全球芯片商為何角逐Wi-Fi 7市場先機(jī)

Wi-Fi 作為一種常時運(yùn)作 （Always-On） 的通訊方式，基于 Wi-Fi 通訊技術(shù)的應(yīng)用已延伸到世界的每一個角落。當(dāng)今市場主流的 Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E 和即將到來的 Wi-Fi 7 實(shí)現(xiàn)了延遲更低、資料吞吐量更高、傳輸速度更快的目標(biāo)。

Wi-Fi 之所以能那么普遍且被市場接受，電機(jī)電子工程師協(xié)會 （Institute of Electrical and Electronics Engineer， IEEE） 與 Wi-Fi 聯(lián)盟 （Wi-Fi Alliance） 這兩個機(jī)構(gòu)厥功甚偉，首先本文來談?wù)勥@兩個機(jī)構(gòu)所被賦予的任務(wù)與重要性。

Wi-Fi 技術(shù)在全球展開部署從 1999 年開始已超過 20 年，與世界其他地區(qū)一樣，亞洲也有設(shè)備認(rèn)證機(jī)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證機(jī)構(gòu)和支持各種不同 Wi-Fi 版本與應(yīng)用的測試實(shí)驗(yàn)室，主芯片供應(yīng)商、射頻元件供應(yīng)商、OEM、ODM 和測試實(shí)驗(yàn)室等也提供了支持。

IEEE 在亞洲是一個重要的機(jī)構(gòu)，它負(fù)責(zé)制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和更新、定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)定、信號調(diào)變、傳輸方案等等技術(shù)規(guī)范。Wi-Fi 聯(lián)盟對 Wi-Fi 技術(shù)也有重要影響，它與每個國家和地區(qū)的政府與商業(yè)機(jī)構(gòu)合作，合作對象包括了半導(dǎo)體供應(yīng)商、測試設(shè)備供應(yīng)商、網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)商和設(shè)備供應(yīng)商等。有一點(diǎn)特別需要注意的是：制定規(guī)范的并不是 Wi-Fi 聯(lián)盟而是 IEEE。Wi-Fi 聯(lián)盟負(fù)責(zé)制定測試、服務(wù)和認(rèn)證計劃，用以確保所有 Wi-Fi 產(chǎn)品皆能符合 IEEE 的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，此外還負(fù)責(zé)創(chuàng)造、驗(yàn)證及推廣 Wi-Fi 的新應(yīng)用。

亞洲助力無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展進(jìn)程要角

若從地域性的角度來審視 Wi-Fi 的規(guī)范，亞洲包含的國家多與人口密度高且地理環(huán)境復(fù)雜，相對于美國與歐洲，在 Wi-Fi 的規(guī)范與無線電波頻段的開放與管理也就顯得多樣和復(fù)雜。

Wi-Fi 堪稱是世界最受歡迎也是最普及的一種無線通訊技術(shù)，亞洲對于 Wi-Fi 來說更是一個重要且不可被忽視的據(jù)點(diǎn)，亞洲除了是 Wi-Fi 最大的市場，同時也是最大的 Wi-Fi 產(chǎn)品開發(fā)制造與供應(yīng)鏈基地，有許多認(rèn)證機(jī)構(gòu)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)都位于亞洲也皆出自上述原因。以下為亞洲六間具有主要且代表性的通訊規(guī)范與無線頻段管理機(jī)構(gòu)：

臺灣通訊委員會 （National Communications Commission， Taiwan NCC）

日本總務(wù)省 （Ministry of Internal Affairs and Communications， Japan MIC）

韓國廣播通信委員會 （Korea Communications Commission， Korea KCC）

中國通訊傳播委員會/中國無線電管理委員會 （China Communications Commission/State Radio Regulation of China， China CCC/SRRC）

