wifi芯片是一种用于无线网络连接的芯片,内部包括射频收发器、基带处理器、天线等组件。它的工作原理是通过射频收发器将数字信号转换成无线电波信号,然后通过天线将信号发送出去。当其他设备接收到这个信号后,它们会将信号转换成数字信号,并通过基带处理器进行解码和处理,然后将处理后的数据传输到计算机或其他设备上。
wifi芯片的使用频率包括2.4ghz和5ghz。在其工作过程中,还需要进行一系列的协议来规定其工作方式和数据传输方式,以确保设备之间的互通性和兼容性。如今的无线局域网标准已经演进到第六代(802.11ax),第七代正在开发中。
01
wifi芯片的市场格局
wifi芯片的应用场景主要分为三种:分别是用于智能手机、平板和电视等需要大流量接入终端的wifi芯片;iot场景和用于路由器的wifi芯片。它在不同的应用领域呈现不同的市场格局。
首先看智能手机wifi芯片的市场格局。智能手机用wifi芯片的主要参与者是高通和联发科,这两家公司的发展策略相似,都是推行wifi芯片与处理器soc芯片集成化策略,高通的fastconnect系列产品主要与自家骁龙处理器绑定使用,联发科则搭配着自家的天玑处理器。
例如在骁龙888+、骁龙8gen1和骁龙888处理器上都集成了高通的fastconnect 6900芯片,类似的,联发科的天玑9000和天玑8000系列也集成着支持2x2 mimo和蓝牙5.3的wifi 6e芯片。 不同于高通和联发科,博通主张的是差异化的竞争策略,其采取了单芯片的策略主打高端市场。高通和联发科的wifi芯片主要面向众多手机厂商,而博通的大客户则是苹果公司。不过,随着wifi 芯片被集成在移动处理器 soc中的趋势愈发明显,对博通的影响愈发不利。
其次是路由器场景下wifi芯片的应用。目前家用路由器上的wifi 芯片竞争格局与智能手机端类似,整体渗透率相对较高,各系统厂商都在积极主推 wifi 6 产品。但是路由器 wifi 6 芯片技术壁垒较高,目前只有少数芯片厂商可以供货,包括高通、博通、英特尔以及海思,但系统厂商使用高通和博通的主芯片居多。
最后是iot场景下wifi芯片的应用。相较于智能手机,iot场景下wifi 芯片技术壁垒、成本投入都要高出不少,虽然国际大厂一直在紧随最新的技术规范,不断地更新产品世代,但是在iot场景的实际需求中,仍然有大部分停留在wifi 4/5 ,这也使得国内厂商在iot wifi 芯片上占据一席之地。 在竞争激烈的wifi 赛道,持续加速的不止是国外的通信芯片大厂,中国大陆的wifi芯片公司也在快速起步。
02
中国的wifi芯片公司
在iot市场的持续刺激下,2015年国内应用于iot的wifi芯片迎来了第一次“爆发式”增长。国内的芯片公司如华为海思、乐鑫、博通集成等在wifi 4iot芯片领域抓住契机,强势出道。此后多年,国内wifi芯片市场一直风起云涌,不止是一众老将在主战沙场,在国内半导体热潮之下,也有数十家wifi新贵争相涌入。
华为海思开始研发wifi芯片的时间相对较早,2015年的时候其产品已经开始在市场小批量出货,磨炼至今海思已经成为国产wifi芯片赛道里的优秀标的。2020年初海思就发布了自研的wifi 6+技术,并曝光了两款自研的wifi 6芯片:凌霄650和麒麟w650。
乐鑫科技在iot wifi mcu通信芯片领域具有领先的市场地位,根据 techno systems research 2021 年 5 月发布的研究报告 2021 wireless connectivity market analysis 显示,乐鑫科技是iot wifi 芯片领域的主要供应商之一, 2020 年度全球出货量市占率第一,累计出货iot wifi 芯片 7 亿颗以上。早年乐鑫科技单靠着一颗型号为esp8089的单wifi芯片打天下,以超高的性价比在白牌平板市场占据了不小的市场份额。目前其产品以 2.4ghz 频段上的 wifi 4 和 wifi 6 产品为主,正在研发 5ghz 频段上的iot wifi 6 芯片,并着手准备更高频段 6ghz的 wifi 6e 产品线。
