5G手機發(fā)展白皮書

總述

5G手機是指支持第五代移動通信制式的智能手機。

根據(jù)ITU已經(jīng)發(fā)布的5G的關鍵能力指標，其中對比4G的主要提高如下：相較于4G，在傳輸速率方面，5G峰值速率為10～20Gbps，提升了10～20倍，用戶體驗速率將達到0.1Gbps～1Gbps，提升了10～100倍。

因此，5G技術背景下，用戶使用手機將從速度上直接感受到5G技術與4G技術的不同，而這種提速也將使用戶在工作、娛樂、社交等多方面更具效率、便捷性。

但歸根結底，5G的各種應用體驗，都有賴于終端展現(xiàn)，沒有適配的終端，就沒有5G，沒有5G終端的普及，就不會有5G的普及，因此，5G終端的設計及產(chǎn)業(yè)鏈成型，關乎5G成敗。

5G終端有多種類型，包括CPE、手機、AR/VR、筆記本電腦、平板、無人機、智能監(jiān)控設備（交通）車載終端、機器人、醫(yī)療設備、工業(yè)制造及檢測設備等，本報告主要針對5G手機，聚焦5G手機的設計及產(chǎn)業(yè)鏈。

毫無疑問，目前5G無論是在技術、標準、產(chǎn)業(yè)生態(tài)還是網(wǎng)絡部署等方面都取得了階段性的成果，作為5G落地中消費者最關心的最后一環(huán)，5G手機的全新設計，正成為業(yè)界矚目的焦點。

隨著5G腳步愈來愈近，截至2019年4月底，已經(jīng)有包括OPPO、華為、vivo、小米、中興、聯(lián)想、三星、一加等諸多終端廠商發(fā)布了5G原型機（見表1）。中國聯(lián)通5G測試手機全部到位并已公布首批5G手機價格。可以肯定的是兩年后，5G手機將成為市場的絕對主角。

5G手機，正一觸即發(fā)。本報告將圍繞5G手機面臨的技術挑戰(zhàn)和設計獨特性，解構5G手機的發(fā)展路徑和背后產(chǎn)業(yè)鏈。

5G手機設計及產(chǎn)業(yè)鏈

5G手機設計具有一般手機設計的通用性，但由于5G是全新的通信技術，面臨新的適配問題和技術特征，本部分將從芯片、天線、材質、攝像頭、電池和其他等多方面解析5G手機設計關鍵及背后的產(chǎn)業(yè)鏈。

（一）5G芯片

標準未定，芯片先行，只有一顆5G的芯片，才能根本定性5G手機身份。因此5G芯片是5G手機設計最關鍵一環(huán)。

1.5G芯片的要求

（1）頻段

實際上，芯片的設計要充分考慮基于5G頻段的劃分，目前業(yè)界公認的兩組5G頻率，其一是Sub 6GHz，頻率在6GHz以下，在國內(nèi)5G的建設中，已經(jīng)確認將首先使用這一頻段。同時這也是5G初期最基礎的頻段。其二是毫米波，這是5G成熟期的主要運營頻段，優(yōu)點是傳輸帶寬極大，但缺點是覆蓋范圍很小，穿透障礙物的能力很弱，因此需要更專業(yè)的天線調(diào)諧。

（2）組網(wǎng)形式

5G的組網(wǎng)有NSA（非獨立組網(wǎng)）和SA（獨立組網(wǎng)）兩種形式，NSA簡單來說就是可以與4G網(wǎng)絡混合組網(wǎng)，對運營商而言在核心網(wǎng)方面可以共用，建網(wǎng)相對容易。而SA則是終極演進方向，5G組網(wǎng)自成一體，與4G完全分開。目前，3GPP R15 NSA和R15 SA都已凍結。

5G手機對相關芯片也會提出新的要求。5G基帶芯片需要采用多模設計，不僅要兼容2G、3G、4G，還要支持5G。這意味著5G手機需要不停地尋址，采取不同的模式，但是不同技術標準是不一樣的，情況更為復雜，對芯片算力要求更高，28nm工藝芯片可能滿足不了5G手機的要求，需要7nm、10nm、12nm工藝。

2.5G芯片進程

芯片和終端產(chǎn)品都需要一年到幾年不等的開發(fā)周期，如果等5G頻段確定后再進行產(chǎn)品的研發(fā)顯然難以在5G市場獲得競爭優(yōu)勢。因此我們看到即便需要面對標準未定帶來的諸多挑戰(zhàn)，產(chǎn)業(yè)鏈各方早已積極投入5G研發(fā)。

