一文看懂国产蓝牙芯片

电子工程世界 2021-01-25
蓝牙芯片是一种集成蓝牙功能的电路集合,应用场景包括音频传输、数据传输、位置服务和设备网络;蓝牙设备由蓝牙主机和蓝牙模块组成,用于短距离无线通信。

蓝牙芯片定义:蓝牙芯片是一种集成蓝牙功能的电路集合,用于短距离无线通信,其应用场景包括音频传输、数据传输、位置服务、设备网络。

蓝牙芯片分类:根据蓝牙传输标准划分,蓝牙芯片可分为经典蓝牙芯片及BLE(低功耗蓝牙)。

①经典蓝牙芯片采用SBC编码格式,常被用于传输音频、文件等场景,功耗较高。

②BLE芯片采用LC3编码格式,常被用于设备匹配、数据同步、定位等场景,具有低功耗及低延迟优势。

蓝牙设备系统架构:蓝牙设备由蓝牙主机和蓝牙模块组成。(1)蓝牙模块包括无线射频单元、基带与链路控制单元、链路管理单元、主机控制器和蓝牙音频五个功能模块。(2)蓝牙主机包括主机控制接口、高层协议和应用程序三个功能模块。

蓝牙设备的系统架构


1、蓝牙主机
应用程序:包括文件传输、网络、局域网范围等应用程序

高层协议:包括对象交换协议、无线应用协议和音频协议,使符合该规范的各种应用之间实现数据交换

主机控制接口:提供控制链路管理单元、基带与链路控制单元、状态寄存器等硬件功能的指令分组格式,以及进行数据通信的数据分组格式。

2、数据、指令传输
蓝牙音频
主机控制器:具有主控制接口功能的蓝牙器件,通过对基带命令、链路管理器命令、硬件状态寄存器、控制寄存器和事件寄存器的访问,实现蓝牙硬件HCI指令。

链路管理单元:负责管理蓝牙设备之间的通信,完成链路的建立、验证、配置等操作。
基带与链路控制单元:负责将射频信号与数字、语音信号的转化,实现基带协议和其他的底层连接规程。

无线射频单元:负责数据、语音的发送与接收。

3、蓝牙模块

4、蓝牙设备

蓝牙芯片分类


经典蓝牙芯片支持音频传输,常应用于无线耳机、智能音箱、车载音箱等音频传输设备。BLE芯片常用于非音频数据传输,核心应用领域为数据传输、位置服务及设备网络。

蓝牙模块定义及分类


蓝牙模块是一种集成蓝牙功能的芯片基本电路集合。蓝牙模块通过无线连接将固定和移动信息设备组成个人局域网,实现设备之间无线互连通信。

按功能划分,蓝牙模块可分为蓝牙数据模块、蓝牙音频模块、语音与数据复合的SoC。
(1)蓝牙数据模块实现无线数据传输;
(2)蓝牙音频模块实现语音和立体声音频的无线数据传输;
(3)语音与数据复合的SoC可同时实现语音、数据传输。根据应用和支持协议划分,蓝牙模块分为经典蓝牙模块(BT模块)和低功耗蓝牙模块(BLE模块)。

经典蓝牙模块:泛指支持蓝牙协议在4.0以下的模块,用于数据量比较大的传输,如:语音、音乐、视频等。

低功耗蓝牙模块:指支持蓝牙协议4.0或更高的模块,具有低成本及低功耗特点。低功耗蓝牙模块应用于实时性要求较高、数据速率较低的产品,如:鼠标、键盘等遥控类 设备,心跳带、血压计、温度传感器等传感类设备。


