裁剪Wi-Fi 6功能集

近日，BLE芯片龍頭企業(yè)Nordic發(fā)布了一款新的2.4GHz專用Wi-Fi 6芯片，名為nRF7001，面向具有低成本、低功耗需求的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。

作為BLE領(lǐng)域的頭部玩家，為滿足客戶需求并填補(bǔ)市場(chǎng)空白，Nordic先于2020年收購(gòu)了Imagination公司的Ensigma Wi-Fi開發(fā)團(tuán)隊(duì)及相關(guān)的Ensigma Wi-Fi IP技術(shù)資產(chǎn)，緊接著2021年宣布投入研發(fā)資金于Wi-Fi產(chǎn)品，到2022年Nordic推出旗下首款Wi-Fi 6協(xié)同ICnRF7002，該產(chǎn)品可以與公司已有的nRF52、nRF53系列藍(lán)牙SoC以及nRF91系列蜂窩物聯(lián)網(wǎng)SiP一起使用。

這意味著nRF7001是Nordic第2款Wi-Fi芯片，其作用包括與nRF7002互補(bǔ)，整體擴(kuò)充Nordic Wi-Fi事業(yè)版圖。

但是從設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)看，無(wú)論是nRF7002還是nRF7001，即便都屬于Wi-Fi 6芯片，它們二者的性能表現(xiàn)都遠(yuǎn)不及智能手機(jī)領(lǐng)域Wi-Fi 6芯片能做到的。

以nRF7002為例，其性能特征為64 QAM調(diào)制、20MHz帶寬、1個(gè)空間流、86Mbps PHY吞吐量，這遠(yuǎn)不及Wi-Fi 6能達(dá)到的1024QAM、160MHz帶寬、8個(gè)空間流、9.6Gbps頂格設(shè)計(jì)。可此類產(chǎn)品能夠存在，恰是因?yàn)槠浔旧砭兔嫦蛑悄芗揖?、資產(chǎn)追蹤、可穿戴等IoT市場(chǎng)，對(duì)傳輸速度、大吞吐量的需求不高。

更具有物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)特征的是，nRF7001作為nRF7002的補(bǔ)充產(chǎn)品，前者僅適用于2.4GHz，而后者支持2.4GHz和5GHz雙頻，這意味著nRF7001將支持5GHz方面的能力“裁減”掉了，這也是因?yàn)楹芏郔oT應(yīng)用不需要在5 GHz連接中運(yùn)行，調(diào)整為2.4GHz單頻帶能力有利于進(jìn)一步減少BOM成本。在傳輸速率上，nRF7001 使用64QAM 支持提供高達(dá) 69 Mbps 的數(shù)據(jù)速率，較nRF7002的86Mbps要再低一些。

當(dāng)然，Wi-Fi6的優(yōu)異性能如低功耗（目標(biāo)喚醒時(shí)間TWT）、高安全性（WPA3）仍有保留，以及nRF7001也可與nRF52840低功耗藍(lán)牙SoC一起用于提供2.4 GHz Wi-Fi 6 連接。

總之，單頻段芯片僅體現(xiàn)出了完整Wi-Fi 6功能的一部分，但對(duì)于大部分中低速物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，在決定是否擁抱Wi-Fi 6時(shí)，還是最優(yōu)先看“低功耗、低成本、安全性”這樣的能力，尤其經(jīng)濟(jì)性/性價(jià)比是比較重要的，基于此再享受Wi-Fi 6與前代技術(shù)不同的體驗(yàn)。

Wi-Fi 6 IoT領(lǐng)域的普遍選擇

除了Nordic，明星上市公司如樂(lè)鑫科技、博通集成、翱捷科技、Silicon Labs目前都在面向物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)推出Wi-Fi 6芯片，從它們公布的產(chǎn)品參數(shù)來(lái)看：

1.各公司初代產(chǎn)品均集成藍(lán)牙5.0及以上協(xié)議，可見Wi-Fi、藍(lán)牙二合一已然成為潮流；

2.各公司初代產(chǎn)品均為2.4GHz單頻Wi-Fi 6。除了降低成本的考慮，優(yōu)先開發(fā)2.4GHz單頻多是因?yàn)?GHz的穿透性不如2.4GHz，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)傳輸距離遠(yuǎn)多有偏好。

