一、各種 WiFi 規格及 WiFi 芯片市場的歷史演進

在過去的 20 年間，WiFi 已經逐漸成為人們最常用的無線連接技術。從常 見的桌面終端、移動終端、家具電器到汽車，隨處可見 WiFi 的身影，WiFi 為數十億的設備提供接入互聯網的服務。

第一代 WiFi 標準規范出現在上世紀 90 年代，IEEE 專門成立了 802.11 小組來負責 WLAN協議的制定與發展。IEEE 在 1997 年 6 月推出了第 一代 802.11 協議，第一代無線局域網標準（WLAN）定義物理層運行 在 2.4GHz，數據最大傳輸速率為 2 Mbps。

第二代 WiFi 標準規范 802.11a 發布在 1999 年，IEEE 工作小組將該協 議定義在 5GHz，數據最大傳輸速率達到了 54 Mbps。同年，IEEE 工 作小組推出了定義在 2.4 GHz，最高傳輸速率為 11 Mbps 的 802.11b 標準。在這一年，Wi-Fi 聯盟也正式成立。 而在 WiFi 芯片上，最早基 于 802.11a 協議推出 WiFi 芯片的三家公司是思科、Intersil（2016 年 被瑞薩收購）和 Atheros（2011 年被高通收購）。

第三代 WiFi 標準規范 802.11g 發布在 2003 年，IEEE 工作小組使用了 802.11a 協議中的 OFDM 技術，在規格上綜合了 802.11b 的 2.4GHz 頻段和 802.11a 的最高 54 Mbps 的傳輸速率產生了 802.11g 協議。同 時，從第三代 WiFi 標準開始，新標準都會向前兼容舊的版本。芯片廠 商從當年 7 月開始逐步推出符合新協議的 WiFi 芯片，當時的主要芯片 廠商有博通、德州儀器、Agere 和 Intersi，而博通則是當時 802.11g 協議下的主要供應商。

第四代 WiFi 標準規范 802.11n（WiFi4）發布在 2009 年，隨著互聯網 的發展、流媒體的出現，終端設備對無線連接技術的速率和穩定性提 出了更高的要求。第四代標準中，IEEE 工作小組引入了 MIMO、波速 成形、雙倍帶寬（40MHz）等新概念。MIMO 和雙倍帶寬提高了最大 傳輸速率，而波速成形增加了最大傳輸距離。802.11n 工作在 2.4 GHz 頻段上，使用 40Mhz 帶寬和 4*4 MIMO 時，最大傳輸速率可達 600 Mbps。WiFi4 芯片廣泛應用在物聯網市場上，例如智能家居或者白電 等產品上。WiFi 4 芯片可分為傳統路由芯片，搭配 MCU 使用的芯片 以及 SoC 芯片。

第五代 WiFi 標準規范 802.11ac（WiFi5）發布在 2013 年，IEEE 工作 小組再次擴展了射頻帶寬（提升到 160MHz，但芯片廠商只實現了 80MHz 頻寬），引入了更高階的調制技術（256-QAM），傳輸速率最高 可搞達 1.73 Gbps。但是 WiFi5 僅運行在 5Ghz 頻段上，并不支持 2.4GHz 頻段。早在 2012 年 1 月，博通在臺北發布了第五代 WiFi 芯 片，并取得 LG、華碩、華為、中興、友訊、微軟等 14 家設備廠商的 支持。在 2015 年，IEEE 發布了 802.11ac 的 wave2 階段，主要通過 MU-MIMO 技術提高了多用戶數據并發處理能力和網絡資源利用率。

