射頻IP已成為明顯掣肘 國產Wi-Fi芯片何去何從

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，大部分國內廠商仍停留在Wi-Fi 4，雖涌現(xiàn)出一眾Wi-Fi6芯片創(chuàng)企，產品多處于研發(fā)路上。

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

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，大部分國內廠商仍停留在Wi-Fi 4，雖涌現(xiàn)出一眾Wi-Fi6芯片創(chuàng)企，產品多處于研發(fā)路上。

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

1、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，盡管華為海思力拔頭籌，樂鑫、博通集成等在Wi-Fi4物聯(lián)網芯片領域抓住了契機，強勢出道，但可惜的是，當?shù)?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)級網絡接入設備的主力軍。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，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”？

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，但其技術積累比較深厚，相信他們仍在持續(xù)技術演進，并不見得技術落伍，因而不能斷定差距拉大；從第二梯隊相比來說，之前國內玩家較少，但最近幾年國內實現(xiàn)Wi-Fi 4芯片的量產廠商已為數(shù)不少。近年來國內更是涌現(xiàn)了眾多的Wi-Fi初創(chuàng)團隊，其中不乏在技術背景、經驗積累、運營服務等方面均頗具實力的公司，從整體來說差距應在縮小。

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

對此集微咨詢研究總監(jiān)趙翼也提及，國內芯片廠商的差距體現(xiàn)在算法和射頻前端方面，但國內近兩年在射頻前端的進步較大，整體差距應沒有拉大，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域的硬骨頭，難度高，投入大，特別是在路由器等高性能應用領域，長期被國際寡頭企業(yè)壟斷，參與的大陸企業(yè)廠商極少。

“在目前這一時間點，大陸廠商量產的Wi-Fi技術指標水平與國際tier1廠商Wi-Fi5技術水平接近，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，技術門檻越來越高，將在未來一定時間內使得大陸企業(yè)與海外企業(yè)的差距拉大?！睏钜阒斏鞯卣f。

2、射頻IP 主要掣肘

圍繞Wi-Fi6的爭奪，不得不提及加碼的技術挑戰(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)?；旌螩MOS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，提高設計水平。其中，路由器SoC涉及多項新技術挑戰(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需集結具有多年數(shù)字、模擬、射頻設計經驗以及算法開發(fā)的團隊，除了要攻克這些難關開發(fā)IC之外，包括底層驅動、應用接口、多個操作系統(tǒng)OS支持等均要全力應對，對國內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。經過市場的幾番洗禮，如今基帶IP主要是CEVA供應，射頻IP廠商Catena已被NXP收購且不再對外授權，之前Imagination亦有提供Wi-Fi5的射頻和基帶IP，但前幾年此業(yè)務被Nordic并購，目前僅美Cybertek等極少數(shù)公司可提供Wi-Fi5的射頻IP，以及新入局的大陸銳成芯微、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，從經濟上來說比購買IP更不劃算。

“一來射頻IP不多，授權渠道太少；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，大陸的銳成芯微以及臺灣Sirius-Wireless公司相繼推出了高性能、低功耗、高可靠性的Wi-Fi6 RF IP?！白鳛橐患襂P廠商，希望助力Wi-Fi6廠商降低開發(fā)難度，進一步加快產品上市?！睏钜銖娬{。

據(jù)業(yè)內人士透露，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IC設計企業(yè)應著重前端發(fā)力，通過采用IP來加快產品上市時間，盡快在Wi-Fi芯片量產出貨上盈利走向正循環(huán)，對公司和產業(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，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，考慮到工藝的不斷演進，需射頻IP廠商提供IP+服務的能力。另一方面，若Wi-Fi芯片廠商依賴于第三方IP，在產品的持續(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，以推出架構設計和工藝制程都最優(yōu)化的Wi-Fi6芯片方案。

3、分兵進擊 剩者為王

可以說，技術攻關還只是萬里長征第一步，國內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出Wi-Fi7芯片。

因而，李明進一步補充到，目前國內其他Wi-Fi芯片廠商應著重跟進Wi-Fi6/6E標準， 以推出量產芯片為目標，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芯片有不同的應用領域，涉及智能手機、路由器、物聯(lián)網等，不同的細分應用對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用，以及多種無線通信Combo等均有極大的發(fā)展空間，且產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，大陸研發(fā)Wi-Fi6端側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、路由器及網關以及流媒體應用上（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。

“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?！崩蠲鳂酚^表示。

對于未來的追趕，楊毅認為，華為海思是大陸芯片企業(yè)中少數(shù)掌握高性能Wi-Fi技術的企業(yè)。目前大陸涌現(xiàn)出一批Wi-Fi芯片初創(chuàng)企業(yè)，技術和資金都具備，在可見的未來，大陸芯片企業(yè)能夠實現(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。”萬宇菁強調，“未來一段時間或仍是百花齊放，但經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?！?/p>