自 Wi-Fi 5 在 2013 年推出后，由于技術(shù)難度大、導入難，國產(chǎn) Wi-Fi 芯片與行業(yè)領(lǐng)先的差距就此拉開。

如今 10 年過去，當高通、博通、聯(lián)發(fā)科等大廠都已宣布推出 Wi-Fi 7 時，大部分國內(nèi)廠商仍停留在 Wi-Fi 4，雖涌現(xiàn)出一眾 Wi-Fi6 芯片創(chuàng)企，產(chǎn)品多處于研發(fā)路上。

“往者不可諫，來者猶可追?！眹鴥?nèi) Wi-Fi 芯片業(yè)與海外領(lǐng)先技術(shù)的差距是否在拉大？能追回失去的“十年”嗎？

 

Wi-Fi 5 后 十年沉寂

正如羅馬不是一天建成的，落差也不是陡然形成的。

從 Wi-Fi 的發(fā)展歷史來看，至今也走過了 25 年的光陰。從 1997 年最早第一代 802.11 標準，再到 1999 年出現(xiàn)第二代 IEEE 802.11b 標準，Wi-Fi 正式走入大眾視野。到 2002 年左右，第三代 802.11g / a 標準推出；之后 2007 年開始一直沿用 802.11n 標準，就是俗稱的 Wi-Fi4。2013 年 Wi-Fi5 問世，到 2019 年 Wi-Fi6 正式登場。

期間，無線技術(shù)獲得了飛速發(fā)展。而高通、博通、英特爾通過收購或集成等先發(fā)優(yōu)勢，牢牢占據(jù)了主導地位，于 2001 年-2005 年間縱橫捭闔打下了江山。聯(lián)發(fā)科、瑞昱等經(jīng)過 2007 年-2010 年的激烈拼殺后發(fā)先至，將優(yōu)勢一直延續(xù)至今。

反觀國內(nèi)，盡管華為海思力拔頭籌，樂鑫、博通集成等在 Wi-Fi4 物聯(lián)網(wǎng)芯片領(lǐng)域抓住了契機，強勢出道，但可惜的是，當?shù)?5 代 Wi-Fi5 標準發(fā)布之后，由于種種原因錯失了擴大“戰(zhàn)果”的契機，導致在這一市場的“缺席”。

而當 Wi-Fi 歷史翻篇向 Wi-Fi6 / Wi-Fi6E 晉階之際，其在今年迎來了高速成長期。不止在消費級市場規(guī)模攀升，亦將成為企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的主力軍。據(jù) Gartner 的數(shù)據(jù)，Wi-Fi 6 企業(yè)與中小型商務(wù)用戶規(guī)模將從 2019 年的 2.5 億美元增至 2023 年的 52.2 億美元，CAGR 達到 114%。Wi-Fi 聯(lián)盟也指出，2022 年將有超過 3.5 億臺 Wi-Fi6E 設(shè)備進入市場。

 

集微咨詢也樂觀預計，全球 Wi-Fi6 / Wi-Fi6E 終端出貨比例將在 2022 年超過六成。在無數(shù)英雄競折腰之后，中國大陸 Wi-Fi6 企業(yè)與海外的差距究竟會“延續(xù)”歷史還是將實現(xiàn)“逆轉(zhuǎn)”？

 

數(shù)據(jù)來源：集微咨詢

作出判斷需要基于與以往不同的情形，正如前文所述，國內(nèi) Wi-Fi 芯片廠商近年來風起云涌，不止是一眾老將在主戰(zhàn)沙場，在國內(nèi)半導體熱潮之下，也有數(shù)十家 Wi-Fi 新貴爭相涌入。

對此 CEVA 中國區(qū)總經(jīng)理萬宇菁解讀說，從第一梯隊相比來看，海思雖然遭受禁運，但其技術(shù)積累比較深厚，相信他們?nèi)栽诔掷m(xù)技術(shù)演進，并不見得技術(shù)落伍，因而不能斷定差距拉大；從第二梯隊相比來說，之前國內(nèi)玩家較少，但最近幾年國內(nèi)實現(xiàn) Wi-Fi 4 芯片的量產(chǎn)廠商已為數(shù)不少。近年來國內(nèi)更是涌現(xiàn)了眾多的 Wi-Fi 初創(chuàng)團隊，其中不乏在技術(shù)背景、經(jīng)驗積累、運營服務(wù)等方面均頗具實力的公司，從整體來說差距應(yīng)在縮小。

