618的各種預(yù)熱活動(dòng)已經(jīng)開(kāi)啟，很多打算換路由器的朋友們也在后臺(tái)問(wèn)小獅子，XX路由器的廣告里常常有“采用了X顆大功率FEM，信號(hào)超強(qiáng)”之類(lèi)說(shuō)法。這個(gè)FEM是什么東西？有它信號(hào)真的強(qiáng)嗎？今天我們就來(lái)談?wù)勥@個(gè)取代“多天線”成為路由器廣告新話術(shù)的FEM。

 

什么是FEM？

 

 

 

FEM，是射頻前端模組的縮寫(xiě)（Front-End Modules）。

 

WiFi-FEM指的是用于WiFi通信將一系列射頻前端電路，例如功率放大器（PA）、射頻開(kāi)關(guān)（switch）、低噪聲放大器（LNA）、濾波器和雙工器集成在一起的模組。而目前，集成功率放大器、射頻開(kāi)關(guān)以及低噪聲放大器的形式，為WiFi-FEM產(chǎn)品主流的產(chǎn)品集成方式。

 

PA作為信號(hào)的發(fā)射放大，LNA作為信號(hào)的接收放大，Switch作為信號(hào)的發(fā)射和接收切換。

 

一個(gè)FEM芯片的結(jié)構(gòu)原理圖

在一張無(wú)線網(wǎng)卡上的FEM芯片

 

為什么突然FEM興起了？

 

 

 

早期在WiFi4時(shí)代中（僅2.4GHz頻段），大家看到的廣告主要是“天線多，所以信號(hào)強(qiáng)“。

 

這時(shí)候各種真的假的“穿墻王“路由器，基本沒(méi)有宣傳采用了FEM，也甚至沒(méi)有采用FEM的。

 

這是因?yàn)楣β史糯笃鳎≒A）和低噪聲放大器（LNA）主要采用CMOS工藝設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)直接集成在WiFi的收發(fā)芯片電路當(dāng)中（核心網(wǎng)絡(luò)芯片），加上2.4GHz頻段本身的穿透力比較強(qiáng)，不大的信號(hào)功率就可以擁有不錯(cuò)的信號(hào)穿透?jìng)鞑バ?，因?.4GHz頻段不需要外置的PA、LNA和FEM電路。

 

早期的WIFI6低端路由器也有采用SOC芯片集成PA/LNA而不采用FEM的，例如這套MTK的AX1800芯片方案就是采用兩顆無(wú)線芯片（2.4和5GHz）集成PA/LAN的方式

 

而來(lái)到WiFi5、WiFi6時(shí)代，由于高頻的5GHz信號(hào)衰減較高，因此往往外掛FEM電路來(lái)提高發(fā)射的信號(hào)增益，保證遠(yuǎn)距離通信的效率和距離。因此在WiFi5時(shí)代開(kāi)始的智能手機(jī)中，WiFi-FEM逐漸成為智能手機(jī)中標(biāo)配芯片，逐漸成為傳統(tǒng)射頻前端芯片廠商的新增市場(chǎng)。

 

而在雙頻路由器中，人們也發(fā)現(xiàn)，不僅5GHz信號(hào)靠主芯片的PA\LNA電路無(wú)法做到大功率了，而且由于芯片尺寸限制，很難同時(shí)把2.4GHz和5GHz的不同放大電路都做進(jìn)一個(gè)芯片里，這將導(dǎo)致主網(wǎng)絡(luò)芯片的體積巨大，發(fā)熱和能耗也難以控制。

 

因此，這時(shí)候?qū)ｉT(mén)外掛一組FEM芯片就成為各方案商的主流解決方案了。

 

WIFI4時(shí)代的信號(hào)電路到WIFI6時(shí)代的信號(hào)電路，可見(jiàn)多出來(lái)的主要就是FEM

 

為什么FEM突然像“天線“一樣多？

 

 

 

路由器中的核心無(wú)線連接芯片組成包括Tx/Rx收發(fā)機(jī)芯片、射頻前端芯片，伴隨著WiFi6對(duì)于發(fā)射功率以及線性度性能指標(biāo)要求更高，WiFi-FEM單價(jià)呈現(xiàn)翻倍式提升，同時(shí)伴隨著多天線MIMO的應(yīng)用（MU-MIMO），單路MIMO實(shí)際上就需要一組FEM來(lái)處理這一路無(wú)線數(shù)據(jù)流的信號(hào)，所以單路由器使用的WiFi-FEM用量也提升顯著。

 

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，2X2MIMO很可能采用4顆FEM，而4X4 MIMO則一般要多達(dá)8顆FEM芯片。

下圖就是某品牌三頻WIFI6路由器，采用8天線和多FEM處理MU-MIMO和波束成形技術(shù)的原理。

 

 

有了FEM信號(hào)一定好嗎？

 

 

 

在5G頻段領(lǐng)域，這個(gè)說(shuō)法有一定的正確性。但是很多比較強(qiáng)大的高集成SOC方案，往往是把2.4GHz頻段放大電路直接放網(wǎng)絡(luò)交換芯片中了，所以這個(gè)說(shuō)法不一定成立。

 

不過(guò)，目前的中高端路由器，不僅通過(guò)FEM分別處理各個(gè)天線的MIMO，也通過(guò)分配不同的頻段FEM來(lái)處理相關(guān)的頻段信號(hào)。

 

例如，前不久我們?cè)u(píng)測(cè)的華碩TUF-AX3000 v2電競(jìng)路由器，就有2.4G和5G的不同的FEM芯片，2.4G使用的是國(guó)產(chǎn)康希通信KCT8243HE，而5G是康希通信的KCT8528HE。

 

而最近大家點(diǎn)名率頗高的華為AX6，也有4顆5G FEM芯片和4顆2.4G FEM芯片，都是

唯捷創(chuàng)芯的VC系列FEM芯片。

 

而近期入門(mén)級(jí)的XDR3020 V2，則仍然是MTK低端方案?jìng)鹘y(tǒng)，沒(méi)用外置FEM，集成在MT7976C芯片中，受到芯片體積限制，因此只能做到2x2 mimo了。

 

大熱的紅米AX6000，則是8顆RTC的FEM芯片。但是，決定FEM信號(hào)強(qiáng)度的還有一個(gè)核心問(wèn)題，就是信號(hào)強(qiáng)度和發(fā)射功率。

 

特別是一線大廠Qorvo（大部分高通方案路由器御用FEM）的QPF系列，往往采用的FEM芯片（包括系列同架構(gòu)芯片）有高功率和低功率之分，且廠家往往還會(huì)通過(guò)自己的“超頻“固定來(lái)進(jìn)行不同的Turbo調(diào)校，因此就有了同樣系列的路由器產(chǎn)品，F(xiàn)EM數(shù)量也一樣，但信號(hào)強(qiáng)度有明顯差異的問(wèn)題。

 

著名的QPF4588 FEM（紅米AX5400電競(jìng)版的FEM）的信號(hào)參數(shù)（上）和QPF4550（紅米AX6）FEM的信號(hào)參數(shù)（下）有明顯區(qū)別

 

所以，購(gòu)買(mǎi)的時(shí)候，需要大家多問(wèn)問(wèn)客服，相關(guān)的FEM的情況，然后百度下相關(guān)參數(shù)，那么至少?gòu)募埫鏀?shù)據(jù)上，就知道哪款路由器的信號(hào)性能可能更強(qiáng)。