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无线网络芯片市场分析

http:www.guangdongdz.com  2004-11-3  


                                            洪培麟

    根据Infonetics研究公司的分析报告,目前各大中小型企业和机构目前均有广泛采用WLAN应用的计划,而这一趋势正在推动全球的最终用户对于WLAN产品的支出呈现大幅增长,Infonetics预计从2003年到2007年,增长率将高达97%,从14.9亿美元增长至29.4亿美元,市场的起飞也带动网络芯片的需求大增。

    无线局域网络基本架构

    无线局域网络的基本架构大致可分成天线、功率放大器(PA)、射频/中频转换器(RF/IF Converter)、调变/解调变器(Modulator/Demodulator)、基频处理器(Baseband Processor)、内存与对外连接界面(PCMCIA/MiniPCI/PCI/ USB/Compact Flash)等区块。

    其中天线负责传送与接收讯号。PA 则是放大讯号功率让接收端接收信号;RF是过滤掉噪声后再放大讯号,的后再将讯号传到IF,同时也可以根据RF讯号的强弱来调整射频讯号增益。IF则将高频讯号降至Baseband(BB)可处理的频率范围。BB则处理数字信号的调变与解调变;MAC是处理与控制整个资料与讯号的传输,并经由不同接口连接到主机。

    在WLAN芯片组的整合趋势上,由于MAC与BB两者皆是数字讯号,因此在设计与制程上最易整合,再者则是RF与IF的整合,目前的方法是以零中频(Zero IF)或称直接转换(Direct Conversion)。利用直接转换方式,将高频讯号一次降到基频讯号,可节省中频电路与相关组件,所需零件数目可较超外差节省30%。不过其噪声比、稳定度较差,此缺点目前则是透过制程改良等方式来提高。

    全球无线网络芯片市场动向

    由于无线传输应用的需求与方便性、WLAN标准的完整制订成熟以及产品价格的持续下滑,带动整体产业的成长。WLAN可以运用在许多电子产品上,如DT、NB、PDA、Residential gateways等等,随着WLAN的产品越来越便宜,加上铺设成本与有线成本相距不远、易使用等优点,从公共领域、企业内部开始,铺设无线局域网络的风气渐渐普及至一般的消费者身上。

    未来随着热点越来越普及,一个个可以无线上网的区域将慢慢成形。WLAN已成为全球移动性计算机设备上网撷取资料、相互传递资料最佳选择的一;市调机构In-Stat/MDR的报告,也估计2003年WLAN芯片组产量将达2千6百万套,年成长率高达83%。

    此外,根据Cahners In-Stat统计显示,2001年全球WLAN芯片组市场产值约为3亿1千9百万美元,其中5GHz芯片组仅占9百万美元,市场仍是2.4GHz芯片组的天下。但自2003年开始,5GHz芯片市场将呈现显著的成长态势,甚至于在2004~2005年的间,2.4GHz芯片呈现衰退的际,5GHz芯片市场仍能维持高度成长。

    由于无线网络芯片在英特尔(Intel)推出Centrino的后已经成为风潮,各家笔记型计算机业者纷纷推出对应产品,使得无线网络芯片一夕间成为炽手可热。业界更预估2003年全球无线局域网络芯片产量预估仍有50%以上的成长,数量由2002年的2,000万片成长至3,000~4,000万片,产值则有30%上的成长,至5亿美元以上。

    

    IDC在2002年8月对WLAN上游芯片产业预估显示,2003~2006年产业产值的复合成长率约35%,不过由于WLAN市场快速成长,在芯片进入门槛不高的情况下,吸引新进厂商的不断投入,加上芯片产品差异化少,造成芯片价格大幅滑落,估计每半年价格下滑幅度达1/4~1/3,将不利于芯片厂商的获利状况。在802.11b芯片部份,因技术趋向成熟稳定,台湾芯片厂商已在2002年年底推出相关芯片组,并采取低价策略,加速价格滑落幅度,以Intersil 802.11b的报价来看,2002 年初约20~25美元,到年中下降至18~20美元,到年底只剩14美元,2003年1Q报价仅约10美元,而台湾厂商报价则更低只约7~8美元,预估2003年底将下滑至5美元以下。

    至于802.11g 芯片部分,2002 年第四季Broadcom首先出货,Intersil、TI 等国际大厂于2003 年第一季相继推出后,价格也迅速从20~25美元,下滑至20美元以下,预计台湾厂商于2004年1Q进入802.11g芯片领域后,将促使价格更进一步下滑。对国际大厂而言,802.11g标准制订后,IEEE 尚未有下一世代的技术计划,缺乏下一世代技术空间,当802.11g技术成熟后,届时所有厂商将挤在802.11g、802.11a/g领域,则WLAN 芯片产业将不只是价格战,甚至会促使未达经济规模的小厂加速淘汰。