产业链分析


上游行业集中度高,蓝牙芯片厂商对设计工具、晶圆制造、封装测试的海外企业依赖度高;下游用户对蓝牙芯片的集成度、方案整体成本及实现难易程度关注度较高。

中国蓝牙芯片行业由上游基础资源提供商,中游蓝牙芯片厂商及下游用户构成。上游市场主体为设计工具供应商、晶圆制造厂商和封装测试厂商等基础资源提供商,为中游 蓝牙芯片厂商提供EDA软件产品、芯片IP授权、晶圆制造服务和封测服务。中游市场主体为蓝牙芯片厂商,负责为下游用户提供经典蓝牙芯片、BLE芯片等产品及服务。产业链下游市场由蓝牙芯片产品需求方构成,需求方包括手机、音频、IT、汽车、医疗设备、智能穿戴、地图导航等企业用户。

产业链上游分析


蓝牙芯片硬件成本占据90%;中国本土EDA企业对工艺理解程度较低,难以满足蓝牙芯片厂商对先进EDA工具的需求,2018年其市占率低至5%

成本分析
蓝牙芯片成本包括软件成本(10%)和硬件成本(90%)。在硬件成本层面,蓝牙芯片厂商的议价能力与蓝牙芯片产品的生产规模为负相关关系。蓝牙芯片厂商的蓝牙芯片封装测试产品量越高,蓝牙芯片厂商的平均硬件成本下降。
EDA开放工具

EDA行业竞争格局

EDA行业竞争概述
2018年Cadence、Synopsys和Mentor Graphics三大EDA企业占全球市场的份额达70%。

全球EDA行业高度集中。2018年Cadence、Synopsys和Mentor Graphics三大EDA企业占全球市场的份额达 70%。其中,Synopsys是全球最大的EDA企业,2018年的市场份额已达到32.1%;Cadence仅次于Synopsys, 2018年市场占有率为22.0%。

中国本土EDA企业竞争实力较弱,蓝牙芯片厂商对海外EDA企业的依赖度高。

2018年,Cadence、Synopsys和Mentor Graphics三家企业占据中国EDA销售额的95%,华大九天、芯禾科技 等国产EDA企业仅占5%左右。由于对晶圆制造工艺理解程度不足,中国本土EDA企业的产品实力与海外企业具有较大差距,市场竞争力较弱,导致中游蓝牙芯片厂商在使用EDA工具时优先选择海外企业。

中国本土EDA企业与三巨头的差异
Cadence、Synopsys和Mentor Graphics在新工艺开发阶段与全球领先的晶圆制造厂商进行全方位合作,对晶圆制造工艺理解程度深。

中国本土EDA企业只在蓝牙芯片工艺开发后获得部分数据,无法接触晶圆制造的先进工艺核心部分,难以针对先进工艺设计改良EDA软件。

中国本土EDA企业劣势
中国半导体生态尚未成熟,中国本土EDA企业难以与工艺结合创新PDK(工艺设计套件),满足市场需求。

中国本土EDA企业未来可发展方向
中国本土晶圆制造厂商提高自身的制造技术,同时中国本土EDA企业加强与全球先进晶圆制造厂商合作,提高核心技术竞争力。

2018年以来,中国大陆地区晶圆制造厂商加快集中扩张步伐,蓝牙芯片厂商对中国大陆以外的晶圆制造依赖度有望降低。

晶圆制造
自2018年始,中国大陆地区晶圆制造厂商加快集中扩张步伐,包括华虹半导体等晶圆制造厂商投资多条8英寸及12英寸产线,集中于特色工艺。中国大陆地区晶圆制造厂商 积极拓展特色工艺产线,有望降低中国国内芯片企业对海外及中国台湾地区晶圆制造的依赖度。

晶圆制造行业集中度较高。2019年全球前十大晶圆制造厂商(台积电、三星、格罗方德、联电、中芯国际、高塔半导体、华虹半导体、世界先进、力积电、东部高科)合计营收占全球晶圆制造市场规模的比例90%。

