高频外围与射频信号测量认证技术与市场趋势
随着wi-fi／移动通信等无线射频标准，不断的提升并且迈向破ghz的超高频信号化发展，对ic设计、pcb、连接器、缆线到测量仪器供应商，以及终端产品业者而言，都是迈向高频化时代不得不面对的严酷考验…
移动设备从内而外 从有线到无线均朝高频化发展 cpu研发趋势已不强调频率而转向多核心发展，从pc到平板、智能手机等移动设备都可看出这样的趋势。由于云端运算应用、互联网移动化、视网膜4k显示画质物联网与大数据分析的潮流下，无论是x86架构的桌机、笔记本、ultrabook到变形平板，或者走arm架构的智能手机／平板等移动设备，仍不断的从平台架构上做时脉／频率的超高频化。
802.11ac已成wi-fi主流，下阶段将朝60ghz wigig（802.11ad）迈进
从3g/3.5g到4g标准演进中，4g标准由lte胜出。source：itu、3gpp
从内部系统汇流排，对外外围接口，以至于无线射频如wi-fi 802.11ac/ad、wihd 802.15ad与3g/4g lte等全面提升。动辄数ghz甚至数十ghz的超高频信号，无论是ic设计业者从上游选用phy ip，传输接口／连接器与pcb材质的选项，线路设计，到高频测量信号工具仪器的选用等，都是极为严峻的考验。
pcie汇流排发展直追光纤 从2004年英特尔主导并力推的pci express串行汇流排v1.0出现，以提供x1～x16线路的弹性化设计，全双工传输速率2.5～80gbps，迅速的成为处理器与芯片组平台芯片、桥接芯片，以及高阶工作站、服务器附加卡的接口标准。
经过不少世代演进，2011～12年pci-e 3.0（gen3）已成主流规格，单线道（lane）传输频率已达8gt/s；而未来采16～24gt/s的pci express 4.0（gen 4）规范已蓄势待发，将于2014年底最迟2015年正式定案。
与pcie系出同源的串行实体层高频电路技术，也泛用于象是usb 3.0、thunderbolt、sata express、nvm express （sff-8639），以及源自移动设备如手机、平板所使用的mobile pcie。象是pci sig与sata i/o组织合作，导入针对pc/nb使用的sata express （sff-8482）与nvm express （sff-8639）接口规格。
前者能与既有sata 6g兼容，且提供x2 lane，传输带宽扩大到2gb/s；后者则应用于高效能工作站／服务器，提供x4 lane，传输带宽拉高到4gb/s，并与既有的sata 6g、sas、sata express接头兼容。
pci sig甚至提出oculink的外接接口，以铜轴／光纤缆线作为传输材质，同样提供pcie 3.0 x4 lane的界面规格，传输速率可达32gbps（4gb/s），可作为通讯机台／网络连接装置等外接以太网络接口的新选择。
有线影音线材／连接头的高频化 2013年9月hdmi 2.0，输出带宽提高到18gbps，支持双屏幕、21:9超宽比例，以及3840x2160/4096x2160p60等4k格式项。支持hdmi 2.0的4k uhd电视与相关影音设备，预计2014年下半问世。
而由nokia、三星、晶鐌、索尼与东芝等大厂建立mhl（mobile high definition link）接口联盟，在手机与电视端各加一组mhl收发芯片，以既有的microusb连接线，传输手机的hdmi信号到电视。目前mhl 2.0提供1080p hd/8声道的影音内容，支持hdcp、3d画面并可藉由电视来为手机充电，未来mhl 3.0将支持到4k uhd的分辨率。
display port （dp）显示埠接口是视讯电子标准协会（vesa）于2006年5月所发表的数码式视讯接口标准。它无须任何授权金，具备多屏幕输出能力，且传输带宽比hdmi还高，也被广泛纳入各显卡、集成型芯片组甚至被融入thunderbolt汇流排规格的协定层内。许多高阶显卡同时支持hdmi与displayport两种显示规格，并提供适当的转接头。
而intel于2011年发表dp+pci express+gp i/o三合一的thunderbolt汇流排，双向传输速率为10gbps，使用minidp port的连接头，铜轴或光纤（100公尺）两种连接线方式，连接最多6个thunderbolt外围。
除苹果macbook pro产品外，另外也有少数厂商笔记本、aio一体机支持。2013年q1 intel宣布thunderbolt 2.0，传输速度提升到双向20gbps并支持4k输出，向下兼容thunderbolt 1.0。相关产品预计2014底面市。
