Neues 5G-SoC mit integriertem Modem: Mediatek greift Qualcomm an

| Autor: Michael Eckstein

Mit seinem neuen Multi-Mode-5G-SoC will Mediatek Platzhirsch Qualcomm in die Parade fahren und Premium-Smart-Hersteller für sich gewinnen.
Mit seinem neuen Multi-Mode-5G-SoC will Mediatek Platzhirsch Qualcomm in die Parade fahren und Premium-Smart-Hersteller für sich gewinnen. (Bild: Mediatek)

Qualcomm beherrscht den Markt für Basisband-Chips. Bislang. Mit einem eigenen 7-nm-5G-SoC mit integriertem Modem, modernster Prozessortechnik und Multimedia-Turbo will Mediatek nun signifikante Marktanteile gewinnen. Schaffen es die Taiwanesen, dem Platzhirsch in die 5G-Parade zu fahren?

Im Markt für Mobilfunk-SoCs gibt es Qualcomm. Und dann ganz lange nichts. Auf den Plätzen folgen, weit abgeschlagen, Mediatek, Samsung LSI und Intel. Konkret sieht das laut Marktforscher Strategy Analytics so aus: Im vergangenen Jahr hielt Qualcomm einen Marktanteil von etwa 50%, Mediatek als zweitplatzierter Hersteller immerhin 14%. Die hat der taiwanesische Hersteller ohne eigene Produktion (fabless) primär durch den Verkauf günstiger Chips für Smartphones der unteren und mittleren Preisklasse erobert.

Diese Marktgewichtung will Mediatek mit dem Wechsel zur nächsten Mobilfunk-Generation 5G zu seinen Gunsten verschieben: Mit seinem neuen Basisband-Prozessor für 5G will Mediatek dem marktbeherrschenden Konkurrenten die Stirn bieten und endlich auf Augenhöhe agieren. Dazu hat das Unternehmen frühzeitig viele Ressourcen für die Entwicklung eines multifunktionalen 5G-Chips aufgewendet. Gegenüber der EE Times sagte Finbarr Moynihan, Vice President of Sales and Business Development für Amerika und Europa: „Wir haben uns entschieden, frühzeitig in 5G zu investieren.“ Es würde keine Kompromisse beim Design des 5G-SoCs geben.

5G-Chip mit neuster Prozessortechnik von ARM

Das Ergebnis ist das jetzt vorgestellte 5G-SoC (System-on-Chip). Laut Mediatek kommt erstmals eine Cortex-A77-CPU und ein Mali-G77-Grafikprozessor (GPU) von ARM zum Einsatz. Das soll für eine hohe Multimedialeistung zum Beispiel für ressourcenhungrige Spiele sorgen. Dazu zählt der Hersteller beispielsweise die Fähigkeit, 4k-Video-Streams „on the fly“ mit 60 fps en- und dekodieren zu können und die Bilder von hochauflösenden Kameras mit bis zu 80 Megapixel verarbeiten zu können. Darüber hinaus ist das 5G-Modem Helio M70 integriert. Dieses hatte Mediatek erst im Februar 2019 vorgestellt – und mit einer demonstrierten Datenrate von 4,2 GBit/s gleich eine Duftmarke gesetzt: Kein Sub-6-GHz-5G-Modem war bis dato schneller. Im Verbund mit dem neuen SoC sollen sogar 4,7 GBit/s möglich sein.

Außerdem ist laut Hersteller eine neue KI-Verarbeitungseinheit an Bord. Die „APU 3.0“ (Application Processing Unit) soll auch rechenintensive KI-Anwendungen unterstützen, etwa Gesichtserkennung. Gemeint sind hier vermutlich Inferenzberechnungen, also das Anwenden zuvor angelernter neuronaler Netze. Mediatek lässt den Chip im 7-nm-FinFET-Prozess fertigen – vermutlich beim größten Auftragsfertiger TSMC. Dies verspricht gegenüber Chips mit größeren Technologieknoten eine deutlich geringere Leistungsaufnahme sowie eine kompaktere Größe. Intelligente Power-Management-Funktionen sollen den Stromverbrauch zusätzlich drücken und so eine lange Standzeit der Endprodukte ermöglichen.