在全球前十大晶圆制造厂商中,仅有三星为IDM模式,拥有自身的封测产线。部分晶圆制造厂商在原有基础业务上向封测领域延伸,如台积电于2014年始,积极推出封测 技术解决方案:InFO(Integrated Fan-Out)、CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)。
全球晶圆制造代工行业市场分布及典型厂商分析
典型晶圆制造厂商概况
台积电在原有晶圆制造业务上向封测领域拓展
台积电于2014年始,积极推出封测技术解决方案:InFO(Integrated Fan-Out)、CoWoS (Chip on Wafer on Substrate)。

在全球前十大晶圆制造厂商中,仅有三星为IDM模式
IDM模式有设计与制造环节紧密结合的优势,三星可根据客户需求进行高效的特色工艺定制。

蓝牙芯片厂商对中国大陆以外的晶圆制造依赖度有望降低
中芯国际为中国大陆规模最大、工艺较高的晶圆制造厂商,其N+1工艺较14nm性能提升20%,功耗降低57%,逻辑面积缩小63%,SoC面积缩小55%,接近台积电7nm工艺。

2019年,中国封装测试行业平均销售毛利率为25.9%;蓝牙芯片对先进封装技术的需求将进一步释放,中国封测行业向产品附加值更高的高级封测升级。

封装测试
2019年封装测试行业平均销售毛利率达25.9%封测主要分为两部分:(1)进入封装前的晶圆测试,主要测试电性;(2)封装完成后的成品测试,目的是检验IC功能、电性以及散热功能的正常运作。根据Gartner统计,封装环节占整体封测市场份额的80-85%,测试环节占比约为15-20%。2019年,中国封装测试行业平均销售毛利率为25.9%。

中国封装企业业务以传统封装为主,先进封装技术营收比重较低
从技术层面分析,中国封测企业业务主要以传统封装为主。部分中国封测企业通过海外并购快速积累先进封装技术,先进封装技术已与海外厂商同步,BGA、TVS、 WLCSP、SiP等先进封装技术已实现量产,但先进封装产品的营收在总营收的占比仍与中国台湾及美国封测巨头企业存在一定差距。2018年中国封测四强(长电、通富、华天、晶方)的先进封装产值约110.5亿元,约占中国先进封装总产值的21%,其余中国大陆封测企业及在大陆设有先进封装产线的外资企业、台资企业的先进封装产值约占79%。

中国封测行业应向产品附加值更高的高级封测升级
5G技术的快速发展将推动AI、物联网、智能汽车等新兴应用市场。此类新兴应用对蓝牙芯片等电子硬件提出更高的要求:高性能、高集成、高速度、低功耗、低成本。先进封装技术是解决蓝牙芯片等电子硬件各种性能需求和复杂结构集成需求的最佳选择。未来,蓝牙芯片对先进封装技术的需求将进一步释放。

此外,传统封测行业由于技术壁垒低、同业竞争激烈,利润空间极小,未来中国封测行业向产品附加值更高的高级封测升级。

产业链中游分析


90%以上的蓝牙芯片厂商的经营模式为Fabless模式;由于中国BLE尚处于发展初期,蓝牙芯片厂商的BLE产品的蓝牙版本多数为4.2及以下。

90%以上的蓝牙芯片厂商的经营模式为Fabless
蓝牙芯片厂商的经营模式分为IDM模式和Fabless模式。其中90%以上的蓝牙芯片厂商的经营模式为Fabless模式。

在Fabless模式下,以博通集成、恒玄科技为代表的蓝牙芯片厂商聚焦设计、研发和销售业务,将晶圆制造、封装测试等环节委托给晶圆制造厂商和封装测试企业完成。

中国本土蓝牙芯片厂商集中于低端BLE市场
BLE具有峰值电流低、功耗小、工作周期短等优势,激发各类型厂商纷纷布局。但由于中国BLE尚处于发展初期,蓝牙芯片厂商的BLE产品与海外蓝牙芯片厂商的性能相比,仍具有较大差距,其蓝牙芯片产品的版本多数为4.2及以下。

