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博通,發佈第二代WiFi 7芯片

2023-06-21 09:15

半導體行業觀察(ID:icbank)綜合,謝謝。

雖然還沒蓋棺定論,但市場上已經圍繞WiFi 7開啟了明爭暗鬥。

在過去的幾個季度中,Wi-Fi 7 在市場上的吸引力一直很緩慢。儘管去年底發佈了大量產品(包括常見的ASUS、Netgear和TP-LINK),但似乎只有 TP-LINK 已開始向最終用户實際發貨。在芯片方面,聯發科技於 2022 年初率先發布了Filogic 880 / Filogic 380 解決方案下的接入點和客户端平臺。Broadcom緊隨其后推出了用於住宅 AP 的 BCM67263 / BCM6726,用於企業 AP 的 BCM43740 / BCM43720,以及BCM4398 用於客户端設備。高通也不甘落后,他們在 2022 年 5 月推出了 Wi-Fi 7 Networking Pro 系列(在 2022 年 2 月推出了以客户為中心的 FastConnect 7800 之后)。去年,高通一直在營銷其 FastConnect 7800 和 Networking Pro 系列 Wi-Fi 7 平臺,作為市場上唯一支持高頻段同時多鏈路操作模式的解決方案。

今天,Broadcom 宣佈推出他們的第二代 Wi-Fi 7 平臺,旨在解決成本效益問題並實現競爭對等。

上述對比中AP類第一代產品均為四碼流。爲了優化成本並部署在更廣泛的產品中,兩個新的 AP 平臺具有雙 2x2 配置,可以同時在所有三個頻段上運行。由於流計數的減少,PHY 速率從 11.5 Gbps 下降到 8.64 Gbps。

企業 Wi-Fi AP 平臺 (BCM47722) 現在集成了藍牙和 Zigbee / 802.15.4 支持以滿足物聯網需求。兩個 AP 平臺都配備了集成的四核 ARMv8 CPU 和 10G PHY,它們吸收了第一代平臺中使用的 BCM4916 網絡處理器的一些功能。其他一些關鍵特性包括平臺支持在三個頻段中的任何一個頻段同時運行的能力、集成的 2.4 GHz 功率放大器和用於降低功耗的各種更新。新平臺支持三頻 MLO,可提供顯着的延迟優勢,尤其是在高度擁塞的網絡中。

在客户端,BCM4390 作為經濟高效的 Wi-Fi 7 / 藍牙組合芯片提供,可替代去年推出的 BCM4398。雖然它仍然是雙流 2.4 GHz 和 5 GHz 或 6 GHz 無線電配置,但信道寬度支持從 320 MHz 減少到 160 MHz。PHY 速率為 3.2 Gbps(與 BCM4398 的 6.05 Gbps 相比)。但是,與 BCM4398 相比的主要優勢包括集成藍牙 Denver、Thread 和 Zigbee 支持。除了 BCM4398 支持的客户端多鏈路操作外,新的 BCM4390 還支持 Broadcom 專有的 SpeedBooster 技術,以便在多個基於 BCM4390 的 160 MHz 客户端設備與基於 Broadcom 的 Wi-Fi 7 AP 通信時更好地利用可用帶寬支持 320 MHz 信道。

幾乎所有目前出貨的 Wi-Fi 7 家用路由器都基於 Broadcom 的第一代 AP 平臺。從市場採用的角度來看,缺點之一是定價,大多數型號的售價都在 600 美元以上。Broadcom 的新平臺應該在減少流數量和其他成本優化方面有所幫助。Broadcom 的新聞稿引用了通常的 OEM(Arcadyan 和 Sercomm)以及 ASUS 等供應商的話。由於新芯片的樣品已經在進行中,我們應該會在幾個季度內看到價格更具吸引力的 Wi-Fi 7 產品。

巨頭們打響WiFi 7爭奪戰

WiFi 7,閃電般快速連接

近幾年,4K和8K視頻、VR/AR、遊戲、遠程辦公、在線視頻會議和雲計算等新型應用的出現不斷提高了對網絡吞吐率和時延的要求,整個行業已經處於下一代 Wi-Fi 發展的早期階段。

而WiFi 7就是下一代Wi-Fi標準,雖然下一代Wi-Fi標準不止一個,「WiFi 7」只是WiFi聯盟面向普通消費者宣傳用的一個商業符號,但目前一般指的是以尚未最終批准的 2021 年 5 月推出的 802.11be 草案為基礎所制定的WiFi 設備新規範。據介紹,WiFi 7整個協議標準將按照兩個Release發佈。Release1預計在2022年底發佈標準;Release2預計在2022年初啟動,並且在2024年底完成標準發佈。