第六代 WiFi 標準規范 802.11ax（WiFi6）發布在 2015 年。隨著移動 互聯網帶來的移動終端數量激增，以及物聯網更廣泛地出現在家庭生 活中，單個 Wi-Fi 網絡中的接入設備數量越來越多。如何同時接入更 多設備，并保證不同接入設備的使用體驗，成為了擺在 IEEE 面前的新 挑戰。WiFi6 同時支持 2.4 GHz 和 5 GHz 雙頻段，設計的初衷就是為 了解決越來越多的終端接入網絡導致效率降低的問題。WiFi6 具有高速 度、低延時、低功耗三大特點。編碼方式升級到 1024-QAM 帶來了高 速度。WiFi6 中 OFDMA 技術的應用，允許所有用戶同時傳輸數據， 降低延時。而在 OFDM 系統中，一旦有大量用戶同時進行數據請求時， 就會造成網絡堵塞的情況。同時 WiFi6 中新加入的上行 MU-MIMO， 提高了設備向路由器傳輸數據時的網絡資源利用率。WiFi6 中新引入的 TWT 技術，可根據設備的情況自動調節發送或者接收數據的時間，同 時可以增加設備睡眠時間，從而降低功耗。WiFi 6 芯片被廣泛用于手 機 WiFi、無線路由器、物聯網與智能家居以及 AR/VR 市場中。根據 Strategy Analytics 的報告顯示，2021 年高通、博通和聯發科已經成為了前三大 WiFi 芯片廠商。國內廠商方面，博通集成已推出全球首款 WiFi 6 物聯網芯片 BK7236 。樂鑫科技推出了結合 Wi-Fi 6 與 Bluetooth 5 (LE) 的 32 位 RISC-V SoC 芯片 ESP32-C6。

國際 WiFi 聯盟宣布于 2021 年 1 月起開始提供 WiFi 6E 的認證。WiFi 6E 帶來的主要升級集中在新增了 6 GHz的頻段，更多的信道和頻譜資 源將有助緩解信道擁堵的問題，改善高并發條件下的使用體驗。

第七代 WiFi 標準規范 802.11be（WiFi7）預計將于 2022 年底發布， 新標準在第六代的基礎上進一步拓展了帶寬（可高達 320 MHz），使用 更新的 4096-QAM 調制技術來提高速率，還創新的采用了 Multi-RU、 Multi-Link 和增強 MU-MIMO 等新技術。WiFi 7 的到來，將滿足使用者 對于高清 4K/8K 視頻，VR/AR、低延時游戲以及遠程協同辦公的需求。 高通在 MWC2022 上首次推出了 WiFi 7 解決方案 FastConnect 7800， 芯片設計最大傳輸速率可達 5.8 Gbps，高通預計將于 2022 年下半年 開始商用。

二、從 WiFi 4/5 到 WiFi 6/7 看全球及國內市場規模

2.1 全球 WiFi 芯片市場份額及出貨量

根據來自 Global Market Insights 的數據顯示，2021 年全球 WiFi 芯片市場 規模超過 200 億美元。從 2021 年到 2028 年，預計年平均復合成長率為 2.5%。到 2025 年，全球 WiFi 芯片市場規模將達到 220 億美元。WiFi 6 芯 片從 2019 年開始出貨，我們預計到 2025 年，WiFi 6 的市場份額將占到全 部 WiFi 芯片的 52%左右，其中包括 WiFi 6E 芯片。受限于 6 GHz 頻道較 慢的監管審批與 WiFi 6 尚未普及的影響，2021 年 WiFi 6E 在所有 WiFi 6 芯片中占比不到 5%，我們認為更多的智能手機和無線路由器廠商會選擇 跳過 WiFi 6E，僅有少數高端機型、高端路由器會導入 WiFi 6E 芯片，更 多的機型會直接導入 WiFi 7 解決方案。

ABI Research 預測 2021 年全球 WiFi 芯片出貨量超過 34 億顆，到 2025 年，全球 WiFi 芯片出貨量將超過 45 億顆（7.3% CAGR）。我們預計 WiFi 芯片的增量來自 WiFi 6/7 芯片的放量。WiFi 6 將成為無線路由器、智能手 機、AR/VR 和在線協同辦公等對于高帶寬、高安全性、低延時以及多設備 同時接入有較高要求場景的首選。而一部分具有 WiFi 功能的物聯網設備可 能會因為價格／耗能因素以及設計簡易性等因素繼續選擇 WiFi 4/5 芯片。

