Wi-Fi 6普及元年到來(lái)，有哪些芯片和產(chǎn)品可供選擇？

由于疫情的影響，MWC2020被取消了，但各大手機(jī)廠商的新機(jī)還是在陸續(xù)發(fā)布，今天小米發(fā)布了其2020年新的旗艦機(jī)小米10，全系支持Wi-Fi6，而且同時(shí)發(fā)布了一款支持Wi-Fi 6的路由器。加上之前三星發(fā)布的Galaxy S10和S20系列、iPhone11系列手機(jī)等等，支持Wi-Fi6的終端越來(lái)越多，相信2020年將成為Wi-Fi 6的普及元年......

自從1999年IEEE發(fā)布802.11b標(biāo)準(zhǔn)后，經(jīng)過20多年的發(fā)展，Wi-Fi實(shí)現(xiàn)了人與人的連接，改善了人們的日常生活，成為了當(dāng)今世界無(wú)處不在的技術(shù)，為數(shù)十億設(shè)備提供連接，也成為了越來(lái)越多用戶上網(wǎng)接入的首選方式，并且有逐漸取代有線接入的趨勢(shì)。

據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟介紹，自2000年以來(lái)，獲得Wi-Fi聯(lián)盟的Wi-Fi CERTIFIED認(rèn)證產(chǎn)品已經(jīng)超過5萬(wàn)多項(xiàng)。Wi-Fi CERTIFIED是得到國(guó)際認(rèn)可的認(rèn)證標(biāo)識(shí)，適用范圍包括路由器、電視機(jī)、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備和智能家電。

本來(lái)Wi-Fi的命名是在802.11后面使用不同的字母代表不同的標(biāo)準(zhǔn)版本，比如802.11b、802.11n、802.11ac、802.11ax等，但這記起來(lái)確實(shí)有點(diǎn)麻煩，因此，Wi-Fi聯(lián)盟為了便于Wi-Fi用戶和設(shè)備廠商輕松了解其設(shè)備連接或支持的Wi-Fi型號(hào)，更改了Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的命名方法，將最新的802.11ax命名為了Wi-Fi 6。

表1：802.11標(biāo)準(zhǔn)于新命名。

與以往每次發(fā)布新的802.11標(biāo)準(zhǔn)一樣，802.11ax也將兼容之前的802.11ac/n/g/a/b標(biāo)準(zhǔn)，老的終端一樣可以無(wú)縫接入802.11ax網(wǎng)絡(luò)。

Wi-Fi 6有哪些優(yōu)勢(shì)？

自從2019年9月16日，Wi-Fi聯(lián)盟正式推出Wi-Fi 6的認(rèn)證計(jì)劃后，Wi-Fi 6受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。這主要是因?yàn)閃i-Fi6繼承了Wi-Fi 5（802.11ac）的所有先進(jìn)MIMO特性，并新增了許多針對(duì)高密度部署場(chǎng)景的新特性。使用了OFDMA頻分復(fù)用技術(shù)、DL/UL MU-MIMO技術(shù)、更高階的調(diào)制技術(shù)（1024-QAM）、目標(biāo)喚醒時(shí)間（TWT，Target Wakeup Time）等核心技術(shù)。

Wi-Fi 6所支持的高級(jí)特性可為用戶的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)新的體驗(yàn)，即使在具有多種設(shè)備的復(fù)雜Wi-Fi環(huán)境下也能表現(xiàn)突出。其主要優(yōu)勢(shì)包括更高的數(shù)據(jù)速率、更高的網(wǎng)絡(luò)容量，在擁擠的環(huán)境中提高性能以及提高電源效率等等。具體特性匯總?cè)缦拢?br />
正交頻分多址(OFDMA)：提高網(wǎng)絡(luò)效率并降低高需求環(huán)境的延遲。

圖1：雷軍在小米10發(fā)布會(huì)上解釋W(xué)i-Fi6采用的OFDMA技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

完整的多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)：802.11ax在11ac原有下行MU-MIMO基礎(chǔ)上，加入了上行MU-MIMO特性，實(shí)現(xiàn)了完整意義上的多終端并行傳輸，即允許一次傳輸更多數(shù)據(jù)，并使接入點(diǎn)能夠一次傳輸?shù)礁嗖l(fā)客戶端。

發(fā)送波束成形：在給定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率，從而提高網(wǎng)絡(luò)容量。

高階調(diào)制編碼方案(1024-QAM)：通過在相同數(shù)量的頻譜中編碼更多數(shù)據(jù)來(lái)提高Wi-Fi設(shè)備的吞吐量。

