高通发布 5G 基带芯片 X60：5nm 制程，2021 年上市

【编者按】2020年2月18日，高通发布骁龙X60 5G调制解调器，这也是目前全球首个5nm 5G基带，并且首次支持5G毫米波和6GHz以下的FDD和TDD频段。那么，这款基带相较于X50和X55有什么区别？它的发布有哪些意义？来听听北邮通信博士、芬兰阿尔托大学联合培养博士、知乎通信领域优秀回答者崔原豪（知乎昵称“甜草莓”）如何看待吧！

作者 | 崔原豪

责编 | 胡巍巍

高通的X60 5G调制解调-射频系统是扩展版的基带+射频器件解决方案，它不只包含X60调制解调器，也包括相应配套的射频系统：新的毫米波天线模组（QTM535）、新的Sub 6G射频收发机和射频前端（滤波器组，包络跟踪，功放等）。 

具体结构能从PPT里看出一些端倪：

X60基带、毫米波天线模组、Sub 6G射频模组和射频前端模组

上图里X60的射频前端解决方案依然采用了毫米波和Sub 6G分离的两路射频，这其实在意料之中。因为考虑到毫米波频段过高的频率动态范围，所以单独采用一条RF链路处理毫米波是现行最经济的方案。

 

X60基带的重要信息 

 

我们先放下射频部分谈谈X60调制解调器。相信大家最关心的是高通官方公布的5G相关特性： 

• 毫米波部分，支持800MHz@240kHz单载波带宽，8载波聚合（R15目前上限16）和2x2 MIMO（R15目前上限8x8)，关于括号里的数据相信R16，2020年定稿之后会有提升。

• Sub 6G部分，支持200 MHz@60kHz单载波带宽和4x4 MIMO。

• 5G峰值下行速率7.5Gbps，峰值上行速率3Gbps。

• 支持5G双SIM卡 。

根据高通官网，Snapdragon X60 5G解决方案的亮点有四个： 更全的频谱支持（Ultimate Operator Flexibility），更宽的覆盖（Superior Coverage），更好的电池管理（Better Power Efficiency）和更快的5G速度（Blazing Fast 5G Speeds）。 

这其中频谱、电池管理相信大家都可以理解，需要解释的是为什么新基带可以做到覆盖增强？ 

在PPT里，高通解释了它来自两种方案，一种是5G里包含的低频频谱（大家可以回想广电之前获得的700MHz频段），第二种是4G频谱的动态频谱共享（Dynamic Spectrum Sharing，DSS）。

这里需要解释一下，说白了DSS就是动态侦测4G频段有没有用户正在使用，如果没有的话，动态接入这些频谱，用4G频段来传输5G信号。

不过高通对“更快的5G速度”的解释却很让人奇怪。 

首先对比一下X60和已经商用的另外两个5G调制解调器X55、华为Balong 5000（以下简称“Balong 5000”）之间的理论峰值速率区别。Balong 5000支持Sub 6G 100MHz@30kHz，毫米波部分只公布了峰值下行6.5Gbps，总下行峰值7.5Gbps（It also achieves 6.5 Gbps in the mmWave frequency bands and 7.5Gbps if plus LTE dual connection）。

Sub 6G部分的载波聚合参数Balong 5000不如X55和X60高，但如果我们对比X55/X60/Balong 5000的峰值速率，有意思的事情出现了。 

 X60，X55和Balong 5000关于峰值速率部分描述是完全一致的，包括上行和下行峰值速率。

这就很奇怪了同志们。 

高通声明X60可以达到更快的5G速度，官网说这种特性来自于毫米波和Sub 6G频段的载波聚合，而公布的峰值速率却和上一代5G解决方案相同，所以7.5Gbps峰值下行数据就显得有些奇怪。

这里解释一下，对于7.5Gbps这个峰值速率，Balong 5000官网描述的实现方式是NR+LTE双连接，也就是同时连接4G和5G基站来传输数据。

个人猜测，一种可能是因为目前5G标准中下行速率理论峰值就是7.5Gbps，以前的实现方式是NR+LTE双连接，现在的实现方式是毫米波+Sub 6G的载波聚合，相当于多了一种峰值速率的可能实现方案，但是如果这么想的话，「更快的5G速度」可能就无法从数值上直观体现和验证了； 

