Anokiwave以矽晶创新 推动毫米波5G 商业化的实现
- 李佳玲/台北
虽然毫米波5G在带宽、用户容量和服务品质方面拥有显着的效能优势,但推动毫米波5G商业化的实现,迄今仍面临着诸多挑战。特别是,毫米波5G商业案例的成功,其重点在于如何透过大量制造来降低成本,并利用经济规模来实现与WiFi相近的成本点,才能真正发挥毫米波5G的潜力。
本文将说明Anokiwave如何透过矽晶创新,以最新的第四代芯片技术,推动毫米波5G的首个商业案例 ─固定无线存取(FWA)─ 从小规模(实验性)转变为大规模部署的技术可行性。
FWA是毫米波5G的第一个使用案例─印度Reliance Jio展开FWA部署计划
在5G应用市场中,固定无线存取(FWA)是最具成长潜力的。随着视讯会议、视讯串流、游戏与智能家庭应用的兴起,推升了家庭宽频市场的成长。根据爱立信《固定无线手册》,到2028年,全球FWA连接数将达3亿个,其中有2.4亿个是以5G部署的。以2022年FWA连接数1亿个来计算,至2028年的复合年用户成长率(CAGR)为20%;同时,FWA数据流量的复合年成长率高达31% 。
爱立信《固定无线手册》也说明了FWA的潜在市场(addressable market),涵盖住房密度范围从密集城市(每平方公里800到1600户)到城市(每平方公里400到800户)、郊区(每平方公里120至400户)和乡村(每平方公里10至120户)的广大范围。
针对以上每个市场,FWA初期都是利用以中频运作的现有基础设施来部署。随着用户使用量的增加,毫米波技术有助于大幅增加可服务的用户数量,以及整体的流量负载。但要与既有的有线和光纤通讯服务商竞争,FWA必须提供合宜的成本及更佳的数据传输率,才有可能吸引用户移转到此新技术。
有监于毫米波芯片技术的进展,现在终于看到了FWA即将在印度展开大规模部署的实际案例。由于家户密度和人均数据需求呈指数级成长,印度非常适合采用毫米波5G技术。印度政府亦认为,毫米波FWA是协助其「打破数码落差」的最经济方式,无需部署昂贵的最后一里光纤线路。
因应此政策,印度的电信业龙头Reliance Jio已于2022年购买26GHz频谱,将建置名为「Airfiber」的 FWA网络,这对毫米波FWA的商业应用具有指标性意义。
运用矽晶创新克服毫米波商业部署的挑战
面对市场对毫米波频段的强劲需求,业界必须克服5G FWA系统大规模部署的挑战。由于第一代gNodeB(基站)和CPE(客户端装置)的成本仍然较高,而且目前的CPE尚缺乏能够提供终端用户最佳数据率的效能。再加上,5G毫米波基带芯片市场缺乏多样性,这些都影响了CPE生态系统的发展。
此外,毫米波5G的商业案例的实现,需要CPE装置能提供类似光纤的数据传输率,并能协助服务供应商降低营运支出(OPEX)和资本支出(CAPEX)成本才有可能。
回顾半导体产业的发展,是建构在矽晶制程的持续微缩,提升效能并降低成本的基础上。因此,对现今5G设备中的毫米波前端芯片来说,矽晶技术创新将扮演重要角色,终将依循WiFi大量普及的例子,推动毫米波设备的成本目标的实现与技术挑战的克服。
Anokiwave便是矽晶毫米波芯片的领先供应商,过去6年来,透过推出四代的矽晶毫米波波束成形(beam forming)IC,成功实现了90%的成本降低,以及效能的大幅提升。
随着毫米波相控阵列天线投入商业应用,Anokiwave在此领域居于领先地位,已成功开发四路BFIC架构,具有高容量/低成本可扩展性,能以更少的IC和天线元件,以及更低成本实现大量的基站与CPE应用。
此外,Anokiwave的新IC系列具备多项重要特性,包括更高的线性功率等级、最低的误差矢量幅度(EVM)效能、最低的杂讯系数效能以及Zero-Cal、温度补偿技术、更高的矽晶整合度和宽频操作等。透过把Zero-Cal功能和温度补偿技术与阵列馈电网络的PCB布局结合在一起,可显着减少或免除阵列校准的需要,进而降低无线电成本并减少CAPEX。
从系统层级来看,这些矽晶创新可为服务供应商带来多项效益:
.更大的覆盖范围和更多的使用者数量
.每个蜂巢式基站覆盖面积增加4倍
.针对给定的数据速率,使用者数量增加3倍
.降低每个使用者、每个基站的CAPEX
.毫米波覆盖每平方公里的成本降低70%以上
.更高的投资报酬率和更快的现金流回收
这些结果带来了市场革命,这是第一次,毫米波5G不仅具技术可行性,而且在大规模的商业应用上也成为事实。
总结
从开发具成本效益的毫米波芯片,到商业应用的真正实现,矽晶整合技术发挥了重要作用。身为毫米波产业先驱,Anokiwave透过矽晶创新,已为大规模的毫米波商业应用奠定了重要基础。
Anokiwave开发的四路BFIC架构已获得毫米波5G生态系统的广泛采用。由于预见了毫米波5G网络商业化的成本挑战,藉由率先业界采用CMOS制程,运用其高整合度与功能性来推动毫米波前端芯片的进一步成本降低。
随着印度开始率先部署商用毫米波FWA网络,现在业界将聚焦于如何发挥毫米波5G的潜力,带来更具影响力的经济、社会及环境效益。Anokiwave亦将投入于此。
此外,Anokiwave近来的另一项重要进展是,该公司已于2024年初被全球主要的功率放大器和滤波器解决方案大厂Qorvo收购。凭藉着更丰富的资源,以及两家公司产品的彼此互补,将能持续开发毫米波5G应用的先进BFIC与IF-RF解决方案,以为客户提供卓越的效能、效率和整合度,推动更多的创新应用与商机。