在當前階段，已經(jīng)發(fā)布或已有消息即將發(fā)布的5G基帶芯片共有7款，分屬于高通、海思、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳、英特爾和三星這幾大產(chǎn)業(yè)鏈上核心廠商，見表2。

（1）高通

高通是3G/4G時代毫無疑問的芯片大鱷，5G時代，雖然遭遇華為和英特爾來自核心專利方面的擠壓，但穩(wěn)固的商業(yè)模式和標準專利讓其仍舊是不可或缺的重要玩家。除了在標準上的諸多貢獻，高通憑借與中國市場手機市場的良好合作，仍舊不斷蠶食終端側份額已經(jīng)是不爭的事實。

目前業(yè)界使用最廣的一款5G基帶驍龍X50便出自高通之手，與高通驍龍855處理器的搭配讓2019年大部分的5G手機將基于上述組合研發(fā)，目前已經(jīng)確認的手機有小米MIX3 5G版、三星S10 5G版、一加7、索尼Xperia 5G、LG V50 5G等。高通驍龍X50的最大優(yōu)點是目前應用陣營強大，但其為單模單芯片，只支持5G NSA，不支持5G SA，不能向下兼容2G/3G/4G網(wǎng)絡，且毫米波頻段缺少26GHz的支持。

不過，外行看熱鬧，內(nèi)行看門道。深諳游戲規(guī)則的高通在MWC 2019上宣布其全球首款集成5G基帶的驍龍移動平臺芯片將在2020年上半年商用。高通這一宣布表明，已經(jīng)先人一步集成5G芯片。更說明2020年之前上市的5G手機大多都是采用“捆綁式”5G芯片，而此前無論3G還是4G手機都采用集成式芯片。

隨著高通驍龍X55的官宣，高通目前最成熟的5G基帶宣布完成，也不再像X50那樣必須搭配驍龍855處理器才能使用，其兼容性表現(xiàn)更好。同時在技術上支持Sub 6 GHz和毫米波以及NSA/SA標準。

（2）英特爾

或許是因為競爭對手的進展給英特爾帶來了太大的壓力，2018年11月，英特爾發(fā)布XMM 8160 5G調(diào)制解調(diào)器，英特爾稱其加速了該款調(diào)制解調(diào)器的進度，將發(fā)布日期提前了半年以上。不過就在2019年4月17日，失去蘋果這一大客戶的英特爾宣布停止5G芯片基帶研發(fā)工作，英特爾已正式退出5G手機戰(zhàn)局。

（3）華為海思

華為巴龍5000則是目前性能表現(xiàn)最全面的商用5G基帶芯片之一，Sub-6 GHz、mmWave和NSA、SA一并支持，而且也符合3GPP Release 15標準。在MWC 2019上，華為采用Balong 5000+麒麟980的組合推出首款5G手機華為MateX，并將在年內(nèi)進行銷售。

（4）紫光展銳

紫光展銳馬卡魯春藤510也是在MWC2019上發(fā)布的基帶芯片之一，面向中端產(chǎn)品，它采用臺積電12nm制程工藝，支持多項5G關鍵技術，可實現(xiàn)2G/3G/4G/5G多種通信模式，符合最新的3GPP R15標準規(guī)范，支持Sub-6GHz頻段及100MHz帶寬，是一款高集成度、高性能、低功耗的5G基帶芯片。主要針對智能手機、CPE、Mi-Fi設備和物聯(lián)網(wǎng)領域。當然基于工藝限制，其12nm制程工藝相比競品稍顯不足。

（5）聯(lián)發(fā)科

另一玩家聯(lián)發(fā)科也于近日揭曉其首款5G基帶芯片Helio M70，這款基帶芯片依照3GPP Rel-15 5G新空口標準設計，包括支持SA和NSA網(wǎng)絡架構、 Sub 6GHz 頻段、高功率終端（HPUE）及其他5G關鍵技術，聯(lián)發(fā)科計劃在2019年開始出貨Helio M70。

（6）三星

作為為數(shù)不多的同時擁有手機品牌和基帶芯片的廠商，三星也推出適用于5G NR release-15的5G調(diào)制解調(diào)器Exynos 5100，速率方面，Exynos調(diào)制解調(diào)器5100支持在5G通信環(huán)境6GHz以下的低頻段內(nèi)實現(xiàn)最高2Gbps的下載速度，比4G產(chǎn)品快1.7倍;在高頻段環(huán)境下也同樣支持5倍速的下載速度，最高達6Gbps。

