工作笔记——WIFI模组

WiFi行业市场综述

WiFi技术具有短距传输、高速率等特点，率先在手机、笔记本电脑等消费级电子终端设备上实现大规模应用，并逐步向物联网、虚拟现实等应用场景渗透。

WiFi技术定义

WiFi（Wireless Fidelity）是一种将电子终端设备以无线方式互相连接的局域网通讯技术。WiFi技术基于IEEE 80211标准，该标准是由电气和电子工程师协会（IEEE）定义的无线局域网通信标准，通过定义一个媒体访问控制层（MAC）和数个物理层（PHY）规范标准为便携式、可移动终端设备建立局域网无线连接。

根据IEEE 80211标准的定义，WiFi网络架构可分为独立型基本服务集（Independent Basic Service Set）、基础结构型服务集（Infrastructure Basic Service Set）、网状基本服务集（Mesh Basic Service Set）以及扩展服务集（Extended Service Set）。WiFi技术具有短距传输、高速率等特点，率先在手机、笔记本电脑等消费级电子终端设备上实现大规模应用，并逐步向物联网、虚拟现实等应用场景渗透。

物联网无线传输技术

在物联网通信技术体系中，WiFi、蓝牙、Zigbee同属无线局域网技术，主要面向通信范围较小的场景，三类技术在传输速率、传输距离、功耗等方面存在差异。

国际WiFi联盟简介

国际WiFi联盟根据各类企业对产品认证的不同需求设置4个成员级别，不同级别成员需交付费用、享有权益各不相同。

国际WiFi联盟国际WiFi联盟（WiFi Alliance，WFA）成立于1999年，是负责WiFi技术应用产品认证及商标授权的国际组织。电气和电子工程师协会（IEEE）为WiFi技术创建IEEE 80211标准，但不负责测试、认证相关技术产品，国际WiFi联盟填补技术认证方面的空白，通过建立和执行WiFi相关产品认证标准，对技术相关产品的互 *** 作性、兼容性等进行测试、验证，以进一步推动WiFi技术规范应用。当相关技术产品通过国际WiFi联盟的测试后，产品的相关制造商、经销商即可获得授权，在产品上使用“WiFi CERTIFICATE”商标。国际WiFi联盟根据各类企业对产品认证的不同需求设置4个成员级别，不同级别成员需交付费用、享有权益各不相同，其中，面向大、中型企业的成员级别包括贡献者会员和实施者会员，面向小型企业的成员级别包括入门级参与者会员和入门级实施者会员。

WiFi行业产业链分析

中国分立器件领域8英寸晶圆制程整体落后于国际领先水平，并向后制中国WiFi行业产业链包括上游的芯片供应商、模组供应商，中游的路由器供应商、WLAN设备供应商，以及下游的消费级电子终端供应商、物联网应用服务商约着中国小信号分立器件设计能力的发展。

中国WiFi行业产业链

中国WiFi行业产业链包括上游的芯片供应商、模组供应商，中游的路由器供应商、WLAN设备供应商，以及下游的消费级电子终端供应商、物联网应用服务商。上游的芯片供应商为模组供应商提供WiFi芯片产品，模组供应商为中游的路由器供应商和WLAN设备供应商提供通讯设备模组产品。中游的路由器供应商和WLAN设备供应商为下游提供路由器、WLAN设备等无线网络设备产品。下游的消费级电子终端供应商、物联网应用服务商为最终用户提供基于WiFi技术的终端产品以及应用服务。

产业链上游分析

WiFi芯片市场高度集中，海外大型传统集成电路设计厂商占据主导地位，而伴随着WiFi 6标准的推广，头部厂商逐步加快推广WiFi 6芯片产品。

WiFi芯片市场状况：WiFi芯片市场集中度高，以海外厂商为主，博通、高通、Marvell、Celeno、Quantenna等头部厂商占据约80%市场份额。

WiFi芯片市场价格：WiFi芯片可分为终端设备芯片和网络设备芯片，其中，终端设备芯片市场平均单价区间约为5-10元，网络设备芯片市场平均单价区间约为20-30元。

WiFi芯片市场参与者：WiFi芯片市场参与者包括以博通、高通、Marvell、Celeno、联发科等为代表的大型传统集成电路设计厂商，和以乐鑫科技、南方硅谷、联胜德、新岸线等为代表的中小型集成电路设计企业。

