WiFi芯片是一種用于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的芯片,內(nèi)部包括射頻收發(fā)器、基帶處理器、天線(xiàn)等組件。它的工作原理是通過(guò)射頻收發(fā)器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成無(wú)線(xiàn)電波信號(hào),然后通過(guò)天線(xiàn)將信號(hào)發(fā)送出去。當(dāng)其他設(shè)備接收到這個(gè)信號(hào)后,它們會(huì)將信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),并通過(guò)基帶處理器進(jìn)行解碼和處理,然后將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)或其他設(shè)備上。
WiFi芯片的使用頻率包括2.4GHZ和5GHZ。在其工作過(guò)程中,還需要進(jìn)行一系列的協(xié)議來(lái)規(guī)定其工作方式和數(shù)據(jù)傳輸方式,以確保設(shè)備之間的互通性和兼容性。如今的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)演進(jìn)到第六代(802.11ax),第七代正在開(kāi)發(fā)中。
01
WiFi芯片的市場(chǎng)格局
WiFi芯片的應(yīng)用場(chǎng)景主要分為三種:分別是用于智能手機(jī)、平板和電視等需要大流量接入終端的WiFi芯片;IoT場(chǎng)景和用于路由器的WiFi芯片。它在不同的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)不同的市場(chǎng)格局。
首先看智能手機(jī)WiFi芯片的市場(chǎng)格局。智能手機(jī)用WiFi芯片的主要參與者是高通和聯(lián)發(fā)科,這兩家公司的發(fā)展策略相似,都是推行WiFi芯片與處理器SoC芯片集成化策略,高通的FastConnect系列產(chǎn)品主要與自家驍龍?zhí)幚砥鹘壎ㄊ褂?,?lián)發(fā)科則搭配著自家的天璣處理器。
例如在驍龍888+、驍龍8Gen1和驍龍888處理器上都集成了高通的FastConnect 6900芯片,類(lèi)似的,聯(lián)發(fā)科的天璣9000和天璣8000系列也集成著支持2x2 MIMO和藍(lán)牙5.3的WiFi 6E芯片。 不同于高通和聯(lián)發(fā)科,博通主張的是差異化的競(jìng)爭(zhēng)策略,其采取了單芯片的策略主打高端市場(chǎng)。高通和聯(lián)發(fā)科的WiFi芯片主要面向眾多手機(jī)廠(chǎng)商,而博通的大客戶(hù)則是蘋(píng)果公司。不過(guò),隨著WiFi 芯片被集成在移動(dòng)處理器 SoC中的趨勢(shì)愈發(fā)明顯,對(duì)博通的影響愈發(fā)不利。
其次是路由器場(chǎng)景下WiFi芯片的應(yīng)用。目前家用路由器上的WiFi 芯片競(jìng)爭(zhēng)格局與智能手機(jī)端類(lèi)似,整體滲透率相對(duì)較高,各系統(tǒng)廠(chǎng)商都在積極主推 WiFi 6 產(chǎn)品。但是路由器 WiFi 6 芯片技術(shù)壁壘較高,目前只有少數(shù)芯片廠(chǎng)商可以供貨,包括高通、博通、英特爾以及海思,但系統(tǒng)廠(chǎng)商使用高通和博通的主芯片居多。
最后是IoT場(chǎng)景下WiFi芯片的應(yīng)用。相較于智能手機(jī),IoT場(chǎng)景下WiFi 芯片技術(shù)壁壘、成本投入都要高出不少,雖然國(guó)際大廠(chǎng)一直在緊隨最新的技術(shù)規(guī)范,不斷地更新產(chǎn)品世代,但是在IoT場(chǎng)景的實(shí)際需求中,仍然有大部分停留在WiFi 4/5 ,這也使得國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商在IoT WiFi 芯片上占據(jù)一席之地。 在競(jìng)爭(zhēng)激烈的WiFi 賽道,持續(xù)加速的不止是國(guó)外的通信芯片大廠(chǎng),中國(guó)大陸的WiFi芯片公司也在快速起步。
02
中國(guó)的WiFi芯片公司
在IoT市場(chǎng)的持續(xù)刺激下,2015年國(guó)內(nèi)應(yīng)用于IoT的WiFi芯片迎來(lái)了第一次“爆發(fā)式”增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)的芯片公司如華為海思、樂(lè)鑫、博通集成等在WiFi 4IoT芯片領(lǐng)域抓住契機(jī),強(qiáng)勢(shì)出道。此后多年,國(guó)內(nèi)WiFi芯片市場(chǎng)一直風(fēng)起云涌,不止是一眾老將在主戰(zhàn)沙場(chǎng),在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體熱潮之下,也有數(shù)十家WiFi新貴爭(zhēng)相涌入。
