主流BLE芯片盤點,Nordic vs TI vs Dialog產(chǎn)品市場分析
截止到2019年底,全球已經(jīng)有45.4億人接入了互聯(lián)網(wǎng),占據(jù)全球總人口的近60% ?;ヂ?lián)網(wǎng)信息技術的發(fā)展使得越來越多的人通過智能終端聯(lián)網(wǎng)交流。用戶對網(wǎng)絡傳輸要求不斷提高,信息傳輸?shù)膬?nèi)容從最初的圖文信息,發(fā)展到視頻傳輸;傳輸場景從人與人、人與物拓展到物與物的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸形式。
隨著數(shù)據(jù)傳輸在可穿戴設備、位置服務、智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等場景的要求不斷提高。無線連接設備在保證設備長久運行,穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)的同時,盡可能降低功耗成為市場急切的需求。無論是在傳統(tǒng)消費電子領域還是工業(yè)商業(yè)領域,藍牙都扮演著非常重要的無線傳輸角色,經(jīng)典藍牙作為當時最主要的音頻短距離無線通信方式。但是經(jīng)典藍牙耳機音箱等設備高功耗這一缺點,使得藍牙技術在應用時有很大的局限性。
2010年,低功耗藍牙技術BLE 4.0的出現(xiàn)解決了無線連接設備功耗高的難題,低功耗技術使得藍牙市場瘋長式發(fā)展,各藍牙芯片廠商相互角力推出各自的低功耗藍牙芯片,使得藍牙芯片市場出現(xiàn)“百家爭鳴“的局面。
下面主要介紹三個芯片大廠:德州儀器TI、北歐半導體Nordic、以及Dialog的BLE芯片發(fā)展歷程。
BLE 4.0元年 TI先發(fā)制人
就在低功耗藍牙技術BLE 4.0出現(xiàn)后不久,TI公司首款支持藍牙4.0的明星產(chǎn)品CC2540、CC2541快速推出,憑借著強大的技術支持、易開發(fā)、研發(fā)門檻低的優(yōu)勢迅速搶占低功耗藍牙市場,占有極高的市場份額。CC2540,CC2541采用8051內(nèi)核,256KB的Flash,內(nèi)核算力能實現(xiàn)數(shù)據(jù)透傳、PWM燈控等功能。
Dialog公司主打超低功耗,超小尺寸芯片,在2013年,推出DA14580芯片,迅速推動了健康管理—手環(huán)應用的落地,并搶占了手環(huán)市場的大量份額。
DA14580采用16 MHz 32 bit的ARM Cortex-M0內(nèi)核,擁有84KB ROM,50KB RAM,運用在手環(huán)里可以支持記步計時等常用功能。內(nèi)部采用的OTP ROM,擁有一次性可編程能力,適合既要求一定靈活性,又要求低成本的應用場合,尤其是功能不斷翻新、需要迅速量產(chǎn)的電子產(chǎn)品—手環(huán)。
DA14580在推出時創(chuàng)造了三個全球第一:全球最低功耗,全球最小封裝,第一個集成巴倫電路的BLE SoC。這些特點使得DA14580在手環(huán)市場推廣時如魚得水。足夠的算力,最小的封裝,可以輕松放置在手環(huán)中,使得藍牙技術在最受空間限制的手環(huán)中使用,低功耗藍牙技術使得手環(huán)擁有不錯的續(xù)航能力。同樣的DC-DC供電情況下,所需的外圍電路更少,成本也隨之降低。DA14580迅速占據(jù)了手環(huán)市場的半壁江山。
Nordic公司2012年推出的nRF51822支持BLE 4.0,采用ARM Cortex M0內(nèi)核,集成256KB的Flash,16KB的RAM。Nordic公司這款nRF51822在手環(huán)市場也表現(xiàn)不錯。當時國內(nèi)采用nRF51822開發(fā)手環(huán),最具代表的是百度手環(huán)—咕咚手環(huán),是百度首款開發(fā)的便攜式可穿戴設備。代碼、硬件原理圖完全開源,吸引大量開發(fā)者進行開發(fā)調(diào)試。針對低成本的市場,Nordic后續(xù)還推出了nRF51822的閹割版nRF51802,成本更低。
