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WIFI芯片市场爆发 从三面探索原因

据美国科技网站TheVerge报道,WiFi似乎已经将消费者家中的大多数设备都连在一起了虽然这样的想法看似理所当然,但是实际上大多数连网设备厂商一直不愿意使用WiFi,这主要是因为WiFi的耗电量太大了,因此对于很多廉价的微型设备来说,这就是一个巨大的问题。WIFI芯片的出现,为这一问题带来了解决办法,在物联网市场的持续刺激下,2015年国内应用于物联网的WiFi芯片迎来了第一次“爆发式”增长。据相关统计数据显示,2014年物联网WiFi芯片出货量情况并不乐观,仅有1000万颗左右,到2015年时,WiFi芯片基本成为许多智能硬件产品的标配,总出货量突破3000万颗,并且伴随着智能硬件的起量,预计2016年出货量将进一步提升到1亿颗。


WIFI芯片市场爆发 从三面探索原因

  
  走访了众多WiFi芯片原厂和方案商,从解决方案、核心技术、未来趋势三个方面,分析WiFi芯片的演变发展,以及探索其起量背后的原因。
  
  从多芯片到单芯片发展,国内外WiFi芯片厂家的博弈
  
  实际上,在手机、平板等产品中,独立WiFi芯片只有连接和传输信号的作用,信号处理和传输协议TCP/IP必须放置在性能强大的AP端,才能形成完整的通信架构。然而,物联网领域的大量智能硬件,如水壶、电饭煲、灯具、豆浆机等产品,原本就没有强大的AP,所以独立WiFi芯片当然是“然并卵”了。
  
  于是,这种需求首先催生出了一批整体方案解决公司,如庆科、汉枫、博联、有人科技等企业,都是以单芯片WiFi外挂MCU,再将通信协议TCP/IP写入MCU的方式,给传统企业智能化升级提供服务。“在相当长的一段时间内,单芯片WiFi外挂MCU的方案,几乎统治了物联网的无线连接市场。不过,由于这种方案成本高,而传统家电行业的生产成本控制几乎到了极致,若加入WiFi方案,就会造成额外的负担,并不利于物联网的普及。”安信可CEO赵同阳说道。
  
  因此,在物联网庞大需求的驱动下,国际芯片设计大厂开始将MCU与WiFi集成在一起,减少芯片面积,同时降低芯片方案价格(现在模块价格9元左右)。最典型的代表,如高通atheros4004、TI的CC3200、Realtek8711等。另一方面,国内的芯片设计企业又怎甘落后,MTK推出MT7681、南方硅谷6060、乐鑫8266等芯片,处理性能并不比国际大厂芯片差,并且价格更具优势,服务也更全面,实现快速的推向物联网应用市场。
  
  可以预见,在如此多芯片设计厂家进入的情况下,2016年的WiFi芯片市场将会变得更加“热闹”,大厂之间的博弈和竞争会空前激烈,同时也会吸引更多的芯片厂家持续跟进。
  
  WiFi芯片核心技术三要素:系统、功耗、射频
  
  众多芯片设计企业的加入,丰富了市面上的WiFi芯片种类,同时也让市场一定程度上“良莠不齐”,所以客户应该如何选择合适的芯片呢?“WiFi芯片的设计难点,同样也是衡量WiFi芯片好坏的关键因素,是在于系统稳定且易于开发、芯片功耗低、射频连接性能稳定这三个方面。”联盛德市场总监李少辉透露。
  
  “每个公司的WiFi芯片软件系统都是基于RTOS进行开发,在标准的TCP/IP协议下都有一套自己的实现方式。这也就要求企业在硬件设计能力之外,必须有较强的软件系统设计能力,提供性能稳定的系统、系列的API和完整封装的SDK,以方便客户在此基础之上开发产品。射频大部分都是模拟电路,首先对工程师的技术要求就非常高,电路中的电压电流只要出现少许偏差,WiFi就可能出现连接不稳定的情况,其次考虑到复杂的环境因素,对芯片灵敏度和接受/发射功率也有很高的要求。”高通区域销售经理郎良说道。
  
  在大部分的物联网应用中,例如:无人机、机器人、WiFi音箱等,都对整机功耗有较高的要求。郎良继续说道:“家电设备对功耗的要求很高,尤其是出口时,对整机功耗要求非常严格,而设备本身能降低的功耗几乎做到极致,所以WiFi芯片的功耗不能成为额外的负担。高通的Atheros4004采用了三种低功耗技术。
  
  其一是协议优化+固件设计,让芯片有四种工作模式,避免一直处于满负荷状态。例如:正常工作状态下,电流300mA;浅睡眠状态下,电流130uA,唤醒2ms;深度睡眠状态下,电流10uA,唤醒35mA;几乎关闭状态下,电流5uA,唤醒40ms。
  
  其二是根据物联网的应用场景,自动降低WiFi芯片发送/接受dB数值,例如:家电的位置一般都是固定的,可以根据家电与路由器的距离,自动调节dB数值,而不是满负荷的18dB状态。
  
  其三是芯片监听和唤醒功能,用户可以根据需求,设置监听的时间间隔。另外,设备本身也可以由WiFi芯片来唤醒,其余时间都处于休眠状态,从而进一步降低芯片功耗。”
  
  最后,WiFi芯片中的IP架构同样重要,ARM的cortex系列是使用普遍的架构,Telica的使用频率仅次于ARM,功耗和工作效率比ARM表现优秀,MIPS架构执行效率高,主要应用于路由器的网通市场。总之,对于大部分的小家电而言,例如:水壶、灯、插座等,M0系列的性能已经完全可以满足,而对于功能要求复杂的应用场合,例如白电、云平台对接、语音识别等,就需要至少M3以上的性能。
  
  WiFi芯片未来的发展趋势:细分定制、安全集成、分布式智能
  
  物联网市场的碎片化,导致细分市场的应用存在较大的差异化,WiFi芯片客制化的需求也许就会越加明显。例如:全志在CES上推出G102芯片,是全球首颗WiFi音箱专用芯片;灵芯微电子也推出GKM910芯片,专门解决家庭影院的多音箱无线连接需求。
  
  未来,WiFi模块将会承担越来越多的工作,与云平台、语音控制进行深度合作就是发展方向之一,实现分布式的智能化需求。
来源:象外科技     编辑:     热度:  
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