[原创] 巨头们打响WiFi 7争夺战
2022-04-25
14:00:17
来源: 半导体行业观察
眼瞅着，2022年的夏天就要到了，每年夏天要感谢的人，必然少不了美貌与智慧并存的WiFi之母——海蒂·拉玛。此前，在5G 刚开始商用的时候，有人还认为5G来临之际，或许就是WiFi退出之时。但事实证明，哪怕到了2022年，WiFi 依然是生活中不可或缺的一部分。
无线通信技术作为改变我们生活的一项重要技术，在配合蜂窝网络流量卸载中发挥重要作用，随着WLAN技术的发展，家庭、企业等越来越依赖Wi-Fi，并将其作为接入网络的主要手段。IDC数据显示，全球WiFi芯片出货量将于2022年达到49亿颗。
移动通信技术在更新迭代，WiFi 技术也在不断发展，不知不觉间，WiFi 7 已悄然来临。
近几年，4K和8K视频、VR/AR、游戏、远程办公、在线视频会议和云计算等新型应用的出现不断提高了对网络吞吐率和时延的要求，整个行业已经处于下一代 Wi-Fi 发展的早期阶段。
而WiFi 7就是下一代Wi-Fi标准，虽然下一代Wi-Fi标准不止一个，“WiFi 7”只是WiFi联盟面向普通消费者宣传用的一个商业符号，但目前一般指的是以尚未最终批准的 2021 年 5 月推出的 802.11be 草案为基础所制定的WiFi 设备新规范。据介绍，WiFi 7整个协议标准将按照两个Release发布。Release1预计在2022年底发布标准；Release2预计在2022年初启动，并且在2024年底完成标准发布。
如果说2019年发布的Wi-Fi 6仅提供比 Wi-Fi 5 更高的速度，那么 Wi-Fi 7 则完全是提供闪电般的快速连接，从数据来看，Wi-Fi 7预计能够支持高达30Gbps的吞吐量，最高网速可达 46.4Gbps，是 WiFi 6 最高网速 9.6Gbps 的 4.8 倍。
从上图来看，相比于此前的WiFi 4 、WiFi 5、WiFi 6、WiFi 6E，WiFi 7在频段、最大带宽、调制方式、MIMO等多方面都引入新技术或改善已有技术。
Wi-Fi 7将充分利用新的 6GHz 频段（实际上是 5.925-7.125GHz）。6GHz WiFi不同于6G，6GHz 是指当前在 Wi-Fi 网络中使用的频段，首先在 Wi-Fi 6E 中得到支持，而6G 代表宽带蜂窝网络技术的第6代标准。
与2.4 GHz、5GHz等频段相比，6GHz在更高的频段上运行，并提供更大的带宽，转化为更快的速度和更多容量，适合流媒体、游戏等高带宽和低延迟的活动。目前，6GHz 频段仅由 Wi-Fi 应用程序占用，并且使用它导致的干扰比 2.4GHz 或 5GHz 频段少得多。
为了更快速的连接，Wi-Fi 7从 Wi-Fi 6中原有的 160MHz 增加新的带宽模式，包括连续240MHz，非连续160+80MHz，连续320 MHz和非连续160+160MHz。
为了实现所有可用频谱资源的高效利用，Wi-Fi 7定义了多链路聚合相关的技术，主要包括增强型多链路聚合的MAC架构、多链路信道接入和多链路传输等相关技术，可将不同频率的多个信道组合在一起，以提供更好的网络效能。Wi-Fi 7 试图通过增加吞吐量来增强这些链接，而吞吐量是本地网络 (LAN) 中设备之间的测量数据。
为了进一步提升速率，Wi-Fi 7将会引入4096-QAM，使得调制符号承载12bit。在相同的编码下，Wi-Fi 7的4096-QAM比Wi-Fi 6的1024-QAM可以获得20%的速率提升。
在Wi-Fi 7中，空间流的数从Wi-Fi 6的8个增加到16个，理论上可以将物理传输速率提升两倍以上。支持更多的数据流也将会带来更强大的特性——分布式MIMO，意为16条数据流可以不由一个接入点提供，而是由多个接入点同时提供，这意味着多个AP之间需要相互协同进行工作。
上述MLO、更宽的通道等技术都将进一步减少网络延迟，令其更可预测。
即便现阶段全球WiFi 7技术规范尚未落定，但在元宇宙、自动驾驶、AIOT等新概念、新应用的推动下，业界自然普遍看好后续市场的发展。面对未来客观的蓝海市场，WiFi芯片头部厂商自然要抢夺先机，2022年以来，博通、高通、联发科三家大厂接连发布了wifi 7主控芯片又或者展示了其相关技术。
博通是第一家宣布完整的 Wi-Fi 7 产品组合的供应商，4月，博通推出了首款WiFi 7 SoC，称为BCM4916，采用了四核心的Armv8处理器，拥有64KB的L1缓存和1MB的L2缓存，能够提供24 DMIPS的性能。该SoC支持DDR3和DDR4内存，以及2.5 Gbps和10 Gbps网络接口，并提供了USB 3.2接口。
此外，博通还发布了其WiFi 7生态系统产品组合，包括用于消费产品的 BCM6726 和 BCM67263，用于企业产品的 BCM43740 和 BCM73720，以及用于移动设备的 BCM4398。其中 BCM6726 支持 2.4、5 和 6 GHz 频段，BCM67263 仅支持 6 GHz 频段。目前，在WiFi 7领域，博通正在为主要客户提供样品。
