文丨壹观察 宿艺
2019年智能手机行业唯一的关键词就是“5G”。
11月1日，伴随三大运营商宣布5G商用套餐，中国正式进入5G时代。
而在此之前，三大运营商5G预约用户量在10月上旬就已突破1000万。根据工信部公布的数据显示，目前已有近20款5G手机通过了入网许可。
不过作为人类历史上最复杂的通信技术，5G手机的设计难度远超外界想象。对于中国手机企业来说，5G手机不仅是与其他厂商推出速度的比拼，更是技术积累与产品创新等综合实力的较量。
作为中国市场推出首款5G商用手机的中兴来说，面临的挑战和压力无疑更加巨大。
今年2月，中兴在MWC2019期间面向全球市场发布了其首款5G旗舰手机：中兴天机Axon 10 Pro 5G版，在中国市场创造了两个记录：
1）中国市场首款正式开售的5G商用手机。今年8月5日，中兴天机Axon 10 Pro 5G版正式上市，售价4999元起，将国内5G旗舰手机的定价标杆从初期就锚定在5000元以内。
2）中国市场迄今为止最轻、最薄的5G手机。中兴天机Axon 10 Pro 5G版机身重量只有175克，机身厚度为7.9mm，都属于最好的用户手感区间之内，甚至达到了4G旗舰手机水准，也是目前全球唯二将机身厚度控制在8.0mm以内的5G机型（另一款是三星Galaxy Note10+5G版）。与之相比，小米最新发布的小米9 Pro 5G版机身重量达196克，机身厚度达8.54mm。
看到这两个记录，就会对中兴天机Axon 10 Pro 5G背后的技术积累与创新突破有更直观的印象。
那么，中兴是如何在5G初期就做到这一点的？
带着一系列好奇的问题，《壹观察》在近期走访了中兴通讯西安研发中心，以及中兴天机Axon 10 Pro 5G的生产线。
中兴手机5G"闯关"
相比4G手机，5G手机在设计原点必须解决三大难题：天线与信号、发热、续航。
中兴天机Axon 10 Pro 5G版最薄的机身，意味着其设计方案将是几何级难度的提升。在中兴通讯西安研发中心，《壹观察》详细了解了中兴天机Axon 10 Pro 5G背后的三大难题“闯关”过程。
▲中兴天机Axon 10 Pro 5G 内部结构
天线与信号难题
5G手机相比4G手机的天线至少增加了一倍，这意味着机身内部必须容纳更多的天线位置，以及更大的天线净空区（相比4G手机大约增加了20%-30%），并且还要考虑到射频天线的互相干扰与屏蔽问题。
中兴天机Axon 10 Pro 5G版立项于2018年8月，此时行业中没有任何可以借鉴的案例与参考方案，这意味着中兴手机研发人员必须“摸着石头过河”，单骑突入5G手机设计的“无人区”。与“4G手机相同外形”的要求，让中兴手机研发工程师感受到了巨大的挑战，复杂难度可以说是“史无前例”。
中兴终端硬件系统总工程师刘凤鹏对《壹观察》表示：“说实话，一开始拿到这一苛刻设计要求之时，研发人员从心底都认为这是不可能完成的任务”。但在消费者推崇“颜值即正义”的时代，谁也不会选择“一块板砖”作为自己随身携带的5G手机。“与4G手机外观与手感相同”，无疑对于5G换机用户来说是最好选择。
中兴终端产品团队为此采取了“全封闭式”办公，甚至在办公室拉了一条“黄金百战穿金甲，旗舰不出终不还”的横幅以示决心。这场“闭关”时长为期半年，在没有任何可参考设计的情况下，研发团队从0开始，历经120多页原理图设计、2000个旗舰堆叠、几万根走线，最终啃下了一个又一个“硬骨头”。
以射频天线为例，中兴天机Axon 10 Pro 5G版采用了10根天线，其中一半为新增加的5G天线，并且还要考虑到单个射频天线与WiFi、NFC等天线的复用，以及彼此间的信号干扰问题。与之同时，设计人员还要兼顾到用户在通话、社交、游戏、视频等不同使用场景、不同握持感对手机信号带来的影响。
刘凤鹏回忆称，当时的工作状态是，射频及驱动组同时打开6台电脑，七八个人围在一起，有的负责报数，有的负责查参数，有的负责计算，有的负责修订代码和系统框图，有的负责编译验证，直到600多个主通道和100多个CA通道全部打通。更可怕的是，每半个月要升级一次基线，如RFCARD的更换，CA芯片通道的更换，此前的工作又需要推倒重来一遍。调试组还需要对100多个射频通道进行逐一的硬件调试和性能优化，匹配器件大部分都是如头发丝大小的1005封装器件。
