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1 可穿戴設備爆發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)布局驅動低功耗藍牙市場需求釋放，預計2023年全球BLE市場空間將達到65億美元

1.1終端設備連接無線化，藍牙在主要的局域網(wǎng)無線通信技術中最具應用優(yōu)勢

網(wǎng)絡應用快速發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸場景日益豐富。據(jù)We Are Social和Hootsuite報告統(tǒng)計，截至2018年底，全球互聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)模超過43億人，約占全球人口的57%，全球一半以上人口“觸網(wǎng)”得益于互聯(lián)網(wǎng)信息技術快速發(fā)展以及智能終端的大量普及?；ヂ?lián)網(wǎng)用戶對網(wǎng)絡傳輸要求不斷提高，隨著通信技術升級，傳輸內容和形式逐漸升級，從最初的文字、圖片發(fā)展到視頻傳輸；傳輸場景也愈加豐富，從人與人、人與物拓展到物與物的數(shù)據(jù)傳輸。

無線通信分為近距離和遠距離傳輸，而局域物聯(lián)網(wǎng)正快速推動短距離無線通信方式發(fā)展。根據(jù)愛立信移動市場報告預計，全球物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量將由86億增加至2024年的223億，復合增長率17%。并且短距離無線連接是物聯(lián)網(wǎng)的主要連接形式，連接設備數(shù)量將由2018年75億上升到2024年178億，復合增長率達到15%。

無線通信技術主要分廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)兩種，差別在傳輸距離和通信協(xié)議方面。局域網(wǎng)無線通信技術包括NFC、IrDA、WIFI、藍牙、ZigBee、Z-Wave、UWB、RFID、LiFi等，傳輸一般在0-300米；廣域網(wǎng)無線通信技術包括GPRS、LoRa、NB-IoT等，有效傳輸距離在公里級。藍牙是最主要的局域網(wǎng)（短距離）無線通信方式之一，適合覆蓋距離在百米以內、數(shù)據(jù)傳輸量較小的通信。

相對于經(jīng)典藍牙，低功耗藍牙有傳輸遠、功耗低、延遲低等優(yōu)勢。傳輸距離方面，經(jīng)典藍牙只有10-100米，而BLE最遠能傳輸300米；連接方式上，經(jīng)典藍牙只能通過點對點的方式傳輸，而BLE設備能夠能通過點對點、廣播、Mesh組網(wǎng)與其他設備相連；在功耗上，兩者的差別巨大，低功耗藍牙運行和待機功耗極低，使用一顆紐扣電池便能連續(xù)工作數(shù)月甚至數(shù)年之久。

經(jīng)典藍牙支持音頻傳輸，而低功耗藍牙主要用在非音頻數(shù)據(jù)傳輸上。基于這個差距，經(jīng)典藍牙和低功耗藍牙應用場景有所不同。經(jīng)典藍牙主要應用在音頻傳輸設備上，而低功耗藍牙主要用在數(shù)據(jù)傳輸領域，尤其是以物聯(lián)網(wǎng)為主的數(shù)據(jù)傳輸。

可穿戴設備是低功耗藍牙率先爆發(fā)的市場，當前處在快速增長期。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，預計2019年全年可穿戴設備出貨量有望超過2.23億臺，2023年出貨量將增加至3.02億臺，年復合增長率達到7.9%?？纱┐髟O備增長主要來自腕式設備和耳戴式設備，其中腕式設備出貨量占比超過60%，主要為智能手表和手環(huán)，常用于健康、運動等場景，作為手機等移動終端的外圍設備，數(shù)據(jù)傳輸是其主要功能，對功耗有很高要求。

物聯(lián)網(wǎng)市場增量空間巨大，且對功耗和組網(wǎng)能力要求愈加嚴格，低功耗藍牙將是局域物聯(lián)網(wǎng)重要玩家。低功耗藍牙以其成本低、功耗低、Mesh組網(wǎng)能連接上千個節(jié)點的優(yōu)勢，無論是在單個設備還是系統(tǒng)構建上，都有用武之地，因此低功耗藍牙是局域物聯(lián)網(wǎng)應用場景不可或缺的玩家。