3.破解“捆綁式”5G芯片勢在必行

雖然各家基帶芯片看似蓄勢待發(fā)，但行至此刻，5G標準未定還是讓整個產(chǎn)業(yè)面臨亟需破局時刻，即如何破解“捆綁式”5G芯片。

上文曾提及，高通提供的驍龍X50是單一的5G基帶芯片（單模），只支持5G網(wǎng)絡，需要外掛在一個4G/3G/2G全網(wǎng)通基帶芯片（如驍龍845上的驍龍X20基帶芯片）上才能正常使用。相比4G手機，采用高通驍龍X50芯片的5G手機必然會面臨信號切換慢和能耗大等問題。

華為發(fā)布的Mate X折疊屏手機采用的也是捆綁式5G芯片，不過麒麟980處理器捆綁的巴龍5000是業(yè)界首款7nm 5G單芯多模終端芯片，已經(jīng)把2G/3G/4G/5G集成到了一塊芯片上。

雖然高通已經(jīng)宣布全球發(fā)布第二代5G基帶芯片X55，也采用7納米單芯片，支持5G和4G網(wǎng)絡。但其供貨時間的戰(zhàn)線正在延長，“解綁”芯片的戰(zhàn)役仍在繼續(xù)。

有分析認為，之所以目前的5G基帶芯片并未完全整合，并非廠商能力不足，而是廠商考慮到5G最終的標準還未完全落地，頻譜的分配方案和5G牌照的相關發(fā)放工作還在梳理，運營商的組網(wǎng)方式也在測試過程中，這時如果完全押寶一種方案，則存在的風險無法評估。

在這種情況下，手機廠商采用捆綁式5G芯片可以理解。采用捆綁式芯片，廠商能迅速實現(xiàn)5G網(wǎng)絡通信，見效最快、一針見血。同時一兩年內(nèi)還是以4G為主，所以5G外掛4G是當下最合理的選擇。此外，5G手機的特點是多天線，干擾情況復雜，折中方案就是選擇外掛5G芯片，同時對于成本的降低也能做到最優(yōu)。

（二）5G手機天線

5G天線是5G手機收發(fā)裝置，因為5G天線特征，使得5G手機的天線收發(fā)設計成為5G手機的另一個主要環(huán)節(jié)。

1.5G低頻天線：累加而不是替代

在5G時代，由于頻段的客觀現(xiàn)狀，天線的適配正朝sub 6GHz和毫米波天線兩個方向發(fā)展，天線從2G/3G/4G到5G，是純粹的增量。5G手機中，此前4G/3G的功能都會同時存在，以前的天線也都會存在，因此對于天線而言，通信技術的升級，對于不同制式的天線是累加而不是替代。

為了提高傳輸速率，sub-6G將采用MIMO天線并且增大MIMO天線的數(shù)量，比如8x8MIMO、16x16MIMO等。

2.5G毫米波天線：擺放更復雜

而5G毫米波天線的分布則會復雜很多，業(yè)界將采用陣列天線，在天線制作原理以及加工工藝上與傳統(tǒng)天線都有很大的不同。

5G毫米波由于頻率高，傳輸距離短，只能通過陣列天線以及波束成型來增加天線的增益，以克服在空氣中傳輸距離短的問題，因此5G天線由原來4G的全向天線變?yōu)榱硕ㄏ蛱炀€。

波束成形模塊只提高了毫米波的傳輸能力，但沒有解決信號受到阻礙物衰減過快的問題，目前主要有兩種解決方案：一是利用數(shù)字相移器與衰減器的算法，來控制波束追蹤手機用戶，以維持訊號的穩(wěn)定度;二是增加波束成形模塊的數(shù)量，以達到通信無死角的設計方案。

毫米波天線需要新的加工工藝，可分為線陣、方陣。天線尺寸跟工作頻率成反比，毫米波的頻率變高，天線尺寸變小，簡單的加工形式精度不夠，還得借助于其他的加工形式，如高通毫米波天線模塊采用的LTCC工藝。

3.產(chǎn)業(yè)鏈上下受益

天線模組廠商也受益于5G時代。

高通于2018年最新發(fā)布的5G毫米波天線模組（QTM525），同時支持6 GHz以下5G和LTE的全新單芯片14納米射頻收發(fā)器，以及6GHz以下射頻前端模組，提供面向全部主要頻譜頻段的新一代從調(diào)制解調(diào)器到天線的完整解決方案。

