Anokiwave以矽晶創新 推動毫米波5G 商業化的實現
- 李佳玲／台北
-
雖然毫米波5G在頻寬、用戶容量和服務品質方面擁有顯著的效能優勢，但推動毫米波5G商業化的實現，迄今仍面臨著諸多挑戰。特別是，毫米波5G商業案例的成功，其重點在於如何透過大量製造來降低成本，並利用經濟規模來實現與WiFi相近的成本點，才能真正發揮毫米波5G的潛力。
本文將說明Anokiwave如何透過矽晶創新，以最新的第四代晶片技術，推動毫米波5G的首個商業案例 ─固定無線存取（FWA）─ 從小規模（實驗性）轉變為大規模部署的技術可行性。
FWA是毫米波5G的第一個使用案例─印度Reliance Jio展開FWA部署計畫
在5G應用市場中，固定無線存取（FWA）是最具成長潛力的。隨著視訊會議、視訊串流、遊戲與智慧家庭應用的興起，推升了家庭寬頻市場的成長。根據愛立信《固定無線手冊》，到2028年，全球FWA連接數將達3億個，其中有2.4億個是以5G部署的。以2022年FWA連接數1億個來計算，至2028年的複合年用戶成長率（CAGR）為20%；同時，FWA數據流量的複合年成長率高達31% 。
愛立信《固定無線手冊》也說明了FWA的潛在市場（addressable market），涵蓋住房密度範圍從密集城市（每平方公里800到1600戶）到城市（每平方公里400到800戶）、郊區（每平方公里120至400戶）和鄉村（每平方公里10至120戶）的廣大範圍。
針對以上每個市場，FWA初期都是利用以中頻運作的現有基礎設施來部署。隨著用戶使用量的增加，毫米波技術有助於大幅增加可服務的用戶數量，以及整體的流量負載。但要與既有的有線和光纖通訊服務商競爭，FWA必須提供合宜的成本及更佳的數據傳輸率，才有可能吸引用戶移轉到此新技術。
有鑑於毫米波晶片技術的進展，現在終於看到了FWA即將在印度展開大規模部署的實際案例。由於家戶密度和人均數據需求呈指數級成長，印度非常適合採用毫米波5G技術。印度政府亦認為，毫米波FWA是協助其「打破數位落差」的最經濟方式，無需部署昂貴的最後一哩光纖線路。
因應此政策，印度的電信業龍頭Reliance Jio已於2022年購買26GHz頻譜，將建置名為「Airfiber」的 FWA網路，這對毫米波FWA的商業應用具有指標性意義。
運用矽晶創新克服毫米波商業部署的挑戰
面對市場對毫米波頻段的強勁需求，業界必須克服5G FWA系統大規模部署的挑戰。由於第一代gNodeB（基地台）和CPE（客戶端裝置）的成本仍然較高，而且目前的CPE尚缺乏能夠提供終端用戶最佳數據率的效能。再加上，5G毫米波數據機晶片市場缺乏多樣性，這些都影響了CPE生態系統的發展。
此外，毫米波5G的商業案例的實現，需要CPE裝置能提供類似光纖的數據傳輸率，並能協助服務供應商降低營運支出（OPEX）和資本支出（CAPEX）成本才有可能。
回顧半導體產業的發展，是建構在矽晶製程的持續微縮，提升效能並降低成本的基礎上。因此，對現今5G設備中的毫米波前端晶片來說，矽晶技術創新將扮演重要角色，終將依循WiFi大量普及的例子，推動毫米波設備的成本目標的實現與技術挑戰的克服。
Anokiwave便是矽晶毫米波晶片的領先供應商，過去6年來，透過推出四代的矽晶毫米波波束成形（beam forming）IC，成功實現了90%的成本降低，以及效能的大幅提升。
隨著毫米波相控陣列天線投入商業應用，Anokiwave在此領域居於領先地位，已成功開發四路BFIC架構，具有高容量/低成本可擴展性，能以更少的IC和天線元件，以及更低成本實現大量的基地台與CPE應用。
此外，Anokiwave的新IC系列具備多項重要特性，包括更高的線性功率等級、最低的誤差向量幅度（EVM）效能、最低的雜訊係數效能以及Zero-Cal、溫度補償技術、更高的矽晶整合度和寬頻操作等。透過把Zero-Cal功能和溫度補償技術與陣列饋電網路的PCB佈局結合在一起，可顯著減少或免除陣列校準的需要，進而降低無線電成本並減少CAPEX。
從系統層級來看，這些矽晶創新可為服務供應商帶來多項效益：
．更大的覆蓋範圍和更多的使用者數量
．每個蜂巢式基地台覆蓋面積增加4倍
．針對給定的資料速率，使用者數量增加3倍
．降低每個使用者、每個基地台的CAPEX
．毫米波覆蓋每平方公里的成本降低70%以上
．更高的投資報酬率和更快的現金流回收
這些結果帶來了市場革命，這是第一次，毫米波5G不僅具技術可行性，而且在大規模的商業應用上也成為事實。
總結
從開發具成本效益的毫米波晶片，到商業應用的真正實現，矽晶整合技術發揮了重要作用。身為毫米波產業先驅，Anokiwave透過矽晶創新，已為大規模的毫米波商業應用奠定了重要基礎。
Anokiwave開發的四路BFIC架構已獲得毫米波5G生態系統的廣泛採用。由於預見了毫米波5G網路商業化的成本挑戰，藉由率先業界採用CMOS製程，運用其高整合度與功能性來推動毫米波前端晶片的進一步成本降低。
隨著印度開始率先部署商用毫米波FWA網路，現在業界將聚焦於如何發揮毫米波5G的潛力，帶來更具影響力的經濟、社會及環境效益。Anokiwave亦將投入於此。
此外，Anokiwave近來的另一項重要進展是，該公司已於2024年初被全球主要的功率放大器和濾波器解決方案大廠Qorvo收購。憑藉著更豐富的資源，以及兩家公司產品的彼此互補，將能持續開發毫米波5G應用的先進BFIC與IF-RF解決方案，以為客戶提供卓越的效能、效率和整合度，推動更多的創新應用與商機。