WiFi芯片市场发展前沿：WiFi 6为最新WiFi技术标准，博通、高通、Marvell等WiFi芯片头部厂商逐步加快推广WiFi 6芯片产品。2019年，WiFi芯片市场发生多起芯片厂商收购事件，传统集成电路头部厂商通过收购WiFi芯片相关厂商打进WiFi产业链上游市场，为其在物联网应用市场的战略布局作铺垫。

WiFi产业链各环节厂商逐步向WiFi模组市场拓展，按照模组产品的应用特性可将WiFi模组厂商分为终端设备类厂商、芯片类厂商、物联网应用服务类厂商和网络设备类厂商。

WiFi模组市场状况：相比WiFi芯片，WiFi模组生产门槛更低，厂商数量众多，市场竞争更激烈，WiFi产业链各环节厂商逐步向WiFi模组市场拓展。

WiFi模组市场价格：WiFi模组可分为终端设备模组和网络设备模组，其中，网络设备模组市场平均单价区间约为40-60元。不同类型终端设备所采用的WiFi模组产品价格存在差别，其中，手机端WiFi模组市场平均单价区间约为5-20元，智能家居类终端设备WiFi模组市场平均单价区间约为15-45元。

WiFi模组市场参与者：按照模组产品的应用特性可将WiFi模组厂商分为终端设备类厂商、芯片类厂商、物联网应用服务类厂商和网络设备类厂商。终端设备类厂商典型代表包括华为、小米、三星等，芯片类厂商典型代表包括高通、博通、联发科等，物联网应用服务类厂商包括涂鸦智能、利尔达等，网络设备类厂商包括锐捷科技、华为、TP-Link等。

WiFi模组市场发展：现阶段，相比手机端WiFi模组，应用于智能家居、智慧城市等物联网场景的WiFi模组价格仍处于较高水平，仍有较大下降空间。

产业链中游分析

多家厂商推出支持WiFi 6标准的路由器产品，而该类产品定价高，主要面向游戏场景，无线速率达3,000Mbps以上。

WiFi路由器：信号传输重要设备

WiFi路由器可将有线网络信号转换为无线网络信号，为安装WiFi模组的手机、笔记本电脑、智能家电等终端设备提供信号传输功能。在中国市场中，WiFi路由器代表厂商包括TPLink、华为、小米、华硕、Netgear等。

多家厂商发布WiFi 6路由器产品

在WiFi 6技术标准应用推广步伐逐步加快的发展背景下，TP-Link、华为、小米、华硕、Netgear等多家路由器厂商推出支持WiFi 6标准的路由器产品以迎合市场发展需求，而从产品的发展情况分析，现阶段的WiFi 6相关路由器产品定价高，多采用4核芯片，主要面向游戏场景，无线速率均在3,000Mbps以上，其中，华硕GT-AX11000的速率可达11,000Mbps以上。伴随WiFi 6路由器应用规模进一步扩大，相关产品价格将趋于下降。

现阶段的WLAN设备市场以商用级产品为主，市场集中度高，新华三、锐捷网络、华为等WLAN设备头部厂商陆续推出基于WiFi 6标准的WLAN设备，市场竞争愈发激烈。

WLAN设备：WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网）指以无线电波为数据传输介质将计算机设备相互联通，构成资源共享的局域网络体系。构成WLAN网络的设备包括WLAN终端设备、AP（Access Point，无线接入点）、AC（Access Controller，无线控制器）、PORTAL服务器等。

WLAN设备产品及应用服务：WLAN设备厂商主要为用户提供AP和AC设备，并可为用户提供WLAN网络整体解决方案。WLAN设备产品及应用服务可分为商用级和消费级两个层级，而现阶段的WLAN设备市场以商用级产品为主，主要面向产业园区、机场、火车站等大型应用场景。

WLAN设备市场竞争格局：WLAN设备市场集中度高，思科、Aruba-HPE、Ubiquiti、ARRIS、华为占据全球市场约80%份额，而中国市场中，新华三、锐捷网络、华为、信锐技术、思科的市场份额约共达90%。在中国通信运营商2019年WLAN设备大型集中采购项目中，锐捷网络、新华三多次中标。

WLAN设备市场发展前沿：新华三、锐捷网络、华为等WLAN设备头部厂商陆续推出基于WiFi 6标准的WLAN设备，如锐捷网络的RG-AP880、华为的AirEngine系列等，头部厂商在WiFi 6 WLAN设备方面的竞争将愈发激烈，WLAN设备市场将保持高度集中的发展态势。