在中兴通讯西安研发中心，《壹观察》看到了5G仿真实验室、通信协议测试实验室、手机天线辐射实验室，以及全电波天线测试系统等众多关于天线、信号等通信相关的测试部门和研发测试设备。
▲全电波天线测试系统
刘凤鹏向《壹观察》展现了中兴天机Axon 10 Pro 5G版的内部的“三明治”堆叠结构。在二维平面上没有射频空间，那就在三维空间去寻找，一开始或许是天马行空，但经过数百上千次试错，依靠中兴深厚的通信技术与5G积累，再加上工程师“灵光一现的天才念头”，中兴天机Axon 10 Pro 5G版终于领先行业率先解决了天线设计与手机信号的关键难题。
手机续航难题
高性能、高速率、大计算，一定会带来5G手机能耗的提升。
在锂电池技术整体没有大突破的情况下，中兴天机Axon 10 Pro 5G版采取的方案是高容量大密度电池（4000mAh）+有线/无线双快充，以及系统级的智能省电技术与智能应用冻结机制。可以在有效延长手机续航时间的同时，又可以通过多种快充场景及时电量“回血”。
手机发热难题
5G手机相比4G电路规模要增加25%左右，这意味着相同的手机内部空间中，热源会更加集中。5G带来的高速网络和大边缘计算，更是加剧了发热问题。
发热除了导致用户的手感发烫，还会带来手机性能下降和运行不稳定等一系列体验问题。
对于中兴天机Axon 10 Pro 5G版来说，三明治结构在带来更好的天线设计空间同时，也增加了堆叠中的散热难题。
为此中兴研发人员设计了创新的智能散热系统，包括将三明治结构贴近手机后壳，同时将铜基石墨材料覆盖到结构基板和5G模块的前端部分，让内部发热量更加均匀的散开，并迅速传输到机身表面进行散热，这也被称作“背部主芯片散热”散热方案。为了进一步加强内部热能的向外传输，中兴研发人员还不惜成本地在内部增加了一根大尺寸冷凝管，并通过导热硅脂贴合到手机AP上面。
中兴终端软件工程部部长张晓勇对《壹观察》透露称，除了硬件散热方案，中兴软件创新也发挥了重要作用，比如通过AI技术来分析用户的使用场景、应用服务和使用习惯，使得CPU、GPU，以及5G网络在运行中达到一个均衡，这需要大量的场景训练数据与机械学习。
从目前结果来看，中兴天机Axon 10 Pro 5G版通过软硬一体化方式，很好地解决了5G手机长时间使用过程中的发热难题。
▲重复跌落测试
千锤百炼下的5G手机高品质
作为中国市场首款正式开售的5G商用手机，中兴天机Axon 10 Pro 5G实现了迄今为止没有竞争品牌新机型对其“最轻、最薄”的超越。
除了全面创新的天线与内部三明治结构堆叠设计，中兴天机Axon 10 Pro 5G在品质、工艺与供应链上同样完成了巨大跨越。
比如其采用的机身四曲面玻璃工艺，立项之初，产业链最好的玻璃供应商只能做到弯曲度2mm，但中兴产品人员在进行用户调研后发现，3mm的玻璃弯曲度会带来手感与屏幕体验度的最佳值。这种“理想主义”在研发初期遭到了“当头棒喝”：开模100套，良品率为0。为了达到量产与商用标准，中兴终端研发团队与合作伙伴共同推动研发与测试，共担风险，最终经过了无数次的“试错”，经过11道工序的重重锤炼，最终完成了这1mm的极限工艺挑战。
手机“下巴”也是用户追求屏占比体验的敏感问题。在行业普遍采用2.7mm的现有方案下，中兴与屏幕厂商达成深度战略合作，共同向行业工艺极限发起挑战，成功将屏幕下框缩减至1.8mm。
▲防水测试
在中兴通讯西安研发中心，《壹观察》发现，每一部中兴手机在量产之前，都要经过结构测试实验室、环境实验室、雨淋防沙尘实验室、音频测试实验室、软件可靠性实验室等完善而严苛的硬件+软件可靠性测试，中兴天机Axon 10 Pro 5G也同样经过了这一检测与验证过程。
环境实验室中，中兴天机Axon 10 Pro 5G版要经历-40°至100°的极端环境测试，这已经超过了中国市场最残酷的使用环境；结构测试实验室中要经历耐磨、重复跌落等测试；软件可靠性实验室中则要完成显示屏点压测试、应用响应时间测试等影响用户直观体验的验证环节。