2018年始,部分蓝牙芯片厂商开发具有蓝牙Mesh和室内定位等功能的单模蓝牙透传芯片,开始着力发展高端BLE产品。如桃芯科技自主研发蓝牙5.0芯片,应用于智能家居、消费电子、移动设备等场景。
Fabless模式
优点:
•只负责芯片的电路设计与销售,将生产、封装测试等环节外包
•资产结构较轻,初始投资规模小
缺点:与IDM相比无法与工艺协同优化,因此难以完成指标严苛的设计

IDM模式
优点:
•IDM模式不存在工艺流程对接问题,新产品从开发到面市的时间较短
•大多数IDM具有自主IP开发部门,技术开发能力强
缺点:IDM模式整体投入成本高,且对市场敏感度低

90%以上的中国本土蓝牙芯片厂商的经营模式为Fabless模式

产业链下游分析


由于蓝牙芯片以系统级方案销售,用户对蓝牙芯片的集成度、方案整体成本及实现难易程度关注度较高;至2022年,将有14.8亿个物联网终端设备释放蓝牙芯片需求量。

2019年,音频传输领域对蓝牙芯片的需求量为11亿个
蓝牙芯片应用领域包括计算机、多媒体、汽车、消费电子。智能手机、平板电脑、蓝牙音箱、蓝牙耳机等消费类电子市场快速发展,释放大量蓝牙芯片需求,推动蓝牙芯 片行业发展。

2019年,音频传输蓝牙芯片解决方案出货量为11亿个;其次为数据传输蓝牙芯片解决方案,出货量为8亿个。

BLE应用方案整体成本是下游用户的关注重点
多数蓝牙芯片以SoC形式存在,但在实际应用中,蓝牙芯片需形成系统级方案或同时配套其他零部件向用户提供蓝牙芯片产品及服务。因此用户在选购蓝牙芯片时,会考虑蓝牙芯片片集成度、应用方案整体成本及方案实现的难易程度。
物联网市场增量空间大,且对蓝牙芯片的功耗及组网能力要求日益严格
物联网、车联网、人工智能等新兴应用领域的拓展和深化,智能家居、智慧楼宇、智慧城市和智能工业等领域对蓝牙芯片的需求逐步释放,进而带动蓝牙芯片出货量增长。

物联网终端设备市场对蓝牙芯片的需求量及需求特征
智能家居设备的蓝牙芯片需求特征
•低功耗 
•高传输速度
•远传输距离
•高安全性
•多元化传输功能
智慧城市设备的蓝牙芯片需求特征
•低功耗 
•高传输速度
•远传输距离 
•高兼容性
•高安全性
•多元化传输功能
智能工业设备的蓝牙芯片需求特征
•低功耗
•高传输速度
•高安全性
•强可靠性
智慧楼宇设备的蓝牙芯片需求特征
•强可靠性 
•高兼容性
•高安全性

蓝牙终端设备市场规模


2015年至2019年期间,中国蓝牙终端设备出货量稳步提升,未来伴随蓝牙芯片在各领域渗透率持续提升,预计至2024年蓝牙终端设备出货量将达74.4亿个。
2015年至2019年期间,蓝牙芯片在音频传输、数据传输、位置服务及设备互联领域的渗透率持续上升,推动蓝牙终端设备由2015年的30.1亿个增长至2019年的49.0亿个。

手机与电脑
至2024年,70%的电脑外设(键盘、鼠标、扬声器、耳机等)将基于蓝牙技术实现标准化,进而带动蓝牙终端设备出货量增长。至2024年,18亿部智能手机将通过蓝牙技术,实现室内导航、寻物等位置功能。此外,受益于Mesh技术的日渐成熟,智能手机将至2024年实现100%支持经典蓝牙及BLE协议。

