2023年,為提升國內(nèi)芯片企業(yè)在全球范圍的影響力,促進(jìn)和記錄國內(nèi)芯片的技術(shù)、市場應(yīng)用進(jìn)程,芯師爺特別策劃《2023年硬核芯產(chǎn)業(yè)專題報(bào)告》。
在《2023年硬核芯產(chǎn)業(yè)專題報(bào)告》中,芯師爺對芯片IP、EDA、MCU、智能芯片、存儲芯片、射頻芯片、功率器件、通訊芯片、電源管理芯片、信號鏈芯片、處理器芯片、傳感器等12類芯片產(chǎn)品領(lǐng)域進(jìn)行調(diào)研,通過分析各芯片領(lǐng)域技術(shù)概況、市場格局、發(fā)展趨勢、代表企業(yè)、代表產(chǎn)品概述,以及應(yīng)用方向等,力求展示現(xiàn)階段國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。
本篇為系列專題報(bào)告之《物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化落地,無線通信技術(shù)迭代升級》,2023年國內(nèi)無線通信芯片產(chǎn)業(yè)報(bào)告及產(chǎn)品選型參考。以下為報(bào)告全文:
物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?;涞?,無線通信技術(shù)迭代升級?
2023年,通信市場逐步恢復(fù)快速增長的趨勢,我國工信部發(fā)布的《2023年上半年通信業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況》報(bào)告表明:“上半年通信業(yè)整體運(yùn)行平穩(wěn),各項(xiàng)主要指標(biāo)保持較好增長態(tài)勢,5G、千兆光網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快推進(jìn),網(wǎng)絡(luò)連接用戶規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,移動互聯(lián)網(wǎng)接入流量較快增長。”
縱觀近年來物聯(lián)網(wǎng)通信芯片技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò),產(chǎn)品及解決方案圍繞技術(shù)深耕、場景創(chuàng)新、規(guī)模化落地等方向不斷努力。本報(bào)告將聚焦于無線通信技術(shù),選取Wi-Fi技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、NB-IoT技術(shù)、LoRa技術(shù)、Cat.1技術(shù)等作為2023年度產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有代表性的通訊方式,從市場環(huán)境、投融資情況、產(chǎn)業(yè)鏈玩家、技術(shù)趨勢、典型產(chǎn)品及競爭格局等進(jìn)行分析,研判各細(xì)分賽道業(yè)務(wù)增長動力以及為企業(yè)發(fā)展路徑提供思考。
國內(nèi)無線通信芯片行業(yè)發(fā)展環(huán)境
1.1 物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?;涞?/strong>無線通信技術(shù)迭代升級
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)概念于1999年首次出現(xiàn),即是用通信技術(shù)將分布在不同地點(diǎn)的物體互相連接,使得彼此之間可以如同人與人之間相互通信,達(dá)到萬物智能化。其中,網(wǎng)絡(luò)傳輸層是物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的“連接感知神經(jīng)”,通過各式各樣的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)傳輸?shù)狡脚_層,通信芯片及模組制造商和通信服務(wù)提供商在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中價(jià)值占比超過35%。
隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)行業(yè)逐漸融合,創(chuàng)新的應(yīng)用場景不斷涌現(xiàn),各種垂直應(yīng)用實(shí)例逐步落地,眾多無線技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中均發(fā)揮著關(guān)鍵作用。這些技術(shù)使得數(shù)十億物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將每天捕獲的海量數(shù)據(jù)傳輸到數(shù)據(jù)中心并加以處理,從而服務(wù)于千行百業(yè)。
圖表1:物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù),圖源:芯師爺
物聯(lián)網(wǎng)的無線通信技術(shù)依照傳輸距離,主要分為兩類:一類是Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee等短距離通信技術(shù);另一類是低功耗廣域網(wǎng),即LPWAN(low-power Wide-Area Network)。LPWAN又可分為兩類:一類是工作于未授權(quán)頻譜的LoRa、SigFox等技術(shù);另一類是工作于授權(quán)頻譜下,3GPP支持的2/3/4/5G蜂窩通信技術(shù),比如LTE Cat-m、NB-IoT等。
圖表2:無線通信技術(shù)分類,圖源:芯師爺
Wi-Fi