華為海思開(kāi)始研發(fā)WiFi芯片的時(shí)間相對(duì)較早,2015年的時(shí)候其產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始在市場(chǎng)小批量出貨,磨煉至今海思已經(jīng)成為國(guó)產(chǎn)WiFi芯片賽道里的優(yōu)秀標(biāo)的。2020年初海思就發(fā)布了自研的WiFi 6+技術(shù),并曝光了兩款自研的WiFi 6芯片:凌霄650和麒麟W650。
樂(lè)鑫科技在IoT WiFi MCU通信芯片領(lǐng)域具有領(lǐng)先的市場(chǎng)地位,根據(jù) Techno Systems Research 2021 年 5 月發(fā)布的研究報(bào)告 2021 Wireless Connectivity Market Analysis 顯示,樂(lè)鑫科技是IoT WiFi 芯片領(lǐng)域的主要供應(yīng)商之一, 2020 年度全球出貨量市占率第一,累計(jì)出貨IoT WiFi 芯片 7 億顆以上。早年樂(lè)鑫科技單靠著一顆型號(hào)為ESP8089的單WiFi芯片打天下,以超高的性?xún)r(jià)比在白牌平板市場(chǎng)占據(jù)了不小的市場(chǎng)份額。目前其產(chǎn)品以 2.4GHz 頻段上的 WiFi 4 和 WiFi 6 產(chǎn)品為主,正在研發(fā) 5GHz 頻段上的IoT WiFi 6 芯片,并著手準(zhǔn)備更高頻段 6GHz的 WiFi 6E 產(chǎn)品線(xiàn)。
博通集成長(zhǎng)期專(zhuān)注于研發(fā)設(shè)計(jì)高集成度、低能耗的無(wú)線(xiàn)數(shù)傳類(lèi)芯片產(chǎn)品和無(wú)線(xiàn)音頻類(lèi)芯片產(chǎn)品,公司目前已積累了上百個(gè)產(chǎn)品,覆蓋幾十個(gè)不同的無(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)議,例如最新國(guó)標(biāo)ETC芯片、應(yīng)用于IoT的WiFi芯片、藍(lán)牙芯片以及GPS芯片等。2021 年,博通集成通過(guò) WiFi 聯(lián)盟的 WiFi 6 認(rèn)證,推出了全球首款 WiFi 6 IoT芯片。
紫光展銳在2019年就發(fā)布了一款WiFi 5 (801.11ac) 無(wú)線(xiàn)連接解決方案—春藤5623,這是國(guó)內(nèi)首款 WiFi 5 + BT 5 + MCU 的高集成 AIoT 解決方案,采用22nm工藝打造,在功耗方面表現(xiàn)不錯(cuò),主要面向智慧家庭應(yīng)用。近幾年又推出了RDA5995和RDA5621等系列,主打極致性?xún)r(jià)比,可替代部分來(lái)自中國(guó)臺(tái)灣的進(jìn)口WiFi芯片。
在這個(gè)領(lǐng)域,這幾年也崛起了不少新秀,目前已經(jīng)有一些廠(chǎng)商取得了突破性的進(jìn)展。比如:康希通信的WiFi 5射頻前端芯片推出市場(chǎng)不久即出貨千萬(wàn)片以上,更是率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)最新的WiFi 6技術(shù)射頻前端芯片的量產(chǎn)。南方硅谷在2018年單月WiFi出貨量曾超過(guò)300萬(wàn)顆。瑞芯微自主研發(fā)的WiFi芯片—RK912,搭配自家的SoC主控捆綁銷(xiāo)售,也有著不錯(cuò)的出貨量。此外還有瀾起科技和靈芯微等都在WiFi芯片領(lǐng)域有所布局。
得益于近年來(lái)IoT等領(lǐng)域的快速發(fā)展,全球整體WiFi芯片市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),根據(jù)Gartner預(yù)估,WiFi 6到2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到220億美金,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為114%。未來(lái)數(shù)年內(nèi),基于WiFi 6的無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品將會(huì)迅速進(jìn)入市場(chǎng),并成為無(wú)線(xiàn)連接應(yīng)用的關(guān)鍵力量。 如今,中國(guó)的WiFi芯片公司雖然與國(guó)際巨頭還有著明顯差距,但是也不乏優(yōu)秀者具備研發(fā)WiFi 5和WiFi 6的能力,各家廠(chǎng)商都在尋找新的細(xì)分市場(chǎng)切入點(diǎn),具體看一下中國(guó)WiFi市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局。
03
國(guó)產(chǎn)WiFi芯片競(jìng)爭(zhēng)格局
