2019年發布的WiFi6 (802.11ax)是新世代的通訊協定，將其最高傳輸速率提升至9.6Gbps且頻段可通用2.4GHz或5GHz。跟以往的WiFi5 (802.11ac)頻段著重在5GHz，且最高傳輸速率6.9Gbps相比之下提升不少。在這網路跟生活息息相關的世代，這樣的提升為使用者帶來更快速的連線感受。
Router也因無線網路傳輸速度提升的關係，Ethernet網口(RJ45)傳輸速度也從原本的1Gbps提升至2.5/5/10Gbps。因Router的網路電纜線有時會佈線至戶外，故EOS能量也更有機會透過耦合效應從電纜線破壞10Gbps網路控制晶片(LAN PHY)。此外，因半導體製程演進的緣故，10Gbps網路控制晶片的抗ESD/EOS耐受度也會相對的比1Gbps網路控制晶片來的弱，故在應用線路防護10Gbps LAN PHY也格外重要。本文將針對WiFi6 Router的ESD/EOS防護方案做介紹。
在10Gbps網路控制晶片的ESD/EOS防護方面，有分成線對地的防護及線對線的防護，其保護線路PCB Layout建議如下圖1所示。
圖1. 2.5/5/10Gbps LAN的ESD/EOS防護PCB Layout示意圖
使用四通道的TVS Array元件完成線對地的ESD防護將可降低成本，建議料號為AZ1023-04F，其封裝為DFN2510P10E。在PCB走線上，可採用走順線直拉的方式，相當方便。AZ1023-04F I/O對地的寄生電容為0.18pF(Typ.)，在ESD保護能力上可達接觸模式±8kV，空氣模式±15kV。而靜電防護元件最重要的參數為箝位電壓(Clamping Voltage)，從圖2 AZ1023-04F的 TLP I-V特性曲線可觀察到其箝位電壓在16A(ESD 8kV)時僅約為11V 。
圖2. AZ1023-04F TLP I-V 特性曲線
在線對線的EOS防護方面，目前晶焱科技最新開發的產品為AZ5B0S-01F，其封裝為DFN0603P2Y，寄生電容為0.18pF(Typ.)可抗受IEC61000-4-5 Lightning 7A的能量。而從圖3 AZ5B0S-01F的 Surge clamping voltage I-V特性曲線可觀察其Surge箝位電壓在Ipp=7A時僅為4V 。
圖3. AZ5B0S-01F Surge clamping voltage I-V特性曲線
在測試ESD時，如果主晶片電源對ESD的抗受較為敏感，將可能造成系統當機甚至硬體損壞，這時可以在主晶片的電源端加上ESD元件做鉗位保護。目前晶焱科技針對主晶片電源端設計的ESD對策，操作電壓最低可達1.2V，建議料號為AZ6112-01F，其封裝為DFN1006P2E。在ESD保護能力上可達接觸模式±15kV，並且從圖4 AZ6112-01F的 TLP I-V特性曲線可發現其箝位電壓在16A(ESD 8kV)時僅約為5.5V。
圖4. AZ6112-01F TLP I-V特性曲線
目前WiFi6尚屬應用初期，主晶片仍不斷開發更新中，建議在系統設計初期就將TVS元件擺放至應用電路中，除可避免無法通過ESD/EOS測試，亦可避免系統在市場上因網路控制晶片被破壞而造成非預期的返修問題。WiFi6 Router ESD/EOS防護方案請參照下表及圖5。