Wi-Fi(Wireless-Fidelity)是基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù),已成為家庭網(wǎng)關(guān)、路由器、手機(jī)、電腦等通訊電子設(shè)備的標(biāo)配。Wi-Fi技術(shù)持續(xù)迭代,行業(yè)現(xiàn)已行至第六代、第七代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(WiFi6、WiFi7)切換的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
2023年是智能終端轉(zhuǎn)向Wi-Fi6的快速切換期,此次芯師爺調(diào)研的多家Wi-Fi芯片設(shè)計(jì)企業(yè)均表示,Wi-Fi6業(yè)務(wù)占比在逐漸擴(kuò)大;也有不少企業(yè)已啟動Wi-Fi7的芯片研發(fā)。
與WiFi5相比,Wi-Fi6更好地發(fā)揮了MU-MIMO(多用戶-多輸入多輸出)技術(shù)優(yōu)勢,可以支持多個終端并行傳輸,同時它也優(yōu)化了設(shè)備的功耗和覆蓋能力,能夠?yàn)橛脩魩砀h(yuǎn)的傳輸距離和更高的傳輸速率;Wi-Fi7的速度則可高達(dá)每秒30Gbits,是Wi-Fi6速率9.6Gbps的三倍之多。
藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙技術(shù)最初由愛立信公司于1994年創(chuàng)制,是一種基于低成本,為固定和移動設(shè)備建立通信環(huán)境的近距離無線技術(shù)連接。從V1.1到V2.0再到V4.2以及最新版本V5.2等,藍(lán)牙技術(shù)持續(xù)優(yōu)化和提升,更適合智能家居、可穿戴設(shè)備等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。截至2022年,全球約有500億聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,其中約三分之一的設(shè)備搭載藍(lán)牙無線標(biāo)準(zhǔn)。
藍(lán)牙芯片可以根據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)的差異分為經(jīng)典藍(lán)牙芯片與低功耗藍(lán)牙(BLE)芯片。BLE芯片具備傳輸距離更遠(yuǎn)、傳輸速率更高、延時更低、功耗更低等優(yōu)勢。
受益于市場需求加大以及Mesh組網(wǎng)技術(shù)的日益成熟,隨著藍(lán)牙技術(shù)在其細(xì)分領(lǐng)域市場中的滲透率逐步提升,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth
SIG)預(yù)測,藍(lán)牙設(shè)備出貨量穩(wěn)定上升,預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)76億件,年均復(fù)合成長率為9%。
ZigBee
ZigBee技術(shù)是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的短距離、低功耗的無線通信技術(shù),適用于周期性、間歇性和可重復(fù)的低時延數(shù)據(jù)傳輸,支持868 MHz、915 MHz和2.4 GHz ISM頻段。
ZigBee這一名稱來源于蜜蜂的八字舞,蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀來與同伴傳遞花粉所在方位信息,依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。ZigBee技術(shù)適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備。
NB-IoT
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)技術(shù)是一種3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)解決方案,其特點(diǎn)是極低的功耗和廣大的覆蓋率及龐大的連接數(shù),其裝置覆蓋范圍可以提升20dB,并且電池壽命超過10年以上。
基于NB-IoT的優(yōu)勢,加之我國工信部發(fā)布了《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備技術(shù)要求(征求意見稿)》,眾多NB-IoT行業(yè)應(yīng)用于2017年開始部署和孵化。
圖表3:NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn),圖源:芯師爺
LoRa
LoRa(Long Range)是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案,該技術(shù)起源于法國,最早由法國公司Cycleo推出。2012年,Semtech宣布收購法國公司Cycleo,開啟了Semtech在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新紀(jì)元。
Cycleo擁有長距離的半導(dǎo)體技術(shù)IP,也就是LoRa技術(shù)的前身,并入Semtech的射頻產(chǎn)品線平臺。由此補(bǔ)足了Semtech的產(chǎn)品路線圖,它和Semtech的高靈敏度、低功耗射頻收發(fā)器技術(shù)的融合,能夠形成創(chuàng)新性的技術(shù)和產(chǎn)品,在更長距離的應(yīng)用中將大大減少基礎(chǔ)設(shè)施投資的成本,尤其是在能源管控、安全、資產(chǎn)管理等領(lǐng)域的應(yīng)用。
圖表4:LPWAN(低功耗廣域網(wǎng))技術(shù)對比
1.2 政策加持夯實(shí)應(yīng)用,資本市場有限收縮
