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標題: 55家國產(chǎn)無線連接(藍牙/WiFi/NB-IoT/LoRa/UWB)芯片 ... [打印本頁]

作者: 希慕阿巴阿巴    時間: 2022-11-9 15:14
標題: 55家國產(chǎn)無線連接(藍牙/WiFi/NB-IoT/LoRa/UWB)芯片 ...
自從AspenCore分析師團隊去年發(fā)布《30家國產(chǎn)無線連接(藍牙/Wi-Fi/NB-IoT/LoRa)芯片廠商調(diào)研報告》以來,無線連接技術(shù)和市場都發(fā)生了很大變化,比如WiFi  6的快速滲透,藍牙LE  Audio的應(yīng)用,以及新興的超寬帶(UWB)技術(shù)及應(yīng)用。此外,國產(chǎn)無線連接芯片廠商格局也有不小的變動,我們匯編收錄的廠商也從30家增長至55家。
本報告不但是去年報告的更新,在報告內(nèi)容和展示方面也做了很大改動。主要報告內(nèi)容包括:

無線連接市場趨勢

藍牙
藍牙技術(shù)已經(jīng)從最初的音頻傳輸擴展到低功耗數(shù)據(jù)傳輸、室內(nèi)位置服務(wù)和可靠的大規(guī)模設(shè)備網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。根據(jù)ABI  Research的市場統(tǒng)計和預測,2021年到2026年,全球藍牙設(shè)備的年出貨量將增長 1.5倍,復合年增長率 (CAGR) 為  9%,到2026年藍牙設(shè)備年出貨量將首次突破70億件。

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WiFi 6/6E
據(jù)權(quán)威市場調(diào)研機構(gòu)預測,全球Wi-Fi 6市場規(guī)模今年將達到115億美元,到2027年增長到262億美元,CAGR為17.9%。另據(jù)IDC  2021年發(fā)布的Wi-Fi 6市場報告,今年WiFi 6設(shè)備的出貨量將超過35億部,其中有20%支持6 GHz頻段;到2025年WiFi  6設(shè)備的出貨量將達到52億部,其中有41%為WiFi 6E設(shè)備。
NB-IoT
預計到2022年底,中國NB-IoT基站數(shù)將超過70萬個,已能基本實現(xiàn)大部分重要場景的覆蓋。目前中國移動實現(xiàn)全國346個城市NB-IoT的主要覆蓋(實現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)以上主干道覆蓋),中國電信NB-IoT的整體覆蓋率達到97.84%的水平,中國聯(lián)通也已建成了8個核心城市節(jié)點的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)。截至2022年,國內(nèi)三大運營商的物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)約為11.5億個,如果按照42%的占比粗略計算,估計2G網(wǎng)絡(luò)承載的連接數(shù)將近5億個,是NB-IoT巨大的潛在市場。2G、3G退網(wǎng),2025年蜂窩物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將主要為5G、4G、LTE-M和NB-IoT承載,其中NB-IoT的占比為45%,長大空間廣闊。
UWB
據(jù)Techno Systems市場調(diào)研預測,UWB具有與藍牙和WiFi同等市場規(guī)模的發(fā)展?jié)摿?,預計到2027年全球UWB芯片出貨量將超過12億顆,其中占比最高的是智能手機和汽車應(yīng)用。

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國產(chǎn)無線連接芯片上市公司2022年上半年運營分析

我們從眾多無線連接芯片廠商中挑選這7家上市公司,對其2022年上半年的財報和運營進行了綜合性對比。其中恒玄科技、樂鑫科技、博通集成、中科藍訊和炬芯科技這5家公司的業(yè)務(wù)和營收基本上全部來自無線連接芯片產(chǎn)品及相關(guān)業(yè)務(wù),而翱捷科技和匯頂科技的無線連接芯片產(chǎn)品營收占其總營收的比例較小。此外,兆易創(chuàng)新和國民技術(shù)也分別有無線MCU和藍牙芯片產(chǎn)品,但因為營收占比較低且在財報中沒有明確區(qū)別開來,因此我們在分析中沒有列出。
還有幾家準備IPO的無線連接芯片公司,包括泰凌微電子、安凱微和沁恒微。但因為無法獲取這些公司今年上半年的財務(wù)數(shù)據(jù),因此也沒有列入在內(nèi)。

