前言:
每隔十年左右的時間,通信技術就會升級迭代一次,需要支持更多的頻段和更復雜的信號處理。
在新技術的帶動下,各類終端設備對于性能的要求不斷提高,不僅帶來了芯片行業的大爆發,也讓射頻前端從默默無聞開始逐漸走進大家的視野當中。
發展到5G時代的射頻升級
從3G到4G,再從4G到5G,射頻工程師從根本上重塑了射頻前端的無線信令和傳輸架構,增加了載波聚合、高階調制和多入多出天線等主要功能。
通過整合更多的無線頻譜來整體改善無線連接及性能,移動設備中的射頻設計也因此變得相當復雜。
4G的商用,讓移動通信的射頻設計發生了根本性的變化。
5G時代的來臨,加深了射頻設計的挑戰。
5G更多的頻段組合,以及諸多新技術的引入,都讓5G射頻前端的設計面臨前所未有的復雜性挑戰,同時還有功耗和體積的限制條件。
從調制解調器到天線的通信系統至關重要。
如果沒有射頻前端,手機將無法工作,沒有先進的射頻前端,手機也沒辦法實現全球通信。
5G與Wi-if7需共存,射頻前端挑戰加劇
5G、Wi-Fi 6/7速率能夠大幅提升是得益于整個通信系統的升級。
為了提升通信性能引入新的頻譜,增加新技術,盡可能利用更多頻率、更高效率提升通信性能,最終讓無線傳輸也能媲美有線傳輸的穩定性以及高速率和低時延。
Wi-Fi 6E的頻率已經提升至6GHz,Wi-Fi 7有效帶寬是Wi-Fi 6的2倍,可用頻譜將是Wi-Fi 6的3倍,Wi-Fi射頻前端的設計同樣面臨前所未有的挑戰。
到了Wi-Fi 7時代,得益于更寬的信道和4K QAM調制技術,Wi-Fi得以獲得更快的速度和更低時延的傳輸,還有Wi-Fi 7的三頻連接技術,又將Wi-Fi的速度和體驗推向新的高度。
Wi-Fi 7帶來的技術挑戰是全方位的,從芯片到天線再到射頻都需要完善的解決方案。
5G與Wi-Fi 7是需要共存的,這也讓射頻前端的設計更加復雜。
而5G和Wi-Fi 7能夠并發,將能夠為終端設備提供更加穩定且高速的網絡連接。
賦能網聯終端,多領域擴展
當前無線通信技術正在影響幾乎每個行業,數字化轉型步伐日漸加速。
從元宇宙、物聯網到汽車,最先進的5G和Wi-Fi連接都是實現產業潛能的技術利器。
國金證券研報顯示,元宇宙行業正處于初期投資階段,以10年來看,預計游戲、社交、商業等元宇宙價值鏈將占據科技行業的15%到20%;
VR、AR、MR等XR元宇宙硬件終端,5G、6G、WiFi 6E和WiFi 7的技術承載,AI數據中心高速運算芯片都是推進元宇宙落地的關鍵基礎設施。
而無線局域網和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,避免射頻信號的重疊。
無線連接技術推動著射頻市場的增長
有兩個因素將導致連接性射頻前端設備市場顯著增長。
第一個是特定設備的數量增長,例如可穿戴設備;
第二個是為2×2和4×4 MIMO設備增加新的射頻鏈,以及6GHz頻段的射頻鏈。
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。
這一增長是由智能手機中轉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。
無線局域網和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,避免射頻信號的重疊。
單純從速率來看,如果說WiFi6是千兆技術,WiFi7則是在此基礎上速率提升10倍左右的技術。
結尾:射頻領域企業殺成紅海
在此背景之下,僅國內做射頻芯片的企業就多達上百家,早已成為一片紅海。
不過,國內相關企業雖然數量眾多,但技術上還存在一定差距,很多還停留在某些射頻器件的研發設計上。
但從全球來看,射頻領域的核心地位目前被Murata、Skyworks、Qorvo和高通等公司牢牢占據,它們早已從分立器件走向了模組的研發階段。
以高通公司為例,作為無線通信領域多年來的領軍者,高通在四大重點關注的業務領域中就包括射頻前端,而且已經發布了射頻相關的整體解決方案。
審核編輯 :李倩
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原文標題:分析丨5G和Wi-Fi 7時代需要怎樣的射頻前端?
文章出處:【微信號:World_2078,微信公眾號:AI芯天下】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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