聚焦我國通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展,“十三五規(guī)劃”期間我國信息通信行業(yè)收入規(guī)模穩(wěn)定增長,2020年達(dá)2.64萬億元,年均增長9.1%。我國建成了全球規(guī)模最大的光纖和移動寬帶網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模商用。
邁入“十四五”階段,時值建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國和數(shù)字中國、推進(jìn)信息通信行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵時期,對國內(nèi)信息通信產(chǎn)業(yè)也提出了更高層次的要求。“十四五規(guī)劃”時期信息通信產(chǎn)業(yè)的總體目標(biāo)——到2025年,基本建成高速泛在、集成互聯(lián)、智能綠色、安全可靠的新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施體系,為支撐制造強(qiáng)國、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國建設(shè)夯實(shí)發(fā)展基礎(chǔ)。
在資本市場,受消費(fèi)電子行業(yè)景氣度下降,下游客戶整體需求有所下降影響,2023年上半年通信芯片在資本市場整體表現(xiàn)一般。2023年1-9月,芯師爺根據(jù)已披露信息統(tǒng)計(jì),約有20家無線通信類相關(guān)企業(yè)獲得融資,其中,蜂窩通信企業(yè)芯翼信息科技(上海)有限公司獲得較高融資額3億元;另外,融資項(xiàng)目大部分集中于光通信領(lǐng)域。
全球通信各細(xì)分領(lǐng)域市場格局
現(xiàn)階段,全球通信芯片各細(xì)分領(lǐng)域寡頭壟斷的格局逐漸強(qiáng)化,我國通信芯片企業(yè)處于成長蓄力期。下文主要選取Wi-Fi、藍(lán)牙、蜂窩基帶芯片等不同制式的通信市場進(jìn)行淺析。
2.1 Wi-Fi芯片市場
根據(jù)Verified Market Research數(shù)據(jù),2021年全球Wi-Fi芯片市場規(guī)模已達(dá)到188.1億美元,預(yù)計(jì)2030年全球Wi-Fi芯片市場將增長至254億美元。而Wi-Fi的數(shù)據(jù)傳輸效率、設(shè)備接入量、安全性等技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)化成為驅(qū)動需求端進(jìn)行產(chǎn)品迭代的重要因素。
8K視頻、VR/AR、遠(yuǎn)程辦公等新型應(yīng)用的出現(xiàn)不斷提高了對網(wǎng)絡(luò)吞吐率和時延的要求,整個行業(yè)處于下一代Wi-Fi發(fā)展的早期階段,即以Wi-Fi 7為代表的新標(biāo)準(zhǔn)。2022年以來,博通、高通、聯(lián)發(fā)科等大廠接連發(fā)布了Wi-Fi 7主控芯片等相關(guān)技術(shù)。
Wi-Fi芯片代表案例:
Broadcom(博通)
Broadcom在無線領(lǐng)域的優(yōu)勢有目共睹,其芯片集成度高,并顯著降低功耗。目前出貨的Wi-Fi 7家用路由器多數(shù)基于Broadcom的第一代AP平臺,大部分型號的售價(jià)在600美元以上。2023年,Broadcom推出第二代Wi-Fi 7 平臺,旨在解決成本效益問題并實(shí)現(xiàn)競爭對等。
樂鑫科技
2023年9月22日,樂鑫科技宣布,其物聯(lián)網(wǎng)芯片全球累計(jì)出貨量已突破10億顆。據(jù)行業(yè)調(diào)查機(jī)構(gòu)TSR (Techno Systems Research) 每年發(fā)布的《Wireless Connectivity Market Analysis》,樂鑫的Wi-Fi芯片已連續(xù)6年全球出貨量市占率第一。
2.2 藍(lán)牙芯片
根據(jù)ABI Research的市場統(tǒng)計(jì)和預(yù)測,2021年到2026年,全球藍(lán)牙設(shè)備的年出貨量將增長1.5倍,復(fù)合年增長率(CAGR)為9%,到2026年藍(lán)牙設(shè)備年出貨量將首次突破70億件。
我國藍(lán)牙芯片市場主要參與者包括Nordic、Dialog、TI等海外頭部企業(yè),具備技術(shù)及資源先發(fā)優(yōu)勢;以博通集成和杰理科技為首的傳統(tǒng)集成電路企業(yè),主要提供芯片設(shè)計(jì)、制造或封裝測試服務(wù);泰凌微和桃芯科技等藍(lán)牙芯片成長型企業(yè),通過垂直化產(chǎn)品進(jìn)入市場,專注于特定方向(如BLE芯片)以及應(yīng)用場景。
藍(lán)牙芯片代表案例:
Nordic
Nordic Semiconductor成立于1983年,是全球領(lǐng)先的集成電路硬件及軟件供應(yīng)商。作為無線技術(shù)的先行者,Nordic同時也是ANT+聯(lián)盟、藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)、Thread Group、Zigbee聯(lián)盟、Wi-Fi聯(lián)盟和全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)的重要成員。nRF5340 SoC是其低功耗藍(lán)牙旗艦產(chǎn)品。它是nRF53系列的首款SoC,也是全球首款擁有兩個arm? Cortex?-M33處理器的無線連接SoC。[1]
德州儀器(TI)
德州儀器于2022年6月21日推出全新低功耗Bluetooth?無線MCU,通過低至0.79美元的起售價(jià)實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)低功耗藍(lán)牙,SimpleLink? CC2340 無線MCU可用于開發(fā)下一個互聯(lián)應(yīng)用。這款產(chǎn)品不僅具有業(yè)內(nèi)出色的待機(jī)電流(低于710nA)、工業(yè)溫度支持和高品質(zhì)射頻特性,還支持將低功耗藍(lán)牙添加到醫(yī)療、接入點(diǎn)、智能家居、資產(chǎn)跟蹤、個人電子產(chǎn)品等應(yīng)用中。[2]