李明認為，經(jīng)過這些年的積累和產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境的變化，從整體來看，國內(nèi)在 Wi-Fi 6 領(lǐng)域與主流廠商的差距將逐步縮小。技術(shù)差距主要體現(xiàn)在 IP 成熟度、Wi-Fi 兼容性，以及應(yīng)用場景中的性能優(yōu)化經(jīng)驗等方面。

對此集微咨詢研究總監(jiān)趙翼也提及，國內(nèi)芯片廠商的差距體現(xiàn)在算法和射頻前端方面，但國內(nèi)近兩年在射頻前端的進步較大，整體差距應(yīng)沒有拉大，但要注意的是 Wi-Fi 的迭代速度加快了。

但銳成芯微副總經(jīng)理楊毅則保持了相異的看法，他說，Wi-Fi 芯片一直是半導體領(lǐng)域的硬骨頭，難度高，投入大，特別是在路由器等高性能應(yīng)用領(lǐng)域，長期被國際寡頭企業(yè)壟斷，參與的中國大陸企業(yè)廠商極少。

“在目前這一時間點，中國大陸廠商量產(chǎn)的 Wi-Fi 技術(shù)指標水平與國際 tier1 廠商 Wi-Fi5 技術(shù)水平接近，隨著市場對數(shù)據(jù)吞吐率的需求越來越高，Wi-Fi 版本即將更新至 Wi-Fi7，技術(shù)門檻越來越高，將在未來一定時間內(nèi)使得中國大陸企業(yè)與海外企業(yè)的差距拉大?！睏钜阒斏鞯卣f。

射頻 IP 主要掣肘

圍繞 Wi-Fi6 的爭奪，不得不提及加碼的技術(shù)挑戰(zhàn)。

Wi-Fi6 芯片包括 SoC 芯片和射頻前端 FEM。SoC 是高集成度的數(shù)模混合 CMOS 芯片，F(xiàn)EM 屬于射頻特殊工藝，差別較大。

對于 Wi-Fi6 芯片的設(shè)計挑戰(zhàn)，三伍微創(chuàng)始人鐘林曾發(fā)文指出，Wi-Fi6 芯片研發(fā)難點集中于底層協(xié)議 / 通信協(xié)議 + 算法，相比 Wi-Fi4 和 Wi-Fi5，Wi-Fi6 芯片的底層協(xié)議 / 通信協(xié)議和算法更加復雜，需多招資深團隊、多理解協(xié)議、多做測試，提高設(shè)計水平。其中，路由器 SoC 涉及多項新技術(shù)挑戰(zhàn)，研發(fā)難度最高，而且射頻前端也是難啃的骨頭。

楊毅則著重從射頻層面進行了分析，隨著 Wi-Fi 版本更新迭代，對射頻的要求越來越高，尤其是對其中的 CMOS 功率放大器性能和頻率綜合器相位噪聲性能要求極高。

一位行業(yè)資深人士許浩（化名）進一步剖析說，Wi-Fi6 芯片研發(fā)甚至與 CPU、GPU 等不相伯仲，因 Wi-Fi 需集結(jié)具有多年數(shù)字、模擬、射頻設(shè)計經(jīng)驗以及算法開發(fā)的團隊，除了要攻克這些難關(guān)開發(fā) IC 之外，包括底層驅(qū)動、應(yīng)用接口、多個操作系統(tǒng) OS 支持等均要全力應(yīng)對，對國內(nèi)廠商來說仍將是長征之路。

特別要指出的是，如同任何一個芯片的開發(fā)都以 IP 為基石，Wi-Fi6 也不例外。以 Wi-Fi IP 為例，主要分為基帶和射頻 IP。經(jīng)過市場的幾番洗禮，如今基帶 IP 主要是 CEVA 供應(yīng)，射頻 IP 廠商 Catena 已被 NXP 收購且不再對外授權(quán)，之前 Imagination 亦有提供 Wi-Fi5 的射頻和基帶 IP，但前幾年此業(yè)務(wù)被 Nordic 并購，目前僅美 Cybertek 等極少數(shù)公司可提供 Wi-Fi5 的射頻 IP，以及新入局的中國大陸銳成芯微、中國臺灣 Sirius-Wireless 等公司提供 Wi-Fi6 的射頻 IP。