    802.11 g将走向802.11 b的价格战老路

    2003年初无线局域网络市场因为IEEE 802.11pre g规格产品的加入,使得市场战况日趋激烈,目前主流标准仍然为IEEE 802.11b,2003年上半年占了整体销售量82%。但由于投入无线局域网络的厂商极多,市场竞争激烈;加上IEEE 802.11pre g规格产品挤压到IEEE 802.11b产品生存空间等因素,造成IEEE 802.11b产品价格下滑速度极快。

    不过,IEEE 802.11g规格在2003年七月才正式通过,但是由于芯片厂商力推,使得IEEE 802.11g产品早在2003年第一季即充斥在零售市场上。由于IEEE 802.11g具有与IEEE 802.11b互通、传输距离长、传输速率高等优点,再加上价格与IEEE 802.11b产品相差无几(IEEE 802.11g无线网络卡在2003第二季时平均价格为64美元,仅较IEEE 802.11b高22美元),因此成长极为快速。由于IEEE 802.11g与IEEE 802.11b的价差不大,因此IEEE 802.11g在未来两季将会快速抢得市场,如IEEE 802.11g芯片厂商与系统厂商间合作顺利、策略成功,2003年第四季末很有可能就由IEEE 802.11g规格抢得主流地位。

    但是从在2003年第一季,台湾WLAN出货量中,802.11 g产品占整体出货量已达14.6%,反映出市场对于802.11g的高接受度,对于芯片厂商而言,领导芯片厂商或许仍有蜜月期,不过相较于在802.11b享有两年多的风光,802.11g将只剩下不到一年的甜蜜时光。随着标准确定,预计2004年第一季台湾芯片厂商也将推出802.11g的芯片,台商凭借着低价策略,802.11g芯片领域势必重演802.11b价格崩盘的局面。就长期而言,当802.11g规格确定后,若技术不再向上提升,所有厂商皆缺乏新发展的空间,WLAN厂商竞争势必沦为价格战。

    

    多模解决方案已成为趋势

    根据IDC调查指出,无线局域网络芯片市场规模预估将从2001年的3.31亿美元成长至2006年的12亿美元,年复合成长率高达30%,802.11b技术已成为市场主流,多模解决方案需求量将在2004年业界兼容测试计划完成后,迅速成长。日前全球通讯半导体组件领导厂商杰尔系统公司(Agere Systems)宣布成功开发整合度高的多模无线局域网络WLAN解决方案,藉由双频单芯片射频收发器,完整连结802.11a、802.11b与未来的802.11g等无线局域网络。

    由于多模解决方案能依据网络与使用者环境自动选择传输模式。Agere Wave-LANTM多模解决方案由于支持所有802.11标准,所以能针对多元的应用提供可靠的数据传输管道。多模产品将透过PC卡或内建于产品中的无线模块,协助使用者与所有的802.11网络联机。

    在无线局域网络芯片市场,除 IEEE 802.11a/b/g 的结合外,其它多标准的芯片也蔚为趋势,如 IEEE 802.11b 与Bluetooth 结合的 Blue802、IEEE 802.11b 与 GSM/GPRS结合的 HC5100 等。这些多标准的芯片,除多功能的诉求外,通常价格也极具竞争力 (如 Envara 的 Dual-Band 产品预定售价约为 30 美元、Atheros 的 IEEE 802.11a 芯片售价约 35 美元 ),方便系统厂商低价且快速开发产品外,极可能成为未来主流产品。

    超高速以太网络芯片的发展成为决定局域网络市场主因

    市场上对于宽频传输的需求急速增加,网络使用者莫不期待高传输量、低架设成本的网络通讯设备问世,以满足宽频通讯需求。以太网络一直是局域网络主流技术,占有LAN端企业用户9成以上的市场。由于目前业者皆已拥有管线,如果能在既有的传输线路,提升网络传输量至Gigabit级以太网,将有助于进一步打下企业用户市场。

    去年意法半导体(STMicroelectronics )即发表了一款低功率消耗(600mV)的超高速(Gigabit)以太网络收发器芯片,由于STE1000P的传输速度可高达1Gbps而且传输介质是现有的CAT 5而非光纤,因此在整体以太局域网络的升级上只需更换部分设备而不需重新铺设线路,大幅降低架设成本,再加上每颗芯片只需29美元,使得超高速以太网络设备的升级成本大为降低,也能藉此提升企业升级区域以太网络的意愿。

