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生而逢時”Wi-Fi 6 晶片“降本增效”須先破功耗之殤
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5G主外、Wi-Fi 6主內已成為目前業界公認的發展局面。有統計資料顯示,2017-2022年,全球移動資料流程量預計將增加7倍,相當於每年增加一倍以上,其中視頻資料流程量目前約占比50%,但到2022年時這一比例將會增加至80%,並有70%的IP資料流程量將會通過無線的方式進行傳輸。在這些無線資料傳輸中,使用Wi-Fi傳輸的比例將達到59%,而基於高速度、低時延、大容量、高安全以及低能耗的Wi-Fi 6技術正好能從各個角度滿足這類急速上升的應用端需求。受益於此,越來越多國際大廠當下都開始爭相搶攻Wi-Fi 6晶片市場,一場空前的霸權爭奪戰正悄然打響。而在這一強敵林立的市場環境下,本土晶片企業如何順勢突圍,在全球Wi-Fi 6晶片戰場贏得一席之地,也成為Wi-Fi晶片領域,中國“國產替代”能否真正落實的關鍵。

作為除移動網路之外當下普惠度最高的無線局域網技術,Wi-Fi在刺激國民經濟上如今正持續發揮著關鍵作用。據Wi-Fi聯盟依據中國生產總值的淨貢獻估測後得出的資料顯示,2018年Wi-Fi在全球範圍內創造了1.96萬億美元的價值,預計在2023年,各類Wi-Fi應用將創造3.47萬億美元的全球價值。

不過,隨著如今4G向5G網路的更迭,越來越多的設備支援5G之後,與之對應的Wi-Fi 4或Wi-Fi 5也需要更新換代,才能持續滿足5G時代諸如VR/AR、高清視頻流、線上辦公/教育以及遊戲類應用的基本需求。尤以VR這類應用為例,華為消費者業務路由器產品線總經理張鉲舉例到,“現在,要保證舒適且流暢的VR體驗,需要的頻寬應該在400M,而且如果要體現交互性的話,頻寬需要達到500M左右,這個速率可能是現在的家庭網速甚至包括運營商能夠提供的網速不一定能夠達到的。”這也凸顯出Wi-Fi 6對於VR/AR以及高清視頻流等創新型應用的必要性。

博通積體電路(上海)股份有限公司董事長張鵬飛也認為:“Wi-Fi作為與移動網路及其應用場景相互補的關鍵技術,有統計資料顯示其佔據著移動終端80%的資料傳輸採用率。因此,4G升級到5G網路之後,Wi-Fi也必須要在性能上做出相匹配的提升才能夠滿足應用端需求。而且Wi-Fi 5到Wi-Fi 6的升級,在技術上也的確是大量借鑒和採用了5G的技術,比如說在幾個主要性能指標上的提升,像OFDMA、多用戶MIMO、波束成形以及載波聚合等。”這些技術端的持續進步,也推動著相關晶片和系統方案在性價比和應用落地上成為可能。

最直接的體現就是Wi-Fi 6晶片,如今已成為各路巨頭哄搶的爆品。畢竟一方面,當下任何一款5G手機,若要真正在產品形象和品牌定位上符合消費者預期,上Wi-Fi 6也就成為必須,如此才能凸顯出一款5G手機的真正賣點;另一方面,儘管今年受疫情影響下手機市場出現了很大的不確定性,但據IDC預測今年5G手機的年出貨仍然能夠達到2-3億台左右,其中中國大概有1.5億台的需求,從價格上測算,中國Wi-Fi 6晶片能做到2-3億美金的銷售額。若算上總體平板和筆記本的出貨,全球市場對Wi-Fi 6晶片的需求加起來可能會有4億顆左右。
對此,張鵬飛認為:“從全球Wi-Fi晶片大概30億的年出貨量來看,Wi-Fi 6晶片第一年就能超過10%,整體還是頗為樂觀的。若按照過去幾代標準的演進速度,大概需要3-4年的時間才能達到一半的數量,比如一年出40億顆Wi-Fi晶片,要達到20億顆也需要等到2023年才行。”

但這一切,還得以符合市場預期的成本作為前提,儘管從技術性能上來看,Wi-Fi 6的確是革命性的技術,但對於應用的普及化來說價格也需要做到“革命性”,才能真正被運營商乃至消費市場所廣泛接受。康希通信科技(上海)有限公司市場及應用副總裁虞強表示:“中國的應用目前主要是2*2為主,而海外一般是8*8或者4*4的12路為主,所以對於成本的要求是很高的。從價格上來看,Wi-Fi 6的路由器成本是Wi-Fi 5的三倍左右,但海外的運營商現在都要求Wi-Fi 6的成本要接近Wi-Fi 5才行。”

這也給晶片廠商帶來了莫大的壓力,從晶片端的成本問題上來看,目前最麻煩的就是功耗即散熱問題,虞強舉例到:“功耗是非常頭痛的問題,晶片如果太熱,本身的性能就會直線下降。比如射頻前端上如何去降低功耗,我們認為第一是在高線性的基礎上進一步推高效率,目前在這方面的技術全球也就Qorvo和康希通信能夠做的很好;另外一個方向是6GHz,我們目前也與多家SoC廠商在6GHz上進行合作,因為更寬的頻段能夠帶來更大的容量,不過這也對晶片設計提出了更大的挑戰,畢竟頻段更寬會導致對信號頻寬和信號線性度的更高要求。”

因此,儘管今年上半年主流的SoC廠商在6GHz領域都會陸續公佈相關的Demo方案,但受限於射頻前端器件的功耗問題難以解決,進而讓晶片在散熱等多方面付出的成本居高不下。不過,虞強表示:“今年Skyworks和Qorvo可能會有一些樣機解決方案公佈,但還沒有量產,我們公司現在也開始了這方面的研發,預期也是在半年後會有相應的樣品推出。”這也將為Wi-Fi 6晶片整體成本的降低,甚至在價格上逼近前代Wi-Fi 5產品奠定了前期的基礎。

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