芯東西（公眾號：aichip001）
作者 ZeR0
編輯 漠影

芯東西6月17日報道，近日，全球領先的連接和電源解決方案供應商Qorvo在京舉行媒體日，詳細分享了Wi-Fi、UWB、Matter、數據中心SSD電源管理等相關核心技術的最新進展。

Qorvo全球有大約6100名員工，去年營收為37億美元。全球約有80億個設備搭載了Qorvo的產品。

一、Wi-Fi 8預計2028年出貨，追求高可靠度

Qorvo亞太區(qū)無線連接事業(yè)部高級行銷經理Jeff Lin林健富詳細解讀了Wi-Fi 8的一些關鍵技術與挑戰(zhàn)。

Wi-Fi是當前一大主流無線通信技術，全球已出貨459億個帶Wi-Fi的裝置，市場還在持續(xù)增長。Wi-Fi 7在2024年開始大量出貨，Wi-Fi 8預計到2028年開始在市面上出貨。

幾年前Wi-Fi 6E開始支持使用6GHz頻段。目前大約有8億個Wi-Fi裝置配備6GHz。Wi-Fi 7、Wi-Fi 8也會支持該頻段。6GHz已逐漸成為標配，但因不同國家各有認證機制，它并沒有全球開放。

Wi-Fi 8的標準名稱為IEEE 802.11bn，頻段部分繼承之前的Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7，有2.4GHz、5GHz和6GHz，是三頻架構。

每一代Wi-Fi追求的重點不同。Wi-Fi 8沒有追求更大頻寬或使用頻段，而是著重追求高可靠度（Ultra High Reliability），即實現AP與Client之間更有效的連接，提供一個更穩(wěn)定、更低延遲的無線網絡環(huán)境。

一些新功能（如Multi-Link Operation、Multi-AP Coordination、DSO/NPCA、IDC等）尚未被證實納入Wi-Fi 8標準的應用里面，未來可能會變成正式的標準。

在設計挑戰(zhàn)方面，Wi-Fi 8做了很多協調，以簡化設計，并避免頻段與頻段之間的干擾。

以前做FEM只用做發(fā)射和接收，但Wi-Fi 8需要做更多的協調器，要支持更多的模式，因而在發(fā)射和接收部分需做更多步驟，FEM可根據不同使用情況選擇發(fā)射High power、Middle power或是Low power。

射頻器件對溫度非常敏感，可能會造成頻率遷移。Wi-Fi 8要做到更穩(wěn)定，在設計時需考慮溫度問題，因此會在器件上做溫度傳感器，FEM根據當前環(huán)境溫度變化進行一些有效補充，使整個系統更穩(wěn)定。

從Wi-Fi 7以后，前端射頻器件會慢慢從傳統線性的放大器走到非線性的放大器。非線性不需要維持本身PA的線性度，所以在設計PA時耗電量會變得比較低。但系統端要求是線性的，這時需要一個特殊機制——DPD（數字預失真）技術。DPD的原理是先根據PA的線性度產生一個反向信號，把兩者相加以后就變成線性的。

每個主芯片廠商做DPD的能力和算法不同，會影響整個系統的表現。因此Qorvo不僅做好自家產品，也投入更多資源，與主芯片廠商合作，開發(fā)較好的非線性PA+DPD的方案。DPD能有效降低整個系統的功耗，一個12路AP大概能節(jié)省6W電。因此很多做無線射頻網絡的開發(fā)商慢慢往非線性部分做。

除了做PA外，Qorvo有完整的濾波器產品線，針對5GHz或6GHz頻段做各種濾波器。

如今主芯片廠對價格非常敏感，希望解決方案更便宜、將多余的界面簡化，Pin越少成本越低。

Qorvo也在評估是否支持MIPI（移動產業(yè)處理器接口）、SPI（串行通信接口）。這是一個挑戰(zhàn)，因為支持更多接口會使FEM更復雜，但又要控制成本。

另一個設計Wi-Fi 8產品時要面臨的挑戰(zhàn)是，Wi-Fi系統里會有多種無線方案，需要保障各種方案互不干擾。Qorvo早在2017年就開始做將這些簡化整合的產品并出貨，在不同產品的整合上已經做得很成熟。未來在Wi-Fi 8中，Qorvo也會把濾波器整合在iFEM的設計里。

