在物聯(lián)網(wǎng)市場的持續(xù)刺激下，2015年國內(nèi)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的WiFi芯片迎來了第一次“爆發(fā)式”增長,。據(jù)《智慧產(chǎn)品圈》統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,，2014年物聯(lián)網(wǎng)WiFi芯片出貨量情況并不樂觀,，僅有1000萬顆左右,，到2015年時，WiFi芯片基本成為許多智能硬件產(chǎn)品的標配,，總出貨量突破3000萬顆,，并且伴隨著智能硬件的起量，預(yù)計2016年出貨量將進一步提升到1億顆,。
因此,，《智慧產(chǎn)品圈》記者走訪了眾多WiFi芯片原廠和方案商，從解決方案,、核心技術(shù),、未來趨勢三個方面，分析WiFi芯片的演變發(fā)展,，以及探索其起量背后的原因,。
從多芯片到單芯片發(fā)展，國內(nèi)外WiFi芯片廠家的博弈
實際上,，在手機,、平板等產(chǎn)品中，獨立WiFi芯片只有連接和傳輸信號的作用,，信號處理和傳輸協(xié)議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(gòu)。然而,，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的大量智能硬件,，如水壺、電飯煲,、燈具,、豆?jié){機等產(chǎn)品，原本就沒有強大的AP,，所以獨立WiFi芯片當然是“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(lián),、有人科技等企業(yè),，都是以單芯片WiFi外掛MCU，再將通信協(xié)議TCP/IP寫入MCU的方式,，給傳統(tǒng)企業(yè)智能化升級提供服務(wù),?！霸谙喈旈L的一段時間內(nèi)，單芯片WiFi外掛MCU的方案,，幾乎統(tǒng)治了物聯(lián)網(wǎng)的無線連接市場,。不過，由于這種方案成本高,，而傳統(tǒng)家電行業(yè)的生產(chǎn)成本控制幾乎到了極致,，若加入WiFi方案，就會造成額外的負擔,，并不利于物聯(lián)網(wǎng)的普及,?！卑残趴蒀EO趙同陽說道,。
因此，在物聯(lián)網(wǎng)龐大需求的驅(qū)動下,，國際芯片設(shè)計大廠開始將MCU與WiFi集成在一起,，減少芯片面積，同時降低芯片方案價格（現(xiàn)在模塊價格9元左右）,。最典型的代表,，如高通atheros4004、TI的CC3200,、Realtek8711等,。另一方面，國內(nèi)的芯片設(shè)計企業(yè)又怎甘落后,，MTK推出MT7681,、南方硅谷6060、樂鑫8266等芯片,，處理性能并不比國際大廠芯片差,，并且價格更具優(yōu)勢，服務(wù)也更全面,，實現(xiàn)快速的推向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場,。
可以預(yù)見，在如此多芯片設(shè)計廠家進入的情況下,，2016年的WiFi芯片市場將會變得更加“熱鬧”,，大廠之間的博弈和競爭會空前激烈，同時也會吸引更多的芯片廠家持續(xù)跟進,。
WiFi芯片核心技術(shù)三要素：系統(tǒng),、功耗、射頻
眾多芯片設(shè)計企業(yè)的加入,，豐富了市面上的WiFi芯片種類,，同時也讓市場一定程度上“良莠不齊”,，所以客戶應(yīng)該如何選擇合適的芯片呢？“WiFi芯片的設(shè)計難點,，同樣也是衡量WiFi芯片好壞的關(guān)鍵因素,，是在于系統(tǒng)穩(wěn)定且易于開發(fā)、芯片功耗低,、射頻連接性能穩(wěn)定這三個方面,。”聯(lián)盛德市場總監(jiān)李少輝告訴《智慧產(chǎn)品圈》記者,。