音频及娱乐设备
便捷式无线扬声器、TWS耳机和智能音箱的市场规模快速增长,意味着消费者对蓝牙无线音频设备的接受度较高。预计至2024年,近97%的扬声器采用蓝牙技术,从而推动蓝牙音频终端设备出货量增长。

互联设备
受益于物联网技术的日渐完善与成熟,越来越多的设备成为互联网设备。而蓝牙芯片可实现短距离无线通信,可助力任何设备实现互联。随着蓝牙5.0和Mesh技术的成熟,长距离的设备可实现互联,智能手表、智能手环、位置服务等蓝牙终端互联设备出货量将进一步增长。

汽车设备
蓝牙技术具有短距离无线通信功能,2019年超过50%的新车将蓝牙技术作为出厂标配。伴随蓝牙技术的迭代更新,蓝牙技术与汽车门锁、车载娱乐等模块深度融合发展,至2024年将有85%以上的新车采用蓝牙技术。

中国蓝牙芯片行业驱动因素


无线连接渐成趋势,蓝牙综合优势凸显

中国网民规模及互联网普及率稳定提升,为网络应用发展奠定良好基础;伴随数据传输场景日益丰富,无线传输渐成趋势。

中国网民规模及互联网普及率稳定提升,为网络应用发展奠定良好基础
自2019年起,中国政府多措并举推动互联网信息技术的快速发展,互联网发展取得显著成就,同时智能终端的迅速普及带动中国网民规模持续增长。截至2020年3月28 日,中国网民规模为9.0亿,较2018年底新增网民4,508万人,互联网普及率达64.5%,较2018年底提升4.9个百分点。

数据传输场景日益丰富,无线传输渐成趋势
通信技术持续升级,传输内容及形式日渐丰富,从最初的文字、图片发展至视频传输,同时传输场景由人与人、人与物拓展至物与物的数据传输。伴随数据传输形式及场景的多元化,互联网用户对网络传输要求不断提高,无线传输基于其便捷、成本可控及扩展性强等方面的优势逐渐成为数据传输的主要形式。

无线传输通信技术优势
数据场景丰富对无线通信技术的需求增长。

无线传输技术基于便捷、成本可控及扩展性强优势,成为数据传输的主要形式。
蓝牙是最主要的局域网无线通信方式之一,适合覆盖距离在300米以内、数据传输量较小的通信,在局域网中应用优势凸出

蓝牙在局域网无线通信技术中应用优势较凸出
根据传输距离和通信协议的不同,无线通信技术主要分广域网和局域网。
•广域网无线通信技术包括GPRS、LoRa、NB-IoT等,有效传输距离在公里级。
•局域网无线通信技术包括NFC、IrDA、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、Z-Wave、UWB、RFID、Lifi等,传输一般在0-300米,其中蓝牙是最主要的局域网(短距离)无线通信方式之一,适合覆盖距离在300米以内、数据传输量较小的通信。
NFC:用于近场识别与通讯,应用领域受限。

ZigBee:可实现Mesh组网,在大规模联网设备控制方面具有优势,但与智能手机连接需额外网关。

Wi-Fi:传输速度快、可与互联网实现无缝连接,但功耗较高、应用开发难度较高。

蓝牙:在传输距离(最大可达300米)、功耗(分别可实现10mA和数uA级别的工作和待机功耗)、成本、效率和安全性上均具有较大的优势。

Mesh组网为蓝牙芯片应用提供技术支撑


Mesh组网技术无需网关,可直接与智能终端通信,满足物联网的连接需求;低功耗蓝牙基于Mesh组网技术实现大规模的物联网连接,推动网络辐射面积扩大。

蓝牙标准持续升级,为加速移动终端设备联网化提供技术支撑
1998年蓝牙技术联盟(SIG)成立,负责制定和维护蓝牙技术标准,至今蓝牙技术标准由1.1版本升级至5.1版本。2010年蓝牙4.0标准发布,蓝牙4.0引入了低功耗模块, 蓝牙功耗降低90%以上。蓝牙5.0攻克蓝牙传输速度和传输距离的难题,进一步降低功耗,为加速移动终端设备联网化提供技术支撑。
Mesh组网技术助力低功耗蓝牙实现大规模物联网连接

