半导体行业IC设计系列报告：低功耗蓝牙（BLE）_物联网无线连接加快布局低功耗蓝牙蓄势待发-20191122-基业常青经济研究院-20页.pdf

敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 特别声明：特别声明：作者保证本报告中的信息均来源于合规的渠道，研究逻辑力求客观、严谨；报告的结论是在独立、公正的前提下得出，并已经清晰、准确地反映了作者的研究观点。除特别声明的情况外，在作者知情的范围内，本报告所研究的公司与作者无直接利益相关。特此声明。TMTTMT 研究部研究部电子行业研究员：电子行业研究员：陈凯陈凯 厦门大学经济学硕士，知名券商投行、研究所经历，研究覆盖半导体、LED、物联网等 TMT 领域细分行业。电话：0755-83068383-8137 E-mail: TMTTMT 研究部研究部电子行业研究员：李亚乔电子行业研究员：李亚乔 中国科学院上海硅酸盐研究所材料工程硕士，曾任中芯国际 IC 验证工程师，拥有三年 IC 设计后端验证脚本开发经验。电话：0755-83068383-8127 E-mail: 【半导体行业专题报告】MCU 潜在市场规模达 500 亿，中高端领域国产替代空间巨大.2018 年 9月 19 日【半导体行业专题报告】5G 时代，向上突破向下整合.2019 年 4月 17 日 基业常青经济研究院基业常青经济研究院携国内最强大的一级市场研究团队，专注一级市场产业研究，坚持“深耕产业研究，助力资本增值，让股权投资信息不对称成为历史”的经营理念，帮助资金寻找优质项目，帮助优质项目对接资金，助力上市公司做强做大，帮助地方政府产业升级，为股权投资机构发掘投资机会，致力于开创中国一级市场研究、投资和融资的新格局！行业行业报告报告 PagePage 1 1/2020 行业行业深度研究报告深度研究报告 半导体半导体行业行业 ICIC 设计系列报告：低功耗蓝牙设计系列报告：低功耗蓝牙(BLE)(BLE)谨慎谨慎推荐推荐 （首次评级）（首次评级）2019 年 11 月 22 日 物联网无线连接加快布局，低功物联网无线连接加快布局，低功耗蓝牙蓄势待发耗蓝牙蓄势待发 市场空间市场空间：可穿戴设备爆发、物联网布局驱动低功耗蓝牙市场需求释可穿戴设备爆发、物联网布局驱动低功耗蓝牙市场需求释放，预计放，预计 20232023 年全球年全球 BLEBLE 芯片市场将达到芯片市场将达到 6565 亿美元亿美元 数据传输场景愈加丰富，无线连接渐成趋势，蓝牙是最主要的无线连接方式之一。数据传输场景愈加丰富，无线连接渐成趋势，蓝牙是最主要的无线连接方式之一。随着通信技术升级和智能终端普及，数据传输丰富，无线通信是主要连接方式，其中蓝牙综合优势明显，适合短距离无线通信。蓝牙技术标准迈入蓝牙技术标准迈入5.05.0时代，时代，MeshMesh组网助力高端低功耗蓝牙开拓物联网市场。组网助力高端低功耗蓝牙开拓物联网市场。BLE5.0突破了传输速度和距离短板，并引入高精度测向定位功能；Mesh 组网让 BLE 实现多对多通信，奠定了BLE 在物联网中的地位。低功耗蓝牙受益可穿戴设备、物联网发展，低功耗蓝牙受益可穿戴设备、物联网发展，20232023 年市场空间年市场空间 6767 亿美元，年复合增亿美元，年复合增长率长率7.6%7.6%。BLE 率先爆发市场是可穿戴设备，后续增长集中在智能家居、智慧城市、智慧楼宇和智能工业等物联网领域，预计 2023 年 BLE 市场空间达到 67 亿美元，2018-2023 年复合增长率达 7.6%。竞争格局：竞争格局：国外厂商抢占高端低功耗蓝牙芯片市场先机，国内厂商开国外厂商抢占高端低功耗蓝牙芯片市场先机，国内厂商开始逐步布局低功耗蓝牙始逐步布局低功耗蓝牙 国外低功耗蓝牙发展较早，但国外低功耗蓝牙发展较早，但目前目前并未形成寡头垄断格局并未形成寡头垄断格局。国外BLE 厂商占有技术和市场先发优势，BLE 布局较早，市占较高，并且率先升级到高端 BLE；但由于BLE 芯片运用场景不同，产品呈现出差异化特征，市场还未形成垄断。国产高端低功耗蓝牙逐渐起步，进口替代趋势确定。国产高端低功耗蓝牙逐渐起步，进口替代趋势确定。国外BLE 价格昂贵且本土化服务不足，给国内企业进入 BLE 领域创造了契机，但国内 BLE 大多数为低端产品，高端 BLE 尚在发展初期；随着国内需求驱动和政策驱动，国内高端 BLE 进口替代机会逐渐凸显。