    NB内建WLAN将成为新战场

    随着寛频网络最后一里已渐渐为WLAN所取代,一举解决建构网络成本及移动性的需求后,NB内建WLAN也已成为新战场。随着WLAN网络更为普及、模块价格持续下滑,已改变过去NB出货,WLAN多为选配的模式,未来内建WLAN比例将大增。

    据统计,2002年全球WLAN网络卡出货量约为15.5百万片。而2003年全球NB需求量约为36百万台,预估2003年NB内建WLAN 比例将达23.6%,因此将有8.5百万套的需求。预计2004年更高达42%。未来更可能随着NB内建WLAN比例提高,而有更大的需求,NB因而成为未来重要的战场。

    NB内建WLAN已是大趋势,但面对现有WLAN的各种技术,该采用何种解决方案,成为考虑重点。2003年初NB厂商皆已经推出内建WLAN的NB,包括有Compaq、Toshiba、IBM与NEC,采用Atheros的802.11a/b双频芯片。Apple采用Broadcom的802.11g芯片。而Dell则是用Intersil的802.11b芯片,显示出各种技术分歧的局面。其中802.11b价格便宜,802.11a速度快,而802.11g具低价高速潜力,不过802.11b网络已大量建置,具最大优势,因此短期NB内建WLAN将是以单频的11b或11a为主,未来则是以b+a或是b+g为主流。

    

    WLAN芯片国内外厂商概况

同时国外主要WLAN 芯片厂商有Intersil、Agere等等。其中Intersl为WLAN 芯片的领导厂商Intersil的802.11b芯片组在2002年占有超过5成的市场,802.11g芯片组于2002年年底推出后,也获得友讯、Netgear、Dell、Proxim、Cisco、Linksys、3Com等采用。由于在802.11g领域遭到Broadcom竞争,因此Intersil积极于2003年第一季推出802.11 a/g的芯片组,并已经获得Linksys采用。

不过2003年7月Intersil公司决定退出WLAN市场并出售它的WLAN半导体部门,显示目前全球数十家WLAN芯片制造商所面临的发展障碍。市场不断出现的整合需求和不断下降的平均销售价格为许多新兴公司和老牌芯片供货商设置高度障碍,甚至对于市场的领导者Intersil也是如此。截至2002年底全球有超过50家802.11x芯片的供货商,虽然预计WLAN市场的成长会导致芯片需求大增,但参与的厂商似乎太多,预期许多厂商间将会相互整合,有的甚至会退出市场。

因此Intersil宣布将其WLAN芯片部门出售给DSL芯片厂商GlobespanVirata,亦反映出WLAN虽具有移动性,但其无线功能只是配角角色,若要成为主角往外整合其它技术具有难度,反而成为各种芯片亟欲整合的技术。因此Intersil退出舞台,而GlobespanVirata则寄望以DSL为主,WLAN为辅,以家庭市场做为其最终目标。

至于Agere则是少数同时生产WLAN芯片与设备的厂商,2002年市占率24.4%,原来其芯片主要内部使用为主,设备代工厂为环电,客户主要有Proxim以及IBM、Dell等PC 厂商。随着设备价格竞争激烈,Agere已转为专注毛利较高的的芯片业务,并在2003 年第一季与Infineon合作推出802.11 a/g的产品,Agere芯片组包括0.13um Baseband、0.20um MAC及0.25um BiCMOS RF,SiGe PA。

而TI在2002 年第一季量产802.11b芯片切入时间虽然较晚,但采用自有的PBCC 调变方式,推出802.11b+规格,速率可达22Mbps,整体效能较802.11b佳,同时采取与11b相同价格的策略,此外亦推出802.11a/g的Baseband/MAC芯片,搭配RFMD及Philips的RF。

在2003年推出迅驰(Centrino)移动运算平台的Intel,后更预计在2003 年第三季、第四季分别推出802.11 a/b ,802.11 a/g 。未来Intel可能将WLAN 的MAC/BB整合到南桥芯片中,以强化其芯片组优势。

全球首先推出802.11a芯片的Atheros,目前积极朝向多模整合的产品部分,已推出802.11a/b 双频及802.11a/g三频产品;而Broadcom在无线网络芯片产品线则有802.11b、802.11g、Bluetooth。Broadcom在2002年12月Broadcom领先同业,量产802.11g 芯片组,在未来产品整合趋势上,有一定的优势。

    台湾厂商投入市场概况

    除国外大厂外,台湾业者也将目标锁定此一市场上,华邦今年三月即宣布将进军无线局域网络芯片市场,并预计在今年上半年推出产品的样品,而除了802.11b芯片外,也同时计划开发a+g多模式的产品。