即将于2014年底亮相的usb 3.1，将追加a/v独立带宽、type-c新型态连接头与倍增为10gbps的联机速率，以低成本与既有外围兼容性之姿，挑战外围速率霸主的thunderbolt。
无线网络与移动通信技术演进趋势 于2014年1月正式定案的802.11ac规格，以较少干扰的5ghz（从4.9～6.0ghz）射频频段，ofdm正交分频多工、qam256载波调变以及波束成型（beamforming）技术，传输速率达到1.3gbps（3天线／3资料串流）～7gbps（8天线／8资料串流／160mhz），足可实时传输高清影音（full hd）甚至4k（3840x2160）影音串流规格。
802.11ac也被跟2.4/5ghz 802.11n向下兼容能力，当网卡无法查找到5ghz频段以802.11ac最高速连接时，会切回5ghz甚至2.4ghz以802.11n联机模式进行无线传输。
至于60ghz超高频无线技术，有2006年wirelesshd（后来更名为wihd）以及2009年wigig两大联盟的竞逐。前者联盟成员有博通、英特尔、乐金、nec、松下、索尼、三星、东芝、sibeam与philips，sibeam是唯一的射频芯片供应商，后来被晶鐌（siliconimage）所购并。wihd以60ghz频段、ieee 802.15.3c规格为基础，传输速率10～28gbps。
wigig联盟成员有英特尔、超微、博通、思科、qualcomm/atheros、marvell、联发科、wilocity、nec、微软、nokia、辉达、panasonic、三星与东芝等，以ieee 802.11ad规格为基础，传输速率达7gbps。
但wigig已成功的与wi-fi联盟的2.4ghz 802.11b/g/n、5ghz频段的802.11ac集成，达到三频（2.4/5/60ghz）多模共享的境界。wilocity于2014年2月发布28纳米制程的802.11ad wigig芯片，于第3季起开始送样。
至于移动通信标准部分，2005年英特尔与诺基亚合推wimax （ieee 802.16e），从2007年起陆续在美国、澳洲、日韩、***以及非洲新兴国家布建；lte （long term evolution长期演进技术）则是3gpp协会以umts/wcdma、hsdpa/hspa+所制定的过渡性规格。两者均根基于ofdm调变技术，融入ip封包传输、可调整带宽、连接适配性与多天线（mimo）技术。
由于wimax电波在室内渗透率不佳，而lte仗著规格确立、既有2g/3g设备机台升级优势与众多电信营运商的支持，2010年起陆续于大陆、香港、日本、韩国、美国等地开始商业化营运，2010年中intel裁撤wimax部门，至此4g规格底定由lte胜出。各地wimax营运商纷纷转向lte，或寄望藉由未来配备升级到td-lte的方式来因应。
4g移动设备须具备cdma/lte、gsm/umts/lte、umts/lte、gsm/wimax、wimax等各种工作模式，也需要能在700/900mhz、1.5～1.9ghz、2.1～2.6ghz、3.3～3.5ghz等全球频谱下操作，并确保跟wi-fi、bt-fm、gps、nfc与其它无线规格的连接性。
从ip、pcb到线材／装置验证的超高频挑战
目前在8/16/25gbps超高频serdes实体层ip部分，象是gennum公司已着手开发32gbps serdes串行解串器的实体层线路ip（snowbush ip），后来被瑞士商升特（semtech）买下，成为其pcie 3.0与高速网络ip的推广利器；***创意电子（guc）也掌握10/25gbps serdes phy ip技术。
新思科技（synopsys）提供designware电路自动化设计软件，可以进行16gbps phy的设计验证作业。爱德万测试（advantest）开始提供半导体业界针对16gbps高频的数码测量模块。
在usb 3.0、sata、pcie 3.0、thunderbolt、hdmi、dp等高频信号，以至于预留未来pcie 4.0、usb 3.1、thunderbolt 2.0接口的测试验证上，目前像安捷伦（agilent）、太克（tektronix）、美商国家仪器（ni）、罗德史瓦兹（r&s）等均提供串行信号产生器、错误码分析仪等组合，来协助业者进行8/16/25/32gbps与无线射频测量方案，安捷伦更备妥60ghz 802.11ad/wihd超高频信号的测量与验证解决方案。
无线射频部分，艾法斯（aeroflex）则推出符合3gpp rel8~rel11（lte/lte-a）规范的tm500、east500准基地台测试系统。供oem/odm或实验室机构做终端产品ota （over the air）电磁测量。