2 國外廠商搶占高端BLE市場先機，國內廠商也開始逐步布局低功耗藍牙

2.1BLE領域尚未完全形成寡頭壟斷格局，國外廠商布局較早，占據(jù)主要市場份額

全球低功耗藍牙企業(yè)呈現(xiàn)充分競爭的格局，國外廠商布局較早，市占相對較大。自2010年低功耗藍牙引入以來，國外廠商引領低功耗藍牙建設，到目前為止，全球主要低功耗藍牙廠商有Nordic、Dialog、TI、ST、Cypress、Siliconlab、Microchip、Toshiba、泰凌微等。除泰凌微外，其他廠商多來自歐美和日本，占據(jù)高端BLE芯片市場，其中挪威的Nordic以40%左右的市占率成為BLE領域的龍頭，國內在這個領域市占率較高的廠商只有泰凌微一家，目前產品在照明領域應用較多，其他廠商多是藍牙領域的低端同質產品。

Dialog是僅次于Nordic的第二大低功耗藍牙芯片公司，截至2018年，低功耗藍牙芯片出貨量超過2億顆。2018年Dialog低功耗藍牙業(yè)務收入約0.52億美元，年增長率21%，市占率約11%。公司從2013年開始研發(fā)低功耗藍牙，2015年第一代低功耗藍牙出貨，逐漸形成完整的產品組合，2016年第二代低功耗藍牙出貨，并在2017年升級到藍牙5.0。其產品主要應用在可穿戴設備和智能家居上。

可見，國外占據(jù)一定市場份額的公司在低功耗藍牙研發(fā)上起步較早，與下游客戶聯(lián)系緊密，為最近幾年低功耗藍牙應用場景的爆發(fā)做了充足的鋪墊。盡管低功耗藍牙以國外廠商為主，但在全球市場上并未形成少數(shù)廠商壟斷的局面。

2.2國產高端低功耗藍牙逐漸起步，進口替代成為確定趨勢

低功耗藍牙作為物聯(lián)網(wǎng)重要無線連接技術，使用場景越來越豐富，國內廠商也在加速布局，除去傳統(tǒng)藍牙企業(yè)積極轉型或拓展新板塊，低功耗藍牙創(chuàng)業(yè)公司也如雨后春筍般萌發(fā)。盡管國外低功耗藍牙芯片發(fā)展較早占據(jù)優(yōu)勢，但國外產品普遍價格昂貴，且面臨著繼續(xù)開發(fā)難度大、國內本土化服務不足等劣勢，為國內企業(yè)進入低功耗藍牙領域創(chuàng)造了機會。

國內傳統(tǒng)藍牙廠商出貨的BLE的普遍集中在低端BLE上，版本在4.2及以下，近兩年才開始轉型布局BLE5.0，但主要還是應用在藍牙音頻上的雙模低功耗藍牙芯片，少數(shù)廠商開發(fā)具有藍牙m(xù)esh和室內定位等功能的單模藍牙透傳芯片。臺灣絡達、瑞昱成立時間較早，主要生產藍牙音頻芯片，在2016年以后才陸續(xù)研發(fā)高端BLE，近兩年有部分BLE5.0產品出貨，但量還不算大。其余公司例如恒玄、珠海杰理、炬芯、博通集成等，近年來都陸續(xù)轉向高端低功耗雙模藍牙產品研發(fā)。例如，2019年4月上市的公司博通集成，上市籌資主要用于研發(fā)BLE5.0和5.1芯片。

國內早期切入BLE芯片市場的廠商只有泰凌微一家，但近幾年以BLE作為創(chuàng)業(yè)方向的公司越來越多。泰凌微于2010年成立，是我國第一家真正意義上的低功耗藍牙，2014年第一代低功耗藍牙芯片實現(xiàn)量產，2016年多模低功耗藍牙芯片誕生。產品主要應用于物聯(lián)網(wǎng)中智能照明和可穿戴設備，它是國內出貨量最大的低功耗藍牙廠商，全球占比接近8%。其他低功耗藍牙創(chuàng)業(yè)公司比如富瑞坤、巨微、奉加微、聯(lián)睿微、桃芯科技等也正在起步，并結合中國企業(yè)的需求，開發(fā)本土化程度更高的低功耗藍牙芯片。