产业链下游分析

消费级电子终端是WiFi技术核心应用场景，但近5年来，以智能手机为代表的消费级电子终端市场规模逐步下滑，WiFi技术逐步向物联网应用场景渗透。

消费级电子终端是WiFi技术核心应用场景

手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端是WiFi技术核心应用场景，在消费级电子终端市场发展带动下，WiFi产业基础逐步建立。现阶段，市场中的多数智能手机、平板电脑、笔记本电脑产品均支持WiFi技术，其中，约50%的WiFi连接设备为智能手机。近5年来，中国智能手机出货量从2015年的46亿部下滑至2019年的37亿部，下滑趋势明显，对WiFi产业产生不利影响。伴随WiFi 6标准逐步推广，苹果、华为、三星、小米、vivo、OPPO等智能手机厂商逐步加快WiFi 6相关产品布局，以在竞争愈发激烈的智能手机市场中取得发展优势。

WiFi技术正重点渗透物联网应用场景

近5年来，伴随着消费级电子终端市场规模逐步下滑，WiFi技术逐步拓展应用市场，向智能家居、智慧城市、智能制造等物联网应用场景渗透，其中，WiFi技术在智能家居场景的应用推广步伐较快。WiFi技术具有短距传输、高速率等特点，能迎合智能家居场景的应用需求。除WiFi外，蓝牙、Zigbee等局域网技术亦是智能家居场景的常用无线传输技术，三种技术之间存在竞争关系。在中国市场中，基于WiFi技术的物联网应用服务商典型代表包括小米、欧瑞博、涂鸦智能、紫光物联网等。

市场规模

近5年来，在消费级电子终端设备市场发展步伐趋于滞缓的背景下，中国WiFi芯片市场规模有所下滑，预计未来5年，WiFi 6标准及物联网应用将带动WiFi芯片市场进一步增长。

中国WiFi芯片市场规模

现阶段，WiFi技术仍主要应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等传统消费级电子终端设备，WiFi芯片市场与消费级电子终端市场密切相连。近5年来，消费级电子终端设备市场规模呈现下滑趋势，以手机为例，中国手机出货量在2016年达到近5年来的顶峰，而2017-2019年，中国手机出货量逐年下滑，对WiFi芯片市场造成不利影响。按芯片销售额进行计算，中国WiFi芯片市场规模从2015年的1729亿元下滑至2019年的1680亿元。近两年来，智能家居、智慧城市等物联网领域对WiFi芯片产品需求愈发提升，中国WiFi芯片出货量有所回升。

WiFi芯片市场未来发展

WiFi 6芯片产品将成为主流：现阶段，支持WiFi 6标准的芯片产品出货量仍不高，而伴随着WiFi 6标准逐步应用推广，预计至2023年，支持WiFi 6标准的芯片在WiFi芯片总出货量中的占比有望达90%

物联网应用占比将逐步提升：在手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端出货量逐步下滑的背景下，WiFi技术将加快渗透至智能家居、智能制造等物联网应用场景，相关芯片应用占比将逐步提高。

新型应用场景将日益增多：除传统消费级电子终端和物联网应用外，WiFi技术在VR/AR、超高清视频等新型高速率应用场景亦具有高适用性，预计针对此类应用的WiFi芯片将在未来5年不断增多。

WiFi行业发展驱动因素

WiFi 6标准推动技术升级

WiFi 6标准通过引入OFDMA频分复用技术、MU-MIMO技术、BSS着色机制、TWT技术等技术实现升级发展。

WiFi技术每4-5年实现一次迭代升级，而最新的WiFi 6标准于2018年推出市场。在WiFi 6标准中，OFDMA频分复用技术、MU-MIMO技术分别在频率空间和物理空间上提供多路并发技术支持，显著提升网络整体性能与速度，降低网络时延，优化用户体验。BSS着色机制可降低同频道干扰，有效提升频谱资源利用效率。WiFi 6标准还通过引入TWT技术降低终端设备功耗，有利于WiFi技术在物联网领域进一步应用推广。

基于WiFi 6标准的多方位性能升级，支持WiFi 6标准的芯片、模组、路由器、无线AP、手机终端等产品市场需求日益提升，WiFi 6标准将推动WiFi行业进一步发展。

WiFi 6标准实现多方面性能提升：相比WiFi 4、WiFi 5等历代标准，WiFi 6标准在带宽、 设备连接数量、时延、功耗等多方面实现提升。WiFi最高调制从WiFi 5的256QAM提升至WiFi 6的1,024QAM，可在高密度用户环境下实现高速率、低时延网络传输。此外，WiFi 6标准还将每个频段的载波发送时间从Wi-Fi 5标准的32毫秒提升至128毫秒，有效降低丢包率和重传率。

