最近這段時間，小編的朋友圈里不斷出現5G手機的身影。

是的，隨著5G芯片的不斷成熟，5G手機逐漸具備了商用發布的條件。尤其是下半年，主流手機廠商估計都將發布自己的5G可商用手機。

中興5月6日發布的Axon 10 Pro 5G版，應該是第一款正式發布的5G可商用手機

這些5G手機，和大家目前在用的4G手機相比，外觀上并沒有什么明顯區別。

但是，如果你認為它和4G手機完全一樣，只是多個5G網絡支持，那就大錯特錯了。

為了能夠支持5G，手機內部其實發生了巨大的變化。

芯片

首先，我們來看看手機最重要的部件——芯片。

既然是5G手機，那必須要有5G通信能力。

手機的通信能力，是由主處理芯片里面的基帶芯片決定的。

手機主處理芯片的組成（黃色框內為基帶芯片）

基帶芯片，就有點像手機的“網卡”。只有當“網卡”支持5G，手機才能使用5G網絡。

目前有能力制造5G基帶芯片的廠家，只有高通、華為、聯發科、三星、英特爾、紫光展銳這六家。

研發基帶芯片的難度很大，風險很高。不久前蘋果和高通達成天價和解，棄用英特爾，很可能就是因為英特爾的5G基帶無法滿足蘋果的要求。

目前主流的5G芯片，是高通的驍龍855和華為的麒麟980。

以驍龍855為例。這個芯片相信大家都有所耳聞，采用7nm制程工藝，性能強勁，相比上一代845足足提升了45%。

從跑分上就能看出來，前面提到的中興Axon 10 Pro 5G版，就是用的驍龍855，安兔兔跑分高達381136分，非常搶眼。

驍龍855的基帶芯片，是SDX50M，其實也就是高通之前發布的X50 5G基帶。

這款基帶可以支持5G全頻段覆蓋，既包括Sub 6G頻段（6GHz以下頻段），也包括了毫米波頻段（28GHz以上頻段）。5G網絡超高帶寬、超低延時的特點，都可以得到充分發揮。

天線設計

作為5G手機，只是換個芯片肯定是不夠的。牽一發而動全身，整體的設計，都會有巨大的變化。

首當其沖的，就是天線。

之前科普5G的時候，和大家提到過：5G采用的是Massive MIMO技術，也就是增強多天線技術。

這種技術大幅增加了信號收發雙方的天線數量，以此來提供更高的網速帶寬。

從4G到5G，天線數量的變化

基站側的天線，變成64收64發，甚至128收128發，形成了天線陣列。

5G基站大規模天線陣列

手機側的天線，數量也翻倍增加。傳統的4G LTE手機，只有3-6根天線，5G手機將會有10根甚至更多。如何在狹小的手機空間布放這些天線，是5G手機設計的頭號難題。

不過有一點比較慶幸，就是5G天線的尺寸并不大。

頻率×波長=光速（恒定值），所以，隨著2、3、4G使用通信波段不斷走高，天線尺寸不斷減小。

有的廠家會選擇縫隙天線布局方案，空間相比之前沒有增加，但是排進了10多個天線，還可以隨著場景變化自動調節天線的結構。

所謂“縫隙天線”，簡單來說，就是在手機的金屬外殼上開一條縫隙，以此來輻射和接收電磁波信號。

現在大家對手機的輻射都非常敏感，擔心電磁輻射會對身體造成影響。這里，我們就要提到一個概念——SAR。

什么是SAR？ SAR是一個數值，“Specific Absorption Rate”（ 電磁波吸收比值）。這個值主要用于衡量電子產品對人體的影響。

一般來說，靠近人體20厘米范圍的電子產品，都需要進行SAR測試。各國對SAR值也有明確的要求。例如美國FCC（聯邦通信委員會）就要求電子產品SAR的值必須在1.6以下。

