市場(chǎng)的迅速擴(kuò)展，新的無(wú)線(xiàn)技術(shù)和協(xié)議也在不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)芯片設(shè)計(jì)和互連技術(shù)進(jìn)入更復(fù)雜的領(lǐng)域。
最新的Wi-Fi技術(shù)浪潮尤其值得關(guān)注，隨著Wi-Fi 7逐步進(jìn)入市場(chǎng)，這種超高數(shù)據(jù)速率的無(wú)線(xiàn)技術(shù)將在多個(gè)行業(yè)中引發(fā)重大變革。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的爆炸式增長(zhǎng)已導(dǎo)致無(wú)線(xiàn)通信的延遲問(wèn)題不斷加劇。據(jù)估算，目前全球有約200億臺(tái)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備正在運(yùn)行。
隨著未來(lái)幾年設(shè)備的無(wú)線(xiàn)連接速度顯著提升，數(shù)據(jù)傳輸和更新效率也會(huì)得到改善，特別是在車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、流媒體視頻和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，減少延遲將成為芯片設(shè)計(jì)的重要挑戰(zhàn)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，新的無(wú)線(xiàn)技術(shù)和協(xié)議不斷涌現(xiàn)，極大地促進(jìn)了芯片設(shè)計(jì)和互連技術(shù)的進(jìn)步。特別是Wi-Fi 7的推出，標(biāo)志著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)邁入了一個(gè)全新的階段。
Wi-Fi 7不僅提供了高達(dá)40Gbps的理論數(shù)據(jù)速率，而且通過(guò)多鏈路操作（MLO）、4K QAM調(diào)制和320MHz超寬頻道等先進(jìn)技術(shù)，顯著減少了延遲并提高了帶寬使用效率。
這些改進(jìn)對(duì)于車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、流媒體視頻和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用尤為重要，將大大提升用戶(hù)體驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理能力。
Wi-Fi 7技術(shù)前景廣闊，但當(dāng)前市場(chǎng)上大多數(shù)消費(fèi)級(jí)設(shè)備仍主要使用Wi-Fi 6。預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi)，將有更多的設(shè)備升級(jí)到Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E，而物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能要到2025年左右才能廣泛支持Wi-Fi 7，過(guò)渡期將為芯片制造商帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
這一新標(biāo)準(zhǔn)的推出，結(jié)合多鏈路操作(MLO)、4K QAM調(diào)制、320MHz超寬信道等技術(shù)，將顯著減少延遲并提升帶寬使用效率，尤其在需要高實(shí)時(shí)性和高可靠性的應(yīng)用場(chǎng)景中，Wi-Fi 7將為人工智能設(shè)備、自動(dòng)駕駛汽車(chē)等提供支持。
根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟的預(yù)測(cè)，2025年全球?qū)⒂屑s32%的Wi-Fi 6設(shè)備過(guò)渡到Wi-Fi 6E，而Wi-Fi 7的普及將進(jìn)一步推動(dòng)新設(shè)備的開(kāi)發(fā)與舊設(shè)備的更新。其低延遲和高吞吐量將推動(dòng)新型智能設(shè)備的普及，使得設(shè)備之間的無(wú)線(xiàn)交互更加順暢。
Wi-Fi 7的理論數(shù)據(jù)速率可達(dá)40Gbps，是Wi-Fi 5的20倍以上，允許多個(gè)頻率同時(shí)工作，顯著減少延遲并提高帶寬使用效率，采用更高階的調(diào)制技術(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。
支持更寬的頻道帶寬，進(jìn)一步提升傳輸速度。高速、低延遲的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)將提升車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度和用戶(hù)體驗(yàn)，支持4K/8K視頻的流暢傳輸，滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)高質(zhì)量視頻內(nèi)容的需求。
在工業(yè)自動(dòng)化和智能制造中，Wi-Fi 7的高可靠性和低延遲特性將顯著提升生產(chǎn)效率和安全性。
FCC認(rèn)證和各國(guó)的監(jiān)管要求為無(wú)線(xiàn)設(shè)備的市場(chǎng)準(zhǔn)入增加了額外的限制條件。特別是涉及到電池標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)和射頻無(wú)線(xiàn)共存測(cè)試的要求日益嚴(yán)格，這進(jìn)一步增加了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的難度。