Qorvo目前與很多主芯片廠商在做Wi-Fi 8的一些前端射頻器件設計，提供完整Wi-Fi的解決方案，覆蓋濾波器、開關、FEM、PA，提供一站式的服務。

Wi-Fi 8目前還沒有正式定案，很多功能有可能會變，明年或將有一些更確切的標準出來。

二、UWB應用從定位向雷達擴展，Matter多協議芯片改變智能家居互聯方式

Qorvo資深市場經理Percy Yu俞詩鯤分享說，Qorvo無線系統事業(yè)部主要有兩條產品線，一是UWB超寬帶的射頻產品線，二是多協議短距離無線產品線，包括藍牙、Zigbee和Matter多協議芯片。

已有集成UWB的知名高端手機品牌在市面上銷售。預計UWB在手機中的滲透率會逐步提高，未來將成為標配。目前蘋果、三星、摩托羅拉均已打造集成UWB的Tag產品。

在智能家居場景中，UWB定位可用于判斷用戶是否回家、回家后在哪個房間，然后對應調節(jié)這個房間的燈光、音樂等，實現定制化體驗。

在工業(yè)領域，定位是UWB的一個傳統優(yōu)勢。2024年，幾大美國頭部AP廠商將UWB集成到最新的Wi-Fi 7路由器里，這批路由器首先會供給工業(yè)客戶。未來企業(yè)可利用這些網絡基礎設施做UWB追蹤應用，從而加速UWB普及。

UWB位置信息的另一類用法是室內導航和軌跡跟蹤，可構建精準的實時定位網絡，實時獲知所有各移動機器人獲車輛的位置，從后臺運算它們的軌跡，實現避障防碰撞。

除了定位外，UWB還在安全領域有天然優(yōu)勢，因為它提供的數據是基于位置的，很難被黑客復制傳播。

目前UWB已進入車載和消費領域，作為數字鑰匙。無感進入技術是基于UWB的安全接入功能。蘋果、三星、谷歌三大生態(tài)均接受UWB安全協議。

此外，UWB還可以用作雷達，進行呼吸、心跳等身體狀態(tài)指標的監(jiān)測。UWB的頻帶很寬，寬帶雷達信號的優(yōu)點是解析度高，所以能夠做到較高精度，不僅能監(jiān)測位置，還能監(jiān)測人身體的微動。相關應用已落地，比如監(jiān)測車中是否遺留小孩或寵物、房間里是否有人、能源管控等。

UWB技術需要相應的軟件算法配合，未來一兩年內預計會有UWB雷達的成熟應用出現。

Qorvo的UWB芯片產品覆蓋工業(yè)、汽車產品線。其UWB產品已發(fā)展10年。第一代產品是2014年推出的DW1000系列。2019年推出DW3000和QM33的系列產品。這兩代產品已量產多年，芯片出貨量超千萬量級，模組出貨量超百萬量級，DW1000開發(fā)板的申請數量已超過10萬片。

UWB有三個必要的組成模塊：一是Transceiver，就是收發(fā)器；二是處理收發(fā)信號的MCU或藍牙芯片，市面上SoC絕大多數是集成了MCU+Transceiver收發(fā)器，能做收發(fā)，也能做數據傳輸的檢測和運算；三是在系統里有FEM模擬的前端，包括信號的濾波和放大。

今年，Qorvo發(fā)布了最新UWB產品QM35825。這是Qorvo UWB產品線的第一顆SoC，除了UWB和收發(fā)器以外，還集成了MCU、FEM（前端模塊），可簡化客戶設計。客戶原來可能需要3顆芯片，用了QM35825以后，一顆芯片就可以實現整體協同。

QM35825的性能提升顯著，射頻性能Link Budget（鏈路預算）最高可以做到104dB Link Budget。其新設計結構將收和發(fā)作了分離，這顆芯片支持單發(fā)三收，三個收的通道中有兩個通道是完全和發(fā)隔離的，使芯片無線性能得到質的飛躍，其測距和測角的精度都比原來提升1倍，芯片測距精度可達到5厘米，測角的精度可達到2度。

DW1000、DW3000、QM35825都是工規(guī)級芯片。在芯片的基礎上，Qorvo會更進一步做模塊，幫助客戶解決射頻和天線方面的設計難點，降低準入門檻。其很多模塊已通過各種官方認證，客戶可以直接拿來做方案驗證或量產。