經(jīng)過多年的投入，天線隱形冠軍廠商碩貝德也在5G射頻前端模組方面實現(xiàn)產(chǎn)品突破，已實現(xiàn)了從24GHz到43GHz全頻段覆蓋的技術突破。碩貝德開發(fā)的24GHz到43GHz全頻段覆蓋的射頻前端模組產(chǎn)品于2018年6月IEEE舉辦的IMS上成功展出。隨著5G手機放量，碩貝德的天線產(chǎn)品有望逐步推廣，打開成長新空間。

反觀碩貝德的“老對手”信維通信則5G前景受限， 5G的業(yè)績紅利釋放期還有數(shù)年，而當下智能手機紅利結束，對于電子制造業(yè)影響十分明顯，為此信維通信雖然極力強調(diào)5G血統(tǒng)，卻在實際業(yè)務中進行泛射頻領域的橫向布局，加強在汽車電子領域業(yè)務的開展，也是其5G前“青黃不接”的無奈舉措。

此外，國內(nèi)外廠商立訊精密和Murata等廠商不斷加入戰(zhàn)局搶占份額，也將引起市場的多重變化。此外，在天線設備對應的射頻芯片方面，巨頭Qorvo、Skyworks將繼續(xù)領跑。

不過需要注意的是，上述提及的天線供應商提供的并不是一體化的完整解決方案，手機廠商往往需要根據(jù)自身處理器類型等特點，進行手機構造設計和性能適配。而這項軟硬件的設計研發(fā)工作比4G時代要復雜得多，對智能手機廠商的研設計和量產(chǎn)都提出了新挑戰(zhàn)。

由于手機內(nèi)部天線數(shù)量、射頻開個器件數(shù)量都要大幅增加，如何擺放設計才能保證信號良好、散熱正常是第一難題;其次，在滿足上述基本條件的同時保持手機的纖薄化是困擾手機廠商的第二大問題。

有業(yè)內(nèi)專家分析稱，外界都誤認為手機廠商只是組裝，實際上，隨著近幾年技術更新周期的不斷縮短，產(chǎn)品技術迭代的速度非常驚人，從芯片到整機，手機廠商要做的工作比想象中要更多。

（三）5G手機材料

散熱和電磁屏蔽是手機設計的基礎性環(huán)節(jié)，5G手機以其更高的運算動力和高頻多模特性，導致散熱和電磁屏蔽面臨新的挑戰(zhàn)。

1.主流散熱技術需升級，新材料開發(fā)成難點

因為智能手機設計對輕薄的過度追求，內(nèi)部空間其實非常狹小，本身散熱難度已經(jīng)較高。而5G手機使用時，高功耗芯片也必然會帶來大的發(fā)熱量，在不能從芯片層面解決問題的現(xiàn)狀下，只能寄望于散熱材料。

目前智能手機上采用的散熱技術主要包括石墨稀熱輻射貼片散熱、金屬背板散熱、導熱凝膠散熱以及導熱銅管散熱。

石墨烯熱輻射貼片是一種超薄散熱材料，由于具有輕量化優(yōu)勢，在現(xiàn)行散熱方案中也不會增加終端產(chǎn)品重量，石墨烯熱輻射貼片質地柔軟，有著極佳的加工性及使用性，本身亦不會產(chǎn)生額外的電磁波干擾，可有效地降低發(fā)熱源的熱密度，實現(xiàn)大面積快速傳熱、大面積散熱，并可消除單點高溫的現(xiàn)象，更符合5G手機的散熱要求。

金屬背板散熱是在使用石墨散熱膜的基礎上，在金屬外殼的內(nèi)部也設計一層金屬導熱板，它可以將石墨導出的熱量直接通過這層金屬導熱板傳遞至金屬機身的各個角落，這樣一來密閉空間中的熱量便能迅速擴散并消失。若非在材料輕薄性方面取得突破性進展，面對5G手機散熱需求優(yōu)勢較弱。

導熱凝膠散熱與電腦將散熱硅脂涂抹在處理器上方式類似，可以使熱量能夠被迅速吸收并傳遞出去，加快散熱進程。在手機層面，則對于相關材料有更高要求，應于于5G手機上，材料升級不可或缺。

