来源 | 全球物联网观察
作者 | Grace
“WiFi密码是多少?”似乎已经成为我们下车伊始的口头禅。自2010年WiFi广泛应用于人们的生活开始,就一发不可收拾。这得益于WiFi芯片的价格不断降低。但对芯片厂商而言,置身价格大战是多么残酷?
在之前的文章物联网通信技术的七大流派中,我们了解到WiFi与Zigbee、蓝牙、Z-wave等同属短距离通信技术。在众多通信技术中,WiFi凭借其覆盖范围广、速度快等特点,成为多数企业及家庭多台设备接入互联网的首选。
1、 无线电波覆盖范围广
WiFi半径则达100米,适宜单位楼层以及办公室内部运用。而蓝牙技术唯有覆盖15米以内。
2、速度快、可靠性高
802.11b的无线网络规范即是IEEE 802.11网络规范变种。最高带宽是11Mbps,在信号有干扰或者比较弱的情况之下,带宽可以调整到1Mbps、5.5Mbps及2Mbps,带宽自动调整,有效保障网络的可靠性和稳定性。
3、无需布线
WiFi的优势主要在不需要布线,可不受布线条件的限制。所以十分适宜移动办公用户需求,具备着广阔市场前景。现今wifi已从库存控制、传统的医疗保健和管理服务等等的特殊行业向更大广泛行业拓展,甚至开始进入教育机构以及家庭等领域。
与此同时,国内芯片企业也抓住机会闯入了市场,2014年,联发科推出性价比更高的芯片MT7681,价格仅有12元左右,导致方案的价格再次下滑到140元左右。随后,乐鑫推出了价格更低的ESP8266,芯片售价约8元,这时方案的价格仅保持在69元上下。
目前,WiFi芯片方案的价格基本保持在70元以下,例如,德州仪器新推出的WiFi解决方案CC3120MOD,价格约为58元。
我们重点就来了解一下这些置身混战的WiFi芯片厂商。
1.博通(Broadcom)
Broadcom Corporation
博通作为领先的半导体厂商,在无线领域的优势有目共睹,芯片集成度高,功耗降低显著。
和其他业务相比,WiFi芯片被认为是毛利率较低的业务,加上市场激烈的价格战,让博通决定放弃Wi-Fi芯片业务。
2016年4月,赛普拉斯(Cypress)将以5.5亿美元收购博通的无线物联网业务。包括WiFi,蓝牙和ZigBee物联网产品线业务,还有WICED品牌及其开发者生态系统一起。
代表产品:
BCM4334
标准:802.11b/g/n
频段:2.4/5GHz
最大传输速率:150Mbps
功能:WiFi+BT4.0+FM
应用:智能手机,平板电脑
备注:村田331S0171模块的核心芯片
博通的WiFi芯片是高端智能手机WiFi组的主要选择,例如,三星 Notes 3,iPhone 5、iPhone 6等。
2017年,博通正式推出第六代WiFi芯片“Max Wi-Fi”,主要分为BCM43684(民用)、BCM43694(商用)、BCM4375(移动平台整合蓝牙)三款型号。其基于802.11ax设计,较802.11ac新加入了MU-MIMO和OFDMA技术,提升了吞吐量和电源效率,满足了下载速率提升4倍,上传提升6倍的标准。
2.高通(Qualcomm)
Qualcomm Technologies, Inc.
高通虽然也运营WiFi芯片业务,但影响力并不大。在2010年,博通占据独立WiFi芯片市场28%的份额,排名第二的Atheros(创锐讯)则占据26%的份额。
2011年,高通斥资31亿美元收购Atheros。Atheros提供基于IEEE802.11a 5-GHz的芯片组,还拓展了蓝牙、GPS、以太网等领域的开发。其主力WiFi芯片还被装在全球很多品牌的电脑和手持设备中。
2013年,高通Atheros 推出低功耗单芯片WiFi平台QCA4002/4004,为布局飞速发展的物联网市场,这也是高通专门为物联网应用推出的基于802.11n的单芯片平台。
代表产品:
QCA4004
标准:802.11n
频段:2.4GHz/5GHz
功能:WiFi+MCU
应用:智能家居,物联网
QCA4004不但在芯片设计上采用一颗单芯片处理器和内存,无需使用其它MCU产品,还同时纳入了IP堆栈、软件中间件架构AllJoyn以及完整的网络服务,以协助客户以最低的开发成本,将低功耗WiFi功能增加至任何产品。
由于采用的是单芯片设计,其功耗非常低,而且在2.4G和5G两个频段都可以运行。
3.美满电子(Marvell)
Marvell Technology Group Ltd.
