WiFi 6芯片市場的機會窗打開了嗎？
WiFi是一種將電子終端設備以無線方式互相連接的局域網通信技術。該技術基于IEEE 802.11標準，這一標準是由電氣和電子工程師協會（IEEE）定義的無線局域網通信標準，即通過定義一個媒體訪問控制層（MAC）和整個物理層（PHY）規范標準為便攜式、可移動終端設備建立局域網無線連接。
WiFi將占各大主流互聯方案出貨量40%以上
表：短距離傳輸技術對比
來源：華為《2019-2023企業級WiFi 6產業發展與展望白皮書》
來源：華為《2019-2023企業級WiFi 6產業發展與展望白皮書》
WiFi協議迭代歷程
從WiFi 20年的發展歷程來看，WiFi每經過4-5年左右便會出現一次技術變革，主要在帶寬、速率、并發處理能力等方面。
2018年10月，WiFi聯盟為更好的推廣WiFi技術，參考通訊技術命名方式，重新命名WiFi標準，其中802.11ax被命名為WiFi 6，11ac被命名為WiFi 5，以此類推。2019年9月，WiFi聯盟宣布啟動WiFi 6認證，正式開啟了WiFi 6的商用之路，但，國際WiFi芯片廠商博通、高通在2017年便已投入研發，甚至發布首款WiFi 6芯片。
（1）802.11
發布年份：1997年
頻段：2.4GHz
理論速率：2Mbp
技術升級及市場情況：由于傳輸速度和傳輸距離表現欠佳，未被大規模使用。
（2）802.11.a
發布年份：1999年
頻段：5GHz
理論速率：54Mbps
技術升級及市場情況：美、日予以認可；歐盟因標準問題被禁止使用；5GHz組件研制速度慢，尚未大規模推廣時，市場已被802.11.b占領；總體使用范圍較窄；引入OFDM技術；使用的是20MHz頻寬。
（3）802.11.b
發布年份：1999年
頻段：2.4GHz
理論速率：11Mbps
技術升級及市場情況：由于802.11.a核心芯片研發進度緩慢，802.11.b迅速占領市場，并奠定了整個WiFi市場的發展基礎。但802.11.b帶寬速率較低；信號易受干擾。
（4）802.11.g
發布年份：2003年
頻段：2.4GHz
理論速率：54Mbps
技術升級及市場情況：使用了CCK技術向后兼容802.11.b產品，自此，IEEE在制訂每一代新協議時都會后向兼容；繼續使用OFDM技術并應用在之后的每一代WiFi協議中。
（5）802.11n
發布年份：2009
頻段：2.4GHz、5GHz
理論速率：600Mbps
新命名：WiFi 4
技術升級及市場情況：隨著時間推移，互聯網已經開始出現了在線圖片、視頻、流媒體等服務，YouTube、無線家庭媒體網關、企業VoIP Over WLAN等對WLAN技術提出了越來越高的要求，傳統技術已經無法支撐，新的場景對全新一代WLAN接入技術提出了需求。802.11n引入了SU-MIMO（提高傳輸速率）、波束成形（提高傳輸距離）和40MHz綁定技術（提高傳輸速率），整體傳輸速率最高可達600Hbps，自此，WiFi迅速打開短距離無線通信市場。此外，802.11n支持雙頻段。從2009年開始50%以上的芯片是802.11n產品；2010年后生產的筆記本電腦80%以上支持802.11n。
（6）802.11ac wave1 / 802.11ac wave2
發布年份：2013年/2015年
頻段：5GHz
理論速率：6.993Gbps
新命名：WiFi 5
