最新網路技術帶來變局!Wifi 6 晶片將面對什麼挑戰?
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最新網路技術帶來變局!Wifi 6 晶片將面對什麼挑戰?

2021 年 8 月 21 日

 
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在這之前不久,祥峰投資宣布對朗力半導體進行投資,這家成立於 2021 年 3 月的半導體公司,是一家聚焦 WiFi 等短距通訊晶片設計的公司,從他們成立到獲得 1.1 億元天使輪投資僅用了 5 個月,這也說明 WiFi 晶片越來越受到市場的重視。

而從眾多致力於 WiFi 晶片研發的廠商近期發展來看,高通(Qualcomm, QCOM-US)、博通(Broadcom, AVGO-US)、Marvell 等晶片廠商已經推出了Wi-Fi 6 的晶片,中國國內也有例如樂鑫科技、博通集成等公司推出了相關晶片,除此之外,在今年登錄中國科創板的翱翔科技也在其公開說明書中寫道要布局商業 WiFi 6 晶片項目。可以預見,這條賽道變得越來越熱鬧了。

一、 WiFi 6 帶來的變局

萬物互聯時代的到來,為無線技術提供了新一輪的發展機會, WiFi 、藍牙和 Zigbee 等無線技術都成為了這個時代的寵兒。尤其是隨著 AI 技術的發展,越來越多的新興應用需要接入到網路中,與此同時,與影片相關的應用也逐漸多了起來。

這種情況下,傳輸速度快、傳輸距離遠且成本相較於其他無線技術更小的 WiFi 技術成為了萬物互聯當中的主角。根據 Gartner 數據,到 2025 年,所有物聯網連接中的 72% 將使用 WiFi 和 Zigbee 的傳輸技術。

從總量角度考慮,根據 IDC 數據顯示,全球 WiFi 晶片出貨量將於 2022 年達到 49 億顆,佔據各大主流互聯方案出貨量逾 40% ,可以說 WiFi 為主流方案中最重要的方案之一。

WiFi 6 是目前市場應用的最新 WiFi 技術, WiFi 6 為業界帶來的一個變化,即是在名稱上的改變,Wi-Fi 聯盟在 2018 年將是 IEEE 802.11ax 更名為 Wi-Fi 6 ,同時還加入了很多顯著的改進,這對於無線用戶而言或許更加重要。

從技術變化上看, WiFi 6 的理論速度是 10 Gbps 。它透過 2.4 GHx 和 5 GHz 光譜帶的結合來實現速度的提升,同時採用了MU-MIMO技術以同時改善上行連接和下行連接數據的傳輸,相比 WiFi 5 ,使用 WiFi 6 的單一設備的數據傳輸速度最多可提升 40% 。除此之外, WiFi 6 還透過一系列新技術,使得更多的設備能夠接入到 WiFi 6 而不顯擁堵,同時, WiFi 6 還提升了訪問 WiFi 6 網路的設備的電池使用壽命,這使得物聯網設備更加青睞於使用 WiFi 6 技術。

熱鬧的市場需求,也帶動了 WiFi 6 晶片的繁盛。除了傳統 WiFi 晶片廠商加大了對 WiFi 6 的投資, WiFi 6 晶片也成為了一些新創企業的選擇。而我們都知道,高通等晶片廠商都是以 fabless 模式而進行營運,由此,他們對這些晶片的推動,也促進了對晶圓代工的需求,根據公開消息的消息顯示,在台積電( 2330-TW )發表 6nmRF 製程之時,他們也表示,會將先進的 N6 邏輯製程所具備的功耗、效能、面積優勢帶入到 5G 射頻(RF)與 WiFi 6/6e 解決方案。

二、 WiFi 6 晶片的發展現狀

圍繞著 WiFi 6 晶片的新一輪競爭正在進行中,從目前市場情況來看, WiFi 6 晶片主要分為物聯網 WiFi 6 晶片和路由器 WiFi 6 晶片。從路由器晶片市場需求來看, 2020 年 2 月,小米( 01810-HK )創辦人、董事長兼 CEO 雷軍正式發布年度旗艦小米 10 ,介紹小米 10 搭載 WiFi 6 技術,並一起發布了首款支持 WiFi 6 的小米AIoT路由器 AX 3600 。前不久,小米又發布了採用新一代 WiFi 6 技術的小米路由器 AX3000 。

而除了小米之外,華為、中興、TCL、OPPO 等也推出了支持 WiFi 6 的路由器。值得注意的是, WiFi 6 路由器已經從去年的千元價位走向了百元市場,可以預見的是,隨著 WiFi 6 路由器市場開始放量,憑藉著 WiFi 6 路由器,小米、華為等玩家將會搶占傳統路由器廠商的市場佔有率,這也意味著他們的崛起讓路由器市場發生了變化。而隨著這些 Wi-Fi 6 路由器的集中面市,路由器 WiFi 6 晶片市場也開始崛起。

