WiFi 7，給射頻前端設(shè)計(jì)帶來大挑戰(zhàn)

就在 Wi-Fi 6 逐漸普及之際，預(yù)計(jì)于 2024 年才會(huì)完成標(biāo)準(zhǔn)制訂的下世代無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (WLAN) 標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) 于 2022 年初引發(fā)一股熱潮，主要廠商競相發(fā)表解決方案，提前點(diǎn)燃市場卡位戰(zhàn)。Wi-Fi 7 Release1 在 2022 年底發(fā)布；Release2 預(yù)計(jì)于 2024 年底拍板。Wi-Fi 7 最高網(wǎng)速可達(dá) 46.4Gbps，是 WiFi 6 最高網(wǎng)速 9.6Gbps 的 4.8 倍，然而除了網(wǎng)速之外，Wi-Fi 7 應(yīng)有更多業(yè)界認(rèn)為值得投入的技術(shù)潛力與市場機(jī)會(huì)。

Wi-Fi7原生支援2.4/5/6GHz三頻段，并將最大通道頻寬擴(kuò)增為320MHz，增加新的頻寬模式；另外，導(dǎo)入4096QAM，使得在相同的編碼下，Wi-Fi7可獲得20%的速率提升，多路鏈結(jié)運(yùn)作(Multi-LinkOperation,MLO)與多重資源單位(Multi-ResourceUnit,MRU)技術(shù)都有助于大幅提升網(wǎng)絡(luò)效能。在元宇宙、自動(dòng)駕駛、AIoT等新應(yīng)用的概念下，Wi-Fi發(fā)展出現(xiàn)更多想像空間。本文探討Wi-Fi產(chǎn)業(yè)未來幾年的發(fā)展趨勢，Wi-Fi7芯片設(shè)計(jì)眉角，Wi-Fi7與新興應(yīng)用的互動(dòng)關(guān)系并布局未來商機(jī)。

Wi-Fi 多年來已經(jīng)成為發(fā)展成熟的無線通訊技術(shù)，也非常受到市場與消費(fèi)者的喜愛，帶動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值約 3.3 萬億美元，每年約有 40 億個(gè)設(shè)備出貨量，目前市場上總計(jì)約有 160 億個(gè) Wi-Fi 設(shè)備使用中。

Qorvo 亞太區(qū)資深市場行銷經(jīng)理林健富 (圖1) 指出，射頻前端 (RF Front End) 肩負(fù)無線信號的傳送、接收，大致由放大器、接收器、開關(guān)、濾波器等元件組成。而以封裝來說，有 QFN 與 Laminate 兩種形式，由于 Laminate 設(shè)計(jì)架構(gòu)較簡單、彈性，Qorvo 在 Wi-Fi 7 的新式設(shè)計(jì)都以 Laminate 封裝為主。

圖 1. Qorvo 亞太區(qū)資深市場行銷經(jīng)理林健富

而在放大器的設(shè)計(jì)上分成線性功率放大器 (Linear PA) 與非線性功率放大器 (Non-Linear PA)，林健富表示，一般而言，線性功率放大器信號表現(xiàn)較佳，但是技術(shù)難度與成本都較高，所以現(xiàn)在有許多廠商會(huì)選用非線性功率放大器，并搭配數(shù)字預(yù)失真 (Digital Pre-Distortion, DPD) 以改善非線性功率放大器的信號表現(xiàn)，但是 DPD 會(huì)讓設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，也需要更高的頻寬，同時(shí)需要系統(tǒng)主晶片的支援。

林健富說明，Wi-Fi 7 的技術(shù)規(guī)格全面升級，與射頻前端較有關(guān)的項(xiàng)目為 4096QAM 與 320MHz 頻寬，會(huì)提高射頻元件的設(shè)計(jì)難度。4096QAM 要求的誤差向量幅度 (Error Vector Magnitude, EVM) 更低，EVM 是誤差矢量平均功率與參考信號的平均功率之比的平方根。EVM 一般用來評估發(fā)射器發(fā)射信號的調(diào)制質(zhì)量，避免了用多個(gè)參數(shù)來表征發(fā)送射頻信號，4096QAM 要求 EVM 要達(dá)到 -38，對于射頻電路設(shè)計(jì)是很大的挑戰(zhàn)。

本文來源：節(jié)選自新電子廖專崇的報(bào)道