集微網消息，作為無線連接技術中的明星，藍牙低功耗（BLE）大量應用於移動IoT設備之間的無線連接；同時，作為使用最廣泛的一種低功耗通信協議，其市場需求正在持續爆發。
當下，全球正進入一個各種系統都需要採集和交換數據的物聯網（IoT）時代。在傳感器以無線方式連接，形成網絡並實現設備間數據交換的物聯網中，BLE發揮著至關重要的作用。
目前，WiFi、Bluetooth、WWAN是現階段物聯網的主力，佔所有應用的95%以上。物聯網晶片產品市場前景廣闊，預計2022年市場規模將超100億美元。而截至2022年，全世界將有500億的物聯網設備，其中三分之一的設備會搭載藍牙晶片，藍牙通信標準已經深入到消費電子、汽車電子、工業等諸多應用領域。
技術指標及演進
按照藍牙技術聯盟(SIG)的定義，BLE是一種低功耗、短距離、低數據速率的標準無線通信協議，工作在2.4GHz ISM頻段，目前最新的藍牙標準是BT5.2。
昂瑞微市場總監張書遷表示：目前BLE晶片的技術指標，主要集中於晶片的最大發射功率、接收機靈敏度、內部資源、兼容性、穩定性以及晶片功耗等。
昂瑞微市場總監張書遷
其一，BLE產品的鏈路預算Link Budget決定了信號連接的距離。而連接距離主要跟晶片Transmitter的最大發射功率和Receiver的靈敏度相關，也跟產品應用環境和晶片的抗幹擾能力相關。
其二，在功耗層面，大多數的BLE產品是應用於物聯網的電池供電產品，對產品的續航時間要求比較高，比如ESL，可穿戴手環/手錶，語音遙控器等。
其三，運行能力跟產品本身的MCU運行速度和存儲資源相關（SRAM，Flash等），一些產品如可穿戴手錶對MCU運行速率、SRAM和Flash資源大小以及各種Sensor和屏的接口要求比較高。
其四，BLE晶片的兼容性和穩定性決定了產品的魯棒性，BLE產品需要過SIG官方認證，也需要測試BLE產品之間，尤其是各種平臺手機和BLE設備間的兼容性；產品自身也要足夠穩定，不能出現死機、斷連等現象。
對於藍牙Mesh 協議，張書遷在接受集微網採訪時表示：藍牙Mesh 協議的發展大大加強了藍牙產品的組網能力，也拓展了藍牙產品的應用場景，使藍牙產品由獨立的個體性能向網絡協同能力邁進。
據了解，藍牙Mesh 協議於2017年由SIG藍牙技術聯盟發布，具有多對多的網絡拓撲結構。藍牙Mesh 網絡的核心技術包括強制的安全性、優化的低功耗以及強大的可擴展性，目前已實現與各種藍牙智能設備直接兼容。
當前，藍牙Mesh 標準在智能照明、智能插座、智能風扇、傳感器等領域快速應用。其中，智能照明系統是藍牙Mesh 協議最容易落地和爆發的場景。
時間回到2020年5月，藍牙技術聯盟（Bluetooth SIG）和DiiA（數字照明接口聯盟）宣布開展合作，制定藍牙-DALI規格，目標是為了指定一個可以在藍牙mesh照明控制網絡上對D4i智能燈具進行配置、監視和控制的標準接口。
藍牙在智能照明系統中充當數據管道的角色。通過藍牙可以構建一個數位化的智能照明網絡: 採集傳感器數據（探測空氣品質、溫溼度、二氧化碳濃度、噪聲），室內定位功能以及監測照明設備運行狀態（設備信息，設備故障，設備能耗等），用於管理照明系統、優化能耗和預測性維護等。
因而，藍牙技術在數據驅動型智能建築服務中具有重要作用。智能照明所提供的附加服務價值比照明控制和節能本身的價值高出七到十倍。空間利用應用可以將所採集到的建築使用數據可視化。照明維護應用可以監視每盞燈的工作狀況、觀察異常情況並在問題燈具出現故障前觸發維修措施。能源報告應用可以將數據發送至公用事業單位，從而幫助改進能源平衡。這些應用帶來了無盡的可能性。
同時，張書遷在報告中也提到了藍牙5.1標準的重要更新內容，即基於AoA/AoD的藍牙尋向功能；傳統的基於RSSI實現的藍牙位置服務，定位精度為1~10米。而基於天線陣列和AoA/AoD技術的的藍牙位置服務，理論上定位精度可以達到釐米級。
BLE Audio出世
據了解，2020年1月SIG正式發布BT5.2標準，新增 LE Audio功能，主要增加LE同步信道、LE的音頻框架協議（GAF）、LC3音頻編解碼、LE 音頻相關的Profiles。
