Wi-Fi 8 ,将至!

半导体产业纵横
11 Dec 2024

2024年初,Wi-Fi联盟正式宣布推出Wi-Fi Certified 7认证计划,这意味着Wi-Fi 7正式落地。

Wi-Fi 7新性能提升重点在Wi-Fi 6E 的基础上,导入320MHz 频宽、4096-QAM 基频接入、Multi-RU、多关到操作、增强MU-MIMO、多AP 协作等。现在,市场上已经有越来越多可以支持Wi-Fi 7的新设备。

尽管Wi-Fi 7 还没有得到完全在市场上普及,但是下一代Wi-Fi 8(IEEE 802.11bn UHR,Ultra High Reliability 超高可靠性)的标准已经开发当中。

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Wi-Fi 8要来了

从Wi-Fi 8 的落地时间来看,预计最终规格的发布时间将大概在2028 年9 月左右。

在Wi-Fi技术的演进历程中,每一代都肩负着独特的使命。 它们就像是一个个接力选手,通过一系列技术手段,持续推动Wi-Fi数据传输速度向前迈进。

自Wi-Fi 4起,以后的每一代标准都在通过增加频宽、频道数量,以及引入全新的编码调变等方式,提升Wi-Fi数据传输速度。

Wi-Fi速度由调制方法、使用的频率带宽以及可同时通信的流数量的组合决定。用一个比较好理解的例子就是卡车运输货物。

简单来讲,可以装载的货物越高(调制方式),装载平台(频段)越宽,可以承载的货物(数据)越多,卡车数量越多(流越多),货物就越多可以携带。 那么就能够进行高速通信。

此外,整合货物的能力(OFDMA和Multi-RU)使其能够抵抗同时连接的环境,而且它的特点还在于在使用多条道路时能够无延迟地交付货物(MLO)。

但在几个关键点上Wi-Fi 8与Wi-Fi 7几乎相同。 如最大2,880Mbps x8(23Gbits/s)物理层(PHY)速率、用相同频段(2.4、5 和6GHz)、相同4096 -QAM 基频接入、最大通道频宽为320MHz等。

当技术参数没有太大变化的时候,Wi-Fi 8究竟想改变什么?

与以往主要关注速度提升的隔壁更新不同,Wi-Fi 8 将优先考虑提升用户体验,将重点放在了提高有效吞吐量上。

以Wi-Fi 7为例,标准最大信道带宽应该是320MHz,但实际终端设备上可用的信道带宽会小于标准的最大值。比如宣称支持Wi-Fi 7的iPhone16系列,实际最大信道带宽只支持160MHz。另外再加上部分地区未开放6GHz频段,所以如何提高用户实际体验到的数据传输速率更加重要。

因此,Wi-Fi 8主要有三大关键目标:一是无缝补充蜂窝网络以实现互联网接入;二是通过协调多个接入点(AP)来增强Wi-Fi通信;三是通过优化频谱利用来提高网络吞吐量。

Wi-Fi 8正在从这几个方面探索:

一是协调空间重用 (Co-SR)。 这个技术最初是在 Wi-Fi 6 中作为空间重用实现。通过允许接入点根据附近设备调整功率水平来减少干扰。这可以提高整体网络性能,因为接入点之间可以更好地通信并避免信号重叠。从联发科的初步试验来看,Co-SR 可以将整个系统的吞吐量提高 15% 至 25%。

二是协调波束成形 (Co-BF)。 在 Wi-Fi 8标准中,协调波束成形 (Co-BF)技术是关键技术之一。它能够让多个接入点(AP)之间进行协调,更精确地引导信号。例如,在一个复杂的室内环境,如大型办公室或商场,有多个Wi-Fi接入点和众多的用户设备。通过Co-BF技术,接入点可以将信号集中对准正在活动的用户设备,减少向不需要的区域和空闲设备发送信号。这样一来,信号的传输更加精准,能够进一步将吞吐量提升 20%-50%。

三是动态子信道操作(DSO)。 根据设备的功能和需求动态分配数据子通道。据联发科的研究,Wi-Fi 8 中的动态子信道操作技术单独使用即可实现 80% 的吞吐量提升。

四是更精细的数据速率控制。 如果日常在家里走动时,会感觉吞吐量变慢,原因之一是设备与路由器会 “判定” 设备应以何种连接速度传输数据,而现在降低速率的幅度过大。联发科认为,更精细的MCS划分可使整体传输速率提升 5% 至 30%。

02

Wi-Fi 6、7强势崛起

除了还在路上的Wi-Fi 8,目前市场上的Wi-Fi产业剩下三种。

一种是Wi-Fi 5兼容产品,这类产品是从2013年开始销售,现在主要用在;另一种是Wi-Fi 6 的兼容产品,这类产品从2018年开始销售,目前产品广泛存在各种价格区间;最后一种则是自今年以来陆续出现的Wi-Fi 7兼容产品。

2024年Wi-Fi规格更新换代速度不断加快,除了特定应用领域因功耗、效率要求仍继续使用Wi-Fi 4、5规格外,Wi-Fi 6早已成为其他市场的主流技术。

根据 Counterpoint 的最新预测,2024年Wi-Fi 5仍然占据主要的市场份额,大概在56%,但Wi-Fi 6、6E、7共同占据29%的市场份额,并且正在快速崛起,预计明年市场份额将增长到43%。