技術升級及市場情況：移動業務的快速發展和高密度接入對WiFi網絡的帶寬提出了更高的要求；而高畫質影音串流體驗不佳也對WiFi傳輸性能提出了更高的要求。802.11ac引入了射頻帶寬（提升至160MHz）和更高階的調制技術（256QAM）。隨著無線設備的增多，2.4GHz頻段，被各種協議使用（如藍牙4.0、無線鼠標等），IEEE自此將新的WiFi協議制訂在5GHz頻段上。802.11ac具有良好的向后兼容性，將每個通道的工作頻率提升到80MHz甚至160MHz，最終理論傳輸速率躍升至1Gbps。802.11ac wave 2引入下行MU-MIMO技術（提升多用戶數據并發處理能力和網絡效率）。2013年支持802.11ac標準的接入點的出貨量占同期企業級接入點出貨量的6%；占消費者接入點市場總量的8%。2014年成為無線通信市場的主流技術。2018年802.11ac標準占從屬接入點出貨量的85.7%和從屬接入點收入的94.4%；在消費者市場，占出貨量的54.3%，占消費者市場收入的76.8%。但802.11ac僅支持5GHz頻段的終端，削弱了2.4Ghz頻段下的用戶體驗。
（7）802.11ax
發布年份：2019
頻段：2.4GHz、5GHz
理論速率：9.6Gbps
新命名：WiFi 6
技術升級及市場情況：隨著視頻會議、無線互動VR、移動教學等業務應用越來越豐富，WiFi接入終端越來越多，IoT的發展更是帶來了更多的移動終端接入無線網絡，此外，越來越多的智能家居設備也使WiFi接入變得擁擠，因此，WiFi仍需不斷提升速度，同時還需要考慮是否能接入更多的終端，以適應不斷擴大的客戶端設備數量以及不同應用的用戶體驗需求。802.11ax支持雙頻段，迎合了物聯網、智能家居等發展需求，即對于帶寬需求不高的智能家居設備可以使用2.4GHz，保證足夠的傳輸距離；對于需要高速傳輸的設備，則可以使用5GHz頻段。802.11ax將上行MU-MIMO與OFDMA相結合，可以大幅提升用戶密集環境中的每位用戶的平均傳輸率，可以有效減少網絡擁堵、大幅提升無線速度與覆蓋范圍，可以有效解決網絡容量的問題。802.11ax在更低延遲、更精確的功耗控制等方面也有突出表現。
WiFi 6升級的確定性分析如何
（1）技術升級擁有顯著優勢
如同歷代WiFi協議，WiFi 6擁有向后兼容性，構建于現有技術之上。WiFi 6的設計考慮了新的應用場景，包括大帶寬需求下的新應用場景，例如AR/VR、4K/8K高清視頻信號等。為了應對這些應用場景，WiFi 6的調制最高達到了1024QAM，理論最高速率接近10Gbps。同時，WiFi 6技術能夠允許更多設備同時連接到網絡，并通過OFDMA技術+MU-MIMO技術在連接相同數量設備的情況下，提供更優的單用戶體驗。此外，WiFi 6還降低了系統的時延，提升了帶寬的利用效率。同之前的WiFi技術一樣，WiFi 6也將工作在非授權的ISM頻段，可同時支持2.4G與5G兩個頻段。
作為目前市場主力的WiFi 5，和WiFi 6對應用場景的需求相似，適用于高速率、低延時、大容量的場景，但后者彌補了前者的很多缺陷。Wi-Fi 6將在接下來的5年內成為無線通信的關鍵主力技術，其在以下五個方面顯著優于第五代技術：
表：WiFi 6技術優勢
來源：東吳證券研究中心
來源：東吳證券研究中心
（2）新場景對WiFi通信提出了更高的要求
WiFi 6設計之初就是為了適用于高密度無線接入和高容量無線業務，比如室外大型公共場所、高密場館、室內高密無線辦公、電子教室等場景。在這些場景中，接入WiFi網絡的客戶端設備將呈現巨大增長，另外，還在不斷增加的語音及視頻流量也對WiFi網絡帶來挑戰，根據預測，到2020年全球移動視頻流量將占移動數據流量的50%以上，其中有80%以上的移動流量將會通過WiFi承載。
例如，4K視頻流（帶寬要求30Mbps/人）、語音流（時延小于30 ms）、VR流（帶寬要求50Mbps/人，時延10~20 ms）對帶寬和時延十分敏感，當網絡擁塞或重傳導致傳輸延時，將對用戶體驗帶來較大影響。而現有的WiFi 5雖然也能提供大帶寬能力，但是隨著接入密度的不斷升高，吞吐量性能遇到瓶頸。而WiFi 6通過OFDMA、UL MU-MIMO、1024-QAM等技術使這些服務比WiFi 5更可靠，不但支持接入更多的客戶端，同時還能均衡每個用戶帶寬。
