高性能WiFi6射频IP助力下一代物联网芯片研发

2021年12月，由电子发烧友网主办的2021年第八届中国物联网大会在深圳如期举行。物联网的发展是从连接到传感器到平台，从软件到硬件，从架构、IP到芯片再到终端。2021年必将是5G、WiFi6等技术全面应用的重要一年。本次大会邀请了Spirits、高通、百度、Qorvo、Microtech、信海科技、康杞科技、莱辛科技、瑞城信维、RT-Thread、U-Blox等公司和专家。分享和讨论剑。会议精彩纷呈，许多嘉宾享受了物联网行业的知识盛宴。

来自莱辛科技、瑞成信威、RT-Thread等物联网行业专家和电子发烧友网络行业分析师在会上分享了物联网技术的发展和最新的市场趋势。

莱辛科技：RISC-V开放架构在“中国芯”进程中的机遇与挑战

从目前的物联网终端市场来看，万亿设备的智能物联网成为驱动创新的新引擎，带来了巨大的市场，同时也对处理器提出了差异化、快速导入、低功耗的要求。在云上，计算、存储和互联的平衡已经成为数据中心架构的强烈需求，但也需要定制化、专用化的匹配和高性能处理器。然而，传统指令集体系结构的封闭性制约了技术的发展，难以促进交叉合作，限制了产业创新，并因其隐私性威胁到产业安全。

从市场趋势来看，对知识产权的单一需求已经转化为对整体解决方案的需求。莱辛科技销售总监邓金斌认为，RISC-V是芯片行业难得的历史机遇，其中既包含处理器行业的技术趋势和变革机遇，也有填补CPU IP国产化空白的机遇和AIoT定制化市场井喷的机遇。

RISC-V开放指令集架构具有开放性、先进性、简洁性、模块化和可扩展性五大特点，完美满足DSA设计和应用定义芯片的要求，没有历史包袱。PC时代造就了x86，移动时代造就了ARM，在AIoT时代拥有如此多优势的RISC-V，必须抓住这个机会。

其次，处理器IP在IP行业占比超过57%，但国内占比几乎为零。RISC-V CPU调和了基础软件的生态普适性和国内自主控制的宏观需求，足以填补CPU IP国产化的空白。

在AIoT时代，系统公司控制场景，却很难找到一款满足场景功能和成本要求的芯片。同时，传统芯片公司产品开发周期长，供应链深，难以实现差异化、极致的市场响应速度和定制化，以至于找不到合适的市场，存在供需不匹配的市场痛点。

AIoT Systems公司采用自上而下的设计流程，根据应用场景完成产品、架构、软硬件设计，最终提供符合需求的芯片。中国是全球最大的电子产品和硬件解决方案生产国，也是最活跃的应用市场，尤其是在需求方面。

面向集成电路设计公司，莱辛科技为通用/安全/智能领域提供RISC-V处理器IP(核芯)。未来，核心还为ic设计公司和解决方案厂商提供基于RISC-V扩展的领域专用设计模块(Ease-SoC)，基于标准的IP组件和标准接口可以模块化。面向系统公司和特殊的应用生态，芯海Mod-Inside生态合作方案以DSA设计为基础，通过敏捷设计理念，形成完整的产品开发流程。

瑞芯微：高性能WiFi6射频IP助力新一代物联网芯片研发

WiFi技术已经融入日常生活，甚至成为马斯洛需求的第一层次，并从2009年的Wi-Fi 4升级为Wi-Fi 6。Wi-Fi 6指的是第六代无线局域网技术。主要功能更新是它支持更复杂的1024QAM正交幅度调制和MU-MIMO (Multi-u

随着万物互联时代的到来，WiFi芯片的出货量保持了快速增长。根据研究机构的数据，2020年全球WiFi出货量约为35亿。主要应用领域为应用路由器、中高速Wi-Fi、机顶盒、手机Wi-Fi、IoT Wi-Fi等领域。

目前wifi-i6市场的市场份额主要被海外厂商占据，只有部分低端IoT WiFi4市场有国内厂商加入赛道。瑞芯微副总经理杨毅认为，2021年作为Wi-Fi6的元年，是Wi-Fi6在国际贸易环境和国内替代的背景下赶超的有利时机。

但Wi-Fi6的研发也存在痛点，主要体现在元器件短缺、技术门槛高，以及新增1024QAM调制，大大增加了射频研发难度；d .目前国内初创企业如常思通信、速腾半导体、艾可微半导体、路由器企业或一些传统家电企业都在尝试进入Wi-Fi6赛道。