當(dāng)然，產(chǎn)生這樣共性的原因是以上公司的產(chǎn)品均為消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)打造，強(qiáng)調(diào)性價(jià)比，所以對(duì)很多參數(shù)做了降低，也包括采用成本更低的RISC-V方案。但物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)也存在中高端應(yīng)用，例如邊緣計(jì)算盒子、超清聯(lián)網(wǎng)攝像頭終端，此時(shí)就可能將參數(shù)設(shè)置在能表現(xiàn)極致性能的水平上，在這類場(chǎng)景中，2.4GHz/5GHz雙頻可表現(xiàn)用武之地。

技術(shù)過(guò)剩在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)是普遍現(xiàn)象，但也誕生出新的市場(chǎng)

過(guò)去的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，偶有出現(xiàn)“技術(shù)過(guò)?！钡默F(xiàn)象：指的是產(chǎn)品在某個(gè)方面的功能、性能、質(zhì)量等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)客戶愿意為其支付的價(jià)格。即技術(shù)發(fā)展方向和程度，沒(méi)有和客戶使用產(chǎn)品的方向合拍共振。

而今日之物聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)們更能明白，相比于期許全新、高性能技術(shù)橫空出世并顛覆市場(chǎng)，更有效的發(fā)展方向仍是秉持“低功耗、低成本”的思路，關(guān)心滿足最本質(zhì)的需求，否則無(wú)異于“大炮打蚊子”，客戶并不會(huì)為此買單。

所以放眼來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)除了在應(yīng)用Wi-Fi 6技術(shù)時(shí)進(jìn)行了調(diào)整，在其他領(lǐng)域也有諸多先例，例如5G與5G Redcap、4G與Cat.1、窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在傳輸距離和傳輸速率上做出取舍平衡。

以時(shí)下最新的5G與5G Redcap進(jìn)行舉例。

5G RedCap全稱為5G reduced capability，即精簡(jiǎn)能力的5G系統(tǒng)。

遙想5G最初宣傳將促進(jìn)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，但在實(shí)踐過(guò)程中，行業(yè)發(fā)現(xiàn)仍有很多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備“用不起”或“不需要”5G技術(shù)，比如很多中低速物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景（可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器、經(jīng)濟(jì)型監(jiān)控設(shè)備等），設(shè)備本身的價(jià)格就低，它們對(duì)帶寬和時(shí)延的要求并不高，但是對(duì)低功耗和低成本有需求，而此時(shí)5G終端芯片和模塊的成本卻居高不下。

在這樣的痛點(diǎn)面前，由于目標(biāo)仍舊是物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，5G Redcap的設(shè)計(jì)思路是降低成本、降低功耗、降低系統(tǒng)復(fù)雜度，往性能和成本的平衡靠攏。市面上一般稱Redcap終端的成本較5G終端可以降低60%-70%，Redcap終端發(fā)射功率較5G終端降低一半以上。

不過(guò)，5G Redcap始終是基于5G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的，其基本性能依舊可以經(jīng)5G現(xiàn)網(wǎng)平滑升級(jí)引入。

同樣，4G Cat.1也可相當(dāng)于4G的閹割版，業(yè)界稱之為最低版本參數(shù)下的用戶終端級(jí)別。

而從發(fā)展來(lái)看，不可忽略Cat.1推出時(shí)適逢2G/3G退網(wǎng)，Cat.1產(chǎn)業(yè)得到了快速成長(zhǎng)，模組出貨量預(yù)計(jì)到2024年將達(dá)到2億片水平；5G Redcap的發(fā)展?jié)撃?，行業(yè)預(yù)測(cè)未來(lái)鏈接量級(jí)可以達(dá)到十億。

至于本文最早提及的WiFi IoT技術(shù)，考慮WiFi標(biāo)準(zhǔn)更新正傾向于物聯(lián)網(wǎng)，以及WiFi在物聯(lián)網(wǎng)連接中所占比重，我們無(wú)需低估其長(zhǎng)期發(fā)展的潛能……

為了對(duì)Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)各個(gè)要素進(jìn)行分析和判斷，物聯(lián)傳媒旗下AIoT星圖研究院正密切開展《中國(guó)Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告（2023）》的調(diào)研與撰稿工作。作為已發(fā)布的《中國(guó)藍(lán)牙物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告（2023）》姐妹篇，本篇報(bào)告將再度聚焦WiFi技術(shù)與產(chǎn)品、市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)玩家、產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)等內(nèi)容，非常歡迎有意向參與內(nèi)容建設(shè)的個(gè)人或企業(yè)與我們交流合作。