元宇宙、物聯(lián)網(wǎng)、汽車的下一個必爭之地?5G,WiFi 7射頻前端先聲奪人

5G之外的無線連接技術(shù),也在推動著射頻市場的增長。Yole射頻研究團隊預計,WiFi、藍牙、UWB將在2026年為連接性射頻前端市場帶來30億美元的規(guī)模,2021年至2026年的復合年增長率為8.4%,芯片組的市場價值不包括在內(nèi)。這一增長是由智能手機中轉(zhuǎn)向更高的連接性射頻BoM,包括UWB、WiFi 6E和2x2 MIMO的快速實施推動。

本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng),作者/章鷹。

萬物互聯(lián)正加速到來,疫情已經(jīng)驅(qū)動人們工作和生活方式的轉(zhuǎn)變,對高性能無線連接的需求以前所未有的速度增長。更快的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入、更高分辨率的視頻流和VR游戲等要求更高的應用,正在推動對5G和Wi-Fi 7的需求。5G基于頻譜聚合,已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)高達10Gbps的峰值速率;而WiFi 7速度是當前商用的WiFi 6E的2.4倍,能夠帶來更快的速度、更低的時延。

從元宇宙、物聯(lián)網(wǎng)到汽車,最先進的5G和Wi-Fi連接都是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)潛能的技術(shù)利器。以對高速率低時延傳輸有很高要求的XR為例。國金證券研報顯示,元宇宙行業(yè)正處于初期投資階段,以10年來看,預計游戲、社交、商業(yè)等元宇宙價值鏈將占據(jù)科技行業(yè)的15%到20%;VR、AR、MR等XR元宇宙硬件終端,5G、6G、WiFi 6E和WiFi 7的技術(shù)承載,AI數(shù)據(jù)中心高速運算芯片都是推進元宇宙落地的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

5G復雜性驟增

射頻前端可有利器?

射頻是各類移動終端通信功能的核心元器件。射頻前端是調(diào)制解調(diào)器和終端天線間的一套射頻組件,影響并管理無線發(fā)送和接收的全部信號。5G終端中最關(guān)鍵的子系統(tǒng)之一就是射頻前端。5G終端需要支持大量的全新頻段,從7GHz以下頻段到毫米波頻段。剛進入4G時代,一臺移動終端需要支持的頻段還不到20個。如今邁入5G時代,已經(jīng)有超過10000個頻段組合,顯著增加了射頻前端的復雜性。

針對指數(shù)級提升的復雜性,技術(shù)研發(fā)型企業(yè)高通采用了具有開創(chuàng)性的方法。首先,是采用系統(tǒng)級方案,推動5G終端設(shè)計模式轉(zhuǎn)變——驍龍5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)是移動行業(yè)首款從調(diào)制解調(diào)器、射頻前端到天線的完整解決方案,集成先進的5G調(diào)制解調(diào)器、射頻收發(fā)器、射頻前端、毫米波天線模組以及軟件框架,目前已經(jīng)推出了五代產(chǎn)品。

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另一個思路,是將AI應用于調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)中。僅僅面向Sub-6GHz頻段,5G手機的天線就至少有9根。把越來越多的天線納入更小巧的終端,對于終端廠商而言是真正的挑戰(zhàn),這對信號質(zhì)量和用戶體驗而言都至關(guān)重要。而驍龍X70,引入原生5G AI處理能力,以開創(chuàng)性的方式利用AI技術(shù)實現(xiàn)5G性能的大幅提升。

仿真數(shù)據(jù)表明:在AI輔助信道狀態(tài)反饋和動態(tài)優(yōu)化技術(shù)支持下,基于Sub-6GHz連接,在小區(qū)邊緣,能在移動場景實現(xiàn)高達73%的吞吐量提升,在步行場景實現(xiàn)高達26%的吞吐量提升;全球首個AI輔助毫米波波束管理技術(shù),在人口密集市區(qū)環(huán)境,能實現(xiàn)高達28%的網(wǎng)絡(luò)覆蓋提升;AI輔助自適應天線調(diào)諧,利用AI智能偵測用戶握持終端的手部位置,并實時動態(tài)調(diào)諧天線,使情境感知能力提高30%,從而支持更高的傳輸速度和能效,以及更廣的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。

5G網(wǎng)絡(luò)部署及5G智能手機普及提速,帶動全球射頻市場高速增長。據(jù)Gartner預測,到2026年射頻前端市場規(guī)模將達到210億美元,2019年至2026年間的復合年增長率為8.3%。

WiFi 7已來

射頻前端向上解法如何?

