千萬量級WiFi無線模塊市場背后的芯片企業(yè)與**技術，演變過程是怎么樣的呢?

時間：2017-01-06作者：深圳市浮思特科技有限公司瀏覽：109

2015年應用于物聯(lián)網(wǎng)的WiFi芯片已經(jīng)有每個月300-400萬的出貨量，預計2016年出貨量將突破1億顆。起量背后的原因是什么?演變過程是怎么樣的呢?

　　在物聯(lián)網(wǎng)市場的持續(xù)刺激下，2015年國內(nèi)應用于物聯(lián)網(wǎng)的WiFi芯片迎來了**次“爆發(fā)式”增長。據(jù)《智慧產(chǎn)品圈》統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2014年物聯(lián)網(wǎng)方案WiFi芯片出貨量情況并不樂觀，僅有1000萬顆左右，到2015年時，WiFi芯片基本成為許多智能硬件產(chǎn)品的標配，總出貨量突破3000萬顆，并且伴隨著智能硬件的起量，預計2016年出貨量將進一步提升到1億顆。



　　因此，《智慧產(chǎn)品圈》記者走訪了眾多WiFi芯片原廠和方案商，從物聯(lián)網(wǎng)解決方案、**技術、未來趨勢三個方面，分析WiFi芯片的演變發(fā)展，以及探索其起量背后的原因。

從多芯片到單芯片發(fā)展，國內(nèi)外WiFi芯片廠家的博弈

　　實際上，在手機、平板等產(chǎn)品中，獨立WiFi芯片只有連接和傳輸信號的作用，信號處理和傳輸協(xié)議TCP/IP必須放置在性能強大的AP端，才能形成完整的通信架構。然而，物聯(lián)網(wǎng)領域的大量智能硬件，如水壺、電飯煲、燈具、豆?jié){機等產(chǎn)品，原本就沒有強大的AP，所以獨立WiFi芯片當然是“然并卵”了。

　　于是，這種需求首先催生出了一批整體物聯(lián)網(wǎng)方案解決公司，如慶科、浮思特、漢楓、博聯(lián)、有人科技等企業(yè)，都是以單芯片WiFi外掛MCU，再將通信協(xié)議TCP/IP寫入MCU的方式，給傳統(tǒng)企業(yè)智能化升級提供服務?！霸谙喈旈L的一段時間內(nèi)，單芯片WiFi外掛MCU的方案，幾乎統(tǒng)治了物聯(lián)網(wǎng)的無線連接市場。不過，由于這種方案成本高，而傳統(tǒng)家電行業(yè)的生產(chǎn)成本控制幾乎到了較致，若加入WiFi方案，就會造成額外的負擔，并不利于物聯(lián)網(wǎng)的普及?！?

　　因此，在物聯(lián)網(wǎng)龐大需求的驅動下，**芯片設計大廠開始將MCU與WiFi集成在一起，減少芯片面積，同時降低芯片方案價格(現(xiàn)在模塊價格9元左右)。較典型的代表，如高通atheros4004、TI的CC3200、Realtek8711等。另一方面，國內(nèi)的芯片設計企業(yè)又怎甘落后，MTK推出MT7681、南方硅谷6060、樂鑫ESP8266模塊等芯片，處理性能并不比**大廠芯片差，并且價格較具優(yōu)勢，服務也較全面，實現(xiàn)快速的推向物聯(lián)網(wǎng)應用市場。



　　可以預見，在如此多芯片設計廠家進入的情況下，2016年的WiFi芯片市場將會變得較加“熱鬧”，大廠之間的博弈和競爭會**激烈，同時也會吸引更多的芯片廠家持續(xù)跟進。

WiFi芯片**技術三要素：系統(tǒng)、功耗、射頻

　　眾多芯片設計企業(yè)的加入，豐富了市面上的WiFi芯片種類，同時也讓市場一定程度上“良莠不齊”，所以客戶應該如何選擇合適的芯片呢?“WiFi芯片的設計難點，同樣也是衡量WiFi芯片好壞的關鍵因素，是在于系統(tǒng)穩(wěn)定且易于開發(fā)、芯片功耗低、射頻連接性能穩(wěn)定這三個方面?！?

