前两年我们就谈到：5G 将引爆架构／生态重组。这些日子来的政经局势干扰，更加速裂解以往通信供应链内容。在应用场景逐渐具象化、5G 正式进入商转的此刻，究竟还有哪些机遇和待解课题？亚德诺半导体 (ADI) 应用工程师陈伟峰表示，过去较少自行研发无线电射频单元 (Radio Unit, RU) 的厂商受到 O-RAN (开放式无线电接取网络) 的鼓舞，现正竞相投入 O-RU 研发。
照片人物：ADI 应用工程师陈伟峰
＂开放＂氛围下，创新＆整合是关键！
就应用面而言，在一般运营商网络或是企业专用私网都有布局，期望能在世界不同区域，不同应用赶上 5G 热潮，却也存在挑战——例如，单元之间的兼容性问题。O-RAN 的 O 虽然代表开放 (open) 之意，但在实务上仍需要各个单元的开发者聚焦标准细节做详实讨论，确保在整合上不会出现系统级问题。值得留意的是，虽然希望建立开放标准，但这不代表所有厂商只能端出一样的菜色。ADI 认为，运营商的独特要求反而是商机所在，厂商若能为特定应用提供创新服务、整合不同领域技术，进而提高附加价值。
毫米波有待市场放量，克服衰减为第一要务
这也是 O-RAN 的一个初始理念。问题在于：何时能提供完整成熟的产品，抢得先机？陈伟峰再就技术规格分析，相对于 Sub-6GHz，毫米波 (mmWave) 在 2020 年的布建进度较慢，但仍有不少厂商已有所布局。例如仪器设备，不管是开发阶段所需要的仪器、或生产线要用的整合型量测设备，皆蓬勃发展；从主动式天线模块到整机的毫米波中继站、基站，都有厂商已大量投入。随着手机领导品牌苹果 (Apple) 公布毫米波手机计划，可以预期会有更多厂商投入。
ADI 预估往后几年内，FR1 (sub-6GHz) 与 FR2 (mmWave) 的基站设备会在市场上共存，虽然现阶段会以 FR1 为主，但若两者的基站成本及成熟度趋近，FR2 基站占比可望大幅攀升，因为只有 FR2 才能达到 5G 通信一开始宣称的高带宽、低延迟、多用户使用的目标。陈伟峰特别提到，毫米波频段因为要克服衰减高的天生物理特性，必须采用波束成形 (beamforming) 技术，需要高频天线设计、高频微波电路设计以及波束成形算法等不同工程领域的开发者配合才能完成。就连毫米波频段用的印刷电路板 (PCB) 生产，厂商也有尝试新制程的必要。
兼顾电路整合＆设计弹性，SDR 成 5G 最佳解
有挑战就有商机，这同样也是台湾厂商的机会；预见到这一点，ADI 的软件定义无线电 (SDR) 平台早在 2014 年就提供整合度高的集成电路芯片方案，在军用无线电、特殊点对点微波通信都取得非常成功的市场发展。ADI 亦在电信领域的基站应用取得高市占，是一个整合度高却依然保留设计弹性的产品，非常适合应用在 O-RAN 开发上，是现阶段非常成熟的解决方案。2019 年底正式上市的无线收发芯片 ADRV9026，不但具备新一代制程技术、将功耗降低一倍，更提供单颗芯片支持四路发射及接受器 (4T4R) 的整合性方案。
图：ADRV9026 适用于大型基站、Massive MIMO 及微型基站
ADRV9026 以一颗芯片取代多颗数字模拟转换器 (ADC/DAC) 混频器 (mixer)，并且内建通信系统需要的基带校正算法，简化开发系统的复杂度，方便使用者搭配不同频段、功率的射频放大器，达成不同区域的各种需求。今年新发布的 ADRV9029，更整合了 5G 高带宽应用上，射频电路不可获缺的数字预失真 (DPD) 及峰值系数消减 (CFR) 功能，把传统需要在基带电路花费大量资源与算法才能实现的功能，直接整合到 ADI 收发芯片内，在系统功耗与成本都取得进一步优势。在毫米波方面，ADI 在 28GHz、39GHz 及 47GHz 备有完整的解决方案。
ADI 新推整合型上下变频器芯片 (Up/down converter)——ADMV1018、ADMV1139，以及波束成形芯片 (Beamformer)——ADMV4828、ADMV4928，亦提供优异的线性度、低功耗与高稳定性。上述组件即使在高温下操作，依然能保持良好的线性度及增益，陈伟峰强调，这在贴片天线 (patch antenna) 与功率密度皆高的数组天线设计中十分重要。ADI 另提供高规格的高频微波开关和产生本振 (LO) 的频率合成芯片，在毫米波的设计当中从数据位到波束成形 (Bits to Beams) 都有完整的产品线阵容。
5G 商用化＆＂低轨道卫星＂发展，为 6G 铺路
ADI 业务总监汪扬补充关于全球 5G 部署的观察：5G 在 2019 年正式商用化，但迄今在网络部署或实际应用案例上都还未能发挥 5G 真正潜能；未来几年内若能见到增强现实 (AR)、无人工厂、自驾车等商用化，对 6G 发展有相当大的帮助。从技术和部署考虑，在地狭人稠、人口高度集中的区域，因为包括电源供应与光纤在内的基础设施完整性在 4G 时代已翻新或增设，5G 布建相对容易；但有些幅员辽阔的国家可能连 4G 网络覆盖率都远远不足！此时，下世代通信——例如：最近讨论度暴涨的低轨卫星 (LEO)，就能在 6G 应用提供高互补性。
照片人物：ADI 业务总监汪扬
汪扬说明，藉由 LEO 连接两个距离遥远的地面基站，再由基站连接该区域的终端装置，可让地处偏远或深山的人口也能享有高速数据传输，而 ADI 在低轨卫星也已布局高整合度的解决方案。以通信技术的迭代演进来看，许多技术通常都有其拥护的阵营，在某段时间内，这些技术将同时并存；在制订通信规范的争夺上，最终可看出各方角力的结果。
有趣的是，尽管系统及标准泾渭分明，但是从物理角度探讨，都是电磁波、都是微波信号，从地表到太空都完整覆盖整个地球。作为芯片及平台的提供者，ADI 宣示：只要是微波相关的应用领域，他们都不会缺席，将不断探索各种可能性，一如 Analog Devices 的企业使命口号——超越一切可能 (Ahead of what’s possible)，冀在各个通信世代上持续保持领先地位。
