三伍微:解决射频前端技术难题,助力国产wifi6芯片成功-凯发k8手机客户端

来源:晋江三伍微电子有限公司       

做芯片难,做wifi6芯片更难。三伍微之前推出过一颗wifi6开关,成为某wifi6芯片平台的独家供应商,出货已达kk级,但远低于之前给出的计划每月10kk颗。询问是主芯片的问题还是市场的问题,得到的回复是物联网wifi6市场还没有起来,预计在2021年上半年爆发。

三伍微wifi6开关在国内知名手机旗舰机上测试通过,也是国内唯一能够完全替换skyworks的厂家。

国产wifi6芯片正在积极研发中,同时有厂家参考设计三伍微wifi6开关;为了助力国产wifi6芯片早日成功,三伍微相继推出一颗2.4g wifi6 fem,解决国产wifi6芯片射频前端技术难题。

wifi6芯片分为物联网wifi6芯片和路由器wifi6芯片。

国产路由器wifi6芯片只有两个公司在做,华为和矽昌通信;而国产物联网wifi6芯片公司多达几十家。无疑,路由器wifi芯片的研发难度比物联网wifi芯片高太多。

本文重点介绍物联网wifi6芯片,将从三方面来介绍:物联网wifi6芯片厂家、物联网wifi6芯片研发难点和物联网wifi6芯片研发凯发k8手机客户端的解决方案。

物联网wifi6芯片厂家

mm研究数据显示,2016年全球物联网wifi芯片模块市场规模达到了158.9亿美元,未来几年内将以3.5%的年复合增长率增长,到2022年全球物联网wifi芯片模块市场规模预计可达到197.2亿美元。

据gartner预测,到2025年,所有物联网连接中的72%将使用wifi和zigbee传输技术。idc数据显示,全球物联网wifi芯片出货量将于2022年达到49亿颗。

物联网wifi6芯片已经上市量产厂商:

博通wifi6芯片

博通已发布三款wifi6芯片:bcm43684、bcm43694和bcm4375芯片。其中,bcm43684是物联网wifi6芯片,bcm43694是路由器wifi6芯片,bcm4375是兼容wifi6的四合一芯片。

博通最强的是底层协议和算法,不是芯片硬件技术。不看好博通物联网wifi6芯片,这个市场后续价格竞争激烈,博通是不打价格战的。

高通wifi6芯片

2019年8 月27日,高通于旧金山发布由高至低 networking pro 1200/800/600/400platform 共四款wifi6(802.11ax)平台凯发k8手机客户端的解决方案。物联网wifi6芯片型号为qca6391。

高通凭借芯片技术的先进性和对市场的贴近,高通物联网wifi6芯片在市场上会占据高端应用。

marvellwifi6芯片

2018年公司推出了三款wifi 6芯片:88w9068、88w9064和88w9064s。其中,88w9068支持5ghz;88w9064支持5ghz/2.4ghz,集成蓝牙5.0,适用企业和零售接入点、运营商网关和固定无线服务;88w9064s支持5ghz/2.4ghz,集成蓝牙5.0,适用于服务提供商和ott机顶盒市场。

2019年,恩智浦半导体公司(nxp)收购marvell无线连接业务,总价值17.6亿美元。此次收购包括marvell的wifi连接业务部门,蓝牙技术和其他相关业务。

mtk wifi6芯片

重点总是放在最后介绍,mtk wifi芯片是路由器市场和物联网市场市占率最高的,mtk是性价比的王者。

路由器wifi6芯片型号是mt7915dan,支持2x2mimo的2.4g和2x2mimo的5g,在wifi6模式下,2.4g(40mhz)最高速率573mbps,5g(80mhz)最高速率1201mbps,不支持160mhz频宽。所以这一款是ax1800的无线路由器,也支持mu-mimo和ofdma。

mtk物联网wifi6芯片型号为mtk7921,支持2.4ghz和5.8ghz,已量产。

物联网wifi6芯片研发难点

台湾realtek是wifi市场份额仅次于mtk的芯片供应商,目前wifi6芯片仍在研发中。

wifi6芯片研发确实有难度,国产wifi6芯片公司离不开两家国外ip公司,ceva和imagination。ceva能提供1*1的ip(bb mac),2*2的ip计划年底推出;imagination今年声称推出wifi6整套方案ip,包括bb mac pll tx/rx rffem。

据国内公司反馈,wifi6芯片研发难点有两个:底层协议/通信协议 算法,射频前端(pa lna sw)