Wi-Fi 芯片市场中,博通高通、联发科是市场领导者。博通的市场份额占24%,其次是高通(19%)和联发科(13%)。

在Wi-Fi 7领域,博通的芯片是BCM6765、BCM47722以及BCM4390;高通的芯片是FastConnect 7800、FastConnect 7900、QCA6797AQ;联发科的解决方案为Filogic 880和Filogic 380,适用于运营商、零售、商用和消费电子市场。

从Wi-Fi芯片的价格来看,Wi-Fi 6芯片价格范围几元到几十元甚至上百元不等。如REALTEK的RTL8192ES-CG芯片,价格在20~21元之间;而乐鑫科技的ESP32-WROOM-32E-N16芯片,价格为20元左右。

对于Wi-Fi 7芯片,由于目前市场上相对较少,价格更高。供应链消息人士指出,IC 设计公司一直在忙于为市场准备下一代 Wi-Fi 产品,因为他们的客户通常需要不同的 Wi-Fi 7 芯片来满足不同的应用需求。有些客户可能强调低功耗,而在其他情况下可靠性可能更重要。此外,一些 Wi-Fi 7 芯片现在集成了 SoC 级 AI 功能来管理连接流量和速度。

此外,业内人士指出,由于客户紧急订单比例较高,提前备货非常重要。智能手机和个人电脑等主要消费电子类别预计将在 2025 年成为 Wi-Fi 7 的关键战场,核心芯片和射频前端制造商都希望通过价格竞争来抢占市场份额。

随着Wi-Fi 7的普及,苹果也在加紧布局自己的Wi-Fi芯片。

目前所有苹果 iPhone 型号都配备了由博通提供的 Wi-Fi 和蓝牙组合芯片。新版 iPhone 16 机型也是由博通的 Wi-Fi 7芯片支持。

据分析师郭明𫓹的最新预测,苹果将在2025年秋季推出的iPhone 17中使用自研的Wi-Fi 7芯片,取代目前使用的博通芯片。苹果的这一战略将帮助其降低生产成本,并提升其在硬件生态系统中的整合度。

03

Wi-Fi 芯片的中国力量

在Wi-Fi6时代开启后,中国芯片公司也逐渐成为其中无法被忽视的力量,涌现出了像乐鑫、科睿微、唯捷创芯博通集成、速通等在内的中国公司,纷纷加入Wi-Fi芯片的新战局。IDC预测,中国Wi-Fi7 AP发货量2024年将超20%,未来3年复合增长率达50%。教育、制造、医疗三大行业将优先升级到Wi-Fi7网络,办公和业务相关场景也会优先迁移。

乐鑫科技 作为物联网领域的专业芯片设计企业及整体解决方案供应商,在 Wi-Fi 的分支领域 Wi-Fi MCU 市场中出货量第一。乐鑫科技ESP32系列,包括ESP32-WROOM-32E、ESP32-S2等型号,支持Wi-Fi 6(部分型号),低功耗蓝牙,适用于物联网设备,如智能家居、智能穿戴等。

唯捷创芯 抢占先机,2023年开始推广新一代Wi-Fi 7 FEM并在当年实现量产出货,成为第一波推出WiFi 7 FEM、并在客户端实现量产的国产FEM供应商。唯捷创芯持续保持高速研发进度,快速丰富产品系列,在2024年实现了Wi-Fi7非线性FEM大规模出货。目前已经开始了下一代Wi-Fi 7 产品的开发工作。

博通集成 已推出全球首款支持Wi-Fi 6的物联网芯片BK7236,解决了多用户共存时通信带宽利用效率问题,实现了大容量、高速率和低延时的特点,从而可以在物联网领域得到广泛应用,并启动Wi-Fi 7在相关应用领域的研发工作。

康希通信 主营业务为Wi-Fi射频前端芯片及模组的研发、设计及销售。该公司产品主要包括Wi-Fi 5系列、Wi-Fi 6/6E系列、Wi-Fi 7系列在内的Wi-Fi FEM产品以及IoT FEM产品。该公司Wi-Fi 5、Wi-Fi 6产品线已实现大批量销售,其中Wi-Fi 6仍为公司主流产品。值得注意的是康希通信11月份宣布收购芯中芯51%股权。

在这个领域,这几年也崛起了不少新秀。近日,苏州速通半导体科技有限公司(简称“速通半导体”)正式宣布推出其自主研发的Wi-Fi7 路由器芯片样品。泰芯半导体自主研发的 TXW8301 芯片成功获得国内首个 Wi-Fi Certified HaLow联盟认证,该芯片是基于 Wi-Fi HaLow标准研发的 SoC 芯片。

如今,中国的WiFi芯片公司虽然与国际巨头还有着明显差距,但是各家厂商都在寻找新的细分市场切入点。随着持续的创新投入与对细分市场的深耕细作,中国 WiFi 芯片企业正在逐步缩小差距,开拓新的天地。

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