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作者：豐寧
過去十幾年，PC、智能手機(jī)等帶動(dòng)的芯片需求是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主力軍，然而隨著市場的萎靡，消費(fèi)電子首當(dāng)其沖進(jìn)入瓶頸期。與消費(fèi)電子的內(nèi)卷和頹勢不同，以智慧工業(yè)、能源汽車、智慧城市、智能家居等產(chǎn)業(yè)應(yīng)用為代表的AIoT行業(yè)仍然保持著快速增長。
AIoT的四大核“芯”分別為SoC、MCU、Wifi/藍(lán)牙芯片和傳感器，其中SOC負(fù)責(zé)智能化、MCU負(fù)責(zé)控制、WiFi/藍(lán)牙芯片負(fù)責(zé)通信、傳感器負(fù)責(zé)感知。
中國是最有潛力的AIoT市場，根據(jù)摯物產(chǎn)業(yè)研究院測算，中國AIoT(企業(yè)級）市場規(guī)模2022年將達(dá)到10280億元，同比增速16.4%，在全球市場規(guī)模中占比將近20%，預(yù)計(jì)至2026年這一比例有望提升至26%。
如今在國產(chǎn)AIoT芯片產(chǎn)業(yè)全景圖中，已經(jīng)不乏佼佼者。
?01SoC龍頭初現(xiàn)
在AIoT場景下，SOC的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括智能家電、智能家居、智慧城市、智能安防等。此前多年，中國AIoT SoC芯片市場需求主要依賴于進(jìn)口，國產(chǎn)化水平較低。全球市場主要AIoT SoC芯片生產(chǎn)商包括聯(lián)發(fā)科、Kneron、Espressif Systems、Renesas和Semifive等。
從AIoT細(xì)分場景來看，國產(chǎn)如智能音箱、智能電視等需求已加速爆發(fā)。像瑞芯微、恒玄科技、全志科技、晶晨股份等眾多有實(shí)力的公司競相開發(fā)針對特定應(yīng)用場景的AIoT SoC。
智能音箱已成為成熟的AIoT入口。目前在智能音箱這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，國產(chǎn)SoC的市場份額已經(jīng)相對較高，市場參與者包括全志科技、晶晨股份、炬芯、瑞芯微、杰理科技等。根據(jù)洛圖科技數(shù)據(jù)顯示，2020年Q3，國內(nèi)智能音箱市場上，全志、晶晨以及百度的芯片份額合計(jì)已超50%。
在TWS主控芯片領(lǐng)域，國產(chǎn)芯片廠商正在不斷突破。前幾年TWS主控芯片市場主要由高通、恒玄和絡(luò)達(dá)瓜分，市場份額約66%，不過，近年來新廠商不斷進(jìn)入，如瑞昱、原相、杰理、中科藍(lán)訊、炬芯科技等。恒玄科技仍處于領(lǐng)先地位，中科藍(lán)訊等新進(jìn)入者一般都以品牌產(chǎn)品的中低端型號(hào)或白牌產(chǎn)品作為突破口，近年來發(fā)展迅速。
智能電視和機(jī)頂盒是智能家居另一交互入口，SoC國產(chǎn)化程度也較高。智能電視SoC的第三方供應(yīng)商主要有聯(lián)發(fā)科、晶晨、海思、聯(lián)詠、瑞昱等。其中，聯(lián)發(fā)科在收購晨星后始終處于市場的絕對領(lǐng)先地位。最近三年來，晶晨股份的出貨量正在高速增長。根據(jù)奧維云網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2018年國內(nèi)OTT機(jī)頂盒芯片市場中，晶晨占比63.2%、聯(lián)發(fā)科11.9%和瑞芯微10.0%位列前三。
綜合來看，目前AIoT SoC芯片市場的龍頭企業(yè)是瑞芯微，其2022年量產(chǎn)的RK3588是目前國產(chǎn)AIoT領(lǐng)域性能最強(qiáng)的芯片，直接對標(biāo)高通的QCS8250，這兩款芯片都是面向AIoT應(yīng)用的通用型SoC，性能接近。2022年這款產(chǎn)品已經(jīng)得到200余家客戶、400余個(gè)項(xiàng)目的采用，為2023年打下了良好的基礎(chǔ)。此外，瑞芯微表示在RK3588的八大產(chǎn)品方向，幾乎都有國內(nèi)的頭部客戶在研發(fā)，部分已經(jīng)走到小批量生產(chǎn)的階段。歐洲、韓國的一些知名品牌也已經(jīng)在研發(fā)進(jìn)程中。
