【信创产业园系列报道】短距通信，国产替代打开新格局

近几年，缺“芯”成为各行各业最担心的情景，有时候是因为产能不足，有时候更是因为欧美的市场封锁，在这种大环境下，国产替代的呼声愈发高涨，国产芯片赛道厂商也自然就顺势爆发增长，打破了许多芯片空白，在GPU芯片、射频芯片、模拟芯片等都开始实现国产替代，推动国产芯片自给率提升至超过三成。据统计数据显示，今年一季度我国进口的芯片数量较去年减少了321亿颗，芯片数量降幅为22.9%，按照这样的势头，预计今年芯片进口量将减少超过1200亿颗，较去年的970颗降幅继续增加了近三分之一。  

而在广袤的芯片市场，短距通信芯片是我们几乎天天都在接触，而又没有太多感知的领域，所谓“短距通信”，顾名思义，就是在相对较短距离下进行数据通信的芯片，代表产品就是Wi-Fi、蓝牙、超宽频、NFC等等，与之对应的就是4G、5G蜂窝网络这种长距离通信技术。   

哪怕只看Wi-Fi芯片，中国市场这块“蛋糕”也是越来越大    

从技术上来看，短距通信并不是新鲜事物，但为什么在今年会显得如此重要，主要是因为以Wi-Fi芯片为代表的短距通信正处于极速发展阶段：虽然在Wi-Fi4时代，以华为海思、乐鑫、博通集成为代表的厂商在物联网芯片领域抓住了契机，但可惜的是，当Wi-Fi5标准发布之后，由于种种原因错失了扩大“战果”的契机，导致在这一市场的缺席，国产与国际一线的技术差距就此拉开。

如今10年过去，当高通、博通、联发科等大厂都已宣布推出Wi-Fi 7产品时，大部分国内厂商仍停留在Wi-Fi 4，而Wi-Fi 6作为Wi-Fi历史上最快、最成功的版本，在短短两年内就发展到拥有5亿台设备的生态系统，对高带宽、低延时有较高要求的远程教学、在线协同办公、视频会议等需求的爆发，进一步加速了 WiFi6/7 产品更新，预计到 2025 年，WiFi 6/7 产品的占比将接近 50%，所以如果在这个节点我们还不加快速度迎头赶上，差距将会大到很难弥补的境地。

但好在，伴随着国家政策的扶持力度增大，国内Wi-Fi芯片厂商不再是一众老将征战沙场，也有以物奇微、爱科微、科睿微为代表的Wi-Fi“小将”争相涌入，虽然国内龙头海思遭受禁运，但其技术积累比较深厚，所以理论上并没有在技术上被拉开太多差距。而从第二梯队相比来说，之前虽然国内品牌较少，但最近几年Wi-Fi 4芯片的量产厂商开始增多，而且最近几年还出现了很多短距通信的初创团队，其中不乏在技术背景、经验积累、运营服务等方面均颇具实力的公司，所以国产短距通信芯片行业的整体实力还是不容小觑的。

据IDC的最新报告《2023-2027年全球 Wi-Fi 技术预测》显示，2021年，受疫情驱动的市场变化推动下，Wi-Fi产品出货量增长了8.6%，然而在2022年，随着市场需求在下半年的下降，Wi-Fi产品出货量下降4.9%，总出货量降至38亿颗。同时IDC预测，2023年市场将相对平稳，出货量也仅为39亿颗，而2024年将增长6.4%达到41亿颗。随着更多面向物联网设备的Wi-Fi 6芯片组进入市场，这些产品将扩展到更多物联网设备，Wi-Fi 6或Wi-Fi 6E将占2023年WiFi产品出货量的三分之二。

从Wi-Fi芯片的格局来看，按应用场景主要分为三大类型，其一是智能手机、平板、电视所使用的WiFi 芯片，业内一般称之为“Station芯片”，这类Wi-Fi芯片以SoC集成的形式为主，对外挂形式的Wi-Fi芯片存在排他性，所以基本直接和智能手机、平板的出货量挂钩，现在整个市场就是高通和联发科双强竞争格局，目前来看高通智能手机市占率为 30%，与联发科的差距缩小到3%左右。    

第二大分类就是路由器Wi-Fi AP芯片，目前这个市场仍处于从Wi-Fi 5向W-iFi 6过渡的阶段，但因为路由器Wi-Fi 6芯片采用多天线MIMO技术，市场对其性能和规格要求最高，毕竟对于Wi-Fi网络来说，路由器AP芯片有点像蜂窝网络中的基站芯片，在实际的应用场景中需要把所有的设备连接到路由器，既就要求其性能无瓶颈，也考虑到会有大量不同设备接入，对AP芯片的兼容性要求很高。目前来看只有包括高通、博通、英特尔以及海思等少数国内外芯片厂商可以供货，但系统厂商使用高通和博通的主芯片居多，其中博通是绝对龙头，其Wi-Fi芯片广泛使用在 TP-LINK 和华为等多款高端路由器上，在产品端也是由高端路由器向中低端覆盖。