2.2 國內 WiFi 芯片市場規模及出貨量

億渡數據預測從 2018 年到 2025 年，國內 WiFi 芯片市場將實現 10.2%的 CAGR，明顯高于全球 WiFi 芯片市場的 CAGR。到 2025 年，國內 WiFi 芯 片市場規模將超過 320 億人民幣。細分來看，WiFi 6/7 的市場規模將超過 209 億，占全部 WiFi 市場的 64%，實現 56.9%的復合增長率。其中 WiFi 6/6E 的市場份額將從 2020 年的 8.3%上升到 2025 年的接近 57%，同期 WiFi 7 的市場份額將接近 8%。但是受到 2017 年到 2020 年智能手機出貨 量連年下滑的影響， 國內 WiFi 芯片市場份額在 2020 年出現了同比減少。

我們預測從 2018 年到 2025 年，國內 WiFi 芯片出貨量將從 4.3 億顆增加 到 10.3 億顆，年平均復合增長率為 13.3%。從細分市場來看，WiFi 6/7 的 出貨量將從 2019 年的 4,500 萬顆成長到 2025 年的 7.7 億顆，屆時 WiFi 6/7 芯片的出貨量將接近國內全部 WiFi 芯片的 80%。雖然在 2018 年到 2020 年，國內智能手機出貨量減少導致國內 WiFi 芯片出貨量在全球的比 重有所下降，但是在 2021 年，新冠疫情帶來的居家教學、辦公等需求， 以及受益于國內物聯網發展加速以及代工廠產能開始釋放，我們認為 WiFi 國產替代將提速，國內的 WiFi 芯片市場份額及出貨量滲透率將從 2021 年 的約 15%逐年提升到 2025 年超過 20%。（報告來源：未來智庫）

三、WiFi 芯片的全球及國內競爭格局

3.1 智能手機 WiFi, 物聯網/工業 WiFi, 及家用接入網 WiFi 競爭格局

智能手機 WiFi 芯片：各手機廠商當年推出的旗艦機型通常都會采用最新的 硬件設備，WiFi 芯片也不例外。三星在 2019 年 2 月推出了第一部使用 WiFi 6 芯片的旗艦手機，隨后推出的 iphone10、小米 10 以及華為 P40 等 高端手機均支持 WiFi 6。此后的兩年時間里，WiFi 6 迅速在手機市場中普 及，從旗艦機型到中端機乃至千元機，都能見到 WiFi 6 的身影。根據來自 Strategy Analytics 的報告顯示，2021 年全球前三大智能手機 WiFi 芯片廠 商分別是高通、博通和聯發科，合計將占據約 43 億的市場份額。目前的趨 勢是 WiFi 芯片會被集成在移動處理器 SoC，我們預計未來智能手機上的 WiFi 芯片將會進一步集成化，尤其不排除蘋果及三星設計自己需要的 WiFi 芯片，這對獨立 WiFi 芯片設計大廠博通相對不利。

高通是當前和下一代 WiFi 解決方案（Qualcomm FastConnect 系列） 的領導者，在 WiFi 4/5 和 WiFi 6/7 上均有產品布局，目前高通 WiFi 芯 片業務收入的 80%以上來自于 WiFi 6 和 WiFi 6E。2022 年 3 月高通 推出了全球首個面向 WiFi 7 的解決方案 FastConnect 7800，基于 14nm 制程打造，提供超高速（高達 5.8 Gbps）、持續低延時（2 ms） 和優質藍牙音頻。此外高通在 WiFi 6 和 WiFi 6E 的主打產品為 FastConnect 6900、6800 和 6700。從芯片應用來看，在智能手機 WiFi 芯片業務上，高通的 FastConnect 系列產品主要與自家驍龍處理 器綁定使用，例如在驍龍 888+、驍龍 8 Gen1 和驍龍 888 處理器上都 集成了 FastConnect 6900 芯片，FastConnect 6800 芯片則主要與驍 龍 870 和驍龍 865 處理器搭配，而 FastConnect 6700 芯片主要出現 在驍龍 778G+和驍龍 778G 處理器上。