新加坡資訊通信媒體委員會 （Infocomm Media Development Authority， Singapore IMDA）

澳大利亞通信媒體管理局 （Australia Communications and Media Authority， Australia ACMA）

如前面所述，亞洲地區(qū)包含許多的國家/地區(qū)，每個國家/地區(qū)都有自己所開放的 Wi-Fi 頻段、發(fā)射功率位準(zhǔn)和法規(guī)，盡管大多數(shù)亞洲國家/地區(qū)都比照美國聯(lián)邦通訊委員會 （Federal Communications Commission， FCC） 或是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會 （European Telecommunications Standards Institute， ESTI） 所規(guī)定的發(fā)射功率位準(zhǔn)，但有些國家/地區(qū)的 Wi-Fi 頻段因?yàn)榕c軍事、政治、教育服務(wù)等其他用途重疊，因此需要規(guī)避與調(diào)整以適應(yīng)每個國家/地區(qū)的實(shí)際使用狀況。表1是對亞洲主要國家/地區(qū)在 2.4 GHz 和 5 GHz 頻率下 Wi-Fi 發(fā)射功率限制的比較。

擴(kuò)展 Wi-Fi 6E 布局未來放眼 Wi-Fi 7

目前，亞洲也開始部署 Wi-Fi 6E，基于上述同樣的論述，Wi-Fi 6E 支持的新擴(kuò)展頻段 （5，925 MHz~7，125 MHz） 會使其在亞洲的實(shí)施布建更為復(fù)雜，因此未來會面臨更多的挑戰(zhàn)，所幸 Wi-Fi 7 所使用的頻段與 Wi-Fi 6E 相同，當(dāng)不久的將來 Wi-Fi 6E 的布建趨近完善，Wi-Fi 7 也會跟著水到渠成。

除了上述各國對于 Wi-Fi 相關(guān)的法規(guī)限制外，另一個 Wi-Fi 面臨的挑戰(zhàn)是如何提升效能與彈性以將其導(dǎo)入新的應(yīng)用，比如前些日子炒得火熱 Facebook 大張旗鼓所推廣的元宇宙 （Metaverse） 概念，元宇宙是一個模擬數(shù)位環(huán)境，使用擴(kuò)增實(shí)境 （AR）、虛擬實(shí)境 （VR） 和區(qū)塊鏈 （Blockchain） 以及社交媒體的概念，著力打造能夠模仿現(xiàn)實(shí)世界的一個虛擬互動空間。這類應(yīng)用需要速度更快、延遲更低、可靠性更高的連接 （包括有線與無線通訊） 才能正常運(yùn)行，對當(dāng)下及上一代的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品 （如 Wi-Fi Gateway 與 Wi-Fi Clients） 的開發(fā)設(shè)計與上市構(gòu)成了極大的挑戰(zhàn)。

如今，Wi-Fi 6E 使用 6 GHz 頻段實(shí)現(xiàn)了更高的輸送量和容量，因此足以滿足數(shù)據(jù)通訊、4K 隨選視頻串流服務(wù)、游戲和視頻會議等大多數(shù)應(yīng)用要求。Wi-Fi 6E 還提供三頻段并存多工的連結(jié)能力 （2.4 GHz/5 GHz/6 GHz Concurrent），但未來若要充分滿足元宇宙應(yīng)用所需的體驗(yàn)，還需要支持 4096QAM 調(diào)變、320 MHz 通道頻寬和多鏈路操作 （Multi-Link Operation） 等更進(jìn)階的 Wi-Fi 7 新技術(shù)。

與元宇宙相關(guān)的新應(yīng)用每年都會在歐洲、亞洲、美洲出現(xiàn)并漸漸成為主流，它們大多基于 VR 和 AR 的技術(shù)，因此，需要更高的容量、輸送量和高可靠性的通訊傳輸技術(shù)來支持。Wi-Fi 7 的出現(xiàn)，無疑替新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用打了一劑強(qiáng)心針，這也意謂著在市場的強(qiáng)勁需求帶動下，將會加速 Wi-Fi 7 技術(shù)的推進(jìn)與創(chuàng)新開發(fā)時程，同時，Wi-Fi 相關(guān)的元件供應(yīng)商與產(chǎn)品開發(fā)商將會投入更多資源及早將 Wi-Fi 7 的產(chǎn)品投入市場，根據(jù) IEEE 與 Wi-Fi 聯(lián)盟的藍(lán)圖，Wi-Fi 7 的標(biāo)準(zhǔn)將于 2024 年 5 月正式發(fā)表 （圖 1）。

