半导体行业专题报告：全球WiFi芯片的竞争格局及市场潜力

一、各种 WiFi 规格及 WiFi 芯片市场的历史演进

在过去的 20 年间，WiFi 已经逐渐成为人们最常用的无线连接技术。从常 见的桌面终端、移动终端、家具电器到汽车，随处可见 WiFi 的身影，WiFi 为数十亿的设备提供接入互联网的服务。

第一代 WiFi 标准规范出现在上世纪 90 年代，IEEE 专门成立了 802.11 小组来负责 WLAN协议的制定与发展。IEEE 在 1997 年 6 月推出了第 一代 802.11 协议，第一代无线局域网标准（WLAN）定义物理层运行 在 2.4GHz，数据最大传输速率为 2 Mbps。

第二代 WiFi 标准规范 802.11a 发布在 1999 年，IEEE 工作小组将该协 议定义在 5GHz，数据最大传输速率达到了 54 Mbps。同年，IEEE 工 作小组推出了定义在 2.4 GHz，最高传输速率为 11 Mbps 的 802.11b 标准。在这一年，Wi-Fi 联盟也正式成立。 而在 WiFi 芯片上，最早基 于 802.11a 协议推出 WiFi 芯片的三家公司是思科、Intersil（2016 年 被瑞萨收购）和 Atheros（2011 年被高通收购）。

第三代 WiFi 标准规范 802.11g 发布在 2003 年，IEEE 工作小组使用了 802.11a 协议中的 OFDM 技术，在规格上综合了 802.11b 的 2.4GHz 频段和 802.11a 的最高 54 Mbps 的传输速率产生了 802.11g 协议。同 时，从第三代 WiFi 标准开始，新标准都会向前兼容旧的版本。芯片厂 商从当年 7 月开始逐步推出符合新协议的 WiFi 芯片，当时的主要芯片 厂商有博通、德州仪器、Agere 和 Intersi，而博通则是当时 802.11g 协议下的主要供应商。

第四代 WiFi 标准规范 802.11n（WiFi4）发布在 2009 年，随着互联网 的发展、流媒体的出现，终端设备对无线连接技术的速率和稳定性提 出了更高的要求。第四代标准中，IEEE 工作小组引入了 MIMO、波速 成形、双倍带宽（40MHz）等新概念。MIMO 和双倍带宽提高了最大 传输速率，而波速成形增加了最大传输距离。802.11n 工作在 2.4 GHz 频段上，使用 40Mhz 带宽和 4*4 MIMO 时，最大传输速率可达 600 Mbps。WiFi4 芯片广泛应用在物联网市场上，例如智能家居或者白电 等产品上。WiFi 4 芯片可分为传统路由芯片，搭配 MCU 使用的芯片 以及 SoC 芯片。

第五代 WiFi 标准规范 802.11ac（WiFi5）发布在 2013 年，IEEE 工作 小组再次扩展了射频带宽（提升到 160MHz，但芯片厂商只实现了 80MHz 频宽），引入了更高阶的调制技术（256-QAM），传输速率最高 可搞达 1.73 Gbps。但是 WiFi5 仅运行在 5Ghz 频段上，并不支持 2.4GHz 频段。早在 2012 年 1 月，博通在台北发布了第五代 WiFi 芯 片，并取得 LG、华硕、华为、中兴、友讯、微软等 14 家设备厂商的 支持。在 2015 年，IEEE 发布了 802.11ac 的 wave2 阶段，主要通过 MU-MIMO 技术提高了多用户数据并发处理能力和网络资源利用率。