    目前台湾最大的网络卡芯片厂商为瑞昱,瑞昱早在于2002年8月推出802.11b的MAC/BB 芯片,是台湾第一家具整合芯片的厂商,由于瑞昱在以太网络卡占有一定的市场,加上采用State Machine设计方式,Die size 较小,因此价格与效能皆佳,主打零售市场,已获Linksys、Belkin(PCMCIA)、讯舟、友劲、达创、启碁等采用,此外瑞昱也计划于2003年底推出802.11a/g的MAC/BB芯片及802.11b RF芯片。

    另外一家竞争对手上元的主要产品线为以太网络卡的单芯片,在台湾仅次于瑞昱的第二大网络卡芯片厂商。在2002年10月完成并购交换器(Switch)芯片耘硕科技(Atan),有利其跨入AP领域。上元在2002年7月推出802.11b MAC芯片,是台湾第一家生产802.11b芯片的公司,上元未来将以整合WLAN功能的Home Gateway 产品作为主要目标。

    值得一提的益勤是合勤持股70%的子公司,益勤于2002年底推出USB接口的802.11b MAC/BB(ARM 7 CPU base),RF搭配Philips的芯片,为避开PCMCIA接口大众规格的激烈价格竞争,益勤以USB接口利基规格切入市场,并获得Belkin等客户的采用。

    台湾厂商的机会点在IEEE 802.11b规格

    台湾投入无线局域网络市场经营者相当多,光是2002年台湾总出货量占全球80%,不仅系统厂商投入经营,更有十余家芯片厂商投入无线局域网络芯片市场,因此无线局域网络市场的现况与趋势一直备受关注。

    目前台湾的芯片厂商出货状况较佳的产品为IEEE 802.11b规格,以2003第一季来说,IEEE 802.11b规格的产品占海内外无线局域网络产品总产量73%。但随着IEEE 802.11g规格确定,产品市场开始起飞,将挤压到IEEE 802.11b的市占率,预估在2003年,IEEE 802.11b的产品受到影响而下滑,而海内外无线局域网络出货量也将降至55%。

    随着IEEE 802.11g的规格确定,IEEE 802.11b产品因较低速使得产品吸引力变低,价格开始大幅下降,系统厂商为了更提升IEEE 802.11b产品的市场竞争力,会采用更低价的芯片组。因此在IEEE 802.11g确定、IEEE 802.11b芯片组价格滑落,国外芯片厂弃守IEEE 802.11b芯片市场时,即是台湾芯片厂商的机会点。

    预估在2003年下半年,台湾芯片厂商将相当有机会打下IEEE 802.11b规格的芯片30%以上的市场,预估台湾无线局域网络芯片厂商在2003年的芯片出货量可达到780万以上。

    台湾802.11x芯片组厂商隐忧

    NB内建无线网络已经成为网络芯片业者的主要场场,对于台湾的NB厂商而言,关键零组件是采共同决定模式,自主性较低,而且为争取国际品牌大厂订单,NB厂商势必需具有组装WLAN的能力。由于WLAN涉及到RF技术,而台湾NB厂商本身并不擅长RF技术,因此将与WLAN厂商配合,并要求较多的技术支持。

    而台湾WLAN厂商在2002年WALN的主战场是在零售市场,此领域是以通路商与品牌商为主,但是在NB领域,厂商要求的是各国认证、产能规模与运筹能力。其次NB厂商已经与既有的模拟调制解调器模块厂商,如国碁、亚旭等,保有良好的供货关系,而这些厂商也都有推出WLAN产品,因此既有的WLAN设备厂商如何切进此块产业供应链,将是新的挑战。但整个WLAN产业生态将因NB此一新市场而大幅改变。

    对台湾WLAN芯片厂商如瑞昱、上元而言,虽然已经在2002年年底推出802.11b芯片组。但若要切入NB市场,需具备双频11a+11b或是双模11b+11g能力,且台湾芯片厂商尚未具有RF芯片能力,多是搭配Philips或RFMD的芯片,因此整体竞争能力势必较低。

    对比台湾、国外WLAN芯片组供货商可以发现,国外业者因为预见2.4 GHz WLAN芯片组市场趋于成熟且价格竞争激烈,所以一方面除了积极跨入5GHz或2.4/5 GHz WLAN双模芯片组开发以确保高额利润外,另一方面亦以高整合度WLAN芯片组以降低成本,甚至加值功能(Quality of service、Security或Wi-Fi/Bluetooth整合等),藉以拉大后进者差距、取得市场先机。

    但是台湾芯片设计业者,主要的利基是成本因素加上有下游厂商的支持,不过除了开发WLAN芯片组的速度明显落后于国外大厂外,又受限于台湾业者在RF技术耕耘仍不足,现阶段RF解决方案仍得倚赖国外大厂,发展空间严重受限。

    

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