2017年蓝牙技术联盟(SIG)正式批准Mesh组网技术,低功耗蓝牙可正式应用Mesh组网技术实现大规模的物联网连接。Mesh组网技术是独立的网络技术,兼容4.0及5.0蓝牙标准,将蓝牙设备作为信号中继站,利用低功耗蓝牙广播的方式进行信息收发,可实现多对多设备通信,从而推动网络大面积覆盖。

此外,Mesh组网技术无需网关,可直接与智能终端通信,满足物联网的连接需求,在工业物联网、智慧城市、智能建筑等领域具有凸出的应用优势。2019年阿里巴巴、小米等用“蓝牙Mesh”作为智能家居通信协议。

中国蓝牙芯片行业政策分析


国家助力蓝牙芯片创新发展

2014年6月,国务院发布《国家集成电路产业发展推进纲要》,提出中国集成电路行业发展15年目标,推动集成电路行业发展,该政策利好蓝牙芯片行业发展。

自“十二五”以来,国家强调集成电路行业为中国核心技术行业,推动集成电路制造装备的自主研发,鼓励集成电路企业向集成电路设计企业转型,满足国内集成电路市场需 求,提高中国集成电路行业在国际市场的竞争力。国家在税务、投融资、研究开发、生产线建设等领域为集成电路行业出台利好政策。蓝牙芯片行业作为集成电路行业细分 领域,在近十年中国对集成电路行业利好政策相继颁布实施中得到大力扶持,蓝牙芯片行业将快速发展。
自2011年,国家各部委相继出台集成电路利好政策,完善集成电路标准体系,推动集成电路行业产业链建设,提高中国芯片行业国际竞争力

中国蓝牙芯片行业发展趋势


本土厂商打破高端蓝牙芯片市场垄断局面
中国蓝牙芯片行业参与者多集中在低端蓝牙芯片市场,高端蓝牙芯片产品由欧美蓝牙芯片大厂垄断,以桃芯科技为代表的中国本土企业打破垄断,布局高端蓝牙芯片市场。

Nordic、Dialog等欧美厂商垄断高端蓝牙芯片市场
目前,中国蓝牙芯片行业参与者众多,但多数参与者缺乏深厚的技术积累,因此中国本土蓝牙芯片厂商集中在低端蓝牙芯片市场,利润空间较小。中国本土低端蓝牙芯片供 应商通过购买CEVA协议栈,或采用CEVA成熟IP,针对国际大厂产品做兼容,协议栈的兼容性以及应用层的经验不多。高端蓝牙芯片产品由欧美蓝牙芯片大厂垄断,代表性企业包括Nordic、Dialog、TI、ST、Cypress、Silicon Lab等,该类企业技术及资源实力雄厚,且具有先发优势,在全球低功耗蓝牙芯片市场份额占据较高的市场份额,企业平均毛利率在45%以上。

部分蓝牙芯片厂商将依托技术及产品优势布局高端蓝牙芯片市场,有望打破中国高端蓝牙芯片市场被欧美厂商垄断局面

为打破高端蓝牙芯片市场垄断局面,部分中国本土蓝牙芯片厂商积极布局高端蓝牙芯片市场,如中国物联网终端芯片和解决方案提供商桃芯科技,对标国外厂商,重点发力 蓝牙芯片在物联网领域的应用。桃芯科技自主研发基于自主协议栈通信技术的低功耗蓝牙芯片ING91800,使用台积电40nm ULP eFlash先进工艺,桃芯科技依托技术及产品优势布局高端蓝牙芯片市场。
桃芯科技的芯片技术优势
自主知识产权的BLE 5协议栈IP以及超低功耗技术
桃芯拥有自主的蓝牙5协议栈,包括蓝牙5.0的底层协议 LINK Controller IP(软件+硬件)技术、蓝牙5.0高层协 议Host Controller IP(软件)技术、及蓝牙5.0应用层协 议、自组网MESH等IP技术

