芯故事:WiFi6的芯片玩家們(一)

WiFi是無線局域網技術的一種,自誕生20多年以來,便以其佈置靈活、性價比高的優勢,成為最普及的網絡技術之一。


芯故事:WiFi6的芯片玩家們(一)


WiFi 6,其實就是第6代無線技術——IEEE 802.11 ax,2019年WiFi聯盟為便於大眾記憶,將最新標準IEEE 802.11ax命名為為WiFi 6。WiFi 6相較於5G主要用於室內無線終端上網,具有傳輸速率高、系統簡單、成本低等優點。

WiFi 6E是WiFi 6的增強版本(E代表Extended),WiFi 6E相比WiFi 6來說主要的不同就是在原有的頻段上加入了6GHz頻段(5925-7125 MHz,共1.2 GHz帶寬)6GHz頻段還在待官方授權許可中。


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關於WiFi6的核心技術:MU-MIMO和OFDMA


MU-MIMO(Multi-UserMultiple-Input Multiple-Output,多用戶-多輸入多輸出)

MU-MIMO是指在無線通信系統裡,一個基站同時服務於多個移動終端,基站之間充分利用天線的空域資源與多個用戶同時進行通信。

WiFi 5在下行用了MU-MIMO技術,WiFi 6 則延續了WiFi 5 所帶來的MU-MIMO (多用戶多輸入多輸出系統),但WiFi 6 支持完整版的MU-MIMO 技術,支持上下行,可以一次同時支撐8 個終端設備上行/下行傳輸更多數據,是WiFi5 的兩倍。WiFi 6讓路由器利用多天線同時跟多個終端設備進行溝通,做到“一心多用”。比起過去只能單天線單設備同時通信的設計,MU-MIMO更能勝任提升網絡速率,連接更多設備的需求。


OFDMA(正交頻分多址技術)。

與WiFi 5採用OFDM(正交頻分複用技術)技術不同,WiFi6借用了蜂窩網絡採用的OFDMA,多個終端可同時並行傳輸,不必排隊等待、相互競爭,從而提升效率和降低時延。舉個例子,原來一個時間段只能有一個載波去傳輸一個數據包,採用OFDMA 後就相當於在一個時間段可以有多個載波同時傳輸多個數據包。


我們簡單探討下目前WiFi6的玩家們


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博通


全球WiFi一哥的博通,2016年安華高370億美元收購博通了(這筆收購是半導體史上很大的一筆),合併後更名為博通有限公司,而安華高此前是惠普分拆的電子器件部門安捷倫,再度分拆的公司。博通公司是一家總部位於加利福尼亞州聖何塞的特拉華州公司,是廣泛的數字和模擬半導體連接解決方案的領先設計商,開發商和全球供應商。

具體博通的故事可以見小編之前一篇文章今生前世之博通


我們來看幾款高通的WIFi6的產品


博通Wi-Fi 6芯片BCM4375

28nm工藝,雙頻段併發,支持80MHz通道,數據傳輸率1.2Gbps,手機速度400Mbps,延遲最高15ms左右,電流約2.5mA。三星S20系列手機Wi-Fi 6芯片就是採用的這款模組。


Wi-Fi 6E芯片組BCM4389

2020年2月,博通BROADCOM率先發布了全球首款面向智能手機移動平臺的Wi-Fi 6E芯片組BCM4389,完美實現新規範的同時,各方面的指標都碾壓前代BCM4375,號稱吞吐帶寬提升5倍、延遲降低2倍、功耗降低5倍、藍牙配對加快2倍,藍牙音頻也更流暢。

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博通BCM4389則採用更先進的16nm工藝,支持兩個Wi-Fi 6E數據流,三頻段併發,支持80/160MHz通道,數據傳輸率達到2.4Gbps(PHY物理層速率2.63Gbps),手機上的實際速度也可達2.1Gbps,延遲能穩定在2ms左右,而電流僅為0.5mA。


三頻段併發(TBS),並不是2.4/5/6GHz三個頻段,而是博通的獨特互連架構,包括Wi-Fi射頻、MIMO藍牙射頻,以及新增的第三個超低功耗獨立射頻,用來優化Wi-Fi、藍牙性能。TBS架構下,藍牙可始終開啟,手機、耳機能快速與之配對;主力Wi-Fi射頻提供數據、語音、視頻服務的同時,可快速掃描尋找無干擾Wi-Fi網絡並與之連接,無縫切換,QoS更佳;可大大提高室內定位精準度,同時對續航影響微乎其微。


博通BCM4389的藍牙規格依然是藍牙5.0,但是新增了MIMO多入多出技術,配對時間縮短一半,而且同時連接Wi-Fi的時候,不會再出現音頻斷斷續續的問題。博通BCM4389 Wi-Fi 6E芯片預計將出現在下一代旗艦智能手機上。


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高通


高通公司是全球3G、4G與5G技術研發的領先企業。Wi-Fi芯片業務之前影響力不大。在2010年,博通佔據獨立Wi-Fi芯片市場28%的份額,老二Atheros則佔據26%的份額。真正讓高通在該領域佔據優勢的,是於2011年斥資31億美元收購Atheros後。

Atheros(創銳訊)1999年由斯坦福大學的Teresa Meng博士和斯坦福大學校長,MIPS創始人John Hennessy博士共同在硅谷創辦,提供基於IEEE802.11a 5-GHz的芯片組,還拓展了藍牙、GPS、以太網等領域的開發。

Atheros被視為最專業的供應商,具有許多專利。其主力WiFi芯片還被裝在世界很多品牌的電腦和手持設備中。在完成對Atheros的收購後,高通實現了提供全套完整連接性的產品系列,這意味著它終於可以製造出既能連接4G網絡又具Wi-Fi功能的芯片。同時,高通銷售手機芯片,Atheros提供連接產品,兩者形成了協同效應。


我們來看幾款高通的WIFi6的產品


Wi-Fi 6芯片QCA6696

2019年2月份 高通宣佈推出全新高通汽車Wi-Fi 6芯片QCA6696,為汽車行業帶來下一代Wi-Fi和藍牙連接。


Wi-Fi 6/802.11ax 平臺解決方案Networking Pro 1200/800/600/400 Platform

美國當地時間2019年 8 月 27日,Qualcomm 於舊金山舉辦 Wi-Fi 6 Day 活動,會中正式發表由高至低 Networking Pro 1200/800/600/400 Platform 共四款 Wi-Fi 6/802.11ax 平臺解決方案,另外也針對行動裝置推出 FastConnect 6800 SoC,結合 Wi-Fi 6 與 Bluetooth 5.1 功能至單一芯片。


這 4 個 Wi-Fi 6/802.11ax 網絡平臺處理器均採用 Arm Cortex-A53 四核心設計,但是運作頻率從 2.2GHz~1.0GHz 依序遞減,各款無線網絡峰值連接速度分別為 6Gbps、4.1Gbps、1.7Gbps、1.7Gbps(2.4GHz 和 5GHz 加總),亦可支持自家 Qualcomm Wi-Fi SON(Self-Organizing Network)自動管理 Wi-Fi 頻譜資源與組成 Mesh Wi-Fi,前 3 高等級平臺亦預留 10GbE WAN/LAN 聯機能力,WPA3 加密自然也在支持之列。


芯故事:WiFi6的芯片玩家們(一)


本領域玩家較多故事會較長,小編會分成幾篇來陸續介紹,請繼續關注,未完待續


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