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注:
現(xiàn)按照幾個財務(wù)和運營指標來對比分析這7家有代表性的國產(chǎn)無線連接芯片廠商。
國產(chǎn)無線連接芯片廠商案例分析:樂鑫科技

樂鑫科技是一家在科創(chuàng)板上市的AIoT芯片及無線連接方案開發(fā)商,其獨特的商業(yè)模式、定位和核心競爭力在國內(nèi)外無線連接芯片廠商中都是特別令人關(guān)注的,AspenCore分析師團隊也因此特意挑選這家公司作為代表,對國產(chǎn)無線連接芯片廠商進行一個案例分析。
樂鑫科技的商業(yè)模式可以歸結(jié)為:從開發(fā)者生態(tài)發(fā)展而來的特有商業(yè)模式B2D2B (Business-to-Developer-to-Business)。其優(yōu)勢如下:

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企業(yè)定位:樂鑫的戰(zhàn)略目標是發(fā)展成為一家物聯(lián)網(wǎng)平臺型公司,結(jié)合芯片硬件、軟件方案以及云計算技術(shù),向全球所有的企業(yè)和開發(fā)者們提供一站式的AIoT產(chǎn)品和服務(wù)。
產(chǎn)品定位:針對AIoT應(yīng)用的Wireless MCU,公司產(chǎn)品以“處理+連接”為方向。 “處理”以MCU為核心,包括AI計算;“連接”以無線通信為核心,目前已包括Wi-Fi、藍牙和Thread、Zigbee技術(shù),產(chǎn)品邊界擴大至Wireless SoC領(lǐng)域。

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核心技術(shù):WiFi 6、RISC-V處理器內(nèi)核、射頻和基帶技術(shù)、BLE、AI語音識別和圖像處理、AIoT云平臺。
核心競爭力


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1. 芯片競爭力
樂鑫成立初期即開始研發(fā)設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi MCU通信芯片,目前產(chǎn)品已拓展至Wireless  SoC領(lǐng)域。在物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域積累了一系列擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù),如基于RISC-V指令集MCU架構(gòu)、Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)方法及其架構(gòu)、大功率Wi-Fi射頻技術(shù)、高度集成的芯片設(shè)計技術(shù)、多Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備分組集體控制系統(tǒng)、AI硬件加速等。
該公司基于Wi-Fi的基礎(chǔ)研發(fā)能力,已成功向其他無線連接技術(shù)擴展,包括低功耗藍牙、Thread/Zigbee等,為客戶提供更多產(chǎn)品選擇。其產(chǎn)品具有集成度高、尺寸小、功耗低、計算能力強、內(nèi)存空間大、安全機制完善等特點。其用戶遍布全球200多個國家和地區(qū),已經(jīng)獲得眾多知名品牌客戶認可。
2. 系統(tǒng)競爭力
掌握系統(tǒng)級軟件能力的優(yōu)勢在于掌握底層核心軟件開發(fā)能力,在需要與第三方平臺協(xié)作時即可發(fā)揮優(yōu)勢。樂鑫的硬件產(chǎn)品不僅可支持原生的自帶操作系統(tǒng)的開發(fā)框架ESP-IDF,還可以支持第三方的操作系統(tǒng),例如NuttX、Zephyr、小米Vela、開源鴻蒙等。在海外制定新的智能家居標準Matter時,該公司的產(chǎn)品也能夠第一時間提供技術(shù)支持,目前已支持多家客戶實現(xiàn)標準適配。
3. 軟件競爭力
軟件方案:在系統(tǒng)級軟件開發(fā)能力之外,離用戶更近一層的就是軟件應(yīng)用開發(fā)能力。在操作系統(tǒng)之上,就是眾多的軟件應(yīng)用方案,包括AI人工智能(離/在線智能語音識別與控制、圖像識別)、Wi-Fi   Mesh組網(wǎng)、BLE-Mesh組網(wǎng)、觸控功能、各類外設(shè)驅(qū)動等多項應(yīng)用功能,涵蓋了下游客戶主要的開發(fā)需求,極大的降低了客戶應(yīng)用開發(fā)的門檻及成本。同時,公司還提供了大量應(yīng)用示例,可幫助開發(fā)者大幅提高產(chǎn)品開發(fā)的效率。
4. 生態(tài)競爭力
樂鑫的目標是打造集芯片硬件、軟件、客戶業(yè)務(wù)應(yīng)用、開發(fā)者社區(qū)為一體的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。具體表現(xiàn)在:
此外,樂鑫ESP  RainMaker為客戶提供了一套一站式、免開發(fā)、免運維的AIoT云解決方案,包含從底層芯片到設(shè)備固件、第三方語音助手集成、移動端  APP,以及設(shè)備管理看板等完整服務(wù)。客戶使用ESP  RainMaker,最快一周就能實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的構(gòu)建與部署。依托ESP  RainMaker私有化的特性,設(shè)備廠商也可以打造獨立的品牌生態(tài),通過自有云服務(wù),為終端客戶提供更多增值服務(wù)。借助ESP   RainMaker的設(shè)備管理看板,客戶還將實現(xiàn)設(shè)備的批量管理、OTA升級、設(shè)備診斷和業(yè)務(wù)分析。云服務(wù)與其芯片產(chǎn)品形成互補作用,進一步提升用戶體驗。實現(xiàn)硬件、軟件應(yīng)用和云端一站式的產(chǎn)品服務(wù)戰(zhàn)略。
樂鑫的未來業(yè)務(wù)增長將來自于以下幾項驅(qū)動因素:
55家國產(chǎn)無線連接芯片廠商調(diào)查統(tǒng)計

