市场需求爆发,手机企业芯片厂商悉数入局WiFi 6

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WiFi是一个创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术,该技术自1997年发布以来,都是使用英文字母做为版本代称,如802.11后面的a、b、g、n分别对应不同的无线网路标准。

但随着技术的不断迭代,后缀字母越来越繁琐,致使消费者在选购路由器和手机时,很难区分代际,因此,2018年WiFi联盟正式宣布,简化相应技术标准的名称,其中802.11ax新名字是WiFi 6,而802.11ac的新名字是WiFi 5,802.11n的新名字则是WiFi 4。

在WiFi 6的基础上,WiFi 6e应运而生,后者的频谱范围更大,WiFi 6e相比WiFi 6多了个频段,除了我们常见的2.4GHz以及5GHz之外,还新增了6GHz频段,提供高达1200 MHz的附加频谱,通过14个额外的80MHz通道和7个额外的160MHz通道在6GHz频段上运行,提供更高的容量,带来更大的频宽,同时亦能有更快的速度及更低的延迟。

优势

与上一代WiFi技术相比,WiFi 6使得网络宽带提升了4倍,并发用户数提升4倍,网络时延从平均30ms降低至20ms。性能的提升在于WiFi 6的两大核心技术。

WiFi 6的核心技术主要包括OFDMA(正交频分多址)和MU-MIMO(多用户多输入多输出)技术。

其中,WiFi 6采用的OFDMA(正交频分多址)技术,类似于CPU的多核多线程机制,该技术在频域上将无线信道划分为多个子信道,形成一个个频率资源块,用户数据承载在每个资源块上,而不是占用整个信道,从而实现在每个时间段内多个用户同时并行传输,不必排队等待、相互竞争,提升了效率,降低了排队等待时延,特别适合传输大量小数据包的多用户场景,例如物联网或语音等。

MU-MIMO(多用户多输入多输出)是常见的多天线技术,可让路由器同时与多部设备同时进行数据传输,通过缩短各设备等待信号的时间,从而大幅的提升网速。该技术最早运用于WiFi 5的802.11ac wave2阶段,WiFi 6保持了这一技术,并进一步增强,在WiFi 6里增加了支持Uplink MU-MIMO,而且最多支持8x8的天线。

渗透率增加

01 运营商推动

去年上半年开始,运营商就着手推动WiFi 6普及。2020年5月,中国移动提出了当年发展智能组网服务2000万户,WiFi6用户500万户的目标。今年3月,中国移动发布2020年至2021年智能家庭网关产品集中采购(公开部分)的信息,该项目主要划分3个采购包,预计采购GPON-双频WiFi5智能家庭网关2450万台;GPON-双频WiFi6智能家庭网关800万台;10G GPON-双频WiFi6智能家庭网关200万台。

2020年5月,中国联通宣布正式进入"三千兆"时代,将全面部署WiFi 6千兆终端产品,加快实现家庭千兆业务的迅速普及。同年11月,中国联通联合小米发布了WiFi 6路由器CR6606。

今年5月,中国电信也公布了其2021年天翼网关4.0集采结果,总体采购规模约2747.8万台,其中G/EPON设备方面,无WiFi类型数量为559.4万台(EPON形态186.1万台、GPON形态373.3万台),双频WiFi4&5类型数量为609.1万台(EPON形态301.2万台、GPON形态306.9万台),双频WiFi6类型数量为937.1万台(EPON形态322.7万台、GPON形态614.4万台)。

02 路由器厂商价格下探

WiFi 6发轫于2019年,但彼时市面上可选择的路由器数量并不多,且价格在千元以上。2019年下半年,普联率先将WiFi路由器价格做到了400元以下。

进入2020年,华为、小米等手机厂入局WiFi 6路由器,且价格几乎都在千元以内。小米在2020年2月推出了第一款WiFi 6路由器,随后4月,华为发布AX3,将价格进一步下探到200元...

随着入局者增加,产品的数量与种类增加,WiFi 6路由器市场整体价格进入百元时代,在价格相差不大的情况下,WiFi 6的各方面性能碾压WiFi 5,这也推动了用户购买WiFi 6路由器的意愿。

△Source:全球半导体观察根据公开资料整理

03 手机厂商发力

使WiFi 6渗透率提升的另一个重要因素在于手机对于WiFi 6技术的引入。2019年iPhone 11支持WiFi 6技术,进入2020年之后,华米OV以及三星这几家头部手机厂商在其高端旗舰机中相继支持WiFi 6技术。

今年10月份,最新发布的Redmi Note 11系列已经支持WiFi 6,预计明年,WiFi 6将持续的下沉到千元机市场,这将进一步提升WiFi 6的渗透率。

△Source:全球半导体观察根据公开资料整理

需求

中国移动董事长杨杰曾表示,全网数据流量中,视频占据了70%。视频在生产生活中的作用正在日益凸显,而视频对丢包率和都有较高的要求,尤其是视频从标清到高清、以及正在推广的4K和未来的8K,视频传输正在成为关注的焦点,不仅要更低的延时还要有更高的带宽。