目標(biāo)喚醒時(shí)間(TWT)：顯著改善了Wi-Fi設(shè)備(如物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備)的電池壽命。

圖2：雷軍在小米10發(fā)布會(huì)上解釋W(xué)i-Fi 6的優(yōu)勢(shì)。

Wi-Fi 6設(shè)備有哪些？

Wi-Fi CERTIFIED 6是最新一代Wi-Fi，可支持多種多樣的Wi-Fi設(shè)備及應(yīng)用，并可部署在體育場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、工業(yè)園區(qū)、商業(yè)園區(qū)、設(shè)備日益密集的Wi-Fi住宅等富有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中，提高Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)性能。

目前有三星Galaxy Note10、Galaxy S10、Galaxy S20、iPhone11、iPhone 11 Pro，以及小米在今天發(fā)布的小米10等智能手機(jī)，Aruba 530 和550系列、華碩RT-AX88U AX6000、RT-AX56U、Buffalo 5950AX12系列、TP-Link的Archer AX50、思科Catalyst 9130、KAON AR1340、Ruckus R750和小米AX3600等接入點(diǎn)，以及微軟Surface Laptop 3等其他消費(fèi)電子產(chǎn)品，都已支持Wi-Fi CERTIFIED 6。

圖3：Wi-Fi認(rèn)證標(biāo)識(shí)。

最新一代Wi-Fi支持先進(jìn)的Wi-Fi CERTIFIED WPA3安全技術(shù)，WPA3是下一代Wi-Fi安全技術(shù)，它在成功獲得廣泛采用的Wi-Fi CERTIFIED WPA2的基礎(chǔ)上，增加了新的功能，以簡(jiǎn)化Wi-Fi安全保障方法、實(shí)現(xiàn)更可靠的身份驗(yàn)證、為高度敏感的數(shù)據(jù)市場(chǎng)提高加密強(qiáng)度并保持關(guān)鍵任務(wù)型網(wǎng)絡(luò)的彈性。所有WPA3網(wǎng)絡(luò)都：
采用最新的安全保障方法；
禁止使用過時(shí)的傳統(tǒng)協(xié)議；
要求使用“受保護(hù)的管理幀（Protected Management Frames，簡(jiǎn)稱PMF）。

因?yàn)椴煌琖i-Fi網(wǎng)絡(luò)的用途和安全需求有所不同，所以WPA3專門為個(gè)人網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)提供了額外功能。WPA3-Personal針對(duì)密碼猜測(cè)企圖增強(qiáng)了對(duì)用戶的保護(hù)，而WPA3-Enterprise的用戶現(xiàn)在則能夠利用更高級(jí)的安全協(xié)議，保護(hù)敏感數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全。

WPA3保留了與WPA2設(shè)備的互操作性，目前是Wi-Fi CERTIFIED設(shè)備的可選認(rèn)證項(xiàng)目。隨著時(shí)間推移和市場(chǎng)采用率提高，WPA3將成為必選認(rèn)證項(xiàng)目。

目前有哪些芯片廠商推出了相關(guān)產(chǎn)品？

目前，參與Wi-Fi認(rèn)證的企業(yè)有華碩(Asus)、美國(guó)電話電報(bào)公司(AT&T)、Boingo、博通(Broadcom)、思科(Cisco)、康卡斯特(Comcast)、英特爾(Intel)、Netgear、高通(Qualcomm)、三星(Samsung)、TP-Link和小米等，預(yù)計(jì)在未來(lái)的一年里，Wi-Fi 6將廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備。

據(jù)了解，博通、高通、Marvell、英特爾、賽普拉斯等芯片廠商已經(jīng)推出了Wi-Fi 6芯片，聯(lián)發(fā)科技和瑞昱也表示將會(huì)在2020年擴(kuò)產(chǎn)Wi-Fi 6芯片。目前，首批獲得目前首批獲得Wi-Fi認(rèn)證的產(chǎn)品有:Broadcom BCM4375、Broadcom BCM43698、Broadcom BCM43684、Cypress CYW 89650 Auto-Grade Wi-Fi 6 Certified、Intel Wi-Fi 6 (Gig+) AX200 (for PCs)、Intel Home Wi-Fi Chipset WAV600 Series (for routers and gateways)、Marvell 88W9064 (4x4) Wi-Fi 6 Dual-Band STA、Marvell 88W9064 (4x4) + 88W9068 (8x8) Wi-Fi 6 Concurrent Dual-Band AP、Qualcomm Networking Pro 1200 Platform、Qualcomm FastConnect 6800 Wi-Fi 6 Mobile Connectivity Subsystem、Ruckus R750 Wi-Fi 6 Access Point等。