AspenCore分析師團隊匯總了55家國產(chǎn)無線連接芯片廠商,這些公司的主要技術(shù)和產(chǎn)品涵蓋WiFi/WiFi 6、藍牙/BLE、藍牙音頻SoC、藍牙無線MCU、NB-IoT、CAT1、LoRa和UWB等無線領(lǐng)域。

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現(xiàn)對這55家廠商統(tǒng)計分析如下:
新興無線連接技術(shù)、標準及應(yīng)用

Matter:統(tǒng)一無線連接和智能家居標準
2019年,智能家居開源標準Matter首次由亞馬遜、蘋果、谷歌、三星 SmartThings  和ZigBee聯(lián)盟聯(lián)合發(fā)起提出,當時被稱為IP互聯(lián)家庭項目(簡稱CHIP)。該項目旨在開發(fā)、推廣一項免除專利費的新連接協(xié)議,將  Zigbee、Thread、藍牙和 Wi-Fi 等不同協(xié)議組件整合到一個總體標準中,以簡化智能家居設(shè)備商的開發(fā)成本,提高產(chǎn)品之間兼容性。
2021年,Matter取代原先的CHIP成為該標準的正式名稱,ZigBee聯(lián)盟也更名為連接標準聯(lián)盟(簡稱CSA)。作為智能家居新的連接標準,Matter提供一種基于IP的統(tǒng)一連接協(xié)議,讓來自不同品牌的智能門鎖、智能音箱、智能水壺、空調(diào)、電視、窗簾、電燈等設(shè)備都可以在Matter平臺上更順暢地交互,從而提供更好的家居產(chǎn)品實用性和用戶體驗。
今年10月,CSA宣布Matter 1.0技術(shù)規(guī)范正式發(fā)布,認證計劃同時開放。智能家居品牌可以對其產(chǎn)品進行相關(guān)測試和認證,一旦獲得認證,就可以開始銷售帶有Matter 標志的設(shè)備。

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Matter 1.0版本通過 Wi-Fi、Thread 和以太網(wǎng)運行,并使用低功耗藍牙進行設(shè)備調(diào)試,以支持一系列智能家居設(shè)備,包括照明和電氣、HVAC 控制、窗簾、安全傳感器、門鎖和媒體設(shè)備。
這是智能家居發(fā)展史上的里程碑事件,意味著來自物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)從芯片到零售的各個環(huán)節(jié)的聯(lián)盟成員從此可以擁有一套完整的解決方案,能夠為市場提供跨品牌和跨生態(tài)互聯(lián)互通的新一代產(chǎn)品,讓消費者體驗更好的隱私保護、安全和便捷。
現(xiàn)有設(shè)備中普遍采用Zigbee、Z-Wave和其他物聯(lián)網(wǎng)無線協(xié)議,雖然無法直接連接到Matter,但有無線協(xié)議連接的基礎(chǔ)--橋接是Matter連接到這些現(xiàn)有設(shè)備的關(guān)鍵,只需要在新設(shè)備中集成這樣的橋接網(wǎng)關(guān),就可以讓現(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)與Matter網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互操作。