從全球市場來看,高通、博通和 Marvell 均針對於路由器市場所需的 WiFi 6 晶片推出了相關產品,台灣方面則有聯發科和瑞昱的路由器 WiFi 6 晶片獲得了市場的認可。中國致力於路由器 WiFi 6 晶片的玩家並不多,先前除了華為和矽昌通訊在致力於該領域的發展外,文章開篇提到的朗力半導體也瞄準了路由器 WiFi 晶片市場。

物聯網是 WiFi 6 晶片的另一大藍海市場,而相對於複雜的路由器 WiFi 6 晶片,中國國內致力於物聯網 WiFi 晶片的公司則多達幾十家,在今年當中,本土致力於物聯網 WiFi 6 晶片的廠商也接連傳出了佳訊——今年 2 月,博通集成推出了物聯網 WiFi 6 晶片,並獲得了 WiFi 聯盟的 WiFi 6 認證測試。今年 4 月,樂鑫科技推出了一款支持 WiFi 6 的 RISC-V 物聯網晶片。

相關媒體報導中曾指出,現階段,支持 WiFi 6 標準的晶片出貨量仍處於初級階段,而伴隨著 WiFi 6 標準逐步應用及推廣,預計 2023 年,支持 WiFi 6 標準的晶片在 WiFi 晶片總量的佔比將達到 90% , WiFi 6 晶片市場規模將為 240 億元。

三、 WiFi 6 晶片的挑戰

先前晉江三伍微電子有限公司鍾林曾指出,聯發科( 2454-TW )的 WiFi 晶片是路由器市場和物聯網市場市佔率最高的,他是 CP 值的王者。但對於目前中國國內致力於 WiFi 6 晶片的廠商來說,在談及 CP 值的競爭之前,更需要關注的是 WiFi 6 晶片在研發上仍然存在的挑戰。

晉江三伍微電子有限公司鍾林曾指出,根據中國國內公司的回饋情況, WiFi 6 晶片研發難點有兩個:底層協議/通訊協議 + 算法和射頻前端。相比 WiFi 4 和 WiFi 5 , WiFi 6 晶片的底層協議和算法更加複雜,射頻前端設計難度也更大。而射頻前端性能不達標,Wi- Fi6 晶片就出不來。

因此,隨著 WiFi 6 晶片市場的發展, WiFi 6 射頻前端市場也是一個值得關注的重點——如何設計出更低功耗、高線性度、高集成度和高抗噪的Wi-Fi 6 前端射頻產品是擺在面前的挑戰,而針對 WiFi 6 射頻前端領域,也存在著另外一批廠商的競爭。在這個領域當中,Qorvo 和 Skyworks 都是 WiFi 6 FEM 領域的佼佼者,而隨著中國國內 WiFi 6 市場的爆發,包括卓勝微、三伍微和上海康希等本土廠商都在布局 WiFi 6 FEM 市場。

需要說明的是,路由器和物聯網市場也有著不同的需求。根據相關人士介紹,從設計角度看,物聯網 WiFi 很少外掛 FEM,但路由器 WiFi 一般要採用外掛 FEM 的模式。手機上採用集成的 WiFi 和 WiFi FEM,高端手機則往往會選擇外掛 WiFi FEM。因此,這也為中國國內廠商提供了多種突圍  WiFi FEM 市場的方式。

WiFi 6 晶片的另一個難點是底層協議/通訊協議+算法。鍾林曾在《三伍微將助力國產 WIFI6 芯片成功》一文中指出,解決底層協議/通信協議的方法是多理解協議標準,多做測試,而算法則是核心競爭力,需要高度設計能力。

他指出,中國國產 WiFi 6 晶片公司離不開兩家國外 IP 公司,CEVA 和 Imagination。從進展上看, 2020 年 8 月,CEVA 就已經能夠提供一整套 WiFi 6 IP,範圍涵蓋適用於低功耗IoT設備的 1×1 20 MHz,直至用於包括智慧型手機、智能電視、接入點和無線基礎設施等高端產品的 MIMO 80 / 160MHz Wi-Fi 6 和 6E 。

Imagination 在去年 6 月也推出了相關於 WiFi 6 IP 的產品。另外需要注意的是在去年 12 月,Nordic Semiconductor 宣布收購整個 Imagination 公司的 Ensigma Wi-Fi 開發團隊以及相關的 Ensigma Wi-Fi IP 技術資產,並將其無線技術專長擴展到 WiFi 領域。也有報導指出,鑑於 Nordic 是一家以 IoT 市場為主的公司,其 Wi-Fi 產品形態高機率可能以 SoC 或 SiP 的形式出現,因此 WiFi 6 也應該是他們最好的切入點。

綜上述資料,無論是從 WiFi 6 終端市場層面來看,還是從 WiFi 6 晶片所面臨的挑戰而言, WiFi 6 都給予了半導體廠商很大的發展空間,而隨著各大企業在該領域的不斷布局,或許屬於 WiFi 6 晶片的競爭才剛剛開始。

虎嗅網》授權轉載

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