Wi-Fi规范的演进速度越来越快，迫使国产芯片必须紧跟节奏以免掉队

正是因为路由器Wi-Fi芯片的设计难度高，投入大，所以长期被国际寡头企业垄断，目前国内除了海思，表现比较抢眼的是创耀科技，目前他们的产品规格处于Wi-Fi 5协议下，主要集成在同公司的网关SoC上出货。因为W-iFi 6高并发无线接入以及高容量传输的设计初衷非常符合家庭使用对于高带宽和低延时的需求，因此家用路由器上的 WiFi 芯片竞争格局与智能手机端类似，随着高速宽带入户的不断普及，这个市场的竞争也会尤其激烈，也有一些业内人士表示了谨慎的态度：随着市场对数据吞吐率的需求越来越高，而Wi-Fi版本也即将更新至Wi-Fi7，技术门槛越来越高，不排除在这个细分市场，未来一定时间内国产和一线之间有性能差距拉大的可能。    

乐鑫科技在物联网Wi-Fi芯片领域堪称“国货之光”

第三个分类是物联网等商用领域，对于消费端的Wi-Fi芯片来说，为了抢占或维持市场份额，往往需要厂商投入大量的资金进行研发，紧随最新的技术规范，不断地更新产品世代，甚至进行大量的预研，比如高通、博通和联发科三大厂商甚至在Wi-Fi 6产品都还没开始铺货的时候就已经投入巨资进行Wi-Fi 芯片的研发。

但是商用端就不一样了，以物联网、车联网为例，Wi-Fi芯片对于安全性、连接稳定性、功耗以及价格等因素有着特别的要求，速度反倒是其次的，所以Wi-Fi 4/5在物联网设备上的比重仍然很高，也使得国内厂商在物联网Wi-Fi芯片上占据一席之地，其中乐鑫科技凭借出色产品竞争力和独创的AIoT生态环境，已累计出货物联网芯片7亿颗，市占率排名第一，约 35%。

短距通信严格来说是一个系统，其中蕴含了多个子系统，而射频就是其中最重要的系统之一，并且射频芯片又可以划分为数个细分领域，以大家最熟悉的手机无线通信模块来说，就可以分为射频前端、基带、收发器和天线四大部分，这四个部分的国产替代目前都还在攻坚阶段，最明显的态势就是市占率虽然不高，但专利申请量却领先全球，“未雨绸缪”的姿态十分明显。

射频前端是目前国产替代走在最前面的细分领域

首先是射频前端，它负责无线电磁波信号的发送和接收，是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块，射频前端芯片通常集成多种不同器件，不同终端中所集成的器件的种类和数量也不同。目前锐迪科、国民飞骧、唯捷创芯、韦尔股份等国产厂商市占率可以到20%左右。但从专利角度来看中国则包揽了大部分，占全球射频前端专利综述的八成以上。         

第二是基带，基带芯片是基带中核心部分，负责信号生成、调制、编码以及频移等工作，这个市场长期被高通垄断，市场占有率超过了六成，国产厂商几乎没有发言权。而且这个细分市场的攻坚难度很大，需要很强的向下兼容能力，同时研发技术难度高，甚至强如英特尔都放弃了这一市场，不过在专利申请方面华为在基带领域非常积极，中国基带芯片专利包揽了全球相关专利总数七成。

第三是收发器，负责收件或发件，它决定了最终整个射频单元的成本和性能，射频收发芯片也是国产极难突破的领域，国产化自给率几乎为零，而它的未来市场规模超过300亿美元，　但从专利角度来看，国产企业在此领域的投入力度非常大，专利数占比接近七成，未来还是有爆发的可能。

最后就是天线，天线设计是行业一大难点，5G下的天线包含多频带载波聚合、4x4 MIMO与Wi-Fi MIMO等多个技术，为天线调谐、放大器线性、功耗和干扰上带来巨大挑战，而且天线研发与消费电子市场周期呈强关联形态，从专利趋势来看，2017~2020年，行业对天线的研究保持高热情态度，而2021~2022年这两年正值消费电子需求不振，手机等移动终端市场下行，所以专利研究衰退回2014年的水平，但总体来说中国天线专利数也占全球的六成以上。

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电脑报：郑总您好，可以分享一下在短距通信芯片领域中国企业的现状么？物奇目前业务­布局和未来3年的规划又是如何呢？

