繼WIFI6(802.11ax)推出之后,,802.11be(Extremely High Throughput)新的標準被提出,,以此類推,WIFI聯(lián)盟將會把802.11be標準命名為WIFI7,。
信息技術(shù)日新月異,,造福了人類,苦了電子和芯片行業(yè)打工人,。但也正是這樣的苦,我們這些產(chǎn)業(yè)打工人才有機會,。
WIFI技術(shù)始于1999年,,從802.11b到802.11a/g經(jīng)歷了4年。到2009年,,正式開始802.11n WIFI標準并被命名為WIFI4,。從WIFI4到WIFI5,又花了4年,,開啟802.11ac標準,。從WIFI5到WIFI6/6E為6年時間,開始新標準802.11ax,。2020年時WIFI6的元年,,盡管802.11be標準已經(jīng)被推出,,但真正實現(xiàn)WIFI7商用,預(yù)計在4-5年以后,。
來源:是德科技
從最初的1Mbps到目前802.11ax(Wi-Fi6)的9.6Mbps峰值速率,。技術(shù)標準迭代主要是通過帶寬拓展、信道編碼效率提升,、MIMO技術(shù),、數(shù)據(jù)鏈路層改進等機制來提升WIFI數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐掏铝亢托阅堋?/p>
OFDMA多址接入技術(shù),可以改善密集用戶接入產(chǎn)生的延時問題,,減少由于信道競爭機制導致的網(wǎng)絡(luò)擁塞,。OFDMA多址接入系統(tǒng)將傳輸帶寬劃分成正交的互不重疊的一系列子載波集,將不同的子載波集分配給不同的用戶實現(xiàn)多址,。OFDMA系統(tǒng)可動態(tài)地把可用帶寬資源分配給需要的用戶,,很容易實現(xiàn)系統(tǒng)資源的優(yōu)化利用。由于不同用戶占用互不重疊的子載波集,,在理想同步情況下,,系統(tǒng)無多戶間干擾,即無多址干擾(MAI),。
IEEE組織已經(jīng)計劃在Wi-Fi 6的OFDMA多址接入機制及其他相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,,為了繼續(xù)提升性能,在頻率,、帶寬,、頻帶或信道聚合等物理層上深入研究,提出新的WIFI標準IEEE 802.11be標準,。
來源:是德科技
越往WIFI6,、WIFI7走,對射頻前端的要求就越高,,對工藝的要求也越高,。
WIFI4,802.11n:
2.4G路由器走入千家萬戶,,射頻前端的機會就是2.4G FEM,,主要是對高功率的需求,中低功率已經(jīng)被集成,,Skyworks和Qorvo已經(jīng)不再更新這個標準的產(chǎn)品,,早期產(chǎn)品采用砷化鎵工藝。
WIFI5,,802.11ac:
這個標準引入了5.8GHz頻段,,開啟2.4G和5.8G雙頻路由器。射頻前端機會有2.4G FEM和5.8G FEM,。
2.4G FEM,,剛開始每個路由器都會加,,后來路由器平臺集成的射頻前端輸出功率也能到19~20dBm,基本上就不外加了,。Skyworks提供過砷化鎵的2.4G FEM,,也提供過鍺硅(SiGe)工藝的2.4G FEM。Qorvo堅持砷化鎵工藝,。
5.8G FEM,,7年前Skyworks第一次推出砷化鎵工藝的5.8G FEM,輸出功率20dBm@EVM-35dB,。后來做了一顆2*2封裝的鍺硅(SiGe)工藝5.8G FEM,,看下來是不成功的,成本還不錯,,性能要差一些,。Qovor堅持做砷化鎵工藝5.8G FEM。后來MTK平臺采用DPD功能,,把集成5.8G FEM輸出功率也做到了19dBm,,外加5.8G FEM的機會就少了。
WIFI6,,802.11ax:
2.4G FEM,,Skyworks和Qorvo都一致地轉(zhuǎn)向了鍺硅(SiGe)工藝,性能測試下來還不錯,。鍺硅(SiGe)工藝最好的還是GF,,也是國外廠家選擇的代工廠。鍺硅(SiGe)工藝研發(fā)成本高,,設(shè)計難度大,,國內(nèi)熟悉這個工藝的研發(fā)人才稀缺,好處是設(shè)計階段的仿真比較準,,生產(chǎn)一致性高,,但成本對比下來跟砷化鎵差不多。鍺硅(SiGe)工藝開發(fā)的FEM電流好那么一點,,三伍微研發(fā)的砷化鎵WIFI6 FEM與SKY最新的FEM對比,,三伍微FEM工作電流[email protected]@DVM-43dB,而SKY FEM工作電流為[email protected]@DVM-43dB,,差15mA,。
5.8G FEM,,Skyworks和Qorvo都采用砷化鎵工藝,,國外做過這兩種工藝的研發(fā)體會是,兩種工藝都能做,,但鍺硅(SiGe)工藝相比砷化鎵工藝總是差那么一點點,。隨著對設(shè)計和性能的要求越高,,鍺硅(SiGe)工藝越力不從心,不得不采用砷化鎵工藝,。
在WIFI6主芯片技術(shù)上,,尤其是底層的軟件協(xié)議,MTK與高通和博通還是有差距的,,國內(nèi)芯片廠家差距更大,,國內(nèi)能在2年后量產(chǎn)WIFI6主芯片就已經(jīng)很不錯了。MTK的優(yōu)勢也很明顯,,技術(shù)均衡,,在基帶芯片、軟件協(xié)議,、射頻收發(fā),、射頻前端等技術(shù)上都很不錯,尤其是在射頻前端技術(shù)上世界領(lǐng)先,。
因此,,MTK WIFI6低端方案可以不采用2.4G WIFI6 FEM和5.8G WIFI6 FEM,射頻前端全部集成實現(xiàn)功率輸出,。高通和博通做不到,,國內(nèi)其他廠家更做不到。
當然,,隨著WIFI6的到來,,不同國家的頻段發(fā)生了改變,中國維持不變,,估計以后也不會改變,。但美國和巴西已經(jīng)把WIFI頻段拓展到了7.2GHz,日本可能會跟進,。歐洲把頻段上升到6GHz,。由于頻段的改變,WIFI FEM前端芯片也需要改變,,頻率越高,,帶寬越寬,對設(shè)計和工藝的要求越高,,工藝選擇依然是砷化鎵,。同時,射頻前端被集成的難度越來越大,。
WIFI7,,802.11.be:
2.4G FEM,鍺硅(SiGe)工藝和砷化鎵工藝都會存在,。
5.8G FEM,,個人認為只能是砷化鎵工藝,,主芯片集成射頻前端的難度更大了,F(xiàn)EM外掛將是主流,。
頻率越高,、帶寬越寬、速率越快,,芯片研發(fā)的難度越大,,砷化鎵工藝相對還是有優(yōu)勢的,所以砷化鎵將是WIFI FEM的主流工藝和未來方向,。
盡管MTK很厲害,,持續(xù)地挑戰(zhàn)集成射頻前端,但事實是WIFI FEM的市場需求規(guī)模不是越來越小,,反而是越來越大,。對路由器市場來講,集成不會是主流,,隨著WIFI技術(shù)不斷向前發(fā)展,,市場應(yīng)用越來越廣,對射頻前端的要求越來越高,,射頻前端FEM機會多多,。