国产当自强。磐启微自研的ChirpIoT?系列物联网芯片具有产权自主、超广覆盖、极低功耗、强抗干扰、独立组网、高性价比等特点，成功打破国外公司的技术垄断，初步实现了对LoRa芯片的国产替代。
无线通信芯片是万物互联的核心环节，利用其丰富的连接技术可以实现各种不同场景的连接需求。
最近，芯八哥“走进产业链”栏目记者采访了国内无线通信芯片的代表性企业磐启微的市场总监杨岳明，探讨远距离、低功耗、自组网通信技术在智慧互联行业快速应用的背景下，磐启微由消费向工业物联网市场的进阶之道。
01、出货量累计近20亿颗！ChirpIoT?系列产品初步实现了对LoRa芯片的国产替代
据了解，磐启微成立于2010年，是国内领先的智慧物联网、工业互联网芯片设计企业。经过多年的发展，公司现已经拥有低功耗远距离ChirpIoT?、多协议、BLE-lite三大系列芯片产品，广泛应用于智能家居、工业互联、智慧城市、资产管理、室内定位、运动健康等领域，截止目前累计出货量已近20亿颗。
磐启微产品主要下游应用场景
资料来源：磐启微
在低功耗广域网（LPWAN）无线通信芯片方面，磐启微自研的PAN3028、PAN3031、PAN3029等ChirpIoT?系列产品具有产权自主、超广覆盖、极低功耗、强抗干扰、独立组网、高性价比等特点，成功打破国外公司的技术垄断，初步实现了对LoRa芯片的国产替代。
资料来源：磐启微
具体来看，PAN3028是一款采用ChirpIoT?调制解调技术的低功耗远距离无线收发芯片，其工作频段为400~510MHz，具有-140dBm的灵敏度以及22dBm的输出功率，由于具有高抗干扰性、低功耗和超远距离等特性，使其成为远距离传输和对可靠性要求极高的应用的最佳选择；而PAN3029作为公司新一代ChirpIoT?系列新产品，在灵敏度以及功耗等技术指标上都做了一系列优化，其RX功耗为4.1mA，仅为PAN3028的40%左右，预计不久后就会发布。
杨岳明表示：
ChirpIoT?系列产品采用的是磐启微自主研发的调制解调通讯技术，工作在1Ghz频段以下，通信距离在3KM以上，具有极低的功耗，电池使用年限超过10年，可广泛应用于工业监控、家庭和楼宇自动化、远程自动抄表、安防系统等远距离低速率的工业控制类场景。目前，该系列产品已经在电力、传感器、消防、安防、运营商、表计行业的方案商、模组厂商及行业大客户中批量出货。凭借较高的毛利水平，该业务已经成为公司净利润的重要组成部分。
随着物联网技术的不断发展，物联网设备终端的数量也在与日俱增，但目前市场无线传输协议多样，且各协议在技术标准、技术规格上存在不同程度的差异，导致大量不同协议的设备无法实现互联互通，这不仅在无形中增加了软硬件成本，而且也降低了物联网的传输效率。
在这种背景下，多协议芯片凭借能让一枚芯片同时支持多种连接方式和标准的特性受到了市场的欢迎，迎来快速发展。
在多协议芯片领域，磐启微自研的支持BLE、Mesh、2.4G、ANT+等无线通信协议的PAN108X、PAN107X系列芯片已经推向市场，凭借超低功耗技术、高速及远距离无线传输等特点，可满足电力、传感器、标签、高端键鼠、AR/VR、运动健康、智能家居、工业等众多场景的需求。
而在BLE-Lite系列芯片方面，磐启微采用简化的BLE协议，使得芯片在和BLE4.0以及以上版本通信的同时，进一步降低了芯片的功耗和成本，非常适用于智能家居、智能遥控、智能玩具、智能体脂秤、电子标签、电动牙刷等有简单连接需求的应用场合。
以XN297L系列产品为例，该芯片是工作在2400~2.483GHz世界通用ISM频段的单片无线收发芯片。在功耗上，发射模式（2dBm）下该芯片工作电流为19mA，接收模式下工作电流为15mA，休眠电流仅为2uA；在成本上，该系列芯片自带部分链路层通信协议，仅需配置少量的参数寄存器即可使用，更加节省成本；在性能上，该芯片在250K/1M/2M bps模式下的接收灵敏度为-91/-87/-83dBm，发射输出功率最大可达13dBm，具有抗干扰性好、接收滤波器的邻道抑制度高等优异特性。目前，该芯片已经智能家居、智能家电等领域广泛使用，其中在九阳新款空气炸锅中使用的射频收发芯片XN297LBW，开启了空气炸锅的智能化里程碑。
磐启微经典TRX BLE-Lite产品情况
资料来源：磐启微
杨岳明指出：
BLE Lite是磐启微通过完善配对解绑、组包拆包、群组管理、加密解密、安全策略，形成的一种轻量、安全的2.4G蓝牙产品，目的是在广大的消费市场，以更低成本、更易开发的特点来替换BLE的部分应用场景。经过十多年的发展，公司在该领域已经拥有业内领先完善的产品线，并且销量保持着稳定增长的趋势。除了家电领域的九阳外，在玩具领域的美泰、孩之宝等都是我们在该领域长期合作的客户。