郑建生：目前短距通信芯片在国内处于蓬勃发展的阶段，各种新型应用场景激增使得整个市场的需求大于供应，所以国内近些年也涌现了不少和我们物奇一样的短距通信芯片公司，虽然整体来看仍在起步追赶，但国内和全球市场的前景还是十分广阔的。    

目前我们物奇有三条产品线，第一条是电力线载波通信，目前主要用于自动抄表和配网系统的自动采集和智能管理。例如，每个小区都有变压器，变压器上又有一个集中器，通过变压器出来的供电线路会进入到每家每户，所以每家每户都有一个电表，这个电表就通过电力线载波和集中器进行通信，因为每个小区几乎都有数百甚至上千户家庭，这就形成了一个电力线载波网，而集中器就可以通过有线以太网，或4G/5G蜂窝网络链接到运营商或国家电网。这条产品线是我们自2016年成立以来的第一条产品线，每年出货量都在稳步提升，现阶段的出货量每年都在1000万颗以上，未来也会持续演进，除了单模的PLC，也会推出有线+无线的双模，更会加大海外市场的进军力度。

第二条短距通信产品线是蓝牙芯片，我们主要是面向TWS真无线耳机，它的声音源可以是手机、电脑，未来可能还可以是电视、机顶盒等。事实上蓝牙耳机芯片不只是通信功能，它也是一套SoC，整个终端系统都囊括其中，除了蓝牙通信处理，它也有音频处理芯片，可以实现本地主动降噪和上行通话降噪，可以让聆听更清晰，在算法端我们也升级采用了人工智能算法；甚至连用户端的App界面、耳机机身的触控功能也都能自行设计，除此之外还可以实现空间音频等音效。这条产品线我们每年的出货量也已经超过1000万颗，目前的品牌客户首先是安克创新，这个品牌主要在亚马逊销售，面向美国、欧洲、日本、东南亚等区域，去年就开始搭载物奇蓝牙芯片，然后就是哈曼旗下的JBL，它们的多款头戴式和真无线耳机也采用了物奇蓝牙芯片，单单JBL这个品牌我们每年的出货量就有数百万颗。

再者就是OPPO，目前它也有一款TWS耳机采用了我们蓝牙芯片，此外还有好几个大家都应该听说过的品牌正在洽谈合作中，相信再等几个月大家就能收到我们的好消息了。而且我们的整体定位是走中高端市场，不是去低端杀价，每一项参数性能都以世界一流为标准，同时通过在中高端市场以高性能、低价格的优势去获得客户认可。还是以安克创新为例，在TWS耳机同样搭配55mAh电池的情况下，我们提供的蓝牙芯片可以连续播放音乐11小时，而它们采用其他蓝牙芯片的前一代产品就只有7个小时，所以我们的蓝牙芯片功耗应该是目前全世界最低的。而未来的规划上，现在的蓝牙5.3、5.4版本我们还是稳扎稳打，未来带宽更高的蓝牙6.0标准到来后，我们也会第一时间跟进，推出高清无损音质的蓝牙耳机芯片。

第三条非常重要的产品线是Wi-Fi芯片，这条产品线我们耕耘了好几年，储备了一些知识产权资源，我们的第一款Wi-Fi 4芯片已经被TP-LINK所采用，目前的研发团队重点放在了Wi-Fi 6芯片上，今年已经推出了国内第一款1×1双频并发Wi-Fi 6芯片，产品定位是数传通信，依然是以对性能有要求，技术有壁垒的中高端为主。     

电脑报：硬件开发对人才的需求量很大，物奇的成员配置可以简单介绍一下么？目前国家、园区的人才政策可以跟我们分享一下么？    

郑建生：半导体产业对人才的需求非常大，过去几年人才市场竞争激烈，整个行业优秀的人才相对缺失，但我们物奇的优势就是初创团队就是全建制团队，2016年创业的时候就有几十个经验丰富的芯片老兵一起，起点比较高，基础也比较好，在射频基带、通信算法、协议栈以及SoC设计、软件框架等领域都有成熟团队把守，所以即便是创业之初，产品也几乎都能一次成功。目前整个公司有400多人，以硕士博士学历为主，研发团队分布在上海、深圳、重庆、长沙等各个地区。  

重庆渝北区政府、仙桃数据谷园区的人才政策也是吸引我们落地重庆的原因之一，事实上我们在全国各个地区的科技园区都享受了诸多便利政策，比如人才快速落户、购房指标、退税政策等等，而且重庆的国有母基金也通过下属基金给予了早期数千万元人民币的资金支持，十分感谢政府和仙桃数据谷园区。

电脑报：我们看到Wi-Fi芯片是物奇目前的宣传重点，那现在国内WiFi6芯片的研发进展如何？市场需求点主要在哪？为什么在这个领域也要强调国产替代？物奇目前主攻的WiFi6芯片自研程度如何？在功能、性能等方面和境外一线国际大厂有技术差距么？    

