Actualización del mercado de TSR: mercado de WiFi integrado MCU para aplicaciones de IoT

Sep 18, 2023

El WiFi integrado MCU se utiliza para una amplia gama de aplicaciones, como dispositivos IoT domésticos, electrodomésticos, terminales industriales, dispositivos IoT de consumo, juguetes, atención médica, dispositivos médicos y más. Los electrodomésticos, las cámaras IP, los dispositivos IoT domésticos (iluminación, enchufes inteligentes, etc.) y los terminales industriales son las principales aplicaciones con gran volumen.

Mercado WiFi MCU disminuyó drásticamente en 2022 por el impacto prolongado del COVID-19 en China y los países emergentes, la inflación y el débil gasto de los consumidores. El crecimiento del mercado en 2023 sigue siendo débil para la corrección de inventarios en la cadena de suministro. Sin embargo, la base de la demanda de IoT es firme. Estimamos que el crecimiento del mercado volverá a la normalidad a partir de 2024, con un 10% de CAGR de 2023 a 2028.

El estándar WiFi se desarrolló para mejorar el rendimiento de datos mediante WiFi 5. WiFi 6 estableció por primera vez funciones para aplicaciones de IoT de bajo consumo. El nuevo estándar WiFi 7 está diseñado para aplicaciones de banda ancha. Lo más destacado del nuevo estándar WiFi 7 es la operación multienlace (MLO) para mejorar el rendimiento de datos. WiFi 7 también admite redes sensibles al tiempo (definidas en IEEE802.11aa) para mejorar la comunicación de baja latencia para xR y aplicaciones de misión crítica.

Muchas de las aplicaciones MCU-WiFi no requieren un alto rendimiento de datos, por lo tanto, WiFi 4 con ancho de banda de 20 MHz es el estándar principal para las aplicaciones MCU WiFi. Por otro lado, el funcionamiento con bajo consumo de energía, la inteligencia artificial y la informática, la seguridad y el multiprotocolo son cada vez más importantes para los dispositivos WiFi IoT.

El chipset MCU WiFi 6 se introdujo durante 2022 y 2023. MCU WiFi 6 normalmente admite TWT (tiempo de activación objetivo) para funcionamiento con bajo consumo de energía, ancho de banda de 20 MHz y antena única.

Para aplicaciones de IoT, la alianza WiFi también estandarizó WiFi sub-GHz (WiFi HaBajo ) e inició el programa de certificación en el 4T2021. WiFi HaLow se dirige a aplicaciones LPWA como monitoreo remoto, detección, terminal de voz IP y cámara de baja resolución.

El ecosistema WiFi HaLow aún está inmaduro, con un número limitado de proveedores y dispositivos que aparecen en el mercado. Actualmente, WiFi HaLow se utiliza como red privada y en el sector público. Si la comercialización de WiFi HaLow avanza sin problemas, se espera que el tamaño del mercado crezca hasta varios cientos de miles de unidades en 2024 y supere el millón de unidades en 2025-2026.

El mercado de módulos WiFi integrados MCU creció rápidamente a 508 millones de unidades en 2020 y 795 millones de unidades en 2021. Luego cayó bruscamente a 612 millones de unidades en 2022, un 23% menos que el año anterior. Además de la fuerte demanda en 2021, la escasez de suministro de circuitos integrados provocó una fuerte demanda de acumulación de inventario. Sin embargo, en el segundo y tercer trimestre de 2022, la demanda de dispositivos IoT domésticos, cámaras IP o similares cayó drásticamente, lo que generó un exceso de inventario.

Las principales aplicaciones de volumen de MCU WiFi son los electrodomésticos, las cámaras IP, los dispositivos IoT domésticos (iluminación inteligente, enchufe de alimentación inteligente, etc.) y terminales portátiles industriales. En 2022, el volumen de envío de cámaras IP y dispositivos IoT domésticos disminuyó significativamente debido al débil gasto de los consumidores, la inflación y el bloqueo relacionado con el COVID-19 en China. Por otro lado, la demanda de electrodomésticos (aires acondicionados, refrigeradores, etc.) es relativamente estable y el segmento industrial/comercial muestra una fuerte demanda en 2022.

En 2023, aunque se puede ver una tendencia de recuperación en el segmento de IoT de consumo y de IoT doméstico, se espera que la tasa de crecimiento general del mercado se mantenga en alrededor del 1,3% debido a la debilidad de la demanda en el segmento industrial/comercial y a los continuos ajustes de inventario. En 2024-2025, se espera que el crecimiento del mercado vuelva a ser normal, de dos dígitos, a la luz de la normalización de inventarios y la recuperación económica. El estándar Matter también respaldará el crecimiento del mercado de aplicaciones para hogares inteligentes.

El chip combinado WiFi + Bluetooth (BLE) está aumentando en el mercado de MCU WiFi. Se estima que el 44% del total en 2022 y alrededor del 60% en 2028 serán chips combinados WiFi + Bluetooth. Bluetooth no siempre se utiliza, pero tiene una gran demanda, especialmente para el aprovisionamiento de teléfonos inteligentes.

