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物联网WiFi芯片“井喷”的原因

2017-04-18 22:39:09

在物联网市场的延续刺激下，2015年国内利用于物联网的WiFi芯片迎来了第1次“爆发式”增长。据相干统计数据显示，2014年物联网WiFi芯片出货量情况其实不乐观，唯一1000万颗左右，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1步提升到1亿颗。

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因此，记者访问了众多WiFi芯片原厂和方案商，从解决方案、核心技术、未来趋势3个方面，分析WiFi芯片的演化发展，和探索其起量背后的缘由。

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，才能构成完全的通讯架构。但是，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，本来就没有强大的AP，所以独立WiFi芯片固然是“然并卵”了。

因而，这类需求首先催生出了1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，再将通讯协议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1段时间内，单芯片WiFi外挂MCU的方案，几近统治了物联网的无线连接市场。不过，由于这类方案本钱高，而传统家电行业的生产本钱控制几近到了极致，若加入WiFi方案，就会造成额外的负担，其实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1起，减少芯片面积，同时下降芯片方案价格（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。另外一方面，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，处理性能其实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利用市场。

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可以预感，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“热烈”，大厂之间的博弈和竞争会空前剧烈，同时也会吸引更多的芯片厂家延续跟进。

WiFi芯片核心技术3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1定程度上“良莠不齐”，所以客户应当如何选择适合的芯片呢？“WiFi芯片的设计难点，一样也是衡量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3个方面。”联盛德市场总监李少辉告知记者。

“每一个公司的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1套自己的实现方式。这也就要求企业在硬件设计能力以外，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和完全封装的SDK，以方便客户在此基础之上开发产品。射频大部份都是摹拟电路，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量偏差，WiFi便可能出现连接不稳定的情况，其次斟酌到复杂的环境因素，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。

在大部份的物联网利用中，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：“家电装备对功耗的要求很高，特别是出口时，对整机功耗要求非常严格，而装备本身能下降的功耗几近做到极致，所以WiFi芯片的功耗不能成为额外的负担。高通的Atheros4004采取了3种低功耗技术。

其1是协议优化+固件设计，让芯片有4种工作模式，避免1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；几近关闭状态下，电流5uA，唤醒40ms。

其2是根据物联网的利用场景，自动下降WiFi芯片发送/接受dB数值，例如：家电的位置1般都是固定的，可以根据家电与路由器的距离，自动调理dB数值，而不是满负荷的18dB状态。

其3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，装备本身也能够由WiFi芯片来唤醒，其余时间都处于休眠状态，从而进1步下降芯片功耗。”

最后，WiFi芯片中的IP架构一样重要，ARM的cortex系列是使用普遍的架构，Telica的使用频率仅次于ARM，功耗和工作效力比ARM表现优秀，MIPS架构履行效力高，主要利用于路由器的网通市场。总之，对大部份的小家电而言，例如：水壶、灯、插座等，M0系列的性能已完全可以满足，而对功能要求复杂的利用场合，例如白电、云平台对接、语音辨认等，就需要最少M3以上的性能。

WiFi芯片未来的发展趋势：细分定制、安全集成、散布式智能

物联网市场的碎片化，致使细分市场的利用存在较大的差异化，WiFi芯片客制化的需求或许就会越加明显。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模块将会承当愈来愈多的工作，与云平台、语音控制进行深度合作就是发展方向之1，实现散布式的智能化需求。

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