物聯網無線連接芯片行業技術水平特點及發展分析
針對不同場景的物聯網連接需求，無線連接技術主要包括局域無線通信和廣域無線通信兩大類。局域無線通信技術主要包括 WiFi、藍牙、ZigBee 等；廣域無線通信技術主要分為工作于非授權頻譜的 LoRa、Sigfox 等技術和工作于授權頻譜下的 NB-IoT 等蜂窩通信技術。局域無線連接技術由于模塊體積小、集成度高、能耗低等特點，更適合應用于智能家居、可穿戴設備、新零售、健康醫療等物聯網智能產業應用場景。這些領域在近年來的蓬勃發展，推動了市場對 IoT 連接芯片的需求，尤其是對高集成度、多模、低功耗 IoT 連接芯片的需求。
1、低功耗藍牙無線連接芯片技術水平特點及發展分析
2010 年藍牙 4.0 技術版本發布，首次引入低功耗標準，使得藍牙功耗大幅減少，標志著藍牙技術從經典藍牙（BT）階段進入低功耗藍牙階段。低功耗藍牙技術憑借其多功能、低功耗、低成本的綜合優勢，逐步取代了傳統的經典藍牙技術，成為了數據傳輸、位置服務、設備網絡等應用場景的主流解決方案。
2020 年，國際藍牙技術聯盟（SIG）發布了藍牙 5.2 版本核心技術規范，支持連接類同步傳輸信道和廣播類同步傳輸信道，使得低功耗藍牙技術也更適合傳輸音頻等對時間敏感的數據。藍牙技術聯盟也預期低功耗藍牙音頻技術將逐步取代經典藍牙技術成為音頻傳輸的主要解決方案。2021 年 7 月，國際藍牙技術聯盟（SIG）發布了藍牙 5.3 版本核心技術規范，增加了包含對定期廣播、加密密鑰大小控制和頻道分類在內多方面的增強功能，這些性能也進一步鞏固了低功耗藍牙在物聯網領域的重要地位。
低功耗藍牙組網技術在很大程度上迎合了物聯網的連接需求，尤其在控制系統、監控系統、自動化系統等領域具有應用優勢，因此成為目前最被看好的物聯網連接技術之一。全球藍牙設備年度總出貨量已從 2017 年的 36 億顆平穩增長至 2021 年的 47 億顆，年均復合增長率為 9%。盡管新冠疫情在一定程度上使得藍牙設備市場規模擴張放緩，但國際藍牙技術聯盟認為未來五年市場對互聯和定位解決方案的強勁需求將加速全球藍牙設備出貨量的上升，預計 2027 年會達到 75億顆。此外，基于外圍設備（耳機、智能穿戴、物聯網設備）和平臺設備（手機、電腦、電視等主設備）的區分，外圍設備在藍牙設備總出貨量中的占比將在 2027 年達到 72%以上。
2017-2021年全球藍牙設備年度出貨量統計情況
資料來源：普華有策
隨著互聯網文娛產業的快速發展，智能電視、流媒體、智能機頂盒等硬件已成為家庭娛樂場景中的重要組成部分，同時也帶動了智能遙控的應用，低功耗藍牙無線連接芯片憑借其安全、穩定的特征在智能遙控領域獲得了廣泛應用。2018 年全球智能電視出貨量約為1.5 億臺，流媒體播放器出貨量約為 0.9 億臺，預計 2022 年出貨量將分別增長至1.9 億臺和 1.2 億臺，智能遙控器作為此類硬件的重要配套設備，市場需求將同步增強。在“萬物互聯”趨勢下，不僅限于智能電視、流媒體等大型家庭硬件，越來越多的硬件例如智能恒溫、智能照明等應用將納入家庭物聯網生態中，應用場景將延伸到家庭的更多角落。
2、2.4GHz 私有協議無線連接芯片技術水平特點及發展分析
2.4GHz 泛指頻段處于 2.405-2.485GHz 的無線通信技術，此頻段為國際通用的免費頻段，藍牙、ZigBee、Thread 等協議都是基于此頻段進行傳輸，由于這些協議均由標準組織制定，為了便于區分而將其與 2.4GHz 頻段私有協議進一步細分。芯片設計企業可根據用戶特定需求開發設計工作在 2.4GHz 頻段的私有協議芯片。此類芯片不需要滿足通用標準協議的互聯互通性，主要用于單品控制要求高、對性能有特殊優化、對成本較敏感的領域，例如無線鼠標、智能遙控器、遙控玩具、智能照明等領域。
被放置在貨架上的電子貨架標簽通過網絡與應用企業的商品信息數據庫相連，形成完整的電子價簽系統。電子價簽能夠實時響應管理后臺發出的變價需求，可以快速、統一進行價格調整，使線上線下信息保持同步更新，克服了傳統紙質標簽的硬性缺點。基于上述運行模式，電子價簽通常對傳輸技術有數據安全性高、功耗低、通訊模塊成本低及傳輸距離穩定等方面的要求，而 2.4GHz 私有無線連接技術能夠滿足上述要求，因此成為電子價簽的重要技術載體。
3、多模無線連接芯片技術特點及發展分析
隨著物聯網技術的不斷成熟與發展，物聯網設備終端的數量也在與日俱增，大量的物聯網設備和系統已經逐步滲透至我們的家庭、辦公室、工廠、城市基礎設施（例如無線安全通行、道路實時監控、通行卡、車位占用傳感器、遠程溫度傳感器等聯網設備）中，越來越多的消費電子、工業電子等設備將短距離無線傳輸技術作為一項標準配置。但由于市場已存在多種無線傳輸協議（例如藍牙、ZigBee、HomeKit、Thread 和 2.4GHz 私有化協議等），且各協議在技術標準、技術規格上存在不同程度的差異，導致大量不同協議的設備無法實現互聯互通，無形中增加了軟硬件成本，降低了物聯網的傳輸效率。多模 SoC 芯片的設計邏輯是讓一枚芯片同時支持多種連接方式和標準，其優勢是能夠精簡硬件結構設計，避免了不同標準芯片同時植入一個設備的必要性，節省了空間與成本。
鑒于自身技術特點，多模無線連接芯片在智能家居領域中的應用較為廣泛。隨著用戶對家居設備智能化的需求不斷提高，各廠商逐步開始在產品中嵌入支持多協議的物聯網芯片，從智能照明、音箱到智能家電，越來越多的家居設備具備了遠程操控、語音識別等功能。目前智能家居從最初的單品智能開始轉向全場景智能，多模物聯網芯片市場會迎來新一輪增長。
4、ZigBee 無線連接芯片行業技術特點及發展分析
ZigBee 技術是物聯網無線連接技術的典型代表，憑借超低功耗、安全性較高的獨特優勢，廣泛應用于家庭自動化、無線傳感器網絡、工業控制系統、環境監控、醫療數據手機、樓宇自動化等特定領域的場景應用。ZigBee無線連接技術具有下列技術特點：功耗較低、數據傳輸較為可靠、安全性較好。
ZigBee 無線連接芯片在 2020 年迎來了迅猛發展，推出了 560 多款經過認證的設備，ZigBee占到智能家居物聯網傳感器網絡芯片市場的三分之一以上，市場前景廣闊。
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