博通集成
博通集成的無線通信產(chǎn)品在5G、Wi-Fi、藍(lán)牙、ETC等領(lǐng)域均有建樹。該公司在2022年推出的新一代藍(lán)牙音頻SoC產(chǎn)品采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和超低功耗22nm工藝制程,該產(chǎn)品已導(dǎo)入多家國內(nèi)外知名客戶。[3]
2.3 蜂窩基帶芯片
隨著5G(第五代移動通信系統(tǒng))的大規(guī)模部署,大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(massive IoT)將成為現(xiàn)實(shí)。根據(jù)Counterpoint預(yù)計(jì),2022年至2030年,5G設(shè)備累計(jì)出貨量(不包括5G RedCap)以60%的復(fù)合年增長率將達(dá)到25億臺。
由于存在較高的技術(shù)壁壘,業(yè)內(nèi)通常將應(yīng)用處理器集成到基帶芯片,因此手機(jī)廠商通常直接采購基帶廠商提供的基帶芯片,而不采購模組廠商的通信模塊?;鶐酒矝Q定了通話質(zhì)量的優(yōu)劣、網(wǎng)速快慢、信號強(qiáng)弱,直接影響用戶體驗(yàn)。半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)Tech Insights表示,雖然5G在基帶市場的滲透率仍然很低,但2022年全球5G基帶芯片組合的增加,使其基帶平均售價(jià)提高了24%。[4]
博通、英特爾等企業(yè)相繼退出,蜂窩基帶市場寡頭趨勢增強(qiáng),行業(yè)形成了由高通、華為海思、聯(lián)發(fā)科、三星、紫光展銳等為主要玩家的巨頭壟斷格局。Tech Insights數(shù)據(jù)顯示,2022年Q3全球蜂窩基帶處理器市場規(guī)模約87億美元,同比增長11%,高通以份額62%位列第一,其次為聯(lián)發(fā)科(26.1%)和三星LSI(6.1%)。[5]
在國內(nèi)市場,紫光展銳、翱捷科技抓住市場機(jī)會快速成長,成為國內(nèi)在基帶芯片領(lǐng)域的代表廠商。
圖表5:2022年Q3全球蜂窩基帶處理器市場份額,數(shù)據(jù)來源:Tech Insights
同時,我國是基帶芯片最主要的市場,國產(chǎn)手機(jī)及模組廠商快速成長,地域及服務(wù)優(yōu)勢助力國產(chǎn)基帶廠商擴(kuò)張。智能手機(jī)市場涌現(xiàn)出以華為、小米、OPPO、vivo、榮耀等為代表的廠商。除此之外,國內(nèi)模組廠商正成為全球主要的模組供應(yīng)商,其中移遠(yuǎn)通信處于全球領(lǐng)先地位,美格智能、日海智能、廣和通處于全球第二梯隊(duì),且市場地位不斷提升。
蜂窩基帶芯片代表案例:
高通
高通2023年,高通公布了5G基帶芯片X75,為全球首款“5G Advanced-ready”基帶產(chǎn)品,支持十載波聚合,并承諾在Wi-Fi 7和5G中實(shí)現(xiàn)10Gbps下行速度。5G Advanced-ready介于5G和6G之間,也被業(yè)界稱之為“5.5G”,將對XR領(lǐng)域、車聯(lián)網(wǎng)、5G上行通信能力等升級實(shí)現(xiàn)更好的效果。
聯(lián)發(fā)科
聯(lián)發(fā)科也在2023年上半年推出了5G高端芯片天璣1100,該芯片采用6nm制程工藝打造,繼承了聯(lián)發(fā)科多年來在移動通信領(lǐng)域的技術(shù)積累和創(chuàng)新成果。天璣1100具備雙模雙載波聚合技術(shù),該技術(shù)可以同時支持Sub-6GHz和毫米波雙頻段,有效提升了整體的網(wǎng)絡(luò)連接速度和穩(wěn)定性。其中,Sub-6GHz可以穩(wěn)定傳輸高清視頻和流媒體,而毫米波則可以在短距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)極高速率的數(shù)據(jù)傳輸。同時,天璣1100還支持全球頻段,適配全球主流運(yùn)營商的5G網(wǎng)絡(luò)。
三星電子5G基帶芯片Exynos 5300,支持Sub 6GHz和毫米波5G頻段,最高下行速度可達(dá)10Gbps,最高上傳3.87Gbps,支持SA(獨(dú)立組網(wǎng))和NSA(非獨(dú)立組網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)類型;采用三星4nm EUV工藝制程;全網(wǎng)通設(shè)計(jì),4G LTE環(huán)境下最高下行速率3Gbps,上傳速率422Mbps。
從上文所述各通信技術(shù)的市場競爭格局可以看出,我國企業(yè)在全球市場開始展露頭角,而多數(shù)廠商仍處于低端領(lǐng)域,積累少、規(guī)模小、毛利較低,與全球通信芯片巨頭高通、博通等還存在一定距離,整個行業(yè)還處于成長蓄力期,需要更多的投入和努力。通信行業(yè)下一階段將進(jìn)入殘酷的競爭期,很多細(xì)分領(lǐng)域市占末位的企業(yè)將逐漸被市場淘汰,頭部企業(yè)將邁向成熟發(fā)展。
國內(nèi)通信芯片行業(yè)發(fā)展前景展望
3.1 通信技術(shù)市場前景
需求端
集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)是一個靠技術(shù)創(chuàng)新推動的科技產(chǎn)業(yè),其周期性主要體現(xiàn)在產(chǎn)品創(chuàng)新周期、上下游產(chǎn)能供需周期和宏觀經(jīng)濟(jì)波動周期上。
特別是物聯(lián)網(wǎng)通信芯片設(shè)計(jì)行業(yè)存在一定季節(jié)周期性,主要與下游終端產(chǎn)品的市場需求相關(guān)。通常情況下,國慶期間、“雙11”、春節(jié)期間電子產(chǎn)品需求相對旺盛,下游客戶需要提前備貨準(zhǔn)備生產(chǎn),促使芯片等原材料需求增長。