圖 1 IEEE 對于 Wi-Fi 7 標(biāo)準(zhǔn)制定的時間表（圖片來源：IEEE 官網(wǎng)）

過去 20 年，Wi-Fi 的傳輸速率提高了約 900 倍（從 802.11b 的 11 Mbps 到 Wi-Fi 6 上限 10 Gbps），目前 Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7 等新的 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)正在如火如荼地部署中，表 2 整理出歷年來 Wi-Fi 技術(shù)的演進(jìn)與吞吐量的差異。

圖 2 顯示 IDC 基于 Wi-Fi 聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預(yù)計 2022 年將有超過 35 億部 Wi-Fi 6 設(shè)備出貨，2025 年將有 52 億部 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6E 產(chǎn)品出貨（在 52 億部產(chǎn)品中，60% 為 Wi-Fi 6、40% 為 Wi-Fi 6E），而同時 Wi-Fi 7 將在 2024 年開始在市場大量鋪貨，如前面所述，亞洲占據(jù)全球 Wi-Fi 市場增長的很大一部分，因此亞洲國家/地區(qū)對于新應(yīng)用的殷切需求，進(jìn)而加速了 Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7 等新一代產(chǎn)品的發(fā)展。

圖 2 Wi-Fi 6 產(chǎn)品市場預(yù)估（資料來源：IDC）

全球芯片商角逐 Wi-Fi 7 市場先機(jī)

自 2019 年以來，Wi-Fi 技術(shù)發(fā)展的速度比之前來得更急更快，從 Wi-Fi 技術(shù)的演進(jìn)時間軸來看，Wi-Fi 4 （2009 年） 進(jìn)階到 Wi-Fi 5 （2013 年） 花了 4 年，從 Wi-Fi 5 進(jìn)階到 Wi-Fi 6 （2019 年） 花了 6 年，但是從 Wi-Fi 6 進(jìn)階到 Wi-Fi 6E （2021 年） 只花了 2 年，歸根究底，因?yàn)橥蝗缙鋪淼男鹿诜窝?（Covid-19） 疫情讓許多人只能透過遠(yuǎn)距方式來處理工作、上課、娛樂等等日常事務(wù)，家中聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備暴增，家戶所需要的網(wǎng)絡(luò)頻寬與吞吐量也因此增加。加上疫情期間所催生的各種新穎且具有高度開創(chuàng)性、娛樂性的新應(yīng)用，需要更高的傳輸速度、可靠性和連接能力的 Wi-Fi 技術(shù)來因應(yīng)。

強(qiáng)烈的需求驅(qū)使從上游 IEEE、Wi-Fi 聯(lián)盟等規(guī)格制定機(jī)構(gòu)以至于中游 Wi-Fi 芯片提供商、無線射頻相關(guān)元件商到下游無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備商等協(xié)同合作，一起為了符合新 Wi-Fi 技術(shù)規(guī)范產(chǎn)品的商用化與普及化共同努力。

Wi-Fi 6E 從 2021 年起已開始在美國市場上部署，雖然至今只歷經(jīng)一年的時間，但是走在技術(shù)前端的 Wi-Fi 主芯片制造商如高通 （Qualcomm）、博通 （Broadcom）、聯(lián)發(fā)科技 （MediaTek）、邁凌科技 （MaxLinear） 早在 2021 年就開始著手開發(fā)能夠支持 Wi-Fi 7 的產(chǎn)品，而無線射頻方案提供商當(dāng)然不會在這場激烈的競賽中缺席，例如 Qorvo 便針對 Wi-Fi 7 提供了完整的無線前端射頻模組 （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(yōu)勢，讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商在產(chǎn)品開發(fā)上擁有更大的空間與彈性。除此之外，Qorvo 將會繼續(xù)與芯片制造商、Wi-Fi 聯(lián)盟和監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作，加速 Wi-Fi 新技術(shù)的推進(jìn)并與設(shè)備商密切盡快將下一代產(chǎn)品推向市場?！　?/p>