Modem芯片，即调制解调器芯片，是一种用于在两台设备之间传输数据的设备。它的主要功能是将数字信号转换为模拟信号，使得它们可以通过电话线或其他传输介质传输。Modem芯片可以独立存在，也可以集成在SoC(系统级芯片)中。
在移动终端中，基带芯片(Modem)负责处理基带信号，即最原始的低频信号。基带芯片通常包括模拟基带和数字基带两部分，负责完成移动终端的启动、操作系统、用户界面、通信协议栈、各类数据业务等。例如，在智能手机中，基带芯片提供通信功能，相当于AP(应用处理器)的无线modem。
此外，Modem芯片还可以实现不同网络之间的转换，起到至关重要的作用。例如，华为发布的Balong 5000芯片能够在单芯片内实现2G、3G、4G和5G多种网络制式。这种集成度高的设计可以有效降低多模间数据交换产生的时延和功耗，显著提升用户体验。
Modem芯片在现代通信设备中扮演着关键角色，不仅实现了数字信号与模拟信号之间的转换，还支持多种网络制式，满足了不同应用场景的需求。
一、 Modem芯片的最新技术进展是什么?
Modem芯片的最新技术进展主要集中在以下几个方面：
- 高通骁龙8 Gen 1：该芯片组搭载了第四代骁龙X65 5G调制解调器及射频系统，是全球首个达到10 Gigabit下载速度的5G调制解调器及射频解决方案。
- 第三代骁龙8：搭载了最新的骁龙X75调制解调器和射频系统，这是全球首个5G Advanced-ready调制解调器及射频系统，业界首个融合毫米波和Sub-6GHz的射频收发器，并且是首个面向5G的张量加速器。
- 联发科MT6989：这款芯片被认为是目前最具创新和强大的5G智能手机芯片，具有领先的功耗效率、无与伦比的计算架构、有史以来最快和最稳定的5G调制解调器以及最具创新的多媒体技术。
- MediaTek M80：这款5G调制解调器不仅支持最新的全球移动蜂窝网络标准和规范，还融合了MediaTek出色的省电技术和超高速连接技术，适用于智能手机、个人电脑、Mi-Fi、CPE、工业物联网等各类设备。
二、 如何评估Modem芯片在不同网络制式支持方面的性能和效率?
评估Modem芯片在不同网络制式支持方面的性能和效率可以从以下几个方面进行：
1.下行速率和上行速率：
例如，中兴通讯的5G Modem芯片平台可以支持最高4.6 Gbps的下行速率和2.5 Gbps的上行速率，并且支持移动网络制式全覆盖。
MediaTek M80 5G调制解调器支持Sub-6GHz四载波聚合，理论峰值下行速率可达7Gbps。
2.网络制式支持：
调制解调器需要支持多种主流网络制式，如TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA和GSM等。
Exynos 5400 5G调制解调器不仅支持sub-6GHz和毫米波两种5G网络制式，还支持双向卫星通信。
3.多制式双卡双通：
MediaTek M80 5G调制解调器支持多制式双卡双通，这意味着用户可以在不同的蜂窝网络连接下保持双卡先进地位。
4.MIMO技术：
Exynos 5400支持4×4 MIMO在sub-6GHz频段，而毫米波则支持2×2 MIMO。
5.功耗和吞吐性能：
高通4G Modem芯片的评估方案包括移动性、功耗以及吞吐性能三个方面。
6.外设接口和兼容性：
中兴通讯的模组外设接口丰富齐全，能满足车载所有高要求。
三、 Modem芯片在5G通信技术中的应用和挑战有哪些?
