ZigBee上游芯片廠商分析
[導(dǎo)讀]ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)
ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。由于其低功耗；低成本；低復(fù)雜度，低速率和組網(wǎng)能力強而成為備受關(guān)注的一種通信方式。群所周知，任何一項通信技術(shù)及其所屬于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開其核心芯片支持，核心芯片的工藝，性能，價格成本決定了所屬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景，ZigBee作為一項新興的通信技術(shù)，上游芯片廠商在其指引整個ZigBee產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面扮演了非常重要的角色。本文就此來分析下現(xiàn)今市場上ZigBee的主要芯片供應(yīng)廠商。
目前市場上ZigBee芯片提供商有：TI（Chipcon）；Freescale；Ember;Jennic；Atmel；Integration；NEC；OkI；Renesas;等9家。其中TI；Frescale；Ember；Jennic是市場上主導(dǎo)的供應(yīng)廠商，這四大廠商基本上壟斷了整個90%的市場份額。四大巨頭勢力都比較均衡，Jennic之前在整體實力和名氣上可能稍有欠缺，但自從被NXP收購后，至少在行業(yè)影響力方面可以和其它三家的競爭對手平分秋色了。
在技術(shù)應(yīng)用方面，四大芯片廠商可以提供“ZigBeeRF+MCU”；“ZigBee協(xié)議棧芯片+外掛芯片”；“單SOC”等三種應(yīng)用方案。這三種方案也是目前ZigBee產(chǎn)業(yè)芯片應(yīng)用的主要應(yīng)用方式。在“ZigBeeRF+MCU”方案中，“ZigBeeRF”是一款針對ZigBee協(xié)議及專有無線協(xié)議的2.4GHzIEEE802.15.4收發(fā)器，該序列的芯片集成度都比較高，僅需要極少的電子元器件便可搭建完整的ZigBee協(xié)議底層硬件平臺，由于該類芯片只是一個符合物理層標準的芯片，它只負責調(diào)制解調(diào)無線通訊信號，所以必須結(jié)合單片機才能完成對數(shù)據(jù)的接收發(fā)送和協(xié)議的實現(xiàn)。一般通過SPI和外接的MCU來通訊，由外接的MCU來運行處理ZigBee協(xié)議規(guī)范里上層應(yīng)用。TI的cc2420;Frescale的MC13XX;都是此類應(yīng)用芯片?！癦igBee協(xié)議棧芯片+外掛芯片”，在該類應(yīng)用中，“ZiBee協(xié)議棧芯片”都是一款集成了2.4G無線射頻收發(fā)和微處理器功能的專用芯片，用戶可以讓該款芯片來處理運行ZigBee協(xié)議棧和應(yīng)用代碼，但由于受片上Memory/處理器能力資源的限制，用戶需額外配置一個存儲芯片/MCU來完善整體的應(yīng)用性能。Jennic的芯片多基于協(xié)議棧+外掛EEPROM的應(yīng)用，而EMBER260序列是后者的典型應(yīng)用。“單SOC”是隨著半導(dǎo)體工藝發(fā)展而衍生的產(chǎn)物，也是當前最主要的一直應(yīng)用方式，所謂“單SOC”是指把ZigBee射頻和單片機以及Flash存儲三部分集成在了一顆IC上所謂芯片，可以給用戶PCB空間進一步縮小，降低了用戶的硬件設(shè)計。這類芯片典型的有TI公司的CC2430;FrescaleMC1321x；Ember公司的EM250等。
