Anokiwave 創新的 5G 毫米波解決方案 助力客戶取得成功
- 李佳玲／台北訊
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5G代表著電信技術的巨變，此全新生態系統將為全球科技的持續進展奠定基礎。它將打破新的界限，成為全球創新的核心支柱，並以我們幾年前無法想像的方式，從根本上改變我們的世界。它不單只是傳輸速度的進步而已。事實上，5G是推動全球科技能力全面轉型的促成者。
早在5G標準制定之前，Anokiwave便一直引領此技術的發展，並持續與我們的客戶與合作夥伴攜手，積極克服毫米波5G挑戰，以協助OEM業者輕鬆採用毫米波5G技術，推出令人振奮的新產品。
Anokiwave執行長Bob Donahue指出，「毫米波5G的成功取決於創新與成本效益的正確結合。因此，一家成功的公司需具備四個關鍵要素：它是創新者和遠見者；它是一家聲譽卓著的可靠供應商；它是一家易於合作的公司；同時，它還能提供具競爭力的價格。」
5G的前身，包括2G、3G和4G的開發是以既有技術為基礎，透過升級或增加現有的網路基礎設施來實現的，但5G的開發不同於此，它還包含了全新網路的安裝與配置。那麼，對網路業者、終端使用者以及整個產業來說，如何因此下一代電信技術的問世而獲益呢？
5G 毫米波的效益
毫米波(mmW)頻譜扮演了重要角色，可協助電信業者、企業和終端使用者充分發揮5G帶來的諸多效益。在本白皮書中，我們將說明5G毫米波帶來的機會 — 包括挑戰、效益、使用案例以及電信業者和企業應如何善加利用，開創商機。
截至2020年底，全球已有超過2億台5G連網裝置 — 預計到2023年底，此數字將快速成長至10億台，到2025年底更將達到近20億台。如此強勁的成長態勢，背後是有充分理由的。與4G網路相比，5G可提供快10倍的數據傳輸速率，100倍的容量，並把延遲縮短10倍，以因應不斷成長的數據流量。
憑藉著為關鍵市場提供重要的5G FR2創新解決方案，Anokiwave致力於協助OEM在毫米波5G市場取得成功：
1.支援智慧、可擴展天線陣列的IC平台
2.可用來開發概念性驗證天線的天線陣列運算器
3.用於即時訊號鏈特徵化(characterization)的天線分析工具演算法
4.天線創新套件和範例陣列設計，使客戶能夠快速、且成功地大規模開發天線
有些人可能不知道，事實上5G並不是一體適用的，它會被建置在三個不同的頻段上：
低頻段：通常其5G服務的覆蓋範圍為數百平方英里，速度為30到250Mbps。
中頻段：通常5G覆蓋範圍為半徑數英里，目前的速度從100到900Mbps。
毫米波頻段：通常覆蓋一英里或更小的半徑，提供大約1-3Gbps的速度。
低頻段現已成為最廣泛採用的市場。另一方面，我們預計毫米波將在2024年真正起飛，意味著龐大商機的來臨。
亞洲的重大毫米波商機
1.中國工業和信息化部(MIIT)計劃把5G基地台的數量增加兩倍，目標是到2025年底達到364萬座。
2.其目標是把可支援 10,000 人的基地台數量從2020年的5座，到2025年增加到26座。
3.中國對電信基礎設施的累計投資，預計將從2020年的2.5兆人民幣(3,917億美元)成長到2025年的3.7兆人民幣(5,794億美元)。
展望未來，毫米波將以其絕佳的高速無線通訊能力對使用者體驗帶來深遠影響，同時也可望為電信業者創造更多機會。隨著毫米波 5G 的發展，網路業者、消費者、企業和政府都將獲得最大的效益。
最能展現毫米波優勢的應用領域
