尖端技術大幅墊高成本 平價Wi-Fi 7設備仍須努力

2023-10-30
Wi-Fi 7是近年來Wi-Fi技術最重要的一次標準更新。由於獲得新的頻譜,加上導入諸多最先進的射頻相關技術,使Wi-Fi 7的效能出現飛躍成長,但相關產品的設計與製造成本,也隨之大幅增加。
Netgear

前導碼刪除讓自動化測試成為必須

(承前文)除了4096QAM之外,Wi-Fi 7為了進一步提升訊號共存的能力,將前導碼刪除(Preamble Puncturing)機制列為必須實作的功能,也讓Wi-Fi 7的測試工作變得更加複雜。

安立知軟體暨技術支援部副理何信志(圖3)表示,由於Wi-Fi 7將通訊頻段延伸到6~7GHz,而這個頻段上本來有許多其他應用存在,例如衛星通訊,因此各國在開放此一頻段給非授權低功率無線電技術使用時,均特別要求相關技術必須做好訊號共存,以免干擾到此一頻段上本來就存在的其他通訊服務。Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)針對此一要求的回應,就是將原本在Wi-Fi 6還是不是強制技術選項的前導碼刪除功能,改變為必須實作的強制要求。

圖3 安立知軟體暨技術支援部副理何信志表示,前導碼刪除機制讓Wi-Fi 7測試的工作量大幅增加,必須搭配更強大的自動化功能。

所謂的前導碼刪除,是指當Wi-Fi設備感知到其通訊頻道中,有一部分頻率出現其他射頻訊號時,Wi-Fi系統必須具備主動停用該頻道,把頻譜資源釋放給其他通訊應用。不過,在訊號功率維持同一水平的條件下,當Wi-Fi 7晶片開啟前導碼刪除功能,把部分頻譜資源釋出時,邊帶(Sideband)訊號的強度會同時增加。對Wi-Fi 7設備製造商而言,這點需要特別注意,因為邊帶訊號的強度若增加太多,超過容許範圍,設備在送驗時是不會過關的。

而且,當前導碼刪除出現在主頻帶中的不同位置時,對邊帶訊號的影響不盡相同。這使得開發人員必須針對不同的配置進行對應的測試,導致工作量大增,而且是高度重複的工作。因此,儀器商必須盡可能提升Wi-Fi 7測試儀器的易用性與測試自動化程度,才能避免客戶端浪費寶貴的工程人力在這類瑣碎又耗時的事情上。尤其是對於要搶Wi-Fi 7頭香的一線晶片商跟網通設備商而言,專門對應Wi-Fi 7的自動化測試方案,基本上是不可或缺的。

目前安立知已經開發出專門針對Wi-Fi 7的自動化測試軟體,並獲得家晶片商與第三方驗證實驗室採用。

既高頻又寬頻 PA設計挑戰不容小覷

除了測試相關的成本,隨著Wi-Fi 7導入更先進的調變跟共存機制而增加外,在射頻訊號鏈上的功率放大器(PA),或RF前端(RFFE)模組的設計上,也因為Wi-Fi 7的通訊頻率更高、頻寬更大而面臨不少挑戰。

射頻功率放大器要做到高頻跟寬頻,又要有良好的效率跟線性度,是非常困難的。據了解,有這等技術實力的供應商,在業界其實也沒幾家,而且主要是IDM大廠,例如恩智浦(NXP)、Qorvo跟Skyworks。但即便大廠在技術上有能力做到,其針對Wi-Fi 7 PA產品的報價,還是跟先前的2.4GHz、5GHz PA有不小的價差,因為Wi-Fi 7的通訊頻段增加了頻率更高的5.925GHz~7.125GHz,而且單一通道的頻寬最高可達320MHz,要開發出能支援這個規格的RF PA,本身就已經相當不容易。

而且,這類PA還必須要有很好的效率,即便是針對接取點(AP)、路由器(Router)這種固定式應用設計的PA也是如此,因為PA的效率不好就容易發熱,而發熱會影響到Wi-Fi系統的穩定度跟性能表現,這對於以穩定、高效能為主打賣點的Wi-Fi 7網路設備而言,是無法接受的。

雖然射頻功率放大器不被認為是Wi-Fi系統的主晶片,但這類晶片的性能好壞,對Wi-Fi設備的性能表現卻會有關鍵性的影響。

成本全方位墊高 平價Wi-Fi 7仍須努力

由於導入了大量先進技術,Wi-Fi 7的效能獲得無與倫比的提升。但也因為匯集了當下最先進的技術,Wi-Fi 7從晶片組的設計開發,到產品整合後的驗證,都會遇到成本上升的問題,最終導致產品的終端售價高出前一代產品一大截的結果。

這其實也是許多二線網通設備廠對Wi-Fi 7抱持觀望態度的原因,現階段Wi-Fi 7設備的價格,距離市場主流能接受的價格帶還太遠。任職於某台系網通設備廠的業界人士就指出,品牌廠才有為了增加品牌形象而去搶Wi-Fi 7頭香的必要,對於其所任職的OEM廠來說,因為沒有品牌,也就沒必要做搶頭香這種行為,現階段只要專心耕耘有量、有規模的Wi-Fi 6產品線就好。等Wi-Fi 7技術更成熟,設計導入的工作更簡化,再進入Wi-Fi 7市場也不算遲。

電信業者的設備標案,會是一個很重要的觀察指標。因為OEM習慣的還是B2B的商業模式,只有在電信業者願意開大型標案的情況下,網通設備的OEM廠才會比較有投入的意願。但是,現階段願意開Wi-Fi 7設備標案的電信業者,其實也不算多。因為電信業者也清楚,只有用戶的平均營收貢獻值(ARPU)高到一定水準,為這群用戶提供Wi-Fi 7設備,在商業上才是合理的。如果有新的服務可以拉高ARPU,又需要搭配Wi-Fi 7,電信商或服務供應商才會擴大相關標案的規模。

不過,電子產品的價格總是會越來越低,因為當技術變得更成熟,設計人員的掌握度更高之後,很多在技術不成熟階段時,廠商必須投入的研發成本都是可以省下來的,例如在測試環節,如果技術夠成熟,有一部分測試項目是可以簡化,甚至省略的。因此,Wi-Fi 7市場最終還是會起飛,並取代Wi-Fi 6成為市場主流,只是這可能還得再過兩到三年才會發生。

尖端技術大幅墊高成本 平價Wi-Fi 7設備仍須努力(1)

尖端技術大幅墊高成本 平價Wi-Fi 7設備仍須努力(2)

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