“每個公司的WiFi芯片軟件系統(tǒng)都是基于RTOS進行開發(fā),，在標準的TCP/IP協(xié)議下都有一套自己的實現(xiàn)方式。這也就要求企業(yè)在硬件設(shè)計能力之外,，必須有較強的軟件系統(tǒng)設(shè)計能力,，提供性能穩(wěn)定的系統(tǒng)、系列的API和完整封裝的SDK,，以方便客戶在此基礎(chǔ)之上開發(fā)產(chǎn)品,。射頻大部分都是模擬電路，首先對工程師的技術(shù)要求就非常高,，電路中的電壓電流只要出現(xiàn)少許偏差,，WiFi就可能出現(xiàn)連接不穩(wěn)定的情況，其次考慮到復(fù)雜的環(huán)境因素,，對芯片靈敏度和接受/發(fā)射功率也有很高的要求,。”高通區(qū)域銷售經(jīng)理郎良說道,。
在大部分的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(xù)說道：“家電設(shè)備對功耗的要求很高,，尤其是出口時,，對整機功耗要求非常嚴格，而設(shè)備本身能降低的功耗幾乎做到極致,，所以WiFi芯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(shù)。
其一是協(xié)議優(yōu)化+固件設(shè)計,，讓芯片有四種工作模式,，避免一直處于滿負荷狀態(tài)。例如：正常工作狀態(tài)下，電流300mA,；淺睡眠狀態(tài)下,，電流130uA，喚醒2ms,；深度睡眠狀態(tài)下,，電流10uA，喚醒35mA,；幾乎關(guān)閉狀態(tài)下,，電流5uA，喚醒40ms,。
其二是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景,，自動降低WiFi芯片發(fā)送/接受dB數(shù)值，例如：家電的位置一般都是固定的,，可以根據(jù)家電與路由器的距離,，自動調(diào)節(jié)dB數(shù)值，而不是滿負荷的18dB狀態(tài),。
其三是芯片監(jiān)聽和喚醒功能,，用戶可以根據(jù)需求,，設(shè)置監(jiān)聽的時間間隔,。另外，設(shè)備本身也可以由WiFi芯片來喚醒,，其余時間都處于休眠狀態(tài),，從而進一步降低芯片功耗?！?/p>
最后,，WiFi芯片中的IP架構(gòu)同樣重要，ARM的cortex系列是使用普遍的架構(gòu),，Telica的使用頻率僅次于ARM,，功耗和工作效率比ARM表現(xiàn)優(yōu)秀，MIPS架構(gòu)執(zhí)行效率高,，主要應(yīng)用于路由器的網(wǎng)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(jīng)完全可以滿足，而對于功能要求復(fù)雜的應(yīng)用場合,，例如白電,、云平臺對接,、語音識別等，就需要至少M3以上的性能,。
WiFi芯片未來的發(fā)展趨勢：細分定制,、安全集成、分布式智能
物聯(lián)網(wǎng)市場的碎片化,，導(dǎo)致細分市場的應(yīng)用存在較大的差異化,，WiFi芯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芯片,，是全球首顆WiFi音箱專用芯片,；靈芯微電子也推出GKM910芯片，專門解決家庭影院的多音箱無線連接需求,。
未來,，WiFi模塊將會承擔越來越多的工作，與云平臺,、語音控制進行深度合作就是發(fā)展方向之一,，實現(xiàn)分布式的智能化需求。例如：江波龍科技與IBM的SuperVessel合作打造的“物空”云數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng),；思必馳與聯(lián)盛德合作,，將語音控制模塊嵌入到WiFi芯片內(nèi)部，實現(xiàn)傳輸和本地智能化,。
與此同時,，WiFi芯片的安全隱患也會日益突出，所以加密算法硬化也是WiFi芯片的發(fā)展趨勢,。因為現(xiàn)階段市面上大部分的WiFi芯片還是使用軟加密,，或者外掛一顆加密芯片的方式。例如：高通的Atheros4004就是軟件加密,，而下一代芯片Atheros4010將采用硬件加密方式,。