核心竞争力：低功耗、连接稳定性和低成本核心竞争力：低功耗、连接稳定性和低成本 低功耗是低功耗是 BLEBLE 产品设计重要要求。产品设计重要要求。无线连接设备对 BLE 功耗要求高，只有掌握先进芯片设计和系统设计能力的厂商才能使BLE 产品达到性能和功耗的平衡，使BLE运用在更多物联网场景中。无线连接稳定性是无线连接稳定性是 BLEBLE 产品力的体现产品力的体现。信号传输保持稳定是蓝牙性能优异的体现，能对BLE 芯片架构做合理设计的厂商会提高用户体验。成本是低功耗蓝牙厂商进入市场的关键因素成本是低功耗蓝牙厂商进入市场的关键因素。芯片开发成本和芯片应用方案整体成本决定着BLE 厂商能否成功切入市场。投资策略：投资策略：掌握掌握 BLEBLE 芯片设计核心技术并能有效控制成本的企业芯片设计核心技术并能有效控制成本的企业 国内高端BLE 市场为蓝海市场，因而具有极强低功耗设计和性能设计能力，且能有效控制成本的高端 BLE 国内厂商是重点关注对象：风险提示：风险提示：行业竞争风险；市场拓展不达预期，IC 供应链风险。内容内容目录目录 1 1 可穿戴设备爆发、物联网布局驱动低功耗蓝牙市场需求释放，预计可穿戴设备爆发、物联网布局驱动低功耗蓝牙市场需求释放，预计 20232023年全球年全球 BLEBLE 市场空间将达到市场空间将达到 6565 亿美元亿美元.4 4 1.1 1.1 终端设备连接无线化，蓝牙在主要的局域网无线通信技术中最具应用优势终端设备连接无线化，蓝牙在主要的局域网无线通信技术中最具应用优势 .4 4 1.2 1.2 蓝牙技术标准迈入蓝牙技术标准迈入 5.05.0 时代，时代，MeshMesh 组网技术助力高端低功耗蓝牙开拓物联网组网技术助力高端低功耗蓝牙开拓物联网市场市场 .6 6 1.3 1.3 低功耗蓝牙受益可穿戴设备、物联网发展，市场规模达低功耗蓝牙受益可穿戴设备、物联网发展，市场规模达 6565 亿美元，保持快速亿美元，保持快速增长增长 .8 8 2 2 国外厂商抢占高端国外厂商抢占高端 BLEBLE 市场先机，国内厂商也开始逐步布局低功耗蓝市场先机，国内厂商也开始逐步布局低功耗蓝牙牙 .1212 2.1 BLE2.1 BLE 领域尚未完全形成寡头垄断格局，国外厂商布局较早，占据主要市场份领域尚未完全形成寡头垄断格局，国外厂商布局较早，占据主要市场份额额 .1212 2.2 2.2 国产高端低功耗蓝牙逐渐起步，进口替代成为确定趋势国产高端低功耗蓝牙逐渐起步，进口替代成为确定趋势 .1313 3 3 蓝牙芯片厂商以产品功耗、成本和稳定性作为公司的核心竞争力蓝牙芯片厂商以产品功耗、成本和稳定性作为公司的核心竞争力 .1616 3.3.1 1 低功耗是低功耗是 BLEBLE 设计重要要求设计重要要求 .1616 3.2 3.2 无线连接稳定性是低功耗蓝牙产品力的体现无线连接稳定性是低功耗蓝牙产品力的体现.1717 3.3 3.3 成本是低功耗蓝牙厂商进入市场的关键因素成本是低功耗蓝牙厂商进入市场的关键因素.1818 4 4 投资策略：投资策略：.1919 5 5 风险提示风险提示.1919 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 3 3/2020 图表目录图表目录 图表图表 1 1 数据传输场景日益丰富数据传输场景日益丰富.4 图表图表 2 2 无线传输渐成趋势无线传输渐成趋势.4 图表图表 3 3 全球物联网终端设备数量及增长率全球物联网终端设备数量及增长率.5 图表图表 4 4 无线通信技术比较无线通信技术比较.5 图表图表 5 5 蓝牙通信技术发展进程蓝牙通信技术发展进程.6 图表图表 6 6 蓝牙蓝牙 MeshMesh 拓展了蓝牙的性能拓展了蓝牙的性能.7 图表图表 7 7 经典蓝牙和低功耗蓝牙功能性能对比经典蓝牙和低功耗蓝牙功能性能对比.7 图表图表 8 8 经典蓝牙和低功耗蓝牙经典蓝牙和低功耗蓝牙应用场景对比应用场景对比.8 图表图表 9 9 蓝牙芯片架构示例蓝牙芯片架构示例.9 图表图表 10 10 不同芯片蓝牙协议栈构成不同芯片蓝牙协议栈构成.9 图表图表 11 11 全球可穿戴设备出货量（百万台）全球可穿戴设备出货量（百万台）.9 图表图表 12 201912 2019 年一季度腕式可穿戴设备各厂商出货情况年一季度腕式可穿戴设备各厂商出货情况.9 图表图表 13 13 蓝蓝牙智能家居设备年出货量（单位：亿）牙智能家居设备年出货量（单位：亿）.10 图表图表 14 14 