大厂自研三两事系列：基带芯片的核心壁垒与自研逻辑

基带芯片知多少：基带芯片是连接中央处理器和射频芯片的一个负责处基带芯片知多少？基带芯片是连接中央处理器和射频芯片的一个负责理信息的重要器件，其性能直接影响到手机通话质量、数据传输速度以处理信息的重要器件，其性能直接影响到手机通话质量、数据传输速度及网络连接能力。目前主流的基带芯片主要有集成式和外挂式两种形以及网络连接能力。目前主流的基带芯片主要有集成式和外挂式两种形式。集成基带在功耗控制和信号稳定上明显优于外挂基带。当通信制式式。集成基带在功耗控制和信号稳定上明显优于外挂基带。当通信制式升级，新技术迭代中往往会产生暂时性的外挂方案。随着5G通信技术升级，新技术迭代中往往会产生暂时性的外挂方案。随着5G通信技术的完善，集成基带方案仍然是技术发展的主要趋势。 的完善，集成基带方案仍然是技术发展的主要趋势。 基带芯片市场高度集中，核心壁垒显著。基带芯片行业格局高度集中，5G商用后市场重回寡头垄断，2022年高通、联发科分占61%/27%份额，龙头效应显著。核心壁垒高筑，一方面通信协议随技术迭代呈爆炸式增长且需长期向下兼容，同时要支持多模、多频段，进一步增加设计基带芯片市场高度集中，核心壁垒显著：基带芯片行业格局高度集中，复杂性；另一方面，头部厂商如高通凭借协议制定主导权、庞大专利组5G商用后市场重回寡头垄断，2022年高通、联发科分占61%/27%份合和产品稳定性建立技术权威，华为积累大量通信专利与高通形成交叉额，龙头效应显著。核心壁垒，一方面通信协议随技术迭代呈爆炸式增授权，苹果也曾因基带技术瓶颈依赖高通，且终端厂商更倾向选择经市长且需长期向下兼容，同时要支持多模、多频段，进一步增加设计复杂场验证的方案，新玩家难以在短期内获得同等市场信任。 性；另一方面，头部厂商如高通凭借协议制定主导权、庞大专利组合和产品稳定性建立技术权威，华为积累大量通信专利与高通形成交叉授华为三星布局6G/5G基带突破，苹果小米自研芯片抢占机会。华为海权，苹果也曾因基带技术瓶颈依赖高通，且终端厂商更倾向选择经市场思作为国产化先锋，历经多年研发，从TD-LTE基带巴龙系列到全球首验证的方案，新玩家难以在短期内获得同等市场信任。 款6G基带天罡X3（支持太赫兹频段，计划2026年量产），覆盖手机、智能汽车等场景；三星通过十年持续研发，从依赖高通转向自主创新，推出支持多频段的5G基带Exynos Modem系列，2024年产品更实现卫星通信与地面网络融合；苹果以收购英特尔业务补足技术短板，2025年推出首款自研5G基带 C1 （支持Sub-6GHz，计划后续集成至华为三星布局6G/5G基带突破，苹果小米自研芯片抢占机会：华为海主芯片并支持毫米波）；小米则聚焦可穿戴设备，2025年推出集成自研思作为国产化先锋，历经多年研发，从TD-LTE基带巴龙系列到全球首4G基带的玄戒T1芯片，完成全链路设计与多场景测试，为核心技术款6G基带天罡X3（支持太赫兹频段，计划2026年量产），覆盖手自主化奠定基础。 机、智能汽车等场景；三星通过十年持续研发，从依赖高通转向自主创新，推出支持多频段的5G基带Exynos Modem系列，2024年产品基带芯片的自研逻辑如何理解？我们认为大厂自研手机SoC芯片的核更实现卫星通信与地面网络融合；苹果以收购英特尔业务补足技术短心诉求是为了品牌效应，而品牌影响力的核心在于通过后发追赶实现与板，2025年推出首款自研5G基带 C1 （支持Sub-6GHz，计划后续国际一线厂商同样的技术水平，并在此基础上做更定制化的开发。通讯集成至主芯片并支持毫米波）；小米则聚焦可穿戴设备，2025年推出集能力是手机不可或缺的一个部分，基带同样也是实现手机SoC自研的成自研4G基带的玄戒T1芯片，完成全链路设计与多场景测试，为最后一块拼图。以苹果为例，自2019年收购英特尔基带团队以来，历核心技术自主化奠定基础。 时数年才成功研发首代基带芯片，可见研发困难程度。