5G-Frequenzen unter 6 GHz im Fokus

Wie die Konkurrenz konzentrieren sich die Taiwanesen zunächst auf Sub-6-GHz5G-Netze, die im Frequenzbereich unter 6 GHz arbeiten. Dieser gilt als geeignet für das Erschließen von dicht besiedelten urbanen und auch ländlichen Gebieten. Dafür beherrscht Mediateks Chip die neuste Spezifikation der 5G-Funkschnittstelle New Radio (NR) mit Einzelkanalnutzung (Component Carrier, CC). Quasi ein Muss ist die Unterstützung von „Non-standalone Architectures“ (NSA) und „Standalone Architectures“ (SA), also den Betrieb in reinen 5G-Infrastrukturen oder solchen, in den 5G etwa auf einen 4G-Unterbau aufgesetzt ist. Entsprechend beherrscht das Multi-Mode-5G-SoC auch die Mobilfunkstandards 2G, 3G und 4G.

Laut inoffiziellen Informationen hat Mediatek über die letzten fünf Jahre rund 1,5 Mrd. US-Dollar pro Jahr für Forschung und Entwicklung aufgewendet. Zum Vergleich: Bei Marktführer Qualcomm sollen es etwa 25% des Jahresumsatzes sein – der lag 2018 bei 22,7 Mrd. US-Dollar. Bereits 2014 beherrschte Qualcomm laut Strategy Analytics zwei Drittel des wichtigen Marktes für 4G-Basisband-Chips – 2010 lag der Anteil noch bei rund 40%. Für 5G erwarten die Auguren eine ähnliche Entwicklung wie für 4G/LTE. Bis 2023 werden laut ihrem Bericht „Worldwide Cellular User Forecasts 2018-2023“ rund 600 Mio. Teilnehmer den neuen Mobilfunkstandard nutzen – ausgehend von 5 Mio. in 2019.

Qualcomm hat bereits 5G-Modem der zweiten Generation am Start

Mediatek zielt mit seinem Chip auf Oberklasse-Smartphones, die ab nächstes Jahr in den Handel kommen sollen. Ab dem dritten Quartal 2019 will das Unternehmen Samples seines Chips ausliefern. Samsung hat nach eigenen Angaben bereits einen kompletten 5G-Multi-Mode-Chipsatz in der Massenproduktion. Dazu gehören das Exynos Modem 5100, der neue Single-Chip-Transceiver Exynos RF 5500 und die Modulatorlösung Exynos SM 5800. Die Komponenten unterstützen laut Samsung 5G NR im Sub-6-GHz-Spektrum sowie ältere Mobilfunkstandards.

Qualcomm schaut dem Treiben seiner Wettbewerber natürlich nicht tatenlos zu: Das Unternehmen hat seinerseits hat – ebenfalls im Februar – bereits die zweite Generation seines 5G-Modems eingeführt, das Snapdragon X55. Das damit ausgestattete Single-Chip-5G-SoC will der Hersteller noch in diesem Quartal als Samples ausliefern. Es zielt ebenso auf Premium-Mobilfunkgeräte für das nächste Jahr.

Nun liegt es an den Smartphone-Herstellern zu entscheiden, welche Technik sie in ihren Produkten einsetzen. Und damit, ob Mediatek es tatsächlich schafft, deutlich Anteile im lukrativen 5G-Chip-Markt zu gewinnen. Apple hatte sich zuletzt bereits auf Qualcomm als Lieferant für die nächsten Jahre festgelegt – nachdem beide Unternehmen ihren jahrelangem Rechtsstreit beigelegt hatten. Worauf sich Intel wiederum komplett aus dem 5G-Modem-Markt zurückgezogen hat.

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