解析ZigBee上游芯片廠商
[導讀]ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數(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)和低反應時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?
ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數(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)和低反應時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?。由于其低功耗；低成本；低復雜度，低速率和組網(wǎng)能力強而成為備受關注的一種通信方式。群所周知，任何一項通信技術及其所屬于產(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，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是市場上主導的供應廠商，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。
在技術應用方面，四大芯片廠商可以提供“ZigBee RFMCU”；“ZigBee協(xié)議棧芯片外掛芯片”；“單SOC”等三種應用方案。這三種方案也是目前ZigBee產(chǎn)業(yè)芯片應用的主要應用方式。在“ZigBee RFMCU”方案中，“ZigBee RF”是一款針對 ZigBee 協(xié)議及專有無線協(xié)議的 2.4 GHz IEEE 802.15.4 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)范里上層應用。TI的cc2420;Frescale的MC13XX;都是此類應用芯片?！癦igBee協(xié)議棧芯片外掛芯片”，在該類應用中，“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來完善整體的應用性能。Jennic的芯片多基于協(xié)議棧外掛EEPROM的應用，而EMBER260序列是后者的典型應用?！皢蜸OC”是隨著半導體工藝發(fā)展而衍生的產(chǎn)物，也是當前最主要的一直應用方式，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上得芯片，可以給用戶PCB空間進一步縮小，降低了用戶的硬件設計。這類芯片典型的有TI公司的CC2430; Frescale MC1321x；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)單片機的結構和寄存器的設置并參照協(xié)議中物理層部分和網(wǎng)絡層部分的ZigBee協(xié)議自己去開發(fā)各自AP應用代碼。如果芯片巨頭沒有自己的核心協(xié)議棧，別家的協(xié)議棧底層關于芯片寄存器地址部分的設置可能有所差異，這家給開發(fā)者的應用帶來嚴重的阻礙，進而影響了其芯片的市場應用和市場份額。
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)用量的應用，更多的還是停留在關注和學習階段。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)議棧有一定的關系，降低了國內(nèi)用戶學習ZigBee技術的成本門檻。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)ZigBee OEM客戶廠商，真正有一定規(guī)模應用和影響力的廠商在選擇應用芯片方案平臺時，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系？值得我們后面繼續(xù)關注比較。
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是市場上主導的供應廠商，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。
在技術應用方面，四大芯片廠商可以提供“ZigBee RFMCU”；“ZigBee協(xié)議棧芯片外掛芯片”；“單SOC”等三種應用方案。這三種方案也是目前ZigBee產(chǎn)業(yè)芯片應用的主要應用方式。在“ZigBee RFMCU”方案中，“ZigBee RF”是一款針對 ZigBee 協(xié)議及專有無線協(xié)議的 2.4 GHz IEEE 802.15.4 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)范里上層應用。TI的cc2420;Frescale的MC13XX;都是此類應用芯片?！癦igBee協(xié)議棧芯片外掛芯片”，在該類應用中，“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來完善整體的應用性能。Jennic的芯片多基于協(xié)議棧外掛EEPROM的應用，而EMBER260序列是后者的典型應用?！皢蜸OC”是隨著半導體工藝發(fā)展而衍生的產(chǎn)物，也是當前最主要的一直應用方式，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上得芯片，可以給用戶PCB空間進一步縮小，降低了用戶的硬件設計。這類芯片典型的有TI公司的CC2430; Frescale MC1321x；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)單片機的結構和寄存器的設置并參照協(xié)議中物理層部分和網(wǎng)絡層部分的ZigBee協(xié)議自己去開發(fā)各自AP應用代碼。如果芯片巨頭沒有自己的核心協(xié)議棧，別家的協(xié)議棧底層關于芯片寄存器地址部分的設置可能有所差異，這家給開發(fā)者的應用帶來嚴重的阻礙，進而影響了其芯片的市場應用和市場份額。
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)用量的應用，更多的還是停留在關注和學習階段。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)議棧有一定的關系，降低了國內(nèi)用戶學習ZigBee技術的成本門檻。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)ZigBee OEM客戶廠商，真正有一定規(guī)模應用和影響力的廠商在選擇應用芯片方案平臺時，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系？值得我們后面繼續(xù)關注比較。
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