蓝牙智能楼宇设备年出货量（单位：亿）蓝牙智能楼宇设备年出货量（单位：亿）.10 图表图表 15 15 蓝牙智慧城市设备年出货量（单位：亿）蓝牙智慧城市设备年出货量（单位：亿）.10 图表图表 16 16 蓝牙智能工业设备年出货量（单位：亿）蓝牙智能工业设备年出货量（单位：亿）.10 图表图表 17 17 各类蓝牙设各类蓝牙设备出货量（单位：亿）备出货量（单位：亿）.11 图表图表 18 18 预计预计 20232023 年年 BLEBLE 设备出货量高达九成设备出货量高达九成.11 图表图表 19 201819 2018 年低功耗蓝牙公司市场占有率年低功耗蓝牙公司市场占有率.12 图表图表 20 Nordic20 Nordic、DialogDialog 低功耗蓝牙业务收入（百万美元）和增长率低功耗蓝牙业务收入（百万美元）和增长率.13 图表图表 21 21 国内外主要国内外主要 BLEBLE 厂商产品优劣势对比厂商产品优劣势对比.14 图表图表 22 22 国内国内 BLEBLE 厂商及主要产品厂商及主要产品.14 图表图表 23 23 BLEBLE 芯片主要参数解释和影响芯片主要参数解释和影响.16 图表图表 24 24 连接事件和连接间隔的功耗连接事件和连接间隔的功耗.17 图表图表 25 25 从设备对主设备连接事件反应时延从设备对主设备连接事件反应时延.17 图表图表 26 26 信号链信号处理和传输过程信号链信号处理和传输过程.17 图表图表 27 27 芯片成本构成芯片成本构成.18 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 4 4/2020 1 1 可穿戴设备爆发、物联网布局驱动可穿戴设备爆发、物联网布局驱动低功耗低功耗蓝牙蓝牙市场需求释放，预计市场需求释放，预计 20232023 年全球年全球 BLEBLE 市场市场空间空间将达到将达到 6565 亿美元亿美元 1.11.1 终端设备连接终端设备连接无线无线化化，蓝牙，蓝牙在在主要的主要的局域网局域网无线无线通信技术中通信技术中最具应用优势最具应用优势 网络应用快速发展，网络应用快速发展，数据传输场景日益丰富数据传输场景日益丰富。据 We Are Social 和 Hootsuite报告统计，截至 2018 年底，全球互联网用户规模超过 43 亿人，约占全球人口的 57%，全球一半以上人口“触网”得益于互联网信息技术快速发展以及智能终端的大量普及。互联网用户对网络传输要求不断提高，随着通信技术升级，传输内容和形式逐渐升级，从最初的文字、图片发展到视频传输；传输场景也愈加丰富，从人与人、人与物拓展到物与物的数据传输。图表图表 1 1 数据传输场景日益丰富数据传输场景日益丰富 图表图表 2 2 无线传输渐成趋势无线传输渐成趋势 资料来源：百度百科，基业常青 资料来源：百度百科，基业常青 无线通信分为无线通信分为近距离和远距离传输，而局域物联网正快速推动短距离无近距离和远距离传输，而局域物联网正快速推动短距离无线通信方式发展。线通信方式发展。根据爱立信移动市场报告预计，全球物联网终端数量将由86 亿增加至 2024 年的 223 亿，复合增长率 17%。并且短距离无线连接是物联网的主要连接形式，连接设备数量将由 2018 年 75 亿上升到 2024 年 178 亿，复合增长率达到 15%。敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 5 5/2020 图表图表 3 3 全球物联网终端设备数量及增长率全球物联网终端设备数量及增长率 资料来源：爱立信移动市场报告，基业常青 无线通信技术无线通信技术主要分广域网和局域网两种，差别在传输距离和通信协议主要分广域网和局域网两种，差别在传输距离和通信协议方面方面。局域网无线通信技术包括 NFC、IrDA、WIFI、蓝牙、ZigBee、Z-Wave、UWB、RFID、LiFi 等，传输一般在 0-300 米；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。蓝牙是最主要的局域网（短距离）无线通信方式之一，适合覆盖距离在百米以内、数据传输量较小的通信。