WiFi7时代的挑战,何以Qorvo?

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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!

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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

 

如果电信运营商提出可以为你免费升级到最新的Wi-Fi 7路由器,而条件仅仅需要提前交付两年的服务费,你大概率是拒绝的。没错,对于普通大众用户而言,Wi-Fi 6/Wi-Fi 6E提供的带宽已经可以满足日常的手机和电脑联网。然而,如果你是下面这些应用者,你会迫切的选择后者:

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。

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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。

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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。

Wi-Fi 7,无线连接全向新突围

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。

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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。

应对Wi-Fi 7的挑战,何以Qorvo?

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。

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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。

供应链强国的Wi-Fi 7畅想

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。

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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。

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