熱管散熱則是將充滿液體的導熱銅管頂點覆蓋在手機處理器上，處理器運算產(chǎn)生熱量時，熱管中的液體就吸收熱量氣化，這些氣體會通過熱管到達手機頂端的散熱區(qū)域降溫凝結后再次回到處理器部分，周而復始從而進行有效散熱。不過，這種技術多用于不過分追求輕薄設計的游戲手機。

從以上四種散熱技術特點以及智能手機整體設計趨勢來看，適用于5G手機的散熱方案將向著超薄、高效的方向發(fā)展。如此來看，石墨烯熱輻射材料以及陶瓷等新品類導熱材料更符合5G手機的散熱需求（見表3），不過仍須有進一步的技術升級。

另外，全新的高性能導熱材料也是發(fā)展方向之一。以小米等手機廠商為例，開始將陶瓷材料進行部分實驗性應用。

供應鏈層面，有Laied、Choemerics、Bergquist、Graf Tech、碳元科技、中石科技、飛榮達等國內(nèi)外企業(yè)。隨著國內(nèi)供應鏈廠商技術不斷升級，5G手機時代有望長期綁定國內(nèi)手機廠商。

2.電磁屏蔽，材料升級是重點

5G時代由于高頻、高速的通信需求，對智能手機內(nèi)部的電磁屏蔽也有了新的要求。

同時，由于5G增加多個新頻段，并與3G、4G的頻段相兼容，在電磁方面的串擾也會比較嚴重;毫米波級別的傳播也對電磁屏蔽要求更高。因此，需要在電磁屏蔽材料方面進行大幅升級。

資料顯示，電磁屏蔽器件是在電磁屏蔽材料的基礎上進行二次開發(fā)，所需的材料必須具有良好的導電性，而按照材料的制備工藝劃分，電磁屏蔽材料主要包括三大類。

一是金屬類，如鈹銅、不銹鋼等;二是填充類，是在不導電的基材中添加一定比例的導電填料從而使得材料導電，基材可采用硅膠、塑料等材料，導電填料可以是金屬片、金屬粉末、金屬纖維或金屬化纖維等;三是表面敷層和導電涂料類，對基材進行電鍍，如導電布等。

供應鏈層面，電磁屏蔽目前已經(jīng)有著較為穩(wěn)定的市場格局，材料主要由Laied、3M、Nolato等國外知名廠商壟斷。不過，在巨大市場需求的推動下，我國長盈精、中石科技、飛榮達等不斷自主研發(fā)，已經(jīng)逐漸具備生產(chǎn)中高端電磁屏蔽材料和器件方面的能力。

分析指出，目前廣泛應用的電磁屏蔽器件主要包括導電塑料器件、導電硅膠、金屬屏蔽器件、導電布襯墊、吸波器件等，而屏蔽材料主要是金屬類和填充類。隨著5G手機的到來，電磁屏蔽材料將向屏蔽效能更高、屏蔽頻率更寬、綜合性能更優(yōu)良的方向升級，新材料將在電磁屏蔽的創(chuàng)新應用中得到更多發(fā)展。諸如壓合覆蓋膜、電磁屏蔽膜，將成為解決電磁屏蔽問題的重要可選方案。

也有分析認為，可以將板級屏蔽罩與散熱產(chǎn)品加以融合，或將結構金屬屏蔽和各種吸波材料相結合，抑或組合不同種類的泡棉織物，利用一款集成解決方案，在設計和性能層面解決產(chǎn)業(yè)升級帶來的電磁屏蔽難題。

（四）5G手機攝影

影像視頻是5G的“殺手”應用，5G手機也會深度融合部分虛擬現(xiàn)實、生物識別等高端影像技術，這將對手機相機提出更高級別的要求。

1.硬件升級是硬道理

硬件基礎始終是手機相機的核心，對于5G手機來說，在鏡頭、CMOS等上無疑有了更高要求。

例如，華為最新旗艦華為P30 Pro，配備徠卡四攝像頭，4000萬像素超感光鏡頭（F1.6/OIS/27mm索尼IMX650）+800萬像素變焦鏡頭（125mm/10倍無損/50倍數(shù)碼變焦/OIS/5倍光變）+120°2000萬像素廣角鏡頭及一顆ToF 3D深感鏡頭，更擁有5倍光學變焦、10倍混合變焦及50倍數(shù)碼變焦能力。可以說，華為P30 Pro讓5G手機相機在硬件上向前走了一大步。