此外的恒玄科技、晶晨股份、全志科技等公司也在不同細(xì)分領(lǐng)域發(fā)光發(fā)亮。
?02MCU變革已來
在MCU賽道，國產(chǎn)玩家眾多。
近年來伴隨著眾廠商在MCU的不同細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，國產(chǎn)MCU廠商的市場份額逐步擴(kuò)大。代表企業(yè)有：兆易創(chuàng)新、華大半導(dǎo)體、中穎電子、東軟載波、北京君正、中國臺(tái)灣企業(yè)新唐科技、極海半導(dǎo)體等。
其中中穎電子和中微半導(dǎo)體在家電市場布局較早，更具優(yōu)勢。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，傳感器與MCU結(jié)合構(gòu)成智能傳感器將有較大的發(fā)展空間。匯頂科技、芯海科技、兆易創(chuàng)新（收購思立微）和艾為電子等國產(chǎn)廠商在觸控、智能傳感器和高精度ADC方面都有一定的技術(shù)實(shí)力和市場應(yīng)用優(yōu)勢。
在智能卡與安全芯片方面，國民技術(shù)、復(fù)旦微電子、紫光同芯、中電華大科技為國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的主流廠商。最后在汽車市場，兆易創(chuàng)新、國芯科技、比亞迪半導(dǎo)、杰發(fā)科技、芯?？萍肌⒅蟹f電子、紫光國微、復(fù)旦微電等一批車規(guī)級MCU企業(yè)，已于2022年推出了多款新產(chǎn)品。
隨著AIOT浪潮的持續(xù)推動(dòng)，MCU需求激增。那么AIoT的開局，又會(huì)給MCU帶來怎樣的巨變？
AI和IoT的發(fā)展與融合將使得MCU的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜。MCU適應(yīng)AIoT并不僅是添加AI IP那么簡單，在代碼移植性、軟件兼容性上都要做好開發(fā)工具的配合。生態(tài)層面的變局也在拉開大幕，在AIoT時(shí)代，眾多云服務(wù)公司進(jìn)入到嵌入式領(lǐng)域，MCU需要開放API接口等；而且MCU需要與算法公司進(jìn)行合作，以適配實(shí)現(xiàn)高效算力；而操作系統(tǒng)層面云服務(wù)廠商的染指也將引發(fā)更多的爭斗。
當(dāng)下在AIoT所需的32位MCU市場中，占據(jù)優(yōu)勢地位的仍是海外公司，包括瑞薩、恩智浦、意法半導(dǎo)體、英飛凌等，不過國內(nèi)廠商在這一領(lǐng)域也在暗自發(fā)力。像樂鑫科技和聯(lián)盛德等國內(nèi)芯片廠商已經(jīng)開始在其芯片中集成更多的無線連接特性，新唐科技也計(jì)劃開發(fā)用于機(jī)器學(xué)習(xí)和推理的高端MCU和MPU，用于AIoT 設(shè)備系統(tǒng)等應(yīng)用。
澎湃微日前與全球領(lǐng)先的AI算法公司達(dá)成戰(zhàn)略合作，擬利用該公司領(lǐng)先的TinyML技術(shù)成果，在澎湃微創(chuàng)新架構(gòu)的MCU上部署AI算法，在智能家電、智能家居、智能制造等眾多領(lǐng)域，以極低的成本實(shí)現(xiàn)AI智能化。
?03通信芯片國產(chǎn)突圍
通信芯片是無線通信網(wǎng)絡(luò)的最核心環(huán)節(jié)，不同通信制式的芯片技術(shù)難度不同，蜂窩>WiFi>藍(lán)牙等。
目前，在各個(gè)領(lǐng)域都有國產(chǎn)公司不斷突破，技術(shù)較為簡單的領(lǐng)域已有細(xì)分全球龍頭跑出，如WiFi芯片的樂鑫科技、博通集成，藍(lán)牙領(lǐng)域的泰凌微電子，全球份額都已經(jīng)較高。而技術(shù)壁壘最高的蜂窩領(lǐng)域，有賴于華為、紫光展銳等企業(yè)的進(jìn)一步努力。
