2023年藍牙設備出貨量達54億 海思、匯頂和Dialog各有側重

本站原創，作者：章鷹，電子發燒友執行副主編。

2019年是物聯網市場爆發的一年，隨著物聯網設備的使用和種類日益增多，開發人員正在尋求靈活的連接解決方案，以便幫助其快速將差異化產品推向市場。據市調機構ABI Research 最新數據顯示，2018年，全球藍牙設備出貨量約37億臺左右，得益于更廣的傳輸距離、更低的功耗和更快的傳輸速度，到了2023年，這一數據將增長到54億臺。

圖：藍牙定位服務市場增長迅速

藍牙技術聯盟亞太區開發者關系經理任凱表示，藍牙應用既覆蓋藍牙技術傳統的市場，包括在手機、平板、車載、音頻、控制類等領域的擴展，同時，藍牙5.1標準的尋向功能和藍牙Mesh技術擴展了藍牙技術的應用空間，未來在智能樓宇、智能家居、智能工業、智慧城市會有更多的拓展。

圖：藍牙定位技術應用前景廣泛

未來5年，藍牙的發展集中在4大解決方案和5大應用領域上。四大解決方案聚焦位置服務、數據傳輸、音頻傳輸和網絡設備。比如藍牙Mesh 的推出，加速了設備網絡解決方案的發展。預計到 2023 年，藍牙設備網絡產品年出貨量將達到 3.6 億，5 年內復合增長率 23%。又比如藍牙無線音頻傳輸解決方案仍在不斷增長，預計未來五年出貨量的年復合增長率將達到 7%。至 2023 年，出貨的藍牙設備中將有 39% 的設備支持藍牙音頻傳輸。

藍牙5.1標準亮點：尋向功能

最近，藍牙標準組織更新了藍牙規范，藍牙SIG亞太區資深區域經理李佳蓉表示，從垂直應用和消費性市場的角度來說，測向功能是本次規范更新的最大亮點。與5.0相比，藍牙5.1標準最大的變化是加入了全新尋向功能（direct finding），這個功能可以幫助設備明確藍牙信號的方向，幫助開發解讀設備方向的藍牙接近（Proximity）解決方案，實現厘米級位置精度的藍牙定位系統。

圖：藍牙5.1尋向功能原理

任凱進一步闡述了尋向功能原理。尋向功能是通過角度的計算，主要由兩種定位要素構成，即到達角（Angle-of-Arrival：AoA）和出發角(Angle of Departure：AoD)。發射機周期性的發射數據包，在接收機這端，形成藍牙接收機的天線陣列，接收機可以憑借天線進行相位的采集和進行計算相位差。通過射頻方面的運算和三角函數的運算，最后算出節點的相對角度。這是AoA解決方案。

Dialog半導體公司連接業務部 Eric Peters表示：“藍牙5.1為BLE設備帶來了新的尋向定位解決方案，通過到達角度（AoA）和出發角度（AoD）兩種方式，當一個設備靠近時，這兩種定位方式可以告訴用戶，該設備位于什么方向?！?/p>

Nordic區域銷售經理陳俊志表示，藍牙5.1是在射頻物理層中導入信號強度與IQ的信息，再搭配硬件上陣列天線與軟件上的演算方式計算出相對位置。而過去的低功耗藍牙Beacon定位技術主要是使用智能手機接收多個信標所發送出來的信號，并在手機中根據每個不同信標的信號強度進行多角度演算取得定位信息。

Silicon Lab亞太區的市場經理陳雄基認為，藍牙最初是點對點的簡單應用，傳統的智能家居或者其他的無線應用，而點對點的時候會碰到一些問題，另外傳輸距離也是一個瓶頸?，F在通過藍牙Mesh，通過網狀網絡做好距離的延伸，提供系統的擴展性，應用場景不管是家庭還是辦公大樓都可以覆蓋。藍牙Mesh多路徑方法，可以提供系統的可靠性。在系統響應度上，藍牙Mesh也做得更好。藍牙5.1標準的定位和尋向功能也可以在商業照明和工業上有更多的應用空間。