　　“每個公司的WiFi芯片軟件系統(tǒng)都是基于RTOS進行開發(fā)，在標準的TCP/IP協(xié)議下都有一套自己的實現(xiàn)方式。這也就要求企業(yè)在硬件設計能力之外，必須有較強的軟件系統(tǒng)設計能力，提供性能穩(wěn)定的系統(tǒng)、系列的API和完整封裝的SDK，以方便客戶在此基礎之上開發(fā)產(chǎn)品。射頻大部分都是模擬電路，首先對工程師的技術要求就非常高，電路中的電壓電流只要出現(xiàn)少許偏差，WiFi就可能出現(xiàn)連接不穩(wěn)定的情況，其次考慮到復雜的環(huán)境因素，對芯片靈敏度和接受/**功率也有很高的要求?！备咄▍^(qū)域銷售經(jīng)理郎良說道。

　　在大部分的物聯(lián)網(wǎng)應用中，例如：無人機、機器人、WiFi音箱等，都對整機功耗有較高的要求。郎良繼續(xù)說道：“家電設備對功耗的要求很高，尤其是出口時，對整機功耗要求非常嚴格，而設備本身能降低的功耗幾乎做到較致，所以WiFi芯片的功耗不能成為額外的負擔。高通的Atheros4004采用了三種低功耗技術。

　　其一是協(xié)議優(yōu)化+固件設計，讓芯片有四種工作模式，避免一直處于滿負荷狀態(tài)。例如：正常工作狀態(tài)下，電流300mA;淺睡眠狀態(tài)下，電流130uA，喚醒2ms;深度睡眠狀態(tài)下，電流10uA，喚醒35mA;幾乎關閉狀態(tài)下，電流5uA，喚醒40ms。

　　其二是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的應用場景，自動降低WiFi芯片發(fā)送/接受dB數(shù)值，例如：家電的位置一般都是固定的，可以根據(jù)家電與路由器的距離，自動調(diào)節(jié)dB數(shù)值，而不是滿負荷的18dB狀態(tài)。

　　其三是芯片監(jiān)聽和喚醒功能，用戶可以根據(jù)需求，設置監(jiān)聽的時間間隔。另外，設備本身也可以由WiFi芯片來喚醒，其余時間都處于休眠狀態(tài)，從而進一步降低芯片功耗?！?

　　最后，WiFi芯片中的IP架構同樣重要，ARM的cortex系列是使用普遍的架構，Telica的使用頻率僅次于ARM，功耗和工作效率比ARM表現(xiàn)優(yōu)秀，MIPS架構執(zhí)行效率高，主要應用于路由器的網(wǎng)通市場。總之，對于大部分的小家電而言，例如：水壺、燈、插座等，M0系列的性能已經(jīng)完全可以滿足，而對于功能要求復雜的應用場合，例如白電、云平臺對接、語音識別等，就需要至少M3以上的性能。

WiFi芯片未來的發(fā)展趨勢：細分定制、安全集成、分布式智能

　　物聯(lián)網(wǎng)市場的碎片化，導致細分市場的應用存在較大的差異化，WiFi芯片客制化的需求也許就會越加明顯。例如：全志在CES上推出G102芯片，是**首顆WiFi音箱**芯片;靈芯微電子也推出GKM910芯片，專門解決家庭影院的多音箱無線連接需求。

　　未來，WiFi模塊將會承擔越來越多的工作，與云平臺、語音控制進行深度合作就是發(fā)展方向之一，實現(xiàn)分布式的智能化需求。例如：江波龍科技與IBM的Super Vessel合作打造的“物空”云數(shù)據(jù)服務系統(tǒng);思必馳與聯(lián)盛德合作，將語音控制模塊嵌入到WiFi芯片內(nèi)部，實現(xiàn)傳輸和本地智能化。

　　與此同時，WiFi芯片的安全隱患也會日益**，所以加密算法硬化也是WiFi芯片的發(fā)展趨勢。因為現(xiàn)階段市面上大部分的WiFi芯片還是使用軟加密，或者外掛一顆加密芯片的方式。例如：高通的Atheros4004就是軟件加密，而下一代芯片Atheros4010將采用硬件加密方式。


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