蜂窩芯片漸有突破
在難度最高的蜂窩芯片市場格局中，海外龍頭占據(jù)主要地位，不過，國產(chǎn)廠商已經(jīng)漸有突破。
根據(jù)TSR數(shù)據(jù)顯示，過去的2022年，高通依然是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)市場的“王者”，占據(jù)了全球市場份額的33.7%，其各類產(chǎn)品也成為高性能、高毛利的代表。不過中國的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片企業(yè)表現(xiàn)突出。全球前10家蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片廠商中，?中國企業(yè)占了6家，分別為紫光展銳、翱捷科技、移芯通信、聯(lián)發(fā)科、芯翼信息和華為海思，市場份額達(dá)到了55%以上，其中紫光展銳和翱捷科技位列第2和第3。
實(shí)際上早在2021年底，中國企業(yè)就已實(shí)現(xiàn)了全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片市場50%以上的市場份額。2021年紫光展銳、翱捷科技、移芯通信、聯(lián)發(fā)科、芯翼信息和華為海思這6家中國廠商的市場份額已達(dá)到60%左右。然而，與2022年相比，不同企業(yè)表現(xiàn)出現(xiàn)明顯分化，紫光展銳、聯(lián)發(fā)科、海思這3家老牌企業(yè)的份額均出現(xiàn)不同程度的下降。值得注意的是，新銳國產(chǎn)企業(yè)發(fā)展速度很快，如移芯通信的NB-IoT、Cat.1出貨量快速增多，在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)市場突破。智聯(lián)安、芯昇科技的出貨速度也在增長。
從不同制式物聯(lián)網(wǎng)芯片來看，LTE Cat.1芯片，中國市場由紫光展銳、翱捷科技、移芯通信主導(dǎo)，這方面新進(jìn)入者的數(shù)量正在增加。NB-IoT市場方面移芯通信和芯翼信息的市場份額快速擴(kuò)大，而海思和聯(lián)發(fā)科持續(xù)萎縮。
WiFi芯片大有可為
再看WiFi芯片。從整體WiFi芯片來看，主要以中國臺(tái)灣和海外廠商為主，Marvell、高通、恩智浦、聯(lián)發(fā)科、博通、瑞昱、Quantenna等廠商占據(jù)90%以上份額。相較于智能手機(jī)，AIoT場景下WiFi芯片技術(shù)壁壘、成本投入都要高出不少，雖然國際大廠一直在緊隨最新的技術(shù)規(guī)范，不斷地更新產(chǎn)品世代，但是在AIoT場景的實(shí)際需求中，仍然有大部分停留在WiFi4/5，這也使得國內(nèi)廠商在AIoT WiFi芯片上占據(jù)一席之地。
2015年國內(nèi)應(yīng)用于IoT的WiFi芯片迎來了第一次“爆發(fā)式”增長。國內(nèi)的芯片公司如華為海思、樂鑫、博通集成等在WiFi4 IoT芯片領(lǐng)域抓住契機(jī)，強(qiáng)勢出道。
就發(fā)展現(xiàn)狀來看，磨煉至今海思已經(jīng)成為國產(chǎn)WiFi芯片賽道里的優(yōu)秀標(biāo)的。樂鑫科技在IoT WiFi MCU通信芯片領(lǐng)域具有領(lǐng)先的市場地位。博通集成長期專注于研發(fā)設(shè)計(jì)高集成度、低能耗的無線數(shù)傳類芯片產(chǎn)品和無線音頻類芯片產(chǎn)品，產(chǎn)品品類豐富。紫光展銳在2019年就發(fā)布了一款WiFi5(801.11ac)無線連接解決方案—春藤5623，這是國內(nèi)首款WiFi5+BT5+MCU的高集成AIoT解決方案。
此外，在競爭激烈的WiFi賽道，國產(chǎn)芯片廠商也在尋找新的細(xì)分市場切入點(diǎn)。樂鑫科技、博通集成、翱翔科技等WiFi芯片廠商已經(jīng)在加緊布局WiFi6市場，樂鑫科技和博通集成已推出了支持WiFi6物聯(lián)網(wǎng)芯片。