表：WiFi 6主要適用場景
來源：華為《WiFi 6與5G技術及應用場景白皮書》
來源：華為《WiFi 6與5G技術及應用場景白皮書》
（3）三大運營商的千兆計劃
2020年5月17日，中國移動、中國電信、中國聯通分別召開發布會，宣布將推進WiFi網絡升級，布局WiFi 6新業態。中國移動表示要推動千兆平臺能力，并明確2020年將集采WiFi 6設備，實現WiFi 6商用；中國電信和中國聯通均表示啟動“寬帶+5G+千兆WiFi”的三千兆升級，明確布局WiFi 6。可見，通信運營商正推進AP端口設備升級換代，而WiFi 6設備將最大化其效益，WiFi 6產業有望進入發展新階段。
家庭市場WiFi網絡設備包括家用路由器和家庭網關，三千兆時代有望催生家庭WLAN設備換機潮。家庭網關指融合對外互聯網接入和對內局域網路由功能的硬件平臺，是運營商作為家寬網絡交付的終端設備，一般都集成WiFi功能。家庭無線路由器和家庭網關是家庭無線局域網的主要解決方案，隨著“5G+寬帶+WiFi”的三千兆時代到來，WiFi 6逐漸滲透，未來家庭網絡設備將迎來換機潮。
中國電信已于2020年10月啟動天翼網關4.0集采，其中要求支持雙頻WiFi 6功能的產品超過1400萬臺，這是國內首次大規模集采WiFi 6產品。根據中國移動采購計劃，2020下半年擬啟動WiFi 6采購，并發展WiFi 6用戶500萬戶。
此外，WiFi 6的特性主要為企業網、高性能物聯網準備，根據歷代WiFi迭代經驗，企業用戶會基于通信性能需求，率先進行平滑過渡，即企業級應用會先于消費級應用起量。
WiFi 6芯片市場如何
現階段，WiFi技術仍主要應用于手機、平板電腦、筆記本電腦等傳統消費級電子終端設備，因此，WiFi芯片市場與消費級電子終端市場密切相連。近五年來，消費級電子終端設備市場規模呈下滑趨勢，以手機為例，我國手機出貨量在2016年達到近五年來的頂峰，而在2017-2019年，我國手機出貨量逐年下滑，對WiFi芯片市場造成不利影響。據頭豹研究院數據，按芯片銷售額計算，我國WiFi芯片市場規模從2015年的172.9億元下滑至2019年168.0億元。
近兩年，智能家居、智慧城市等物聯網領域對WiFi芯片需求提升，我國WiFi芯片出貨量有所回升。此外，除傳統消費級電子終端和物聯網應用外，WiFi技術在VR/AR、超高清視頻等新型高速率應用場景亦具有高適用性，預計針對此類應用的WiFi芯片將在未來5年不斷增多，預計2023年我國WiFi芯片市場規模將接近270億元。現階段，支持WiFi 6標準的芯片出貨量仍處于初級階段，而伴隨著WiFi 6標準逐步應用及推廣，預計2023年，支持WiFi 6標準的芯片在WiFi芯片總量的占比將達到90%，WiFi 6芯片市場規模將為240億元。
圖：我國WiFi芯片市場規模（按銷售額：億元）
來源：電子發燒友整理
來源：電子發燒友整理
從細分市場來看，我國路由器/網關WiFi 6芯片2019年市場規模約為3億元，2023年預計為45億元；中高速數據卡WiFi 6芯片2019年市場規模約為5.3億元，2023年預計突破百億；中低速物聯網WiFi 6芯片2019年約為0.2億元，2023年預計為6.7億元；智能手機/手表WiFi 6芯片2019年約為3.6億元，2023年預計突破50億元。
表：我國WiFi芯片細分市場規模（按銷售額：億元）
來源：電子發燒友整理
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WiFi 6路由器相繼上新
