就在Wi-Fi 6逐漸普及之際，預計於2024年才會完成標準制訂的下世代無線區域網路(WLAN)標準，Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)於2022年初引發一股熱潮，主要廠商競相發表解決方案，提前點燃市場卡位戰。Wi-Fi 7 Release1在2022年底發布；Release2預計於2024年底拍板。Wi-Fi 7最高網速可達46.4Gbps，是WiFi 6最高網速9.6Gbps的4.8倍，然而除了網速之外，Wi-Fi 7應有更多業界認為值得投入的技術潛力與市場機會。
Wi-Fi 7原生支援2.4/5/6GHz三頻段，並將最大通道頻寬擴增為320MHz，增加新的頻寬模式；另外，導入4096QAM，使得在相同的編碼下，Wi-Fi 7可獲得20%的速率提升，多路鏈結運作(Multi-Link Operation, MLO)與多重資源單位(Multi-Resource Unit, MRU)技術都有助於大幅提升網路效能。在元宇宙、自動駕駛、AIoT等新應用的概念下，Wi-Fi發展出現更多想像空間。本活動探討Wi-Fi產業未來幾年的發展趨勢，Wi-Fi 7晶片設計眉角，Wi-Fi 7與新興應用的互動關係並布局未來商機。
4096QAM為射頻前端設計帶來大挑戰
Wi-Fi多年來已經成為發展成熟的無線通訊技術，也非常受到市場與消費者的喜愛，帶動全球經濟產值約3.3兆美元，每年約有40億個裝置出貨量，目前市場上總計約有160億個Wi-Fi裝置使用中。Qorvo亞太區資深市場行銷經理林健富(圖1)指出，射頻前端(RF Front End)肩負無線訊號的傳送、接收，大致由放大器、接收器、開關、濾波器等元件組成。而以封裝來說，有QFN與Laminate兩種形式，由於Laminate設計架構較簡單、彈性，Qorvo在Wi-Fi 7的新式設計都以Laminate封裝為主。
而在放大器的設計上分成線性功率放大器(Linear PA)與非線性功率放大器(Non-Linear PA)，林健富表示，一般而言，線性功率放大器訊號表現較佳，但是技術難度與成本都較高，所以現在有許多廠商會選用非線性功率放大器，並搭配數位預失真(Digital Pre-Distortion, DPD)以改善非線性功率放大器的訊號表現，但是DPD會讓設計變得更加複雜，也需要更高的頻寬，同時需要系統主晶片的支援。
林健富說明，Wi-Fi 7的技術規格全面升級，與射頻前端較有關的項目為4096QAM與320MHz頻寬，會提高射頻元件的設計難度。4096QAM要求的誤差向量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)更低，EVM是誤差矢量平均功率與參考信號的平均功率之比的平方根。EVM一般用來評估發射器發射訊號的調製質量，避免了用多個參數來表徵發送射頻訊號，4096QAM要求EVM要達到-38，對於射頻電路設計是很大的挑戰。
Wi-Fi 7效能提升測試驗證更吃重
Wi-Fi 7從多方面的技術提升效能，在標準制訂組織的定義上，Wi-Fi 6是高效率(High Efficiency, HE)，而Wi-Fi 7則更進一步強調超高吞吐量(Extremely High Throughput, EHT)。在整體技術的研發上，Litepoint應用工程部經理趙偉清(圖2)提到，IEEE最早於2020年提出802.11be的草案，稱為Draft 0.1版，2021年5月正式有較完整的技術規格，實體層硬體的規格確定，Draft 1.0版，2022年5月媒體層也確定，Draft 2.0版本，2023年5月會發表Draft 4.0進行修改，預計2024年3月發表正式規範。