在這個被稱為“BLE 4.0元年”的時代,TI率先發(fā)布支持BLE 4.0的CC2540、CC2541搶占大部分BLE市場,Dialog憑借超低功耗迅速搶占手環(huán)市場。Nordic公司BLE芯片表現(xiàn)平平。
BLE 4.2元年 Nordic重裝登場
2014年,藍牙4.2發(fā)布,不但傳輸速度提升2.5倍,隱私性更高,還可以通過IPv6連接網(wǎng)絡。2015年,TI公司推出支持BLE 4.2的CC2640芯片,第一次引入了SimpleLink微控制器平臺,在單一軟件開發(fā)環(huán)境中提供種類多樣的有線和無線 Arm? MCU產(chǎn)品系列,為物聯(lián)網(wǎng)和汽車應用提供靈活的硬件、軟件和工具選項,為開發(fā)人員設定了新標準。CC2640芯片采用ARM Cortex M3內(nèi)核+M0內(nèi)核,其中M0內(nèi)核是用作傳感控制器Sensor Controller芯片,Sensor Controller預處理采集的數(shù)據(jù),超過預設閾值的數(shù)據(jù)才會喚醒主CPU進行處理,盡可能降低主CPU的功耗,從而降低CC2640整體的功耗。但是,128KB的Flash太小,無法開發(fā)較為復雜的應用,CC2640基本與手環(huán)市場無緣。
此時的藍牙芯片市場,還未有廠商將ARM Cortex M4F內(nèi)核,大容量Flash,RAM的芯片開發(fā)出來。就在2016年2月的一天,Nordic公司重磅推出nRF52832芯片。
nRF52832采用的是帶浮點運算的ARM Cortex M4F內(nèi)核, 512KB Flash,64KB RAM,內(nèi)核性能和內(nèi)存容量指數(shù)級增加。nRF52832還是全球第一款支持部分藍牙5.0功能的BLE芯片,藍牙5.0的通信速率,通信范圍和藍牙4.2相比大大提升。nRF52832的推出徹底打亂了藍牙市場的格局,Nordic憑借著nRF52832確立了藍牙市場的霸主地位。
TI公司短時間無法開發(fā)出與nRF52832相提并論的芯片,在修復CC2640的基礎上,于2016年底快速發(fā)布了CC2640R2F,支持部分藍牙5.0功能,對Nordic公司nRF52832芯片的推出做出市場回應。CC2640R2F成本較CC2640相差不大,但僅憑CC2640R2F與nRF52832抗衡明顯有些力不從心。
在BLE 4.2元年,Nordic憑借nRF52832實現(xiàn)了絕地反擊,確立了霸主地位,TI公司快速推出CC2640R2F回應Nordic nRF52832芯片強勢搶占市場,Dialog公司則繼續(xù)在手環(huán)市場耕耘。
BLE SoC競賽進入白熱化
此后各芯片大廠在BLE Soc的競賽進入了白熱化。
2018年,TI公司推出CC2642,內(nèi)核升級為ARM Cortex M4F,支持完整的藍牙5.0,擁有352KB Flash,256KB ROM,升級了BLE芯片的性能參數(shù)TI公司繼續(xù)完善SimpleLink平臺。
Nordic公司推出完整支持藍牙5.0功能的旗艦產(chǎn)品nRF52840,采用1M Flash,256KB RAM,性能參數(shù)進一步提升,可以滿足更加復雜的應用場景和算力需求,繼續(xù)鞏固在藍牙芯片市場的地位。
Dialog公司主打超低功耗的策略不變,針對手環(huán)市場,相繼推出了DA14681等芯片。智能手環(huán)市場發(fā)展十分迅速,僅2018年小米手環(huán)3出貨量就已經(jīng)突破1000萬只。未來智能手環(huán)類業(yè)務需求會進一步擴大。針對不同行業(yè)的特殊應用,例如:智能養(yǎng)老、智能醫(yī)療等場景需求暴增,未來對支持更加復雜功能的芯片需求越來越大。