毫米波可以透過多種方式提供優於傳統電信網路的價值。應用情境包括：
1.固定無線存取
2.融合固定行動(CFW)
3.雲端邊緣運算
4.人潮眾多的大型會場和體育館
5.地鐵站
6.機場等交通樞紐
7.智慧工廠、倉庫和辦公大樓
8.下一代車連網應用
9.都會鬧區和旅遊景點
運用我們的毫米波 5G IC產品，Anokiwave推動了以上應用情境的實現。
基礎設施營運商市場
此市場包括gNodeB(gNb)裝置、小型基地台裝置和整合回程節點(IAB)。
．gNb：gNb節點是5G新無線電(NR)基地台的3GPP相容建置，可提供60-70dBmi 的有效等向輻射功率(EIRP)。gNb裝置可安裝在高塔、屋頂或燈桿上。
．小型基地台(Small Cell)：小型基地台節點也是遵循3GPP標準的5G NR基地台建置，是專為在人口稠密的都會中心等使用需求最高的地區提高網路覆蓋範圍和容量所設計的。
．IAB 節點：IAB節點以無線方式為終端使用者提供網路存取，利用5G NR的頻譜效率和毫米波頻段提供的更大容量來提供增強的回程解決方案。
基礎設施客戶端市場
此市場是透過對要求更高容量或覆蓋範圍的區域增加覆蓋範圍，來建構 5G 網路。
．FWA用的戶外客戶端裝置(CPE)：戶外CPE設備是專為在人口密集環境中工作所設計的，可透過5G網路提供超高速網際網路。
．戶外網路中繼器：透過放大來自鄰近基地台的訊號並將其重新傳輸到沒有服務的地區，中繼器有助於減少擴建新基地台的需求。
．室內小型基地台／存取點：室內小型基地台是用來建構無線區域網路(WLAN)的裝置，通常安裝在辦公室、或體育場和機場等人口稠密的大型建築物中。
．室內分散式天線系統(DAS)：DAS 可用於大型或複雜的場所和建築物，以提高覆蓋範圍。
．室內CPE：室內CPE可把5G訊號轉換為Wi-Fi熱點。使用者可透過外部網路存取CPE，以連結至5G網路
行動和邊緣存取
此市場是透過增加室內和戶外的覆蓋用戶來完善5G網路。
．行動邊緣裝置：這些裝置適用於筆記型電腦、MiFi、手機和其他邊緣裝置。
．手機：支援5G毫米波的手機，例如旗艦型智慧手機，可為使用者隨時提供高數據傳數量。
．汽車：蜂巢式V2X功能很快就將需要更大的數據交換，以支援列隊行駛(platooning)、擴展感測器、自動和遠端駕駛以及其他先進功能。
全球5G毫米波：現狀和未來展望
5G毫米波的商業部署已從2019年開始，迄今仍持續快速發展中。轉折點預計在2022至2023年，毫米波將達到關鍵的臨界點，市場需求將開始呈指數級成長，主要原因包括：
．美國目前已有3000萬支支援毫米波的5G手機，此數字將持續增加
．多頻技術將於近期內推出，進一步挹注目前的成長力道。
．國際市場將開始成長。
．毫米波使用案例的數量將會增加，從行動和連網汽車擴展到到固定無線存取。
．將有越來越多的企業部署私有5G網路
．邊緣運算的應用將會增加
毫米波5G將達到市場需求呈指數成長的關鍵點，隨著需求激增的轉折點到來，將形成持續的向上成長曲線。為了支援需求的成長以及5G使用案例的激增，將需要大量部署關鍵的毫米波基礎設施。
由於這些推動因素同時對毫米波生態系統帶來了刺激，因此預期市場將達到一個需求激增的轉折點，形成持續的向上成長曲線。5G市場分析機構Mobile Experts指出，電信業者預期流量需求的成長速度，將超過它們增加6 GHz以下容量的能力。
為了支援需求的成長以及5G使用案例的激增，將需要大量部署關鍵的毫米波基礎設施。
5G毫米波解決方案
透過採用關鍵的5G FR2創新技術以提供重要的市場解決方案，Anokiwave致力於協助OEM業者搶得先機，保持領先優勢。