此外，網(wǎng)絡(luò)犯罪的威脅也在不斷增加，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試雖然可以確保設(shè)備在預(yù)期環(huán)境中的正常運(yùn)行，但對(duì)于未預(yù)期環(huán)境中的表現(xiàn)則沒(méi)有足夠的保障，這為設(shè)備的安全性留下了潛在的隱患。
Ansys公司產(chǎn)品管理總監(jiān)指出，天線(xiàn)的集成過(guò)程極具挑戰(zhàn)性，天線(xiàn)不僅需要接收和發(fā)送信號(hào)，還要應(yīng)對(duì)復(fù)雜的環(huán)境交互。
當(dāng)天線(xiàn)與印刷電路板（PCB）集成時(shí)，可能會(huì)發(fā)生信號(hào)衰減或反向干擾問(wèn)題，這些問(wèn)題往往難以預(yù)測(cè)和解決，需要設(shè)計(jì)師在開(kāi)發(fā)初期就高度關(guān)注信號(hào)完整性。
芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜性不斷增加，芯片制造商需要面對(duì)來(lái)自天線(xiàn)性能、射頻干擾和信號(hào)完整性方面的挑戰(zhàn)。
這些挑戰(zhàn)使得芯片設(shè)計(jì)師需要在功能性和設(shè)計(jì)成本之間進(jìn)行艱難的權(quán)衡。修復(fù)這些問(wèn)題的成本在設(shè)計(jì)后期可能會(huì)大幅增加，進(jìn)一步增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和不確定性。
● 天線(xiàn)集成：天線(xiàn)不僅需要高效地收發(fā)信號(hào)，還要應(yīng)對(duì)復(fù)雜的環(huán)境變化。當(dāng)天線(xiàn)與印刷電路板（PCB）集成時(shí)，可能會(huì)遇到信號(hào)衰減或干擾等問(wèn)題，這些問(wèn)題往往難以預(yù)見(jiàn)和解決。
● 環(huán)境交互：天線(xiàn)在不同環(huán)境中的表現(xiàn)差異很大，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮多種因素，如材料、形狀和位置等。
● 射頻干擾：無(wú)線(xiàn)設(shè)備在工作時(shí)可能會(huì)受到其他電子設(shè)備的干擾，影響信號(hào)質(zhì)量和傳輸效率。
● 信號(hào)完整性：在高頻段下，信號(hào)完整性問(wèn)題尤為突出，需要在設(shè)計(jì)初期就進(jìn)行充分的仿真和測(cè)試。
智能家居市場(chǎng)中不同物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的互操作性問(wèn)題長(zhǎng)期困擾著消費(fèi)者和專(zhuān)業(yè)IT管理人員。為解決這一問(wèn)題，連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟（CSA）推出了Matter標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)旨在將谷歌、蘋(píng)果、亞馬遜等不同生態(tài)系統(tǒng)無(wú)縫整合在一起。
Matter的出現(xiàn)使得消費(fèi)者可以自由選擇設(shè)備，而無(wú)需擔(dān)心設(shè)備是否能與現(xiàn)有智能家居系統(tǒng)兼容。Matter標(biāo)準(zhǔn)自2022年發(fā)布以來(lái)，持續(xù)進(jìn)行更新，最新版本1.3已于2024年推出。
然而，盡管Matter的推廣獲得了大型企業(yè)的支持，但并非所有制造商都愿意為此承擔(dān)額外的開(kāi)發(fā)成本和設(shè)備架構(gòu)調(diào)整，這可能會(huì)限制Matter的普及。
LiFi技術(shù)作為一種替代無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)慕鉀Q方案，近年來(lái)得到了廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)Wi-Fi不同，LiFi通過(guò)可見(jiàn)光進(jìn)行通信，這種技術(shù)在降低帶寬擁塞和提高傳輸速度方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。
LiFi的主要優(yōu)勢(shì)在于其信號(hào)無(wú)法穿透墻壁，這使得其在軍事、醫(yī)療等高度保密的應(yīng)用中具有潛在的廣泛應(yīng)用前景。
LiFi的視距限制和信號(hào)阻擋問(wèn)題仍然是其大規(guī)模應(yīng)用的一大挑戰(zhàn)。不過(guò)，LiFi技術(shù)的擁護(hù)者認(rèn)為，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問(wèn)題可以通過(guò)反射和更先進(jìn)的光傳輸技術(shù)得到部分解決。
隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的增加和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速迭代，芯片設(shè)計(jì)、天線(xiàn)集成、標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證和安全性問(wèn)題將變得更加復(fù)雜。Wi-Fi 7和Matter等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的推出，為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及鋪平了道路。