Marvell成立于1995年,原名迈威科技集团有限公司,2010年将中文名更为美满,是全球顶尖的无晶圆厂半导体公司之一。
它的 WiFi产品在功效和技术架构方面较为领先,其802.11 WiFi技术几乎完全实现了在低功耗ARM SoC上运行,从而有效地减轻了与运行802.11 MAC有关的主系统应用处理器负担。
代表产品:
88MW300
标准:802.11b/g/n
频段:2.4GHz
最高传输速率:72.2Mbps
功能:WiFi+MCU
应用:智能家居、家用电器等
2014年6月,Marvell发布MW300 WiFi微控制器,它是针对物联网应用的无线MCU平台。其在单一芯片上集成MCU、RF收发器、网络/无线协议栈的基础上,还集成了软件开发套件和调试工具,并提供从多层安全保障。
MW300 Wi-Fi微控制器支持802.11n Wi-Fi、内置全功能微控制器的单芯片SoC,面向低功耗进行了有针对性的优化,实现了深度低功耗状态,同时降低了正常工作时的功耗,适用于各种基于电池供电的应用场景。
4. 德州仪器(Texas Instruments)
Texas Instruments Incorporated.
TI是全球领先的半导体跨国公司,以开发、制造、销售半导体和计算机技术闻名于世,主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。
嵌入式WiFi除了占据大功率应用市场,还广泛用于插座、小家电及可穿戴设备等,对于这一市场,SimpleLink则是较优选择。
代表产品:
TI CC3200
标准:802.11b/g/n
频段:2.4GHz
最大传输速率:150Mbps
应用:工业、消费类电子产品等
2014年6月,TI推出了SimpleLink WiFi 系列WIFI平台,专为IoT而设计,包括CC3100/3200,平台具有高度的灵活性。
3200在单芯片中集成了射频及模拟功能电路,将WiFi平台与ARM Cortex-M4 MCU整合在一起,实现了低功耗、单芯片WiFi解决方案。而CC3100可与任何MCU配合使用。
5.联发科(Mediatek)
台湾联发科技股份有限公司
2011年,联发科通过换股并购了台湾雷凌科技(Ralink),随之诞生了MTK WiFi部门。
代表产品:
MT7681
标准:802.11b/g/n
频段:2.4/5GHz
最大传输速率:433Mbps
功能:WiFi+MCU
应用:灯泡、门锁、插座等小型设备
2014年6月,联发科发布两款专为智能家庭 应用而设计的系统单芯片(SoC)解决方案:MT7681、MT7688。
MT7681可轻松为嵌入式设备设计网络服务,整合电源管理单元、低频放大器、射频切换器,所有功能都整合在40针脚的5*5毫米的封装中。
代表产品:
MT7688
标准:802.11a/b/g/n
频段:2.4GHz
最大传输速率:150Mbps
功能:WiFi+CPU
应用:智能家居设备
MT7688采用Linux系统,内建MIPS24KEc/580MHz处理器,256MB内存以及AES128/256加密引擎。
6.瑞昱(Realtek)
瑞昱半导体股份有限公司
瑞昱半导体1987年在台湾成立。其技术专长在于拥有精深的系统知识与系统整合能力。在产品研发的阶段,瑞昱以系统为考量,数字与模拟混合模式设计电路,整合关键零组,提供整体解决方案。
代表产品:
RTL8710
标准:802.11b/g/n
频段:2.4GHz
最大传输速率:150Mbps
应用:智能家居、传感器网络、可穿戴设备等
瑞昱RTL8710是一个完整且自成体系的WiFi网络解决方案,能够独立运行,也可以作为从机搭载于其他主机MCU 运行。它内置了一颗主频为主166 MHz,并可兼做应用处理的超低功耗32位微型 CPU。在搭载应用并作为设备中唯一的应用处理器时,能够直接从外接闪存中启动。内置的高速缓冲存储器有利于提升系统性能,并减少内存需求。