我們的5G產品組合可為5G毫米波陣列提供完整的射頻訊號鏈解決方案，並針對每個5G使用案例最佳化其系統級效能。因此，客戶能在相同的可擴展平台中，針對特定的使用案例快速設計所需的陣列，並提供經過驗證的能力來處理具不同EIRP要求的使用案例，從低到FCC允許的最大值。OEM業者面臨的重要問題是，需對從數位基頻到天線進行建模和最佳化系統。這需要涵蓋天線、射頻、數位半導體、熱能和系統要求的獨特跨領域專業技術。
Anokiwave 能以先進的技術藍圖與快速的世代學習曲線協助客戶解決此一問題。
Anokiwave 陣列運算器
我們之所以能夠協助陣列製造商以可靠、明智的運算建構其概念性驗證，Anokiwave陣列運算器扮演了重要角色。透過從指定的選項中選擇數據，陣列運算器能夠針對您的5G應用，指導您完成 IC 陣列選擇流程，並展示Anokiwave IC如何支援多個5G使用案例。過去5年來，Anokiwave已出貨數百萬顆IC，並取得了成本降低超過95%以及外形尺寸縮小70%的顯著進展。憑藉最新的第四代產品系列，Anokiwave現可提供業界整合度最高且最完整的毫米波到中頻解決方案，包括頻率合成器和天線級支援選項。
Anokiwave 陣列運算器
．提供「what if」分析，協助使用者了解哪一種設計方案才適用
．向客戶展示預期的最終解決方案。
．快速探索不同的設計折衷結果
．針對特定要求客製化陣列設計，例如設定頻段或所需的波束效能
．評估關鍵的效能指標，包括線性功率、效率、接收器靈敏度/線性度和成本。
．列印輸出陣列設計概念的重要物理參數。
天線特徵化工具演算法
一旦客戶對陣列設計有了初步概念，我們的天線特徵化演算法工具便可協助客戶提早在測試環境中了解系統級的天線效能，透過確保複雜、完整訊號鏈，大功率天線的首次設計成功，進而能有效縮短產品上市時間。
天線特徵化工具演算法的效益：
．經過測量與最佳化的演算法內容，可確保首次設計成功並最終加快上市時間
．能夠分析和測試各種多極化應用、天線配置、EIRP 和頻外(out- of-band)發射要求
．利用經過測量的數據進行即時效能權衡分析
成功的陣列設計
Anokiwave的目標是，透過向我們的客戶提供洞見、知識、專業技術和工具，協助無線電製造商及天線製造商能以快速、且具成本效益的方式，大規模地成功建置主動天線。
創新者套件(Innovator Kit)
此套件可協助設備製造商輕鬆評估Anokiwave IC的陣列級效能，開發新的毫米波5G NR無線電前端元件，並最終加速其產品開發時程。Anokiwave擁有專門的團隊和詳盡的流程，專注於支援客戶開發和商業化毫米波5G主動天線。
5G IC 系列產品的特性和功能
Anokiwave的全矽晶智慧天線解決方案可提供最低成本和最高效能，以滿足商業市場需求。憑藉著我們的創新技術，我們可為製造商帶來多項獨特特性：
．Kinetic Green：降低能耗超過33%
．ZERO-CAL(專利)：使每顆IC能夠自我校正到設定的效能水準
．數位預失真(DPD)：透過更高的線性EIRP、更低的直流功率提高系統效率。
．3D波束成形：支援3GPP的前瞻性創新技術，可把直流功耗降至最低
．超快速波束操控(專利)：使天線能夠根據5G時序協定快速改變波束方向。
．可變最大線性功率(vMLP)：能夠靈活調整系統中可使用的功率量
．智慧陣列：IC中包含的數位核心可協助使用者監控陣列操作中的IC效能，並即時採取關鍵校正。