供應(yīng)端
2022年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的過度囤貨和需求透支,導(dǎo)致全球半導(dǎo)體庫存的消化進(jìn)程緩慢,一些國內(nèi)芯片廠商經(jīng)歷了庫存過剩的階段。數(shù)據(jù)顯示,中芯國際2022年晶圓庫存量為51.67萬片,2021年和2020年庫存分別為10.44萬片和9.6萬片,2022年庫存激增為前一年的五倍。
不過,庫存情況從2023年第二季度開始逐步得到改善。通信芯片企業(yè)樂鑫科技9月也在機(jī)構(gòu)調(diào)研時表示,目前庫存水平符合樂鑫需求,無需去庫存。截止2023年6月底,該公司庫存為3.5億,其中1.7億為原材料,1.8億為產(chǎn)成品和在產(chǎn)品,預(yù)計(jì)會保持在這個金額水平。
芯片價(jià)格走勢及毛利率
通信芯片行業(yè)經(jīng)歷了2021年至2023年的供不應(yīng)求到供大于求的供需變化,目前逐步走向供需平衡階段。在供應(yīng)端隨著毛利空間進(jìn)一步壓縮,部分高成本產(chǎn)品將逐步退出市場競爭,而隨著需求端的產(chǎn)能逐步釋放和回暖,供需平衡的轉(zhuǎn)換,價(jià)格將進(jìn)一步趨于平穩(wěn)。終端產(chǎn)品研發(fā)重心也可以逐步從降本側(cè)重的方案替換驗(yàn)證,逐步轉(zhuǎn)移到加強(qiáng)產(chǎn)品本身性能及差異化特性方面。
芯師爺調(diào)研發(fā)現(xiàn),通信芯片毛利率趨勢整體向好。雖然在2022年,受疫情等各方因素影響,通信公司毛利率稍微下滑,但2023年第一季度開始回升,二季度延續(xù)上升趨勢。
以已公布半年報(bào)的樂鑫為例,該公司的毛利率長期穩(wěn)定在40%左右,2023年上半年?duì)I業(yè)收入同比增長8.7%,毛利額同比增長10.4%,綜合毛利率達(dá)到40.85%,其中芯片毛利率為47.5%,模組毛利率為37.5%。[6]
3.2 通信技術(shù)趨勢
隨著車聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興行業(yè)的培育和發(fā)展,對通信網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、高速率、低時延要求越來越高,電子產(chǎn)品亦趨于小型化對芯片的集成度提成更高要求;另一方面,基于語音識別、語音喚醒、圖像識別等技術(shù)的智能終端需求開始持續(xù)釋放,智能端口芯片及相關(guān)產(chǎn)品將具備廣闊的市場空間。除了以上發(fā)展方向,在此列舉2023年趨于規(guī)模應(yīng)用的幾種通信技術(shù)趨勢。
RedCap規(guī)模應(yīng)用,無源物聯(lián)網(wǎng)加速更新
2023年8月29日,工信部發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)5G輕量化(RedCap)技術(shù)演進(jìn)和應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展的通知(征求意見稿)》,其中提到,5G輕量化(RedCap,Reduced
Capability的縮寫)技術(shù)是5G實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物互聯(lián)的重要路徑。發(fā)展目標(biāo)為到2025年,5G RedCap產(chǎn)業(yè)綜合能力顯著提升,新產(chǎn)品、新模式不斷涌現(xiàn),融合應(yīng)用規(guī)模上量,安全能力同步增強(qiáng)。
2023年,無源物聯(lián)網(wǎng)將從通信性能提升、系統(tǒng)效率優(yōu)化、通感功能融合等多個方面進(jìn)行迭代與演進(jìn),實(shí)現(xiàn)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的深度融合,打造具備低成本、零功耗、易部署等特點(diǎn)的新型物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)。
Cat.1加速落地,市場突圍戰(zhàn)更優(yōu)解
2018年,2G/3G開始大規(guī)模向LTE Cat.1遷移。LTE Cat.1bis,既能滿足中速人聯(lián)/物聯(lián)品類的數(shù)據(jù)吞吐量需求,又能提供相比傳統(tǒng)LTE更優(yōu)的成本與更小的尺寸。并且,該通信方式可以在現(xiàn)有4G接入網(wǎng)幾乎零改造的前提下,進(jìn)行快速部署,大幅削減落地成本。
2019年,紫光展銳首先推出了LTE Cat.1 bis 物聯(lián)網(wǎng)芯片平臺。在此之前,國內(nèi)市場少量場景中運(yùn)用的Cat.1芯片來自高通,其規(guī)模僅為百萬級別。
多家企業(yè)在芯師爺此次調(diào)研時透露,Cat.1業(yè)務(wù)是現(xiàn)階段他們布局的重要產(chǎn)品線,對比于技術(shù)門檻更高、研發(fā)投入更大的5G技術(shù),Cat.1成為市場突圍戰(zhàn)的更優(yōu)解。
圖表6:Cat.1與RedCap技術(shù)對比,圖源:芯師爺
NearLink星閃強(qiáng)勢入局,市場格局恐生變
華為推出的NearLink(星閃)功能是新一代無線短距通信技術(shù),該技術(shù)相比于藍(lán)牙技術(shù),功耗降低60%、傳輸速率提升6倍,具備更低時延、更穩(wěn)定連接抗干擾能力,覆蓋距離提升2倍,連接數(shù)提升10倍,可廣泛應(yīng)用于智能汽車、智能終端、智能家居,以及智能制造等領(lǐng)域。
星閃(NearLink)憑借超低時延、超高可靠、精準(zhǔn)同步等特性,強(qiáng)勢入局以藍(lán)牙、Wi-Fi、ZigBee為代表的傳統(tǒng)無線短距離通信市場,可能引發(fā)市場格局產(chǎn)生巨變。