博通：Wi-Fi 6產(chǎn)品最豐富
博通在網(wǎng)絡(luò)芯片領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)很明顯，早在2017年，它就宣布推出業(yè)界首個(gè)完整的Wi-Fi 6解決方案，并公布了Max Wi-Fi芯片。這一系列芯片下載速率可提升4倍，上傳提升6倍，覆蓋范圍提高了4倍，電池壽命提高了7倍。其中，BCM43684是針對(duì)家庭Wi-Fi市場(chǎng)的芯片、BCM43694則針對(duì)企業(yè)AP進(jìn)行了優(yōu)化、BCM4375是一款智能手機(jī)組合芯片。2019年2月，BCM4375芯片搭載于全球首款Wi-Fi 6手機(jī)三星Galaxy S10，博通也借此成為Wi-Fi 6芯片賽道上的領(lǐng)頭羊。

技術(shù)層面來(lái)看，博通Max Wi-Fi使用了OFDMA(正交頻分多址)技術(shù)、MU-MIMO(多用戶多入多出)技術(shù)、TWT(目標(biāo)喚醒時(shí)間)和空間復(fù)用。OFDMA可以實(shí)現(xiàn)在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)多個(gè)用戶同時(shí)并行傳輸，MU-MIMO允許路由器同時(shí)與多個(gè)設(shè)備通信，TWT技術(shù)則能夠減少電池消耗并改善電池續(xù)航表現(xiàn)，同時(shí)也減少喚醒后同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)線資源的設(shè)備數(shù)量?？臻g復(fù)用則允許接入點(diǎn)通過智能決定何時(shí)傳輸數(shù)據(jù)來(lái)更有效地共享信道容量。

隨著Wi-Fi聯(lián)盟在2020年1月3日引入Wi-Fi 6E，將Wi-Fi 6的頻段擴(kuò)展到6GHz后，博通也積極跟進(jìn)，在CES 2020展會(huì)期間，博通揭曉了旗下首批支持Wi-Fi 6E的芯片，企業(yè)級(jí)包括BCM43694（4x4雙頻、160MHz頻寬）、BCM43693（3x3三頻、80MHz頻寬）、BCM43692和BCM47622（集成ARM處理器）。

民用級(jí)包括BCM43684（4x4、160MHz頻寬）、BCM6710（3x3、80MHz頻寬）、BCM6705（2x2、80MHz頻寬）和BCM6755。

就在前幾天，博通有推出了一款用于移動(dòng)設(shè)備的Wi-Fi 6E芯片BCM4389。據(jù)博通介紹，BCM4389比上一代的Wi-Fi 6芯片BCM4375性能強(qiáng)了很多，它使用了16nm工藝，而BCM4375則是28nm，這意味著新芯片的功耗將會(huì)低一些。除了Wi-Fi部分有很大的提升外，它在藍(lán)牙部分也有加強(qiáng)，支持MIMO特性和三信道特性讓它在信號(hào)穩(wěn)定性和匹配速度上都比上代要強(qiáng)，官方給出的數(shù)據(jù)是匹配速度快兩倍，另外還有兩倍的延遲縮減，五倍的能效比。

圖4：BCM4389與BCM4375的性能對(duì)比。

博通透露說(shuō)，這批Wi-Fi 6E芯片已經(jīng)交付樣品給合作伙伴使用了，具體的終端產(chǎn)品應(yīng)該在今年年底會(huì)推出。

不過，目前6GHz頻段還需要等待監(jiān)管部門批準(zhǔn)使用。Wi-Fi聯(lián)盟表示，6GHz頻段是非授權(quán)頻譜的重要組成部分，世界各地的監(jiān)管機(jī)構(gòu)可能不久就會(huì)開放這段頻譜。