根據應用領域的不同，包括WiFi 6在內的各類WiFi芯片主要分為路由器WiFi、數據卡WiFi、手機WiFi及物聯網WiFi四大類。
目前WiFi 6產業化處于初級階段，路由器作為基礎設施將率先落地。具體來看，WiFi 6普及的第一步是路由器端先升級為WiFi 6標準，為終端用戶提供良好的應用環境，第二步則是終端廠商跟隨技術升級趨勢推出支持WiFi 6的移動設備及物聯網設備。
2019年Wi-Fi聯盟發布了最新的WiFi 6無線路由器技術，同時運營商進一步提高入戶寬帶帶寬達千兆的市場比例，市場需求開始出現WiFi 5無線路由器向WiFi 6無線路由器的升級趨勢。2020年以來，在產業鏈及相關技術的日益成熟、疫情期間居家辦公/遠程辦公/在線教育對網絡性能要求提升、多款旗艦手機配置WiFi 6功能等因素促進下，各品牌WiFi 6路由器相繼上新。
從芯片格局來看，目前，仍處于WiFi 6路由器升級換代的初期，且路由器購買成本較高，雖然博通、高通、MTK等已經入局，但仍有較大的市場替代空間。
表：主流品牌路由器及WiFi 6芯片供應商
來源：電子發燒友整理
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WiFi芯片競爭格局
WiFi 6作為最新的WiFi技術標準，博通、高通、Marvell等WiFi芯片頭部廠商逐步加快推廣WiFi 6芯片產品。2019年WiFi芯片市場發生多起芯片廠商收購事件，傳統集成電路頭部廠商通過收購WiFi芯片相關企業進入WiFi產業鏈上游市場，為其在物聯網應用市場的戰略布局做鋪墊。
2017年起博通、高通等國際巨頭廠商就已推出部分支持802.11ax的芯片。國內方面，華為海思、紫光展銳等IC設計巨頭及樂鑫科技、博通集成、全志科技、中穎電子等上市公司，以及恒玄科技、矽昌通信、新案線、南方硅谷、亮牛等新銳IC設計廠商同樣掌握WiFi芯片技術，其中大部分公司主攻物聯網終端應用，僅有華為海思、矽昌通信具備路由器WiFi芯片技術（海思同時也生產手機、IoT等終端WiFi芯片）。
WiFi芯片代表廠商
博通
博通是全球領先的有線和無線通信半導體企業，同時為計算網絡設備、數字娛樂寬帶接入產品以及移動設備的制造商提供片上系統和軟件解決方案。
2017年8月，博通推出了基于WiFi 6標準的BCM43684（民用）、BCM43694（商用）、BCM4375三種型號。2020年2月，發布全球首款面向智能手機的WiFi 6E芯片組“BCM4389”，該款芯片采用16nm工藝，支持兩個WiFi 6E數據流，數據傳輸率達到2.4Gbps，手機上的實際速度也可達2.1Gbps，延遲能穩定在2ms 左右。
在經營業績上，分業務領域來看，據財報披露，2019年半導體解決方案收入下降，主要是由于手機、寬帶、光耦、機頂盒及服務器對無線通信的需求下降。據財報顯示，來自我國本土及香港的凈收入2017-2019年分別為94.60億美元、103.05億美元、80.56億美元。
來源：企業公報
高通
高通是全球領先的無線通信技術研發企業，致力于提供無線通信產品及服務，業務線涵蓋3G、4G、5G芯片組、系統軟件及開發工具。高通Wi-Fi芯片按應用場景包括路由器/網關、手機、汽車、物聯網四大系列。
2017年2月，高通推出支持WiFi 6的兩款產品——IPQ8074 和 QCA6290。其中，IPQ8074：應用于路由器等網絡設備，而QCA6290主要面向消費類移動設備。2018年2月，高通再次推出適用于手機的QCA6390。2019年8月，高通發布針對網絡設備端推出第二代WiFi 6無線網絡解決方案“Networking Pro”（共四款）。2020年5月，發布第一批支持Wi-Fi 6E的芯片，可用于手機及路由器。
