5G正在如火如荼的采用中，Sub-6GHz(6GHz以下)和毫米波(mmWave)两个频段成为了5G调制解调器的更大支持领域。在过去的一年中，许多芯片制造商专注于使用机器学习(ML)和人工智能(AI)来提高5G性能，例如优化Sub-6GHz和毫米波的5G链路，使用自适应天线调谐，以及改善图像和视频处理。
5G移动网络更高的带宽、更低的延迟以及更高的可靠性，也推动了对更高性能更高效率的器件和模块的需求。这也更加强调了节能技术和设计以及简化实施的必要。
芯片制造商也在开发支持所有5G频段的高度集成的解决方案，这有助于简化实施，同时解决尺寸和成本问题。
以下是过去一年推出的应对这些挑战的十大5G SoC、模块和平台(按公司字母顺序排列)，应用包括智能手机、蜂窝基础设施、大规模天线阵列(mMIMO)基站和网联汽车。
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ADI 的 ADRV9040 RadioVerse SoC。(图片来源：ADI)
ADI设计了新的RadioVerse SoC系列，得益于具有扩展数字功能和RF容量的先进RF信号处理，得以开发具有更高性能的节能5G射频单元(RU)。这些器件针对全球4G和5G RU中的软件定义收发器。ADI表示，这种扩展的信号处理可以消除对FPGA的需求，从而减少发热封装以及总体系统尺寸、重量、功耗和成本。
这些SoC也是ADI RadioVerse生态系统的最新成员，利用其零中频(ZiF)射频架构，在功能集成和线性度方面都取得了重大进展。据称，ZiF架构可以简化射频滤波和信号链路元器件，降低不同频段和功率设计的RU成本和开发时间。
ADI表示，能效是运营商在扩大网络容量的同时减少碳足迹的一个关键指标，与其他替代产品相比，RadioVerse SoC系列功耗极低，并使用先进的算法来优化RU系统效率。
ADRV9040是新RadioVerse SoC系列中的第一款。它提供8个400MHz带宽的发送和接收通道，并集成了先进的数字信号处理功能，包括载波数字上变频器 (CDUC)、载波数字下变频器 (CDDC)、削峰(CFR) 和数字预失真(DPD)。
SoC的DPD算法是使用先进的ML技术开发的，并与主要的功率放大器(PA)供应商合作进行了优化。这些算法在4G和5G用例中进行了测试和验证，包括氮化镓(GaN)等各种PA技术类型。
联发科的天玑1050毫米波SoC。(图片来源：联发科)
在其天玑产品组合的基础上，联发科于今年早些时候推出了适用于5G智能手机的天玑1050 SoC。该SoC集成了两个速度达到2.5GHz的优质ARM Cortex-A78 CPU和最新的ARM Mali-G610图形引擎。
这款mmWave 5G芯片组使用毫米波和Sub-6GHz提供双重连接，并采用了台积电超高效的6nm生产工艺并且具有八核CPU。联发科表示，与LTE+mmWave聚合相比，天玑1050支持Sub-6GHz(FR1)频段上的3CC载波聚合和毫米波(FR2)频段上的4CC载波聚合，可以为智能手机提供高达53%的速度提升和更广的覆盖范围。
该公司表示，天玑1050还提供Wi-Fi优化以及联发科的 HyperEngine 5.0游戏技术，以确保与新标准三频(2.4GHz、5GHz和6GHz)的低延迟连接，从而延长游戏时间和增强性能。cHyperEngine 5.0优化了CPU和GPU的资源来提高游戏时的能效。
这款5G SoC支持高端UFS 3.1存储和LPDDR5内存，可实现超高速数据流。它还具有双HDR视频捕捉引擎，可以和前后摄像头同时进行流式传输，并具有“卓越”的暗光照片降噪功能，以及用于改进AI摄像头动作的联发科APU 550。其他功能包括Wi-Fi 6E支持、2×2 MIMO天线，以及对真5G双卡技术(5G SA(独立组网)+5G SA)和双重VoNR(新空口语音)技术的支持。