Modem芯片在5G通信技术中的应用和挑战如下：
1. 应用
- 多代网络支持：Modem芯片如Helio M70支持从2G到5G各代蜂窝网络的多种模式，能够连接全球5GNR频段与4GLTE频段，满足高功率用户设备(HPUE)和其他基本运营商功能的需求。
- 集成SoC芯片：自2019年9月起，终端芯片厂商陆续推出了基于Modem芯片的SoC(系统级芯片)，这些芯片在Modem芯片基础上集成了应用处理器(AP)，提高了5G终端的应用灵活性。
- 高速数据传输：5G技术的发展使得网络性能卓越化，万兆网速的5G-A下行带宽提高至10Gbps，网络变得更加高效。
2. 挑战
- 基础设施建设：5G技术的商用部署需要大量的基础设施建设，这包括基站、光纤等设施的建设和维护。
- 频谱管理：有效的频谱管理是5G技术成功的关键之一，需要合理分配和利用频谱资源。
- 安全隐私问题：随着5G技术的广泛应用，数据安全和隐私保护成为重要挑战，需要制定相应的解决方案来保障用户信息的安全。
- 技术标准和演进：虽然5G标准较为理想，但在实际应用中仍面临诸多挑战，如软件定义网络的挑战、新技术引入带来的技术挑战等。此外，目前的标准定义在某些行业需求上略显不足，需要进一步的技术演进和标准化研究。
Modem芯片在5G通信技术中扮演着关键角色，不仅支持多代网络的无缝切换和高速数据传输，还推动了5G终端的多样化和智能化发展。
四、 不同品牌(如华为、三星、QUALCOM等)的Modem芯片有何区别和优势?
不同品牌的Modem芯片在技术规格、工艺制程和应用场景等方面各有优势。
1.三星(Samsung)：
- Exynos Modem 5100：这款芯片采用10nm LPP制程工艺，支持3GPP定义的5G NR新空口协议中的sub-6GHz和mmWave频段，并向下兼容2G至4G的所有网络频段。此外，它还可以用于移动设备、物联网、超高分辨率视频和全息图像等应用。
- Exynos 7 Dual 7270：这款芯片使用了14nm FinFET工艺，集成了LTE Modem与联网能力，广泛应用于穿戴式装置。
2.高通(Qualcomm)：
- QCM4490：这是一款系统级芯片(SoC)，具备5G NR连接、Wi-Fi 6E、多吉比特速度、扩展范围和低延迟等特点，适用于工业手持设备和计算设备。
- 骁龙X24 LTE Modem：采用7nm工艺，下载速率高达2Gbps，并支持60 MHz包络追踪技术。
- 骁龙X50 5G调制解调器：实现了千兆级速率和在28GHz毫米波频段上的数据连接，推动了新一代蜂窝技术的发展。
- SM8650/SM8650P：这些器件是集成调制解调器的新一代高端5G SoC，采用4nm工艺设计，具有卓越的性能和功效。
- MDM9270：这款LTE调制解调器芯片具有高性能和低功耗的特点。
五、 Modem芯片的能耗管理策略有哪些，它们是如何影响用户体验的?
Modem芯片的能耗管理策略主要包括以下几种：
- 低功耗设计：通过优化电路结构、缩减电源供应电压和频率，以及改善电源管理策略等方式减少功耗。这种设计可以在不牺牲性能的前提下，显著降低芯片的能耗。
- 动态电压频率调节(DVFS)：在芯片运行期间实时地、独立地调节内核的工作电压和频率大小，以控制芯片的功耗与发热。这种技术可以灵活应对不同工作负载的需求，从而实现更高效的能效比。
- 时钟门控：通过关闭不需要的时钟信号来减少功耗。这种方法适用于多核处理器，可以在多个核心之间动态分配时钟资源，进一步降低整体功耗。
- 省电模式：例如MediaTek的UltraSave省电技术，可以显著降低功耗并提升设备的电池续航时间。这种技术特别适用于移动设备和物联网设备，能够有效延长使用时间。
这些能耗管理策略对用户体验有显著影响：
- 延长电池寿命：通过有效的能耗管理，设备的电池续航时间可以显著延长，减少频繁充电的需求。
- 提高性能稳定性：合理的功耗管理可以确保芯片在高负载下也能保持稳定运行，避免因过热或功耗过高导致的性能下降。
- 提升用户体验：低功耗设计和省电模式可以使设备在长时间使用后仍能保持良好的性能和响应速度，提升用户的使用体验。
