来源:钟林谈芯
没有最快,只有更快。wifi6刚火,wifi7就来了。
继wifi6(802.11ax)推出之后,802.11be(extremely high throughput)新的标准被提出,以此类推,wifi联盟将会把802.11be标准命名为wifi7。
信息技术日新月异,造福了人类,苦了电子和芯片行业打工人。但也正是这样的苦,我们这些产业打工人才有机会。
wifi技术始于1999年,从802.11b到802.11a/g经历了4年。到2009年,正式开始802.11n wifi标准并被命名为wifi4。从wifi4到wifi5,又花了4年,开启802.11ac标准。从wifi5到wifi6/6e为6年时间,开始新标准802.11ax。2020年时wifi6的元年,尽管802.11be标准已经被推出,但真正实现wifi7商用,预计在4-5年以后。
来源:是德科技
从最初的1mbps到目前802.11ax(wi-fi6)的9.6mbps峰值速率。技术标准迭代主要是通过带宽拓展、信道编码效率提升、mimo技术、数据链路层改进等机制来提升wifi数据传输的吞吐量和性能.
ofdma多址接入技术,可以改善密集用户接入产生的延时问题,减少由于信道竞争机制导致的网络拥塞。ofdma多址接入系统将传输带宽划分成正交的互不重叠的一系列子载波集,将不同的子载波集分配给不同的用户实现多址。ofdma系统可动态地把可用带宽资源分配给需要的用户,很容易实现系统资源的优化利用。由于不同用户占用互不重叠的子载波集,在理想同步情况下,系统无多户间干扰,即无多址干扰(mai)。
ieee组织已经计划在wi-fi 6的ofdma多址接入机制及其他相关技术的基础上,为了继续提升性能,在频率、带宽、频带或信道聚合等物理层上深入研究,提出新的wifi标准ieee 802.11be标准。
来源:是德科技
越往wifi6、wifi7走,对射频前端的要求就越高,对工艺的要求也越高。
wifi4,802.11n:
2.4g路由器走入千家万户,射频前端的机会就是2.4g fem,主要是对高功率的需求,中低功率已经被集成,skyworks和qorvo已经不再更新这个标准的产品,早期产品采用砷化镓工艺。
wifi5,802.11ac:
这个标准引入了5.8ghz频段,开启2.4g和5.8g双频路由器。射频前端机会有2.4g fem和5.8g fem。
2.4g fem,刚开始每个路由器都会加,后来路由器平台集成的射频前端输出功率也能到19~20dbm,基本上就不外加了。skyworks提供过砷化镓的2.4g fem,也提供过锗硅(sige)工艺的2.4g fem。qorvo坚持砷化镓工艺。
5.8g fem,7年前skyworks第一次推出砷化镓工艺的5.8g fem,输出功率20dbm@evm-35db。后来做了一颗2*2封装的锗硅(sige)工艺5.8g fem,看下来是不成功的,成本还不错,性能要差一些。qovor坚持做砷化镓工艺5.8g fem。后来mtk平台采用dpd功能,把集成5.8g fem输出功率也做到了19dbm,外加5.8g fem的机会就少了。
wifi6,802.11ax:
2.4g fem,skyworks和qorvo都一致地转向了锗硅(sige)工艺,性能测试下来还不错。锗硅(sige)工艺最好的还是gf,也是国外厂家选择的代工厂。锗硅(sige)工艺研发成本高,设计难度大,国内熟悉这个工艺的研发人才稀缺,好处是设计阶段的仿真比较准,生产一致性高,但成本对比下来跟砷化镓差不多。锗硅(sige)工艺开发的fem电流好那么一点,三伍微研发的砷化镓wifi6 fem与sky最新的fem对比,三伍微fem工作电流150ma@3.3v@dvm-43db,而sky fem工作电流为135ma@3.3v@dvm-43db,差15ma。
5.8g fem,skyworks和qorvo都采用砷化镓工艺,国外做过这两种工艺的研发体会是,两种工艺都能做,但锗硅(sige)工艺相比砷化镓工艺总是差那么一点点。随着对设计和性能的要求越高,锗硅(sige)工艺越力不从心,不得不采用砷化镓工艺。
在wifi6主芯片技术上,尤其是底层的软件协议,mtk与高通和博通还是有差距的,国内芯片厂家差距更大,国内能在2年后量产wifi6主芯片就已经很不错了。mtk的优势也很明显,技术均衡,在基带芯片、软件协议、射频收发、射频前端等技术上都很不错,尤其是在射频前端技术上世界领先。
因此,mtk wifi6低端方案可以不采用2.4g wifi6 fem和5.8g wifi6 fem,射频前端全部集成实现功率输出。高通和博通做不到,国内其他厂家更做不到。
当然,随着wifi6的到来,不同国家的频段发生了改变,中国维持不变,估计以后也不会改变。但美国和巴西已经把wifi频段拓展到了7.2ghz,日本可能会跟进。欧洲把频段上升到6ghz。由于频段的改变,wifi fem前端芯片也需要改变,频率越高,带宽越宽,对设计和工艺的要求越高,工艺选择依然是砷化镓。同时,射频前端被集成的难度越来越大。
wifi7,802.11.be:
2.4g fem,锗硅(sige)工艺和砷化镓工艺都会存在。
5.8g fem,个人认为只能是砷化镓工艺,主芯片集成射频前端的难度更大了,fem外挂将是主流。
频率越高、带宽越宽、速率越快,芯片研发的难度越大,砷化镓工艺相对还是有优势的,所以砷化镓将是wifi fem的主流工艺和未来方向。
尽管mtk很厉害,持续地挑战集成射频前端,但事实是wifi fem的市场需求规模不是越来越小,反而是越来越大。对路由器市场来讲,集成不会是主流,随着wifi技术不断向前发展,市场应用越来越广,对射频前端的要求越来越高,射频前端fem机会多多。