1 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 新三板5G 产业系列研究之一 Wi-Fi 6：深度剖析新技术，与前代相比如何更好更优？2月 25 日，华为推出了全球首款 Wi-Fi 6+智能路由器AX3 系列。23日小米发布了全面适配Wi-Fi 6 的小米 10 系列和小米首款 Wi-Fi 6 路由器 AX3600 产品，国内外对新一代 Wi-Fi 有了更高的关注。历经二十年发展，Wi-Fi 在速率、带宽、空间流等方面得到显著提升。Wi-Fi 6 支持 160 MHz的信道宽度，理论最大传输速率为 9.6Gbps，不仅仅是更宽的信道，还增加了对更高级别的正交幅度调制（QAM）的支持，从 Wi-Fi 5 中的 256-QAM到 Wi-Fi 6 中的 1024-QAM。与其他短途传输协议相比，速度更快成本更低。其核心新技术OFDMA 减少通信道排队延迟提高效率、MU-MIMO 允许向 8 个站点并发上行传输、大大提升容量，TWT定时唤醒机器，节省 30%以上耗电、BSS着色机制自动避免通道阻塞。与 5G 技术成为互补网络技术，减缓流量费用、通道压力、网络覆盖和网络容量等压力，成为家庭、企业等高密度场景的首选。 数据详解：Wi-Fi 6 未来将逐步替代前代市场，推动Wi-Fi 市场规模持续扩大。作为性能最高的新一代无线技术，Wi-Fi 6 能覆盖家庭、商务、智能汽车、物联网、体育馆等多种应用场景，Wi-Fi全球市场预计于 2023 年创 3.47 万亿美元的经济价值。2022年，物联网将占据全球联网设备比例将超过50%，人均每月网络流量使用将从 2017 年的 16.2GB增至 2022 年的 49.8GB，人均流量使用增加 12倍。全球 Wi-Fi 市场处于过渡期，市场增长空间大。根据 IDC，2019Q3 Wi-Fi 5 占从属接入点收入的 86.2%，Wi-Fi 6 占 6.1%，Wi-Fi 6 将成为企业 WLAN 市场 2019Q4 和 2020 全年增长的主要动力。根据 Gartner 数据，从 2019 年至 2023年，WiFi6 企业与中小型商务市场规模将从 2.5 亿美元增长至 52.2 亿美元，复合年均增长率高达114%。中国市场正加紧投入研发 Wi-Fi 6产品，全面替代后市场规模将大幅增长。 产业新机：Wi-Fi 6带动上游芯片、模块需求提升，下游 WLAN 设备和终端持续发力。产业链价值主要在于芯片和设备两个环节。全球 Wi-Fi 芯片市场逐渐成熟，国内市场寻求突破，预计 2022 年将增长至 197.2 亿美元，份额集中在高通、博通等厂商。Wi-Fi 模块市场需求增长，至 2020 年我国无线模组市场规模将达到296 亿元。日本厂商日本村田、TDK等竞争力较强。在WLAN设备市场中，全球前五大 WLAN 企业为思科、HPE(Aruba)、Ubiquity、华为和康普，其中思科占据近约 40%的市场收入。中国主要厂商为新华三、星网锐捷和华为。相关标的：美股市场 Wi-Fi 芯片龙头博通、高通，WLAN 设备龙头思科、慧与；A 股市场专注芯片、模组的博通集成、乐鑫科技、中颖电子、环旭电子、瑞芯微，制造终端设备&生产代工的星网锐捷、紫光股份、剑桥科技、平治信息、天邑股份、共进股份、卓翼科技等；新三板市场生产通信芯片的英诺迅、模组的利尔达、Wi-Fi 天线的健博通、智能无线路由器的乙辰科技、提供完整 WLAN 产品的上海寰创、Wi-Fi 领域完整生态链的全维技术等。一级市场专注Wi-Fi 6 芯片研发的速通半导体等。 风险提示：Wi-Fi 6 行业发展不及预期；公司盈利不及预期 Table_Tit le 2020 年03月16日 Wi-Fi 6：“旧”事物的新玩法和新变化 Table_BaseI nfo 新三板主题报告 证券研究报告 诸海滨 分析师 SAC执业证书编号：S1450511020005 zhuhbessence 021-35082086 Tabl e_Report 相关报告 精选层加速度-拟精选层组合高回报亮眼 2020-02-27 互联网医疗：科技战“疫”，雏鹰起飞医疗信息化专题系列 2020-02-27 海吉亚医疗申请港股上市肿瘤医疗集团龙头前景如何? 