UWB的軟件比較復雜，涉及不同協議和不同模式。因此Qorvo會向客戶提供一個非常靈活的軟件開發(fā)包。區(qū)別于其他UWB供應商，Qorvo提供定制化服務，可幫助客戶定制PCB設計。Qorvo生態(tài)伙伴可提供設計天線、生產、系統級解決方案等服務。

針對智能家居領域，Qorvo過去5到10年持續(xù)投入Matter方向。

Matter是智能家居領域的熱門協議之一，具備無縫互操作性、使用簡易、安全性高、加速創(chuàng)新、生態(tài)接受度高等優(yōu)勢。企業(yè)在導入Matter時面臨兼容性方面的挑戰(zhàn)。

為實現平順的向后兼容與向前兼容，Qorvo提供多連接技術：一是多射頻，可同時讓客戶增添不同的射頻信號；二是多通道，最多支持三個802.15.4的數據信道，可保障多類協議連接使用不同信道，避免斷連或丟數據；三是支持共存，特別是與Wi-Fi共存的控制；四是支持天線分級，最多可帶來6dB額外的射頻容量。這四個特性都是基于硬件的，客戶無需從操作系統的維度考慮調度問題。

新智能家居網絡中的路由器，如果采用Qorvo多連接產品，一顆芯片就能完成多協議的路由器，可同時支持Zigbee和Matter，以便實現無縫連接。

Qorvo QPG6200低功耗芯片支持多連接，在休眠、連接、射頻接收時都具有業(yè)界領先的功耗水平，也可以給用戶設備的電源供電帶來更大的靈活性。 在一些連接、數據傳輸的頻率不是特別高的場景，可選擇用能量收集的方式，比如太陽能電板等其他能量采集的電源，來給Qorvo產品供電。

QPG6200有四款產品，分別以J、L、M、N結尾，差異主要在于最大發(fā)射功率和封裝。發(fā)射功耗的差異使它們能夠應用到不同的場景。兩款小封裝的芯片是QPG6200J和QPG6200L，適用于一些終端設備，比如燈泡、傳感器、開關插座等。大封裝的芯片QPG6200M和QPG6200N，因為GPIO和外設比較豐富，可以做網關或者路由器。

三、提供集成斷電保護的電源管理方案，為數據中心固態(tài)存儲保駕護航

Qorvo應用經理張俊岳重點分享了集成斷電保護（PLP）功能的電源管理芯片（PMIC）解決方案。數據中心存儲離不開SSD（固態(tài)硬盤）。SSD通過半導體的方式存儲，直接把數據寫入閃存顆粒，從而大幅提升在數據傳輸率、安全可靠性等方面的性能。

SSD在生活應用中可以分為兩大類：客戶端消費級和數據中心企業(yè)級。Client SSD在日常消費電子里很常見，比如游戲主機、筆記本電腦、臺式機、手機；數據中心SSD用于企業(yè)級數據存儲，有更強的可靠性、傳輸率、低延遲并具備掉電保護功能。

數據中心SSD需求急劇上升，有幾個主要因素：一是新老交替，從傳統的機械硬盤式存儲設備，逐漸替換到當前的固態(tài)硬盤；二是超大規(guī)模數據中心的投資會帶來增長；三是取決于存儲顆粒本身的發(fā)展、性能提升；四是AI帶來巨大的數據吞吐量，增加數據負荷。

一個中型數據中心會用到5000臺服務器規(guī)模，一個大型數據中心可能會用到5萬臺服務器的數量級，用于云計算的超大規(guī)模數據中心大概是10萬臺服務器級別。每臺服務器里會用到4~8個SSD盤片。再加之24小時不停工作，SSD的壽命有限，整個盤片平均壽命周期是3到5年。

數據中心SSD的斷電保護（PLP）功能非常重要。Qorvo是最早做PLP集成的企業(yè)之一，其產品滿足掉電保護要求的方式是，首先監(jiān)測輸入電壓，實時觀測，發(fā)現電壓掉落時立即響應，通知執(zhí)行機構對數據進行保護，切換到備電的狀態(tài)。

整個數據中心系統提供了三級斷電保護：PLP能在突然斷電的情況下，確保數據不丟失；PLP芯片通過電容作為一個儲能元件，在正常工作時存儲輸入的能量，當輸入的電丟失時，可將存儲的電量放電，繼續(xù)維持正常運行；電池管理芯片用于下一代UPS系統，數據中心會采用電池式不間斷的電源來保證在突發(fā)情況下系統不關閉。