图表图表 4 4 无线通信技术比较无线通信技术比较 无线技术无线技术 NFCNFC ZigZig-BeeBee BluetoothBluetooth WiWi-Fi Fi UVBUVB RFIDRFID IrDAIrDA Z Z-wavewave LifiLifi LoRaLoRa NBNB-IoTIoT GPRSGPRS 频段频段 13.56 MHz 2.4GHz 2.45GHz 2.45/5GHz 3.1-10.6 GHz 1-100 GHz 很高 908MHz 380-790THz 433/868/915Mhz 800/900MHz 935-960KHz 有效传输有效传输距离距离 0.1m 以内 100m以内 300m 以内 300m 10m 以内 5-10m 1m 30-100m 无法突破障碍 城市 2km 郊区15km 10km以上 20km 传输速度传输速度 424 kbps 20-250 kbps 3 Mbps 11 Mbps 480 Mbps 106 kbps 16 Mbps 9.6-40 kbps 250 Mbps 0.3-50 kbps 100 kbps 115 Kbps 通信质量通信质量 中 高 高 高 高 有限 高 高 有限 高 高 中 网络架构网络架构 点对点 星型 星型 星型 星型 点对点 点对点 树型 星型 星型 星型 星型 硬件成本硬件成本 低 低 中等 中等 很高 低 低 低 高 中等 中等 高 是否便于是否便于应用开发应用开发 难 中等 方便 难 中等 很方便 方便 中等 难 难 中等 很方便 典型应用典型应用 公交 系统 灯组网 语音 传输 局域网 军方 追踪 食品 追踪 红外 测距 照明 控制 LED 局域网 智能 抄表 智能 门锁 移动 通信 资料来源：电子发烧友，百度百科，基业常青 蓝牙蓝牙实现实现功耗、成本、功能的功耗、成本、功能的完美结合，完美结合，应用开发应用开发方面方面拥有拥有优势优势。在主要的几种局域网无线通信技术中，NFC 主要用于近场识别与通讯，应用领域较为局限；WIFI 传输速度快、与互联网的无缝连接，但功耗较高、应用开发上无优势；ZigBee 最大的亮点是可实现 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。而蓝牙在传输距离（最大可达 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 6 6/2020 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，且集成其他通信技术的功能，如 mesh 等，应用优势较为明显。1.1.2 2 蓝牙技术标准迈入蓝牙技术标准迈入 5.05.0 时代，时代，MeshMesh 组网组网技术技术助力助力高端低功耗高端低功耗蓝牙开拓蓝牙开拓物联网物联网市场市场 蓝牙蓝牙 4.04.0 引入了低功耗模块，敲开物联网的大门。引入了低功耗模块，敲开物联网的大门。蓝牙技术最早由爱立信公司在 1995 年提出，主要应用于蓝牙音频领域，随后 1998 年蓝牙技术联盟（SIG）成立，负责制定和维护蓝牙技术标准。至今蓝牙技术标准从 1.1 到 5.1版本，共经历了 10 次升级，而自 2010 年蓝牙 4.0 标准发布之后，蓝牙由经典蓝牙迈向低功耗蓝牙时代，而低功耗模块的引入，也将蓝牙的功耗降低了 90%以上，使更多终端尤其是移动终端设备的联网化成为可能。图表图表 5 5 蓝牙通信技术发展进程蓝牙通信技术发展进程 蓝牙版本蓝牙版本 发布日期发布日期 传输速度传输速度 有效范围有效范围 主打功能主打功能 1.11.1 2001 748-810kbps 10m-1.21.2 2003 748-810kbps 10m 改善抗干扰调频 2.02.0 2004 1.8-2.1Mbps 10m 双工，Stereo 译码 2.12.1 2007.08 1.8-2.1Mbps 10m 改善设备配对 3.03.0 2009.04 24Mbps 10m 协同 802.11Wi-Fi 4.04.0 2010.07 24Mbps 100m BLE 省电 4.14.1 2013.12 24Mbps 100m IoT 改善通讯功能 4.24.2 2014.12 24Mbps 100m 省电 5.05.0 2016.06 24Mbps 300m 物联网应用 5.15.1 2019.01 48Mbps 300m 室内定位 资料来源：公开资料，基业常青 蓝牙蓝牙 5.05.0 攻克了攻克了蓝牙蓝牙传输速度和传输距离的短板传输速度和传输距离的短板，功耗进一步降低，功耗进一步降低，高精，高精度定位测向功能度定位测向功能扩大应用领域扩大应用领域。