芯片設計產業(yè)轉移大勢所趨，多重驅動使得國內低功耗藍牙廠商實現(xiàn)進口替代確定性高。隨著中國對集成電路產業(yè)政策支持發(fā)力，以及為了抵御中美貿易摩擦帶來IC供應鏈風險等外部因素；還有國內物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來藍牙終端市場巨大需求刺激，以及國內芯片設計優(yōu)秀人才變多等內部因素；藍牙廠商逐漸向內地轉移，高端低功耗藍牙作為一個好賽道，國產替代是一個必然。

3 藍牙芯片廠商以產品功耗、成本和穩(wěn)定性作為公司的核心競爭力

3.1低功耗是BLE設計重要要求

無線連接設備對功耗要求高，平衡BLE性能和功耗十分關鍵。在可穿戴設備、藍牙位置服務、智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等藍牙新興應用方向中，這些設備不需要時刻保持運行，只需在被喚醒時，進行數(shù)據(jù)傳輸或執(zhí)行控制，而且每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量不大。出于體積限制和無線連接的要求，要設備保持長久運行就需要功耗極低，這就對BLE芯片的功耗提出了要求。

低功耗藍牙芯片功耗主要來源為動態(tài)運行功耗和靜態(tài)睡眠功耗。而這些功耗是受設備激活時間、休眠時間、激活和休眠之間轉換頻率、執(zhí)行通信協(xié)議和應用程序的效率、供電電壓、工作溫度等因素影響。圖24反映了連接事件和連接間隔對功耗的影響，當設備激活運行時，功耗較高，處在休眠狀態(tài)時，功耗較低；當連接間隔越長時，通信頻率下降，傳輸時間變長，而功耗也變低了。

另外，圖25表示從設備（slave）對主設備（master）發(fā)出的連接事件響應的時間也對功耗有影響。從設備只在有數(shù)據(jù)的時候才傳輸，在沒有數(shù)據(jù)要傳輸?shù)那樾蜗虏恍枰獙χ髟O備進行響應，功耗也會降低。

BLE功耗的降低，主要是通過芯片設計和系統(tǒng)設計實現(xiàn)。在設計之初，通過合理地劃分軟硬件，得到比較合理的低功耗系統(tǒng)方案。在此基礎上進行設計，芯片設計上需要考慮防異常功耗設計、功耗管理設計、電源管理設計、微功耗值守電路設計等；具體而言是要減少射頻、電源管理和系統(tǒng)控制的功耗。系統(tǒng)設計方面需要外圍軟件開發(fā)適應硬件，優(yōu)化軟件代碼以減少運算復雜性，采用低功耗的程序設計以及有效的外圍功耗管理設計，從而達到產品功耗和性能的最佳平衡。

3.2無線連接穩(wěn)定性是低功耗藍牙產品力的體現(xiàn)

BLE連接穩(wěn)定性直接影響用戶體驗，是決定產品市場開拓廣度和深度的重要因素。外界環(huán)境無線干擾很多，給BLE連接帶來問題，比如設備無法連接、連接異常斷開、反復斷開重連、復位從機連接的情況。藍牙芯片要良好抵御外部干擾，廠商的芯片設計是保證穩(wěn)定性的首要環(huán)節(jié)。特別是對模擬信號采集、模數(shù)轉換、射頻端的電路設計，決定了產品穩(wěn)定性。

藍牙芯片硬件成本包括芯片制造、封裝測試階段的費用。制造成本占比最大，主要包括晶圓成本和掩膜成本，這些成本與采用的制造工藝和芯片設計能力直接相關。采用越先進工藝，一片wafer能夠切割的die就越多，面積越小，單顆芯片成本越低；但是wafer本身的成本與芯片設計復雜度相相關，設計越復雜，掩膜成本就越高，芯片制造成本越高。相比之下，芯片封測成本占比較小，占比在硬件成本30%以下。硬件成本控制主要體現(xiàn)芯片公司議價能力，且議價能力的提升是主要靠規(guī)模提升實現(xiàn)的。一般來說，芯片產量大的企業(yè)規(guī)模效應更明顯，平均成本也會降低。

在下游應用端，客戶還十分關注BLE應用方案整體成本。大多數(shù)藍牙芯片都以SOC的形式存在，而在實際應用中，要形成系統(tǒng)級方案，可能還需要其他配件。所以，客戶選擇何種芯片，還需要考慮芯片集程度，應用方案整體成本，以及方案實現(xiàn)的難易程度等。

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