WiFi 6标准相关产品不断增多：自WiFi 6标准发布以来，市场中的WiFi 6标准相关产品数量不断增多，有利于行业进一步发展。从市场产品情况分析，WiFi 6标准相关产品主要集中在芯片、模组、路由器、无线AP、手机终端等方面，其中，以无线AP和手机终端发展最为突出。在无线AP方面，华为、锐捷网络、新华三等厂商走在前列，而在手机终端方面，苹果、华为、三星、小米等手机大厂在WiFi 6手机产品方面的竞争亦愈发激烈。

智能家居应用市场快速扩张

WiFi是智能家居场景重要无线组网连接技术，在智能家居应用市场快速扩张的发展背景下，WiFi技术产业发展步伐日益加快。

中国智能家居市场快速扩张：在人工智能、物联网、云计算、大数据等智能技术赋能下，智能家居行业快速发展，相关产品数量增长迅猛。此外，伴随着中国居民人均可支配收入日渐提高，消费者对智能家居产品的消费能力亦不断提高，推动中国智能家居市场逐步扩张。中国智能家居市场规模从2015年的1,6544亿元增长至2019年的3,8762亿元，年复合增长率达237%。预测未来5年，消费者对智能家居的认知度将日益提升，智能家居产品普及度将逐步提高，智能家居市场规模将进一步扩张。

WiFi是智能家居场景重要无线组网连接技术：WiFi技术具有高速率、高宽带、安全可靠等突出优点，可满足智能家居应用需求，是智能家居场景重要无线组网连接技术。根据中国智能家居产业联盟数据，2018年，WiFi在中国智能家居行业组网连接技术体系中的应用占比达194%，为智能家居场景第二大无线传输技术。得益于中国智能家居市场快速发展，应用WiFi技术的智能家居设备数量不断增长，WiFi产业发展步伐日益加快。

中国WiFi行业发展风险因素

中国WiFi行业发展风险主要体现在需求端和技术应用端：在需求端，智能手机出货量趋于下滑不利于WiFi产业发展；在技术应用端，WiFi面临其他物联网通信技术竞争风险。

需求端风险：智能手机出货量趋于下滑

手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端是WiFi技术的核心应用市场，其中，约50%的WiFi连接设备为智能手机。中国智能手机出货量在2016年达到近5年来的顶峰后逐渐下滑，从2016年52亿部下降至2019年的37亿部，下滑趋势明显。作为下游应用需求端的核心代表，智能手机市场逐渐萎缩对WiFi产业链上、中游发展带来明显发展风险，行业发展压力加大。

技术应用端风险：其他物联网通讯技术竞争风险

在传统消费级电子终端市场发展步伐趋于滞缓的背景下，WiFi技术逐步转移目标应用市场，正重点渗透物联网应用场景。在物联网应用场景中，WiFi技术面临来自NB-IoT、LoRa、Zigbee等无线传输技术竞争。相比NB-IoT、LoRa等技术，WiFi技术在功耗、连接设备数量等方面处于劣势。此外，WiFi模组价格下滑幅度小于其他技术模组产品，不利于其在物联网领域进一步应用推广。

中国WiFi行业相关政策法规分析

中国政府发布的多部重要产业规划均对无线通信、无线局域网技术提出相关发展要求及指引，有力推动WiFi行业进一步发展。

2016年7月，中共中央、国务院发布《国家信息化发展战略纲要》，提出要统筹国家现代化建设需求，实现信息基础设施共建共享，协调频谱资源配置，科学规划无线电频谱，提升资源利用效率，该政策内容有利于中国频谱资源规范化配置，使WiFi技术在稳定频谱环境下运作。2019年2月，中共中央、国务院发布《粤港澳大湾区发展规划纲要》，提出要推动珠三角无线宽带城市群建设，实现免费高速无线局域网在大湾区热点区域和重点交通线路全覆盖，实现城市固定互联网宽带全部光纤接入，WiFi作为无线局域网重要技术之一，将在粤港澳大湾区逐步推广应用。

中国WiFi行业发展趋势

WiFi 6将与5G技术形成互补共存关系

5G和WiFi 6均应用MIMO相关技术，同具有高速率、低时延等突出优势，而两者的技术本质和应用优势各不相同，5G将重点面向户外场景，WiFi 6将重点面向户内场景。