蓝牙 5.0 相对于 4.2 版本，传输速度是 4.2 的两倍，有效传输距离是 4.2 的 4 倍，广播模式信息容量提高到原来的 8 倍；并且功耗再次降低，达到毫安乃至微安级别的工作功耗，待机功耗降至毫安乃至纳安级别；另外，BLE5.1 引入高精度定位测向功能，室内导航定位达到厘米级精度，这些性能这些性能也进一步也进一步巩固了巩固了 BLEBLE 在物联网领域的地位。在物联网领域的地位。MeshMesh 组网组网技术技术是是低功耗蓝牙实现大规模低功耗蓝牙实现大规模物联网物联网连接连接的关键技术的关键技术。蓝牙Mesh 组网技术在 2017 年得到 SIG 批准，这是一种独立的网络技术，兼容 4及 5 系列蓝牙协议。它把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，可以实现多对多设备通信，从而实现大面积覆盖。这种技术可组节点成百上千，无需网关就可以直接与智能终端通信，满足物联网的连接需求，尤其是在工业物联网、智慧城市、智能建筑等领域具有应用优势。敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 7 7/2020 图表图表 6 6 蓝牙蓝牙 MeshMesh 拓展了蓝牙的性能拓展了蓝牙的性能 资料来源：SIG，基业常青 相对于经典蓝牙，相对于经典蓝牙，低功耗蓝牙有传输远、功耗低、延迟低等优势低功耗蓝牙有传输远、功耗低、延迟低等优势。传输距离方面，经典蓝牙只有 10-100 米，而 BLE 最远能传输 300 米；连接方式上，经典蓝牙只能通过点对点的方式传输，而 BLE 设备能够能通过点对点、广播、Mesh 组网与其他设备相连；在功耗上，两者的差别巨大，低功耗蓝牙运行和待机功耗极低，使用一颗纽扣电池便能连续工作数月甚至数年之久。图表图表 7 7 经典蓝牙和低功耗蓝牙功能性能对比经典蓝牙和低功耗蓝牙功能性能对比 技术标准技术标准 经典蓝牙经典蓝牙 低功耗蓝牙（低功耗蓝牙（BLEBLE）无线电频率 2.4GHz 2.4GHz 传输速率 Basic Rate：1Mbps EDR(/4DQPSK)2Mbps EDR(8DPSK)3Mbps BLE4.2:1Mbps BLE5:2Mbps BLE5 Long Range(S=2):500Mbps BLE5 Long Range(S=8):125Mbps 距离 10/100 米 300m 延时 100ms 6ms 发送数据的最小总时间 100ms 3ms 耗电量耗电量 1W1W 0.010.01-0.5W0.5W 最大运行电流 30mA 15mA 语音能力语音能力 有有 无无 网络拓扑 点对点 点对点、广播、Mesh 组网 稳健性 自适应快速跳频拓展、FEC、快速 ASK 自动适应快速跳频 代表蓝牙标准 BT V1.0/2.0/3.0 BT V4.0/5.0 资料来源：公开资料，基业常青 经典蓝牙支持音频传输，而低功耗蓝牙主要用在非音频数据传输上。经典蓝牙支持音频传输，而低功耗蓝牙主要用在非音频数据传输上。基于这个差距，经典蓝牙和低功耗蓝牙应用场景有所不同。经典蓝牙主要应用在音频传输设备上，而低功耗蓝牙主要用在数据传输领域，尤其是以物联网为主的数据传输。敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 8 8/2020 图表图表 8 8 经典蓝牙和低功耗蓝牙应用场景对比经典蓝牙和低功耗蓝牙应用场景对比 蓝牙分类蓝牙分类 应用方向应用方向 具体应用场景具体应用场景 通信连接方式通信连接方式 经典蓝牙经典蓝牙 （BR/EDR/AMPBR/EDR/AMP）音频应用 无线耳机 点对点 无线音箱 车载音箱 低功耗蓝牙低功耗蓝牙 （LELE）数据传输应用 运动与健身设备 点对点 医疗健康设备 PC 外围设备 位置服务应用 信标服务 广播 室内导航 资产追踪 设备网络应用 控制系统 Mesh 组网 监视系统 自动化系统 资料来源：公开资料整理，基业常青 蓝牙技术联盟蓝牙技术联盟（SIGSIG）逐步停止维护经典蓝牙标准，蓝牙逐步停止维护经典蓝牙标准，蓝牙进入进入 5.05.0 时代是时代是一个必然一个必然。随着蓝牙技术标准不断升级，为提高蓝牙产品品质，推动新版蓝牙应用，蓝牙技术联盟对经典蓝牙标准逐渐停止维护，已于 2019 年撤销经典蓝牙 2.0 版本，弃用 4.1/4.0/3.0/2.1 版本，并将于 2020 年正式撤销 4.2 以前的版本，不再认证 4.2 标准以下的产品，5.0 版本的高端低功耗蓝牙取代以前蓝牙是未来主流趋势，蓝牙进入 5.0 时代已是板上钉钉。