7.新岸线(Nufront)
北京新岸线移动多媒体技术有限公司
新岸线创建于2004年,其重点研发宽带无线通信和智能处理器,涉及移动通信、智能终端、智能交通、智慧家居等多个行业领域。
代表产品:
NL6621
标准:802.11/b/g/n
频段:2.4GHz
功能:WiFi+Cortex-M3
集成了MAC、PHY、AFE、RF和PA
应用:智能家居、智能监控、WiFi单品等
2011年11月,新岸线正式推出了自主研发的WiFi芯片NL6621,填补了国产WiFi芯片的空白。NL6621集成 MCU、448KB RAM和WIFI 的三合一WIFI SOC单芯片,接口丰富,产品可扩展性强。
NL6621还具有高开源的特点,NL6621 SDK代码完全开放;产品级别的 WIFI-Uart SDK、机智云SDK、WIFI插座完整方案、WIFI-Led完整方案等完全开放开源,大大降低开发难度,可快速实现项目量产。
8.乐鑫(Espressif)
乐鑫信息科技(上海)有限公司
乐鑫成立于2008年,是一家专业的无晶圆半导体公司,致力于研发设计 WiFi 和蓝牙技术的无线系统级芯片,提供移动通讯和物联网解决方案。
代表产品:
ESP8266
标准:802.11 b/g/n
频段:2.4GHz
功能:WiFi+MCU
应用:智能家居
2014年,针对物联网市场,乐鑫推出了ESP8266 WiFi芯片,其核心是一块Diamond Standard 106Micro控制器的高集成度芯片。该芯片集成了32位MCU、WiFi射频、基带、MAC、TCP/IP于单颗 SoC 上,实现了板上占用空间最小化。
代表产品:
ESP32
标准:802.11 b/g/n
频段:2.4 GHz
速度:150 Mbps
应用:物联网
2016年9月,乐鑫推出了ESP32 ,该芯片将WiFi和BLE合二为一,搭配双核32位Tensilica L108 MCU,最高主频可达250MHz,相较ESP8266,ESP32有更多的内存空间供用户使用,且有更多的I/O口可供开发。
9.联盛德(Winner Micro)
北京联盛德微电子有限责任公司
联盛德成立于2013年,致力于物联网领域无线通信芯片的开发与应用,并专注物联网嵌入式Wi-Fi芯片。
代表产品:
W500
标准:802.11n
功能:提供开源SDK开发包,支持客户二次开发
应用:智能家电、智能家居、医疗监护、汽车电子、工业控制等
W500是一颗适用于物联网领域的低功耗、安全多模无线SoC单芯片。集成802.11n MAC、基带、射频与TCP/IP层网络协议,内置WAPI/WEP/WPA/WPA2安全协处理器,支持11e/WMM-QoS和PS低功耗功能。
10.瑞芯微(Rockchips)
福州瑞芯微电子股份有限公司
瑞芯微成立于2001年,是专业的集成电路设计公司。在之前平板电脑快速增长时,瑞芯微表现耀眼,客户不乏英特尔、华硕、惠普等大牌,业绩也曾一度呈现爆发式增长。
代表产品:
RKi6000
标准:802.11 b/g/n
应用:智能灯泡、WiFi音箱等
2015年,瑞芯微与第三方共同推出全球最低功耗WiFi芯片RKi6000,这款WiFi芯片功耗与BLE4.0低功耗蓝牙相当,使用时功耗仅为20mA毫安。
2015年,物联网WiFi芯片在国内迎来了第一次“爆发式”增长。据ABI Research 发布的数据显示,2015年WiFi芯片的全球市场出货量达到7.7亿片,同比上升33%。2011至2017年,WiFi芯片出货量约为187亿个。
在万物互联的驱动下,越来越多厂商开始厉兵秣马,加快WiFi芯片技术的研发,以卡位物联网市场。但是以NB-IoT为代表的蜂窝物联网技术,向WiFi发起了挑战,还有5G的进击,流量的不限,WiFi正在受到新技术的强烈冲击,厂商们或许面临更大的烦恼。
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