毫米波5G在带宽、用户容量和服务质量方面具有显著优势，但毫米波5G商业化迄今仍面临诸多挑战。而且相关商业实践能否成功，关键在于如何通过大批量生产和经济规模来降低成本，并使其与WiFi的成本相当，如此才能真正发挥毫米波5G的巨大潜力。
全球领先的连接和电源解决方案供应商Qorvo于2024年初宣布已就收购Anokiwave达成终协议，本文将介绍高性能硅基集成电路的领先供应商Anokiwave如何利用硅晶创新，依托第四代芯片技术，增强毫米波5G的商业实践（即固定无线接入(FWA)）从小规模实验迈向大规模部署的技术可行性。
FWA是毫米波5G用例
─印度RelianceJio开展FWA部署计划
在5G应用市场中，固定无线接入(FWA)的成长潜力不容小觑。视频会议、视讯串流、游戏与智能家庭应用层出不穷，家庭宽带市场也随之蓬勃发展。爱立信发布的《固定无线手册》指出，到2028年，全球FWA连接数将达到3亿，其中2.4亿将通过5G承载。以2022年的1亿FWA连接数计算，至2028年的复合年均增长率(CAGR)达20%；同时，FWA数据流量的复合年均增长率高达31%。
图一：FWA市场持续成长，毫米波成家庭宽带的频段
爱立信《固定无线手册》也说明了FWA的潜在市场，有望涵盖广阔地域范围，包括密集城市（每平方公里800到1600户）、城市（每平方公里400到800户）、郊区（每平方公里120到400户）和乡村（每平方公里10到120户）等。
图二：FWA的潜在市场范围涵盖从密集城市到乡村等地域
针对上述各个地区，初期都需利用以中频运作的现有基础设施来部署FWA。随着用户使用量的增加，毫米波技术有助于大幅提高可服务的用户数量，以及整体的流量负载。但要与现有的有线和光纤通讯服务商竞争，FWA必须提供适当的成本效益及更出色的数据传输率，才有可能吸引用户转而采用此新技术。
毫米波芯片技术飞速发展，如今FWA终于得以在印度大规模部署。印度居住密度高，人均数据需求呈现指数级增长，因此非常适合采用毫米波5G技术。印度政府也认为，毫米波FWA可以助其经济高效地“消除数字鸿沟”，省去了昂贵的一公里光纤线路铺设成本。
应此政策，印度的电信行业龙头Reliance Jio已于2022年购买26Ghz频谱，将用于建设FWA网络“Airfiber”，这同时也是毫米波FWA商业化进程的一大里程碑。
借助硅晶创新克服毫米波商业部署的挑战
面对市场对毫米波频段的强劲需求，业界必须克服大规模部署5G FWA系统的种种挑战。第一代gNodeB（基地台）和CPE（客户端装置）的成本仍然较高，而且目前CPE的性能表现尚不能为终端用户提供数据率。此外，5G毫米波调制解调器芯片市场缺乏多样性，这些都阻碍了CPE生态系统进一步发展。
此外，毫米波5G商业需要CPE装置能提供类似光纤的数据传输率，并能协助服务供货商降低运营支出(OPEX)和资本支出 (CAPEX)。
回顾半导体产业的发展历程，其进步主要建立在不断微缩的硅晶制程之上，以此持续提高性能并降低成本。因此，对于当前5G设备中的毫米波前端芯片而言，硅晶技术创新将发挥举足轻重的作用。未来，毫米波设备有可能会参照WiFi广泛普及的历程，进一步降低成本和克服技术挑战。
Anokiwave是硅晶毫米波芯片的领先供应商，过去6年来推出了四代硅晶毫米波波束成形IC，成功将成本降低了90%，大幅提升了性能表现。
毫米波相控阵列天线逐步投入商业应用，Anokiwave凭借领先的市场地位，开发了兼具高容量、低成本和可扩展性等优势的四路 BFIC架构，有助于减少IC和天线组件数量，以更低成本落实大量基站与CPE应用。
此外，Anokiwave的新IC系列具备多项重要特性，包括线性功率等级更高、误差矢量幅度(EVM)更低、噪声系数更低、硅晶集成度更高，并采用了Zero-Cal?和温度补偿技术，支持宽频操作。将Zero-Cal?功能和温度补偿技术与阵列馈电网络的PCB布局结合在一起，可显著减少或免除阵列校正的需要，进而降低无线电成本并减少CAPEX。
图三：在整个温度和频率范围内，毫米波信号链都保持±0.5dB增益，
无需反馈控制或外部控制机制。
从系统角度看，这些硅晶创新可为服务供应商带来多重效益：
覆盖范围更大、用户数量更多
每个蜂巢式基站覆盖面积增加4倍
针对给定的数据速率，用户数量增加3倍
降低每位用户、每个基站的CAPEX：
毫米波是每平方公里覆盖成本至少降低70%
投资回报率更高、现金回流更快
以上种种掀起了一场市场变革，第证明了毫米波5G的技术可行性，并落实了大规模商业应用。
图四：Anokiwave第四代IC可大幅降低
毫米波5G CPE和基站的成本，推动商业应用发展
总结
从开发具成本效益的毫米波芯片，到真正落实商业应用，硅晶集成技术在此过程中发挥了重要作用。作为毫米波产业先驱，Anokiwave凭借其硅晶技术的创新，为大规模部署毫米波商业应用铺就了坚实的基石。
Anokiwave的四路BFIC架构已得到毫米波5G生态系统的广泛采用。而对于毫米波5G网络商业化的成本挑战，Anokiwave将率先采用CMOS制程，运用其高集成度与出色功能来推动进一步降低毫米波前端芯片的成本。
印度开始抢先部署商用毫米波FWA网络，业界正聚焦于如何充分发挥毫米波5G的潜力，扩大其经济、社会及环境效益。Anokiwave 亦将为此贡献力量。
Anokiwave近还迎来了另一项重大变动，即今年初被全球的功率放大器和滤波器解决方案大型供应商Qorvo收购。这为两家公司带来了更丰富的资源，并完善了彼此的产品阵容。
Qorvo高性能模拟部门总裁Philip Chesley表示：“Anokiwave的高频波束成形和中频 (IF) 至射频转换芯片是对Qorvo射频前端产品组合的有力补充。两家公司的结合将有助于我们发挥各自独特优势，为国防、航空航天和网络基础设施应用提供高度集成的完整解决方案和系统级封装（SiP）。”
未来，双方将携手持续开发毫米波5G应用的先进BFIC与IF-RF解决方案，致力于为客户提供更出色的性能、效率和集成方案，从而推动更多应用创新，催生更多市场商机。
