城市的道路越扩越宽,上跨立交、下穿隧道越修越多,高架覆盖的路线越来越长……然而,身边的道路却甚至越来越拥堵!
这大概是当前国内城市居民的共同感受。
吐槽的同时,回头想想在过去若干年内私家车保有量持续年增量超过1500万辆,恐怕再超前的道路规划都很难跟上交通流量的爆发式增长!
Qorvo亚太区无线连接事业部高级行销经理林健富
这像极了当今的网络基础设施与网络设备流量之间的矛盾。“从2007年的Wi-Fi4到2021年的Wi-Fi6E,十几年的时间四次标准迭代,数据速率提高了8倍,但面对终端流量的更快增长依然捉襟见肘。”在Qorvo前不久举办的“春光作序,万物更‘芯’”活动上,Qorvo亚太区无线连接事业部高级行销经理林健富(Jeff Lin)指出。今天不仅手机需要接入网络,电视、扫地机、甚至冰箱空调等几乎所有的家用电子产品都需要网络,而短视频、视频直播APP已经成为手机必备,常见的视频从1080P到4K甚至8K……而事实上,今天的丰富的应用场景,无线连接的需求已经不再仅仅是高带宽的一个维度。
更高带宽、更低延迟……
Wi-Fi 6E:不够,根本不够
假如你拥有一台XR设备,XR技术要求的无感知的沉浸式体验,这对带宽和延迟提出了前所未有的挑战。Wi-Fi 6E虽然有助于改善XR设备的无线连接体验,但在高分辨率、高刷新率的图像传输上,尤其是在多人互动场景下,其带宽接近极限。确保虚拟世界与现实世界的无缝融合,让用户在XR体验中感受不到延迟,这是Wi-Fi 6E难以满足的体验需求。
或者是工业4.0下的工厂智能化场景。机器间通信、实时监控和远程控制成为常态,面对海量设备连接和高密度设备环境,Wi-Fi 6的网络容量和稳定性面临挑战,如何更高效地管理多个设备的同时连接,确保生产线上的每一个环节都能享受到高速、低延迟的无线网络,这是智能工厂高效运作不可或缺的条件。
又或者,你是极致音视频的发烧友。随着8K视频内容的兴起,用户期望在家中也能享受影院级的观影体验。Wi-Fi 6E虽能够支持4K视频流畅播放,但面对8K视频的超大数据量传输,其带宽和效率显得捉襟见肘,特别是在多设备同时在线的家庭环境中。
林健富认为,在追求极致速度与无缝连接的今天,Wi-Fi 6E作为Wi-Fi 6的扩展虽然带来了显著的性能提升,但在这些尖端应用的推动下,其性能边界被清晰地展现出来。
无线通信技术的每一次迭代都深刻影响着我们的生活与工作,而Wi-Fi 7相较于前代Wi-Fi 6/6E,在多个核心性能维度上实现了显著突破。“今天Wi-Fi已不止是上网、看视频等消费级应用,而是延伸到工业端场景,包括智慧的基础设施、高清监视器、AR/VR穿戴装置,还有工业4.0、智慧化工厂、电动车联网等场景。”林健富指出。Wi-Fi 7正在引领无线连接进入一个崭新的时代,开启无线网络的全向新突围。
Wi-Fi 7的出色性能很大程度在于支持2.5G、5G、6G三频段同时工作,特别是对于网络管理者和企业网说,6G所带来的新频段具有巨大的价值,可以帮助传输海量数据且不受网络拥塞干扰。最大可达320MHz信道带宽,相比上代的Wi-Fi 6带宽翻倍。同时,Wi-Fi 7还能够支持最多16根天线发送,16根天线接收信号(16x16),相比上一代标准 8 根天线发送,接收信号也多了一倍,有助于实现高达46Gbps的吞吐量,达到Wi-Fi 6的4.8倍。
Wi-Fi 7引入了多链路操作(MLO)技术是其杀手级特性之一。该技术允许多个频段或同一频段内的多个通道同时传输数据,从而极大提升数据传输效率,减少网络延迟,并增强网络连接的稳定性。在多链路操作下,即便某个频段或通道遇到干扰,数据传输也不会中断,而是自动切换到其他可用通道,确保数据传输的连续性和可靠性。
调制技术的提升是Wi-Fi 7另一大亮点。从Wi-Fi 6的1024-QAM升级至4K QAM,意味着每个OFDM子载波可以编码更多数据,显著提高了数据传输效率,降低了延迟。这不仅提升了无线网络的总数据吞吐量,也为用户带来了更加即时的网络响应体验,特别是在高密度用户环境和对时延敏感的应用场景中,如XR体验和远程医疗等。