02、在消费物联网市场取得领先地位后，积极向毛利率更高的工业物联网领域拓展
近年来，随着互联网以及无线通信技术的不断发展，传统行业智能化转型升级不断加速。根据GSMA的数据，2021年全球物联网总连接数达到151亿个，预计未来4年将保持11.45%的复合增长率增长，到2025年这一连接数量将达到233亿个，总收入将达到1.1万亿美元。
面对层出不穷的物联网应用，无线物联网芯片行业也迎来历史机遇，需求持续爆发式增长。根据物联网智库的数据，在2023年全球无线短距通信芯片出货量预计将达到160亿片，到2026年市场规模将超过250亿美元。而作为在无线通信芯片中占比较大的蓝牙芯片，预计出货量将从2022年的49亿颗增长到2027年的76亿颗，CAGR将达到9%。
从竞争格局来看，在低功耗蓝牙芯片领域，目前主要玩家为Nordic、Dialog（被瑞萨电子收购）和TI，三者合计市占率接近60%。对于目前蓝牙芯片行业的发展现状，杨岳明表示：
磐启微是国内做2.4G蓝牙芯片最早，也是做的最好的企业之一，我们在这个领域一直是行业的标杆，早在2016年左右，磐启微的营收就已经过亿元。和国外Nordic相比，公司的PAN108x系列产品在性能上和国外主流产品差不多，在待机情况下功耗为300纳安仅比Nordic差10%，不过磐启微在价格上有一定的优势，并且现在在功耗上已经做了优化，即将发布的PAN107x系列芯片在功耗上就可以比国外友商做的更好。和国内厂商相比，磐启微的产品在性能、功耗等各项指标上都具有很强的优势，一直以来处于行业第一梯队。
资料来源：omdia
而在低功耗广域物联网领域，目前有两种不同制式，一种是基于蜂窝即工作在授权频段的一些低功耗广域物联网技术，如NB-IoT等；另一大类是工作在自组网即非授权频段的一些技术，如LoRa与ChirpIoT?，其中前者是美国Semtech公司所主导的技术，在国内外拥有广泛市场；后者则是一项由磐启微研发，拥有自主知识产权的国产低功耗广域物联网底层技术。
磐启微的ChirpIoT?系列产品是直接对标Semtech的LoRa做的，其中PAN3028、PAN3031系列主要对标Semtech的SX127系列产品。和SX127相比，PAN3028在灵敏度方面差不多，但磐启微的带宽没有它做的那么窄，磐启微认为用62.5/125/250/500KHz的带宽以及0.08-21kbps的速率，足以满足绝大部分低速率场景的应用需求。
杨岳明说道，
而PAN3029系列对标的是Semtech的SX126系列产品。和SX126相比，磐启微的PAN3029产品灵敏度比它高2~3个dBm，这也就意味着磐启微芯片的传输距离比它要远1.3倍左右。此外，该芯片的扩频为5-12，最高速率可以达到45kps，接收电流也只有4.1毫安，在功耗上比SX126更有优势，可以在很大程度上帮助客户节省成本。
资料来源：磐启微
值得一提的是，PAN3029提供了一种点名机制，其将在前导码（Preamble）分为多个片段(Field)，并在每个片段中加入ID，当接收端接收到一个完整的Field后通过ID就可以辨别出是不是呼叫自己，如果不是，即可立刻进入休眠状态。通过这种方式，极大的降低了整个网络的功耗。
PAN3029新增特有MAPM模式，可降低约60%的网络功耗
资料来源：磐启微
磐启微2.4G蓝牙产品线主要面对的是消费类市场，而ChirpIoT?系列产品线则主要应用于工业场景。在谈及由消费向工业领域拓展的原因时，杨岳明是这么看的：
消费类市场虽然市场规模大，但玩家众多竞争激烈，因此导致消费类市场毛利率并不高。此外，消费类市场由于产品更新迭代快，周期性很强，容易导致公司收入出现大起大落的情况。为了保持公司长期持续稳定发展，在2016年左右，借助工业智能化升级的机遇，公司开始向毛利率更高、价格更为稳定的工业物联网领域进行拓展，目前已经在低功耗、远距离的表计等工业传输领域取得了一定的成绩。
展望未来，杨岳明表示：
现在国内市场虽然无线通信芯片众多，但真正营收规模能够做到10亿元以上的公司其实并不多，这是国内芯片设计公司的机会所在。未来，磐启微也会重点围绕着工业物联网市场，不断进行产品矩阵的完善，用磐启微的高性能、远距离以及低功耗的技术优势，不断的去更新迭代我们的产品，在满足不同细分行业特定客户需求的同时，进一步把公司做大做强。