2020-02-26 创识科技：电子支付 IT方案优质服务商，2019 年净利润1 亿元 2020-02-26 拟精选层队伍进一步扩容，优选策略布局前锋 2020-02-25 2 主题报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 内容目录 1. 缘起：华为、小米新品引爆 Wi-Fi 6产品，Wi-Fi 6是什么？. 4 2. 新玩法：从无到有，Wi-Fi 6如何更好更优？ . 6 2.1. 发展历程：历经二十年成长，Wi-Fi不断升级传输速率已达 9.6Gbps . 6 2.2. 核心技术：Wi-Fi 6 实现速率、容量、功耗多重突破，开发升级新特性 . 7 2.2.1. OFDMA：实现多站点同时传输，减少通信道排队延迟提高效率 . 7 2.2.2. MU-MIMO：允许向 8 个站点并发上行传输，大大提升容量 . 8 2.2.3. TWT：显著改善设备电池寿命，节省30%以上电能 . 9 2.2.4. QAM：从 Wi-Fi 5 中的 256-QAM到 Wi-Fi 6 中的 1024-QAM . 10 2.2.5. BSS 着色机制：自动避免信道阻塞，提升性能与频道利用率. 10 2.3. 横向比较：Wi-Fi与其他短途传输协议相比，速度更快成本更低 .11 2.4. Wi-Fi 6 与5G: Wi-Fi 6 能缓和 5G 流量费用、网络覆盖、容量与速率的压力. 13 3. 新变化：Wi-Fi 6逐步替代前代市场，如何带动市场规模的进一步扩大？ . 15 3.1. 需求与价值：Wi-Fi 6 覆盖更多场景需求，预计 2023 年将创 3.47 万亿美元经济价值15 3.2. 全球市场：处于过渡阶段，占比 6.1%的 Wi-Fi 6 带动市场规模进一步扩大 . 18 3.3. 中国市场：WLAN市场增速最快，Wi-Fi 6 投入使用后会有新的大幅增长 . 20 4. 产业链：价值集中在芯片和设备两端，Wi-Fi行业呈现怎样的竞争格局？. 21 4.1.1. Wi-Fi芯片：份额集中在高通、博通等美国厂商，国内厂商开始不断突破 . 22 4.1.2. Wi-Fi模块：日本村田、TDK、太阳诱电、韩国的三星电机领先 . 23 4.1.3. WLAN设备：思科、HPE、Ubiquity、华为和康普构成市场主流 . 24 5. 新机会：Wi-Fi产业链整体受益，有哪些值得重点关注的公司？. 26 5.1. 美股市场：全球 Wi-Fi芯片和无线设备行业领导者，率先发力 Wi-Fi 6 . 26 5.2. A 股市场：国内领先 Wi-Fi芯片模组及无线设备厂商，重点发力 Wi-Fi 6. 27 5.2.1. 芯片模组： Wi-Fi 产业链前端芯片及模组厂商，专注深度研发 . 27 5.2.2. 网络设备终端&代工：领先的 WLAN设备厂商，Wi-Fi 6 终端设计制造已起步. 28 5.3. 新三板市场：从芯片到终端，无线通信产业链公司有望受益. 30 5.4. 一级市场：以速通半导体为首的创业公司，专注于Wi-Fi 6 核心技术的突破创新 . 31 图表目录 图 1：小米 10 手机 . 4 图 2：小米 AIoT 路由器 AX3600. 4 图 3：华为 AX3 系列智能路由器. 4 图 4：华为 Wi-Fi 6+性能. 5 图 5：华为 Wi-Fi 6+芯片方案. 5 图 6：2019年 9 款消费级 Wi-Fi 6 无线路由器 . 5 图 7：WI-FI发展历程 . 7 图 8：Wi-Fi 6 OFDMA 示意图 . 7 图 9：20 兆赫兹频率带宽下的 RU划分 . 8 图 10：OFDMA 与 OFDM模式下多用户吞吐量仿真收益 . 8 图 11：上行 MU-MIMO 示意图 . 8 图 12：SU-MIMO 与 MU-MIMO 吞吐量差异 . 9 图 13：TWT 示意图. 10 图 14：广播TWT 示意图 . 10 图 15：16-Level QAM . 10 8ZbWpWpZnWjYnV9YzWmMnP6M8QbRoMnNpNmMfQrRtQlOoPoR8OqQvNMYoOxOwMoMnN3 主题报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 16：无 BSS 着色机制和有 BSS 着色机制对比.11 图 17：BSS 着色机制示意图 .11 图 18：2017-2022 网络预测和趋势 . 15 图 19：Wi-Fi 6 应用场景示意图 . 