聯發科在智能手機 WiFi 芯片的市場占有率緊隨高通而后，與博通公司 不相上下。根據 Strategy Analytic 的報告顯示，2021 年聯發科在智能 手機 WiFi 芯片市場上的占有率在 21%左右。聯發科采用了與高通類似 的策略，將 WiFi 芯片集成到手機處理器上。目前聯發科的天璣 9000 和天璣 8000 系列均集成有支持 2x2 MIMO 和藍牙 5.3 的 WiFi 6E 芯片， 天璣 1000 和天璣 900 系列均集成有支持 2x2 MIMO 和藍牙 5.2 的 WiFi 6 芯片，而天璣 700 和其他面向中低端市場的處理器 SoC 芯片則 主要集成了聯發科的 WiFi 5 芯片。

不同于高通、聯發科推行的 WiFi 芯片與處理器 SoC 芯片集成化策略， 博通采用了差異化的競爭策略，采取了單芯片的策略主打高端市場。 高通和聯發科的 WiFi 芯片（CPU SoC 芯片）主要面向眾多手機廠商， 而博通的大客戶則是蘋果公司。但蘋果公司的最新產品 Iphone13 封裝 了跟前代 Iphone12 一樣的 BCM4387 WiFi 6 芯片，這是一款較為成熟 的 WiFi 6 芯片，在 BCM4375 的基礎上升級而來，在性能上僅支持 2*2 MIMO，80Hz 信道。而三星 Galaxy S21 Ultra 是全球首款帶有 WiFi 6E 芯片的智能手機，集成了博通最新的 BCM4389 WiFi 6E 芯片。

物聯網/工業 WiFi 芯片：相較于智能手機 WiFi 芯片技術壁壘較高，設計廠 商為搶占或維持市場份額往往需要投入大量的資金進行研發，緊隨最新的 技術規范，不斷地更新產品世代，主流產品都被國外廠商壟斷。例如高通、 博通和聯發科三大廠商在 WiFi 6 尚未放量之時，已經投入巨資進行 WiFi 7 芯片的研發。但是物聯網 WiFi 芯片對于安全性、連接穩定性、功耗以及價 格等因素有著特別的要求，因此物聯網端 WiFi 6 產品相對沒有智能手機端 來的普及，WiFi 4/5 在物聯網設備上的比重仍然很高，也使得國內廠商在 物聯網 WiFi 芯片上占據一席之地。

國內廠商方面樂鑫科技一枝獨秀：根據 Techno Systems Research 2021 年 5 月發布的研究報告 2021 Wireless Connectivity Market Analysis 顯示，樂鑫科技是物聯網 WiFi 芯片領域的主要供應商之一， 2020 年度全球出貨量市占率第一，累計出貨物聯網 WiFi 芯片 7 億顆 以上。在物聯網領域，5GHz 的穿透能力不如 2.4GHz，因此目前樂鑫 科技的產品仍以 2.4GHz 頻段上的 WiFi 4 和 WiFi 6 產品為主。但是 WiFi 6 可以通過 OFDMA 技術來實現物聯網設備在雙頻段的大規模使 用，動態分配帶寬資源給智能設備，實現系統資源的優化。考慮到物 聯網 WiFi 芯片對于更低商業化成本的要求，只有 WiFi 6 技術成本大幅 度下降，雙頻 WiFi 6 芯片才有望大量出現在物聯網設備上。目前樂鑫 科技正在研發 5GHz 頻段上的物聯網 WiFi 6 芯片，并著手準備更高頻 段 6GHz的 WiFi 6E 產品線。來自樂鑫科技 2021 年年報的數據披露， 當年度樂鑫科技物聯網 WiFi 芯片出貨量為 2.26 億顆。

