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來源：半導體行業觀察 2024年1月8日，Wi-Fi 7標準認證規范正式公布，此舉也意味著會有越來越多Wi-Fi 7的設備會在2024年上市。很多人認為2024年是Wi-Fi 7終端爆發之年。 作為射頻前端領域的領軍企業，Qorvo早已為Wi-Fi 7的到來做好了充分準備。射頻前端模塊是WiFi設備的核心部件之一，其性能直接影響著WiFi設備的傳輸速率、覆蓋范圍、連接穩定性等關鍵指標。因此，在設計和制造WiFi 7設備時，需要對射頻前端模塊進行精心的設計和優化，以確保WiFi設備的性能滿足用戶的需求。 為探索Wi-Fi 7及其射頻前端技術的最新進展，2024年4月11日，在主題為“春光作序 萬物更’芯’”的2024 Qorvo媒體沙龍會后，我們對話了Qorvo無線連接業務部亞洲區高級營銷經理Jeff Lin。Jeff是常駐亞洲的Wi-Fi 專家，擁有 20 多年的無線和半導體技術經驗，能夠幫助Qorvo客戶優化Wi-Fi解決方案，解決各種棘手的射頻設計難題。通過與Jeff的深入交流，我們得以洞察Qorvo在Wi-Fi 7的產品研發、市場定位及技術普及等方面的最新策略和洞見。 談技術：Wi-Fi 7的技術突破和射頻前端設計的新挑戰 Q：Wi-Fi 7帶來了哪些突破性技術？拓展了哪些新的應用場景？ Jeff：Wi-Fi 7 作為下一代無線通信技術標準，引入了 320MHz 帶寬、多鏈路操作（MLO，Multi-Link Operation）、4096 階正交幅度調制（4K QAM）以及靈活的信道選擇等多項突破性技術，將帶來更高的數據傳輸速率、更低的延遲以及更強的網絡連接穩定性，為用戶提供更加流暢和高效的網絡體驗。 正是得益于Wi-Fi 7技術的這些進步與創新，讓許多新興且具有創意的應用得以實現真正的「無線化」，例如Facebook的元宇宙(Meta Universe)、4K/8K高清無線顯示屏、實時高清在線互動游戲、與動作視覺同步的機械臂和機器人、高清無線監控系統，以及目前熱門的AI數據高速傳輸與分析等。 Q：開發Wi-Fi 7 解決方案帶來了哪些挑戰？ Jeff：1）更多的FEM：Wi-Fi 7所引入的MLO意味著Wi-Fi 終端設備中要放置更多的FEM。不僅如此，為了能夠支持Wi-Fi 7中不同的頻段，還需要增加5/6GHz BAW Coex濾波器。 2）更低的EVM：Wi-Fi 7的更高帶寬和更高級的4096QAM調制方式要求射頻前端器件必須支持更低的EVM floor。EVM floor是衡量信號質量的一個指標，數值越低表示誤差越小，信號質量越好。隨著Wi-Fi技術的演進，每一代Wi-Fi技術對EVM的要求都在提高，Wi-Fi 4的EVM floor要求為-30dB，Wi-Fi 5為-35dB，Wi-Fi 6為-43dB，而Wi-Fi 7則進一步提高到-47dB。 Qorvo的Wi-Fi 7前端射頻模塊(FEM)產品有非常好的EVM指標，可以最大限度的把有用不失真信號通過天線發射出去，以保證接收端準確無誤的解調出來有用信號。Qorvo與市場主流的 Wi-Fi 芯片廠商建立了良好的合作關系。雙方前期合作開發參考設計板，確保整機性能完美滿足客戶指標需求。針對不同 layout 和板材帶來的射頻指標差異，Qorvo通過改善匹配技術，確保每一級芯片都能完美發揮最優性能。同時，Qorvo 還針對關鍵指標留有一定的余量，確保批量出貨的一致性。 3）濾波的重要性提高，尤其是在隔離度方面：2020年，Wi-Fi Alliance宣布開放6GHz頻段，自此Wi-Fi正式邁入了「三頻」的時代。頻譜是無線通信的關鍵資源，更大的頻段意味著更高的傳輸速率和效率。除了Wi-Fi 6與前幾代Wi-Fi所使用的2.4GHz與5GHz頻段，Wi-Fi 6E與Wi-Fi 7的規范正式將6GHz的頻段納入標準。 