Wi-Fi 7除了效能提升，也針對Wi-Fi 6進行部分優化，主要封包的類型簡化成兩種。而由於Wi-Fi 7採用4096QAM調變，可以在相同的頻寬中得到更高的傳輸速率，趙偉清說，Wi-Fi 7新增兩個速率MCS 12與MCS 13，MCS 12是使用3/4編碼率(Code Rate)，20MHz可以產生155Mbps，40MHz倍增到310Mbps，320MHz則可以達到2.6Gbps速率，MCS 13編碼率5/6，20MHz速率達172Mbps，320MHz傳輸速率可以高達2.9Gbps。
而Wi-Fi 7在技術的提升上，對設計工程師帶來不小的挑戰，趙偉清進一步說明，4096QAM需要達成-38的EVM，但是設計上需要保留誤差，所以一般會要求PA的設計要達到-46甚至-47的EVM，因此訊號測試也變得更加重要，調變效能除了高速部分，也要測試低速率的效能，高頻6GHz訊號與低頻2.4GHz訊號測試也是重點，另外不同頻寬與混合頻寬的效能也需要深入測試。
天線系統設計攸關系統連線效能
在應用部分，Wi-Fi長期負擔室內短距無線通訊任務，相較於行動通訊4G/5G標準，因為其穩定高速的特性，在影音的無線傳輸應用上角色更為吃重。鴻海科技新事業處資深協理林義超(圖3)強調，Wi-Fi 7的高傳輸速率已經超過很多影音目前的傳輸需求，所以速率並不是唯一的重點，在動態的內容上，「低延遲」應該才是現階段傳輸速率提升的另外一層意義，包括遊戲、XR、高動態影片等內容都需要低延遲的傳輸。
因應未來的無線傳輸應用需求，便利性是技術提升的目的。在規格的提升之外，林義超指出，晶片廠商將推動快速設定，未來裝置的聯接不需要進行一連串的設定與操作；再者，天線設計也是關鍵，可以協助傳輸與聯接更加順暢；網狀網路(Mesh Network)會取代星狀網路成為智慧家庭或智慧物聯網AIoT的主要架構。Wi-Fi的優勢大致為，更高速、更可靠與常時聯網。
Wi-Fi 4~Wi-Fi 7的各世代標準預期在未來一段時間將持續共存，對於2.4、5、6GHz這樣不同的頻段，有許多連線速率，林義超建議，2.4GHz適合物連網裝置、5GHz主要提供電視、機上盒、NB與行動電話使用，而6GHz頻段，則適合2K/4K的高畫質裝置。而在系統設計時，向前、向後相容與低延遲設計，是相當重要的目標。而在趨勢上，未來將朝向更高頻的60GHz頻段發展，以求獲得更大的頻寬。
互聯互通測試打通商品化任督二脈
由於晶片大廠的積極推動，Wi-Fi 7技術的產業化看起來箭在弦上，但也由於官方的認證規範還在發展中，因此搭載不同廠商晶片的系統產品，其互聯互通是現階段業界公認的一大瓶頸。DEKRA無線性能測試資深經理曹庭維(圖4)說明，官方將認證規範發表的時間訂在2023年12月，在此之前廠商要推出產品，互聯互通測試可能都不是最完善的狀態，2022年底都還是相對早期的階段，同時未來都還會進行測試規範的調整。
而在完成完整測試規範之前，會透過舉辦多次插拔大會(Plugfast)，會中測試項目會由簡入繁，逐步增加，讓參加的廠商可以專注在重要的項目，經過改善後再慢慢走向完整測試的階段。曹庭維指出，以2022年7月舉辦的第一次Plugfast為例，其測試項目只有一項，到了2022年9月，項目增加為四項，2022年11月的三次Plugfast項目增加到43項，表示聯盟的測試工作逐步增加與加速。
在現階段的測試會議中，曹庭維強調，其重要的意義在於，這些項目都是產品或技術效能的指標，只要在這些活動中有更多的廠商達成測試目標，就有更大的機會被納入預計2023年12月底定的正式測試規範項目中。隨著測試項目的增加，參加的廠商與產品種類、數量的提升，也會越來越接近未來市場上產品的真實狀況。相對於Wi-Fi 6，MLO可以說是Wi-Fi 7的核心功能之一，可以允許Wi-Fi裝置透過不同的頻段(2.4GHz/5GHz/6GHz Bands)與頻道同時傳送並接收資料。
