做芯片難,，做WIFI6芯片更難,。三伍微之前推出過(guò)一顆WIFI6開(kāi)關(guān)，成為某WIFI6芯片平臺(tái)的獨(dú)家供應(yīng)商,，出貨已達(dá)KK級(jí),，但遠(yuǎn)低于之前給出的計(jì)劃每月10KK顆。詢問(wèn)是主芯片的問(wèn)題還是市場(chǎng)的問(wèn)題,，得到的回復(fù)是物聯(lián)網(wǎng)WIFI6市場(chǎng)還沒(méi)有起來(lái),，預(yù)計(jì)在2021年上半年爆發(fā)。
三伍微WIFI6開(kāi)關(guān)在國(guó)內(nèi)知名手機(jī)旗艦機(jī)上測(cè)試通過(guò),，也是國(guó)內(nèi)唯一能夠完全替換Skyworks的廠家,。
國(guó)產(chǎn)WIFI6芯片正在積極研發(fā)中，同時(shí)有廠家參考設(shè)計(jì)三伍微WIFI6開(kāi)關(guān),；為了助力國(guó)產(chǎn)WIFI６芯片早日成功,，三伍微相繼推出一顆2.4G WIFI6 FEM，解決國(guó)產(chǎn)WIFI6芯片射頻前端技術(shù)難題,。
WIFI6芯片分為物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片和路由器WIFI6芯片,。
國(guó)產(chǎn)路由器WIFI6芯片只有兩個(gè)公司在做，華為和矽昌通信,；而國(guó)產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片公司多達(dá)幾十家,。無(wú)疑，路由器WIFI芯片的研發(fā)難度比物聯(lián)網(wǎng)WIFI芯片高太多,。
本文重點(diǎn)介紹物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片,，將從三方面來(lái)介紹：物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片廠家、物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片研發(fā)難點(diǎn)和物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片研發(fā)解決方案,。
物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片廠家
MM研究數(shù)據(jù)顯示,，2016年全球物聯(lián)網(wǎng)WIFI芯片模塊市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了158.9億美元，未來(lái)幾年內(nèi)將以3.5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng),，到2022年全球物聯(lián)網(wǎng)WIFI芯片模塊市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)可達(dá)到197.2億美元,。
據(jù)Gartner預(yù)測(cè)，到2025年,，所有物聯(lián)網(wǎng)連接中的72%將使用WIFI和Zigbee傳輸技術(shù),。IDC數(shù)據(jù)顯示，全球物聯(lián)網(wǎng)WIFI芯片出貨量將于2022年達(dá)到49億顆。
物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片已經(jīng)上市量產(chǎn)廠商：
博通WIFI6芯片
博通已發(fā)布三款WIFI6芯片：BCM43684,、BCM43694和BCM4375芯片,。其中，BCM43684是物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片,，BCM43694是路由器WIFI6芯片,，BCM4375是兼容WIFI6的四合一芯片。
博通最強(qiáng)的是底層協(xié)議和算法,，不是芯片硬件技術(shù),。不看好博通物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片，這個(gè)市場(chǎng)后續(xù)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈,，博通是不打價(jià)格戰(zhàn)的,。
高通WIFI6芯片
2019年8 月27日，高通于舊金山發(fā)布由高至低 Networking Pro 1200/800/600/400Platform 共四款WIFI6（802.11ax）平臺(tái)解決方案,。物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片型號(hào)為QCA6391,。
