國產(chǎn)WiFi芯片大有可為

作者：豐寧

WiFi芯片是一種用于無線網(wǎng)絡(luò)連接的芯片，內(nèi)部包括射頻收發(fā)器、基帶處理器、天線等組件。它的工作原理是通過射頻收發(fā)器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線電波信號，然后通過天線將信號發(fā)送出去。當(dāng)其他設(shè)備接收到這個信號后，它們會將信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過基帶處理器進(jìn)行解碼和處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)傳輸到計算機或其他設(shè)備上。

WiFi芯片的使用頻率包括2.4GHZ和5GHZ。在其工作過程中，還需要進(jìn)行一系列的協(xié)議來規(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。如今的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)演進(jìn)到第六代（802.11ax），第七代正在開發(fā)中。

?01、WiFi芯片的市場格局

WiFi芯片的應(yīng)用場景主要分為三種：分別是用于智能手機、平板和電視等需要大流量接入終端的WiFi芯片；IoT場景和用于路由器的WiFi芯片。它在不同的應(yīng)用領(lǐng)域呈現(xiàn)不同的市場格局。

首先看智能手機WiFi芯片的市場格局。智能手機用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爭策略，其采取了單芯片的策略主打高端市場。高通和聯(lián)發(fā)科的WiFi芯片主要面向眾多手機廠商，而博通的大客戶則是蘋果公司。不過，隨著WiFi 芯片被集成在移動處理器 SoC中的趨勢愈發(fā)明顯，對博通的影響愈發(fā)不利。

其次是路由器場景下WiFi芯片的應(yīng)用。目前家用路由器上的WiFi 芯片競爭格局與智能手機端類似，整體滲透率相對較高，各系統(tǒng)廠商都在積極主推 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)芯片廠商可以供貨，包括高通、博通、英特爾以及海思，但系統(tǒng)廠商使用高通和博通的主芯片居多。

最后是IoT場景下WiFi芯片的應(yīng)用。相較于智能手機，IoT場景下WiFi 芯片技術(shù)壁壘、成本投入都要高出不少，雖然國際大廠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場景的實際需求中，仍然有大部分停留在WiFi 4/5 ，這也使得國內(nèi)廠商在IoT WiFi 芯片上占據(jù)一席之地。

在競爭激烈的WiFi 賽道，持續(xù)加速的不止是國外的通信芯片大廠，中國大陸的WiFi芯片公司也在快速起步。

?02、中國的WiFi芯片公司

在IoT市場的持續(xù)刺激下，2015年國內(nèi)應(yīng)用于IoT的WiFi芯片迎來了第一次“爆發(fā)式”增長。國內(nèi)的芯片公司如華為海思、樂鑫、博通集成等在WiFi 4IoT芯片領(lǐng)域抓住契機，強勢出道。此后多年，國內(nèi)WiFi芯片市場一直風(fēng)起云涌，不止是一眾老將在主戰(zhàn)沙場，在國內(nèi)半導(dǎo)體熱潮之下，也有數(shù)十家WiFi新貴爭相涌入。

華為海思開始研發(fā)WiFi芯片的時間相對較早，2015年的時候其產(chǎn)品已經(jīng)開始在市場小批量出貨，磨煉至今海思已經(jīng)成為國產(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。

樂鑫科技在IoT WiFi MCU通信芯片領(lǐng)域具有領(lǐng)先的市場地位，根據(jù) Techno Systems Research 2021 年 5 月發(fā)布的研究報告 2021 Wireless Connectivity Market Analysis 顯示，樂鑫科技是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，累計出貨IoT WiFi 芯片 7 億顆以上。早年樂鑫科技單靠著一顆型號為ESP8089的單WiFi芯片打天下，以超高的性價比在白牌平板市場占據(jù)了不小的市場份額。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。

博通集成長期專注于研發(fā)設(shè)計高集成度、低能耗的無線數(shù)傳類芯片產(chǎn)品和無線音頻類芯片產(chǎn)品，公司目前已積累了上百個產(chǎn)品，覆蓋幾十個不同的無線傳輸協(xié)議，例如最新國標(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 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) 無線連接解決方案—春藤5623，這是國內(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，主要面向智慧家庭應(yīng)用。近幾年又推出了RDA5995和RDA5621等系列，主打極致性價比，可替代部分來自中國臺灣的進(jìn)口WiFi芯片。

在這個領(lǐng)域，這幾年也崛起了不少新秀，目前已經(jīng)有一些廠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不久即出貨千萬片以上，更是率先在國內(nèi)實現(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300萬顆。瑞芯微自主研發(fā)的WiFi芯片—RK912，搭配自家的SoC主控捆綁銷售，也有著不錯的出貨量。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IoT等領(lǐng)域的快速發(fā)展，全球整體WiFi芯片市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢，根據(jù)Gartner預(yù)估，WiFi 6到2025年市場規(guī)模將達(dá)到220億美金，年均復(fù)合增長率為114%。未來數(shù)年內(nèi)，基于WiFi 6的無線產(chǎn)品將會迅速進(jìn)入市場，并成為無線連接應(yīng)用的關(guān)鍵力量。

