在物聯網市場的持續刺激下,2015年國内應用于物聯網的wifi晶片迎來了第一次“爆發式”增長。據相關統計資料顯示,2014年物聯網wifi晶片出貨量情況并不樂觀,僅有1000萬顆左右,到2015年時,wifi晶片基本成為許多智能硬體産品的标配,總出貨量突破3000萬顆,并且伴随着智能硬體的起量,預計2016年出貨量将進一步提升到1億顆。

是以,記者走訪了衆多wifi晶片原廠和方案商,從解決方案、核心技術、未來趨勢三個方面,分析wifi晶片的演變發展,以及探索其起量背後的原因。
從多晶片到單晶片發展,國内外wifi晶片廠家的博弈
實際上,在手機、平闆等産品中,獨立wifi晶片隻有連接配接和傳輸信号的作用,信号處理和傳輸協定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,物聯網領域的大量智能硬體,如水壺、電鍋、燈具、豆漿機等産品,原本就沒有強大的ap,是以獨立wifi晶片當然是“然并卵”了。
于是,這種需求首先催生出了一批整體方案解決公司,如慶科、漢楓、博聯、有人科技等企業,都是以單晶片wifi外挂mcu,再将通信協定tcp/ip寫入mcu的方式,給傳統企業智能化更新提供服務。“在相當長的一段時間内,單晶片wifi外挂mcu的方案,幾乎統治了物聯網的無線連接配接市場。不過,由于這種方案成本高,而傳統家電行業的生産成本控制幾乎到了極緻,若加入wifi方案,就會造成額外的負擔,并不利于物聯網的普及。”安信可ceo趙同陽說道。
是以,在物聯網龐大需求的驅動下,國際晶片設計大廠開始将mcu與wifi內建在一起,減少晶片面積,同時降低晶片方案價格(現在子產品價格9元左右)。最典型的代表,如高通atheros4004、ti的cc3200、realtek8711等。另一方面,國内的晶片設計企業又怎甘落後,mtk推出mt7681、南方矽谷6060、樂鑫8266等晶片,處理性能并不比國際大廠晶片差,并且價格更具優勢,服務也更全面,實作快速的推向物聯網應用市場。
可以預見,在如此多晶片設計廠家進入的情況下,2016年的wifi晶片市場将會變得更加“熱鬧”,大廠之間的博弈和競争會空前激烈,同時也會吸引更多的晶片廠家持續跟進。
wifi晶片核心技術三要素:系統、功耗、射頻
衆多晶片設計企業的加入,豐富了市面上的wifi晶片種類,同時也讓市場一定程度上“良莠不齊”,是以客戶應該如何選擇合适的晶片呢?“wifi晶片的設計難點,同樣也是衡量wifi晶片好壞的關鍵因素,是在于系統穩定且易于開發、晶片功耗低、射頻連接配接性能穩定這三個方面。”聯盛德市場總監李少輝告訴記者。
“每個公司的wifi晶片軟體系統都是基于rtos進行開發,在标準的tcp/ip協定下都有一套自己的實作方式。這也就要求企業在硬體設計能力之外,必須有較強的軟體系統設計能力,提供性能穩定的系統、系列的api和完整封裝的sdk,以友善客戶在此基礎之上開發産品。射頻大部分都是模拟電路,首先對工程師的技術要求就非常高,電路中的電壓電流隻要出現少許偏差,wifi就可能出現連接配接不穩定的情況,其次考慮到複雜的環境因素,對晶片靈敏度和接受/發射功率也有很高的要求。”高通區域銷售經理郎良說道。
在大部分的物聯網應用中,例如:無人機、機器人、wifi音箱等,都對整機功耗有較高的要求。郎良繼續說道:“家電裝置對功耗的要求很高,尤其是出口時,對整機功耗要求非常嚴格,而裝置本身能降低的功耗幾乎做到極緻,是以wifi晶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。
其一是協定優化+固件設計,讓晶片有四種工作模式,避免一直處于滿負荷狀态。例如:正常工作狀态下,電流300ma;淺睡眠狀态下,電流130ua,喚醒2ms;深度睡眠狀态下,電流10ua,喚醒35ma;幾乎關閉狀态下,電流5ua,喚醒40ms。
其二是根據物聯網的應用場景,自動降低wifi晶片發送/接受db數值,例如:家電的位置一般都是固定的,可以根據家電與路由器的距離,自動調節db數值,而不是滿負荷的18db狀态。
其三是晶片監聽和喚醒功能,使用者可以根據需求,設定監聽的時間間隔。另外,裝置本身也可以由wifi晶片來喚醒,其餘時間都處于休眠狀态,進而進一步降低晶片功耗。”
最後,wifi晶片中的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表現優秀,mips架構執行效率高,主要應用于路由器的網通市場。總之,對于大部分的小家電而言,例如:水壺、燈、插座等,m0系列的性能已經完全可以滿足,而對于功能要求複雜的應用場合,例如白電、雲平台對接、語音識别等,就需要至少m3以上的性能。
wifi晶片未來的發展趨勢:細分定制、安全內建、分布式智能
物聯網市場的碎片化,導緻細分市場的應用存在較大的差異化,wifi晶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晶片,是全球首顆wifi音箱專用晶片;靈芯微電子也推出gkm910晶片,專門解決家庭影院的多音箱無線連接配接需求。
未來,wifi子產品将會承擔越來越多的工作,與雲平台、語音控制進行深度合作就是發展方向之一,實作分布式的智能化需求。
象外waloo小智迷你wifi智能遙控插座通過app,插座搖身變為超級“神器”,通過友好、體貼的app,将空調、熱水器等家電納入遠端管控範疇,延時定時神器,充電保護,實作了普通家電的智慧化更新。支援蘋果系統和安卓系統手機或平闆控制,人還沒到家室内已經達到合适的溫度、熱水器也燒好了熱水回家即可洗澡等等。
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