SoC超低功耗技术
桃芯的蓝牙5.0芯片使用DPVFS动态电源/电压/时钟控制,拥有8种节能模式、16种工作模式;内置PMU,区域独立电源和自动切换技术确保了芯片的极低功耗;此外芯 片采用TSMC 40nm ULP eFlash先进制程进一步降低了 芯片功耗

BLEA标准颁布将释放安卓TWS厂商生产力


蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)推出BLEA标准,BLEA标准的颁布打破苹果TWS专利封锁,解决TWS耳机双耳直连的标准和兼容性问题,将释放安卓TWS厂商生产力

苹果TWS专利封锁,影响TWS耳机内置蓝牙芯片需求释放
TWS耳机是蓝牙芯片的重要应用场景。早期蓝牙标准不支持无线多路直连,无法实现双耳同步传输,普通蓝牙耳机仅能实现一对一连接,苹果采用Snoop监听模式,在一只耳机进行蓝牙音频传输时,另一只耳机利用它们之间的私有协议对其进行监听,达到1对2连接的目的。由于苹果对监听模式进行专利封锁,早期安卓TWS厂商主要采用relay转发模式,将音频从手机传至左耳设备,再由左耳转发至右耳,但该方案存在诸多劣势,例如(1)音频传输过程较长造成连接不稳定;(2)延迟问题严重;(3)接受音频传输的主用耳机的电池功耗显著高于辅用耳机。安卓TWS厂商受限于技术实力,TWS耳机产品音频传输体验亟待提升。

BLEA标准改善音频传输体验,释放安卓TWS厂商生产力
2020年1月7日,蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)推出蓝牙音频技术标准——BLEA,BLEA标准基于低功耗蓝牙芯片,支持蓝牙5.1标准和下一代低功耗的ISOC(isochronous)架构。BLEA标准采用全新的高音质、低功耗音频解码器LC3,拥有超低功耗,支持多重串流音频(Multi-Stream Audio),同时支持广播音频技术,极大优化蓝牙传输效率,或能进一步缩小无线耳机的体积,可为TWS耳机产品带来创新芯片解决方案和新功能,有助于加速TWS耳机行业的普及。

BLEA标准采用多重串流音频技术,可实现无线多路直联,单一音频输出设备与一个或多个音频接收设备之间,可同步进行多重且独立的音频串流传输。BLEA标准的颁布打破苹果TWS专利封锁,解决TWS耳机双耳直连的标准问题和兼容性问题,为安卓TWS厂商提供标准化的TWS耳机开发方式,有助于释放安卓TWS厂商的生产力。预计至2024年中国TWS出货量突破1.5亿副,销售规模达105.9亿美元。

中国蓝牙芯片行业风险分析


技术研发风险、上游垄断风险及市场风险

中国蓝牙芯片行业面临技术研发风险、市场需求增长放缓、产业链上游垄断,将制约行业的发展速度,影响行业国际竞争力

蓝牙技术新标准公布,企业面临研发风险
2020年1月7日,蓝牙技术联盟推出基于BLE的新一代蓝牙音频技术标准——LE audio(以下简称BLEA)。新技术推出推动蓝牙芯片行业发展,带来新一轮蓝牙产品市场洗牌。蓝牙芯片设计厂商需要投入研发资金以确保行业领先地位,抢占市场份额,但由于技术研发升级存在不确定性,若研发周期延长导致研发成本上升,蓝牙芯片厂商会面临资金短缺、经营困难等风险。