如果説2019年發佈的Wi-Fi 6僅提供比 Wi-Fi 5 更高的速度,那麼 Wi-Fi 7 則完全是提供閃電般的快速連接,從數據來看,Wi-Fi 7預計能夠支持高達30Gbps的吞吐量,最高網速可達 46.4Gbps,是 WiFi 6 最高網速 9.6Gbps 的 4.8 倍。

從上圖來看,相比於此前的WiFi 4 、WiFi 5、WiFi 6、WiFi 6E,WiFi 7在頻段、最大帶寬、調製方式、MIMO等多方面都引入新技術或改善已有技術。

繼續引入6GHz頻段,並支持最大320MHz帶寬

Wi-Fi 7將充分利用新的 6GHz 頻段(實際上是 5.925-7.125GHz)。6GHz WiFi不同於6G,6GHz 是指當前在 Wi-Fi 網絡中使用的頻段,首先在 Wi-Fi 6E 中得到支持,而6G 代表寬帶蜂窩網絡技術的第6代標準。

與2.4 GHz、5GHz等頻段相比,6GHz在更高的頻段上運行,並提供更大的帶寬,轉化為更快的速度和更多容量,適合流媒體、遊戲等高帶寬和低延迟的活動。目前,6GHz 頻段僅由 Wi-Fi 應用程序佔用,並且使用它導致的干擾比 2.4GHz 或 5GHz 頻段少得多。

爲了更快速的連接,Wi-Fi 7從 Wi-Fi 6中原有的 160MHz 增加新的帶寬模式,包括連續240MHz,非連續160+80MHz,連續320 MHz和非連續160+160MHz。

引入Multi-Link多鏈路機制

爲了實現所有可用頻譜資源的高效利用,Wi-Fi 7定義了多鏈路聚合相關的技術,主要包括增強型多鏈路聚合的MAC架構、多鏈路信道接入和多鏈路傳輸等相關技術,可將不同頻率的多個信道組合在一起,以提供更好的網絡效能。Wi-Fi 7 試圖通過增加吞吐量來增強這些鏈接,而吞吐量是本地網絡 (LAN) 中設備之間的測量數據。

引入更高階的4096-QAM調製技術

爲了進一步提升速率,Wi-Fi 7將會引入4096-QAM,使得調製符號承載12bit。在相同的編碼下,Wi-Fi 7的4096-QAM比Wi-Fi 6的1024-QAM可以獲得20%的速率提升。

支持更多的數據流,MIMO功能增強

在Wi-Fi 7中,空間流的數從Wi-Fi 6的8個增加到16個,理論上可以將物理傳輸速率提升兩倍以上。支持更多的數據流也將會帶來更強大的特性——分佈式MIMO,意為16條數據流可以不由一個接入點提供,而是由多個接入點同時提供,這意味着多個AP之間需要相互協同進行工作。

更低的延迟

上述MLO、更寬的通道等技術都將進一步減少網絡延迟,令其更可預測。

巨頭搶灘佈局

即便現階段全球WiFi 7技術規範尚未落定,但在元宇宙、自動駕駛、AIOT等新概念、新應用的推動下,業界自然普遍看好后續市場的發展。面對未來客觀的藍海市場,WiFi芯片頭部廠商自然要搶奪先機,2022年以來,博通、高通、聯發科三家大廠接連發布了wifi 7主控芯片又或者展示了其相關技術。

博通

博通是第一家宣佈完整的 Wi-Fi 7 產品組合的供應商,4月,博通推出了首款WiFi 7 SoC,稱為BCM4916,採用了四核心的Armv8處理器,擁有64KB的L1緩存和1MB的L2緩存,能夠提供24 DMIPS的性能。該SoC支持DDR3和DDR4內存,以及2.5 Gbps和10 Gbps網絡接口,並提供了USB 3.2接口。

此外,博通還發布了其WiFi 7生態系統產品組合,包括用於消費產品的 BCM6726 和 BCM67263,用於企業產品的 BCM43740 和 BCM73720,以及用於移動設備的 BCM4398。其中 BCM6726 支持 2.4、5 和 6 GHz 頻段,BCM67263 僅支持 6 GHz 頻段。目前,在WiFi 7領域,博通正在為主要客户提供樣品。

高通

今年2月底,高通推出全球首款WiFi 7芯片「FastConnect 7800」。FastConnect 7800完整支持Wi-Fi 7的所有特性,支持2.4GHz、5GHz、6GHz三大頻段,支持高頻多連接併發技術、4路雙頻並特性拓展至高頻段、4K QAM調製技術,峰值傳輸速度可達5.8Gbps,比前代提升多達60%,並支持低於2ms的時延。

