本文來(lái)自微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫”,作者/豐寧。
過(guò)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(chǎng)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(shì)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(zhǎng)。
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(guó)是最有潛力的AIoT市場(chǎng),根據(jù)摯物產(chǎn)業(yè)研究院測(cè)算,中國(guó)AIoT(企業(yè)級(jí))市場(chǎng)規(guī)模2022年將達(dá)到10280億元,同比增速16.4%,在全球市場(chǎng)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(guó)產(chǎn)AIoT芯片產(chǎn)業(yè)全景圖中,已經(jīng)不乏佼佼者。
01
SoC龍頭初現(xiàn)
在AIoT場(chǎng)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(guó)AIoT SoC芯片市場(chǎng)需求主要依賴于進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)化水平較低。全球市場(chǎng)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(chǎng)景來(lái)看,國(guó)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(jìng)相開發(fā)針對(duì)特定應(yīng)用場(chǎng)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(guó)產(chǎn)SoC的市場(chǎng)份額已經(jīng)相對(duì)較高,市場(chǎng)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(guó)內(nèi)智能音箱市場(chǎng)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(guó)產(chǎn)芯片廠商正在不斷突破。前幾年TWS主控芯片市場(chǎng)主要由高通、恒玄和絡(luò)達(dá)瓜分,市場(chǎng)份額約66%,不過(guò),近年來(lái)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(lái)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(guó)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(gòu)晨星后始終處于市場(chǎng)的絕對(duì)領(lǐng)先地位。最近三年來(lái),晶晨股份的出貨量正在高速增長(zhǎng)。根據(jù)奧維云網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,2018年國(guó)內(nèi)OTT機(jī)頂盒芯片市場(chǎng)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(lái)看,目前AIoT SoC芯片市場(chǎng)的龍頭企業(yè)是瑞芯微,其2022年量產(chǎn)的RK3588是目前國(guó)產(chǎn)AIoT領(lǐng)域性能最強(qiáng)的芯片,直接對(duì)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(guó)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(guó)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。
02
MCU變革已來(lái)
在MCU賽道,國(guó)產(chǎn)玩家眾多。
近年來(lái)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(guó)產(chǎn)MCU廠商的市場(chǎng)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(guó)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(chǎng)布局較早,更具優(yōu)勢(shì)。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??萍肌⒄滓讋?chuàng)新(收購(gòu)思立微)和艾為電子等國(guó)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(chǎng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
在智能卡與安全芯片方面,國(guó)民技術(shù)、復(fù)旦微電子、紫光同芯、中電華大科技為國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的主流廠商。最后在汽車市場(chǎng),兆易創(chuàng)新、國(guó)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(guó)微、復(fù)旦微電等一批車規(guī)級(jí)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(lái)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(jiǎn)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(zhēng)斗。
當(dāng)下在AIoT所需的32位MCU市場(chǎng)中,占據(jù)優(yōu)勢(shì)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(guò)國(guó)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(guó)內(nèi)芯片廠商已經(jīng)開始在其芯片中集成更多的無(wú)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(guó)產(chǎn)突圍
通信芯片是無(wú)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(guó)產(chǎn)公司不斷突破,技術(shù)較為簡(jiǎn)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(chǎng)格局中,海外龍頭占據(jù)主要地位,不過(guò),國(guó)產(chǎn)廠商已經(jīng)漸有突破。
根據(jù)TSR數(shù)據(jù)顯示,過(guò)去的2022年,高通依然是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的“王者”,占據(jù)了全球市場(chǎng)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(guò)中國(guó)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(guó)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(chǎng)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(guó)企業(yè)就已實(shí)現(xiàn)了全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片市場(chǎng)50%以上的市場(chǎng)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(guó)廠商的市場(chǎng)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(guó)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(chǎng)突破。智聯(lián)安、芯昇科技的出貨速度也在增長(zhǎng)。
從不同制式物聯(lián)網(wǎng)芯片來(lái)看,LTE Cat.1芯片,中國(guó)市場(chǎng)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(chǎng)方面移芯通信和芯翼信息的市場(chǎng)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(lái)看,主要以中國(guó)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(chǎng)景下WiFi芯片技術(shù)壁壘、成本投入都要高出不少,雖然國(guó)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(chǎng)景的實(shí)際需求中,仍然有大部分停留在WiFi4/5,這也使得國(guó)內(nèi)廠商在AIoT WiFi芯片上占據(jù)一席之地。
2015年國(guó)內(nèi)應(yīng)用于IoT的WiFi芯片迎來(lái)了第一次“爆發(fā)式”增長(zhǎng)。國(guó)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(shì)出道。
就發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看,磨煉至今海思已經(jīng)成為國(guó)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(chǎng)地位。博通集成長(zhǎng)期專注于研發(fā)設(shè)計(jì)高集成度、低能耗的無(wú)線數(shù)傳類芯片產(chǎn)品和無(wú)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(wú)線連接解決方案—春藤5623,這是國(guó)內(nèi)首款WiFi5+BT5+MCU的高集成AIoT解決方案。
此外,在競(jìng)爭(zhēng)激烈的WiFi賽道,國(guó)產(chǎn)芯片廠商也在尋找新的細(xì)分市場(chǎng)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(chǎng),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(jī)
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(wú)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(guó)本土藍(lán)牙芯片廠商集中于低端BLE市場(chǎng),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?jìng)餍酒T?016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(guó)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(guó)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(yíng)收規(guī)模分別位居中國(guó)BLE芯片市場(chǎng)第一名、全球BLE芯片市場(chǎng)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(guó)市場(chǎng)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(chǎng)中占有一席之地。
04
傳感器市場(chǎng)大幅增長(zhǎng)
傳感器的應(yīng)用場(chǎng)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(wú)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(guò)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(guò)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(guó)智能傳感器十大園區(qū)報(bào)告》,中國(guó)智能傳感器市場(chǎng)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(guó)智能傳感器市場(chǎng)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(lái),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(chǎng)整體大幅增長(zhǎng)。