5G和WiFi 6为通讯领域两大前沿技术，两种技术同具有高速率、低时延等优势，均可应用于物联网、虚拟现实、超高清视频等应用领域。而从两种技术的本质特性分析，5G为广域网授权频谱技术，重点面向户外应用场景，WiFi 6为局域网非授权频谱技术，重点面向户内应用场景，两者的应用优势各不相同。WiFi 6可改善5G通信在户内场景穿透性差、覆盖率低、功耗高等问题，5G可改善WiFi 6在户外场景无法实现大量设备远距传输的问题，两者将逐步形成互补共存关系。

新兴应用场景不断增多

伴随着WiFi 6标准逐步应用推广，WiFi网络的高速率、低时延、低功耗等性能优势将更加突出，应用WiFi网络的新兴应用场景不断增多。

相比WiFi 4、WiFi 5等历代WiFi技术标准，WiFi 6在带宽、网络速率、网络时延、功耗等方面实现提升，从而进一步拓展WiFi技术应用场景。从WiFi技术的应用发展情况分析，第一阶段以手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端为驱动，第二阶段以智能家居、智慧城市等物联网应用为驱动，第三阶段以虚拟现实、超高清视频应用等新一代高速率应用为驱动，而在WiFi 6技术标准发展推动下，WiFi技术向第三阶段迈进的步伐日益加快。

中国WiFi行业市场竞争格局

中国WiFi芯片厂商的发展水平与海外头部厂商相比有较大差距，仍需进一步提高，而WiFi 6为现阶段行业发展关键竞争点，WiFi 6相关网络设备、终端设备产品将不断增多。

中国厂商在WiFi芯片环节参与度最低：WiFi芯片市场集中度高，以海外厂商为主，中国厂商在WiFi芯片环节的参与度最低。在中国芯片厂商中，乐鑫科技在WiFi MCU芯片方面逐渐积累优势，华为在最新发布的AX3 WiFi路由器中应用其自研的凌霄系列芯片，中国厂商的发展步伐日渐加快，但和海外头部厂商相比仍有较大差距。

WiFi 6为现阶段行业发展关键竞争点：WiFi产业链各环节厂商陆续研发支持WiFi 6标准的产品，WiFi 6为现阶段行业发展关键竞争点。近两年来，支持WiFi 6标准的WLAN设备、路由器、手机终端产品受到市场高度关注，而在WiFi 6相关产品方面走在前列的厂商包括华为、小米、锐捷网络等。华为在路由器、WLAN设备、手机终端等方面均布局WiFi 6相关产品，其中以AirEngine系列WLAN设备发展最突出。小米在WiFi 6路由器、手机终端、智能家居设备等方面走在前列。

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随着网络技术飞速发展，网速已不再是传输的瓶颈，UDP协议以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP，如网页浏览、流媒体、实时游戏、物联网。

1网速的提升给UDP稳定性提供可靠网络保障

CDN服务商Akamai（NASDAQ: AKAM）报告从2008年到2015年7年时间，各个国家网络平均速率由15Mbps提升为51Mbps，网速提升近4倍。网络环境变好，网络传输的延迟、稳定性也随之改善，UDP的丢包率低于5%，如果再使用应用层重传，能够完全确保传输的可靠性。

2对比测试结果UDP性能优于TCP

为了提升浏览速度，Google基于TCP提出了SPDY协议以及>

Google采用QUIC后连接速率能有效提升75%。
Google搜索采用QUIC后页面加载性能提升3%。
YouTube采用QUIC后重新缓冲次数减少了30%。

3TCP设计过于冗余，速度难以进一步提升

TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程以及重传策略。由于TCP内置在系统协议栈中，极难对其进行改进。

4UDP协议以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP

41 网页浏览

使用UDP协议有三个优点 ：

能够对握手过程进行精简，减少网络通信往返次数；

能够对TLS加解密过程进行优化；

收发快速，无阻塞。

42 流媒体

采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延迟会越来越大。基于UDP的协议如WebRTC是极佳的选择。

2010年google 通过收购 Global IP Solutions，获得了WebRTC（网页实时通信，Web Real-Time Communication）技术，用于提升网页视频速率。

43 实时游戏

对实时要求较为严格的情况下，采用自定义的可靠UDP协议，比如Enet、RakNet（用户有sony online game、minecraft）等，自定义重传策略，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成的影响。
采用UDP的经典游戏如FPS游戏Quake、CS，著名的游戏引擎Unity3D采用的也是RakNet。

44 物联网

2014年google旗下的Nest建立Thread Group，推出了物联网通信协议Thread，完善物联网通信。

采用UDP有3个关键点：

网络带宽需求较小，而实时性要求高；

大部分应用无需维持连接；

需要低功耗。

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