第一部移動(dòng)電話(huà)誕生至今已有將近40年的時(shí)間，但直至移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò )從模擬信號全面轉為數字信號，手機才逐步與互聯(lián)網(wǎng)連在了一起。到今天，使用智能手機瀏覽資訊、視頻通話(huà)、玩網(wǎng)絡(luò )游戲和觀(guān)看視頻不僅成為日常，也成為了人們的生活和工作方式的一部分，并催生了不少的新興行業(yè)。這些都離不開(kāi)手機內部的調制解調器的功勞。
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什么是調制解調器
調制解調器英文名稱(chēng)是Modem，國內也被戲稱(chēng)為貓，對于從千禧年走過(guò)來(lái)的老網(wǎng)民來(lái)說(shuō)是個(gè)無(wú)比熟悉的字眼，它的作用就是把模擬型號和數字信號進(jìn)行相互轉換，使得計算機之間實(shí)現了互聯(lián)通訊功能。調制解調器在手機和通訊網(wǎng)絡(luò )間建立起一條邏輯通道來(lái)傳送聯(lián)網(wǎng)數據和調整通訊模式，從而實(shí)現通話(huà)、短信息和上網(wǎng)等功能。下圖是手機的基本工作流程。
早年的模擬信號通訊模式被稱(chēng)為1G，到了2G時(shí)代數字傳輸技術(shù)成為了核心，借助GPRS數據數據處理技術(shù)，部分手機開(kāi)始具備簡(jiǎn)單的訪(fǎng)問(wèn)WAP網(wǎng)站的能力。直至智能手機的興起，調制解調器配合高性能的CPU，手機終于實(shí)現了即時(shí)通訊和暢游互聯(lián)網(wǎng)的能力。到后來(lái)的3G、4G和今天5G，手機調制解調器始終扮演著(zhù)重要的角色。
調制解調器和基帶的關(guān)系
盡管從功能上說(shuō)調制解調器是一個(gè)獨立的設備，但在高度集成化的智能手機中，調制解調器與信號處理器、信道編碼器、數字信號處理器和接口模塊，通常整合在一塊叫做基帶(Baseband)的芯片中，這些模塊共同協(xié)作就完了成了現代手機通訊的功能。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)廣為普及的今天，調制解調器已成為基帶芯片中最重要的模塊。
基帶芯片在手機上有兩種存在形式，一種是獨立芯片，也就是俗稱(chēng)的外掛基帶，另一種則是與CPU、內存DRAM等模塊整合在一個(gè)大規模的多層芯片，即SoC（即System on Chip，系統級芯片）上，從而極大減小手機主板的體積。這樣不僅降低整體的發(fā)熱量和功耗，更讓空間狹小的智能手機可以?xún)戎萌萘扛蟮碾姵睾蛿盗扛嗟臄z像頭。
5G時(shí)代調制解調器的進(jìn)化
由于制造基帶芯片需要在半導體技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò )標準適配、基帶芯片專(zhuān)利技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)方面有著(zhù)深厚的技術(shù)儲備，因此世界上具備高性能基帶研發(fā)的能力的廠(chǎng)商寥寥無(wú)幾。
作為通訊行業(yè)的優(yōu)等生，三星不僅擁有強大的半導體研發(fā)和生產(chǎn)能力，更具備齊全的智能手機產(chǎn)業(yè)鏈，在2010年以前就開(kāi)始了基帶研發(fā)，并在2015年發(fā)布的Galaxy S6中配備內建4G調制解調器的Exynos Modem 333自研基帶芯片，配合14nm FinFET制程工藝的Exynos 7420八核處理器，使得Galaxy S6一舉成為當年的Android旗艦手機。
進(jìn)入5G時(shí)代，手機調制解調器的競爭開(kāi)始進(jìn)入白熱化。作為5G技術(shù)的開(kāi)創(chuàng )者，三星在2018年推出首款支持5G移動(dòng)通信標準(5G NR release-15)的Exynos Modem 5100，采用10nm FinFET 低功耗設計工藝，支持6GHz及以下以及毫米波等新頻段，可實(shí)現高達 6Gbps數據速率，并向下兼容4G，搭載Exynos Modem 5100基帶的三星Galaxy S10 更是奪取了全球首款5G手機的桂冠。
到了2019年，三星發(fā)布了全球首款A77架構移動(dòng)處理器Exynos 980并應用于Galaxy A71。這顆SoC的最大亮點(diǎn)就在于內置了全新的5G調制解調器Exynos Modem 5123，基于全新的7nm EUV工藝制程打造，同時(shí)支持NSA&SA兩種5G制式，并向下兼容2G、3G和4G。同時(shí)，通過(guò)高性能CPU子系統使得Exynos Modem 5123擁有更快的數據處理能力，下行速度最高超過(guò)10Gbps，同時(shí)具備多項節能優(yōu)化，讓用戶(hù)在5G模式下實(shí)現更低的功耗和更久的電池續航。
從1G到5G，不僅讓我們的移動(dòng)通訊體驗得到階梯式的提升，演進(jìn)速度也不斷加快，從3G到4G用了15年時(shí)間，而從4G到5G卻縮短到了8年，而這也是調制解調器和背后半導體工藝不斷進(jìn)化升級的結果?，F在6G技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)在路上，相信搭載速率更快、效能更高的6G調制解調器的智能手機將很快與我們見(jiàn)面，讓我們拭目以待。