但若无法实现基带部分自研，则外挂基带方案的功耗又会影响到整机使用体验。因此，自研基带芯片往往是手机大厂自研SoC过程中“最难”的环节，也是一场持久战。我们看好小米作为新一代自研手机SoC大厂，对于基带芯片坚定投入，目前已完成4G基带于智能手表量产，未来有望逐渐突破5G风险提示：研发风险，专利风险，市场竞争风险，自研基带芯片投入产基带能力，最终目标实现手机SoC芯片大集成。 出不及预期风险 产业链相关公司：芯原股份、翱捷科技、恒玄科技等。 风险提示：研发进展不及预期风险，专利风险，市场竞争风险，自研基带芯片投入产出不及预期风险。 1.基带芯片知多少 基带芯片是智能手机实现通信功能的关键部件。基带芯片专门用于处理基带信号，是各类终端和设备实现蜂窝移动通信的核心，其性能直接影响到手机通话质量、数据传输速度以及网络连接能力。信息经中央处理器处理后通过基带芯片调制为数字信号，再经射频芯片，最终由天线发射。而天线捕获的信号先经射频芯片再传输至基带芯片转换为数字信号并解调，最后由中央处理器处理。可见，基带芯片是连接中央处理器和射频芯片的一个负责处理信息的重要器件。 图1：无线通讯基本流程 图2：基带芯片结构图 1.1.基带芯片的集成/外挂方案——集成化是大势所趋 目前主流的基带芯片主要有集成式（SoC）和外挂式（Fusion）两种形式。1）集成式：将基带芯片（BP）与处理器（AP）集成在同一个芯片中，可以缩小芯片面积、降低功耗，同时，与AP绑定销售可提升芯片价值。2）外挂式：将基带芯片（BP）与处理器（AP）独立封装成两颗芯片，基带芯片采用外挂形式。 图3：集成基带VS外挂基带 图4：智能手机SoC芯片结构 智能手机芯片集成化为大势所趋。集成基带在功耗控制和信号稳定性上明显要优于外挂基带。但在5G刚推出时，各家厂商对于5G基带技术的掌握尚有欠缺，实现性能、功耗、集成度的平衡非常困难，因此多采用外挂基带的方案。但随着芯片供应商对于5G通信技术的日臻完善，集成基带的方案仍然是技术发展的主要趋势。 1.2.什么情况下基带芯片会外挂？ 通信制式升级，新技术迭代中外挂方案是暂时的。2019年5G技术刚开始推广时，一些手机制造商仓促上马，损失了5G性能：华为的麒麟990 5G SoC集成了基带芯片，但只支持sub-6GHz频带，最高下载速度为2.3Gbps；三星的Exynos 980不支持毫米波，双模连接最高性能为3.6Gbps。这种情况下，高通推出的骁龙865选择外挂X55基带，支持Sub-6GHz和毫米波双模5G，最高下载速度达7.5Gbps，远超上述集成方案。但同时支持Sub-6和毫米波的高速5G需要更高的功耗和发热，骁龙X55性能要实现，意味着基带芯片的尺寸和功耗需达到一定水平。如果将其整合到一块SoC上，面积和功耗要与其它SoC模块共享，CPU和GPU空间可能就会更小，还会带来更大的散热挑战，影响高性能持续输出。对高通来说外挂基带芯片意味着骁龙865在计算性能和5G性能上都可以不妥协。近年来。随着5G技术的进一步推广和应用，各厂商集成5G基带芯片成为大势所趋。 图5：蜂窝通信制式演进 受技术门槛限制，大厂自研芯片早期仅有AP能力，往往也会采用外挂方案。从2010年推出iPhone 4苹果便采用其自研的A系列处理器芯片（AP），这些芯片单核性能强、能效比高且持续改进。但基带芯片（BP）一直是苹果的弱项，这也导致iPhone长期以来在移动通信网络这一块的表现并不佳。但自研基带芯片并不容易，这种芯片的设计难度丝毫不逊色于常规芯片，尤其到了5G基带芯片，不但包含非常复杂的算法，在射频、算力、能效、频段等方面都有着严格的要求，远超普通芯片的研制难度。 2.市场高度集中，技术壁垒高筑 行业格局高度集中，5G变革暂难撼动龙头主导地位。目前主要的5G基带芯片厂商为高通、海思半导体、联发科、三星及紫光展锐。在2019年（5G商用元年）高通和联发科份额受到较大影响，高通市场占有率降至41%，联发科市场占有率第二的位置失守。