15 图 20：Wi-Fi 应用场景. 16 图 21：应用宽带的需求 . 17 图 22：全球 Wi-Fi市场经济价值. 17 图 23：全球 Wi-Fi 设备每年出货量（百万台） . 18 图 24：全球 Wi-Fi 设备累计出货量（百万台） . 18 图 25：Wi-Fi 占全部全球 IP 流量的比例（每月十亿字节）. 18 图 26：全球热点数量（百万）. 18 图 27：企业市场收入占比. 19 图 28：2014-2022 企业无线接入点年出货量（千单位） . 19 图 29：全球 Wi-Fi市场规模（十亿美元）. 19 图 30：20142018 中国网络市场规模 . 20 图 31：20152019 中国网络市场规模 . 20 图 32：Wi-Fi 产业链 . 21 图 33：Wi-Fi 行业产业流程. 21 图 34：物联网设备规模（亿台） . 22 图 35：物联网终端市场规模（亿美元）. 22 图 36：全球 Wi-Fi芯片市场规模（亿美元） . 22 图 37：中国集成电路市场规模及增长率（亿元）. 22 图 38：中国无限模组市场预测（亿元）. 23 图 39：全球前五 WLAN企业收入. 24 图 40：2018 无线网络企业市场规模 . 24 图 41：无线网络供应商象限图. 24 图 42：速通半导体主营业务 . 31 图 43：新岸线无线通信芯片 . 31 图 44：联盛德 W600新一代嵌入式 Wi-Fi SoC 芯片. 32 图 45：南方硅谷 Wi-Fi SoC . 32 图 46：康希通信产品及应用 . 33 图 47：上海矽昌无线智能路由器芯片 . 33 表 1：Wi-Fi4、5、6 比较. 6 表 2：OFDMA、MU-MIMO 对比 . 9 表 3：短距离传输技术比较 . 12 表 4：Wi-Fi 6 与5G 对比. 13 表 5：Wi-Fi 6优点总结 . 14 表 6：国内主要 Wi-Fi芯片厂商. 23 表 7：知名无线网设备企业比较 . 25 表 8：Wi-Fi 产业链厂商一览 . 25 表 9：美股市场 Wi-Fi 6 产业链标的 . 26 表 10：A股市场 Wi-Fi 6 产业链标的. 29 表 11：新三板市场无线通信芯片、模组、天线等元器件厂商 . 30 表 12：新三板市场无线通信终端及系统集成服务厂商. 30 4 主题报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 1. 缘起：华为、小米新品引爆Wi-Fi 6 产品，Wi-Fi 6 是什么？ 2020年2 月 13 日下午，小米发布了全面适配 Wi-Fi 6 的小米 10 系列数字旗舰手机和旗下首款 Wi-Fi 6 路由器AIoT 路由器 AX3600，官方宣称最新的 AX3600 信号覆盖能够达到两个足球场那么大的面积，支持 248 台设备同时在线，双频并发无线理论速率高达 2976Mbps，搭载独立的 AIoT 智能天线，打开米家 App 即可自动发现身边未初始化的小米智能设备。相比华硕、网件此前已经发布的 Wi-Fi 6 路由器千元级的价格，小米售价仅为 599 元，有望加速 Wi-Fi 6 在家庭和物联网方面的渗透普及。 图 1：小米10手机 图 2：小米AIoT路由器AX3600 资料来源：小米官网，安信证券研究中心 资料来源：小米官网，安信证券研究中心 2 月 25 日，华为推出了全球首款 Wi-Fi 6+智能路由器AX3 系列智能路由器。AX3 系列是，无线速率高达 2400Mbps，搭载了自研凌霄四核 1.4GHz CPU，计算能力高达12880DMIPS，可充分发挥 Wi-Fi 6 速度。华为 Wi-Fi 6+带来两大特性：一是端到端支持160MHz超大频宽，近距离畅享双倍速度；二是动态窄频宽技术，报文按需自动分片，确保路由和手机等终端设备可稳定工作在窄频宽模式，大幅提升手机等终端侧的功率谱密度，实现多穿一堵墙的效果。整体来看，近距离速度快一倍，远距离多穿一堵墙。 图 3：华为AX3 系列智能路由器 资料来源：华为官网，安信证券研究中心 此外，华为还推出了全球速度最快 Wi-Fi 6+ 5G 路由器华为 5G CPE Pro 2，面对消费者。与上代产品（华为5G CPE Pro）相比，5G CPE Pro 2再次提升了其所搭载的Balong 5000芯片性能。据介绍，该路由器 5G 理论峰值下载速度高达 3.6Gbps。