1.1.3 3 低功耗蓝牙受益可穿戴设备低功耗蓝牙受益可穿戴设备、物联网、物联网发展，市场规模发展，市场规模达达 6565亿亿美元美元，保持快速增长，保持快速增长 蓝牙分为经典蓝牙和低功耗蓝牙蓝牙分为经典蓝牙和低功耗蓝牙。经典蓝牙一般包含基础速率（BR）、增强速率（EDR）、高速率（HS/AMP）这三种模式，低功耗蓝牙则包括低功耗模块（LE）。在在低功耗蓝牙芯片市场中，存在单模和双模两种不同的芯片设计。低功耗蓝牙芯片市场中，存在单模和双模两种不同的芯片设计。单模蓝牙芯片是指仅支持低功耗传输功能的芯片，而双模蓝牙除了支持低功耗传输以外，还支持经典蓝牙传输，这就使得蓝牙芯片可以兼容 4.0 以下的版本。值得注意的是，双模低功耗蓝牙实际功耗更接近于经典蓝牙。敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 9 9/2020 图表图表 9 9 蓝牙芯片架构示例蓝牙芯片架构示例 图表图表 1010 不同芯片蓝牙协议栈构成不同芯片蓝牙协议栈构成 资料来源：安凯微电子，基业常青 资料来源：昇润科技，基业常青 可穿戴设备可穿戴设备是是低功耗蓝牙率先爆发的市场低功耗蓝牙率先爆发的市场，当前处在快速增长期，当前处在快速增长期。根据IDC 数据，预计 2019 年全年可穿戴设备出货量有望超过 2.23 亿台，2023 年出货量将增加至 3.02 亿台，年复合增长率达到 7.9%。可穿戴设备增长主要来自腕式设备和耳戴式设备，其中腕式设备出货量占比超过 60%，主要为智能手表和手环，常用于健康、运动等场景，作为手机等移动终端的外围设备，数据传输是其主要功能，对功耗有很高要求。图表图表 1111 全球可穿戴设备出货量（百万台）全球可穿戴设备出货量（百万台）图表图表 1212 20192019 年一季度年一季度腕式腕式可穿戴可穿戴设备设备各厂商出货情况各厂商出货情况 资料来源：IDC，基业常青 资料来源：IDC，基业常青 物联网市场物联网市场增量增量空间巨大空间巨大，且且对功耗对功耗和组网能力和组网能力要求愈加严格要求愈加严格，低功耗低功耗蓝牙蓝牙将是将是局域局域物联网物联网重要玩家重要玩家。低功耗蓝牙以其成本低、功耗低、Mesh 组网能连接上千个节点的优势，无论是在单个设备还是系统构建上，都有用武之地，因此低功耗蓝牙是局域物联网应用场景不可或缺的玩家。0%10%20%30%40%01002003004002015 2016 2017 2018 2019E2020E2021E2022E2023E全球可穿戴设备出货量增速 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 1010/2020 图表图表 1313 蓝牙蓝牙智能智能家居设备年出货量家居设备年出货量（单位：亿）（单位：亿）图表图表 1414 蓝牙智能楼宇设备蓝牙智能楼宇设备年年出货量出货量（单位：单位：亿）亿）资料来源：SIG，基业常青 资料来源：SIG，基业常青 图表图表 1515 蓝牙蓝牙智慧城市智慧城市设备年出货量（单位：亿）设备年出货量（单位：亿）图表图表 1616 蓝牙智能工业设备年出货量蓝牙智能工业设备年出货量（单位：单位：亿）亿）资料来源：SIG，基业常青 资料来源：SIG，基业常青 具体来说，具体来说，低功耗低功耗蓝牙在物联网蓝牙在物联网未来未来爆发的空间集中在智能家居、智慧爆发的空间集中在智能家居、智慧楼宇、智慧城市、智能工业等领域楼宇、智慧城市、智能工业等领域。根据蓝牙技术联盟（SIG）数据，预计 2023 年蓝牙智能家居设备年出货量将达到 11.5 亿，年复合增长率达到 59%；预计 2023 年蓝牙智能楼宇设备年出货量会达到 3.74 亿，年复合增长率达到 46%；预计 2023 年蓝牙智慧城市设备年出货量会达到 1.97亿，年复合增长率达到 40%；预计 2023 年蓝牙智慧工业设备年出货量达到 2.78 亿，年复合增长率达到 40%。低功耗蓝牙市场将持续增长，低功耗蓝牙市场将持续增长，20232023 年全球低功耗蓝牙市场年全球低功耗蓝牙市场有望达到有望达到6767 亿美元，亿美元，20182018-20232023 年复合增长率达年复合增长率达 7.6%7.6%。