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Matter 橋接設(shè)備允許用戶無差別控制自己的 Matter 和非 Matter 設(shè)備
在 Matter 生態(tài)系統(tǒng)中,非 Matter 設(shè)備可以作為“被橋接設(shè)備”節(jié)點,通過橋接設(shè)備完成其他協(xié)議(如 Zigbee)和 Matter 協(xié)議之間的映射,從而與系統(tǒng)中的 Matter 設(shè)備進行通信。
WiFi 6和WiFi 7:大帶寬、多用戶和低時延以滿足極高吞吐量(EHT)應(yīng)用需求
WiFi 6(802.11ax)是繼Wi-Fi 5  (802.11ac)之后的最新一代Wi-Fi標準,引入了OFDMA、上/下行MU-MIMO、BSS Coloring、TWT等新技術(shù)。WiFi  6在性能上得到了很大提升,帶寬和并發(fā)用戶數(shù)相比Wi-Fi 5提升了4倍,并且時延更低、更節(jié)能。
Wi-Fi  6是為了應(yīng)對高密度無線接入和高容量的無線業(yè)務(wù),比如室外大型公共場所、高密場館、室內(nèi)高密無線辦公、電子教室等場景。在這些應(yīng)用場景中,接入Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的客戶端設(shè)備呈現(xiàn)巨大增長,另外還有不斷增加的語音及視頻流量也對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)帶來壓力。比如,4K視頻流(帶寬要求50Mbps/人)、語音流(時延小于30ms)、VR流(帶寬要求75Mbps/人,時延小于15ms)對帶寬和時延是十分敏感的,如果網(wǎng)絡(luò)擁塞或重傳導致傳輸延時,將對用戶體驗帶來較大影響。WiFi  6的高帶寬和用戶容量等性能可以滿足這些需求,市場預測WiFi 6有望在三年內(nèi)替代WiFi 5而成為主流。
隨著WLAN技術(shù)的發(fā)展,家庭、企業(yè)和商業(yè)場所越來越依賴Wi-Fi,并將其作為接入網(wǎng)絡(luò)的主要手段。近年來出現(xiàn)的新型應(yīng)用對吞吐率和時延要求也更高,比如4K和8K視頻(傳輸速率可能會達到20Gbps)、VR/AR、游戲(時延要求低于5ms)、遠程辦公、在線視頻會議和云計算等。雖然Wi-Fi  6標準已經(jīng)對高密場景下的用戶體驗給予了特別關(guān)注,然而面對更高要求的吞吐率和時延依舊無法完全滿足需求。
于是,IEEE 802.11發(fā)布了新的修訂標準IEEE 802.11be,即具有極高吞吐量EHT(Extremely High  Throughput )的下一代標準WiFi 7。Wi-Fi 7在Wi-Fi  6的基礎(chǔ)上引入了320MHz帶寬、4096-QAM、Multi-RU、多鏈路操作、增強MU-MIMO、多AP協(xié)作等技術(shù),從而可提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的時延。Wi-Fi  7預計能夠支持高達30Gbps的吞吐量,大約是Wi-Fi 6的3倍。