在此情形下，如李明所指，國內(nèi) Wi-Fi 芯片廠商選擇的路徑大部分是采購 CEVA 的基帶 IP，射頻 IP 則主要是通過自研來解決，通過整合 MCU、Memory、電源管理等設(shè)計，以快速推出芯片導入終端客戶。

但如果在 Wi-Fi6 芯片的研發(fā)中再走自研道路，真可謂是“道阻且長”。楊毅提及，Wi-Fi6 因其高密度、高通量及多天線等特性，開發(fā)難度相比前一代大幅提升，而且 Wi-Fi7 標準即將出臺，還要考慮融合 Wi-Fi7 的一些指標，這對 RF 的要求愈加嚴苛?，F(xiàn)有 Wi-Fi6 芯片廠商要搞定 Wi-Fi6 RF 需很長時間，并且投入要以數(shù)千萬元甚至上億元，從經(jīng)濟上來說比購買 IP 更不劃算。

“一來射頻 IP 不多，授權(quán)渠道太少；二來很多公司覺得 RF 通過逆向工程可能會有機會，但其實這條路很難一直持續(xù)。”許浩透露。

可以說，射頻 IP 已成為明顯的掣肘。瞄準這一需求，中國大陸的銳成芯微以及中國臺灣 Sirius-Wireless 公司相繼推出了高性能、低功耗、高可靠性的 Wi-Fi6 RF IP?！白鳛橐患?IP 廠商，希望助力 Wi-Fi6 廠商降低開發(fā)難度，進一步加快產(chǎn)品上市?！睏钜銖娬{(diào)。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，歐美廠商的射頻 IP 報價兩百五十萬美元以上。許浩建議，國內(nèi) IC 設(shè)計企業(yè)應(yīng)著重前端發(fā)力，通過采用 IP 來加快產(chǎn)品上市時間，盡快在 Wi-Fi 芯片量產(chǎn)出貨上盈利走向正循環(huán)，對公司和產(chǎn)業(yè)發(fā)展將更正向。

盡管射頻 IP 看似已“破局”，但 Wi-Fi 芯片廠商或仍有擔憂。鐘林分析說，SoC 芯片對射頻有更多考量，射頻與工藝、制程強相關(guān)，不同的工藝和制程，對射頻指標的影響較大，而數(shù)字基帶受工藝和制程的影響較小，數(shù)字電路的仿真準確性也高，但射頻仿真則很難保證。IP 廠商可以為 Wi-Fi6 芯片廠商提供射頻 IP 參考，但整合起來仍需時間。

對此萬宇菁也表達了自己的見解，一方面，國內(nèi)廠商對射頻 IP 有市場需求，但與數(shù)字 IP 不同，射頻 IP 與工藝強相關(guān)，考慮到工藝的不斷演進，需射頻 IP 廠商提供 IP + 服務(wù)的能力。另一方面，若 Wi-Fi 芯片廠商依賴于第三方 IP，在產(chǎn)品的持續(xù)迭代中會較為被動，從長遠來看，頭部的 Wi-Fi 芯片廠商或走向自研射頻 IP，這在技術(shù)層面將更可控更具競爭力。

從 SoC 芯片廠商的角度出發(fā)，李明認為與射頻 IP 廠商合作可能適用于部分 Wi-Fi 規(guī)格的芯片，對于高性能和復雜的規(guī)格則需要基帶和 RF 這兩部分有深度整合，以推出架構(gòu)設(shè)計和工藝制程都最優(yōu)化的 Wi-Fi6 芯片方案。