高通宣稱,相比前代產品,可提供50%的功耗降低、2倍的配對速度提升、2倍的信號接受範圍擴大。

目前,FastConnect 7800現已出樣,預計今年下半年投入商用,首批客户包括宏碁、華碩、榮耀、Meta(Facebook)、OPPO、騰訊、vivo、小米等。

聯發科

今年1月,聯發科進行了全球首個WiFi 7現場演示。據悉,相比於WiFi 6的160MHZ信道,聯發科WiFi 7可通過320MHz 信道和4K正交幅度調製(QAM)技術,在使用相同數量天線的條件下,傳輸速度比WiFi 6快2.4倍,峰值速度完全可以達到IEEE 802.11be定義的30Gbps。此外,聯發科的WiFi 7還將支持2.4G、5G、6G多個WiFi 頻段,利用多鏈路操作(MLO)技術同時聚合不同頻段上的多個信道,降低延時,滿足不同設備、場景的網速鏈接需求,擁有多用户資源單元(MRU)功能來降低和避免信號干擾,滿足多人同時、高速連接。聯發科透露,採用WiFi 7技術的產品預計2023年上市。除了WiFi 主控芯片外,不同的WiFi技術對於射頻產品的要求也不一樣,自WiFi 5標準之后,WiFi射頻前端芯片逐漸外置出來,越往前走,對射頻前端的要求就越高,對工藝的要求也越高。包括Qorvo等在內的廠商也已開始加強Wi-Fi 7芯片前端模塊(FEM)的部署。

今年1月,Qorvo 推出首款覆蓋 5.1 GHz 至 7.1 GHz 頻段的寬帶前端模塊 (FEM),這一新款三頻段 FEM 不僅能最大限度地提高容量,而且還能簡化設計,縮短產品上市時間,並將前端電路板空間減少 50%。雖然這款FEM主要是爲了提高三頻段Wi-Fi 6E功能,但頻段覆蓋的擴大也已顯示出Qorvo對Wi-Fi 7 芯片FEM 的勢在必得。

國內任重道遠

行業巨頭搶灘佈局,本土廠商自然也緊隨其后。拿我國通訊巨頭華為來説,依照IPlytics的統計,截至去年10月,華為公司向TGbe(Wi-Fi 7標準工作組)提交併被採納的貢獻最多,同時,從Wi-Fi 4至今的四代無線標準,依然是華為累計提交的貢獻最多。

除了華為外,3月,中興通訊在MWC上率先推出了全球首款Wi-Fi 7標準5G CPE產品MC888旗艦產品,融合5G高速和Wi-Fi 7高併發技術,全球最高峰值網絡下載速率10Gbps。4月,紫光股份旗下新華三集團全球首發企業級智原生Wi-Fi 7 AP新品,包括WA7638和WA7338兩款產品,支持三頻12流和三頻10流,傳輸速率最高可達18.44Gbps。

作為一個擁有廣袤土地和繁多人口的大國,中國市場一直有着無窮的潛力,在WiFi領域也不例外,根據IDC對WiFi市場滲透率預測的情況來看,到2024年中國WiFi 6的市場規模預計達到4.7億美元,從2020年市場佔約31%提高至90%以上。而在以WiFi為支撐的智能家居領域,IDC報告顯示,2021年中國智能家居設備市場出貨量超過2.2億台,同比增長9.2%,預計2022年中國智能家居設備市場出貨量將突破2.6億台,同比增長17.1%。

可以説在中國WiFi行業,市場廣闊,設備廠商也是「各顯神通」,然而在最為關鍵的WiFi芯片領域,卻由於市場集中度高,本土廠商參與度則不盡人意,全球前6 的WiFi芯片廠商佔據約80%市場份額。

Wi-Fi主芯片本身的複雜性及高價值,佔Wi-Fi設備總成本40%-50%,雖然華為在WiFi 7提交併被採納的貢獻最多,並且是其自主開發的凌霄WiFi芯片發展也較好,但目前在Wi-Fi 7領域還未有新技術、產品推出。

近十五年,全球Wi-Fi 芯片市場一直被博通、高通、Marvell、Celeno、聯發科、Quantenna、樂鑫、瑞昱等公司壟斷,大陸公司在Wi-Fi核心芯片產業鏈上,與其相比可以説存在全方面的巨大差距。當前芯片巨頭們已經向着WiFi 7 邁進,而國產廠商仍以WiFi 5的量產為主,向WiFi 6過度中。可以説,在WiFi芯片領域,本土廠商依舊任重道遠。

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