第六代 WiFi 标准规范 802.11ax（WiFi6）发布在 2015 年。随着移动 互联网带来的移动终端数量激增，以及物联网更广泛地出现在家庭生 活中，单个 Wi-Fi 网络中的接入设备数量越来越多。如何同时接入更 多设备，并保证不同接入设备的使用体验，成为了摆在 IEEE 面前的新 挑战。WiFi6 同时支持 2.4 GHz 和 5 GHz 双频段，设计的初衷就是为 了解决越来越多的终端接入网络导致效率降低的问题。WiFi6 具有高速 度、低延时、低功耗三大特点。编码方式升级到 1024-QAM 带来了高 速度。WiFi6 中 OFDMA 技术的应用，允许所有用户同时传输数据， 降低延时。而在 OFDM 系统中，一旦有大量用户同时进行数据请求时， 就会造成网络堵塞的情况。同时 WiFi6 中新加入的上行 MU-MIMO， 提高了设备向路由器传输数据时的网络资源利用率。WiFi6 中新引入的 TWT 技术，可根据设备的情况自动调节发送或者接收数据的时间，同 时可以增加设备睡眠时间，从而降低功耗。WiFi 6 芯片被广泛用于手 机 WiFi、无线路由器、物联网与智能家居以及 AR/VR 市场中。根据 Strategy Analytics 的报告显示，2021 年高通、博通和联发科已经成为了前三大 WiFi 芯片厂商。国内厂商方面，博通集成已推出全球首款 WiFi 6 物联网芯片 BK7236 。乐鑫科技推出了结合 Wi-Fi 6 与 Bluetooth 5 (LE) 的 32 位 RISC-V SoC 芯片 ESP32-C6。

国际 WiFi 联盟宣布于 2021 年 1 月起开始提供 WiFi 6E 的认证。WiFi 6E 带来的主要升级集中在新增了 6 GHz的频段，更多的信道和频谱资 源将有助缓解信道拥堵的问题，改善高并发条件下的使用体验。

第七代 WiFi 标准规范 802.11be（WiFi7）预计将于 2022 年底发布， 新标准在第六代的基础上进一步拓展了带宽（可高达 320 MHz），使用 更新的 4096-QAM 调制技术来提高速率，还创新的采用了 Multi-RU、 Multi-Link 和增强 MU-MIMO 等新技术。WiFi 7 的到来，将满足使用者 对于高清 4K/8K 视频，VR/AR、低延时游戏以及远程协同办公的需求。 高通在 MWC2022 上首次推出了 WiFi 7 解决方案 FastConnect 7800， 芯片设计最大传输速率可达 5.8 Gbps，高通预计将于 2022 年下半年 开始商用。

二、从 WiFi 4/5 到 WiFi 6/7 看全球及国内市场规模

2.1 全球 WiFi 芯片市场份额及出货量

根据来自 Global Market Insights 的数据显示，2021 年全球 WiFi 芯片市场 规模超过 200 亿美元。从 2021 年到 2028 年，预计年平均复合成长率为 2.5%。到 2025 年，全球 WiFi 芯片市场规模将达到 220 亿美元。WiFi 6 芯 片从 2019 年开始出货，我们预计到 2025 年，WiFi 6 的市场份额将占到全 部 WiFi 芯片的 52%左右，其中包括 WiFi 6E 芯片。受限于 6 GHz 频道较 慢的监管审批与 WiFi 6 尚未普及的影响，2021 年 WiFi 6E 在所有 WiFi 6 芯片中占比不到 5%，我们认为更多的智能手机和无线路由器厂商会选择 跳过 WiFi 6E，仅有少数高端机型、高端路由器会导入 WiFi 6E 芯片，更 多的机型会直接导入 WiFi 7 解决方案。

ABI Research 预测 2021 年全球 WiFi 芯片出货量超过 34 亿颗，到 2025 年，全球 WiFi 芯片出货量将超过 45 亿颗（7.3% CAGR）。我们预计 WiFi 芯片的增量来自 WiFi 6/7 芯片的放量。WiFi 6 将成为无线路由器、智能手 机、AR/VR 和在线协同办公等对于高带宽、高安全性、低延时以及多设备 同时接入有较高要求场景的首选。而一部分具有 WiFi 功能的物联网设备可 能会因为价格／耗能因素以及设计简易性等因素继续选择 WiFi 4/5 芯片。