值得注意的是，除了CMOS、像素、光圈，智能手機廠商的比拼已經(jīng)逐漸過渡到拼攝像頭個數(shù)的階段，三攝、四攝不是盡頭，五攝機甚至已經(jīng)在5G前夜進入手機市場。

相機是未來人機交互的重要入口，而從鏡頭的發(fā)展趨勢來看，多攝像頭帶來的拍攝體驗升級，亦是對5G手機拍照的預演。不過需要注意的是，攝像頭個數(shù)的增加，給光學防抖技術的應用帶來了更加嚴峻的挑戰(zhàn)。屆時，雙光學防抖是否擴大商用范圍，三光學防抖能否嶄露頭角，都值得期待。

2.深度交互是趨勢

交互可以說是5G手機最重要的能力之一，尤其是前置攝像頭與系統(tǒng)、APP等的結合體驗。目前以結構光方案和TOF方案為主。

采用結構光方案的產(chǎn)品，最具代表性機型就是蘋果的Face ID，采用偽隨機散斑，核心技術由蘋果公司收購的PrimeSense公司提供。不過，蘋果的結構光軟硬件方案技術壁壘非常高，處于壟斷地位，除蘋果外的第三方供應鏈目前精度還相差甚遠。

而TOF方案相對簡單，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展得比較成熟（見表6），如 LG Innotek、Sunny optics、O-Film等一線模組廠都能夠提供高質量模組。它既不需要發(fā)射器和接收器之間保持一定的基線，又可以通過發(fā)射功率控制使用范圍，非常適用距離較近的前置三維人臉應用，也可以在距離較遠的三維場景掃描、增強現(xiàn)實等領域使用，應用場景很豐富，很可能會成為5G手機深度相機發(fā)展的主流趨勢。

同時，多功能攝像頭技術和其他圖像技術不斷融合，結合多攝像頭與深度相機，暗光拍攝、逆光拍照、美顏、人像打光、HDR（高動態(tài)范圍）等功能將在5G手機上得到進一步進化。

（五）5G手機電池

高功耗是目前5G手機設計中難以避免的困窘，如此一來，電池續(xù)航方面的問題就會更加凸顯。

1.材料突破瓶頸難除

鋰電池最早于1991年商用，之后成為電子設備的標配。從功能手機時代到智能手機時代，鋰電池的地位一直穩(wěn)固，而5G手機時代將近，鋰電池或仍擔重任。

不過，新材料、新技術仍然是手機電池產(chǎn)業(yè)的重要探索方向。

以石墨烯材料為例，有著高導電性、高導熱性、高比表面積、高強度和剛度等諸多優(yōu)良特性，在儲能、光電器件、化學催化等諸多領域已經(jīng)獲得了廣泛的應用，也是目前高性能電池突破的關鍵性材料。

有分析師認為，目前石墨烯在鋰電池方面的研究方向主要有兩個。一是在傳統(tǒng)鋰電池上進行應用，目的是改進、提升鋰電池的性能，這類電池不會產(chǎn)生顛覆性的影響。二是依據(jù)石墨烯制造一個新體系的電池，它是一個嶄新系列的，在性能上是顛覆性的，可以將其稱為“超級電池”。

目前，中日韓美均有眾多企業(yè)選擇在石墨烯電池上進行技術攻關（見表7），也印證了石墨烯電池將是未來電池產(chǎn)業(yè)上的制高點。無論是哪家成功將石墨烯材質電池投入量產(chǎn)并且封鎖相關專利，這都會給產(chǎn)業(yè)鏈上下游造成相關的專利壁壘，同時會給企業(yè)營收和全球地位提升帶來巨大的幫助。

但是，也有業(yè)內(nèi)人士指出，石墨烯表面特性受化學狀態(tài)影響巨大，批次穩(wěn)定性、循環(huán)壽命等問題也比較突出。目前，因為量產(chǎn)和成本問題，石墨烯電池無法在短期內(nèi)徹底取代鋰電池，所以也只能從技術上對鋰電池進行補充完善。

2.快充技術補材料短板

既然電池材料難以突破，只能從技術層面進行補充，從縮短充電時間上進行努力。這是目前手機廠商采用的方案，也將適用于5G手機。

國內(nèi)手機廠商，如華為、榮耀、小米、vivo、OPPO等都獨家研發(fā)的快充技術，沒有單獨研發(fā)快充技術的廠商也都因使用高通芯片，采用了最新的Quick Charge 4.0快充技術。

