 Mbps的峰值下行速率和50 Mbps的峰值上行速率。其中包括支持UMTS、HSPA+和LTE的MDM9200?芯片组，以及支持UMTS、HSPA+、EV-DO Rev. B和LTE的MDM9600?芯片组，这两个芯片组均可提供与3G UMTS和CDMA2000网络的后向兼容能力。

　　高通第一代Gobi为全球3G/LTE终端商用打开了新局面，清晰的发展思路引领着全球通信产业迈向3G/LTE时代。

        随之，全新的二代Gobi调制解调器芯片组MDM9x15，于2012年正式商用。该系列包含两款新产品——MDM9615?和MDM8215?。MDM9615支持LTE（FDD和TDD）、双载波HSPA+、EV-DO Rev.B和TD-SCDMA；MDM8215则支持双载波HSPA+。这些芯片组采用28纳米工艺制造，是MDM9600?和MDM8220?产品系列高度优化的后继产品。两种芯片组在调制解调器性能、功耗、主板及BOM费用方面均有改善。

        可以肯定的是，除了工艺技术的提升外，“集成化”是第二代Gobi最大的特点。回顾2011-2012年，3G智能手机开始批量出货，海量的创新应用会加入进来，用户对手机“轻薄化”需求加剧，体积更小、功耗更低甚至集成化SoC的需求渐显。应市场需求，高通将第二代3G/LTE MDM9x15调制解调器，集成到包括骁龙S4 MSM8960在内的骁龙系列处理器当中，3G/LTE SoC集成化从此拉开序幕。值得一提的是，针对中低端大众市场的骁龙400 MSM8930处理器也集成了MDM9x15调制解调器，MSM8930也是世界上首款集成LTE调制解调器、针对大众市场LTE智能手机的单芯片解决方案。

        高集成化创新积极推进4G LTE发展

　　很快，高通第三代调制解调器于2012年送样、2013年正式商用。经过了2012年智能手机的快速普及与3G网络的快速布建，2013年，3G智能手机产业格局趋向成熟，而功能机逐渐淡出欧美及中国市场，开始转向第三世界。此时，4G LTE的趋势也已明晰，国内外芯片大厂开始布局4G LTE芯片。

　　从产业布局来看，截至2013年上半年，全球已部署202个LTE网络，有440多家运营商投入LTE，1064款LTE终端和111家LTE供应商，还有1.1亿的LTE/3G多模连接的用户。

　　就在竞争对手开始布局4G LTE芯片之际，高通Gobi第三代调制解调器MDM9x25横空出世，包括MDM8225?、MDM9225?和MDM9625?三个芯片组，工艺跟第二代相同，采用28纳米制造工艺，在性能和功耗方面均有显著提升，除了同时支持LTE增强型（LTE版本10）和HSPA+版本10（包括84 Mbps的双载波HSDPA），还向后兼容其它标准，包括EV-DO增强型、TD-SCDMA和GSM。

　　第三代高通MDM9x25芯片组是首批支持LTE载波聚合技术的真正LTE Category 4的芯片组，数据传输速率高达150 Mbps，这一代产品迅速集成于骁龙800/600/400系列处理器中。在终端应用中，三星Galaxy S4 LTE-A、三星Galaxy Note 3、索尼Xperia Z Ultra XL39h、宏碁Liquid S2、小米3等均是骁龙800的追捧者。而针对中低端大众市场的骁龙400系列MSM8930处理器也集成了MDM9x25调制解调器，MSM8930也是世界上首款集成LTE调制解调器、针对大众市场LTE智能手机的单芯片解决方案。

　　可以说，在第二代“集成化”的基础上，“高度集成化”是第三代Gobi LTE芯片的重要特点。2013年，3G开始朝着4G LTE商转，伴随中国大陆、北美、亚太市场积极推动4G LTE布建，以及台湾地区4G牌照启动，4G LTE芯片竞争加剧，高度集成化必定使企业在竞争中保持领先优势。

　　高通第三代“高集成度”调制解调器芯片此时发布，是胸有成竹的顺势而为。

　　经历了前三代Gobi技术的积淀，高通Gobi目前已经发布了第四代LTE调制解调器9x35，以及针对汽车应用的MDM9x30调制解调器解决方案，这些3G/LTE多模解决方案将于明年初出样，并会被高通最新的处理器芯片骁龙805、808和810集成进去。

　　跟前三代Gobi芯片组相比，Gobi 9x35是采用20纳米工艺的蜂窝调制解调器，功耗更低且占据更小的印刷电路板面积，延续了更紧密集成、更小尺寸和更高性能的趋势。它支持LTE TDD和FDD Category 6网络上最高40MHz的全球载波聚合部署，下载速率最高可达300Mbp。Gobi 9x35支持向后兼容，支持所有其他主要蜂窝技术，包括双载波HSPA（DC-HSPA）、EVDO Rev. B、CDMA 1x、GSM和TD-SCDMA。

　　除此，应用于车载的Gobi 9x30也树立了新的性能和集成度标杆：20纳米工艺、同时支持LTE FDD和TDD 模式、内置的下一代GNSS引擎、与骁龙602A的预集成，以及预集成的QCA 6574，并支持802.11ac、BT 4.1和DSRC。Gobi 9x30基于美国高通技术公司第四代LTE平台，支持下行数据速率最高300 Mbps的LTE Advanced Category 6，能够实现具有更强导航、WiFi热点、信息娱乐内容和远程信息处理服务功能的汽车宽带连接。

        四代传承 全球模通世界

　　截至目前，前三代Gobi产品均得到了终端手机的广泛应用。据统计，截至2014年3月底，由骁龙处理器或高通Gobi调制解调器支持的3G/4G LTE终端设计已经超过1300款，而且，从目前来看，全球共有7种网络模式，有40种不同的频段，17种不同的语音模式，只有高通的Gobi调制调解器能够全部支持，Gobi是真正的“全球模，世界通”的调制解调器。

　　当然，在3G朝着4G商转的关键点，竞争对手的挑战也不能忽视，比如Intel开始拥抱中移动“大腿”，发布符合中国移动“五模十频”规格要求的最新4G基频芯片XMM7260，希望在中国市场展开攻势，Broadcom、Marvell、MTK也都相继开发出“多频多模”4G LTE基带芯片，甚至近期传言苹果也有自主开发4G基带芯片的动向，国内手机芯片厂商也开始抢进4G LTE芯片市场……可以预见，在4G LTE时代，芯片巨头间的新一轮战争已经到来。

　　不过，笔者相信高通因其自身独特的优势，会在4G LTE时代持续领航业界。因为相比之下，高通是全球首家推出3G/LTE多模多频的modem芯片厂商，是发布3G/LTE Gobi芯片代数最多的厂商，更是3G/LTE Gobi芯片技术最为成熟的厂商。四代产品一脉相承，必定能在4G LTE时代一马当先持续领航！