同时还搭载华为十大发明技术5G 超级上行，大幅提升上传速度，可高达 180%，并支持高达 11 个 5G频段。 5 主题报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 4：华为Wi-Fi 6+性能 图 5：华为Wi-Fi 6+芯片方案 资料来源：华为官网，安信证券研究中心 资料来源：华为官网，安信证券研究中心 Wi-Fi 6是下一代802.11ax标准的简称，就是第六代无线网络技术，是Wi-Fi联盟创建于IEEE 802.11 标准的无线局域网技术。2019 年市面上已有 9 款消费级 Wi-Fi 6 无线路由器。除了路由器，目前市面上也有手机终端支持 Wi-Fi 6。比较早发布的有 iPhone 11 系列、三星 Galaxy S10 系列、三星 Galaxy Note 系列。这很大程度看出 Wi-Fi 6 是目前最为重要的无线功能技术。 图 6：2019年 9款消费级Wi-Fi 6 无线路由器 资料来源：国际电子商情，安信证券研究中心 6 主题报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 2. 新玩法：从无到有，Wi-Fi 6 如何更好更优？ 2.1. 发展历程：历经二十年成长，Wi-Fi不断升级传输速率已达9.6Gbps 20 年前，人们从未想到 Wi-Fi 的诞生可以带来如此便捷高效的生活，历经 1999 年到 2020年的跨世纪演进，如今升级至 Wi-Fi 6 的新一代 Wi-Fi已经足够智能，能够适应未来密集而普遍的无线环境。从 802.11b到 802.11ax，Wi-Fi的发展历程是人类追求高带宽的过程，每4、5 年都会发生一次升级，每次演变的主要目的都是增加带宽。 表 1：Wi-Fi4、5、6比较 Wi-Fi4 Wi-Fi 5 Wi-Fi 6 协议 802.11n 802.11ac w ave1 802.11ac w ave2 802.11ax 年份 2009 2013 2016 2018 传输频率 2.4 or 5 GHz 5 GHz 2.4 or 5 GHz 频道宽度 20 or 40 MHz 80 MHz 160MHz 20, 40, 80 or 160 MHz 调制方式 64-QAM 256-QAM 1024-QAM 最大空间流 4*4 8*8 8*8 单流带宽 150Mbps 433Mbps 867Mbps 1200Mbps 最大带宽 600Mbps 3466Mbps 6933Mbps 9.61 Gb/s MU-MIMO N/A N/A 下行 上行下行 资料来源：Siemon，安信证券研究中心 802.11b(Wi-Fi1)：1997 年 IEEE制定出第一个无线局域网标准 802.11，数据传输速率仅有2Mbps，随着人们对网络传输速率的要求不断提升，在1999年IEEE发布了802.11b标准。802.11b 运行在 2.4GHz频段，传输速率为 11Mbit/s，是原始标准的 5 倍。 802.11a (Wi-Fi 2)：1999 年，IEEE 又补充发布了 802.11a 标准，采用与原始标准相同的和新协议，工作频率为 5GHz，最大数据传输速率为 54Mbit/s，达到了现实网络中等吞吐量的要求，且在 2.4Ghz频段逐渐广泛使用的情况下，5Ghz的频段可以减少冲突。 EEE 802.11g（Wi-Fi3）: 2003年，作为802.11a标准的OFDM技术也被改编为在2.4GHz频段运行，从而产生了 802.11g，其载波的频率为 2.4GHz(跟 802.11b 相同)，原始传送速度为 54Mbit/s，净传输速度约为 24.7Mbit/s(跟 802.11a相同)。 IEEE802.11 n（Wi-Fi4）： 2009 年，Wi-Fi传输和接入有了重大改进。首次在 Wi-Fi技术中引入多输入多输出(MIMO)技术，在 2.4 GHz和 5 GHz环境下最多支持 4 个天线和4 个空间流。另外，802.11n 支持 40MHz的通道绑定以提高带宽。在 802.11n 下，一个运行在 40MHz的空间流理论最大带宽是 150 Mbit/s。因此，四个空间流的最大带宽可以达到 600Mbps。 IEEE 802.11ac（Wi-Fi 5）：2013 年，优化了 5 GHz通道并支持 80 MHz通道带宽。