随着5G渗透率的不断提升，市场格局重回寡头垄断状态。2022年，高通和联发科分别占有61%/27%的市场份额，行业龙头效应显著。 图6：全球蜂窝基带处理器市场份额（营收口径） 为什么基带芯片研发难度大，核心壁垒在哪？ 通信协议复杂度爆炸式增长且不断演进，需要对旧的通信制式向下兼容。随着通信技术的迭代升级，移动通信网络呈现出多代并存的复杂局面——从早期的2G/3G，到主流的4G，再到快速普及的5G，以及未来即将到来的6G，每一代通信协议都引入了全新的技术标准，所涉及的信道结构、调制编码方式、链路控制机制都不同。这种演进并非简单的替代关系，而是需要长期向下兼容多种制式、支持多频段和载波聚合，以确保全球数十亿存量终端设备的正常运作，显然增加了架构的复杂性。 主流的基带芯片需要支持多模、多频段。（1）多模：即多种网络制式，包括蜂窝通信制式2G、3G、4G、5G，也包括非蜂窝WiFi等，其中蜂窝通信制式中又有很多细分，比如GSM、GPRS、EDGA、TDSCDMA、WCDMA、HSPA/+、TDD-LTE、FDD-LTE、CDMA。同时，还需要满足运营商SA组网和NSA组网的需求，目前国内4G手机所需要支持的模式已经达到6模，5G时代将达到7模。（2）多频段：中国三大运营商主要使用的5G频段包括n41/n78/n79，而各个国家和各个地区的频段也各不相同，增加了芯片的设计难度。 图7：5G手机无线通信架构 3.新进入者的机会在哪里？ 3.1.华为海思：芯片国产化先锋力量 华为基带团队的雏形始于2000年初对通信技术的前瞻性投入。2004年全资子公司海思半导体成立后进入系统化发展阶段，2007年正式启动基带（BP）研发。2010年团队推出首款TD-LTE基带芯片巴龙700，支持LTE FDD/TD-LTE双模，正式进入商用终端领域。2012年巴龙710发布，是业界首款支持LTE Cat.4的多模LTE终端芯片，首次集成在麒麟910 SoC中。2018年，团队将巴龙765集成在了麒麟980 SoC之中，于华为Mate 20系列完成首秀，帮助华为冲进高端手机领域。2019年发布的巴龙5000是全球首款支持SA/NSA双模的5G多模芯片，集成于麒麟990 5G SoC，该芯片采用 7nm 工艺，功耗比同期高通X55低30%，助力华为Mate 30系列成为5G标杆机型。 图8：华为历年基带芯片梳理 3.2.三星：十年研发成为5G破局者 三星团队在2010年前就开始基带研发，几乎每年都会推出新的基带处理器产品。 2015年推出首款自研LTE基带Exynos Modem 333，支持LTE Cat.7，采用 14nm 工艺集成于Exynos 7420处理器，用于Galaxy S6，标志着三星从依赖高通转向自主研发。5G时代，研发团队于2018年6月推出全球首款完全符合3GPP R15标准的5G基带Exynos Modem 5100，采用 10nm 工艺，支持Sub-6GHz和毫米波双频段，兼容2G/3G/4G，助力Galaxy S10 5G成为全球首款商用5G手机。2024年三星推出Exynos Modem 5400，支持FR1频段11.2Gbps下载（全球首个仅用FR1实现），内置NB-IoT NTN和NR NTN网络支持，得益于这一功能，即使在没有蜂窝网络的情况下，使用该调制解调器的手机和平板电脑也可以进行双向卫星通信，例如发送紧急求助短信，成为卫星通信与地面网络融合的标杆产品。 图9：三星历年基带芯片梳理 3.3.苹果：六年磨一剑，历经波折终有果 苹果在基带领域的布局以精准并购为核心策略。2019年，苹果以10亿美元收购英特尔智能手机调制解调器业务，获得约2200名工程师、1.7万项无线技术专利。此次交易并非全资收购，而是由苹果收购英特尔的大部分股权。这一交易直接补足了苹果在5G基带研发上的短板，使其成为全球第六家具备5G终端芯片能力的厂商。 2