“5G+Wi-Fi+BLE”:大连接时代的“三驾马车”如何成就“中国芯”?

来源:华强电子网 作者:Andy 时间:2019-11-25 09:49

5G Wi-Fi 中国芯

  现今视频及直播等大数据流应用主导的年代,高效的通信连接技术无疑是不可或缺,这也让5G、Wi-Fi 6以及蓝牙技术成为当下整个科技行业的三大焦点。即便是在5G尚未规模化的当下,整个2019年全球所产生的数据体量就已经达到了33 ZB。而未来几年,5G大数据流类应用的刺激下,每年的数据体量仍将以27%的CAGR快速增长,并在2025年达到175 ZB的规模。

  如此巨量的数据,主要源自于大规模数据中心、海量的个人IoT设备、智能手机以及8K影音等各类应用的兴起。比如明年,一部8K分辨率的视频,仅录制1小时就将产生大约100 TB的数据,而一部30分钟的8K电视节目也将产生约14 TByte的数据;即使是同样一部影片、不同分辨率的情况下,一部8K、60 FPS的90分钟影片也都将产生100 GB以上的数据。无论是从传输还是连接的角度来看,现有的技术都很难胜任如此具有压力的应用场景。

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  紫光展锐媒体沟通会“泛连接”专场

  这也是为何当下从元器件、芯片到整机系统的各产业链厂商都争相发力研发5G、新一代Wi-Fi及蓝牙技术的主要原因,毕竟,市场需求是如此明确,谁能抢占先机,谁就有望把握住即将到来的“大连接”时代的主导权。其中,芯片作为整个产业链承上启下的关键节点,自然也是行业所关注5G、Wi-Fi以及蓝牙技术走向的重要风向标。近日,在这三大板块颇具全球影响力的本土芯片大厂紫光展锐在深圳举办了“泛连接专场媒体沟通会”,紫光展锐执行副总裁王泷针对5G、Wi-Fi以及蓝牙技术的发展及紫光展锐的技术布局展开了深度探讨和分享。

  5G时代究竟还需要Wi-Fi吗?

  “5G时代不再需要Wi-Fi”,这可能是一个伪命题。因为,从2019年的三起国际巨头并购案中可以看到,今年中旬,英飞凌用100亿美金把Cypress收入囊中,后者曾于2016年从Broadcom手中购入了IoT的相关业务;今年5月,安森美又以10亿美金将Quantenna纳入麾下;同在5月,Marvell也将Wi-Fi、蓝牙的业务以17.6亿美金卖给了NXP。

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  从过往历史和产品线来看,这三家大型半导体厂商过去并未太多涉足于Wi-Fi和蓝牙技术,但却于2019年进行大手笔的并购动作,足以代表整个半导体产业都颇为看好Wi-Fi技术的发展。王泷表示:“2019年,5G要全面展开的时候,这么多半导体巨头都出手并购Wi-Fi厂商,这足以证明业内还是十分看好Wi-Fi业务未来的增长的。”

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  紫光展锐执行副总裁王泷

  5G时代究竟还需要Wi-Fi吗?对于业内争论不休的这一话题,王泷给出了自己的看法,他表示:“一个观点是,如今4G已经这么成熟了,为什么还是需要Wi-Fi?这里有一组数据,在2G时代,用Wi-Fi来进行数据传输的比例只有20%左右,而3G时代大概是30%,4G时代是40%,到了5G时代通过Wi-Fi传输的数据可能会是70%,2G/3G/4G/5G利用Wi-Fi传输数据不减反增,这是因为数据量每年在翻倍,但提供的传输通道不够。所以,大量的数据还是需要通过Wi-Fi进行传输。”

  据统计,目前使用Wi-Fi传输的信息占全球信息总流量已超过一半。从市场来看,事实上,全球每年Wi-Fi类产品的出货量大概在30多亿,当中大规模的是手机,比如2017年手机就占到其中的55%,2018年手机大概占49%的份额。不过,虽然手机的量非常庞大,但从总比例上来看手机的量基本不再增长,但其他非手机业务却在不断的增加。因此,王泷认为,2019年的三家半导体巨头并购Wi-Fi,并不是为了要做手机类产品,而是看好非手机类应用市场。