根据蓝牙技术联盟 SIG 估算，2018 年低功耗单模蓝牙出货量为 5.4 亿，双模蓝牙出货量为 27 亿，BLE 总市场规模约 45 亿美元。预计到 2023 年，全球 90%以上的蓝牙设备将使用低功耗蓝牙芯片，约有三分之一的设备将使用单模低功耗蓝牙，出货量预计达到 16 亿，市场空间达 22 亿美元；为了能够充分利用蓝牙技术的优势，双模蓝牙正在取代经典蓝牙，预计 2023 年双模蓝牙芯片出货量将达 32 亿，市场空间高达 45 美元。2018 至 2023 年低功耗蓝牙整体复合增长率达到 7.6%。0%5%10%15%20%051015201720182019E 2020E 2021E 2022E 2023E蓝牙智能家居设备年出货量增速0%20%40%60%80%100%01234201720182019E 2020E 2021E 2022E 2023E蓝牙智能楼宇设备出货量增速0%20%40%60%80%100%00.511.522.5201720182019E 2020E 2021E 2022E 2023E蓝牙智慧城市设备年出货量增速0%20%40%60%80%00.511.522.53201720182019E 2020E 2021E 2022E 2023E蓝牙智能工业设备年出货量增速 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 1111/2020 图表图表 1717 各类各类蓝牙设备出货量（单位：亿）蓝牙设备出货量（单位：亿）图表图表 1818 预计预计 20232023 年年 BLEBLE 设备出货量高达设备出货量高达九成九成 资料来源：SIG，IHS,基业常青 资料来源：SIG，基业常青 6.7273.30 1632.65.40.010.020.030.040.0BLEBR/EDR+BLEBR/EDR2018202330%60%10%BLEBR/EDR+BLEBR/EDR 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 1212/2020 2 2 国外厂商国外厂商抢占抢占高端高端 BLEBLE 市场市场先机先机，国内厂商，国内厂商也开始也开始逐步逐步布局布局低功耗低功耗蓝牙蓝牙 2 2.1.1 BLEBLE 领域尚领域尚未未完全完全形成寡头垄断格局形成寡头垄断格局，国外厂商布局较早，国外厂商布局较早，占据主要市场份额占据主要市场份额 全球低功耗蓝牙企业全球低功耗蓝牙企业呈现呈现充分充分竞争的格局竞争的格局，国外厂商布局较早，市占相国外厂商布局较早，市占相对较大对较大。自 2010 年低功耗蓝牙引入以来，国外厂商引领低功耗蓝牙建设，到目前为止，全球主要低功耗蓝牙厂商有 Nordic、Dialog、TI、ST、Cypress、Silicon lab、Microchip、Toshiba、泰凌微等。除泰凌微外，其他厂商多来自欧美和日本，占据高端 BLE 芯片市场，其中挪威的 Nordic 以 40%左右的市占率成为BLE 领域的龙头，国内在这个领域市占率较高的厂商只有泰凌微一家，目前产品在照明领域应用较多，其他厂商多是蓝牙领域的低端同质产品。图表图表 1919 20182018 年年低功耗蓝牙公司市场占有率低功耗蓝牙公司市场占有率 资料来源：TSR，基业常青 以以 NordicNordic 为代表的国外厂商在低功耗领域布局较早，掌握技术和市场先为代表的国外厂商在低功耗领域布局较早，掌握技术和市场先机。机。早期低功耗蓝牙（或称“蓝牙智能”）由诺基亚和 Nordic 合作开发，被纳入蓝牙 4.0 标准并发布，因而 Nordic 也为低功耗蓝牙标准贡献了核心技术和专业知识，成为技术鼻祖。在拥有技术优势基础上，Nordic 准确把握市场趋势，快速推进低功耗蓝牙芯片研发，在 2012 年发布了第一代超低功耗蓝牙nRF51 系列，在 2015 年又成功推出 nRF52 系列低功耗芯片，并及时将这两个系列蓝牙升级到 5.0 及以上版本，占据市场先机。20182018 年年 N Nordicordic 低功耗蓝牙低功耗蓝牙芯片收入为芯片收入为 1.851.85 亿美元，年增长率亿美元，年增长率 23.3%23.3%，市占率，市占率 40%40%左右。左右。细分应用领域的渐次渗透助力细分应用领域的渐次渗透助力 NordicNordic 完成完成市场开拓市场开拓。早在 2013 年，Nordic在电脑配件市场占有一席之地，这个市场为其低功耗蓝牙应用提供了良好的过渡。