衛(wèi)星通信推動轉(zhuǎn)型,向創(chuàng)新發(fā)展邁進(jìn)
衛(wèi)星通信是利用衛(wèi)星中的轉(zhuǎn)發(fā)器作為中繼站,通過反射或轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號,實(shí)現(xiàn)兩個或多個地球站之間的通信。根據(jù)我國國民經(jīng)濟(jì)“十五”計(jì)劃至“十四五”規(guī)劃,國家對衛(wèi)星通信行業(yè)的支持政策經(jīng)歷了從“促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化”到“推進(jìn)轉(zhuǎn)型”再到“推動創(chuàng)新發(fā)展”的變化。
該技術(shù)具有電波覆蓋面積大,通信距離遠(yuǎn),可實(shí)現(xiàn)多址通信;傳輸頻帶寬,通信容量大;通信穩(wěn)定性好、質(zhì)量高等特點(diǎn)。衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)因其下游應(yīng)用廣泛,且外部生態(tài)環(huán)境正在持續(xù)向好,衛(wèi)星定位芯片及相關(guān)產(chǎn)品需求將進(jìn)一步增加。
無論是智能終端產(chǎn)品還是衛(wèi)星定位終端產(chǎn)品,目前都處于較為初級的發(fā)展階段,先行研發(fā)出滿足市場需求的芯片設(shè)計(jì),將有利于企業(yè)率先搶占市場份額。
通信技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
4.1 持續(xù)高水位研發(fā)投入,奠定長期技術(shù)優(yōu)勢
導(dǎo)體是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),專業(yè)技術(shù)人才是各國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新的關(guān)鍵。2021年美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)超27萬,同比增長15%;2022年我國半導(dǎo)體人才缺口近25萬人。不難看出,國內(nèi)通信芯片行業(yè)當(dāng)前面臨著人才短缺和人才流失的挑戰(zhàn)。
各司取得技術(shù)突破的背后是巨大的研發(fā)投入和對人才的高度重視。芯師爺調(diào)研得出,通信類芯片企業(yè)研發(fā)投入占總營收比利較同業(yè)位于較高水平。剔除部分極端值外,研發(fā)人員平均占比為65%以上;研發(fā)投入占比基本維持在營收比例的40%左右,且在逐年提升。
4.2 探索光伏、新能源車等應(yīng)用方向
中國信通院數(shù)據(jù)顯示,中國智能手機(jī)出貨量在2016年達(dá)到5.6億部高點(diǎn)后逐年下降。2023年第二季度,IDC公布的數(shù)據(jù)顯示,我國智能手機(jī)市場出貨量約6570萬臺,同比繼續(xù)下降2.1%。除了手機(jī)市場遇冷,同質(zhì)化、價(jià)格戰(zhàn)等競爭加劇情況已蔓延至其它智能終端市場。此次芯師爺調(diào)研的通信企業(yè)中,約30%的企業(yè)選擇光伏、新能源車等領(lǐng)域作為新的戰(zhàn)略方向。
4.3 創(chuàng)新降本,提升競爭力和商業(yè)價(jià)值
從2022年下半年開始,國內(nèi)半導(dǎo)體的融資環(huán)境不再明朗,不能盈利或沒有核心競爭力的公司融資將越來越困難。萬物互聯(lián)時代,如何以更高效的通信技術(shù),率先搶占市場?芯師爺總結(jié)出通信芯片企業(yè)發(fā)展路徑,以供參考:
(1)針對現(xiàn)有芯片產(chǎn)品優(yōu)化,在各個環(huán)節(jié)不斷創(chuàng)新,降低成本,提升競爭力;
(2)開發(fā)先進(jìn)工藝制程的新產(chǎn)品,提高產(chǎn)品附加值;
(3)積極拓展海外市場,開發(fā)國際一流客戶群,取得更多的市場份額,力爭在更多的細(xì)分市場成為領(lǐng)軍者。
國內(nèi)通信芯片選型參考
*本節(jié)內(nèi)容不限于無線通信類芯片
上海移芯通信科技股份有限公司
上海移芯通信科技股份有限公司成立于2017年2月,致力于世界領(lǐng)先的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)通信芯片及軟件的研發(fā)和銷售。目前,移芯通信已向市場推出多款NB-IoT芯片、Cat.1bis芯片,均已量產(chǎn)。其中,NB-IoT系列芯片憑借其“低成本、低功耗、高性能、高可靠、寬電壓”等特點(diǎn),獲得了眾多頭部模組商的海量訂單,并已被超過1000家終端客戶采用;Cat.1bis系列第一代芯片在低功耗和低成本上擁有巨大優(yōu)勢,量產(chǎn)即得到客戶認(rèn)可。
移芯通信NB-IoT芯片EC626
EC626是移芯通信推出的第三代NB-IoT蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片,廣泛應(yīng)用于智能表計(jì)、煙感、門磁等物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。采用業(yè)內(nèi)先進(jìn)的22nm工藝制程,結(jié)合先進(jìn)的低功耗技術(shù)和優(yōu)化的電源管理策略,EC626芯片成本及功耗均處于行業(yè)領(lǐng)先水平。優(yōu)異的功耗表現(xiàn),可以有效延長終端設(shè)備電池使用壽命,也可助力終端設(shè)備降低電池容量,有效降低系統(tǒng)綜合成本。
移芯通信Cat.1bis芯片EC718