分兵進擊 剩者為王

可以說，技術(shù)攻關(guān)還只是萬里長征第一步，國內(nèi) Wi-Fi6 芯片廠商的“進擊”之路仍需從長計議。

從進度來看，李明表示，預計 Wi-Fi 聯(lián)盟將在 2023 年底啟動 Wi-Fi7 標準的認證，距離 2019 年 9 月發(fā)布 Wi-Fi6 認證有 4 年半左右, 一般參與 Wi-Fi 標準制定的大廠都會在新標準正式啟動前搶先發(fā)布新品，國內(nèi)走得最快的是華為海思，而且其對 Wi-Fi7 標準的貢獻是所有參與者中最多的，但受制于制裁無法產(chǎn)出 Wi-Fi7 芯片。

因而，李明進一步補充到，目前國內(nèi)其他 Wi-Fi 芯片廠商應(yīng)著重跟進 Wi-Fi6/6E 標準, 以推出量產(chǎn)芯片為目標，部分芯片規(guī)格上要融合一些 Wi-Fi7 標準的功能。

需要指出的是，Wi-Fi 芯片有不同的應(yīng)用領(lǐng)域，涉及智能手機、路由器、物聯(lián)網(wǎng)等，不同的細分應(yīng)用對 Wi-Fi6 芯片規(guī)格亦有不同，加之 Wi-Fi 芯片有不同的組合形式，如純連接芯片、連接芯片加多媒體應(yīng)用，以及多種無線通信 Combo 等均有極大的發(fā)展空間，且產(chǎn)品平臺及客戶導入的難易程度也相差很大，更需分而治之。

從一眾“選手”來看，因路由器 Wi-Fi6 芯片研發(fā)難度過高，只有華為海思以及矽昌通信、朗力半導體、尊湃、速通在發(fā)力。此外，中國大陸研發(fā) Wi-Fi6 端側(cè)芯片的廠商主要有展銳、速通、樂鑫、ASR、瑞芯微、博通集成、聯(lián)盛德、南方硅谷等，專注射頻 FEM 的公司則有康希、芯百特、三伍微等，加之不斷涌現(xiàn)的新貴，國內(nèi)廠商的火力正待全開。

對于取舍之道，李明的觀點是，目前 Wi-Fi6 芯片主要出貨量集中在手機、筆記本電腦、路由器及網(wǎng)關(guān)以及流媒體應(yīng)用上 (比如智能電視等)，這幾大市場對 Wi-Fi6 芯片的性能要求高，平臺合作的綁定性較強，一直以來被高通、博通、聯(lián)發(fā)科以及英特爾等占據(jù)，相對較難。

“中國大陸的老將新兵均在開發(fā) Wi-Fi6 芯片，因為 Wi-Fi4 IoT 市場已被中國大陸廠商占據(jù)大半，預計 Wi-Fi6 IoT 也會延續(xù)同樣的情況，但在中高端規(guī)格的 Wi-Fi6 芯片上將面臨來在美系特別是臺系廠商的競爭，會極大考驗初創(chuàng)公司的技術(shù)研發(fā)和客戶開拓能力，但相信未來幾年從易到難一定會取得突破。”李明樂觀表示。

對于未來的追趕，楊毅認為，華為海思是中國大陸芯片企業(yè)中少數(shù)掌握高性能 Wi-Fi 技術(shù)的企業(yè)。目前中國大陸涌現(xiàn)出一批 Wi-Fi 芯片初創(chuàng)企業(yè)，技術(shù)和資金都具備，在可見的未來，中國大陸芯片企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)在先進 Wi-Fi 芯片研發(fā)上的追趕，預計在三到五年；要實現(xiàn)超越，還需要頭部企業(yè)扛起大旗。

“以往只有一家公司一枝獨秀，這對行業(yè)繁榮及供應(yīng)鏈安全來說并不見得是好事。而現(xiàn)在為數(shù)眾多的芯片公司進入這一賽道，可謂百舸爭流，盡管不可避免地會出現(xiàn)一些泡沫，但也總體上還是有助于行業(yè)整體水準的提高?！比f宇菁強調(diào)，“未來一段時間或仍是百花齊放，但經(jīng)過競爭和大浪淘沙將來一定會出現(xiàn)整合。Wi-Fi 芯片作為一個極其復雜的芯片，國內(nèi)廠商需不斷地進行迭代，最后只有沉下心來，一步步持續(xù)演進和迭代，堅持走下去才能實現(xiàn)剩者為王?！?/span>