在***有耕兴（sporton）的新竹实验室，提供包含wimax、4g lte、wihd／802.11ad／wigig之测试，***检验科技（sgs）则提供4g lte、wifi 802.11a/b/g/n与ict产品电磁兼容测试（emc）。必维国际集团香港商立德国际（bureau veritas adt；bv adt）也提供全球wimax、lte测试认证服务。
百佳泰（allion）于2013年6月成为wi-fi certified ac认证计画的认证测试实验室（atl），并提供hdmi、dp、mhl、usb-if usb3/3.1、sata、sas等连接器、缆线等规格认证与电气特性检验服务。
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802.11ac已成wi-fi主流，下阶段将朝60ghz wigig（802.11ad）迈进
从3g/3.5g到4g标准演进中，4g标准由lte胜出。source：itu、3gpp
从内部系统汇流排，对外外围接口，以至于无线射频如wi-fi 802.11ac/ad、wihd 802.15ad与3g/4g lte等全面提升。动辄数ghz甚至数十ghz的超高频信号，无论是ic设计业者从上游选用phy ip，传输接口／连接器与pcb材质的选项，线路设计，到高频测量信号工具仪器的选用等，都是极为严峻的考验。
pcie汇流排发展直追光纤 从2004年英特尔主导并力推的pci express串行汇流排v1.0出现，以提供x1～x16线路的弹性化设计，全双工传输速率2.5～80gbps，迅速的成为处理器与芯片组平台芯片、桥接芯片，以及高阶工作站、服务器附加卡的接口标准。
经过不少世代演进，2011～12年pci-e 3.0（gen3）已成主流规格，单线道（lane）传输频率已达8gt/s；而未来采16～24gt/s的pci express 4.0（gen 4）规范已蓄势待发，将于2014年底最迟2015年正式定案。
与pcie系出同源的串行实体层高频电路技术，也泛用于象是usb 3.0、thunderbolt、sata express、nvm express （sff-8639），以及源自移动设备如手机、平板所使用的mobile pcie。象是pci sig与sata i/o组织合作，导入针对pc/nb使用的sata express （sff-8482）与nvm express （sff-8639）接口规格。
前者能与既有sata 6g兼容，且提供x2 lane，传输带宽扩大到2gb/s；后者则应用于高效能工作站／服务器，提供x4 lane，传输带宽拉高到4gb/s，并与既有的sata 6g、sas、sata express接头兼容。
pci sig甚至提出oculink的外接接口，以铜轴／光纤缆线作为传输材质，同样提供pcie 3.0 x4 lane的界面规格，传输速率可达32gbps（4gb/s），可作为通讯机台／网络连接装置等外接以太网络接口的新选择。
有线影音线材／连接头的高频化 2013年9月hdmi 2.0，输出带宽提高到18gbps，支持双屏幕、21:9超宽比例，以及3840x2160/4096x2160p60等4k格式项。支持hdmi 2.0的4k uhd电视与相关影音设备，预计2014年下半问世。
而由nokia、三星、晶鐌、索尼与东芝等大厂建立mhl（mobile high definition link）接口联盟，在手机与电视端各加一组mhl收发芯片，以既有的microusb连接线，传输手机的hdmi信号到电视。目前mhl 2.0提供1080p hd/8声道的影音内容，支持hdcp、3d画面并可藉由电视来为手机充电，未来mhl 3.0将支持到4k uhd的分辨率。
display port （dp）显示埠接口是视讯电子标准协会（vesa）于2006年5月所发表的数码式视讯接口标准。它无须任何授权金，具备多屏幕输出能力，且传输带宽比hdmi还高，也被广泛纳入各显卡、集成型芯片组甚至被融入thunderbolt汇流排规格的协定层内。许多高阶显卡同时支持hdmi与displayport两种显示规格，并提供适当的转接头。
而intel于2011年发表dp+pci express+gp i/o三合一的thunderbolt汇流排，双向传输速率为10gbps，使用minidp port的连接头，铜轴或光纤（100公尺）两种连接线方式，连接最多6个thunderbolt外围。
除苹果macbook pro产品外，另外也有少数厂商笔记本、aio一体机支持。2013年q1 intel宣布thunderbolt 2.0，传输速度提升到双向20gbps并支持4k输出，向下兼容thunderbolt 1.0。相关产品预计2014底面市。