高通：5G+Wi-Fi是未來(lái)之路
在高通看來(lái)，無(wú)線產(chǎn)品中WAN和WLAN是串聯(lián)開發(fā)的，而不是孤立的。因此，隨著5G時(shí)代的到來(lái)，5G+Wi-Fi 6將是高通無(wú)線產(chǎn)品組合的核心部分。
高通在其2019 Wi-Fi 6技術(shù)日上，還宣布即將推出的下一代Wi-Fi 6 Qualcomm FastConnect 6800子系統(tǒng)將支持上行MU-MIMO（多用戶多輸入多輸出），這是Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)的重要?jiǎng)?chuàng)新。隨著實(shí)時(shí)視頻共享、在線游戲和AR/VR等新興應(yīng)用將變革數(shù)據(jù)傳輸格局，上行鏈路的數(shù)據(jù)流量傳輸與管理對(duì)于移動(dòng)終端用戶正變得日益重要。

此外，高通還將Wi-Fi 6推向了汽車市場(chǎng)，其Wi-Fi 6芯片QCA6696為汽車行業(yè)帶來(lái)下一代Wi-Fi和藍(lán)牙連接。該芯片旨在提供快速、安全且高效的Wi-Fi連接，以滿足移動(dòng)汽車內(nèi)的消費(fèi)者在擁堵和密集環(huán)境中對(duì)更高魯棒性和更低時(shí)延的嚴(yán)苛需求。QCA6696支持雙Wi-Fi 6 MIMO接入點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)千兆級(jí)車載熱點(diǎn)并在車內(nèi)提供高效Wi-Fi連接，同時(shí)支持多顯示屏上的超高清（ultra-HD）視頻流傳輸、兼容終端設(shè)備和無(wú)線備份攝像頭的鏡像投屏以及藍(lán)牙5.1和Qualcomm aptX Adaptive音頻技術(shù)以支持高保真語(yǔ)音和流傳輸音頻。QCA6696目前正在出樣，搭載該芯片的商用汽車預(yù)計(jì)將于2021年面市。

英特爾：專注在PC和路由器市場(chǎng)
英特爾的Wi-Fi 6產(chǎn)品組合業(yè)務(wù)主要交給其子公司Lantiq負(fù)責(zé)。資料顯示，Lantiq成立于2009年，后于2015年被英特爾收購(gòu)。2018年，英特爾宣布將擴(kuò)展其Wi-Fi芯片組合，其中包括用于2×2和4×4家用路由器的Wi-Fi 6芯片組，以及用于電纜、DSL、光纖和其他消費(fèi)電子設(shè)備的網(wǎng)關(guān)。

英特爾家用Wi-Fi 6芯片組WAV600系列支持千兆以上的速度，是面向雙頻4流（2+2）路由器和網(wǎng)關(guān)的Wi-Fi 6解決方案，讓用戶能夠以可承受的價(jià)格開始享受Wi-Fi 6的優(yōu)勢(shì)。基于英特爾的Wi-Fi 6技術(shù)的Wi-Fi 6 (Gig+) 路由器和網(wǎng)關(guān)旨在運(yùn)用160MHz通道帶寬，在符合條件的PC上提供真正的千兆級(jí)速度，包括配備集成802.11ac千兆Wi-Fi的當(dāng)前PC以及配備英特爾Wi-Fi 6 (Gig+)的新PC。

目前有Netgear推出的Nighthawk AX4路由器和TP-Link的Archer AX50路由器采用了英特爾的WAV600系列芯片。

恩智浦：收購(gòu)來(lái)的Wi-Fi 6芯片產(chǎn)品線
恩智浦的Wi-Fi 6技術(shù)主要來(lái)源于Mavell，在2019年5月，恩智浦同意以全現(xiàn)金資產(chǎn)交易的方式，收購(gòu)Marvell的無(wú)線連接產(chǎn)品線。通過此次收購(gòu)，恩智浦能夠面向其整個(gè)終端市場(chǎng)的客戶，交付完整且可擴(kuò)展的處理和連接解決方案，包括定制安全性，以及一整套跨Wi-Fi、藍(lán)牙、低功耗藍(lán)牙、ZigBee、Thread和近場(chǎng)通信 (NFC) 的無(wú)線連接產(chǎn)品。此次收購(gòu)包括世界各地的近 600 名人員。

本次收購(gòu)于2019年12月3日通過了一切必要的監(jiān)管批準(zhǔn)。并在12月上半月完成了此次交易。

因此，Marvell此前針對(duì)互連汽車市場(chǎng)的 802.11ax Wi-Fi 無(wú)線解決方案“88Q9098”就歸于了恩智浦的旗下。解決方案集成了 2x2 加 2x2 同步雙 Wi-Fi、雙模藍(lán)牙 5/ 藍(lán)牙低功耗、802.11p。據(jù)悉，88Q9098 支持千兆級(jí)性能，創(chuàng)新的同步雙 Wi-Fi 架構(gòu)將兩個(gè)完整的 Wi-Fi 子系統(tǒng)集成到單個(gè) SoC 中，并支持兩個(gè)獨(dú)立的 2x2 數(shù)據(jù)流同時(shí)以全數(shù)據(jù)吞吐量運(yùn)行。