目前，華為、Dialog和匯頂科技都有推出符合藍牙5.1標準的最新產品，在技術上各有側重，筆者梳理如下。

華為自主研發超級藍牙

2019年5月31日上市的榮耀20系列，搭載了華為自主研發的包括超級藍牙（X-BT）功能在內的多合一芯片Hi1103，能智能判別環境因素和藍牙信號強度，按需調節手機發射功率，在無障礙地前提下可以實現200m以上的藍牙連接距離。這款無線芯片正是與麒麟980配套的多合一芯片，包括藍牙、WiFi、紅外、GPS甚至是FM都由它來處理。超級藍牙X-BT具有AI智能算法，根據需要調度發射功率，達到最遠130m的連接距離。

圖：華為榮耀搭載了自主研發的多合一超級藍牙（X-BT）芯片Hi1103

在藍牙穩定性極限距離測試中，榮耀20手機通過BeatsX播放音樂，最高能達到244.33米，采用了藍牙5.0的三星S10+則是152米，iPhone Xs Max則是121米。而BeatsX語音通話中，榮耀20手機最高達到了265米。

Dialog DA 1469x系列具有四大優勢

DA1469x是第一個基于ARM Cortex M33處理器的量產無線MCU，是Dialog藍牙低功耗無線微控制器，結合了三顆新的內核，提供更強大的處理能力、更多資源、更大的覆蓋范圍和更長的電池續航能力，它有四大優勢：

• 比市場上現有的無線MCU節省BOM成本達1.28美元；
• 節省PCB占位空間達38mm2
• 通過藍牙5.1標準最新的到達角度（AoA）和離開角度（AoD）實現精確的定位。
• SmartBond DA1469x 藍牙低功耗解決方案系列，是Dialog最先進、功能最豐富的無線連接多核微控制器系列。

圖：Dialog DA 1469x系列具有四大優勢

DA1469x系列為開發人員提供了先進的連接功能， 使其設備能夠經得起未來考驗，并滿足多種應用的需求。為高端健身追蹤器、先進智能家居設備和虛擬現實游戲控制器等計算密集型應用提供了強大的處理能力。

匯頂科技自主研發低功耗系統級藍牙芯片GR551x系列

在4月26日的藍牙亞洲大會上，匯頂科技發布了主打產品GR551x系列。據匯頂科技IoT市場部資深總監同偉介紹，GR5515芯片是一款低功耗Bluetooth LE芯片，采用40nm工藝，低功耗RF設計，射頻功耗為業界的一半，采用Arm Cortex-M4內核，256KB Ram，8Mbit Flash，其運算能力和內存空間能滿足海量物聯網應用需求。

“GR551x是獲得藍牙5.1認證的產品，藍牙5.1主要特性是速度快，物理層提高到2Mbps，室內家居環境下，最長傳輸距離可達100米，藍牙Mesh網絡更加穩定，網絡覆蓋范圍增大?！?同偉表示，“GR551x射頻功耗低于業界藍牙芯片最低功耗值，特別是在射頻使用時間較長的場景應用中，匯頂低功耗藍牙芯片的優勢將更加凸顯?！?/p>

圖：匯頂科技GR5515芯片開發板上

GR551x的關鍵特性如下：

1、超低功耗射頻設計：射頻峰值低于業界藍牙芯片最低功耗值

2、支持最新Bluetooth 5.1協議棧：長距離、高速度，Mesh組網，樣樣精通

3、更完善的數據安全保障：固件加密和片內實時解密，確保代碼安全

4、高有效數據傳輸率：更快的OTA，更清晰的語音，更高幀的圖像

在藍牙亞洲大會期間，匯頂科技還展示了基于該系列芯片的各類創新應用場景，包括智能可穿戴設備、智能玩具、智慧家居、智能樓宇和低功耗藍牙 Mesh投顯等，并展示了其與心率和入耳檢測等創新傳感器的產品組合，以及完整的低功耗藍牙產品軟硬件開發套件。