Qorvo SSD解決方案是一個分立式元件搭建的SSD盤片。黑色部分是閃存顆粒、DRAM和主控。中間藍色區(qū)域以及電容、電阻是電源部分，負責為黑色區(qū)域的這些模塊供電。

假設采用分立元件去搭建，4個輸出需要至少4路DCDC來供電，相當于4顆芯片，加上PLP保護功能的芯片一共是5顆芯片，再加上外圍一大堆元器件，整個布板的空間會非常大，成本也較高，從而限制存儲能量密度，不同的元器件也不利于采購管理以及質量管控。

而Qorvo集成的方案會明顯優(yōu)化外圍器件的布局和降低元器件數量，內部還集成了邏輯控制電路，有GPIO口使得芯片易調配時序、電壓等功能。其產品尺寸能夠做到非常小，釋放出其他DRAM顆粒的存儲空間，從而提升存儲密度。

DRAM各個模塊有啟動時序要求，包括關電（Power off）的時候也有時序要求，通過分立式的元件很難實現這個目標。但Qorvo的方案可以利用I2C通信協議操作寄存器，實時編輯時序，精準控制每一路電路延時，滿足DRAM各模塊啟動、斷電時序要求；開發(fā)時間顯著縮短，在需要更改電壓，電流，時序，GPIO等功能時，可以通過簡單地重新編輯集成電路（IC）默認功能并重新測試來實現；同時外圍簡單的元器件也便于質量管控和采購管理。

Qorvo推出的高度集成的電源管理方案包括ACT85411和ACT85611，目前已量產，處于大規(guī)模出貨階段，可通過Qorvo代理商或電商渠道采購。Qorvo不僅提供芯片，也會提供基于芯片應用的全套支持，包括數據手冊、評估板使用手冊以及和評估板配套的軟件GUI、燒錄器等，以加快客戶產品推向市場。

該產品具有高度集成、高可靠性、電容量測精度領先、GPIO可配置性強、優(yōu)化動態(tài)響應性能等優(yōu)勢：比如在提升存儲密度方面，預留了更多空間給閃存顆粒；在保證數據完整性方面，集成了智能的電容健康監(jiān)測功能；在電容容量量測方面，進行量測的精度在同行中領先，能夠大幅減少存儲電容數量的使用，從而節(jié)約成本；在傳輸速率和熱設計方面，優(yōu)化了給SoC供電的電源軌效率和動態(tài)響應性能，即在大量數據吞吐期間維持電壓穩(wěn)定，間接提升了數據傳輸率。

中間部分是一個功能塊。最上面是一個背靠背的Switch，名為eFuse，用來將eSSD在熱插拔應用時所造成的浪涌電流進行智能控制，對其前后級電路進行隔離與保護，保證芯片本身不會損壞，也不會對下游設備造成破壞。

該芯片把PLP和PMIC的功能集合到了一起。左邊有一個電容和一些開關的器件，eFuse加上控制電路和儲能電容即構成PLP電路。右邊主要是DCDC電路，比如Buck降壓或Boost升壓，對于后級的Flash、I/O這些供電，相當于是PMIC的部分。

下方是GPIO口，有很多GPIO的資源，可配制多種模式，使得芯片很容易在不同盤片中應用，而不需要額外地進行布板的更改或者是器件的更換。

據張俊岳透露，Qorvo考慮后續(xù)將集成PLP的PMIC產品引入醫(yī)療、虛擬現實（VR）頭顯及其他應用中，其集成方案有GPIO、可編程性，所以其靈活度非常高，不僅可以應用于SSD領域，還可以通過簡單的編輯和編程，應用到其他需要掉電保護功能的領域。

結語：AI驅動無線網絡技術更迭，連接將是關鍵AI基礎設施組件

作為全球領先的連接和電源解決方案供應商，Qorvo的技術、創(chuàng)新、整合能力均處于行業(yè)領先地位，能為客戶提供更加完整的產品組合，并通過提高性能和降低開發(fā)門檻來幫助企業(yè)加速創(chuàng)新。

快速發(fā)展的AI產業(yè)正推動無線網絡技術更新換代。端側AI應用需要更穩(wěn)定的網絡和更低延遲，位置信息也將與AI產生更緊密的結合。而Qorvo提供的一系列連接產品，將在未來AI基礎設施中扮演重要角色。