Wi-Fi 7的推出标志着无线连接技术的又一次重大飞跃,其在带宽、调制方式、多链路操作等方面的重大升级,无疑对射频前端芯片方案提出了前所未有的挑战。林健富对这些技术挑战给出了多个维度的分析,包括但不限于:
频谱扩展与兼容性:Wi-Fi 7引入了6GHz频段,要求射频前端模块(FEM)必须支持更宽的频谱范围,同时要解决与现有2.4GHz、5GHz频段的兼容问题,以及不同国家和地区频段分配的差异性。这要求FEM设计必须高度灵活且适应性强。
更高阶调制与带宽需求:4K QAM调制和320MHz的信道带宽对射频前端的线性度、信号纯净度提出了更高要求,这需要更先进的滤波器和更精细的功率放大器(PA)设计,以确保信号不失真地传输。
多链路操作(MLO)的实现:MLO技术要求FEM能够同时在不同频段上高效工作,这对射频前端的集成度和复杂度提出新挑战,需要高度集成的PA、低噪声放大器(LNA)、开关(SW)以及滤波器,以实现不同频段的高效聚合和切换。
功耗与尺寸的平衡:更高的性能往往伴随着更高的功耗,如何在保持高性能的同时,控制功耗并缩小芯片尺寸,是射频方案设计中的一大难题。
对于以卓越的射频技术而领先全球的企业来说,这些挑战也正是Qorvo的优势领域。林健富认为可以从下面几个领域来看Qorvo在Wi-Fi 7半导体解决方案上的独特技术优势:
完整的产品组合:Qorvo的产品线覆盖了从射频前端、滤波器、电源管理到传感器等多个方面,能够为客户提供从设计、生产到应用的全方位支持,这为实现Wi-Fi 7的高性能、低功耗提供了坚实的硬件基础。
前沿的射频前端技术:Qorvo拥有先进的GaN、GaAs、SOI等工艺水平,这使得公司能够快速开发出高效率、高线性度、高集成度的射频前端模块。这些FEM不仅包括PA、LNA、和SW等关键组件,而且部分产品已经集成了滤波器,以满足Wi-Fi 7对多频段支持和频谱纯度的严格要求。
优化的非线性FEM+DPD方案:针对Wi-Fi 7更高的性能要求,Qorvo推出的非线性FEM结合数字预失真(DPD)技术,能在保证信号质量的同时,显著降低功耗。这种方案不仅解决了EVM(误差向量幅度)问题,还能提高效率,例如在三频12流路由器上,预计可节省约6瓦的功耗,这对于提升电池寿命和减少散热设计挑战至关重要。
广泛的滤波器解决方案:Qorvo提供了覆盖5GHz和6GHz频段的体声波(BAW)滤波器,这些滤波器对于保持频段间良好的隔离度、避免干扰至关重要,从而确保Wi-Fi 7在多频段操作时的高效和稳定。
此外,Qorvo与Broadcom、Qualcomm、MediaTek等主流芯片厂商紧密合作,开发出针对Wi-Fi 7的参考设计板,确保了射频前端与系统芯片的完美匹配,有效解决了不同设计布局和材料选择对射频性能的影响,提升了产品的一致性和市场适应性。
据林健富透露,相较于国外市场暂时仍以Wi-Fi 6产品为主力,中国消费级Wi-Fi 7路由终端市场已经展现异常激烈的竞争态势。当前中国和全球其他地区的Wi-Fi 7应用正呈现出两种不同的市场形态。
对Wi-Fi 7发展的必然趋势林健富非常有信心:“企业用户将是这场技术进步的最大受益者,他们将享受到更快、更稳定、功能更丰富的无线网络连接。而对于行业应用来说,新一代无线技术的引入,也即将开启新一轮的产品创新和市场竞争,为整个通信生态系统注入新的活力。”
林健富指出,尽管中国尚未开放6G频段,但作为供应链强国,依旧吸引了众多厂商迅速跟进,展现出了广阔的发展潜力。他认为中国和全球其他地区的芯片市场发展将慢慢“壁垒分明”,差别会越来越大,从而驱动整个终端市场发生变化。尽管当前Wi-Fi 7的出货量在全球范围内仅占不到5%的份额,但据预测,到2028年,Wi-Fi 7的出货量将有望超越Wi-Fi 6,展现出强劲的增长势头。
Qorvo在Wi-Fi 7上的优势体现在技术创新、与行业伙伴的深度合作、广泛的市场布局以及针对未来趋势的前瞻性布局,这些都为其在Wi-Fi 7领域占据领先地位提供了强有力的支撑。“Qorvo不仅关注当前的Wi-Fi 7,还对未来的Wi-Fi 8等技术保持敏感,持续研发,以确保技术的领先地位和对市场需求的快速响应。”林健富透露。