高通憑借芯片技術(shù)的先進(jìn)性和對(duì)市場(chǎng)的貼近，高通物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片在市場(chǎng)上會(huì)占據(jù)高端應(yīng)用,。
MarvellWIFI6芯片
2018年公司推出了三款WIFI 6芯片：88W9068,、88W9064和88W9064S。其中,，88W9068支持5GHz,；88W9064支持5GHz/2.4GHz，集成藍(lán)牙5.0,，適用企業(yè)和零售接入點(diǎn),、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)關(guān)和固定無(wú)線服務(wù)；88W9064S支持5GHz/2.4GHz,，集成藍(lán)牙5.0,，適用于服務(wù)提供商和OTT機(jī)頂盒市場(chǎng)。
2019年,，恩智浦半導(dǎo)體公司（NXP）收購(gòu)Marvell無(wú)線連接業(yè)務(wù),，總價(jià)值17.6億美元。此次收購(gòu)包括Marvell的WIFI連接業(yè)務(wù)部門,，藍(lán)牙技術(shù)和其他相關(guān)業(yè)務(wù),。
MTK WIFI6芯片
重點(diǎn)總是放在最后介紹，MTK WIFI芯片是路由器市場(chǎng)和物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)市占率最高的,，MTK是性價(jià)比的王者,。
路由器WIFI6芯片型號(hào)是MT7915DAN，支持2x2mimo的2.4G和2x2mimo的5G,，在WIFI6模式下,，2.4G（40Mhz）最高速率573Mbps,，5G（80Mhz）最高速率1201Mbps，不支持160Mhz頻寬,。所以這一款是AX1800的無(wú)線路由器,，也支持MU-MIMO和OFDMA。
MTK物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片型號(hào)為MTK7921,，支持2.4GHz和5.8GHz,，已量產(chǎn)。
物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片研發(fā)難點(diǎn)
臺(tái)灣Realtek是WIFI市場(chǎng)份額僅次于MTK的芯片供應(yīng)商,，目前WIFI6芯片仍在研發(fā)中,。
WIFI6芯片研發(fā)確實(shí)有難度，國(guó)產(chǎn)WIFI6芯片公司離不開(kāi)兩家國(guó)外IP公司,，CEVA和Imagination,。CEVA能提供1*1的IP（BB+MAC）,，2*2的IP計(jì)劃年底推出,；Imagination今年聲稱推出WIFI6整套方案IP，包括BB + MAC +PLL+TX/RX+RFFEM,。
據(jù)國(guó)內(nèi)公司反饋,，WIFI6芯片研發(fā)難點(diǎn)有兩個(gè)：底層協(xié)議/通信協(xié)議+算法，射頻前端（PA+LNA+SW）
相比WIFI4和WIFI5,，WIFI6芯片的底層協(xié)議/通信協(xié)議和算法更加復(fù)雜,，射頻前端設(shè)計(jì)難度也大很多。解決底層協(xié)議/通信協(xié)議的方法是多加人,，多理解協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),，多做測(cè)試。算法是核心競(jìng)爭(zhēng)力,，和射頻前端設(shè)計(jì)一樣,，不是人多就可以解決的，要設(shè)計(jì)水平高才行,。射頻前端性能不達(dá)標(biāo),，WIFI6芯片就出不來(lái)。如果調(diào)制不追求1024QAM（WIFI6標(biāo)準(zhǔn)）,，只做到256QAM,，射頻前端研發(fā)難度大大降低，那么半年內(nèi)很多國(guó)內(nèi)公司都能研發(fā)出低版本W(wǎng)IFI6芯片,。
BB是基帶,，采用ARM內(nèi)核。MAC（Medium Access Control/媒體接入控制）是L2鏈路層的一個(gè)功能子層,，與L1物理層接口,。MAC最早在Ethernet和WIFI接口上廣泛采用,。
鎖相環(huán)路是一種反饋控制電路，簡(jiǎn)稱鎖相環(huán)（PLL, Phase-Locked Loop）,。鎖相環(huán)的特點(diǎn)是：利用外部輸入的參考信號(hào)控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號(hào)的頻率和相位,。PLL是WIFI6的重要技術(shù)部分，但不成為國(guó)產(chǎn)WIFI6技術(shù)瓶頸,。
鎖相環(huán)原理：
鎖相環(huán)(PLL)各部分：
OSC：穩(wěn)定的輸入頻率（晶振）
RDivider：R分頻器,，鑒相器有最大檢測(cè)頻率，當(dāng)本振信號(hào)頻率較高時(shí),，需要對(duì)其進(jìn)行分頻,。