值得一提的是，芮成新微推出了Actt Wi-Fi6射频IP架构，采用TSMC 22nm制程技术，接收机采用零中频@WiFi模式和低中频@BLE/BT模式，发射机采用WiFi和经典蓝牙模式下的IQ调制，低功耗蓝牙模式下采用Polar调制，内部集成10b 160MSPS ADC和10480 msps DAC。

杨毅表示，Wi-Fi6对射频参数的要求非常高，所以睿程心微内部集成了DC失调消除、RC校准、PVT传感器等各种高性能校准，保证射频性能。据报道，与国内朋友相比，Actt Wi-Fi6射频IP具有高性能、高可靠性、低功耗等优点，例如输出功率可达21dB，发射电流可达185mA(RFIP

）， RF的面积是1.4mm²。

对于Wi-Fi6未来是否会被5G取代的问题，锐成芯微副总经理杨毅认为，手机通信与Wi-Fi通信将长期互补共存，这主要是因为Wi-Fi始终保持着手机通信约10倍的传输速率，在使用成本上也仅占十分之一。

RT-Thread：MCU新战局下如何应对端侧软件研发新挑战

目前物联网还存在芯片碎片化的问题，回看终端设备的智能化过程，物联网的碎片化主要体现在感知层芯片等硬件规格、链接技术多样化以及应用场景分散化，业务逻辑复杂化等，呈现从单品智能产品到智能互联场景，再到主动互联用户的发展趋势。

RT-Thread生态运营总监陈峰分享了在嵌入式开发的技术趋势，一是在处理器方面，具备更低的功耗、更强的拓展，以及更安全等；二是软件和工具方面，软件越来越复杂、RTOS发展为IoT OS、多芯多OS跨向统一OS平台等趋势；三是在技术层面，包括交互，边缘计算，安全，应用开发APP化。

在物联网操作系统方面，陈峰认为未来的操作系统会以实时系统为核心，具备快速启动、低功耗、低成本等特性。RT-thread是一个开源物联网操作系统，具备社区化、开源、中立等特点。陈峰介绍，2006年，公司正式启动RT-Thread项目，在2018年、2019年发布4.0 版本，2020年，正式发布RT-Thread Smart 混合微内核操作系统。

陈峰介绍了RT-Thread Nano 极简版、RT-Thread标准版。其中RT-Thread Nano 极简版具备。 强实时、极精简、高可靠的特点，中断响应时间小于1微秒、任务切换 时间小于 3 微秒，覆盖嵌入式领域的各行业广泛验证，军工、电力、工业、轨道交通，消费电子等。

RT-Thread 标准版在极简版的基础上进行升级，具备三大特点，一是高度可定制化，结构化清晰，组件间耦合性低，二是完整的生态，包括芯片，组件/软件包，开发者，网络应用，三是一体化系统。此外，RT-Thread针对MCU开发了Smart 混合微内核版本，做到了低至 500kB的内核尺寸，同时还可拆卸，可重启，提高了用户态系统服务。

据了解，目前RENESAS、新唐、国民技术、华大半导体等芯片厂商已经跟RT-thread展开合作，值得一提的是，领先的MCU的厂商花很大的力气都在投资软件帮助客户更快做好产品的研发、加速产品的上市时间，因此RT-thread在汽车多核的芯片上也是做了适配。

陈峰表示，RT-thread旨在做开放的物联网软件平台，可以针对不用的需求完成操作系统的适配。例如针对小资源场景的 MCU 用于简单控制，可以使用RT-Thread nano ，对于中等规模的 IoT 节点，对于功能丰富的智能设备可以使用RT-Thread Smart。

中国物联网市场高速增长，AIoT芯片赛道国产厂商崛起

在2021年第八届中国IoT大会高峰论坛上，电子发烧友执行副主编章鹰带来《2021年物联网市场发展和趋势》最新报告。

报告揭示了三大亮点和八大热点物联网应用。第一、今年全球物联网和中国物联网呈现爆发的趋势。连接数快速增长，IoT Analytics发布的《2021年物联网展望》报告显示，2020年全球物联网连接数超过117亿个，首次超过非物联网连接数，预计2025年全球将有超过300亿物联网连接。在5G技术的加持下，到2025年全球将有309亿台联网的物联网设备。