80 MHz信道宽度的单个空间流的最大带宽为 433 Mbit/s。在 802.11ac Wave2 阶段下，支持下行 MU-MIMO(多用户 MIMO)。此功能允许 AP在同一时间与多个用户通信(切换模式)，而不是只与一个用户通信(集线器模式)。因此，802.11ac Wave 2 提高了网络资源的利用率，极大地提高了无线接入点的通信能力。但遗憾的是 802.11ac 仅支持 5GHz 频段的终端，削弱了 2.4GHz频段下的用户体验。 IEEE 802.11ax（Wi-Fi 6）： 提供了更快的速度和容量，更有效地支持设备密度的增加，同时降低了延迟，提高了电池寿命，支持 160 MHz（可以由两组不同的 80 MHz信道组成）的信道宽度。此外，Wi-Fi 6 更注重增强用户体验，最大传输速率为 9.6Gbps。 7 主题报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 图 7：WI-FI发展历程 资料来源：Siemon，安信证券研究中心 2.2. 核心技术：Wi-Fi 6实现速率、容量、功耗多重突破，开发升级新特性 Wi-Fi 6 与前几代相比，核心技术得到提升，超高速带宽达到 9.6 Gbit/s，网络接入容量是Wi-Fi 5 的四倍，且允许更多的 STA（站点）并发接入网络，终端功耗降低 30%以上，满足物联网终端低功耗需求。此外还包含许多特性，包括正交频分多址(OFDMA)、多用户多输入多输出(MU-MIMO)、目标唤醒时间(TWT)、更高阶的调制技术 (1024-QAM)和 BSS 着色等。 2.2.1. OFDMA：实现多站点同时传输，减少通信道排队延迟提高效率 OFDMA 是由正交频分复用(OFDM)发展而来，并首次应用于通信技术。Wi-Fi 6 标准采用了OFDMA 技术，提高了频谱利用率。在传统方式下，当每个 STA 发送数据时(无论数据包的大小)，整个信道都被大量的小型管理帧和控制帧所占据。这就像一辆只载一名乘客的大客车。OFDMA 技术将一个无线电信道在频域中分成多个子信道(子载波)，形成资源单元(RUs)。用户数据在 RU上传输，不占用整个通道，因此实现了在每个时间段同时传输来自多个 STA的数据。STA不再需要在队列中等待或相互竞争，提高了效率，减少了排队延迟。 上行 OFDMA 是由 Wi-Fi 6 引入的关键特性之一，也是与上一代最大的区别之一。上行OFDMA 允许多个工作站同时传输数据帧。由于每个客户端设备的传输功率可以集中在较小的已分配资源单元上，因此，上行 OFDMA 可以通过允许每个设备具有更高的传输功率级别来提供额外的增益，从而覆盖上行链路上的信号。下行 OFDMA 允许在一个数据单元中将多个数据帧传输到多个站点，从而摊销了前导开销和中间争用开销，从而导致更高的聚合网络吞吐量。下行 OFDMA 可以进一步优化总吞吐量，方法是在高信噪比和低信噪比的情况下，在满足总功率约束和监管要求的情况下，平衡用户之间的功率分配。 图 8：Wi-Fi 6 OFDMA 示意图 资料来源：Wi-Fi Alliance，华为 Wi-Fi 6预测报告，安信证券研究中心 8 主题报告 本报告版权属于安信证券股份有限公司。 各项声明请参见报告尾页。 OFDMA将总线的带宽(20 MHz)划分为256个小座位(子载波)。每个座位(带宽)固定在78.125 kHz。然而，一个小座位(副载波)对一个孩子(基本包)来说都太窄。因此，26 个小座位(副载波)被绑定在一起，形成一个最小的 RU。一个 RU提供 2 MHz带宽(也称为 26-tone RU)。该总线(20 MHz)最多可以同时承载 9 名乘客(9 个并发用户)，剩余的空间用于座椅的隔离。RU数量越多，发送小包报文时多用户处理效率越高，吞吐量也越高。 图 9：20 兆赫兹频率带宽下的RU 划分 图 10：OFDMA与 OFDM模式下多用户吞吐量仿真收益 资料来源：华为 Wi-Fi 6 预测报告，安信证券研究中心 资料来源：华为 Wi-Fi 6 白皮书，安信证券研究中心 2.2.2. MU-MIMO：允许向8个站点并发上行传输，大大提升容量 MU-MIMO，即多用户多输入多输出，AP可以同时向多个支持 MU-MIMO 的 STA发送数据包，在 Wi-Fi 5 时期就已引入应用，但是只支持下行端。Wi-Fi 6 继承了这一技术，能够同时向