5G之外的無線連接技術(shù),也在推動著射頻市場的增長。Yole射頻研究團隊預計,WiFi、藍牙、UWB將在2026年為連接性射頻前端市場帶來30億美元的規(guī)模,2021年至2026年的復合年增長率為8.4%,芯片組的市場價值不包括在內(nèi)。這一增長是由智能手機中轉(zhuǎn)向更高的連接性射頻BoM,包括UWB、WiFi 6E和2x2 MIMO的快速實施推動。

而無線局域網(wǎng)和WiFi的不斷演進,又進一步提高了射頻前端的復雜性,因為蜂窩連接和WiFi信號必須保持分離,否則就會出現(xiàn)大量射頻干擾的風險。WiFi 6E和WiFi 7標準已引入6GHz的頻譜。因此,射頻前端必須有先進的過濾技術(shù),避免射頻信號的重疊。

今年6月底,高通推出支持Wi-Fi 7的射頻前端模組。高通表示,新產(chǎn)品專為藍牙、WiFi 6E和新一代WiFi 7設(shè)計,適用于智能手機之外廣泛的終端品類,包括汽車、XR、PC、可穿戴設(shè)備、移動寬帶和物聯(lián)網(wǎng)等。

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該模組,就支持5G與Wi-Fi共存,還能與高通ultraBAW濾波器配合以支持5G/Wi-Fi并發(fā),增強使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)終端的無線連接性能。

從這款模組,我們不難發(fā)現(xiàn),高通在WiFi 7射頻前端的思路。他們的方案是,在模組中融合Wi-Fi基帶芯片和天線之間所需的關(guān)鍵組件,放大并適配信號以支持最優(yōu)無線傳輸。這樣,制造商可利用模組,快速、經(jīng)濟地開發(fā)Wi-Fi客戶端設(shè)備。據(jù)悉,該模組正在向客戶出樣,商用終端預計將于2022年下半年上市。

而在今年2月和5月,高通先后推出了面向移動終端側(cè)的Wi-Fi 7芯片F(xiàn)astConnect 7800,以及面向網(wǎng)絡(luò)側(cè)的Wi-Fi 7產(chǎn)品——第三代高通專業(yè)聯(lián)網(wǎng)平臺,提供端到端的Wi-Fi 7支持。

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在MWC2022上,高通率先推出了FastConnect 7800,這是全球首款Wi-Fi 7產(chǎn)品,峰值速率也是業(yè)界最高,達到了5.8Gbps,時延低于2ms,功耗比上一代減少50%。

5月,高通又將WiFi能力擴展到了網(wǎng)絡(luò)側(cè),推出了第三代高通專業(yè)聯(lián)網(wǎng)平臺,面向企業(yè)級接入點、WiFi網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、運營商網(wǎng)關(guān)和頂級家用路由器,支持6路至16路數(shù)據(jù)流網(wǎng)絡(luò)連接,支持包括320MHz信道等WiFi 7關(guān)鍵特性,無線接口容量高達33Gbps,峰值吞吐量超過10Gbps,性能指標非常亮眼。

值得一提的是,這款WiFi 7平臺已經(jīng)商用——6月15日,新華三推出了業(yè)界首款WiFi 7家用路由器,型號為H3C Magic BE18000,采用第三代高通專業(yè)聯(lián)網(wǎng)平臺,最大頻寬320MHz,支持18000M無線速率、6GHz頻段、雙萬兆網(wǎng)口。

而在家用場景之外,廣泛的行業(yè)用例也將為WiFi 7帶來更大的舞臺。“我們能看到目前的AR眼鏡需要通過有線連接,但未來AR眼鏡將會是以無線連接的方式呈現(xiàn)。”一位AR公司創(chuàng)始人對記者表示。

今年5月,高通推出了采用驍龍XR2平臺的全新無線AR智能眼鏡參考設(shè)計,移除了AR眼鏡與兼容智能手機、Windows PC或處理單元之間的連接線;同時,基于該參考設(shè)計,高通還推出了搭載FastConnect 6900的XR軟件套件,將智能手機和AR眼鏡之間的通信時延降低到3毫秒以下。

隨著高通FastConnect 7800 WiFi 7連接系統(tǒng)的商用,未來AR、VR終端將進一步實現(xiàn)速率提升和時延的優(yōu)化,從而讓終端用戶真正感受到栩栩如生的視覺效果和無拘無束的XR體驗,真正邁入元宇宙。在其中,WiFi 7射頻前端模組也將發(fā)揮重要作用,支持終端廠商推出性能更高、續(xù)航更持久、更快商用的產(chǎn)品。

在汽車領(lǐng)域,網(wǎng)聯(lián)化、智能化和電動化浪潮鋪面而來,5G和WiFi先進技術(shù)的應用,不僅將為駕乘人員的座艙娛樂體驗帶來提升,還將推動車與萬物的互聯(lián)。

WiFi 7和5G正在加速發(fā)展,走向千家萬戶,深入千行百業(yè),作為科技連接美好未來的生動注腳。

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