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低功耗藍牙無線連接芯片行業(yè)分析
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院泰凌微 2023-08-22

①低功耗藍牙無線連接芯片技術水平特點

藍牙技術最早由愛立信公司在 1995 年正式提出，國際藍牙技術聯(lián)盟（SIG）隨后于 1998 年設立，負責制定和維護藍牙技術標準。藍牙技術標準在 24 年間從1.0 版本演變成為當前最新的 5.3 版本，前后共經(jīng)歷了 12 次升級，最大傳輸速度也由 723.1Kbit/s 增加至 3Mbit/s，藍牙技術呈現(xiàn)出快速升級迭代的趨勢。

值得關注的是，2010年藍牙 4.0 技術版本發(fā)布，首次引入低功耗標準，使得藍牙功耗大幅減少，標志著藍牙技術從經(jīng)典藍牙（BT）階段進入低功耗藍牙階段。低功耗藍牙技術憑借其多功能、低功耗、低成本的綜合優(yōu)勢，逐步取代了傳統(tǒng)的經(jīng)典藍牙技術，成為了數(shù)據(jù)傳輸、位置服務、設備網(wǎng)絡等應用場景的主流解決方案。

2020 年，國際藍牙技術聯(lián)盟（SIG）發(fā)布了藍牙 5.2 版本核心技術規(guī)范，支持連接類同步傳輸信道和廣播類同步傳輸信道，使得低功耗藍牙技術也更適合傳輸音頻等對時間敏感的數(shù)據(jù)。

藍牙技術聯(lián)盟也預期低功耗藍牙音頻技術將逐步取代經(jīng)典藍牙技術成為音頻傳輸?shù)闹饕鉀Q方案。2021 年 7 月，國際藍牙技術聯(lián)盟（SIG）發(fā)布了藍牙 5.3 版本核心技術規(guī)范，增加了包含對定期廣播、加密密鑰大小控制和頻道分類在內多方面的增強功能，這些性能也進一步鞏固了低功耗藍牙在物聯(lián)網(wǎng)領域的重要地位。

2023 年 1 月 31 日，藍牙 5.4 版本被正式推出，其主要的改進之一為實現(xiàn)了單個接入點與數(shù)千個終端節(jié)點進行雙向無連接通信，進一步增強了藍牙無線通信技術的安全性，有助于提升藍牙 Mesh 網(wǎng)絡及基于GATT 的各類藍牙應用的用戶體驗。1998 年至 2021 年藍牙技術標準的發(fā)展進程如下圖所示：

資料來源：藍牙技術公開數(shù)據(jù)整理

區(qū)別于經(jīng)典藍牙無線連接技術，除了在連接方式上具有差異外，低功耗藍牙無線連接技術具有傳輸距離遠、功耗低和延遲低等突出優(yōu)勢。具體來說，在連接方式上，經(jīng)典藍牙僅限于通過點對點的方式傳輸，而低功耗藍牙設備能夠通過點對點、廣播、Mesh 組網(wǎng)等方式與其他設備的互連；在傳輸距離方面，低功耗藍牙引入了專有的長距離傳輸模式，可達到數(shù)百米甚至公里級別的傳輸距離；在功耗上，低功耗藍牙的優(yōu)勢最為突出，其運行和待機功耗是經(jīng)典藍牙的幾分之一。

隨著低功耗藍牙技術的快速發(fā)展，低功耗藍牙組網(wǎng)（Bluetooth LE Mesh）技術應運而生，后者是前者實現(xiàn)“設備網(wǎng)絡應用”的關鍵技術，在 2017 年由國際藍牙技術聯(lián)盟正式發(fā)布。

在低功耗藍牙組網(wǎng)技術誕生前，大多數(shù)的藍牙終端通過“點對點”的連接方式與其他裝置進行一對一通訊，例如一支藍牙遙控器可以控制一盞智能照明燈泡，但無法同時控制一組或者大量的智能燈泡。藍牙組網(wǎng)技術誕生后，處在 Mesh網(wǎng)絡中的每個裝置都能與其他任一裝置連接，因此網(wǎng)絡中任一節(jié)點的信息可通過借助其它節(jié)點作為傳輸信息的中轉橋梁，實現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡內“多對多”的通訊，大幅超越單個節(jié)點無線射頻功率所能達到的范圍，延長了信息無線傳輸?shù)木嚯x，使藍牙設備的信息采集和傳輸能力得到進一步提高。

低功耗藍牙組網(wǎng)技術在很大程度上迎合了物聯(lián)網(wǎng)的連接需求，尤其在控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、自動化系統(tǒng)等領域具有應用優(yōu)勢，因此成為目前最被看好的物聯(lián)網(wǎng)連接技術之一。其常見應用場景和架構示意圖如下圖所示：

資料來源：藍牙技術聯(lián)盟社區(qū)

②低功耗藍牙無線連接芯片行業(yè)發(fā)展概況

國際藍牙技術聯(lián)盟《2023 年藍牙市場最新資訊》顯示，全球藍牙設備年度總出貨量已從 2017 年的 36 億顆平穩(wěn)增長至 2022 年的 49 億顆，未來五年的復合年增長率預計為 9%。國際藍牙技術聯(lián)盟認為未來五年市場對互聯(lián)和定位解決方案的強勁需求將加速全球藍牙設備出貨量的上升，預計 2027 年會達到 76 億顆。

此外，基于外圍設備（耳機、智能穿戴、物聯(lián)網(wǎng)設備）和平臺設備（手機、電腦、電視等主設備）的區(qū)分，外圍設備在藍牙設備總出貨量中的占比將在 2027 年達到 74%。

經(jīng)典藍牙、低功耗藍牙及兩者相結合的雙模藍牙無線連接技術目前可以滿足廣泛的連接需求，國際藍牙技術聯(lián)盟預計上述三種模式的出貨量總金額在未來五年將大幅上漲。其中，低功耗藍牙單模設備的增長尤其迅速，其出貨量將在上述期間內增長三倍以上，預計到 2027 年低功耗藍牙單模設備年出貨量將與雙模藍牙設備年出貨量持平。

物聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)量的迅猛增長，持續(xù)驅動根植于物聯(lián)網(wǎng)應用的低功耗藍牙技術不斷演進發(fā)展，不斷提升市場規(guī)模和占比。

隨著互聯(lián)網(wǎng)文娛產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，智能電視、流媒體、智能機頂盒等硬件已成為家庭娛樂場景中的重要組成部分，同時也帶動了智能遙控的應用，低功耗藍牙無線連接芯片憑借其安全、穩(wěn)定的特征在智能遙控領域獲得了廣泛應用。

根據(jù) Omdia 和 Kagan 機構的統(tǒng)計，2021 年全球智能電視出貨量約為 1.70 億臺，預計 2025 年出貨量將增長至 1.99 億臺；2021 年流媒體播放器出貨量約為0.34 億臺，預計 2025 年出貨量將增長至 0.46 億臺。智能遙控器作為此類硬件的重要配套設備，市場需求將同步增強。在“萬物互聯(lián)”趨勢下，不僅限于智能電視、流媒體等大型家庭硬件，越來越多的硬件例如智能恒溫、智能照明等應用將納入家庭物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)中，應用場景將延伸到家庭的更多角落。

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