联发科的T830平台。(图片来源：联发科)
联发科最新增加的5G产品组合，针对5G固定无线接入(FWA)路由器和移动热点客户终端设备(CPE)而设计。T830平台具有带Sub-6GHz连接的集成式5G调制解调器、四核CPU、基于硬件的网络加速引擎，以及Wi-Fi 6/6E/7选项。
T830平台在Sub-6GHz网络上支持高达7Gb/s的5G速度，它包括一个主SoC，将3GPP R16标准的5G蜂窝调制解调器与四核ARM Cortex-A55 CPU以及Sub-6GHz RF收发器、GNSS接收器和电源管理系统(PMIC)集成在了一起。它还集成了一个带有显示驱动的3D GPU。
主SoC还包括了内置的网络处理单元(NPU)和Wi-Fi卸载引擎，可在不使用CPU的情况下，为5G蜂窝网络到以太网或Wi-Fi提供千兆级的路由速度。该公司表示，这提供了速度和能效的优势。
内置的联发科M80调制解调器支持用于Sub-6GHz频段操作的3GPP R16性能，并集成了联发科5G UltraSave技术，可在所有5G连接条件下实现较高的能源效率。蜂窝功能包括5G非独立组网(NSA)/ SA支持，以及Sub-6GHz四载波聚合(4CC-CA)和FDD/TDD混合双工支持。
该平台还可根据需求支持双5G SIM(DSDS)。外围连接包括3个PCI-Express根复合控制器、USB3.2、2个10GbE USXGMII接口，以及用于连接RJ11电话线的各种PCM/SPI接口。它还支持RDK-B、prplOS和OpenSync来满足一级运营商的开放操作系统框架规范。
恩智浦的5G mMIMO解决方案。(图片来源：恩智浦)
针对在基站设计中扩展的mMIMO系统，恩智浦新的BTS7202 RX前端模块(FEM)和BTS6403/6305预驱动器有助于提高5G通话质量和网络覆盖范围。
该公司表示，BTS7202 RX FEM和BTS6403/6305预驱动器具有更高的输出功率、更高的线性度和更低的噪声，从而提高了5G通话质量和网络覆盖范围。同时，恩智浦表示，基于恩智浦硅锗(SiGe)工艺的大功率BTS7202和BTS6403/6305 5G解决方案还提供“适度”的电流消耗，可以降低移动网络运营商(MNO)的运营成本。
用于5G基站的BTS7202和BTS6403/6305补充了恩智浦针对32T32R的射频PA解决方案。“移动网络运营商越来越多地利用32T32R解决方案来提高人口密度较低的城市和郊区的mMIMO覆盖范围。”恩智浦公司表示，“利用32T32R解决方案，需要使用更大功率的器件来提高每个通道的功率水平，以便实现确保5G信号稳固覆盖所需的总功率。”
恩智浦最近推出了用于32T32R有源天线系统的全新射频功率晶体管系列，采用了其最新的GaN技术。据报道，新的32T32R分立式解决方案能以相同封装提供两倍于64T64R解决方案的功率，从而实现更小、更轻的5G射频设备。
双接收器BTS7202 RX FEM具有两个独立的接收通道，每个通道都带有一个低噪声放大器和一个能够承受高达20W功率的射频开关。其他关键参数包括3.3–4.2GHz的工作频率范围，每个通道500mW的功耗，0.95dBm(10.5dB PAPR)的典型噪声系数，以及50Ω匹配电阻。BTS7202U采用HVQFN40封装，尺寸为6×6×0.85mm。
BTS6403/6305预驱动器具有快速开关功能以支持TDD系统。主要参数包括2.4–4.2GHz的频率范围、5V单电源、68mA(BTS6403)和80mA(BTS6305)的静态电流。恩智浦表示，BTS6305还集成了一个巴伦(Balun)以降低成本。预驱动器采用3×3×0.85mm 16端子HVQFN封装。
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