在這個(gè)領(lǐng)域，這幾年也崛起了不少新秀，比如康希通信、瀾起科技和靈芯微等均取得了突破性的進(jìn)展。
藍(lán)牙芯片小有成績
根據(jù)藍(lán)牙傳輸標(biāo)準(zhǔn)劃分，藍(lán)牙芯片可分為經(jīng)典藍(lán)牙芯片及BLE（低功耗藍(lán)牙）。經(jīng)典藍(lán)牙芯片支持音頻傳輸，常應(yīng)用于無線耳機(jī)、智能音箱、車載音箱等音頻傳輸設(shè)備。BLE芯片常用于非音頻數(shù)據(jù)傳輸，核心應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸、位置服務(wù)及設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。
中國本土藍(lán)牙芯片廠商集中于低端BLE市場，大多版本在4.2及以下，近兩年才開始轉(zhuǎn)型布局BLE 5.0及以上，但主要還是應(yīng)用在藍(lán)牙音頻上的雙模低功耗藍(lán)牙芯片，少數(shù)廠商開發(fā)具有藍(lán)牙m(xù)esh和室內(nèi)定位等功能的單模藍(lán)牙透傳芯片。在2016年以后才陸續(xù)研發(fā)高端BLE，近兩年有部分BLE藍(lán)牙芯片5.0產(chǎn)品已穩(wěn)定出貨。
在廠商方面，中國藍(lán)牙芯片行業(yè)參與者可分為三種：以Nordic、Dialog、TI為典型代表的海外企業(yè)、以博通集成、杰理科技為代表的傳統(tǒng)集成電路企業(yè)、以泰凌微、桃芯科技為代表的藍(lán)牙芯片初創(chuàng)企業(yè)。
泰凌微為中國首家BLE公司，于2014年量產(chǎn)第一代低功耗藍(lán)牙芯片，2016推出多模低功耗藍(lán)牙芯片。泰凌微的低功耗芯片主要用于智能照明和可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，2018年其營收規(guī)模分別位居中國BLE芯片市場第一名、全球BLE芯片市場第四名。
此外，富瑞坤、上海巨微、奉加微、聯(lián)睿微、杰理科技等公司也在結(jié)合中國市場的需求，開發(fā)本土化程度更高的低功耗藍(lán)牙芯片，如今已經(jīng)能夠開發(fā)功耗極低，連接穩(wěn)定性高的BLE芯片，并且能有效控制成本并與下游應(yīng)用廠商緊密合作，從而在市場中占有一席之地。
?04傳感器市場大幅增長
傳感器的應(yīng)用場景比較廣泛，從消費(fèi)電子、汽車電子、醫(yī)療電子到工業(yè)領(lǐng)域電子幾乎無處不在。
以智能家居、智慧工業(yè)以及智能駕駛為例，智能家居通過傳感器采集用戶的生活數(shù)據(jù)，以便提供“智能個(gè)性化”的服務(wù)，如根據(jù)用戶生活習(xí)慣自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度、濕度、自動(dòng)打掃房間等。新一代的智能傳感器被業(yè)界普遍認(rèn)為智慧工業(yè)的“心臟”，通過智能傳感器產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)均可以自動(dòng)化進(jìn)行，降低人工成本的同時(shí)也大大提高了生產(chǎn)效率，是實(shí)現(xiàn)智能制造的重要元器件之一。
根據(jù)SDI發(fā)布的《2022年中國智能傳感器十大園區(qū)報(bào)告》，中國智能傳感器市場規(guī)模從2019年的783.9億元上升至2021年的1020.4億元，2022年中國智能傳感器市場規(guī)模將達(dá)1191.8億元，2023年預(yù)計(jì)將達(dá)1425.4億元。
未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能化，需要不同的傳感器采集更多的數(shù)據(jù)，將帶動(dòng)傳感器市場整體大幅增長。
下載ECAD模型