近期中兴手机一个名为《5林秘G》的视频在社交平台热播。叶音主演的少侠张5G英雄救美，却因突袭的“卡顿”，不慎点中吃瓜群众，尴尬无比。当习得中兴《5林秘G》之后，一下切换至5G状态，运动行云流水。这就是5G赋予中兴天机Axon 10 Pro 的优势之一：应用秒启。运用AI在全场景下进行性能优化，使得APP启动速度提升30%；反碎片机制配合APP呆滞数据清理技术，有效保持“内力”运行时刻的流畅度。
中兴终端软件工程师对《壹观察》透露，通过软件可靠性实验室测试，中兴天机Axon 10 Pro 5G版要保证40-60个应用全部打开手机不卡顿，手机高频长期使用性能不下降，系统体验不卡顿。
▲响应时间测试
中国智能手机市场换机周期已经超过27个月，5G初期更是全部都是旗舰机型，这意味着用户在选择5G手机过程中对品质、工艺和体验等方面都会有非常明确的直观要求。
5G手机，对于中国手机企业而言，拼的不仅仅是技术和创新，更是高品质与产品体验的高成熟度。
中兴5G手机的真正实力
与很多单终端品牌不同，中兴是全球“唯二”（另一个是华为）具备端到端优势的科技企业，并且在5G技术积累与创新方面具备非常明显的领跑优势。
中兴通讯高级副总裁、首席战略官王翔之前在接受媒体专访时曾表示：中兴在5G投入上已超8年，“我们在做3G的时候，就已经做了5G的定义”。中兴每年在研发上的投入约占公司营收占比的10%，今年第一季度，研发投入占比已经达到了14%，这表明伴随5G的到来，中兴在研发上的投入正在快速加码。
根据IPlytics统计，截止到今年6月15日，中兴披露3GPP 5G专利为1424族，位列全球前三。5G专利申请超3500件，累计向国际标准化组织提交文稿4.5万篇。
具备5G端到端优势，让中兴对全球5G技术创新与网络建设节奏判断更加精准，对5G终端与5G网络协同、联调的理解更为深刻。5G是目前人类历史上协议最复杂的通信技术，现阶段5G协议就达20多本数千项。不同运营商、设备企业与终端厂商初期对协议的理解并不完全一致，因为会涉及到运营商、系统设备企业、终端厂商大量的联调问题，在全球5G技术从NSA向SA升级过程中更是如此。
中兴终端CEO徐锋之前在与《壹观察》对话中也强调称：“我可以非常明确的告诉大家，在（运营商）现网下跟系统的联调，中兴现在是做的最完善的”。
中兴通讯西安研发中心的5G仿真实验室具备领先5G测试实验室以及专业网络调试环境，可以模拟世界范围的网络制式，无缝接入全球网络，模拟各运营商网络频段、任意带宽，甚至是任意网络场景，由此带来了中兴天机Axon 10 Pro 5G版在全球5G网络的快速接入与兼容稳定性。
▲中兴双模手机实现5G SA与NSA端到端调通
《壹观察》注意到，通信协议测试实验室正在进行5G SA与NSA的终端互联仿真测试，重点解决SA网络下射频天线在吞吐量和稳定性的两大关键问题。
据媒体报道，今年7月在中国联通举行的基于R15框架、SA-1230协议的5G核心网内场测试中，中兴率先完成了测试验证，SA 5G核心网能力再次获得业界认可。
随后的10月，中兴通讯西安研发中心宣布了其5G模组ZM9000实现了在5G NSA/SA网络下，率先基于高通最新5G平台骁龙X55基带芯片打通数据业务。这标志着中兴通讯5G模组已经实现了5G 端到端调通，可同时支持NSA和SA网络。ZM9000全面覆盖国内三大运营商的4G/5G频段，首次在模组上实现5G NSA 下4G+5G双上行组合，解决双上行带来的频率互扰问题，预计将于今年12月实现商用。
《壹观察》认为，ZM9000 5G模组的特性与实现商用，让中兴手机在5G初期的产品迭代与领跑优势更加明显。当其他手机企业还在等待高通骁龙X55基带芯片商用之时，中兴已经完成了产品量产化准备。这既是中兴对5G手机技术变革趋势与产品节奏的准确预判，也是中兴5G技术积累与综合创新实力的最好证明。
5G时代的中兴手机，正在接近其“中兴”周期。
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