芯片只是實現(xiàn)功能的硬件“載體”，要達到完美的應(yīng)用，都需要軟件協(xié)議棧的強大支撐，以上所述的四大巨頭都可以提供基于自家芯片的ZigBee協(xié)議棧，這其中像TI還是免費提供的。只有提供了基于自家芯片的ZigBee協(xié)議棧，開發(fā)者才能根據(jù)單片機的結(jié)構(gòu)和寄存器的設(shè)置并參照協(xié)議中物理層部分和網(wǎng)絡(luò)層部分的ZigBee協(xié)議自己去開發(fā)各自AP應(yīng)用代碼。如果芯片巨頭沒有自己的核心協(xié)議棧，別家的協(xié)議棧底層關(guān)于芯片寄存器地址部分的設(shè)置可能有所差異，這家給開發(fā)者的應(yīng)用帶來嚴重的阻礙，進而影響了其芯片的市場應(yīng)用和市場份額。
具體針對國內(nèi)市場，由于整個ZigBee產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)相比于歐美市場有比較明顯的差距，缺少上規(guī)模和有實質(zhì)用量的應(yīng)用，更多的還是停留在關(guān)注和學習階段。因此這四大巨頭在國內(nèi)市場份額就體現(xiàn)出了一定的差異。從熟知度來說，應(yīng)該是TI序列的芯片名氣是最大的，國內(nèi)不少高校；研究所都是基于TI序列的芯片來研究學習ZigBee的，很多ZigBee開發(fā)板；開發(fā)套件也都是基于TI芯片的，這可能與TI公司是最先免費提供自己ZigBee協(xié)議棧有一定的關(guān)系，降低了國內(nèi)用戶學習ZigBee技術(shù)的成本門檻。而像Frescale;Ember等公司由于一直還沒有免費公布自己的ZigBee協(xié)議棧，其開發(fā)套件成本都在幾W人民幣，過高的學習費用門檻，導(dǎo)致普通學生或者工程師用戶望塵莫及，因此在知名度方面要稍有遜色。但縱觀國內(nèi)ZigBeeOEM客戶廠商，真正有一定規(guī)模應(yīng)用和影響力的廠商在選擇應(yīng)用芯片方案平臺時，TI并沒有體現(xiàn)出和知名度相匹配匹配的優(yōu)勢出來，四大巨頭之間的競爭又趨于平衡。從國內(nèi)行情來分析，基于Frescal和Ember兩家公司方案在工業(yè)類的應(yīng)用偏多，而TI和jennic兩家的方案產(chǎn)品在消費類產(chǎn)品中較常見。這不知道是否和芯片的內(nèi)在因素有一定的必然關(guān)系？值得我們后面繼續(xù)關(guān)注比較。
目前市場上ZigBee芯片提供商有：TI（Chipcon）；Freescale；Ember;Jennic；Atmel；Integration；NEC；OkI；Renesas;等9家。其中TI；Frescale；Ember；Jennic是市場上主導(dǎo)的供應(yīng)廠商，這四大廠商基本上壟斷了整個90%的市場份額。四大巨頭勢力都比較均衡，Jennic之前在整體實力和名氣上可能稍有欠缺，但自從被NXP收購后，至少在行業(yè)影響力方面可以和其它三家的競爭對手平分秋色了。
在技術(shù)應(yīng)用方面，四大芯片廠商可以提供“ZigBeeRF+MCU”；“ZigBee協(xié)議棧芯片+外掛芯片”；“單SOC”等三種應(yīng)用方案。這三種方案也是目前ZigBee產(chǎn)業(yè)芯片應(yīng)用的主要應(yīng)用方式。在“ZigBeeRF+MCU”方案中，“ZigBeeRF”是一款針對ZigBee協(xié)議及專有無線協(xié)議的2.4GHzIEEE802.15.4收發(fā)器，該序列的芯片集成度都比較高，僅需要極少的電子元器件便可搭建完整的ZigBee協(xié)議底層硬件平臺，由于該類芯片只是一個符合物理層標準的芯片，它只負責調(diào)制解調(diào)無線通訊信號，所以必須結(jié)合單片機才能完成對數(shù)據(jù)的接收發(fā)送和協(xié)議的實現(xiàn)。