毫米波5G在帶寬、用戶容量和服務質(zhì)量方面具有顯著優(yōu)勢，但毫米波5G商業(yè)化迄今仍面臨諸多挑戰(zhàn)。而且相關商業(yè)實踐能否成功，關鍵在于如何通過大批量生產(chǎn)和經(jīng)濟規(guī)模來降低成本，并使其與WiFi的成本相當，如此才能真正發(fā)揮毫米波5G的巨大潛力。? ??

全球領先的連接和電源解決方案供應商Qorvo于2024年初宣布已就收購Anokiwave達成最終協(xié)議，本文將介紹高性能硅基集成電路的領先供應商Anokiwave如何利用硅晶創(chuàng)新，依托第四代芯片技術，增強毫米波5G的首個商業(yè)實踐（即固定無線接入(FWA)）從小規(guī)模實驗邁向大規(guī)模部署的技術可行性。

FWA是首個毫米波5G用例─印度RelianceJio開展FWA部署計劃

在5G應用市場中，固定無線接入(FWA)的成長潛力不容小覷。視頻會議、視訊串流、游戲與智能家庭應用層出不窮，家庭寬帶市場也隨之蓬勃發(fā)展。愛立信發(fā)布的《固定無線手冊》指出，到2028年，全球FWA連接數(shù)將達到3億，其中2.4億將通過5G承載。以2022年的1億FWA連接數(shù)計算，至2028年的復合年均增長率(CAGR)達20%；同時，F(xiàn)WA數(shù)據(jù)流量的復合年均增長率高達31%。

圖一：FWA市場持續(xù)成長，毫米波成家庭寬帶的首選頻段

愛立信《固定無線手冊》也說明了FWA的潛在市場，有望涵蓋廣闊地域范圍，包括密集城市（每平方公里800到1600戶）、城市（每平方公里400到800戶）、郊區(qū)（每平方公里120到400戶）和鄉(xiāng)村（每平方公里10到120戶）等。

圖二：FWA的潛在市場范圍涵蓋從密集城市到鄉(xiāng)村等地域

針對上述各個地區(qū)，初期都需利用以中頻運作的現(xiàn)有基礎設施來部署FWA。隨著用戶使用量的增加，毫米波技術有助于大幅提高可服務的用戶數(shù)量，以及整體的流量負載。但要與現(xiàn)有的有線和光纖通訊服務商競爭，F(xiàn)WA必須提供適當?shù)某杀拘б婕案錾臄?shù)據(jù)傳輸率，才有可能吸引用戶轉(zhuǎn)而采用此新技術。

毫米波芯片技術飛速發(fā)展，如今FWA終于得以在印度大規(guī)模部署。印度居住密度高，人均數(shù)據(jù)需求呈現(xiàn)指數(shù)級增長，因此非常適合采用毫米波5G技術。印度政府也認為，毫米波FWA可以助其經(jīng)濟高效地“消除數(shù)字鴻溝”，省去了昂貴的最后一公里光纖線路鋪設成本。

應此政策，印度的電信行業(yè)龍頭Reliance Jio已于2022年購買26Ghz頻譜，將用于建設FWA網(wǎng)絡“Airfiber”，這同時也是毫米波FWA商業(yè)化進程的一大里程碑。

借助硅晶創(chuàng)新克服毫米波商業(yè)部署的挑戰(zhàn) ? ?

面對市場對毫米波頻段的強勁需求，業(yè)界必須克服大規(guī)模部署5G FWA系統(tǒng)的種種挑戰(zhàn)。第一代gNodeB（基地臺）和CPE（客戶端裝置）的成本仍然較高，而且目前CPE的性能表現(xiàn)尚不能為終端用戶提供最佳數(shù)據(jù)率。此外，5G毫米波調(diào)制解調(diào)器芯片市場缺乏多樣性，這些都阻礙了CPE生態(tài)系統(tǒng)進一步發(fā)展。

此外，毫米波5G商業(yè)案例需要CPE裝置能提供類似光纖的數(shù)據(jù)傳輸率，并能協(xié)助服務供貨商降低運營支出(OPEX)和資本支出 (CAPEX)。