EC718是移芯通信推出的第二代Cat.1bis蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片,廣泛應(yīng)用于金融支付、定位追蹤、視頻監(jiān)控、共享經(jīng)濟(jì)、可穿戴等物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)。采用先進(jìn)的低功耗技術(shù)和優(yōu)化的電源管理策略,不同工作狀態(tài)功耗,均遠(yuǎn)低于業(yè)界其他主流芯片。超低電壓供電特性,以及靈活豐富的資源配置選擇,可以更高成本優(yōu)勢適用于更豐富的應(yīng)用領(lǐng)域,如智能表計(jì)、門鎖、煙感等。
芯翼信息科技(上海)有限公司
芯翼信息科技(上海)有限公司成立于2017年,致力于打造業(yè)界領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)智能終端SoC芯片企業(yè)。芯翼信息科技自主研發(fā)的高集成度5G窄帶物聯(lián)網(wǎng)通訊芯片XY1100廣泛應(yīng)用于智能表計(jì)、智慧消防、公共管理等場景;推出的更高集成度的第二代NB-loT芯片XY1200,針對表計(jì)、消防行業(yè)推出的集成低功耗MCU的XY1200S和XY2100S行業(yè)SoC芯片均已量產(chǎn);此外,公司自主研發(fā)的LTE
Cat.1產(chǎn)品XY4100也即將面市。
行業(yè)場景NB-IoT SoC XY2100S
NB-IoT SoC XY2100S,是針對公共事業(yè)行業(yè)專用的行業(yè)場景SoC芯片,這是業(yè)內(nèi)SoC首次將通訊、工業(yè)級低功耗MCU、LCD屏顯驅(qū)動等多種功能集成一體,進(jìn)一步降低了行業(yè)智能化方案成本,可應(yīng)用于智能燃?xì)獗怼?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/482281.html">超聲波水表等,尤其適用于智能燃?xì)獗砗统暡ㄋ鞳pen CPU開發(fā)。
行業(yè)場景NB-IoT SoC XY1200S
該芯片以單芯片滿足終端產(chǎn)品通信以及主控的需求。XY1200S作為低功耗MCU時,使用Cortex-M3作為應(yīng)用核處理器;為提高訪問Flash/SRAM的效率,芯片內(nèi)置8KB
Cache控制器。同時,芯片具有完全開放的處理器內(nèi)核和獨(dú)立的內(nèi)存空間,快速的喚醒響應(yīng)時間,支持各種低功耗產(chǎn)品,尤其針對于水表的Open
CPU使用場景開發(fā)。
翱捷科技股份有限公司
翱捷科技股份有限公司一直專注于無線通信芯片的研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新,同時擁有全制式蜂窩基帶芯片及多協(xié)議非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)與供貨能力,且具備提供超大規(guī)模高速SoC芯片定制及半導(dǎo)體IP授權(quán)服務(wù)能力。該公司的各類芯片產(chǎn)品下游應(yīng)用場景廣闊,可應(yīng)用于以手機(jī)、智能可穿戴設(shè)備為代表的消費(fèi)電子市場及以智慧工業(yè)、智慧城市、智慧交通、智能家居、智慧安全,金融支付等為代表的智能物聯(lián)網(wǎng)市場。
新一代緊湊型單模Cat.1智能IoT芯片ASR1609
ASR1609是一款面向智能IoT市場的高性能、高集成度、低功耗單模Cat.1芯片。該芯片將定位通訊功能、低能耗藍(lán)牙功能、射頻及電源管理在單顆芯片上實(shí)現(xiàn);具有豐富的接口,外圍拓展能力強(qiáng);提供多種Memory組合,還可通過eMMC擴(kuò)充容量。采用Cortex-R5處理器,性能強(qiáng)勁;代碼量低,所占內(nèi)存空間少,可預(yù)留給客戶足夠的客制化空間??蓱?yīng)用于智慧交通、智慧城市、智慧生活等領(lǐng)域。
新一代單模Cat.1 bis芯片ASR1602
ASR1602是翱捷科技新一代單模Cat.1 bis芯片,具有高集成度、低功耗、低成本的特點(diǎn)。芯片內(nèi)部集成了應(yīng)用處理系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、電源管理單元,尺寸僅為6.2mm
x 6.6mm;支持openCPU方案,減少開發(fā)復(fù)雜度,顯著降低軟件和硬件的開發(fā)成本。ASR1602可廣泛應(yīng)用于面向智慧工業(yè)、智慧生活、金融支付等領(lǐng)域的各類數(shù)傳產(chǎn)品。
博流智能科技(南京)有限公司
博流智能科技(南京)有限公司是一家專注于研發(fā)世界領(lǐng)先的超低功耗、智能物聯(lián)網(wǎng)和邊緣計(jì)算等領(lǐng)域的系統(tǒng)芯片,并提供智能云平臺整體解決方案的企業(yè)。同時,該公司自主開發(fā)了完整的超低功耗MCU與高精度模擬sensor hub技術(shù)平臺,多模無線聯(lián)接技術(shù)、音視頻處理與人工智能算法/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)技術(shù),能自主完整實(shí)現(xiàn)單芯片多技術(shù)集成的SOC芯片研發(fā)。
BL618
BL618是國產(chǎn)首款WiFi6+BLE5.x+802.15.4+Ethernet的超低功耗SoC芯片,該芯片同時支持語音codec、視頻DVP sensor、以及DBI/RGB屏顯,并且已經(jīng)支持WiFi6+Thread Matter,非常適合應(yīng)用于智能家居、低功耗門鈴、智能可視門鎖、AIoT中控面板、可視化穿戴等領(lǐng)域。
炬芯科技股份有限公司
炬芯科技股份有限公司是我國領(lǐng)先的低功耗AIoT芯片設(shè)計(jì)廠商,主營業(yè)務(wù)為中高端智能音頻SoC芯片的研發(fā)、設(shè)計(jì)及銷售,專注于為無線音頻、智能穿戴及智能交互等基于人工智能的物聯(lián)網(wǎng)(AIoT)領(lǐng)域提供專業(yè)集成芯片。該公司的主要產(chǎn)品為藍(lán)牙音頻SoC芯片系列、便攜式音視頻SoC芯片系列、端側(cè) AI處理器芯片系列。
