迎5G毫米波商机 Anokiwave与伙伴打造O-RAN生态系统
- 李佳玲／台北
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为了抢占即将暴发的5G毫米波基站商机，美国5G射频芯片业者Anokiwave偕円通科技、晟曜科技与恩智浦半导体等合作夥伴，日前于台北联合举办「O-RAN开放性架构下的5G新商机- mmW 5G Made Simple技术研讨会」研讨会，向市场展示5G毫米波基站新一代解决方案与发展蓝图，同时针对5G毫米波的未来发展，四家业者因各自位处产业不同的环结，就自身的角度发表其看法，为有意打入5G毫米波基站供应链的台湾业者提供参考，而四家业者的合作，也象徵全球5G毫米波基站相关的生态系统也已经逐渐成熟。
尽管5G应用自2019年下半开始，就已有芯片与手机业者陆续推出产品在市场上销售，但众所皆知，真正的5G应用必须进入毫米波频段才能有所发挥。但进入2020年后，由于COVID-19(新冠肺炎)的暴发，为全球经济带来极大的不确定性，加上5G网络的建置需要极大的布建成本，尽管如美国、欧洲与日本等地皆已经启动5G毫米波频段的商用，但市场对于5G毫米波市场的起飞，仍有不少抱持怀疑的看法。
对此，Anokiwave亚太区销售总监张肇强引述Verizon的数据表示，即便疫情在美国肆虐，但自疫情暴发后的两年多的时间，Verizon平均每一年皆部署了14,000座5G毫米波基站，同时美国目前搭载5G毫米波的手机数量也累计达2,500万支。由此可见，5G毫米波市场并未受到疫情影响而完全止步。而展望5G毫米波基站市场的发展，依据SmallcellForum的统计数据，全球5G毫米波Smallcell无线电单元的成长动能相当强劲，2022~2026年的CAGR为318%，显然全球各大运营商对于5G毫米波的应用商机有相当大的期待。
晟曜科技通讯事业处处长颜择中呼应张肇强的说法，他观察，过去4G发展之初，其发展脉络与5G相同，消费者愿意采用的意愿其实不高，但随着4G标准的制订在中后期的发展阶段，进入到LTE Advanced标准后，有了较为明确的目标，4G的接受度才开始有相当明显的成长。颜择中认为，由于现阶段Rel.18的标准仍在制订当中，预计商用化将会是在2024年，届时5G整体市场就能有相当显着的成长。
Anokiwave第四代解决方案全数就位 为客户带来更高性价比
张肇强进一步指出，O-RAN联盟的组成主要是由全球各大运营商所催生，其主要目的就是希望能够降低电信网络的总硬件建置成本，长期来看，预估会有70%的Smallcell无线电单元的硬件设计会以O-RAN所提供的架构为主，所以要如何将毫米波与O-RAN等重要的环结加以串联，成为市场必须思考的重点。而为了因应即将到来5G毫米波基站商机，Anokiwave在毫米波波束成形芯片与上下变频器(IFIC)都已经准备好新一代解决方案，提供更高的整合度与性能表现，协助客户打造性价更高的5G毫米波基站终端。
Anokiwave在5G基站的收发器元件与天线等产品的发展，已经有八年以上的时间，在波束成形芯片与上下变频器的产品也已经准备好第四代的方案，而且全是采用矽制程进行量产。在波束成形芯片方面，预计会有三款全新的产品面市，第一款是整合24/26GHz(n258)频段与28GHz(n257/n162)频段，第二款则是整合39GHz(n260)与42GHz(n259)频段，第三款则是因应全新频段47GHz(n262)。
张肇强透露，前一代的波束成形芯片是依据各频段独立提供，客户若要支持较多的频段，采用的芯片数量就会增加，再加上又有新的频段就位，可以想见整体的硬件成本会有所提升，有监于此，第四代产品的思考方向就朝向将支持不同频段的波束成形芯片加以整合，与此同时，第四代波束成形IC的线性功率表现也明显优于第三代，对于客户来说，可以说是性价比相当高的选择。
至于上下变频器(IFIC)，其全名为IF Up/Down Converter，其功能近似于智能手机的Mixer元件，有别于第三代，第四代最大的特色是将PLL(锁相回路)、VCO(石英震荡器)与Synthesizer等元件加以整合。张肇强特别强调，基站有别于智能手机，在射频元件方面的系统设计还是性能表现为优先，所以在传统的系统设计上还是偏重以离散式的设计方式为主，但在以性能为前提下，能提供更高整合度的方案，尽可能协助客户将系统设计达到最佳化。