過去20多年來， Anokiwave擁有提供商業部署用波束成形IC的豐富經驗，能夠充份掌握商業部署毫米波相控陣天線的重要關鍵。
Anokiwave在5G毫米波生態系統中扮演的角色
在消費者對頻寬需求不斷增加以及半導體產業持續創新的趨勢匯聚下，一直推動著產業的破壞式與嶄新變革 ，也帶動了豐沛的創新能量。因此，隨之而來的是，我們看到了此領域中各種技術的推陳出新 ─ 然而，對製造商來說，他們應如何確保選擇正確的解決方案，並找到能滿足其需求的適切支援呢？在Anokiwave，我們秉持著以簡馭繁的精神，凡事先求把基本面做好。
為什麼選擇 Anokiwave？
憑藉著已提供多世代高效能IC的豐富經驗，我們具備了協助客戶取得成功的業界實績，同時我們也制定了明確的發展藍圖，將針對商業部署所需的功率和效率進行持續的世代提升。
領導地位
1.過去十年來，專注於開發毫米波技術，是第一家提供符合 FCC 標準的 5G 無線電第三方供應商。
2.擁有成功為客戶提供服務、引領產業創新的歷史。
3.歸功於在航太和國防天線的豐富經驗，從商用毫米波網路草創之初就開始部署產品。
4.早在標準尚未制定時，便於2016 年推出首款 5G IC，現在是市場上最大的毫米波 5G 供應商。
5.提供易於使用、高品質且可靠的解決方案組合，使終端使用者也能輕鬆使用毫米波技術。
開創毫米波革命
1.多年來透過數個世代的技術開發，成功降低成本。
2.擁有業內最大的毫米波 IC 開發團隊。
3.致力成為客戶的合作夥伴，而不僅僅是製造商。
具擴充性的解決方案
1.能在同一平台上，利用可擴展 IC 支援小型和大型陣列，以及所有的全球5G 頻段。
2.以靈活方式滿足不同的需求。
3.提供一系列的波束形成 IC 與整合式上/下轉換器，以打造完整的射頻解決方案。
創新
1.克服各種問題，實現 5G 毫米波的有效部署。
2.已推出多個世代的IC產品，並實際獲得商業部署。
3.過去三個世代的產品已為客戶提供超過 95% 的成本節省。
4.我們的產品提供的線性功率增加了 10 倍。
5.功能豐富的數位核心可支援包括 Zero-Cal、Kinetic Green和快速束波操控(Fast Beam steering)等特性。
6.歸功於每個世代的技術進展，縮小了產品尺寸以滿足熱能限制。
7.效能更優異的第 4 代和第 5 代產品正在開發中，預計於 2022 年展開部署。
成本
1.超過四個世代的最佳化技術，實現最佳效能和最低成本。
2.採用極具成本效益的矽晶 SOI-based CMOS 12吋晶圓。
3.過去 3個世代的產品已實現了 95% 的成本降低，我們的第 4 代和第 5 代 IC 亦將如此。
4.持續創新以縮小我們的元件尺寸，協助產品製造商取得顯著的製程成本降低。
5.把手機和行動技術帶到基礎設施
迎接 5G 毫米波的未來
5G 毫米波帶來了諸多的新挑戰。運用我們的各種平台、技術、洞見和工具，Anokiwave 持續與我們的客戶和合作夥伴共同努力，積極解決這些問題，並已在所有的使用案例和成本結構中取得令人興奮的新成果。迄今為止，我們已完成 1. 針對所有主要的毫米波頻段推出了通用產品平台。2.開創了高效的節能產品解決方案。3.成功部署了四個世代的毫米波 5G IC，並實現了外形尺寸減少 70%、每瓦射頻直流功率減少 81% 的顯著成果。4.開發了低成本天線主動陣列孔徑解決方案。我們將持續專注於提供大量製造平台，並把手機技術應用於基礎設施。關於 Anokiwave產品方案詳細，歡迎至Anokiwave官網查詢。(文章來源：Anokiwave提供)