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三大频段，支持高频多连接并发技术、4路双频并特性拓展至高频段、4K QAM调制技术，峰值传输速度可达5.8Gbps，比前代提升多达60％，并支持低于2ms的时延。
高通宣称，相比前代产品，可提供50％的功耗降低、2倍的配对速度提升、2倍的信号接受范围扩大。
目前，FastConnect 7800现已出样，预计今年下半年投入商用，首批客户包括宏碁、华硕、荣耀、Meta(Facebook)、OPPO、腾讯、vivo、小米等。
今年1月，联发科进行了全球首个WiFi 7现场演示。据悉，相比于WiFi 6的160MHZ信道，联发科WiFi 7可通过320MHz 信道和4K正交幅度调制（QAM）技术，在使用相同数量天线的条件下，传输速度比WiFi 6快2.4倍，峰值速度完全可以达到IEEE 802.11be定义的30Gbps。此外，联发科的WiFi 7还将支持2.4G、5G、6G多个WiFi 频段，利用多链路操作（MLO）技术同时聚合不同频段上的多个信道，降低延时，满足不同设备、场景的网速链接需求，拥有多用户资源单元（MRU）功能来降低和避免信号干扰，满足多人同时、高速连接。联发科透露，采用WiFi 7技术的产品预计2023年上市。除了WiFi 主控芯片外，不同的WiFi技术对于射频产品的要求也不一样，自WiFi 5标准之后，WiFi射频前端芯片逐渐外置出来，越往前走，对射频前端的要求就越高，对工艺的要求也越高。包括Qorvo等在内的厂商也已开始加强Wi-Fi 7芯片前端模块（FEM）的部署。
今年1月，Qorvo 推出首款覆盖 5.1 GHz 至 7.1 GHz 频段的宽带前端模块 (FEM)，这一新款三频段 FEM 不仅能最大限度地提高容量，而且还能简化设计，缩短产品上市时间，并将前端电路板空间减少 50%。虽然这款FEM主要是为了提高三频段Wi-Fi 6E功能，但频段覆盖的扩大也已显示出Qorvo对Wi-Fi 7 芯片FEM 的势在必得。
行业巨头抢滩布局，本土厂商自然也紧随其后。拿我国通讯巨头华为来说，依照IPlytics的统计，截至去年10月，华为公司向TGbe（Wi-Fi 7标准工作组）提交并被采纳的贡献最多，同时，从Wi-Fi 4至今的四代无线标准，依然是华为累计提交的贡献最多。
除了华为外，3月，中兴通讯在MWC上率先推出了全球首款Wi-Fi 7标准5G CPE产品MC888旗舰产品，融合5G高速和Wi-Fi 7高并发技术，全球最高峰值网络下载速率10Gbps。4月，紫光股份旗下新华三集团全球首发企业级智原生Wi-Fi 7 AP新品，包括WA7638和WA7338两款产品，支持三频12流和三频10流，传输速率最高可达18.44Gbps。
作为一个拥有广袤土地和繁多人口的大国，中国市场一直有着无穷的潜力，在WiFi领域也不例外，根据IDC对WiFi市场渗透率预测的情况来看，到2024年中国WiFi 6的市场规模预计达到4.7亿美元，从2020年市场占约31%提高至90%以上。而在以WiFi为支撑的智能家居领域，IDC报告显示，2021年中国智能家居设备市场出货量超过2.2亿台，同比增长9.2%，预计2022年中国智能家居设备市场出货量将突破2.6亿台，同比增长17.1%。
可以说在中国WiFi行业，市场广阔，设备厂商也是“各显神通”，然而在最为关键的WiFi芯片领域，却由于市场集中度高，本土厂商参与度则不尽人意，全球前6 的WiFi芯片厂商占据约80%市场份额。
Wi-Fi主芯片本身的复杂性及高价值，占Wi-Fi设备总成本40%-50%，虽然华为在WiFi 7提交并被采纳的贡献最多，并且是其自主开发的凌霄WiFi芯片发展也较好，但目前在Wi-Fi 7领域还未有新技术、产品推出。
近十五年，全球Wi-Fi 芯片市场一直被博通、高通、Marvell、Celeno、联发科、Quantenna、乐鑫、瑞昱等公司垄断，大陆公司在Wi-Fi核心芯片产业链上，与其相比可以说存在全方面的巨大差距。当前芯片巨头们已经向着WiFi 7 迈进，而国产厂商仍以WiFi 5的量产为主，向WiFi 6过度中。可以说，在WiFi芯片领域，本土厂商依旧任重道远。
2019年，Wi-Fi 6标准的诞生和市场需求，给大陆芯片厂商带来了发展的大机会，“Wi-Fi 6”一度成为2020年各个手机厂商发布新机的必备标签。那么，即将到来的Wi-Fi 7势必又将是本土厂商弯道超车的新机遇，而当下本土厂商要做的就是技术沉淀，这样才能把机遇紧紧握在手里。
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