在此基础上，Nordic 瞄准物联网市场，不断开拓低功耗蓝牙在物联网40%11%10%7%7%8%17%NordicDialogTISTQualcomm泰凌微其他 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 1313/2020 细分领域中的应用，尤其在可穿戴设备、智能家居、医疗保健设备市场上获得了不少客户的青睐，在市场上占据了领先地位。Nordic 客户分部在欧洲、美洲和亚太；2018 年亚太地区客户带来的业务收入高达 75%，中国是主要的客户之一。图表图表 2020 NordicNordic、DialogDialog 低功耗蓝牙业务收入（百万美元）和增长率低功耗蓝牙业务收入（百万美元）和增长率 资料来源：Nordic、Dialog 年报，基业常青 DialogDialog 是是仅次于仅次于 NordicNordic 的的第二大低功耗蓝牙第二大低功耗蓝牙芯片公司，芯片公司，截至截至 20182018 年，低年，低功耗蓝牙芯片出货量超过功耗蓝牙芯片出货量超过 2 2 亿颗。亿颗。2018 年 Dialog 低功耗蓝牙业务收入约 0.52亿美元，年增长率 21%，市占率约 11%。公司从 2013 年开始研发低功耗蓝牙，2015 年第一代低功耗蓝牙出货，逐渐形成完整的产品组合，2016 年第二代低功耗蓝牙出货，并在 2017 年升级到蓝牙 5.0。其产品主要应用在可穿戴设备和智能家居上。可见，国外占据一定市场份额的公司在低功耗蓝牙研发上起步较早，与下游客户联系紧密，为最近几年低功耗蓝牙应用场景的爆发做了充足的铺垫。尽管尽管低功耗蓝牙以国外厂商为主低功耗蓝牙以国外厂商为主，但在但在全球市场上并未形成少数厂商垄断的全球市场上并未形成少数厂商垄断的局面局面。2 2.2 2 国产高端国产高端低功耗蓝牙低功耗蓝牙逐渐逐渐起步，起步，进口进口替代替代成为成为确定确定趋势趋势 低功耗蓝牙作为物联网重要无线连接技术，使用场景越来越丰富，低功耗蓝牙作为物联网重要无线连接技术，使用场景越来越丰富，国内国内厂商厂商也在也在加速加速布局布局，除去，除去传统传统蓝牙蓝牙企业企业积极积极转型转型或拓展或拓展新新板块板块，低功耗蓝牙低功耗蓝牙创业创业公司公司也如雨后春笋般萌发。也如雨后春笋般萌发。尽管国外低功耗蓝牙芯片发展较早占据优势，但国外产品普遍价格昂贵，且面临着继续开发难度大、国内本土化服务不足等劣势，为国内企业进入低功耗蓝牙领域创造了机会。216311110715018525344352-50%0%50%100%150%200%250%020406080100120140160180200201320142015201620172018NordicDialogNordic增速Dialog增速 敬请阅读正文之后的免责条款部分 深耕产业研究 助力资本增值 行业行业报告报告 PagePage 1414/2020 图表图表 2121 国内外主要国内外主要 BLEBLE 厂商产品优劣势对比厂商产品优劣势对比 厂商厂商 产品优劣势产品优劣势 NordicNordic 产品丰富、性能好、软件资料齐全；软件框架过于复杂，应用层不够简单清晰，小客户价格高。DialogDialog 电源管理出身，功耗低、性能好、稳定性好、价格低；软件复杂，开发难度大，OTA 升级需要外置 Flash。TITI 开发资料全，参考设计多，产品性能稳定，技术支持好，首家量产 BLE5.0 芯片；RAM、Flash 偏小，有点鸡肋，应用稍复杂些需要外置 Flash。STST 双处理器架构，性能好、应用开发灵活，待机功耗超低，Fitbit 手环供应商；进入时间较晚，产品线少，应用方案少。QualQualcommcomm 专注音频应用，是目前中高端蓝牙音频领域龙头；BLE 领域开发较少。泰凌微泰凌微 国内第一家 BLE 厂商，产品性能好、品质优异，主要用于灯控领域；产品线少，其他领域拓展缓慢。资料来源：公开资料，基业常青 国内传统蓝牙厂商出货的 BLE 的普遍集中在低端 BLE 上，版本在 4.2 及以下，近两年才开始转型布局近两年才开始转型布局 BLEBLE5.05.0，但主要还是应用在蓝牙音频上的但主要还是应用在蓝牙音频上的双模双模低功耗蓝牙低功耗蓝牙芯片芯片，少数少数厂商开发具有蓝牙厂商开发具有蓝牙 meshmesh 和室内定位等功能的和室内定位等功能的单模蓝牙单模蓝牙透传芯片透传芯片。台湾络达、瑞昱成立时间较早，主要生产蓝牙音频芯片，在 2016年以后才陆续研发