隨著Wi-Fi 6E與Wi-Fi 7規格的敲板定案，Wi-Fi網絡系統方案提供商也將目前Wi-Fi三頻(Tri-Band)的架構從2.4G+5G(Low-Band)+5G(High-Band)升級到2.4G+5G(U-NII 1-3)+6G(U-NII 5-8)。在三頻的架構下，每一個頻段必須不能被其他頻段干擾，同時自身的頻段也不能去干擾到別的頻段，因此每個頻段的前端射頻模塊需要有一定的隔離度。對此，Qorvo針對Wi-Fi 7的技術規范開發了2.4G、5G與6G的前端射頻模塊。 4）非線性放大器的引入：傳統上，Wi-Fi系統所使用的功率放大器都是以「線性放大器」為主，由于Wi-Fi 7本身有許多創新的功能，對于處理器指令周期與內存空間有更高的要求，加上近幾年的國際情勢混亂造成能源成本的增加，種種的因素加成，讓網絡設備廠商考慮將Wi-Fi的前端射頻器件由傳統的「線性放大器」改成耗電較低的「非線性放大器」(Non-Linear)。非線性放大器本身相比于線性放大器雖然有比較低的功耗，但是它必須搭配主芯片廠商的DPD(Digital Pre-Distortion；數字預失真補償)算法來修正本身非線性放大器的輸出失真并增進放大器本身的EVM，這個部份需要FEM的廠商與Wi-Fi芯片供貨商一起配合開發， Qorvo洞察到這一趨勢，于是在2023年開始著手Wi-Fi 7的非線性功率放大器的前端射頻模塊。采用非線性（Non-Linear）FEM+DPD的方案，不僅很好地解決了EVM的問題，還在功率效率上實現了很大的提升，讓Wi-Fi 7的路由器能在效能與節能中取得平衡。例如使用Qorvo的非線性 FEMs 的三頻12流路由器，預計可以節省大約6瓦（～6W）的功率。目前，Qorvo 的 Wi-Fi 7 非線性功率放大器前端射頻模塊已獲得高通、博通和聯發科的認證，并即將進入量產階段。 談市場應用：Wi-Fi 7技術會“花落”哪些應用領域？ Q :哪些主要應用領域會第一時間跟進Wi-Fi 7？Qorvo又有哪些針對性的布局？ Jeff:路由器作為網絡的核心設備，通常是新一代Wi-Fi技術最先落地的設備之一，Wi-Fi 7亦是如此。除了會率先在路由器上落地外，市場上主流的安卓系統手機廠商將在2024年開始發布搭配Wi-Fi 7芯片的智能手機，同時某些中高階的筆記本也會開始出貨搭配Wi-Fi 7模塊的產品。 在手機領域，Qorvo的Wi-Fi 7 前端射頻芯片在2023年就已經在高通與聯發科的手機平臺上完成驗證，在國內的一線手機品牌如小米, OPPO,vivo, 榮耀也都有Qorvo的產品。目前Qorvo也積極地與高通及聯發科開發新一代的Wi-Fi 7前端射頻模塊，朝向更省電，效能更優化，整合性更高的目標規格前進，期待在2024年有新的產品可以進入量產階段。 智能家居也是Wi-Fi 7的一個重要市場。這一市場的一大特點是設備種類繁多，參與廠商也多。Qorvo在幾年前提出了“One Pod per Room”理念，其主要是依靠網狀Wi-Fi網絡架構，實現家中無死角的網絡覆蓋。在助力這些設備更好的利用Wi-Fi 7技術方面，Qorvo除了有Wi-Fi的前端射頻器件，還有支持最新智能家居協議Matter的智能網關與傳感器的芯片，透過Wi-Fi 7 MLO、Multi-AP Coordination、Multi-RU等創新性技術所帶來的更強大的Wi-Fi 聯機能力，讓One Pod Per Room的概念能真正實現。 此外，Wi-Fi 7在工業運用上也很有潛力。目前，一些專注于企業和工業級應用的無線設備制造商已經開始基于Wi-Fi 7標準開發專用的無線路由器和設備，這展示了Wi-Fi 7帶給市場的創新潛力和活力。 談發展策略：先人一步，Qorvo搶占Wi-Fi 7先機 Q  orvo在Wi-Fi 7領域的市場儲備如何？如何推動和加速客戶Wi-Fi 7產品盡快進入市場？Jeff：Qorvo在射頻領域有多方面的知識積累，在FEM方面，公司的產品涵蓋了設計、生產、測試、應用等流程。公司所擁有的、全球先進的GaN，GaAs，SOI等工藝水平，則可以更快速度的開發出來高效率、高線性、高集成度的FEM。