5G時代的手機，當然也要控制自身電磁輻射對用戶的影響。為此，將會普遍采取智能SAR解決方案。在方案里，手機將會對天線的收發功率進行靈活控制，以降低電磁輻射。

空間布局

雖然天線并沒有增加空間，但5G模塊本身不可避免還是增加了自身的體積。如何在不擴大機身的前提下，把增加的體積安置在狹小的手機空間內，也是一個頭疼事。

這就有點像搭積木，你要努力想辦法讓一個大家伙變成一個小家伙，該怎么辦呢？

一方面，當然就是讓器件小型化，盡量使用最小封裝器件。

另一方面，就是盡可能立體化。單層變多層，就像三明治一樣，形成疊層。

這樣一來，就能讓手機的電路布局設計更加小巧和緊湊，減少空間占用。

5G手機都將采用這樣的設計思路，減少自身的整機尺寸和厚度。

3D復式堆疊的圖示（VIVO 5G概念機 Apex2019）

電磁兼容

手機內部器件之間，會產生相互電磁干擾，這個問題非常復雜且重要。

5G雖然開始發展起步，但2G/3G/4G包括Wi-Fi、藍牙、GPS等，手機仍然需要繼續支持。

5G手機會盡可能使用自屏蔽器件，降低相互干擾。

器件可以采用自屏蔽器件，但天線不行，屏蔽了就沒信號了。

在諸多網絡的同時工作下，如何控制信號之間的干擾，一直都是擺在手機工程師面前的難題，是考驗手機廠商電磁兼容性設計能力的試金石。

各大公司的5G手機研發團隊必須通過無數次仿真實驗，才能找到了最優方案，提高4G和5G網絡共存條件下的信號質量和吞吐率，確保自家5G手機射頻信號方面不出問題。

功耗和散熱

再看看功耗和散熱問題。

新手機，新芯片，帶來性能增長的同時，往往也會帶來功耗和發熱量的大幅增加。如果功耗控制得不好，將大幅影響手機的續航能力，巨大的發熱量，也會導致手機出現卡頓。

我們來看一下Axon 10 Pro的散熱設計思路，分為硬件和軟件兩個方向。

硬件方向，手機內部采用了一根很給力的液冷散熱銅管，具有>5W的熱功耗處理能力，保證熱/冷端的溫差<5℃，能夠迅速將處理器的溫度往冷端傳導，保證處理器充分發揮性能。

同時，Axon10 Pro還采用了相變散熱材料+散熱屏蔽材料的復合材料，屏蔽能力和散熱能力都很猛，保證了散熱效果。

軟件方向， Axon 10 Pro運用AI CPU管理機制，通過建立算法模型，借助人工智能能力，尋找性能和功耗之間的完美平衡。

總之就是軟硬兼施，其它廠家的散熱思路，應該大致如此。

存儲速度

最后要提一下手機的存儲速度問題。

很多人問，5G的網絡速度那么快，手機本身的存儲速度還能不能跟得上？會不會成為瓶頸？

其實不會的。

還是以Axon 10 Pro為例，它采用F2FS文件系統，相對傳統的EXT4格式文件系統，隨機讀寫速率提升超過15%，并針對4K小文件的讀寫速度做了特殊處理，整體存儲性能提升超過20%。

它采用的是Sandisk iNAND 8521閃存芯片。該芯片采用Sandisk iNAND 8521以及64層3D NAND堆疊技術，相比前代產品來說連續寫入性能提升2倍，4K隨機寫入提升10倍，可提供792MB/s順序讀取和486MB/s順序寫入速度（目前絕大部分手機所搭載的UFS 2.1閃存持續寫入能力都在200-250MB/s之間）。

如果下載電影，486 MB/s的閃存順序寫入速度，對應3888Mbit/s的網速，完全可以滿足5G目前1000-2000Mbit/s的網速需求。

結 語

綜上所述，5G手機和傳統4G LTE手機存在很多的不同。

這些不同，并不是展現在外觀上，而是內部硬件配置和整體架構設計上。只靠硬件堆料，是不可能做出合格5G手機的。也就是說，5G手機市場的門檻，進一步抬高。

最近小棗君還是要提醒一下大家，目前5G手機仍處于起步階段，成本較高，價格也不是一般消費者能夠承擔的。

而且，國內5G網絡建設雖然鑼鼓喧天，但仍是小規模試點，沒有一兩年以上，是不可能實現規模覆蓋的。5G正式牌照都還沒發呢。

所以，如果近期有換機打算，建議不要等5G手機。5G手機的合適購買時間，至少是大半年以后。