另外一种可能是，高通这里提到的峰值下行速率（Peak Downlink Speeds）不是在指这里的7.5Gbps（理论峰值下行速率），而是在暗示某种实际场景下的测试值会更高，这个暂时无法定论只能猜测。当然我们也不能排除官方数据写错了的可能。 

高通提到的另外两个问题，Sub 6G FDD/TDD载波聚合和Voice Over NR需要特别解释一下，我们虽然一直叫6GHz以下频谱为Sub-6G，但是实际上每个频段都有划分更小的子带，每个子带有特定的标号（n1,...,nXXX) 。

在这些子带中，标准规定了各个子带应该使用什么模式，是FDD还是TDD。如下图。

FDD限制的频段大部分存在于Sub 6G中的较低频，TDD频段大部分存在于Sub 6G中的较高频。而为了支持大规模天线配置，毫米波都是TDD频段。 

通常来说，我们说的载波聚合是指同时使用多个子载波传输数据。高通声明的Sub-6G FDD/TDD载波聚合实际含义是，可以聚合使用这些频段（Sub-6G FDD/TDD）中的载波，从而达到更快的传输速率（频段更多了）和更大的覆盖范围（来自于低频段电磁波高覆盖特性）。这里高通是实现了带外、不连续、不同复用制式（FDD/TDD）的载波聚合。

至于Voice Over NR，就是说语音可以通过5G网络传输，这个和Voice Over LTE类似，正常情况下大家可能以为，手机在什么网就会通过什么网络传输语音，其实并不是。

大部分新建网络（比如4G网络建设初期），手机打电话是会切换到3G或者2G网络的，我们称为回落，所以有段时间移动用户打电话就会断掉蜂窝数据网。 

就这个Voice Over NR，如果我们强行解释好处的话，意味着如果5G网络支持，那么在5G网络中的手机打电话不必回落到4G网络，可以直接通过5G网络传输语音数据，同时因为5G网络速率更快，所以能支持更高清的数据格式和通话延迟（当然我其实不觉得电话需要那么高的无线速率）。

 

毫米波天线模组 

 

X60调制解调器-射频解决方案中，另外一个需要注意的部分是第三代毫米波天线模组QTM535，相比之前的QTM525，主要特点是更加轻薄了，这对移动终端（比如手机）来说，是巨大的好处。 

不过我从目前的发布新闻看到的，只能得到以下结论：

QTM535 确定会更薄，但是不知道会到什么程度，可以支持26GHz，28GHz和39GHz这几种已经其他国家已经批准的毫米波频谱。但是具体是哪些依然不知道。顺便一提，我国目前还没批准毫米波频谱。

总之，QTM535是一个存在于PPT上的东西，可能现在还没有最终完全确定。再结合高通对峰值速率的解释和台积电5nm的时间表考虑，虽然目前的X60特性看起来都不错，但是我们要用上X60可能还需要一段不短的时间。

 

X60是外挂的吗？

 

另外一个大家关心的地方，X60是不是外挂的？ 

这个问题目前不太清楚，也下不了结论。X60是否能外挂的核心问题是调制解调器中的毫米波部分可以做到多小，能不能足够小到目前商用SoC的芯片大小极限？说不定明年芯片样品出现的时候，真的可能全塞进去也未知。 

如果工艺依然做不到的话，骁龙875发布的时候高通出品一个中国特供版875，移除X60里的毫米波模块，强行把Sub 6G集成进SoC也可行，就像骁龙765G那样。

当然，华为未来为了欧洲和其它国家的毫米波市场，考虑在某个机型下不集成基带，而是外挂一个新Balong也有可能。 

未来可能性还是很多的，相信我们下次见到高通提及X60，产品会被完善很多。到时候就是完全不同的样子了。 

作者简介：崔原豪，北京邮电大学通信博士，芬兰阿尔托大学联合培养博士，知乎通信领域优秀回答者（知乎昵称“甜草莓”），知乎2018年度荣誉知友。通信很大，想和大家一起去看看。