相比wifi4和wifi5,wifi6芯片的底层协议/通信协议和算法更加复杂,射频前端设计难度也大很多。解决底层协议/通信协议的方法是多加人,多理解协议标准,多做测试。算法是核心竞争力,和射频前端设计一样,不是人多就可以解决的,要设计水平高才行。射频前端性能不达标,wifi6芯片就出不来。如果调制不追求1024qam(wifi6标准),只做到256qam,射频前端研发难度大大降低,那么半年内很多国内公司都能研发出低版本wifi6芯片。

bb是基带,采用arm内核。mac(medium access control/媒体接入控制)是l2链路层的一个功能子层,与l1物理层接口。mac最早在ethernet和wifi接口上广泛采用。

锁相环路是一种反馈控制电路,简称锁相环(pll, phase-locked loop)。锁相环的特点是:利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位。pll是wifi6的重要技术部分,但不成为国产wifi6技术瓶颈。

锁相环原理:

锁相环(pll)各部分:

osc:稳定的输入频率(晶振)

rdivider:r分频器,鉴相器有最大检测频率,当本振信号频率较高时,需要对其进行分频。

pd:鉴相器,将r分频器和n分频器的两路信号的相位差转化为电压,鉴相器不仅包括相位检测器,同样包括电荷泵;鉴相器输出除了低频相位差信号,还有高频分量。

lf:环路滤波器(低通滤波),去除高频分量,为vco提供干净的调谐信号。

vco:压控振荡器,电压—频率转换器。关键指标,频率范围:频率范围大,输出频率就更灵活,代价是牺牲相位噪声性能。

物联网wifi6芯片研发凯发k8手机客户端的解决方案

因为芯片ip公司的努力,国产数字芯片长得越来越像。

中国大陆wifi芯片公司有:asr、bk、乐鑫、展锐、中科威发、海思、新岸线、物奇、全志、南方硅谷、杰里、速通、亮牛、高拓、博流、瑞芯微、联盛德微电子等等。

没有差异化,国产芯片就没有出路。如何研发设计国产物联网wifi6芯片差异化?可以从市场、产品、技术三个角度来寻找答案。

市场:

wifi4芯片市场:主要是白色家电市场(冰箱、空调等),模块市场,灯具市场、智能音箱。

wifi5芯片市场:主要是机顶盒市场、模块市场、无人机与航模市场、游戏机市场、电脑市场。

wifi6芯片市场:主要是白色家电市场(冰箱、空调等),模块市场,灯具市场,智能音箱、机顶盒市场、模块市场、无人机与航模市场、游戏机市场、电脑市场。

产品:

2.4g wifi4芯片:主要用来传输数据、图片和音频,要求低成本,市场期待提高射频前端性能。2.4g wifi4芯片市场需求约占wifi芯片的90%,出货最多的三家公司:乐鑫、南方硅谷、展锐。

2.4g 5.8gwifi5芯片:主要用来传输视频,难点是成本和性能的平衡。主要出货公司:mtk、realtek,市场需求约为15~20kk/m。

2.4gwifi6芯片:主要用来传输数据、图片和音频,仍然是要求低成本。在未来,2.4g wifi6芯片将逐渐替代2.4g wifi4芯片,wifi6可以多设备接入,抗干扰能力强,拥有唤醒功能,能耗更低。因此,未来wifi市场主要需求将是2.4g wifi6芯片,也是国产芯片的主战场。

2.4g 5.8gwifi6芯片:主要用来传输视频,对性能的要求将提高,市场需求份额也会增加。

技术:

越来越多的客户感觉到wifi射频前端性能是个痛点,射频前端也是wifi6芯片的研发技术难点。

三伍微小封装2.4g wifi6 fem可以助力国产2.4g wifi6芯片早日研发成功并获得市场竞争力。在性能上一定优于内置射频前端的wifi6芯片,增加成本做到0.1 usd,量越大,越接近0.1usd。这个成本的增加,远低于研发成本、市场成本和机会成本。

这是国内性能最好成本最优的一颗2.4g fem,2.3*2.3封装,支持3.3~5v,同功率相比工作电流低于skyworks和qorvo@11n/11ac,相比国内产品低30ma。支持2.4g wifi6,功率16.3dbm@150~160ma@dvm -43db。lna nf做到1.8db,提高了接收灵敏度。适用于手机、模块和路由器。

结语

技术造就产品,耐心成就精品。三伍微从成立开始就承受压力和挫折,我跟研发说,用心去努力,即使倒下也要像个英雄。我们不想做英雄,只希望中国多一些有价值的芯。

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