BLE SoC針對需求高度細化
各大藍牙芯片廠商在提升芯片性能參數(shù)的同時,開始針對不同產(chǎn)品定位需求完善產(chǎn)品線,藍牙市場的風向有了微妙的變化,在滿足高端市場應用的同時,各廠商也開始搶占低端市場的份額。
Dialog:
1.高性能。2019年2月 Dialog公司推出最新高性能BLE SoC芯片DA1469x系列,利用三個計算核心來分別負責傳感、數(shù)據(jù)處理和通信??删幊涛⑿?/span>DSP負責獨立的傳感器通信和數(shù)據(jù)管理,Cortex-M33處理數(shù)據(jù),Cortex-M0+負責無線通信。DA1469x支持最新的藍牙5.1標準,未來還可開發(fā)室內(nèi)定位功能,幫助Dialog公司繼續(xù)深耕手環(huán)高端市場。
2.低成本。另一方面Dialog公司推出低成本DA14531芯片,進一步搶占低端手環(huán)市場份額。
Nordic
1.高性能。2019 年11 月 14 日,Nordic 宣布推出下一代 nRF53系列芯片中的首個成員—nRF5340 高端多協(xié)議系統(tǒng)級芯片,采用Arm Cortex-M33 雙核處理器設計,擁有1M Flash,512KB RAM,滿足復雜功能應用場景的需求。
2.低成本。低成本芯片方面,Nordic公司推出nRF52805,內(nèi)核采用ARM Cortex-M4, 擁有48 kB RAM, 192 kB ROM。在滿足基本算力的同時,降低芯片成本,迅速吸引低成本用戶的眼光。例如在無線鼠標方案中,無線鼠標采用nRF52805,收發(fā)器采用nRF24L01這樣的組合,性能強勁,滿足無線鼠標的基本功能的同時,極具性價比的優(yōu)勢使得這一類特定需求的市場擁有了更多選擇。Nordic繼續(xù)完善產(chǎn)品線,高端低端齊頭并進。
TI
1.高性能。TI公司推出CC1352,CC2652多協(xié)議芯片,供智能家庭使用。
2.低成本。低成本芯片方面,TI推出CC2640L,為追求性價比的用戶提供更多選擇。
藍牙市場從當時BLE芯片無人問津,到現(xiàn)在芯片產(chǎn)品細分到每一種功能應用需求,BLE芯片市場百家爭鳴,各分高低。至此藍牙市場份額占比最多的分別是Nordic,Dialog和TI。除了TI、Nordic、Dialog公司,ST和SI由于進入BLE市場太晚,市場份額占比不大。
國產(chǎn)芯片厚積薄發(fā),迎頭趕上
在芯片更新?lián)Q代的浪潮中,并不止是國外大廠在發(fā)展,國內(nèi)的芯片廠商也在蓬勃發(fā)展,自2014年千億級的政府芯片產(chǎn)業(yè)扶持基金成立以來,各地推出針對芯片的優(yōu)惠政策,芯片企業(yè)數(shù)量應聲上漲。到2016年,芯片設計企業(yè)數(shù)量相較2014年翻番,達1300多家。雖然國產(chǎn)芯片和國外芯片差距仍然很大,過去十多年的發(fā)展中留存下的人才短缺、利潤率低、產(chǎn)業(yè)多環(huán)節(jié)缺口明顯等問題仍然存在。但是國產(chǎn)芯片正在迎頭趕上,在一些特定應用的場景中,國產(chǎn)芯片已經(jīng)能夠完全滿足應用需求,替代國外的芯片。
ASR公司推出的國產(chǎn)芯片在性能、穩(wěn)定性、成熟度方面經(jīng)過了市場的考驗,國產(chǎn)芯片也在迎頭追趕國外芯片,得到市場的肯定,芯片市場不再是“國外的月亮圓”。信馳達專注藍牙領域十年,擁有豐富的藍牙方案設計經(jīng)驗,是行業(yè)知名度和信譽度優(yōu)秀的無線射頻解決方案提供商及低功耗射頻核心器件供應商,旗下產(chǎn)品包含自研藍牙芯片RF-Star系列產(chǎn)品,例如RSBRS02ABR。未來在藍牙芯片選擇方面,可以多多關注國產(chǎn)藍牙芯片。專業(yè)的技術支持團隊為您提供專業(yè)的定制化服務,更多RF-Star方案,請關注信馳達科技。