回顧半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，其進步主要建立在不斷微縮的硅晶制程之上，以此持續(xù)提高性能并降低成本。因此，對于當前5G設備中的毫米波前端芯片而言，硅晶技術創(chuàng)新將發(fā)揮舉足輕重的作用。未來，毫米波設備有可能會參照WiFi廣泛普及的歷程，進一步降低成本和克服技術挑戰(zhàn)。

Anokiwave是硅晶毫米波芯片的領先供應商，過去6年來推出了四代硅晶毫米波波束成形IC，成功將成本降低了90%，大幅提升了性能表現(xiàn)。

毫米波相控陣列天線逐步投入商業(yè)應用，Anokiwave憑借領先的市場地位，開發(fā)了兼具高容量、低成本和可擴展性等優(yōu)勢的四路 BFIC架構(gòu)，有助于減少IC和天線組件數(shù)量，以更低成本落實大量基站與CPE應用。

此外，Anokiwave的新IC系列具備多項重要特性，包括線性功率等級更高、誤差矢量幅度(EVM)更低、噪聲系數(shù)更低、硅晶集成度更高，并采用了Zero-Cal和溫度補償技術，支持寬頻操作。將Zero-Cal功能和溫度補償技術與陣列饋電網(wǎng)絡的PCB布局結(jié)合在一起，可顯著減少或免除陣列校正的需要，進而降低無線電成本并減少CAPEX。

圖三：在整個溫度和頻率范圍內(nèi)，毫米波信號鏈都保持±0.5dB增益，

無需反饋控制或外部控制機制。

從系統(tǒng)角度看，這些硅晶創(chuàng)新可為服務供應商帶來多重效益：

覆蓋范圍更大、用戶數(shù)量更多

每個蜂巢式基站覆蓋面積增加4倍

針對給定的數(shù)據(jù)速率，用戶數(shù)量增加3倍

降低每位用戶、每個基站的CAPEX：

毫米波是每平方公里覆蓋成本至少降低70%

投資回報率更高、現(xiàn)金回流更快

以上種種掀起了一場市場變革，第一次證明了毫米波5G的技術可行性，并落實了大規(guī)模商業(yè)應用。

總結(jié) ? ?

從開發(fā)具成本效益的毫米波芯片，到真正落實商業(yè)應用，硅晶集成技術在此過程中發(fā)揮了重要作用。作為毫米波產(chǎn)業(yè)先驅(qū)，Anokiwave憑借其硅晶技術的創(chuàng)新，為大規(guī)模部署毫米波商業(yè)應用鋪就了堅實的基石。

Anokiwave的四路BFIC架構(gòu)已得到毫米波5G生態(tài)系統(tǒng)的廣泛采用。而對于毫米波5G網(wǎng)絡商業(yè)化的成本挑戰(zhàn)，Anokiwave將率先采用CMOS制程，運用其高集成度與出色功能來推動進一步降低毫米波前端芯片的成本。

印度開始搶先部署商用毫米波FWA網(wǎng)絡，業(yè)界正聚焦于如何充分發(fā)揮毫米波5G的潛力，擴大其經(jīng)濟、社會及環(huán)境效益。Anokiwave 亦將為此貢獻力量。

Anokiwave最近還迎來了另一項重大變動，即今年初被全球知名的功率放大器和濾波器解決方案大型供應商Qorvo收購。這為兩家公司帶來了更豐富的資源，并完善了彼此的產(chǎn)品陣容。

Qorvo高性能模擬部門總裁Philip Chesley表示：“Anokiwave的高頻波束成形和中頻 (IF) 至射頻轉(zhuǎn)換芯片是對Qorvo射頻前端產(chǎn)品組合的有力補充。兩家公司的結(jié)合將有助于我們發(fā)揮各自獨特優(yōu)勢，為國防、航空航天和網(wǎng)絡基礎設施應用提供高度集成的完整解決方案和系統(tǒng)級封裝（SiP）。”

未來，雙方將攜手持續(xù)開發(fā)毫米波5G應用的先進BFIC與IF-RF解決方案，致力于為客戶提供更出色的性能、效率和集成方案，從而推動更多應用創(chuàng)新，催生更多市場商機。