國產Wi-Fi芯片如何追回“失去的十年”

自Wi-Fi 5在2013年推出後，由於技術難度大、導入難，國產Wi-Fi芯片與行業領先的差距就此拉開。如今10年過去，當高通、博通、聯發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，雖湧現出一眾Wi-Fi6芯片創企，產品多處於研發路上。

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

Wi-Fi 5後十年沈寂

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;之後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展。而高通、博通、英特爾通過收購或集成等先發優勢，牢牢佔據了主導地位，於2001年-2005年間縱橫捭闔打下了江山。聯發科、瑞昱等經過2007年-2010年的激烈拼殺後發先至，將優勢一直延續至今。

反觀國內，儘管華為海思力拔頭籌，樂鑫、博通集成等在Wi-Fi4物聯網芯片領域抓住了契機，強勢出道，但可惜的是，當第5代Wi-Fi5標準發布之後，由於種種原因錯失了擴大“戰果”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模攀升，亦將成為企業級網絡接入設備的主力軍。據Gartner的數據，Wi-Fi 6企業與中小型商務用戶規模將從2019年的2.5億美元增至2023年的52.2億美元，CAGR達到114%。Wi-Fi聯盟也指出，2022年將有超過3.5億台Wi-Fi6E設備進入市場。

集微諮詢也樂觀預計，全球Wi-Fi6/Wi-Fi6E終端出貨比例將在2022年超過六成。在無數英雄競折腰之後，大陸Wi-Fi6企業與海外的差距究竟會“延續”歷史還是將實現“逆轉”?

數據來源：集微諮詢

作出判斷需要基於與以往不同的情形，正如前文所述，國內Wi-Fi芯片廠商近年來風起雲湧，不止是一眾老將在主戰沙場，在國內半導體熱潮之下，也有數十家Wi-Fi新貴爭相湧入。

對此CEVA中國區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，相信他們仍在持續技術演進，並不見得技術落伍，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Wi-Fi 4芯片的量產廠商已為數不少。近年來國內更是湧現了眾多的Wi-Fi初創團隊，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鏈環境的變化，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。技術差距主要體現在IP成熟度、Wi-Fi兼容性，以及應用場景中的性能優化經驗等方面。

對此集微諮詢研究總監趙翼也提及，國內芯片廠商的差距體現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壟斷，參與的大陸企業廠商極少。

“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，隨著市場對數據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與海外企業的差距拉大。”楊毅謹慎地說。

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。

Wi-Fi6芯片包括SoC芯片和射頻前端FEM。SoC是高集成度的數模混合CMOS芯片，FEM屬於射頻特殊工藝，差別較大。

對於Wi-Fi6芯片的設計挑戰，三伍微創始人鍾林曾發文指出，Wi-Fi6芯片研發難點集中於底層協議/通信協議+算法，相比Wi-Fi4和Wi-Fi5，Wi-Fi6芯片的底層協議/通信協議和算法更加複雜，需多招資深團隊、多理解協議、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，研發難度最高，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。

一位行業資深人士許浩(化名)進一步剖析說，Wi-Fi6芯片研發甚至與CPU、GPU等不相伯仲，因Wi-Fi需集結具有多年數字、模擬、射頻設計經驗以及算法開發的團隊，除了要攻克這些難關開發IC之外，包括底層驅動、應用接口、多個操作系統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，但前幾年此業務被Nordic併購，目前僅美Cybertek等極少數公司可提供Wi-Fi5的射頻IP，以及新入局的大陸銳成芯微、台灣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採購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，開發難度相比前一代大幅提升，而且Wi-Fi7標準即將出台，還要考慮融合Wi-Fi7的一些指標，這對RF的要求愈加嚴苛。現有Wi-Fi6芯片廠商要搞定Wi-Fi6 RF需很長時間，並且投入要以數千萬元甚至上億元，從經濟上來說比購買IP更不划算。

“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。”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台灣Sirius-Wireless公司相繼推出了高性能、低功耗、高可靠性的Wi-Fi6 RF IP。“作為一家IP廠商，希望助力Wi-Fi6廠商降低開發難度，進一步加快產品上市。”楊毅強調。

據業內人士透露，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設計企業應著重前端發力，通過採用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，對公司和產業發展將更正向。

儘管射頻IP看似已“破局”，但Wi-Fi芯片廠商或仍有擔憂。鍾林分析說，SoC芯片對射頻有更多考量，射頻與工藝、製程強相關，不同的工藝和製程，對射頻指標的影響較大，而數字基帶受工藝和製程的影響較小，數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芯片廠商依賴於第三方IP，在產品的持續迭代中會較為被動，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，李明認為與射頻IP廠商合作可能適用於部分Wi-Fi規格的芯片，對於高性能和復雜的規格則需要基帶和RF這兩部分有深度整合，以推出架構設計和工藝製程都最優化的Wi-Fi6芯片方案。

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聯盟將在2023年底啟動Wi-Fi7標準的認證，距離2019年9月發布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，但受制於製裁無法產出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、物聯網等，不同的細分應用對Wi-Fi6芯片規格亦有不同，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等均有極大的發展空間，且產品平台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、速通在發力。此外，大陸研發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、聯盛德、南方矽谷等，專注射頻FEM的公司則有康希、芯百特、三伍微等，加之不斷湧現的新貴，國內廠商的火力正待全開。

對於取捨之道，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，平台合作的綁定性較強，一直以來被高通、博通、聯發科以及英特爾等佔據，相對較難。

“大陸的老將新兵均在開發Wi-Fi6芯片，因為Wi-Fi4 IoT市場已被大陸廠商佔據大半，預計Wi-Fi6 IoT也會延續同樣的情況，但在中高端規格的Wi-Fi6芯片上將面臨來在美系特別是台系廠商的競爭，會極大考驗初創公司的技術研發和客戶開拓能力，但相信未來幾年從易到難一定會取得突破。”李明樂觀表示。

對於未來的追趕，楊毅認為，華為海思是大陸芯片企業中少數掌握高性能Wi-Fi技術的企業。目前大陸湧現出一批Wi-Fi芯片初創企業，技術和資金都具備，在可見的未來，大陸芯片企業能夠實現在先進Wi-Fi芯片研發上的追趕，預計在三到五年;要實現超越，還需要頭部企業扛起大旗。

“以往只有一家公司一枝獨秀，這對行業繁榮及供應鏈安全來說並不見得是好事。而現在為數眾多的芯片公司進入這一賽道，可謂百舸爭流，儘管不可避免地會出現一些泡沫，但也總體上還是有助於行業整體水準的提高。”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整合。Wi-Fi芯片作為一個極其複雜的芯片，國內廠商需不斷地進行迭代，最後只有沉下心來，一步步持續演進和迭代，堅持走下去才能實現剩者為王。”