恩智浦半导体以SDR为基础 提供基站所需处理器
5G基站系统设计，除了需要有优异的射频前端元件搭配外，后端的数码处理也需要有对应的处理器负责。恩智浦半导体产品及全球市场经理张嘉恒表示，恩智浦除了在车用半导体广为人知外，在5G基础建设领域也有完整的数码处理器方案，一是基带处理器(处理通讯物理层运算)，其次则是处理通讯协议的多核心处理器。
观察过去5G的进展，在2018~2019年刚进入5G商用时，主要的标准还是以Rel.15至Rel.16为主，到了2022年，则会是以Rel.17，预计明后年，就会陆续往Rel.18的方向迈进。那这几年来的标准演进，最大的变动是来自于通讯物理层的变动，所以处理器的开发自然不能以固化的设计方式来思考，因此恩智浦以SDR(软件定义无线电)的作法来加以因应最新标准的演进。
张嘉恒进一步指出，在过去一年多的时间里，恩智浦、Anokiwave以及円通科技合作，协助市场解决了相当多的问题。最主要的合作领域，就是针对通讯物理层的部分，就三方的合作成果之上，再来进行性能与信号量测相关的验证。如前所述，由于恩智浦的处理器基础是以SDR为基础，所以就恩智浦所提供的开发环境来说，处理器所支持的软件、函式库与API，客户通通都可以找到原始码，从无到有累积客户的开发成果，同时若有需要，客户也可以从底层修改其原始码，来符合自身的需求。而从零组件的合作面向来看，负责与Anokiwave进行信号传输的，就是恩智浦所提供的LA121x基带处理器，透过高速的RF界面，来进行信号传递，而负责整合的功臣就是円通科技。
恩智浦半导体资深应用工程师朱嘉政则是补充说明到，为了因应O-RAN所制定的规范，恩智浦的LA121x基带处理器有搭配对应的韧体，借此可以进一步与恩智浦的多核处理器(LX2xxx)对接，这部分皆是RU系统的设计范围，与此同时，LA121x也肩负起与DU串联的角色。
O-RAN联盟成立 台厂将迎来5G毫米波基站商机
从5G毫米波系统设计的角度出发，円通科技总经理陈文江分析，从2022年开始，采用5G毫米波的智能手机数量预料将会进一步攀升，想当然尔，5G毫米波基站的数量势必会有所提升。但5G毫米波基站的硬件成本相对高昂，O-RAN联盟的出现，有助于大幅降低基站前端硬件成本。陈文江谈到，O-RAN基本上就是提供一个开放架构，不同厂商的RU、DC与CU，只要通过OTIC的认证，就能彼此兼容，这也就是一般市场上所俗称的白牌化，厂商能就自己所擅长的能有更多的着墨，这对于台湾业者来说，其实是相当庞大的商机。
然而，从sub-6GHz进入到毫米波频段，带来的是更高频率与更高传输量的系统设计，对于以毫米波的天线阵列来说，从一开始的系统整合之初，像是主动元件的挑选、系统设计的主要需求、及如信号传输能量大小等多种因素，进而衍生许多的寄生电感与电容等被动元件以及散热的问题，这都必须一一克服。
陈文江指出，円通科技团队建立迄今，已有八年的时间，除了整合恩智浦与Anokiwave的解决方案供客户所使用外，円通科技也有与其他量测业者合作，结合各方所擅长的软硬件方案，开发出完整的5G毫米波量测校正方案，协助客户加速系统开发的时程。相较于传统量测系统方案的建置作法，円通科技能提供建置成本较低也较为简易的量测方案，让客户内部各部门无需为了借调量测实验设备而有所协调，让客户内部可以跨部门，就量测面上所遇到的问题直接进行讨论。
因应低轨卫星商机 Anokiwave推出波束成形IC
此次由Anokiwave主导所发起的研讨会中，虽然重点大多聚焦在5G毫米波基站相关的市场与技术发展，以及量测方案的建置等，四家业者的合作也展现了5G毫米波基站产业生态系统的重要性。然而低轨卫星也是下一代无线通讯发展极为重要的环结，市场也极为重视。
事实上，低轨卫星所需要用到的技术与毫米波息息相关，依其频段所需，会分成Ku Band与Ka Band，而为求信号性能表现良好，传统的收发器芯片设计一向是采取整合式作法，但到了低轨卫星领域，就会采取离散式的设计，对此，不论是发射端或是接收端，Anokiwave都已有波束成形IC就位，就电力表现方面，可以为系统省去40~60%的直流电力，且无需外挂的LNA(低杂讯放大器)，加上该系列方案皆采取12寸晶圆量产，所以拥有相当优异的成本结构。张肇强透露，目前Anokiwave与全球主要的低轨卫星业者都有相当密切的合作，预计该领域Anokiwave也将有不错的表现。