此外，Marvell的802.11ax 無(wú)線產(chǎn)品組合，該產(chǎn)品組合包括：88W9068,88W9064 和 88W9064S也同步轉(zhuǎn)移給了恩智浦。其中，88W9068 針對(duì)高端企業(yè)和零售接入點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)關(guān)和固定無(wú)線服務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化。88W9064 針對(duì)主流企業(yè)和零售接入點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)關(guān)和固定無(wú)線服務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化。88W9064S 針對(duì)服務(wù)提供商和 OTT 機(jī)頂盒市場(chǎng)進(jìn)行了優(yōu)化。

現(xiàn)在交易剛剛完成，新的產(chǎn)品估計(jì)需要等到年中，或者年底才會(huì)推出吧。

賽普拉斯：針對(duì)汽車市場(chǎng)的Wi-Fi 6芯片
賽普拉斯CYW89650 2x2+2x2 Wi-Fi 6和藍(lán)牙5.0 Combo（組合）解決方案可提供1Gbp以上的吞吐量，RSDB架構(gòu)可在不降低音視頻質(zhì)量的前提下，在高性能信息娛樂系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)并行操作。

賽普拉斯的汽車級(jí)無(wú)線解決方案通過了AEC-Q100 3級(jí)認(rèn)證，完全符合汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。賽普拉斯的解決方案已經(jīng)被眾多頂級(jí)的汽車OEM廠商和汽車系統(tǒng)供應(yīng)商所采納，并應(yīng)用在量產(chǎn)車型中，以支持如智能手機(jī)投屏、流媒體以及藍(lán)牙語(yǔ)音連接等信息娛樂系統(tǒng)和車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

不過，就在恩智浦宣布收購(gòu)Marvell的Wi-Fi和藍(lán)牙芯片組合業(yè)務(wù)之后，6月份時(shí)英飛凌就宣布了以90億歐元的價(jià)格收購(gòu)賽普拉斯。也就是說(shuō)，未來(lái)賽普拉斯的Wi-Fi 6芯片及解決方案將會(huì)更換為英飛凌了。

Qorvo
未來(lái)配合主芯片廠商，射頻模塊廠商也推出了相應(yīng)的產(chǎn)品，比如說(shuō)Qorvo推出了集成的QPF7219前端模塊(iFEM)，可集成到Wi-Fi 6 (802.11ax) 系統(tǒng)中，以提供覆蓋整個(gè)住宅的可靠網(wǎng)絡(luò)。據(jù)Qorvo介紹，iFEM結(jié)合Qorvo先進(jìn)的BAW濾波器技術(shù)和獨(dú)有的edgeBoost（或平坦功率）功能，令Wi-Fi覆蓋范圍增大近一倍，電容增大近3倍，以支持更多設(shè)備。

QPF7219在單個(gè)設(shè)備中集成帶功率檢測(cè)器的2.4GHz功率放大器(PA)、FCC edgeBoost BAW 濾波器、穩(wěn)壓器、發(fā)射/接收開關(guān)和帶旁路功能的低噪聲放大器。如此無(wú)需再使用采用4x4配置的20個(gè)表貼組件，與獨(dú)立解決方案相比，可將印刷電路板面積減小 40%。

圖5：Qorvo edgeBoost提供獨(dú)有的平坦功率能力，通過提高靠近帶緣的通道的輸出功率來(lái)最大化容量和范圍。

此外，Skyworks認(rèn)為目前Wi-Fi 6正是發(fā)展良機(jī)，他們正通過推出Wi-Fi 6平臺(tái)來(lái)推動(dòng)其業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。

結(jié)語(yǔ)：

在2019年時(shí)，Wi-Fi6的設(shè)備出貨量還相對(duì)較小，這主要是因?yàn)閃i-Fi 6終端的價(jià)格都普遍偏高，但隨著最新一代Wi-Fi的使用變得越來(lái)越多，未來(lái)的產(chǎn)品應(yīng)該會(huì)越來(lái)越豐富，價(jià)格也會(huì)越來(lái)越平民化。新的設(shè)備認(rèn)證應(yīng)該有助于為2020年及以后產(chǎn)品的普及鋪平道路。