OPPO在國內(nèi)算是研究快充技術比較早的廠商之一，OPPO R17 Pro上配備的SuperVOOC超級閃充技術，最高充電功率能夠接近50W，35分鐘即可充滿;vivo子品牌IQOO手機，44W超級閃充只需45分鐘即可充滿;華為和榮耀采用的則是同樣的閃充技術，充電功率達到40W。最新的華為Mate X 5G手機則支持55W新一代華為超級快充，充入85%的電量僅需30分鐘。小米9的27W快充似乎優(yōu)勢并不明顯，不過它還支持最高20W功率的無線閃充。另外，小米官方曝光的“小米Super Charge Turbo”快充技術，充電功率高達100W（見表8）。

有線快充、無線快充甚至反向充電技術的加入，可以說在一定程度上補足了電池續(xù)航引起的用戶體驗降低。但是，隨著5G手機的真正到來，快速充電技術能否真正滿足需求還不得而知，諸如石墨烯這樣的新材料電池或許才是出路。

（六）其他

除了以上設計要點將從根本重構5G手機外，操作系統(tǒng)融合AI也將是5G時代的大勢所趨。

5G手機操作系統(tǒng)可能會產(chǎn)生改變。支持手表、手機、PC 到智能家居IoT全平臺的系統(tǒng)將是重要的演進方向。

而4G主要針對人機互動，5G更多的應用場景是物物相連。5G物聯(lián)網(wǎng)應用場景非常豐富，各種設備的大小、配置和規(guī)格等都不一樣，廠商不會為每一個設備開發(fā)一套操作系統(tǒng)，而微內(nèi)核操作系統(tǒng)有利于打造一個統(tǒng)一的生態(tài)。

1.操作系統(tǒng)

據(jù)悉，谷歌正在開發(fā)微內(nèi)核操作系統(tǒng)Fuchsia，該系統(tǒng)是一個專為PC、平板電腦及高端手機所開發(fā)的一套完整的操作系統(tǒng)。而近日OPPO發(fā)布的ColorOS 6.0更印證了這一觀點，OPPO目前主打的Breeno語音系統(tǒng)，可以打破手機與萬物的交互壁壘，為用戶帶來智能暢捷的智慧生活體驗，Breeno支持多個品牌的智能家居設備，在萬物互聯(lián)上帶來更多可能。

在5G啟幕后，智能技術將繼續(xù)取得突破性發(fā)展，同時賦能IoT，IoT整個行業(yè)會呈現(xiàn)出更快的增長趨勢。這不僅是智能終端的發(fā)展藍海，更是終端系統(tǒng)進一步擴大版圖的契機。小到臺燈、音箱，大到冰箱、電視、汽車等，都將成為iOS、安卓或者自主操作系統(tǒng)的安身立命所在。

全新的操作系統(tǒng)想要更貼合5G所引領的智能大趨勢，必須打造一個自主、開放、賦能的生態(tài)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以廣泛應用于智能家居、可穿戴、車載等多種終端場景，并優(yōu)化人們與設備之間的溝通。

2.AI應用

同時，交互也是5G手機在AI技術上的最直觀應用，將體現(xiàn)在語音助手以及系統(tǒng)融合上。

目前，手機廠商在打造UI系統(tǒng)時已經(jīng)開始著重研發(fā)人工智能的功能，比如進行深度學習，從而多方位優(yōu)化資源配置、智慧節(jié)電、智能預加載常用應用等，讓系統(tǒng)運行得更加流暢。

語音助手方面，蘋果的Siri、三星的Bixby，小米的小愛同學等，都能夠通過簡單的語言交流實現(xiàn)部分操作。甚至這些智能助手，還可以從各種應用程序中抓取最相關的信息，識別網(wǎng)頁、聊天等其他界面上的文字和圖片并展現(xiàn)相應垂直類卡片。

5G和AI的不斷融合，勢必推動智能機邁向智慧機的歷史性轉變。

5G手機的發(fā)展

1.5G手機在變革中創(chuàng)新

毫無疑問，5G手機正在帶來手機的全新變革，改變手機設計的諸多模式。

在芯片方面，捆綁式5G芯片僅是權宜之計，未來基帶芯片集成到SoC上還是大趨勢;配套的天線環(huán)節(jié)，5G手機天線個數(shù)面臨增加而不是替代，毫米波天線擺放則更復雜，需要考慮功耗和纖薄化問題;而5G手機主流散熱技術則需升級，電磁屏蔽新材料需開發(fā);此外，5G時代更多考慮攝像，而且是超高清視頻;在5G手機電池這一環(huán)節(jié)，材料瓶頸難除，快充技術將補材料短板;最后需要指出的是，5G融合AI將成為今后重要的趨勢。