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  而从Wi-Fi的标准发展的角度来看,5G的三大标准即eMMB、mMTC和URLLC。其实,Wi-Fi的发展路线也与5G近乎相同。其中,相对eMMB提供更高的带宽,802.11ax即Wi-Fi 6,在2.4 GHz和5 GHz上提供更高的传输速度。另外,6 GHz的频段可能也将陆续开放,比如美国政府在明年将会开放6 GHz的频段,欧洲也在讨论开放6 GHz的频段,6 GHz频段开放之后,将会增加1.2 GHz的频宽。从802.11 ay即60 GHz,以及现在业内正在制定的802.11be,对比mMTC的多连接,Wi-Fi同样在这些方面正努力去推进。5G有V2X的应用,但据了解Wi-Fi也正在做下一代标准的低延时技术,欧洲计划采用Wi-Fi,虽然中国以5G为主,但最终可能还是少不了Wi-Fi的加持。

  无论是5G还是Wi-Fi,互相都有自己的频段,其中的频谱资源是二者的固有资产。王泷以修路和堵车的例子做形象比喻,“随着数据量每年的不断增长,意味着每年在路上的车也在翻倍,再怎么修路也不能满足,比如说北京上海不停的修路也永远在堵,因为修路赶不上车的增长,所以要发挥所有能利用的地都用来修路,Wi-Fi和5G之间的关系也是如此。”

  因此,未来的通信互联时代,Wi-Fi和5G将是相辅相成的关系。伴随着5G移动通信技术的演进,Wi-Fi技术也在不断演进到更高的层次,从3G时代的802.11g,4G时代的802.11n和802.11ac即Wi-Fi 4、WI-FI 5,到5G的802.11ax(Wi-Fi 6)甚至下一个时代的Wi-Fi 7,Wi-Fi将与5G共生共进而非相互替代。

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  对于紫光展锐来说,这必然是一大不容错过的机会。王泷告诉华强电子网记者:“Wi-Fi是我们重要的业务,展锐的产品线有Wi-Fi 4、Wi-Fi 5的方案,而Wi-Fi 6正在开发当中,5G需要Wi-Fi 6,这在未来会是一个非常大的机会。而展锐目前主要对标的是物联网的市场,对于路由市场,我们一直在看,这个市场基本上高端产品被高通和博通占领,中低端被MTK和瑞昱占领,如果要进入这个市场,我们要知道该怎样与这些企业竞争,同时要明确知道切入口在哪里。当然,我们针对这个市场一直在做一些产品开发,我们可以去推进这个产品,但我们还需要明确竞争策略。”

  BLE新标准将引市场重新“洗牌”?

  对于BLE即低功耗蓝牙来说,智能手机无疑是当下应用规模最为庞大的市场。如今的手机可以没有Wi-Fi(比如功能机和老人机),但不会没有蓝牙。从整体比例上来看,蓝牙在手机端的搭载比例比Wi-Fi还要高,全球每年40亿的蓝牙芯片的出货量中,基本上一半的数量都在手机上。

  除了手机之外,音频则是当下蓝牙技术应用中的一块庞大市场,从蓝牙标准协会给出的数据来看,近乎10亿的音频类产品都搭载了蓝牙技术。但王泷认为,实际用量远不止这个数字,因为如今很多国内的各种蓝牙耳机类产品是未被统计在内的,其中有大量没有获得认证的产品,如果这些都被计算在内,整个蓝牙音频的应用市场就远超10亿了。

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  当然,这并不是紫光展锐发力蓝牙耳机市场的唯一原因,王泷解释到:“如今,高通有做耳机产品,MTK也有做耳机方案,而我们也有TWS蓝牙耳机专用芯片。这就是因为大家都看到BLE出来之后,并不单单只是耳机的问题,手机也存在兼容性问题,需要重新更改设计,耳机连接手机我们也发现会有兼容性问题。而一个新标准出来后,一定会有磨合期,只有自己同时掌握了手机和耳机,才会知道这二者之间的结合会有哪些痛点和难点。做手机方案的企业和做耳机方案的企业都在互相假设,不能互通有无,这就会使得产品端在对接的时候容易出现各种突发问题。”

  众所周知,展讯过去的主业是开发手机芯片,而锐迪科则有蓝牙耳机芯片产品线。合并之后的紫光展锐,下定决心认真对待这个市场。因此,今年展锐发布了超低功耗TWS蓝牙耳机芯片——春藤5882,王泷告诉记者:“我们今年是努力在做品牌市场,而不是‘麻袋装’的市场。‘麻袋装’的市场与品牌市场还是有很大的差别的,这对我们来说,也是坚持一个品牌路线,打造出展锐自己的TWS耳机芯片品牌影响力。”

