〈分析〉一文解析物聯網連線技術 藍芽5.1優勢在哪？

無線通訊分為近距離 (近場) 和遠距離 (廣域) 傳輸，差別在傳輸距離和通信協議方面。近場無線通訊技術包括 NFC、IrDA、Wi-Fi、藍芽、ZigBee、Z-Wave、 UWB、RFID、LiFi 等，傳輸一般在 0 至 300 公尺；廣域部份則包含 GPRS、LoRa、NB-IoT 等，有效傳輸距離以公里計算。

物聯網的概念正快速推動近場無線通信技術發展。根據 Ericsson 移動市場報告預估，全球物聯網終端數量將由 86 億台增加至 2024 年的 223 億台，年複合增長率達 17%。

而短距離無線連接是物聯網的主要連接形式，連接設備數量將由 2018 年 75 億台上升到 2024 年 178 億台，年複合成長率達 15%。

藍芽是最主要近場無線通訊方式之一，適合覆蓋距離在百公尺以內、資料傳輸量較小的領域上。

在幾個主要的近場通訊技術中，NFC 主要應用範為在識別用，因此應用領域較為局限；Zig-Bee 最大的亮點是可實現 mesh 組網，在利用大規模的網路控制方 面具有優勢，但與智慧手機連接需額外閘道；Wi-Fi 則是傳送速率快，可達到無縫連接，但功耗較高、應用開發上無優勢。

至於藍芽在傳輸距離、功耗、成本、效率及安全性方面均具有較大的優勢，且結合其它通信技術的功能，如 mesh 等，應用優勢較為明顯。

此外，新版藍芽 5.0 克服原本傳送速率和傳輸距離的劣勢，且功耗進一步降低。藍芽 5.0 相較於 4.2 版本，傳送速率有兩倍的提升，有效傳輸距離則是提升 4 倍，廣播模式資訊容量提高到原來的 8 倍。

而藍芽 5.1 版則引進高精度定位測向功能，室內導航定位達到釐米級精準度，這些性能進一步鞏固藍芽在物聯網領域的地位。

穿戴裝置將會是低功耗藍芽率 (BLE) 先爆發的市場，目前也正處在高速成長期。根據 IDC 資料顯示，預計 2019 年全球穿戴裝置出貨量可望逾 2.23 億台，2023 年出貨量將增加至 3.02 億台，年複合成長率達 7.9%。

穿戴裝置成長主要來自智慧手腕裝置及耳戴式裝置，其中前者出貨比重逾 60%，主要產品為智慧手錶和智慧手環。而作為手機等行動終端的週邊設備，數據傳輸是其主要功能，且對功耗也有很高要求，因此適合藍芽技術的應用。

而根據藍芽技術聯盟 SIG 估算，2018 年低功耗藍芽市場規模約 45 億美元，預計到 2023 年，全球 90% 以上的藍芽設備將使用低功耗藍芽晶片，約有三分之一的設備將使用單模低功耗藍芽，產值達 22 億美元，至於雙模藍芽晶片產值則可達 45 億美元。

低功耗藍芽產業、歐美廠把持

全球低功耗藍芽產業目前以歐美企業主導，全球主要供應商有 Nordic、Dialog、TI、ST、Cypress、Silicon lab、Microchip、Toshiba、泰凌微等。除泰凌微為陸廠外，其他廠商多來自歐、美、日，而這些國際大廠盤據高階低功耗藍芽晶片市場，其中，挪威的 Nordic 以市占率 40%，成為該領域的龍頭。

即使泰凌微在陸廠中技術相對較高，但大多應用在技術層次相對低階的照明市場，其他陸廠則更多分布在更低階的照明產品。不過面對物聯網的龐大商機，已有不少陸廠開始慢慢朝向高階市場發展。

低功耗藍芽連線的穩定性直接影響使用者體驗，也是決定產品市場拓展廣度和深度的重要因素。由於外在環境無線干擾眾多，為低功耗藍芽連線帶來問題，如設備無法連線、連線異常中斷、反復中斷重新連線等情況。

藍芽晶片要能對抗外在干擾，廠商的晶片設計是保證穩定性的重要環節，而這也是歐美大廠領先陸廠的核心關鍵。

目前大多數藍芽晶片都以 SoC 的形式存在，而實際應用中，要形成系統級方案，可能還需要跟其他零組件或是通訊技術整合。所以，客戶選擇何種晶片，是需要考量晶片整合程度、應用方案整體成本，及方案實現的難易程度等。這方面的整合配套同樣是歐美大廠強項。