炬芯ATS3031
炬芯ATS3031采用藍(lán)牙5.3雙模配置,采用32bit RISC MCU+DSP雙核異構(gòu)架構(gòu),支持最新的LE audio技術(shù),發(fā)射功率最高達(dá)13dBm,接收靈敏度-96dBm,DAC底噪低于2uV;支持一發(fā)兩收和兩發(fā)一收,支持音頻廣播Auracast,支持linein、USB、I2S、MIC等多種音頻輸入源,支持32K超寬帶雙麥ENC高清通話,支持全鏈路48K 24bit高清音頻穩(wěn)定傳輸,兼容多種主流操作系統(tǒng)和主流通話軟件,2.4G私有協(xié)議模式下端到端整個鏈路延時可以低至23ms;支持雙向高清語音同時傳輸,支持2.4G私有協(xié)議和經(jīng)典藍(lán)牙共存和混音。
ATS3031是炬芯全新一代高音質(zhì)低延遲低功耗無線音頻SoC,可廣泛應(yīng)用于藍(lán)牙收發(fā)一體器,無線麥克風(fēng)、低延時電競耳機(jī)和高清會議系統(tǒng)等相關(guān)產(chǎn)品。
高拓訊達(dá)(北京)微電子股份有限公司
高拓訊達(dá)(北京)微電子股份有限公司成立于2007年,芯片產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于電視機(jī)、機(jī)頂盒、無線攝像機(jī)以及智能家居等領(lǐng)域,是智能安防和智能電視行業(yè)內(nèi)全球主要芯片供應(yīng)商之一。2023年是高拓訊達(dá)厚積薄發(fā)的一年,連續(xù)推出自主研發(fā)的Wi-Fi6芯片,2.4GHz和5GHz雙頻Wi-Fi4芯片,超低功耗Wi-Fi6芯片。
ATBM6032
ATBM6032支持802.11 b/g/n協(xié)議,因其優(yōu)異的射頻性能和高穩(wěn)定性,尤其是在高低溫極限環(huán)境中仍然可以保持穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸,主要被應(yīng)用于使用Wi-Fi通訊傳輸高吞吐量視頻數(shù)據(jù)的終端產(chǎn)品中,如無線攝像頭等智能安防產(chǎn)品、智能電視以及智能家電等。在此類細(xì)分市場,2021年和2022年連續(xù)兩年ATBM6032在同類Wi-Fi產(chǎn)品中,始終保持國內(nèi)市占率第一。
矽昌通信技術(shù)有限公司
矽昌通信技術(shù)有限公司成立于2014年,專注產(chǎn)業(yè)鏈空白的國產(chǎn)Wi-Fi AP路由芯片研發(fā)。2018年,矽昌成功推出大陸首款無線Wi-Fi AP路由芯片SF16A1890,實(shí)現(xiàn)了Wi-Fi AP路由芯片自主可控的新突破;于2020年9月量產(chǎn)大陸首款一芯雙頻千兆Wi-Fi AP路由芯片SF19A2890,核心技術(shù)指標(biāo)趕超同類進(jìn)口芯片,可應(yīng)用于路由器、AP面板、中繼器、網(wǎng)橋等多品類網(wǎng)通產(chǎn)品,出貨超百萬顆。
矽昌SF21H8898、SF21X2880芯片
矽昌SF21H8898、SF21X2880 Wi-Fi 6 AX3000AP主控芯片方案擁有核心自主知識產(chǎn)權(quán),是WiFi路由器、光貓、中繼器、網(wǎng)橋等網(wǎng)通產(chǎn)品的主控核心芯片。該芯片方案內(nèi)置高性能四核處理器,支持OFDMA、TWT、MU-MIMO等WiFi6特有功能,采用雙頻1024QAM調(diào)制技術(shù),支持多達(dá)512個用戶同時連接,最高連接速度達(dá)3000Mbps,可全面滿足千兆寬帶、智慧家庭等多設(shè)備接入場景下的WiFi組網(wǎng)需求。
廣州萬協(xié)通信息技術(shù)有限公司
廣州萬協(xié)通信息技術(shù)有限公司于2019年作為重點(diǎn)招商引資項(xiàng)目落戶廣州。公司是國家級專精特新“小巨人”企業(yè),國家級高新技術(shù)企業(yè),國家鼓勵的重點(diǎn)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè);公司設(shè)有廣東省院士工作站,廣州、北京兩大研發(fā)中心和營銷服務(wù)中心。萬協(xié)通已成為國內(nèi)規(guī)模較大的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)之一,技術(shù)水平、核心人員、盈利能力等各項(xiàng)指標(biāo)在均處于領(lǐng)先地位。
5G超級eSIM芯片(WSTE20)
5G超級eSIMWSTE20芯片采用32-bitCPU 內(nèi)核,16/32位指令集;擁有1.25MBFlash、40KBSRAM;設(shè)有ISO7816-3、SWP、I2C、SPI、UART、GPIO等對外接口。在安全方面,該產(chǎn)品具備數(shù)據(jù)加密存儲、總線加密傳輸、防SPA、DPA攻擊、屏蔽層保護(hù)、安全傳感器、具有抗攻擊防護(hù)能力,以及唯一序列號等特性。
資料來源:
[1]Nordic企業(yè)官網(wǎng)產(chǎn)品信息
[2]德州儀器企業(yè)官網(wǎng)信息
[3]《博通集成2022年年報(bào)》
[4][5]調(diào)研機(jī)構(gòu)TechInsights相關(guān)報(bào)告
[6]《樂鑫科技2023年半年報(bào)》
作者:高潔如(Grace.Gao)
注:因篇幅限制,本報(bào)告“代表企業(yè)及產(chǎn)品選型參考”中僅展示由所列舉企業(yè)提供的官方資料。如有更多該領(lǐng)域未提及的企業(yè)和芯片產(chǎn)品可供市場選型,請將貴司簡介及聯(lián)系方式發(fā)至郵箱:news@gsi24.com。收到企業(yè)資料后,我們將在后續(xù)更新的系列報(bào)告中展示該領(lǐng)域更多“代表企業(yè)及產(chǎn)品選型參考”。