2.2 国内 WiFi 芯片市场规模及出货量

亿渡数据预测从 2018 年到 2025 年，国内 WiFi 芯片市场将实现 10.2%的 CAGR，明显高于全球 WiFi 芯片市场的 CAGR。到 2025 年，国内 WiFi 芯 片市场规模将超过 320 亿人民币。细分来看，WiFi 6/7 的市场规模将超过 209 亿，占全部 WiFi 市场的 64%，实现 56.9%的复合增长率。其中 WiFi 6/6E 的市场份额将从 2020 年的 8.3%上升到 2025 年的接近 57%，同期 WiFi 7 的市场份额将接近 8%。但是受到 2017 年到 2020 年智能手机出货 量连年下滑的影响， 国内 WiFi 芯片市场份额在 2020 年出现了同比减少。

我们预测从 2018 年到 2025 年，国内 WiFi 芯片出货量将从 4.3 亿颗增加 到 10.3 亿颗，年平均复合增长率为 13.3%。从细分市场来看，WiFi 6/7 的 出货量将从 2019 年的 4,500 万颗成长到 2025 年的 7.7 亿颗，届时 WiFi 6/7 芯片的出货量将接近国内全部 WiFi 芯片的 80%。虽然在 2018 年到 2020 年，国内智能手机出货量减少导致国内 WiFi 芯片出货量在全球的比 重有所下降，但是在 2021 年，新冠疫情带来的居家教学、办公等需求， 以及受益于国内物联网发展加速以及代工厂产能开始释放，我们认为 WiFi 国产替代将提速，国内的 WiFi 芯片市场份额及出货量渗透率将从 2021 年 的约 15%逐年提升到 2025 年超过 20%。（报告来源：未来智库）

三、WiFi 芯片的全球及国内竞争格局

3.1 智能手机 WiFi, 物联网/工业 WiFi, 及家用接入网 WiFi 竞争格局

智能手机 WiFi 芯片：各手机厂商当年推出的旗舰机型通常都会采用最新的 硬件设备，WiFi 芯片也不例外。三星在 2019 年 2 月推出了第一部使用 WiFi 6 芯片的旗舰手机，随后推出的 iphone10、小米 10 以及华为 P40 等 高端手机均支持 WiFi 6。此后的两年时间里，WiFi 6 迅速在手机市场中普 及，从旗舰机型到中端机乃至千元机，都能见到 WiFi 6 的身影。根据来自 Strategy Analytics 的报告显示，2021 年全球前三大智能手机 WiFi 芯片厂 商分别是高通、博通和联发科，合计将占据约 43 亿的市场份额。目前的趋 势是 WiFi 芯片会被集成在移动处理器 SoC，我们预计未来智能手机上的 WiFi 芯片将会进一步集成化，尤其不排除苹果及三星设计自己需要的 WiFi 芯片，这对独立 WiFi 芯片设计大厂博通相对不利。

高通是当前和下一代 WiFi 解决方案（Qualcomm FastConnect 系列） 的领导者，在 WiFi 4/5 和 WiFi 6/7 上均有产品布局，目前高通 WiFi 芯 片业务收入的 80%以上来自于 WiFi 6 和 WiFi 6E。2022 年 3 月高通 推出了全球首个面向 WiFi 7 的解决方案 FastConnect 7800，基于 14nm 制程打造，提供超高速（高达 5.8 Gbps）、持续低延时（2 ms） 和优质蓝牙音频。此外高通在 WiFi 6 和 WiFi 6E 的主打产品为 FastConnect 6900、6800 和 6700。从芯片应用来看，在智能手机 WiFi 芯片业务上，高通的 FastConnect 系列产品主要与自家骁龙处理 器绑定使用，例如在骁龙 888+、骁龙 8 Gen1 和骁龙 888 处理器上都 集成了 FastConnect 6900 芯片，FastConnect 6800 芯片则主要与骁 龙 870 和骁龙 865 处理器搭配，而 FastConnect 6700 芯片主要出现 在骁龙 778G+和骁龙 778G 处理器上。