物聯網 WiFi 芯片上富有競爭力的國內廠商還有博通集成：博通集成的 產品主要包括無線數傳芯片和無線音頻芯片，具體包括 5.8G 產品、WiFi 產品、藍牙數傳、通用無線、對講機、廣播收發、藍牙音頻和無 線麥克風等。其中，來自無線數傳產品的營收占 2021 年全部營業收入 的 72.99%。2021 年，博通集成通過 WiFi 聯盟的 WiFi 6 認證，推出 了全球首款 WiFi 6 物聯網芯片。博通集成目前的物聯網 WiFi 芯片以 40nm 制程為主，主要代工廠為聯電、中芯國際以及華虹宏力，主要封 測廠為長電科技和通富微電。

海外廠商方面，瑞昱、聯發科、賽普拉斯以及高通等公司都在物聯網 WiFi 芯片領域具有一定市場份額。其中，瑞昱主打一站式完整的物聯 網芯片解決方案(RTL8710C/RTL8720C/RTL8722D/RTL8715A)，在單 芯片上整合雙頻 WiFi 和藍牙功能，搭配瑞昱特有的超短語音傳輸延遲 專利，同時保證超低功耗，提供物聯網控制、語音和影像等功能。瑞 昱提供的物聯網單芯片可以獨立運行，也可以整合在 MCU上，主要銷 往為中國大陸，面向消費類物聯網設備。瑞昱 2020 年營業收入中的 40%是來自 WiFi 芯片業務。而聯發科的物聯網 WiFi 芯片從 2017 年開 始大規模量產，主要客戶為中國大陸家電及智能設備廠商。

家用接入網 WiFi 芯片：目前家用路由器市場處于從 WiFi 5 向 WiFi 6 過渡 的階段，WiFi 6 協議高并發無線接入以及高容量傳輸的設計初衷非常符合 家庭使用對于高帶寬和低延時的需求，因此家用路由器上的 WiFi 芯片競爭 格局與智能手機端類似，WiFi 6 芯片的整體滲透率要高于物聯網，在產品 端也是由高端路由器向中低端覆蓋。我們認為 2022 年 WiFi 6 將在路由器 上加速普及，一半以上的新終端都將支持 WiFi 6。與此同時在線辦公、在 線教育等帶來的需求大漲，使得各系統廠商積極主推 WiFi 6 產品。但是路 由器 WiFi 6 芯片技術壁壘較高，目前只有少數國內外芯片廠商可以供貨， 包括高通、博通、英特爾以及海思，但系統廠商使用高通和博通的主芯片 居多。

目前僅高通與博通可以做到規模供貨，其他廠商還還處于產量爬坡階 段。目前博通在家用路由器 WiFi 芯片上的產品矩陣主要是 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 系列解決方案，系列中各級別的性能是依 靠核心頻率來區別，在架構和核心數量上并無區別。我們仔細比較了 高通與博通方案之間的差異點，我們發現高通的解決方案有以下優勢：1.高通解決方案全系列采用 14nm 制程，穩定性和發熱控制更好。2.高 通四核最高主頻 2.2 GHz高于博通的 1.7 GHz。

創耀科技為 Fabless 模式的通訊核心芯片設計企業，主營業務包括通 信芯片與解決方案業務、芯片版圖設計服務及其他技術服務。公司自 2014 年開始研發 WiFi AP 芯片，產品主要面向中高端網關路由器。首 款產品初步于 Alpha、Cybertan、Technicolor 等公司完成了導入技術驗證，并實現了對首邁通信技術有限公司等客戶的出貨。目前公司產 品規格處于 WiFi 5 協議下，主要集成在同公司的網關 SoC 上出貨。