在Wi-Fi 7領域，Qorvo不僅能夠提供完整的無線前端射頻模組（RF Front-End Module，FEM）和濾波器（Filters）解決方案，還同時兼顧低功耗與小封裝的優勢，可以為產品開發提供更大的空間和靈活性。 早在3年多前當Wi-Fi 7還處于早期標準制定階段，Qorvo已經與主流的Wi-Fi主芯片廠商高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、聯發科(MediaTek)、邁凌科技(MaxLinear)合作開發能夠支持Wi-Fi 7的產品。Qorvo Wi-Fi 7前端射頻的產品已被這些廠商納入其所屬的「參考設計」，有了參考設計的輔助，產品開發商能縮短產品開發時間并簡化產品驗證的工作，加速Wi-Fi 7商業化與出貨的時程。 Qorvo針對Wi-Fi 7提供了完整的無線前端射頻模塊(RF Front-End Module)與濾波器(Filters)解決方案，同時兼顧低功耗與小封裝的優勢，讓網絡設備廠商在產品開發上擁有更大的空間與彈性，除此之外，Qorvo將會繼續與芯片制造商、Wi-Fi聯盟和監管機構合作，加速Wi-Fi新技術的推進并與設備商密切盡快將下一代產品推向市場。 Q：根據Wi-Fi 7不同細分市場的需求，Qorvo 如何制定差異化的產品策略？ Jeff：在產品定位策略方面，Qorvo將Wi-Fi產品細分為三大類別：零售市場、電信運營商及網絡服務供應商，以及企業用戶。針對這些不同的市場類別和應用，Qorvo設計了具有各自規格和特點的產品，提供豐富的產品線，滿足各類應用需求： 對于家庭零售市場和運營商Wi-Fi系統，Qorvo的中發射功率與高發射功率前端射頻模塊提供了性價比高的解決方案，適用于路由器、機頂盒、家電等Wi-Fi無線模塊。這些產品的特點是低功耗和高效能，以減少Wi-Fi系統的散熱設計難度和成本。 對于企業級和電信運營商的Wi-Fi設計，Qorvo的前端射頻模塊提供5V至3.3V的電壓選擇，以適應不同的應用場景。Qorvo還針對不同地區的法規提供邊帶濾波器和LTE-Wi-Fi并存濾波器，這些可以與前端射頻模塊配合使用。此外，Qorvo推出了集成前端射頻模塊（iFEM）產品線，整合了Bandedge和LTE-Wi-Fi并存濾波器，簡化了無線射頻前端的設計，同時減少了組件成本和調校時間。 談未來：Wi-Fi 7的發展前景 Q:由于各國對于頻帶的管制與法規限制，6GHz的頻段并不像2.4Ghz或是5GHz能被世界各國普遍的使用，例如中國并沒有開放6GHz頻段給Wi-Fi使用，這是否會影響到Wi-Fi 7在中國市場的普及和發展？ Jeff:雖然中國目前沒有開放6GHz的頻段，但是Wi-Fi 7中的諸多突破性技術創新，大大增進了Wi-Fi的傳輸效能，即使6GHz頻段受到了地域性的法規限制，但是未來的發展與市場的預期是可被期待的。值得一提的是，Qorvo Wi-Fi 7 FEM第一個量產的客戶就是中國的小米。Qorvo針對中國市場，將會開發整合性更高，價格更優化的產品來面對日益「內卷」的中國網通市場，并透過與客戶的協同合作，加速并簡化產品的開發與設計。 Q :考慮到Wi-Fi 7的技術優勢和市場需求，您如何預測其在未來幾年內相對于Wi-Fi 6的普及和市場接受程度？ Jeff：Wi-Fi 7 代表了無線連接技術的未來發展方向。雖然目前的市場主流還是以Wi-Fi 6為主，但未來隨著Wi-Fi終端產品的規格升級，上游供應鏈的成熟與愈來愈多需要高吞吐量、低延遲、高分辨率畫面的互動視訊應用與游戲需求，預估Wi-Fi 7在2027年的普及率會與目前的Wi-Fi 6持平，2028年會超越Wi-Fi６成為新的市場主流。 結語 總而言之，Qorvo憑借其深厚的技術儲備和清晰的產品策略，已經站在了Wi-Fi 7設備發展的前沿。公司不僅在射頻前端技術方面展現了行業領導力，而且通過與芯片制造商和行業組織的緊密合作，正在加速Wi-Fi 7技術落地的步伐。 |