郑建生：物联网是国内Wi-Fi芯片的一个重要的发起点，像家电行业此前都在使用Wi-Fi 4芯片，而现在有很多公司都演进到了采用Wi-Fi 6芯片，但它因为对数据吞吐量没有太高需求，所以通信速率依然是比较慢的，只是控制逻辑进化到了Wi-Fi 6的规范上。而我们现在做的不是这一类Wi-Fi 6芯片，我们做的是数传芯片，也就是高速数据传输芯片，比如现在中国移动正在推行千兆宽带，很多人都在用手机、平板给电视投屏，现在是全高清、2K、4K，以后可能有8K分辨率的需求，对数据吞吐量需求可以说是“永无止境”，再往后AR/VR如若普及，对短距通信的传输效率要求只会越来越高，所以做高性能芯片才是我们的初衷。 

现在国内运营商采购依然是以国际品牌为主，这一点我们可以从中国电信、中国移动的招标公告上可以看出来，这也是为什么国产替代被提上日程的原因。我们物奇接下来会在下半年推出一款2×2的Wi-Fi 6芯片，相对来说应用场景又会广阔很多，因为现在主流的电脑、机顶盒、电视、手机用的也都是这个规格，而且很快路由器也会升级到AX3000的规格，也就是2.4G和5G 2×2的Wi-Fi 6通路双频并发，所以这个市场的进化速度确实很快，目前我们的产品也可以做到自主可控。性能方面我们可以比肩国际一流大厂，甚至在某些指标上，比如低功耗方面做得比这些品牌更好。

电脑报：此前物奇获得了中国移动主控产业基金中移股权基金的融资，有了移动的加持，物奇未来在产品和战略上会带来哪些不同？中移动大生态中本身有中移物联这样的企业，同样涉及芯片研发领域，物奇如何看待同其关系呢？

郑建生：在中国移动目前招标的产品里，对Wi-Fi 6芯片的需求很大，比如机顶盒、路由器等等，我们目前要做的就是跟头部客户保持紧密的沟通，在产品开发方面满足客户的需求，希望能够快速推出产品，实现更广覆盖的国产替代。 

至于中移物联，因为它是运营商体系下的，所以主要聚焦的还是4G/5G蜂窝通信，跟我们的短距通信在很多场景下属于互补关系，比如5G的终端客户设备，也就是5G信号的中继设备，因为它在中继5G信号后发出的是Wi-Fi信号，这时候上行就是5G通信，而下行就变成了Wi-Fi通信，存在协同工作的机会，所以还是有场景可以实现共存。         

电脑报：现在很多人已经开始关注Wi-Fi 7，物奇有没有什么新的技术点可以跟我们分享呢？         

郑建生：Wi-Fi 7是我们未来工作的重点，现阶段我们正在预研过程中，它的主要的变化就是它的调制从1024-QAM提升到了4096-QAM，带宽也从160MHz提升到了320MHz，对很多关键指标性能提出了更高的要求，比如底噪、ADC速率、EVM等，所以我们一方面是在产品上做规划，另一方面也朝着这些技术需求做预研。    

电脑报：现在新能源汽车市场势头凶猛，物奇在车联网领域有没有规划推出底层产品？   

郑建生：车联网市场我们一直在关注，比如MCU芯片，但目前还没有做投产的规划，不过我们已经有一款人工智能语音交互芯片标配到了吉利品牌汽车上，这应该也是中国首颗车规级人工智能语音交互芯片，出货量大概已经到了几十万块颗的规模。后续我们也会继续关注这个赛道，其实从我们的技术积累来说，不管是蓝牙、Wi-Fi，还是智能音频、图像处理，在汽车领域都是有广阔应用场景的。

电脑报：既然说到了人工智能，物奇在这个领域似乎还比较低调，官网也查不到太多的信息，可以分享一下具体的行业布局么？    

郑建生：好的，其实除了吉利汽车使用的人工智能语音交互芯片之外，我们还有一款3D结构光人脸识别芯片，在这个小的细分市场，我们物奇现在是国内的业界龙头，市场占有率超过了50%。这款芯片除了可以接入3D结构光模组，也可以接入ToF模组或双目模组，现在主要用在智能门锁上，用户只需要在门前一站就能安全快速地识别人脸，接下来我们在这个产品线也会持续演进。至于刚刚说到的ChatGPT，这类大模型需要大量的数据来进行训练，而数据的采集还是得依赖终端，所以我们的视觉识别和音频识别芯片就可以做到数据采集的功能，为大模型服务。

原创 黎坤 电脑报 2023-06-05 17:51 发表于重庆