隨著5G手機設計的創(chuàng)新，也將催生新的產(chǎn)業(yè)鏈和配套格局。5G芯片、天線、攝像頭、AI、電池等關鍵環(huán)節(jié)，正準備就緒，變局正來。

2.5G手機市場規(guī)模

根據(jù)預測，到2025年，5G相關的產(chǎn)品和服務的市場規(guī)模將達到15萬億美元。中國擁有5G基站數(shù)650萬，用戶數(shù)3億個，用戶覆蓋率達58%。

而5G換機高峰期將出現(xiàn)在2020-2023年，屆時手機出貨量將恢復增長。預計國內(nèi)5G用戶滲透率將從10%提升到60%左右，5G換機潮將帶動國內(nèi)智能手機出貨量恢復增長。

Gartner指出，到了2020年，5G手機的年銷量將會達到6500萬部，屆時產(chǎn)業(yè)鏈滲透率將突破100%，5G將成為通信市場的主導技術環(huán)節(jié)。（見表9）。

據(jù)Counterpoint數(shù)據(jù)，國產(chǎn)手機四大品牌華為、小米、OPPO以及vivo皆位居世界前六，其在國內(nèi)共占據(jù)約八成市場份額，而在世界范圍內(nèi)市占率為37%，目前國產(chǎn)手機成為國內(nèi)乃至全球的重要主導力量。因此多維度綜合看來，在4G到5G的升級迭代上，中國廠商將成5G手機主要玩家。

3.5G手機價格

首批5G手機將于2019年6月發(fā)布，價格將超過10000元，首批發(fā)布5G手機的品牌將有9家，分別是華為、OPPO、vivo、小米、一加、中興、努比亞、聯(lián)想和三星。

隨著用戶補貼等措施的推進，2020年初價格將回落至5000～6000元。到2020年9月，蘋果將發(fā)布5G手機加入戰(zhàn)局，5G手機價格繼續(xù)回落。

千元5G手機將是5G普及的重要環(huán)節(jié)，預計2022年5G千元手機將在市場中出現(xiàn)。

4.5G手機格局

5G時代初期，廠商格局不會劇變。5G時代多樣化的應用場景，將成為手機廠商贏得未來戰(zhàn)爭的關鍵。手機廠商正通過持續(xù)的技術研發(fā)，搶灘登陸5G。

2019年1月，OPPO宣布成立新興移動終端事業(yè)部，專門負責5G+時代的關鍵布局。

一加已經(jīng)與游戲開發(fā)商合作，進行5G云游戲的探索與開發(fā)，希望將3A游戲體驗帶到5G時代的手機端。

華為不但在通信市場布局5G，終端、芯片市場亦是主要玩家，并自研石墨烯散熱技術。

vivo將繼續(xù)延續(xù)5G概念機型APEX 2019的零感散熱-液冷均熱技術等，解決5G手機關鍵部件的散熱難題。

榮耀的智慧生命體YOYO可以自我學習，在5G時代AI能夠進化出更強大的能力。vivo的Jovi助手也在嘗試AI服務。

值得一提的是，4G時代逐漸落后的中興和聯(lián)想手機也是首批發(fā)布5G手機的廠商，憑借定制路線和5G這一換機潮，正在吹響反擊號角。

這場登陸戰(zhàn)中，處境較為尷尬的是小米。除了依賴高通芯片的5G手機以外，小米在5G場景相關技術和生態(tài)布局中，作為有限。小米在這場持久戰(zhàn)中能夠拿出的“底牌”，不是技術競爭力，而是“死磕性價比”。

辯證地說，所有的挑戰(zhàn)中，都蘊含著巨大的機遇。2018年，已經(jīng)見證了太多的手機品牌出局。2019年，5G時代的開端，華為、OPPO、vivo和小米的競爭仍在繼續(xù)。

5G時代的到來對手機市場來說是一個新的機遇，一方面它為萬物互聯(lián)、萬物智能提供了技術基礎，將開啟萬物互聯(lián)之門;另一方面，5G可以改變?nèi)藗兊男袨榉绞郊笆謾C設計的形態(tài)，并充實手機終端上下游產(chǎn)業(yè)鏈，一個嶄新的5G終端時代正在到來。