博通集成长期专注于研发设计高集成度、低能耗的无线数传类芯片产品和无线音频类芯片产品,公司目前已积累了上百个产品,覆盖几十个不同的无线传输协议,例如最新国标etc芯片、应用于iot的wifi芯片、蓝牙芯片以及gps芯片等。2021 年,博通集成通过 wifi 联盟的 wifi 6 认证,推出了全球首款 wifi 6 iot芯片。
紫光展锐在2019年就发布了一款wifi 5 (801.11ac) 无线连接解决方案—春藤5623,这是国内首款 wifi 5 + bt 5 + mcu 的高集成 aiot 解决方案,采用22nm工艺打造,在功耗方面表现不错,主要面向智慧家庭应用。近几年又推出了rda5995和rda5621等系列,主打极致性价比,可替代部分来自中国台湾的进口wifi芯片。
在这个领域,这几年也崛起了不少新秀,目前已经有一些厂商取得了突破性的进展。比如:康希通信的wifi 5射频前端芯片推出市场不久即出货千万片以上,更是率先在国内实现最新的wifi 6技术射频前端芯片的量产。南方硅谷在2018年单月wifi出货量曾超过300万颗。瑞芯微自主研发的wifi芯片—rk912,搭配自家的soc主控捆绑销售,也有着不错的出货量。此外还有澜起科技和灵芯微等都在wifi芯片领域有所布局。
得益于近年来iot等领域的快速发展,全球整体wifi芯片市场规模呈现稳步增长态势,根据gartner预估,wifi 6到2025年市场规模将达到220亿美金,年均复合增长率为114%。未来数年内,基于wifi 6的无线产品将会迅速进入市场,并成为无线连接应用的关键力量。 如今,中国的wifi芯片公司虽然与国际巨头还有着明显差距,但是也不乏优秀者具备研发wifi 5和wifi 6的能力,各家厂商都在寻找新的细分市场切入点,具体看一下中国wifi市场的竞争格局。
03
国产wifi芯片竞争格局
内卷wifi 4
wifi 4芯片具有应用范围广、市场空间大、技术壁垒相对较低、入局易的特点,因此受到中国wifi厂商的青睐。wifi 4芯片主要应用在智能家居、智能监控,白色家电等市场,其中网络摄像机、智能插座、wifi智能灯等应用的市场规模较大,是目前的主流智能家居产品。
如今,各大芯片厂商都在追随着协议标准的步伐逐步推出符合新协议的 wifi 芯片,但是就中国市场来说,目前出货最多的还是wifi 4芯片。根据与非研究院对中国29家wifi芯片厂商的研究数据显示,有57%的企业正在研发wifi 4技术,18%的企业正在研发wifi 5技术,只有25%的企业正在研发wifi 6/6e技术。上文提到乐鑫科技现有产品就是以wifi 4为主。
wifi芯片与射频芯片有着相似的竞争格局,细分市场对手众多且毛利低导致恶性竞争。如今,随着wifi技术的进步,wifi 6芯片厂商也开始挤压wifi 4芯片厂商的市场份额,他们正在推出2.4ghz wifi 6单频芯片,以同价的方式去替换wifi 4芯片。可见,wifi 4芯片市场的内卷正在加速。
缺席wifi 5
相较于wifi 4芯片,wifi 5芯片可提供更快的数据传输速度和更好的性能,但是其市场浪潮相比wifi 4和wifi 6芯片似乎要小得多,这是因为wifi 5在iot领域应用较少,在智能手机上的应用要相对多一些,再加上wifi 6具有兼容wifi 4和wifi 5的特性,因此wifi 5更容易被更先进的wifi 6所取代,这也使得许多国内厂商不愿意重蹈wifi 5的覆辙,直接投入wifi 6的研发。
发力wifi 6