在經營業績上，從收入及息稅前利潤構成來看，QCT部即從事無線半導體、芯片及軟件技術供應的CDMA部門，2020年二季度實現營收38.07億美元；2019年四季度到2020年二季度的9個月間實現營收115.26億美元，分別同比增長6.73%、4.52%。
注：QCT指CDMA技術部；QTL指技術許可部；QSL指戰略計劃部
來源：企業公報
來源：企業公報
Qorvo
Qorvo是一家能夠設計和制造高級濾波器解決方案以及BLE/Thread/Zigbee多協議SOC和收發器解決方案的WiFi前端提供商，其無線半導體解決方案用于支持WiFi、Zigbee、Thread和BLE的連接設備，可以提供集成的WiFi前端以及用于物聯網的大量高級RF芯片和軟件。2019年9月，Qorvo推出了首款用于WiFi 6的雙頻段前端模塊（FEM），該模塊適用于WiFi 6客戶端設備（CPE）。2020年5月，小米發布的AX1800 WiFi 6路由器搭載的是Qorvo的FEM產品。
2021財年Q1營收為7.87億美元，同比上升1.53%；凈利潤為9692.2萬美元，同比上升145.12%；毛利率為41.4%，較去年同期增長3.5%。
NXP
NXP是一家面向汽車電子、通信基礎設施、工業控制、移動設備、智慧城市、智慧家居等場景的物聯網解決方案提供商。2019年NXP收購Marvell無線連接業務，總價值17.6億美元，此次收購包括Marvell的WiFi連接業務部門，藍牙技術和其他相關業務。2018年Marvell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，集成藍牙5.0，適用企業和零售接入點、運營商網關和固定無線服務；88W9064S支持5GHz/2.4GHz，集成藍牙5.0，適用于服務提供商和OTT機頂盒市場。2020年4月，NXP宣布與Murata村田合作研發面向WiFi 6的RF前端模塊，以支持各種5G智能手機和便攜式計算設備。
ONSemi
ONSemi作為一家半導體方案供應商，可以提供全面的高能效電源管理、模擬、傳感器、邏輯、時序、互通互聯、分立、系統單芯片(SoC)及定制器件陣容。2019年9月，旗下的Quantenna聯接方案推出Wi-Fi6 Spartan路由器設計方案，以滿足無線網絡性能和覆蓋要求。
2020年第三季度ONSemi實現營業收入13.17億美元，其中通信業務營收占比19%，亞太區（不含日本）營收來源占64%。
聯發科
聯發科專注于無線通訊及數字多媒體等技術領域，產品包含無線通訊、高清數字電視、光儲存、DVD等相關類別。2019年1月，聯發科發布用于家庭和企業網絡服務的WiFi 6芯片組。目前，諸多中低端路由器使用的是聯發科的Wi-Fi芯片，其中以MT7621和MT7681為主。
在經營業績上，2019年聯發科營業收入凈額為2380.6億新臺幣，同比增長3%；凈利潤207.8億新臺幣，同比增長12%。2020年第二季度，聯發科MTK營業收入凈額為676億新臺幣，較前季增長11.1%，較去年同期增長9.8%，由財報可知，主要是由于5G智能手機新產品上市及WiFi、電源管理芯片等部分消費性電子產品銷售提升。
海思
華為海思是一家芯片設計公司，產品覆蓋無線網絡、固定網絡、數字媒體等領域的芯片及解決方案。華為Wi-Fi 6路由器使用的是自研的凌霄系列芯片，包括凌霄HI5651T、凌霄HI5651L，以及增加了芯片協同技術實現WiFi+的凌霄650。目前，凌霄系列芯片專用于華為自家產品。
隨著更多支持WiFi 6的智能設備、路由器等的發布，將會對新一代無線通信市場和WiFi 6產業鏈發揮引導和帶動作用。WiFi迭代升級的窗口已開，你準備好了嗎？
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