传统高清业务仅需20Mbps带宽就可以满足使用需求,全4K要求100Mbps以上的带宽,而8K视频对带宽要求会更高,这也对WiFi的综合性能有了更高的要求。

对于相关产业的发展,我国工信部等部门印发了《超高清视频产业发展行动计划(2019-2022年)》,其中提出持续推进4K超高清电视内容建设。

根据思科数据显示,WiFi已经是物联网第三大连接方式,预计到2021年,通过WiFi连接的物联网设备有望达到120亿个。随着智能音箱、智能穿戴、智能家居等新兴装置增加了联网功能,这些终端透过WiFi连接达到无线化、智能化等功能,从而推动WiFi模组的增长,且低功耗将是未来的一个趋势。

另一方面,虽着VR技术的逐步落地,对WiFi的传输会有更高的要求,根据华为所发布数据显示,VR技术对于带宽和时延都有较高的要求。所以,在VR技术逐渐普及的情况下,对于网络的需求也在逐步上升。

芯片玩家

目前WiFi 6芯片玩家的集中度比较高,主要有博通、高通、联发科、英特尔和华为等几家,其中博通的产品在高中低端全面开花,高通主打高端,拼性能,联发科则聚力于中端,有着较强的价格优势,大陆市场中,华为的凌霄芯片也已经应用于自家品牌的路由器之中。

01 高通

高通致力于WiFi领域已有十多年,其2006年发布首个移动WiFi解决方案,随后分别在2011年收购著名WiFi芯片供应商创锐讯公司;2014年收购了802.11ad领域的明星企业Wilocity;2015年收购了蓝牙领域的领军企业CSR,夯实了WiFi领域的实力。

2018年,高通针对WiFi 6网络推出了完整的产品组合,分别是Qualcomm Networking Pro 400、Pro 600、Pro 800以及最高端的Pro 1200四条产品线,它们分别对应最高支持4路、6路、8路和12路空间数据流,能够满足不同定位产品的需求。并且在芯片的制程上,高通的WiFi 6芯片也主要以14nm为主。

△Source:全球半导体观察根据公开资料整理

02 博通

博通作为全球WiFi领域的领导者,早在2017年8月,博通就宣布推出业界首个完整的802.11ax解决方案。博通的代表性产品BCM43684是独立的WiFi 6路由芯片,与高通相比,虽然博通的WiFi 6芯片制程以28nm为主,但其在同MIMO数量下,5G无线吞吐速率是高通的两倍,且价格比高通的方案低。

△Source:全球半导体观察根据公开资料整理

03 联发科

2011年,联发科以换股的形式并购台湾地区雷凌(Ralink)科技,将后者作为联发科旗下的无线技术事业群以增强其无线业务实力。2014年6月联发科发布了物联网芯片MT7688、MT7681;今年10月,推出了Filogic系列的两款WiFi6芯片,分别是Filogic 830和Filogic 630。需要指出的是,Filogic 830采用的是12nm工艺,也是目前WiFi6芯片中用到的最先进的制程工艺。

值得一提的是,除了上述提到的三家芯片厂商之外,另一家全球IC设计排名前十的芯片公司瑞昱,也同样专注于WiFi芯片。数据显示,瑞昱的营收有30%~40%来自WiFi芯片,其第一款WiFi 6芯片为RTL8852A,于去年年底实现量产,根据瑞昱的透露,其WiFi 6芯片已经持续出货,明年将量产WiFi 6e芯片。

04 华为

华为在通信领域具有深厚的技术沉淀,华为公司的专家担任了5个WiFi国际标准工作组主席职位,同时,也是WiFi 6标准的主要领导者和贡献者,截止2020年初,华为一共提交了240项技术提案。

目前华为的WiFi芯片主要有两款,分别是凌霄Hi5651L和Hi5652T,目前华为的家庭级WiFi6路由器主要有AX2 Pro、AX3、AX3Pro以及H6,前三款产品的价格都在200~350区间,H6的价格在1999元。本来华为凭借自研芯片的优势,能够在WiFi 6领域斩获一定的成绩,但目前由于芯片被限制,所以出货量也受到影响。

产能问题

在制程方面,目前除了联发科的部分芯片采用12nm,以及高通采用14nm之外,其余厂商的芯片还是以28nm和40nm为主。但目前全球半导体产能紧缺,尤其是成熟制程,致使WiFi芯片产能也得不到解决,价格一路上升。

根据相关媒体报道,由于WiFi6的良好商机,不仅博通涨价20%,联发科已在本季度调升WiFi6芯片报价约20%至30%,瑞昱在10月份向客户反映成本涨至10%—15%,今年来累计涨幅至少50%。

不过随着各大晶圆厂在过去一年多时间的持续扩产,预计新增的28~45nm的产能在明年会得以释放,WiFi产能紧缺的问题可以得到纾解,这有利于WiFi 6芯片渗透率的持续提升。

本文来源于微信公众号“全球半导体产业观察”,作者青隐;编辑:文文。

标签: 市场需求 芯片

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