眾所周知，BT5.2之前，藍牙音頻傳輸採用經典藍牙A2DP模式進行點對點數據傳輸，現在低功耗音頻LE Audio的出現，打破了經典藍牙壟斷音頻市場的地位。
因而，2020CES展會上，SIG官方宣布BT5.2新的標準支持基於連接的一主多從音頻流應用，比如TWS耳機，多房間音響同步，以及基於廣播數據流的傳輸，可廣泛用於候機室、體育館、會議廳、電影院等有公共屏幕音頻接收場合。可以說藍牙5.2的出現，既打破了Apple tws專利權，又給多聲道同步音頻傳輸提供了支持。
據悉，LC3是德國Fraunhofer IIS公司開發，SIG採用作為LE的高清音頻編解碼方式，LC3相比於傳統的基於SBC的藍牙音頻編解碼方式，為用戶帶來了更加清晰、可靠的音頻體驗。。
張書遷強調，LC3作為LE audio強制性編解碼方式，相同聽感下，高品質音源經LC3壓縮後是SBC數據量的一半左右。
BLE晶片的產業鏈逐步完善
總體而言，BLE晶片的未來發展趨勢，向更低的功耗、更穩定的連接、更高的性價比等方向演進。
毋庸置疑的是，低功耗是藍牙晶片永恆的話題。從技術層面來看，在電池技術難以獲得突破的情況下，晶片的亞閾值技術和基於空中能量收集的技術都可以說是藍牙低功耗技術的一個創新和突破的方向。。
據Gartner 2018年的市場報告顯示，2017到2021年，IoT以及汽車市場BLE應用的CAGR(年複合增長率)達到17%的水平。至2023年，BLE設備出貨量將超過16億，年出貨量將增長3倍；90%的藍牙設備將採用低功耗藍牙技術；藍牙mesh網絡設備年出貨量達到3.6億，年複合增長率為23%；藍牙位置服務設備年出貨量達到4.31億，年複合增長率為43%。
在龐大的市場需求之下，也加速了產業鏈的逐步完善。當前，國外主要BLE晶片廠商包括：Nordic，Dialog，Ambiq，TI，Silicon labs，高通（CSR），Cypress，意法半導體（ST），東芝Toshiba。其中，Nordic佔據了整個BLE市場的40%左右。
而中國臺灣的瑞昱（Realtek），創傑（ISSC），以及國內大陸的昂瑞微、泰凌微、Beken、匯頂科技、易兆微、卓勝微、富芮坤、奉加微、聯睿微等公司也都在BLE市場佔據一席之地。
在國家和地方政府的大力扶持下，物聯網產業迎來高速發展期，而藍牙低功耗技術在物聯網技術中處於核心地位，正處於晶片的國產替代浪潮中；國內射頻SoC晶片廠商經過多年的發展，也已經有了一定的技術積累。可以說，藍牙低功耗技術迎來了前所未有的歷史發展機遇。
BLE技術引爆智能可穿戴設備市場
當前，隨著5G和物聯網時代的到來，智能家居和智能可穿戴設備正處於高速發展階段，並引領了新一輪消費電子爆發的浪潮。其中，智能手環/手錶等市場是BLE技術爆發的一個重要市場。
據IDC數據顯示，2019 全年可穿戴式設備的出貨量達到3.365 億臺，較2018 年的1.78 億臺大增89.0%。其中，智能手錶2019年的出貨量達到9240萬隻，比2018年的7530萬隻增長了22.7%。
目前，從國內應用市場來看，智能手環/手錶可穿戴設備大體分為：藍牙手環、入門級智能手錶、普通級智能手錶、旗艦級智能手錶。
集微網了解到，昂瑞微藍牙技術團隊經過一年左右時間的潛心研發，精心打磨出新一代的低功耗藍牙產品HS6621，並順利導入國內多個知名方案商的新產品項目中，成為智能家居以及智能可穿戴設備等應用的理想選擇。該產品在2020年第十五屆「中國芯」集成電路產業促進大會上榮獲「優秀技術創新產品」獎。
從產品特性來看，新一代低功耗藍牙HS6621支持完整的BLE5.0協議、擁有強大的內核ARM Cortex-M4F、採用先進的40nm ULP工藝、具有豐富的外設接口、集成多個個性化電路模塊等。
據悉，新一代的BLE產品HS6621以智能家居和智能可穿戴設備市場為主戰場，同時兼顧一些其它的消費類電子產品市場。目前，昂瑞微新一代低功耗藍牙產品HS6621處於大批量量產階段；產品的評估板，以及針對各類應用的SDK都已準備就緒並經過了充分的驗證。（校對/Lee）