PD：鑒相器，將R分頻器和N分頻器的兩路信號(hào)的相位差轉(zhuǎn)化為電壓,，鑒相器不僅包括相位檢測(cè)器,，同樣包括電荷泵；鑒相器輸出除了低頻相位差信號(hào),，還有高頻分量,。
LF：環(huán)路濾波器（低通濾波），去除高頻分量,，為VCO提供干凈的調(diào)諧信號(hào),。
VCO：壓控振蕩器，電壓—頻率轉(zhuǎn)換器,。關(guān)鍵指標(biāo),，頻率范圍：頻率范圍大，輸出頻率就更靈活,，代價(jià)是犧牲相位噪聲性能,。
物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片研發(fā)解決方案
因?yàn)樾酒琁P公司的努力，國(guó)產(chǎn)數(shù)字芯片長(zhǎng)得越來(lái)越像,。
中國(guó)大陸WIFI芯片公司有：ASR,、BK、樂(lè)鑫,、展銳,、中科威發(fā)、海思,、新岸線,、物奇、全志,、南方硅谷,、杰里、速通,、亮牛,、高拓,、博流、瑞芯微,、聯(lián)盛德微電子等等,。
沒(méi)有差異化，國(guó)產(chǎn)芯片就沒(méi)有出路,。如何研發(fā)設(shè)計(jì)國(guó)產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)WIFI6芯片差異化,？可以從市場(chǎng)、產(chǎn)品,、技術(shù)三個(gè)角度來(lái)尋找答案,。
市場(chǎng)：
WIFI4芯片市場(chǎng)：主要是白色家電市場(chǎng)（冰箱、空調(diào)等）,，模塊市場(chǎng),，燈具市場(chǎng)、智能音箱,。
WIFI5芯片市場(chǎng)：主要是機(jī)頂盒市場(chǎng),、模塊市場(chǎng)、無(wú)人機(jī)與航模市場(chǎng),、游戲機(jī)市場(chǎng),、電腦市場(chǎng),。
WIFI6芯片市場(chǎng)：主要是白色家電市場(chǎng)（冰箱,、空調(diào)等），模塊市場(chǎng),，燈具市場(chǎng),，智能音箱、機(jī)頂盒市場(chǎng),、模塊市場(chǎng),、無(wú)人機(jī)與航模市場(chǎng)、游戲機(jī)市場(chǎng),、電腦市場(chǎng),。
產(chǎn)品：
2.4G WIFI4芯片：主要用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)、圖片和音頻,，要求低成本,，市場(chǎng)期待提高射頻前端性能。2.4G WIFI4芯片市場(chǎng)需求約占WIFI芯片的90%,，出貨最多的三家公司：樂(lè)鑫,、南方硅谷、展銳,。
2.4G+5.8GWIFI5芯片：主要用來(lái)傳輸視頻,，難點(diǎn)是成本和性能的平衡,。主要出貨公司：MTK、Realtek,，市場(chǎng)需求約為15~20KK/M,。
2.4GWIFI6芯片：主要用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)、圖片和音頻,，仍然是要求低成本,。在未來(lái)，2.4G WIFI6芯片將逐漸替代2.4G WIFI4芯片,，WIFI6可以多設(shè)備接入,，抗干擾能力強(qiáng)，擁有喚醒功能,，能耗更低,。因此，未來(lái)WIFI市場(chǎng)主要需求將是2.4G WIFI6芯片,，也是國(guó)產(chǎn)芯片的主戰(zhàn)場(chǎng),。
2.4G+5.8GWIFI6芯片：主要用來(lái)傳輸視頻，對(duì)性能的要求將提高,，市場(chǎng)需求份額也會(huì)增加,。
技術(shù)：
越來(lái)越多的客戶感覺(jué)到WIFI射頻前端性能是個(gè)痛點(diǎn)，射頻前端也是WIFI6芯片的研發(fā)技術(shù)難點(diǎn),。
三伍微小封裝2.4G WIFI6 FEM可以助力國(guó)產(chǎn)2.4G WIFI6芯片早日研發(fā)成功并獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,。在性能上一定優(yōu)于內(nèi)置射頻前端的WIFI6芯片，增加成本做到0.1+USD,，量越大,，越接近0.1USD。這個(gè)成本的增加,，遠(yuǎn)低于研發(fā)成本,、市場(chǎng)成本和機(jī)會(huì)成本。
這是國(guó)內(nèi)性能最好成本最優(yōu)的一顆2.4G FEM,，2.3*2.3封裝,，支持3.3~5V，同功率相比工作電流低于Skyworks和Qorvo@11n/11ac,，相比國(guó)內(nèi)產(chǎn)品低30mA,。支持2.4G WIFI6，功率16.3dBm@150~160mA@DVM -43dB,。LNA NF做到1.8dB,，提高了接收靈敏度。適用于手機(jī),、模塊和路由器,。
結(jié)語(yǔ)
技術(shù)造就產(chǎn)品,，耐心成就精品。三伍微從成立開(kāi)始就承受壓力和挫折,，我跟研發(fā)說(shuō),，用心去努力，即使倒下也要像個(gè)英雄,。我們不想做英雄,，只希望中國(guó)多一些有價(jià)值的芯。