  记者获悉,明年,蓝牙标准组织将会发布全新的标准,这将促使手机端的设计以及TWS耳机产品的设计做出更多的改动。王泷认为:“这对今天整个市场将造成很大冲击,可能我们今天看到的玩家与未来看到的玩家会不一样,因为每一代产品问世都将会发生洗牌。而蓝牙新标准发布之后,并不代表着产品将会立即上市,因为手机端需要重新修改设计,整体设计升级后才可能真正出产品,可能明年底我们才能看见真正全新的产品问世。而后续的市场洗牌可能将会发生在后年,毕竟,产品出来可能不会一下就成为主流,会在后年或是再晚一些时间,这需要一个过程。”

  5G时代:射频前端机会虽大但挑战也不少

  说到射频技术,可以说是紫光展锐引以为傲的一大产品线。合并RDA这一国内首家做射频技术的厂商开始,展锐就已经在射频领域占据了先发优势。不过,虽然在2G射频市场能够占据60%的份额,3G市场占据49%,但到了4G时代,展锐的优势可能并不如2G和3G时代那般强大。究其原因,王泷解释到:“因为2G、3G射频前端比较简单,到了4G就变得很复杂。4G射频基本上都是依赖国际大厂,2G、3G时代很多公司在做射频,4G的时候已经减少了,后来越来越少。4G对射频前端的要求并不单单是设计,要‘设计+生产制作’以及与产能相整合,要走IDM的模式,基本上就是国际大厂形成了对主流市场的实际垄断。”

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  到了5G时代,射频技术则更加复杂。因为频段更多,需要的滤波器更多,按此趋势,未来射频技术会更加复杂,要求也会更高。众所周知,如果看面向公开市场的手机套片(主芯片),第一名是高通,第二名是联发科,第三就是中国的紫光展锐,基本看不到有其他公司的存在,除了这三间专业厂商外,再就是自主开发芯片的苹果、三星、华为。但论射频前端的话,可能中国厂商就要数到10名开外了。所以,射频前端与主芯片不同,这块市场是中国企业未能占据领先优势的土地,对于中国企业来说,射频前端的市场机会非常大。

  机会虽多但挑战也不少,王泷分析认为,“射频前端非常重要,重要在于它是整个射频产业的问题。除了技术,它还有化合物,它不仅仅是一个射频。因为,射频放大器现在基本上是砷化镓,高频可能需要用到氮化镓,而做滤波器需要不同的化合物材料组合,因此难度不仅仅是在设计,还要理解化合物材料以及工艺。从根本来说,半导体其实就是化学,为什么美国半导体能够做到第一名,就是因为美国化学技术非常领先,对化合物的理解很深刻。排到第二名的是中国台湾,大家都知道台塑,台湾的化学工艺当年做的非常好,基础很深厚。这对射频前端的影响特别明显,基本上做其他产品都是用硅,只是说从当年的180nm一路降到7纳米,但射频前端不仅仅是硅片,还有各种各样的半导体,氮化镓、砷化镓、碳化硅等等。因此,更多的是化合物的问题,而这些最高端的工艺都不在中国,需要进口。”

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  当然,除了固有专利和材料问题之外,王泷认为还有经验积累的问题,他表示:“像Skyworks、 Qorvo这些厂商在这个行业经营这么多年,累积了丰富的经验,这些know-how也是我们欠缺的。当然,射频前端有一点与其他不同,主芯片工艺是从28nm、22nm、14nm、12nm往下走,成本越来越高,到了7纳米芯片起码要2000万美金去流片。但射频前端的玩法不一样,它的流片费用不会像主芯片一样,所以给了厂商很多机会。可能厂商不一定知道该怎么做,但是可以不停的去尝试。和主芯片不一样,7纳米不停的流片的话,公司很快就会负担不起。但射频前端可以不停的去试,这是射频前端很大的不同点,可以尝试不同的想法和方案。对于展锐来说,展锐的体量足够大,我们有足够的投资,我们可以用不同的方法论去实践射频技术,可以迅速的累积技术和创新。”这也将是展锐区别于其他本土企业的核心竞争优势。

  小结:

  5G、Wi-Fi及蓝牙所引领的“大连接”时代,必然将造就很多新兴市场,成就一大批有核心技术实力的芯片公司。很明显,紫光展锐如今已通过提前布局握稳了这一波市场机遇。但未来的市场依然是变幻莫测,前路还有许多实力强劲的国际大厂存在,“中国芯”的发展路途是任重而道远。“不积跬步无以至千里、不积小流无以成江海”,通过一点一滴的积累,编者相信未来国内会涌现出更多像紫光展锐这样有国际影响力的芯片企业,依托于中国本土“大”而“全”的市场优势,共同成就“中国芯”的伟业。



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