本文來自微信公眾號“半導體產(chǎn)業(yè)縱橫”。
中國企業(yè)加大了Wi-Fi6芯片的研發(fā)力度。
近兩年，視頻傳輸、視頻監(jiān)控、智慧城市等物聯(lián)網(wǎng)領域對WiFi芯片性能要求不斷提高，WiFi6技術在VR/AR、超高清視頻等新型高速率應用場景具有高適用性，未來對此類應用的WiFi6芯片將不斷增多。
有報告指出，WiFi6和WiFi6E推動了智能手機Wi-Fi芯片市場，這些技術的迅速采用為WiFi芯片廠商提供增長機會，帶動WiFi6/WiFi6E路由器和物聯(lián)網(wǎng)領域的發(fā)展，使得國產(chǎn)路由器WiFi6芯片迎來春天。
從路由器市場來看，2019年國內(nèi)WiFi6路由器芯片市場規(guī)模約為5.3億元，2023年預計突破百億。作為國產(chǎn)路由器WiFi6芯片的領頭羊矽昌通信在2022年將推出國內(nèi)首款WiFi6路由器芯片。
在手機WiFi6市場，博通是除基帶芯片廠商之外唯一的供應商，博通與蘋果合作，iPhone13采用博通產(chǎn)品。此外，博通的BCM4375產(chǎn)品已經(jīng)應用在三星S20系列手機上。博通在高端WiFi芯片領域一直保持領先地位，早在2020年面向智能手機移動平臺，博通就發(fā)布了全球首款WiFi6E芯片BCM4389，采用16nm工藝，數(shù)據(jù)傳輸率達到2.4Gbps。
在競爭激烈的WiFi賽道，國產(chǎn)芯片廠商都在尋找新的細分市場切入點，除了高通、博通、聯(lián)發(fā)科等國際大廠，國內(nèi)華為海思、樂鑫科技、博通集成、翱翔科技、博流等WiFi芯片廠商也在加緊布局WiFi6市場。
華為海思開始研發(fā)WiFi芯片的時間相對較早，2015年的時候其產(chǎn)品已經(jīng)開始在市場小批量出貨，磨煉至今海思已經(jīng)成為國產(chǎn)WiFi芯片賽道里的優(yōu)秀標的。2020年初海思就發(fā)布了自研的WiFi6＋技術，并曝光了兩款自研的WiFi6芯片：凌霄650和麒麟W650。
樂鑫科技在IoTWiFiMCU通信芯片領域具有領先的市場地位，根據(jù)Techno Systems Research2021年5月發(fā)布的研究報告顯示，樂鑫科技是IoTWiFi芯片領域的主要供應商之一，2020年度全球出貨量市占率第一，累計出貨IoTWiFi芯片7億顆以上。早年樂鑫科技單靠著一顆型號為ESP8089的單WiFi芯片打天下，以超高的性價比在白牌平板市場占據(jù)了不小的市場份額。目前其產(chǎn)品以2.4GHz頻段上的WiFi4和WiFi6產(chǎn)品為主，正在研發(fā)5GHz頻段上的IoTWiFi6芯片，并著手準備更高頻段6GHz的WiFi6E產(chǎn)品線。
博通集成長期專注于研發(fā)設計高集成度、低能耗的無線數(shù)傳類芯片產(chǎn)品和無線音頻類芯片產(chǎn)品，公司目前已積累了上百個產(chǎn)品，覆蓋幾十個不同的無線傳輸協(xié)議，例如最新國標ETC芯片、應用于IoT的WiFi芯片、藍牙芯片以及GPS芯片等。2021年，博通集成通過WiFi聯(lián)盟的WiFi6認證，推出了全球首款WiFi6IoT芯片。
WiFi6的特點
相比上一代WiFi5，WiFi6擁有“兩高兩低”四大優(yōu)勢。高帶寬：1024-QAM高階調(diào)制、最大支持160MHz頻寬，速度快近3倍；高并發(fā)：智能分頻，多臺設備并發(fā)連接，4倍容量提升；低時延：多設備并發(fā)，大幅減少排隊等待，時延降低2/3；低功耗：終端設備按需喚醒功耗降低30%。
Wi-Fi6(802.11ax）繼承了Wi-Fi5(802.11ac）的所有先進MIMO特性，并新增了許多針對高密部署場景的新特性。以下是Wi-Fi6的核心新特性：
1、OFDMA頻分復用技術
通過將子載波分配給不同用戶并在OFDM系統(tǒng)中添加多址的方法來實現(xiàn)多用戶復用信道資源。
2、DL/ULMU-MIMO技術
MU-MIMO在802.11ac就已經(jīng)引入，但只支持DL4x4MU-MIMO（下行）。在802.11ax中進一步增加了MU-MIMO數(shù)量，可支持DL8x8MU-MIMO，借助DLOFDMA技術（下行），可同時進行MU-MIMO傳輸和分配不同RU進行多用戶多址傳輸，既增加了系統(tǒng)并發(fā)接入量，又均衡了吞吐量。
3、更高階的調(diào)制技術（1024-QAM)
802.11ac采用的256-QAM正交幅度調(diào)制，每個符號傳輸8bit數(shù)據(jù)，802.11ax將采用1024-QAM正交幅度調(diào)制，每個符號位傳輸10bit數(shù)據(jù)，從8到10的提升是25%，也就是相對于802.11ac來說，802.11ax的單條空間流數(shù)據(jù)吞吐量又提高了25%。
4、空分復用技術（SR)&BSSColoring著色機制
802.11ax中引入了一種新的同頻傳輸識別機制，叫BSS Coloring著色機制，在PHY報文頭中添加BSS color字段對來自不同BSS的數(shù)據(jù)進行“染色”，為每個通道分配一種顏色，該顏色標識一組不應干擾的基本服務集（BSS），接收端可以及早識別同頻傳輸干擾信號并停止接收，避免浪費收發(fā)機時間。如果顏色相同，則認為是同一BSS內(nèi)的干擾信號，發(fā)送將推遲；如果顏色不同，則認為兩者之間無干擾，兩個Wi-Fi設備可同信道同頻并行傳輸。以這種方式設計的網(wǎng)絡，那些具有相同顏色的信道彼此相距很遠，此時可將這種信號設置為不敏感，從而實現(xiàn)空間復用。
5、擴展覆蓋范圍（ER)
由于802.11ax標準采用的是LongOFDMsymbol發(fā)送機制，每次數(shù)據(jù)發(fā)送持續(xù)時間從原來的3.2us提升到12.8us，更長的發(fā)送時間可降低終端丟包率；另外802.11ax最小可僅使用2MHz頻寬進行窄帶傳輸，有效降低頻段噪聲干擾，提升了終端接收靈敏度，增加了覆蓋距離。
6、目標喚醒時間（TWT)
Wi-Fi6采用一種叫TWT（目標喚醒時間）的功能，允許終端設備在不進行數(shù)據(jù)傳輸時進入休眠狀態(tài)，從而可節(jié)省高達7倍的電池功耗。