联发科在智能手机 WiFi 芯片的市场占有率紧随高通而后，与博通公司 不相上下。根据 Strategy Analytic 的报告显示，2021 年联发科在智能 手机 WiFi 芯片市场上的占有率在 21%左右。联发科采用了与高通类似 的策略，将 WiFi 芯片集成到手机处理器上。目前联发科的天玑 9000 和天玑 8000 系列均集成有支持 2x2 MIMO 和蓝牙 5.3 的 WiFi 6E 芯片， 天玑 1000 和天玑 900 系列均集成有支持 2x2 MIMO 和蓝牙 5.2 的 WiFi 6 芯片，而天玑 700 和其他面向中低端市场的处理器 SoC 芯片则 主要集成了联发科的 WiFi 5 芯片。

不同于高通、联发科推行的 WiFi 芯片与处理器 SoC 芯片集成化策略， 博通采用了差异化的竞争策略，采取了单芯片的策略主打高端市场。 高通和联发科的 WiFi 芯片（CPU SoC 芯片）主要面向众多手机厂商， 而博通的大客户则是苹果公司。但苹果公司的最新产品 Iphone13 封装 了跟前代 Iphone12 一样的 BCM4387 WiFi 6 芯片，这是一款较为成熟 的 WiFi 6 芯片，在 BCM4375 的基础上升级而来，在性能上仅支持 2*2 MIMO，80Hz 信道。而三星 Galaxy S21 Ultra 是全球首款带有 WiFi 6E 芯片的智能手机，集成了博通最新的 BCM4389 WiFi 6E 芯片。

物联网/工业 WiFi 芯片：相较于智能手机 WiFi 芯片技术壁垒较高，设计厂 商为抢占或维持市场份额往往需要投入大量的资金进行研发，紧随最新的 技术规范，不断地更新产品世代，主流产品都被国外厂商垄断。例如高通、 博通和联发科三大厂商在 WiFi 6 尚未放量之时，已经投入巨资进行 WiFi 7 芯片的研发。但是物联网 WiFi 芯片对于安全性、连接稳定性、功耗以及价 格等因素有着特别的要求，因此物联网端 WiFi 6 产品相对没有智能手机端 来的普及，WiFi 4/5 在物联网设备上的比重仍然很高，也使得国内厂商在 物联网 WiFi 芯片上占据一席之地。

国内厂商方面乐鑫科技一枝独秀：根据 Techno Systems Research 2021 年 5 月发布的研究报告 2021 Wireless Connectivity Market Analysis 显示，乐鑫科技是物联网 WiFi 芯片领域的主要供应商之一， 2020 年度全球出货量市占率第一，累计出货物联网 WiFi 芯片 7 亿颗 以上。在物联网领域，5GHz 的穿透能力不如 2.4GHz，因此目前乐鑫 科技的产品仍以 2.4GHz 频段上的 WiFi 4 和 WiFi 6 产品为主。但是 WiFi 6 可以通过 OFDMA 技术来实现物联网设备在双频段的大规模使 用，动态分配带宽资源给智能设备，实现系统资源的优化。考虑到物 联网 WiFi 芯片对于更低商业化成本的要求，只有 WiFi 6 技术成本大幅 度下降，双频 WiFi 6 芯片才有望大量出现在物联网设备上。目前乐鑫 科技正在研发 5GHz 频段上的物联网 WiFi 6 芯片，并着手准备更高频 段 6GHz的 WiFi 6E 产品线。来自乐鑫科技 2021 年年报的数据披露， 当年度乐鑫科技物联网 WiFi 芯片出货量为 2.26 亿颗。