一般通過SPI和外接的MCU來通訊，由外接的MCU來運行處理ZigBee協(xié)議規(guī)范里上層應(yīng)用。TI的cc2420;Frescale的MC13XX;都是此類應(yīng)用芯片?！癦igBee協(xié)議棧芯片+外掛芯片”，在該類應(yīng)用中，“ZiBee協(xié)議棧芯片”都是一款集成了2.4G無線射頻收發(fā)和微處理器功能的專用芯片，用戶可以讓該款芯片來處理運行ZigBee協(xié)議棧和應(yīng)用代碼，但由于受片上Memory/處理器能力資源的限制，用戶需額外配置一個存儲芯片/MCU來完善整體的應(yīng)用性能。Jennic的芯片多基于協(xié)議棧+外掛EEPROM的應(yīng)用，而EMBER260序列是后者的典型應(yīng)用。“單SOC”是隨著半導(dǎo)體工藝發(fā)展而衍生的產(chǎn)物，也是當前最主要的一直應(yīng)用方式，所謂“單SOC”是指把ZigBee射頻和單片機以及Flash存儲三部分集成在了一顆IC上所謂芯片，可以給用戶PCB空間進一步縮小，降低了用戶的硬件設(shè)計。這類芯片典型的有TI公司的CC2430;FrescaleMC1321x；Ember公司的EM250等。
芯片只是實現(xiàn)功能的硬件“載體”，要達到完美的應(yīng)用，都需要軟件協(xié)議棧的強大支撐，以上所述的四大巨頭都可以提供基于自家芯片的ZigBee協(xié)議棧，這其中像TI還是免費提供的。只有提供了基于自家芯片的ZigBee協(xié)議棧，開發(fā)者才能根據(jù)單片機的結(jié)構(gòu)和寄存器的設(shè)置并參照協(xié)議中物理層部分和網(wǎng)絡(luò)層部分的ZigBee協(xié)議自己去開發(fā)各自AP應(yīng)用代碼。如果芯片巨頭沒有自己的核心協(xié)議棧，別家的協(xié)議棧底層關(guān)于芯片寄存器地址部分的設(shè)置可能有所差異，這家給開發(fā)者的應(yīng)用帶來嚴重的阻礙，進而影響了其芯片的市場應(yīng)用和市場份額。
具體針對國內(nèi)市場，由于整個ZigBee產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)相比于歐美市場有比較明顯的差距，缺少上規(guī)模和有實質(zhì)用量的應(yīng)用，更多的還是停留在關(guān)注和學習階段。因此這四大巨頭在國內(nèi)市場份額就體現(xiàn)出了一定的差異。從熟知度來說，應(yīng)該是TI序列的芯片名氣是最大的，國內(nèi)不少高校；研究所都是基于TI序列的芯片來研究學習ZigBee的，很多ZigBee開發(fā)板；開發(fā)套件也都是基于TI芯片的，這可能與TI公司是最先免費提供自己ZigBee協(xié)議棧有一定的關(guān)系，降低了國內(nèi)用戶學習ZigBee技術(shù)的成本門檻。而像Frescale;Ember等公司由于一直還沒有免費公布自己的ZigBee協(xié)議棧，其開發(fā)套件成本都在幾W人民幣，過高的學習費用門檻，導(dǎo)致普通學生或者工程師用戶望塵莫及，因此在知名度方面要稍有遜色。但縱觀國內(nèi)ZigBeeOEM客戶廠商，真正有一定規(guī)模應(yīng)用和影響力的廠商在選擇應(yīng)用芯片方案平臺時，TI并沒有體現(xiàn)出和知名度相匹配匹配的優(yōu)勢出來，四大巨頭之間的競爭又趨于平衡。從國內(nèi)行情來分析，基于Frescal和Ember兩家公司方案在工業(yè)類的應(yīng)用偏多，而TI和jennic兩家的方案產(chǎn)品在消費類產(chǎn)品中較常見。這不知道是否和芯片的內(nèi)在因素有一定的必然關(guān)系？值得我們后面繼續(xù)關(guān)注比較。
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