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Wi-Fi 7可支持如下新的特性:
Wi-Fi 7的應(yīng)用場景包括:視頻流、視頻/語音會議、無線游戲、實時協(xié)作、云/邊緣計算、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、沉浸式AR/VR,以及互動遠程醫(yī)療等。
BLE Auracast:低延時、低功耗和更好的音頻體驗
最近,藍牙聯(lián)盟宣布完成期待已久的LE  Audio系列規(guī)范,不但極大提升了藍牙音頻性能,而且可以支持助聽功能,還發(fā)布了新的廣播音頻Auracast。這種新的廣播音頻技術(shù)將可以讓音頻源設(shè)備(比如智能手機)同時向無數(shù)多個音頻接收設(shè)備(比如TWS耳機、揚聲器、助聽器等)廣播推送一個或多個音頻流。Auracast將改變我們與他人和外部世界交互溝通的方式,可以讓用戶獲取更好的收聽體驗。
Auracast廣播音頻將使所有類型的公共場所--從機場和會議中心等大型場所到體育館、電影院和禮拜堂等小型場所--都能提供高質(zhì)量音頻體驗,提高客戶的滿意度,增加可及性。典型應(yīng)用場景包括:
超寬帶(UWB):高精度測距和室內(nèi)定位技術(shù)
跟WiFi和藍牙一樣,超寬帶(UWB)是一種短距離無線通信協(xié)議,自從2019年蘋果在其iPhone  11中引入UWB芯片U1和AirTag功能以來,UWB便開始走入大眾視野,成為短距離無線通信和精確定位的熱門應(yīng)用。UWB原本限于軍事用途,2002年美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)發(fā)布UWB商用化規(guī)范,允許UWB使用非授權(quán)許可的頻帶,其頻率范圍從3.1至10.5  GHz。FCC和國際電信聯(lián)盟 (ITU) 將UWB 定義為發(fā)射信號帶寬超過500  MHz的天線傳輸,這種基于脈沖的通信系統(tǒng)的每個發(fā)射脈沖可以占用至少500 MHz的UWB 帶寬。
UWB不使用載波,而是利用納秒(ns)至皮秒(ps)級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù),所采用的時間調(diào)變技術(shù)令其傳送速度大大提高,而且耗電量相對較低,而且具有精確的定位能力。與常見的無線通信所使用的連續(xù)載波方式不同,UWB采用極短的脈沖信號來傳送數(shù)據(jù),這些脈沖所占用的帶寬可以達到幾個GHz,因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到幾百Mbps。因為使用的是極短脈沖,在高速通信的同時,UWB設(shè)備的發(fā)射功率卻很小,僅僅只有目前連續(xù)載波系統(tǒng)的幾百分之一。

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與其他短距離通信協(xié)議相比,UWB 的頻譜密度如上所示。 UWB在信號密集的環(huán)境中可以高效運行,幾乎沒有干擾。它在3.1-10.6  GHz的頻率范圍內(nèi)工作,所需傳輸功率從0.5mW 到41.3  dBm/MHz。UWB的傳輸距離在10米左右,其傳輸速率高達480Mbps,比藍牙高數(shù)十倍,非常適合多媒體信息的大量傳輸。

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UWB的主要應(yīng)用包括:通信和感應(yīng)、定位和跟蹤,以及雷達探測。相比WiFi和藍牙定位技術(shù),UWB的高精度測距和室內(nèi)定位功能具備以下優(yōu)勢:

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UWB的主要應(yīng)用場景包括:
目前可以供應(yīng)UWB芯片及應(yīng)用方案的國際廠商包括:
國內(nèi)UWB芯片廠商包括:紐瑞芯、馳芯半導體、精位科技、清研訊科、瀚巍微電子、優(yōu)智聯(lián)、捷揚微。
附錄:55家無線連接芯片廠商詳細信息

下面我們將從核心技術(shù)、主要產(chǎn)品、應(yīng)用市場和競爭力等方面對這55家公司逐一展示。
奕斯偉計算
愛科微
科睿微
吾愛易達
智聯(lián)安
啟緯科技
紐瑞芯科技
馳芯半導體
優(yōu)智聯(lián)
精位科技
清研訊科
捷揚微
安凱微
山景集成電路
朗力半導體
尊湃通訊
慧聯(lián)科技
清微智能
香港卓榮
恒玄科技
博流智能
聯(lián)睿微電子
磐啟微
炬芯科技
泰凌微電子
杰理科技
中科藍訊
上海巨微
倫茨科技
桃芯科技
奉加微電子
兆煊微
博通集成
樂鑫科技
富芮坤
易兆微電子
矽昌通信
速通半導體
新向遠微電子
聯(lián)盛德微電子
亮牛半導體
南方硅谷
移芯通信
致遠電子
升哲科技
翱捷科技
匯頂科技:藍牙音頻和NB-IoT芯片及無線解決方案
紫光展銳:藍牙、WiFi、NB-IoT和CAT 1芯片
華為海思:WiFi 6、NB-IoT芯片及解決方案
中興微電子:NB-IoT芯片及方案
兆易創(chuàng)新:WiFi無線MCU
國民技術(shù):藍牙芯片
沁恒微:藍牙MCU
芯翼信息:NB-IoT芯片
珠海泰芯:Wi-Fi HaLow和無線MCU
來源:電子工程專輯
作者:Steve Gu(顧正書)
參考原文:55家國產(chǎn)無線連接(藍牙/WiFi/NB-IoT/LoRa/UWB)芯片廠商分析報告

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