在错过wifi 5后,国内的厂商将更多精力放在了wifi 6上,wifi 6芯片也成为当下竞争的焦点。 wifi 6兼容了wifi 4与wifi 5的优点,不仅能兼容低速和高速设备,还能拥有更高的数据容量和更高的传输速度。目前wifi 6芯片的主要出货量集中在手机、笔记本电脑、路由器及网关以及流媒体应用上(比如智能电视等),这几大市场对wifi6芯片的性能要求高,平台合作的绑定性较强,一直以来被高通、博通、联发科以及英特尔等占据,国内厂商想要赶超相对较难。
不过,目前中国大陆已经涌现出一批wifi芯片初创企业,技术和资金都已具备,正在wifi 6芯片赛道持续发力。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产品实现量产。
根据来自 global market insights 的数据显示,2021 年全球wifi芯片市场规模超过200亿美元。从 2021 年到 2028 年,预计年平均复合成长率为 2.5%。到2025年,全球wifi 芯片市场规模将达到 220 亿美元。wifi 6 芯片从2019年开始出货,预计到2025年,wifi 6 的市场份额将占到全部 wifi芯片的 52%左右,其中包括 wifi 6e 芯片。 在可预见的未来,中国大陆芯片企业想要实现在先进wifi芯片研发上的追赶,还需要华为海思、乐鑫科技等头部企业扛起大旗。
逐鹿wifi 7
现阶段全球wifi 7技术规范尚未落定,但在元宇宙、自动驾驶、aiot等新概念、新应用的推动下,业界自然普遍看好后续市场的发展。面对未来可观的蓝海市场,wifi芯片头部厂商都在抢夺先机。 截至2022年底,三大芯片厂商(高通、博通、联发科)均已发布了wifi 7芯片方案,博通发布了完整的wifi 7产品组合;高通推出全球首款wifi 7芯片“fastconnect 7800”;联发科也发布 wifi 7 无线连接平台解决方案 — filogic 880 和 filogic 380。同时各大路由器厂商和网卡厂商均积极推出了wifi 7产品。
2023年初,tp-link,小米,华三等路由器厂商先后发布了搭载上述芯片的wifi 7路由器。 目前在国产wifi 7领域,还未有厂商推出新技术、产品。不过,wifi 7全面商用的第一枪已经打响。随着芯片的规模出货,相信会有更多wifi 7商用产品推出,期待国产wifi 7芯片的亮相。
04 不得不提的wifi fem
wifi fem是wifi通信中的一系列射频前端电路,如功率放大器(pa)、射频开关、低噪声放大器(lna)集成在一起的射频模组芯片,主要应用在路由器、企业ap以及各种无线收发场景上。
随着wifi 6芯片市场的发展,wifi 6 fem市场也是一个值得关注的重点。 对于wifi 6芯片的设计挑战,三伍微创始人钟林曾发文指出,wifi 6芯片研发难点集中于底层协议/通信协议+算法,相比wifi 4和wifi 5,wifi 6芯片的底层协议/通信协议和算法更加复杂,需多招资深团队、多理解协议、多做测试,提高设计水平。其中,路由器soc涉及多项新技术挑战,研发难度最高,而且射频前端也是难啃的骨头。
全球wifi fem大部分市场被skyworks和qorvo两大巨头占据,随着国内wifi 6市场的爆发,包括卓胜微、三伍微和上海康希等本土厂商都在布局wifi 6 fem市场。然而,这一市场的竞争—难、恶劣且复杂。 自进入2023年后,国内wifi 6 fem市场就开启了价格战,市场价格开始一路走低。
有业内人士透露,谈好的项目被竞争对手以wifi 6芯片亏本30%的代价抢走,市场开始陷入高强度内卷中。在这之后的逻辑不言而喻,那便是产品的同质化,逼迫国内厂商只能依靠价格来进行竞争。 想要逃离这场恶劣的战争,还需要国内厂商推出更有性能竞争力的wifi射频前端产品,同时也可以助力中国wifi技术向更高的阶层发展。
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