即将于2014年底亮相的usb 3.1，将追加a/v独立带宽、type-c新型态连接头与倍增为10gbps的联机速率，以低成本与既有外围兼容性之姿，挑战外围速率霸主的thunderbolt。
无线网络与移动通信技术演进趋势 于2014年1月正式定案的802.11ac规格，以较少干扰的5ghz（从4.9～6.0ghz）射频频段，ofdm正交分频多工、qam256载波调变以及波束成型（beamforming）技术，传输速率达到1.3gbps（3天线／3资料串流）～7gbps（8天线／8资料串流／160mhz），足可实时传输高清影音（full hd）甚至4k（3840x2160）影音串流规格。
802.11ac也被跟2.4/5ghz 802.11n向下兼容能力，当网卡无法查找到5ghz频段以802.11ac最高速连接时，会切回5ghz甚至2.4ghz以802.11n联机模式进行无线传输。
至于60ghz超高频无线技术，有2006年wirelesshd（后来更名为wihd）以及2009年wigig两大联盟的竞逐。前者联盟成员有博通、英特尔、乐金、nec、松下、索尼、三星、东芝、sibeam与philips，sibeam是唯一的射频芯片供应商，后来被晶鐌（siliconimage）所购并。wihd以60ghz频段、ieee 802.15.3c规格为基础，传输速率10～28gbps。
wigig联盟成员有英特尔、超微、博通、思科、qualcomm/atheros、marvell、联发科、wilocity、nec、微软、nokia、辉达、panasonic、三星与东芝等，以ieee 802.11ad规格为基础，传输速率达7gbps。
但wigig已成功的与wi-fi联盟的2.4ghz 802.11b/g/n、5ghz频段的802.11ac集成，达到三频（2.4/5/60ghz）多模共享的境界。wilocity于2014年2月发布28纳米制程的802.11ad wigig芯片，于第3季起开始送样。
至于移动通信标准部分，2005年英特尔与诺基亚合推wimax （ieee 802.16e），从2007年起陆续在美国、澳洲、日韩、***以及非洲新兴国家布建；lte （long term evolution长期演进技术）则是3gpp协会以umts/wcdma、hsdpa/hspa+所制定的过渡性规格。两者均根基于ofdm调变技术，融入ip封包传输、可调整带宽、连接适配性与多天线（mimo）技术。
由于wimax电波在室内渗透率不佳，而lte仗著规格确立、既有2g/3g设备机台升级优势与众多电信营运商的支持，2010年起陆续于大陆、香港、日本、韩国、美国等地开始商业化营运，2010年中intel裁撤wimax部门，至此4g规格底定由lte胜出。各地wimax营运商纷纷转向lte，或寄望藉由未来配备升级到td-lte的方式来因应。
4g移动设备须具备cdma/lte、gsm/umts/lte、umts/lte、gsm/wimax、wimax等各种工作模式，也需要能在700/900mhz、1.5～1.9ghz、2.1～2.6ghz、3.3～3.5ghz等全球频谱下操作，并确保跟wi-fi、bt-fm、gps、nfc与其它无线规格的连接性。
从ip、pcb到线材／装置验证的超高频挑战
目前在8/16/25gbps超高频serdes实体层ip部分，象是gennum公司已着手开发32gbps serdes串行解串器的实体层线路ip（snowbush ip），后来被瑞士商升特（semtech）买下，成为其pcie 3.0与高速网络ip的推广利器；***创意电子（guc）也掌握10/25gbps serdes phy ip技术。
新思科技（synopsys）提供designware电路自动化设计软件，可以进行16gbps phy的设计验证作业。爱德万测试（advantest）开始提供半导体业界针对16gbps高频的数码测量模块。
在usb 3.0、sata、pcie 3.0、thunderbolt、hdmi、dp等高频信号，以至于预留未来pcie 4.0、usb 3.1、thunderbolt 2.0接口的测试验证上，目前像安捷伦（agilent）、太克（tektronix）、美商国家仪器（ni）、罗德史瓦兹（r&s）等均提供串行信号产生器、错误码分析仪等组合，来协助业者进行8/16/25/32gbps与无线射频测量方案，安捷伦更备妥60ghz 802.11ad/wihd超高频信号的测量与验证解决方案。
无线射频部分，艾法斯（aeroflex）则推出符合3gpp rel8~rel11（lte/lte-a）规范的tm500、east500准基地台测试系统。供oem/odm或实验室机构做终端产品ota （over the air）电磁测量。
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