中国物联网市场高速增长。根据Machina的数据，2020年中国物联网连接数迅速突破70亿，三年内超过100亿连接，增幅显著高于世界水平。在市场规模上，中国物联网市场位居全球前列，IDC预测中国物联网市场规模将在2025年超过3000亿美元，全球占比约26.1%。

二、物联网“钱景”看好！国内物联网产业链上市公司营收和净利润表现亮丽。中国物联网市场规模持续增长，物联网产业链上的重点公司在营收和利润里呈现了良性的增长趋势。在通信芯片领域，Wi-Fi/蓝牙MCU龙头乐鑫科技前三季度营收9.78亿元，同比上升76.82%，净利润1.48亿，同比上升83.32%。其主打的ESP32 产品前三季度出货量接近翻倍增长，自ESP32系列起，新增蓝牙和AI算法功能，芯片产品向AIoT领域发展。乐鑫科技还自主研发了基于Risc-V架构的32位MCU。

国内物联网产业链重点上市公司2021前三季度业绩

在通信模组领域，领头企业移远通信营业收入74.76亿元，同比增长77.66%，净利润2.37亿元。同比增长89.53%。5G、前装车载模组、Cat 1、NB-IoT模组几大市场齐头并进，海内外市场均衡发展。在物联网平台领域，小米最新财报显示，今年这家公司第三季度实现总收入781亿元，净利润52亿元，同比增长25.4%。财报显示小米IoT连接数达4亿台，连续5季度保持近40%增速，拥有5件IoT设备用户数达740万。

三、AIoT赛道，景气度持续高涨，国产芯片增长潜力大。新兴AIoT应用驱动国内外芯片厂商开发针对特定场景的AIoT SoC。芯来科技的李总刚刚分享， AIoT丰富而碎片化的场景带来市场痛点，越来越多的公司希望开发定制化的芯片。这给予国产芯片公司巨大的市场机会。

电子发烧友的独家调查显示，工程师看好MCU芯片、WiFi芯片、无线SoC芯片和NB-IoT芯片的增长趋势。蓝牙、安全和射频类芯片也颇具市场潜力。工程师认为物联网终端开发主要有三大困难：物联网应用碎片化，终端小型化、低功耗成为挑战；车载物联网终端对连接高要求；物联网数据安全挑战。

工程师看好五类物联网终端增长前景，包括智能监控设备、智能汽车、智能表计、工业路由器/CPE。

工程师看好的最具前景物联网操作系统

物联网操作系统厂商竞争激烈。电子发烧友的调查显示，工程师最看好鸿蒙OS未来增长前景，56%的工程师选择了鸿蒙，12%的工程师选了RT-thread，11%的工程师选择了Android IoT。为什么看好鸿蒙操作系统？一是它能更好支持智能硬件厂家开发硬件（合作伙伴拥有芯片、模组等上游厂商）；二是鸿蒙生态有望实现生态整合，以智能家居为例，不同品牌的合作伙伴通过鸿蒙实现互联互通。

在物联网应用领域方面，智慧城市、车联网、智慧医疗、共享设备、智慧家居、能源物联网、智慧工业、智慧零售成为工程师高票选出的今年八大物联网应用。

以车联网应用为例，首先国家政策支持。近日，工信部、住建部研究确定重庆、深圳、厦门等10个城市为智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展第二批试点。机构预测，2025年全球蜂窝物联网通信模组出货量有望超过9.7亿片，对应千亿市场规模。其中车载模组将是重要场景之一，预计市场占比将在20%以上。今年，还有新能源汽车突破330万辆利好，智能网联已经成为新能源汽车标配，配合支持C- V2X的八大车厂推出新车型，相信5G+V2X的智能网联汽车成为未来的趋势。

从去年开始，蔓延到今年第四季度，物联网芯片涨价和缺货的情况还没有明显好转，海外原厂MCU、WiFi等芯片交期变长，在消费、工业等细分领域给国产替代的厂商一定的突破机会。

本次大会还举行了圆桌论坛环节，论坛由电子发烧友执行主编黄晶晶主持，邀请到微容科技营销中心常务副总经理郑春晖，Qorvo UWB事业部高级经理Jessica Zhou，RT-Thread生态运营总监陈峰，以及U-Blox华南区技术经理孟培新等嘉宾们，共同围绕“打破物联网生态边际，价值链的新机会在哪里？”这一主题，就共建生态、互联互通以及元宇宙、汽车等诸多话题进行了深入的交流与分享。