如今，中國的WiFi芯片公司雖然與國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，各家廠商都在尋找新的細(xì)分市場切入點，具體看一下中國WiFi市場的競爭格局。

?03、國產(chǎn)WiFi芯片競爭格局

內(nèi)卷WiFi 4

WiFi 4芯片具有應(yīng)用范圍廣、市場空間大、技術(shù)壁壘相對較低、入局易的特點，因此受到中國WiFi廠商的青睞。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，其中網(wǎng)絡(luò)攝像機、智能插座、WiFi智能燈等應(yīng)用的市場規(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，但是就中國市場來說，目前出貨最多的還是WiFi 4芯片。根據(jù)與非研究院對中國29家WiFi芯片廠商的研究數(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爭格局，細(xì)分市場對手眾多且毛利低導(dǎo)致惡性競爭。如今，隨著WiFi技術(shù)的進(jìn)步，WiFi 6芯片廠商也開始擠壓WiFi 4芯片廠商的市場份額，他們正在推出2.4GHz WiFi 6單頻芯片，以同價的方式去替換WiFi 4芯片?？梢?，WiFi 4芯片市場的內(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，但是其市場浪潮相比WiFi 4和WiFi 6芯片似乎要小得多，這是因為WiFi 5在IoT領(lǐng)域應(yīng)用較少，在智能手機上的應(yīng)用要相對多一些，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，這也使得許多國內(nèi)廠商不愿意重蹈WiFi 5的覆轍，直接投入WiFi 6的研發(fā)。

發(fā)力WiFi 6

在錯過WiFi 5后，國內(nèi)的廠商將更多精力放在了WiFi 6上，WiFi 6芯片也成為當(dāng)下競爭的焦點。

WiFi 6兼容了WiFi 4與WiFi 5的優(yōu)點，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、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），這幾大市場對WiFi6芯片的性能要求高，平臺合作的綁定性較強，一直以來被高通、博通、聯(lián)發(fā)科以及英特爾等占據(jù)，國內(nèi)廠商想要趕超相對較難。

不過，目前中國大陸已經(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)品實現(xiàn)量產(chǎn)。

根據(jù)來自 Global Market Insights 的數(shù)據(jù)顯示，2021 年全球WiFi芯片市場規(guī)模超過200億美元。從 2021 年到 2028 年，預(yù)計年平均復(fù)合成長率為 2.5%。到2025年，全球WiFi 芯片市場規(guī)模將達(dá)到 220 億美元。WiFi 6 芯片從2019年開始出貨，預(yù)計到2025年，WiFi 6 的市場份額將占到全部 WiFi芯片的 52%左右，其中包括 WiFi 6E 芯片。

在可預(yù)見的未來，中國大陸芯片企業(yè)想要實現(xiàn)在先進(jìn)WiFi芯片研發(fā)上的追趕，還需要華為海思、樂鑫科技等頭部企業(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、自動駕駛、AIOT等新概念、新應(yīng)用的推動下，業(yè)界自然普遍看好后續(xù)市場的發(fā)展。面對未來可觀的藍(lán)海市場，WiFi芯片頭部廠商都在搶奪先機。

截至2022年底，三大芯片廠商（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 無線連接平臺解決方案 — Filogic 880 和 Filogic 380。同時各大路由器廠商和網(wǎng)卡廠商均積極推出了WiFi 7產(chǎn)品。2023年初，TP-Link，小米，華三等路由器廠商先后發(fā)布了搭載上述芯片的WiFi 7路由器。

目前在國產(chǎn)WiFi 7領(lǐng)域，還未有廠商推出新技術(shù)、產(chǎn)品。不過，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，相信會有更多WiFi 7商用產(chǎn)品推出，期待國產(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以及各種無線收發(fā)場景上。

隨著WiFi 6芯片市場的發(fā)展，WiFi 6 FEM市場也是一個值得關(guān)注的重點。

對于WiFi 6芯片的設(shè)計挑戰(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，需多招資深團隊、多理解協(xié)議、多做測試，提高設(shè)計水平。其中，路由器SoC涉及多項新技術(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大部分市場被Skyworks和Qorvo兩大巨頭占據(jù)，隨著國內(nèi)WiFi 6市場的爆發(fā)，包括卓勝微、三伍微和上?？迪５缺就翉S商都在布局WiFi 6 FEM市場。然而，這一市場的競爭—難、惡劣且復(fù)雜。

自進(jìn)入2023年后，國內(nèi)WiFi 6 FEM市場就開啟了價格戰(zhàn)，市場價格開始一路走低。有業(yè)內(nèi)人士透露，談好的項目被競爭對手以WiFi 6芯片虧本30%的代價搶走，市場開始陷入高強度內(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，逼迫國內(nèi)廠商只能依靠價格來進(jìn)行競爭。

想要逃離這場惡劣的戰(zhàn)爭，還需要國內(nèi)廠商推出更有性能競爭力的WiFi射頻前端產(chǎn)品，同時也可以助力中國WiFi技術(shù)向更高的階層發(fā)展。