物联网 WiFi 芯片上富有竞争力的国内厂商还有博通集成：博通集成的 产品主要包括无线数传芯片和无线音频芯片，具体包括 5.8G 产品、WiFi 产品、蓝牙数传、通用无线、对讲机、广播收发、蓝牙音频和无 线麦克风等。其中，来自无线数传产品的营收占 2021 年全部营业收入 的 72.99%。2021 年，博通集成通过 WiFi 联盟的 WiFi 6 认证，推出 了全球首款 WiFi 6 物联网芯片。博通集成目前的物联网 WiFi 芯片以 40nm 制程为主，主要代工厂为联电、中芯国际以及华虹宏力，主要封 测厂为长电科技和通富微电。

海外厂商方面，瑞昱、联发科、赛普拉斯以及高通等公司都在物联网 WiFi 芯片领域具有一定市场份额。其中，瑞昱主打一站式完整的物联 网芯片解决方案(RTL8710C/RTL8720C/RTL8722D/RTL8715A)，在单 芯片上整合双频 WiFi 和蓝牙功能，搭配瑞昱特有的超短语音传输延迟 专利，同时保证超低功耗，提供物联网控制、语音和影像等功能。瑞 昱提供的物联网单芯片可以独立运行，也可以整合在 MCU上，主要销 往为中国大陆，面向消费类物联网设备。瑞昱 2020 年营业收入中的 40%是来自 WiFi 芯片业务。而联发科的物联网 WiFi 芯片从 2017 年开 始大规模量产，主要客户为中国大陆家电及智能设备厂商。

家用接入网 WiFi 芯片：目前家用路由器市场处于从 WiFi 5 向 WiFi 6 过渡 的阶段，WiFi 6 协议高并发无线接入以及高容量传输的设计初衷非常符合 家庭使用对于高带宽和低延时的需求，因此家用路由器上的 WiFi 芯片竞争 格局与智能手机端类似，WiFi 6 芯片的整体渗透率要高于物联网，在产品 端也是由高端路由器向中低端覆盖。我们认为 2022 年 WiFi 6 将在路由器 上加速普及，一半以上的新终端都将支持 WiFi 6。与此同时在线办公、在 线教育等带来的需求大涨，使得各系统厂商积极主推 WiFi 6 产品。但是路 由器 WiFi 6 芯片技术壁垒较高，目前只有少数国内外芯片厂商可以供货， 包括高通、博通、英特尔以及海思，但系统厂商使用高通和博通的主芯片 居多。

目前仅高通与博通可以做到规模供货，其他厂商还还处于产量爬坡阶 段。目前博通在家用路由器 WiFi 芯片上的产品矩阵主要是 SoC 芯片 （WiFi 7：BCM67263/BCM6726，WiFi 6/6E：BCM6715、BCM6753、 BCM6757、BCM6756、BCM6710）。而高通在路由器 WiFi 6 芯片上 的布局主要是 Network Pro 系列解决方案，系列中各级别的性能是依 靠核心频率来区别，在架构和核心数量上并无区别。我们仔细比较了 高通与博通方案之间的差异点，我们发现高通的解决方案有以下优势：1.高通解决方案全系列采用 14nm 制程，稳定性和发热控制更好。2.高 通四核最高主频 2.2 GHz高于博通的 1.7 GHz。

创耀科技为 Fabless 模式的通讯核心芯片设计企业，主营业务包括通 信芯片与解决方案业务、芯片版图设计服务及其他技术服务。公司自 2014 年开始研发 WiFi AP 芯片，产品主要面向中高端网关路由器。首 款产品初步于 Alpha、Cybertan、Technicolor 等公司完成了导入技术验证，并实现了对首迈通信技术有限公司等客户的出货。目前公司产 品规格处于 WiFi 5 协议下，主要集成在同公司的网关 SoC 上出货。