內(nèi)卷WiFi 4
WiFi 4芯片具有應(yīng)用范圍廣、市場(chǎng)空間大、技術(shù)壁壘相對(duì)較低、入局易的特點(diǎn),因此受到中國(guó)WiFi廠(chǎng)商的青睞。WiFi 4芯片主要應(yīng)用在智能家居、智能監(jiān)控,白色家電等市場(chǎng),其中網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、智能插座、WiFi智能燈等應(yīng)用的市場(chǎng)規(guī)模較大,是目前的主流智能家居產(chǎn)品。
如今,各大芯片廠(chǎng)商都在追隨著協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的步伐逐步推出符合新協(xié)議的 WiFi 芯片,但是就中國(guó)市場(chǎng)來(lái)說(shuō),目前出貨最多的還是WiFi 4芯片。根據(jù)與非研究院對(duì)中國(guó)29家WiFi芯片廠(chǎng)商的研究數(shù)據(jù)顯示,有57%的企業(yè)正在研發(fā)WiFi 4技術(shù),18%的企業(yè)正在研發(fā)WiFi 5技術(shù),只有25%的企業(yè)正在研發(fā)WiFi 6/6E技術(shù)。上文提到樂(lè)鑫科技現(xiàn)有產(chǎn)品就是以WiFi 4為主。
WiFi芯片與射頻芯片有著相似的競(jìng)爭(zhēng)格局,細(xì)分市場(chǎng)對(duì)手眾多且毛利低導(dǎo)致惡性競(jìng)爭(zhēng)。如今,隨著WiFi技術(shù)的進(jìn)步,WiFi 6芯片廠(chǎng)商也開(kāi)始擠壓WiFi 4芯片廠(chǎng)商的市場(chǎng)份額,他們正在推出2.4GHz WiFi 6單頻芯片,以同價(jià)的方式去替換WiFi 4芯片。可見(jiàn),WiFi 4芯片市場(chǎng)的內(nèi)卷正在加速。
缺席WiFi 5
相較于WiFi 4芯片,WiFi 5芯片可提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度和更好的性能,但是其市場(chǎng)浪潮相比WiFi 4和WiFi 6芯片似乎要小得多,這是因?yàn)閃iFi 5在IoT領(lǐng)域應(yīng)用較少,在智能手機(jī)上的應(yīng)用要相對(duì)多一些,再加上WiFi 6具有兼容WiFi 4和WiFi 5的特性,因此WiFi 5更容易被更先進(jìn)的WiFi 6所取代,這也使得許多國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商不愿意重蹈WiFi 5的覆轍,直接投入WiFi 6的研發(fā)。
發(fā)力WiFi 6
在錯(cuò)過(guò)WiFi 5后,國(guó)內(nèi)的廠(chǎng)商將更多精力放在了WiFi 6上,WiFi 6芯片也成為當(dāng)下競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。 WiFi 6兼容了WiFi 4與WiFi 5的優(yōu)點(diǎn),不僅能兼容低速和高速設(shè)備,還能擁有更高的數(shù)據(jù)容量和更高的傳輸速度。目前WiFi 6芯片的主要出貨量集中在手機(jī)、筆記本電腦、路由器及網(wǎng)關(guān)以及流媒體應(yīng)用上(比如智能電視等),這幾大市場(chǎng)對(duì)WiFi6芯片的性能要求高,平臺(tái)合作的綁定性較強(qiáng),一直以來(lái)被高通、博通、聯(lián)發(fā)科以及英特爾等占據(jù),國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商想要趕超相對(duì)較難。
不過(guò),目前中國(guó)大陸已經(jīng)涌現(xiàn)出一批WiFi芯片初創(chuàng)企業(yè),技術(shù)和資金都已具備,正在WiFi 6芯片賽道持續(xù)發(fā)力。除了上文提到的公司,晶晨科技、恒玄科技、翱捷科技等公司也都已有產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
根據(jù)來(lái)自 Global Market Insights 的數(shù)據(jù)顯示,2021 年全球WiFi芯片市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)200億美元。從 2021 年到 2028 年,預(yù)計(jì)年平均復(fù)合成長(zhǎng)率為 2.5%。到2025年,全球WiFi 芯片市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 220 億美元。WiFi 6 芯片從2019年開(kāi)始出貨,預(yù)計(jì)到2025年,WiFi 6 的市場(chǎng)份額將占到全部 WiFi芯片的 52%左右,其中包括 WiFi 6E 芯片。 在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái),中國(guó)大陸芯片企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)在先進(jìn)WiFi芯片研發(fā)上的追趕,還需要華為海思、樂(lè)鑫科技等頭部企業(yè)扛起大旗。
