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[导读]得益于5G、6G通信的快速迭代,毫米波已成为全球通信产业的一大发展方向。Yole 预计,到2026年,AiP 和毫米波前端模块市场价值将达到27亿美元。

得益于5G、6G通信的快速迭代,毫米波已成为全球通信产业的一大发展方向。Yole 预计,到2026年,AiP 和毫米波前端模块市场价值将达到27亿美元。

Strategy Analytics 近日发布报告认为,高通在2021年从智能手机5G毫米波市场获得了可观的营收以及市场份额。

据 Strategy Analytics 报告显示,2021年5G智能手机对毫米波 RF 收发器市场需求大幅提升,而高通占据了大部分市场份额。

Christopher Taylor 是 Strategy Analytics RF & 无线组件服务总监兼作者,他说:“5G 智能手机毫米波方案需要额外的射频收发器,而不是支持 Sub-6GHz 频段的收发器,这扩大了其市场。作为2021年率先推出支持5G智能手机毫米波解决方案的唯一供应商,高通通过其毫米波收发器和模块,获得了5G智能手机毫米波组件的大部分高附加价值。”

ST60是 ST 首款工作于 60 GHz 未经许可的 V 频段的毫米波射频收发器,可实现极低功耗、短距离但高数据速率、非接触式点对点和超低延迟连接无电缆和无连接器解决方案。 它为板对板连接提供高达 6.25 Gbit/s 的速度,从而能够创建视频链接或快速数据交换。它还可以穿过塑料、有机玻璃和木材等材料以及其他非导电材料。ST60 通过避免经常出现在连接器或电线上的机械应力,为创建更坚固的设计开辟了道路。此外,它可以无缝替代千兆以太网、SLVS 或 UART 等有线解决方案。这些收发器还提供业界最低的每比特功耗,在发射器模式 (Tx) 下为 6.6 pJ/bit,在接收器模式 (Rx) 下为 4.1 pJ/bit。

超高频 (EHF) 无线电使用 30 GHz 和 300 GHz 之间的频谱,其波长大约在 1 到 10 毫米之间变化。EHF 并不是什么新鲜事物,但 60 GHz V 频段的优点是不需要许可证,也不会干扰使用较低或较高频率的电信协议。因此,它在工业或医疗设备、智能手机、消费电子产品、许多计算机外围设备以及汽车和航空系统等广泛应用中构成了物理电缆和连接器的节能替代品。 当恶劣的环境迫使行业投资于更昂贵的防尘、防盐或抗振连接器时,或者当电缆限制移动时,非接触式连接可提高稳健性和可靠性。最近的事件还强调了这样一个事实,即 ST60 可以降低医疗设备污染的风险,因为没有携带细菌或病毒的电缆。

ST60 也在重塑使用昂贵同轴电缆的行业。将设备耦合到波导时,它会增加其覆盖范围,因此即使距离更长,也可以确保高速稳定的数据传输。它还可以让机器相互通信以创建更智能的工厂,这些工厂可以额外测试智能手机等消费设备,而无需插入电缆。非接触式体验还可以通过更轻松地共享信息来改善最终用户体验。最后,数字标牌或活动策划者可以更轻松地构建显示墙,而无需繁琐的电缆。简而言之,EHF 的范围很广,对于 ST 而言,尽快提供设备以帮助早期采用者过渡非常重要。

ST60:满足您需求的 60 GHz 收发器

受益于 60 GHz 射频非接触式模块的产品越来越受欢迎,但与其他竞争解决方案相比,ST60 微薄的 25 mW 至 40 mW 使工程师能够将其用于低功耗设计。此外,与低功耗 STM32 微控制器一起使用,ST60 可以集成小型电池供电系统,能够提供灵活的非接触式通信,这在几年前是不可能的。另一方面,设计人员可以聚合多个 ST60以利用多链路通信并增加整体带宽以应对要求更高的应用,例如电视或计算机显示器和笔记本电脑屏幕等显示面板的电缆更换。

ST60 的实用主义还延伸到这样一个事实,即它比传统的电缆连接器占用的空间少得多,这要归功于它的小封装并且除了几个电阻器之外没有其他组件。它集成了很多组件,因此设计人员无需添加外部时钟或值,从而大大简化了设计并减少了物料清单。而且延迟只有几纳秒,不会影响用户体验。

我们要了解5G毫米波,首先得知道,5G 网络需要在不同频谱频段上进行不同类型的部署,3GPP 5G标准主要包含两类频段:中低频的FR1,高频的FR2。其中,FR1中低频段的频率范围是450MHz-6GHz,也就是我们平时说的Sub-6 GHz;FR2频段的频率范围为24.25GHz-52.6GHz,因为波长为毫米级,所以通常被称为毫米波。

目前,我们国内主要还在体验Sub-6 GHz频段的5G网络,这种方案成本较低、抗干扰性强、覆盖半径较大,可以快速提高5G渗透率,也就自然成为了5G建设初期的选择。不过,随着带宽需求继续扩张,中低频谱的网络使用压力也越来越大,加上人们对传输速率的更高期待,5G网络的商业化向毫米波演进就成了必然。

必须承认,由于更窄的波长,毫米波也天然具有更高的大气衰减、更高的传播损耗度。这意味着,毫米波不仅容易受到建筑阻挡,还会被雨滴吸收,甚至连空气也会产生信号损耗,这种「天生缺陷」直接限制了它在室外的可用距离范围,也在很长一段时间里让它饱受争议。

不过,对于行业来说,三两个技术短板不会成为「是否该使用、该发展」的顾虑,而是会发出「何时、何地、何条件下使用才更可行」的提问。

毫米波的优势在于能真正实现我们所期待达到的5G最高速率、频谱资源丰富、带宽极大,时延可低至亚毫秒级,还支持密集小区部署、高精度定位和更高的设备集成度……发现了吗?毫米波早就圈定好自己的应用范围:在人流量密集的场所,它恰好能避短,发挥自身技术优势。

发展至今,业界已经很少有人再去怀疑毫米波可能带来的积极变化。要知道,当3GPP举行其首个5G研讨会时,也曾不确定是否要将毫米波纳入第一套规范。再看今天,行业里犹豫的声音已经逐渐消失,甚至按照GSMA的预测,2034年之前,仅我国使用5G毫米波频段所获的经济收益,就将超过一千亿美元。

而在研究人员的设想中,毫米波将与Sub-6 GHz的5G部署以及4G LTE紧密集成,使网络能够在室内及室外场景之间进行完美转接,以此保持性能和覆盖范围。

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