WiFi 4 de banda única de 2,4 GHz es la corriente principal en los dispositivos IoT actuales. De 2024 a 2026, se prevé que la migración a WiFi 6 se realizará en función del ciclo de diseño de los dispositivos finales. Se estima que la cuota de mercado de WiFi 6 alcanzará el 23 % en 2026 y el 50 % en 2028. La fuerza impulsora de WiFi 6 en la aplicación de IoT será la migración de productos por parte de los proveedores de circuitos integrados y el beneficio de operaciones de menor consumo de energía.

La demanda de WiFi de banda única de 2,4 GHz es fuerte en China y en los países emergentes donde el costo es una prioridad. Mientras que la demanda de WiFi de 5 GHz está creciendo en mercados maduros o en aplicaciones industriales/comerciales para evitar interferencias en la banda de 2,4 GHz. Se prevé que la proporción de WiFi de doble banda/tribanda aumente a menos del 7% en 2022 al 15% en 2028.

Matter es el protocolo de conectividad basado en IP para aplicaciones domésticas inteligentes para garantizar la interoperabilidad entre diferentes proveedores de dispositivos. Matter es desarrollado por CSA (Connectivity Standard Alliance, antigua ZigBee Alliance) y compañías globales de Internet como Amazon, Google, Apple y Comcast. Como conectividad, Matter admite Zigbee/Thread, WiFi y Ethernet, y Bluetooth para aprovisionamiento.

Smart Speaker desempeña un papel de concentrador/controlador en el escenario de uso doméstico inteligente basado en Matter. Los productos Amazon Echo, los productos Google Nest, el sistema operativo Android y Apple iOS 16 ya son compatibles con Matter durante el 4T2022 al 1T2023. Al mismo tiempo, CSA publicó las especificaciones de materia, el SDK y la certificación en el 4T2022. Se espera que el nodo final habilitado para Matter se lance en 2023. Seguido del lanzamiento de la especificación Matter, los principales proveedores de chips WiFi MCU comienzan a admitir Matter desde principios de 2023.

La aplicación de la materia está definida por protocolos. Los perfiles de materia que se han estandarizado hasta la fecha incluyen iluminación, altavoz inteligente, cerradura inteligente, sensor, control remoto de TV, luz inteligente, enchufe, interruptor, cubierta de ventana, sensor y otros. Se espera que en un futuro próximo se agreguen nuevos perfiles como cámara IP doméstica, aire acondicionado, refrigerador y robot limpiador.

Se espera que Matter penetre primero en el mercado de América del Norte, luego seguido por la UE y otros países desarrollados, donde los altavoces inteligentes de Amazon/Google/Apple tienen una amplia penetración. Los principales actores de hogares inteligentes de China, como Alibaba, Baidu y Xiaomi, no participan en el ecosistema Matter, pero promueven protocolos propietarios. En esta situación, China no será el mercado para el estándar Matter.

En el mercado de WiFi IoT, el costo suele ser la prioridad, pero el rendimiento de los datos WiFi no importa. Los principales proveedores de chips WiFi, Qualcomm, Broadcom, MediaTek, Intel… no tienen una participación importante en el mercado de MCU WiFi. Los proveedores asiáticos de chips son los principales proveedores de la zona. El otro factor competitivo del WiFi IoT es la facilidad de uso. La solución modular, la aplicación, el SDK y el soporte para desarrolladores son el elemento clave. Proveedores como Espressif, NXP, Infineon, Silicon Labs y Texas Instruments aprovechan la parte de software y soporte. Los principales proveedores de chips MCU, ST, Renesas y Nordic Semiconductor (adquiere muchos desarrolladores de IoT a través del negocio Bluetooth) también tienen la oportunidad de ganar participación de mercado en el futuro.

En 2022, los principales proveedores en el mercado de MCU WiFi son Espressif, Realtek, Beken, NXP e Infineon en la base de unidades de envío. Espressif mantiene la máxima cuota de mercado desde 2016, desde los inicios del mercado de IoT WiFi. En términos de ingresos, Realtek, Espressif, Infineon y NXP están tomando la delantera.

Seguido por la débil tendencia de IoT en el hogar y cámaras IP, se estima que el principal proveedor Beken, Espressif y ASR perderán participación en 2022. Por otro lado, los principales proveedores de electrodomésticos industriales y domésticos, NXP, Infineon, Realtek, Texas Instruments , ganó la cuota de mercado.

Para el segmento de IoT para el hogar y el consumidor, los proveedores chinos de chips y Realtek representan una participación importante. En el segmento industrial/comercial, los proveedores de chips WiFi occidentales, NXP, Infineon y Texas Instruments representan una participación importante; sin embargo, Espressif y Realtek aumentan su presencia en el segmento industrial/comercial.

Los otros proveedores de circuitos integrados incluyen Bouffalo Labs, HiSilicon, Nordic Semiconductor, Qualcomm, Eswin, AIC Semiconductor, T-Head (Alibaba), WinnerMicro, WuQi y más.

Para WiFi 6, algunos de los principales proveedores y nuevos actores: Espressif, Beken, AIC Semiconductor, MediaTek, Infineon, NXP, SiliconLabs, Texas Instruments, Eswin, WuQi, iComm, Casemic y Nordic anunciaron o lanzaron WiFi 6 para aplicaciones de IoT.