逐鹿WiFi 7
現(xiàn)階段全球WiFi 7技術(shù)規(guī)范尚未落定,但在元宇宙、自動(dòng)駕駛、AIOT等新概念、新應(yīng)用的推動(dòng)下,業(yè)界自然普遍看好后續(xù)市場(chǎng)的發(fā)展。面對(duì)未來(lái)可觀(guān)的藍(lán)海市場(chǎng),WiFi芯片頭部廠(chǎng)商都在搶奪先機(jī)。 截至2022年底,三大芯片廠(chǎng)商(高通、博通、聯(lián)發(fā)科)均已發(fā)布了WiFi 7芯片方案,博通發(fā)布了完整的WiFi 7產(chǎn)品組合;高通推出全球首款WiFi 7芯片“FastConnect 7800”;聯(lián)發(fā)科也發(fā)布 WiFi 7 無(wú)線(xiàn)連接平臺(tái)解決方案 — Filogic 880 和 Filogic 380。同時(shí)各大路由器廠(chǎng)商和網(wǎng)卡廠(chǎng)商均積極推出了WiFi 7產(chǎn)品。
2023年初,TP-Link,小米,華三等路由器廠(chǎng)商先后發(fā)布了搭載上述芯片的WiFi 7路由器。 目前在國(guó)產(chǎn)WiFi 7領(lǐng)域,還未有廠(chǎng)商推出新技術(shù)、產(chǎn)品。不過(guò),WiFi 7全面商用的第一槍已經(jīng)打響。隨著芯片的規(guī)模出貨,相信會(huì)有更多WiFi 7商用產(chǎn)品推出,期待國(guó)產(chǎn)WiFi 7芯片的亮相。
04 不得不提的WiFi FEM
WiFi FEM是WiFi通信中的一系列射頻前端電路,如功率放大器(PA)、射頻開(kāi)關(guān)、低噪聲放大器(LNA)集成在一起的射頻模組芯片,主要應(yīng)用在路由器、企業(yè)AP以及各種無(wú)線(xiàn)收發(fā)場(chǎng)景上。
隨著WiFi 6芯片市場(chǎng)的發(fā)展,WiFi 6 FEM市場(chǎng)也是一個(gè)值得關(guān)注的重點(diǎn)。 對(duì)于WiFi 6芯片的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),三伍微創(chuàng)始人鐘林曾發(fā)文指出,WiFi 6芯片研發(fā)難點(diǎn)集中于底層協(xié)議/通信協(xié)議+算法,相比WiFi 4和WiFi 5,WiFi 6芯片的底層協(xié)議/通信協(xié)議和算法更加復(fù)雜,需多招資深團(tuán)隊(duì)、多理解協(xié)議、多做測(cè)試,提高設(shè)計(jì)水平。其中,路由器SoC涉及多項(xiàng)新技術(shù)挑戰(zhàn),研發(fā)難度最高,而且射頻前端也是難啃的骨頭。
全球WiFi FEM大部分市場(chǎng)被Skyworks和Qorvo兩大巨頭占據(jù),隨著國(guó)內(nèi)WiFi 6市場(chǎng)的爆發(fā),包括卓勝微、三伍微和上??迪5缺就翉S(chǎng)商都在布局WiFi 6 FEM市場(chǎng)。然而,這一市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)—難、惡劣且復(fù)雜。 自進(jìn)入2023年后,國(guó)內(nèi)WiFi 6 FEM市場(chǎng)就開(kāi)啟了價(jià)格戰(zhàn),市場(chǎng)價(jià)格開(kāi)始一路走低。
有業(yè)內(nèi)人士透露,談好的項(xiàng)目被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手以WiFi 6芯片虧本30%的代價(jià)搶走,市場(chǎng)開(kāi)始陷入高強(qiáng)度內(nèi)卷中。在這之后的邏輯不言而喻,那便是產(chǎn)品的同質(zhì)化,逼迫國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商只能依靠?jī)r(jià)格來(lái)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。 想要逃離這場(chǎng)惡劣的戰(zhàn)爭(zhēng),還需要國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商推出更有性能競(jìng)爭(zhēng)力的WiFi射頻前端產(chǎn)品,同時(shí)也可以助力中國(guó)WiFi技術(shù)向更高的階層發(fā)展。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:國(guó)產(chǎn)WiFi芯片大有可為
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