中游蓝牙芯片产商面临产业链上游垄断风险
90%以上的中国蓝牙芯片厂商经营模式为Fabless模式,在该模式下厂商专注于芯片设计、研发与销售,将芯片制造、封装测试等环节外包至产业链上游厂商。从短期来看,产业链上游晶圆制造业集中度较高,头部厂商占据主要市场份额,掌握对中游蓝牙芯片厂商议价权。

从长期来看,“高集成度、高算力、低耗能”是蓝牙芯片行业发展大趋势。由于中国大陆芯片制造行业先进制程与国际领先水平有明显差距,中国大陆难以迅速赶超国际领先水平,中国蓝牙芯片厂商将高度依赖非中国大陆芯片制造工厂代工,议价能力降低。蓝牙芯片厂商面临产业链上游垄断风险,难以控制外包成本,经营风险上升,发展速度或将减缓。

蓝牙芯片行业短期市场需求增长放缓
2020年,5G通信技术在中国、美国、韩国、日本等全球主要国家及地区实现规模商用。民用5G由于资费价格较高,若普及速度不及预期,预计在未来2-3年内4G服务仍占据市场主要份额。搭载5G通信技术的3C产品市场需求未能实现井喷式增长,蓝牙芯片行业供应链下游3C产品制造商调整产品供给,影响蓝牙芯片短期需求量。此外,中国汽车产销量自2018年起连续两年下降,2020年受疫情影响,汽车产销量预计持续下行,进而导致车载电子对蓝牙芯片市场的需求降低。

中国蓝牙芯片行业竞争格局


竞争格局概述

在全球BLE市场中,海外BLE芯片厂商凭借先发优势,营收比重较高,其中Nordic占比为40%,位居第一名。

在全球BLE市场中,海外BLE芯片厂商凭借先发优势,营收比重较高
从营收规模层面分析,Nordic、Dialog、TI三家海外BLE芯片厂商共计占全球BLE芯片市场份额比例为61%,其中Nordic占比为40%,位居第一名。泰凌微占全球BLE芯片市场份额比例为8%,占据第四名。

Nordic于2012年发布第一代超低功耗蓝牙nRF51系列,于2015年推出nRF52系列低功耗芯片,并将nRF51与nRF52系列产品的蓝牙版本升级至5.0及以上,凭借技术优势抢占BLE芯片市场份额。

泰凌微为中国首家BLE厂商,于2014年量产第一代低功耗蓝牙芯片,于2016推出多模低功耗蓝牙芯片。泰凌微的低功耗芯片主要用于智能照明和可穿戴设备领域,营收规模分别位居中国BLE芯片市场第一名、全球BLE芯片市场第四名。
中国蓝牙芯片行业参与者包括海外厂商、传统集成电路企业、初创企业;初创企业以垂直化产品进入市场,技术创新能力较强。
中国蓝牙芯片行业参与者可分为三种:
(1)以Nordic、Dialog、TI为典型代表的海外厂商;
(2)以博通集成、杰理科技为代表的传统集成电路企业;
(3)以泰凌微、桃芯科技为代表的蓝牙芯片初创企业。
第一梯队典型企业分析
Qualcomm自主研发真无线立体声技术,于2019年推出全 球首款支持Wi-Fi 6和蓝牙5.0的网络芯片;在TWS耳机领 域Qualcomm推出QCC3026和QCC5100等多款蓝牙芯片。

2019年,Dialog推出全球尺寸最小、功率效率最高、支持 最新蓝牙5.1标准的低成本SoC——SmartBond TINY DA14531。

第二梯队典型企业分析
博通集成蓝牙芯片覆盖大疆科技、摩托罗拉、LG、夏普、 飞利浦等企业用户,已掌握无线射频领域能耗、降噪、滤 波唤醒等关键领域核心技术。

恒玄科技拥有自主知识产权的IBRT技术,于2018年研发出全球首款采用28nm先进制程的BES2300系列智能蓝牙音频芯片。

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