2019년 말까지 전 세계 인구의 거의 60%에 해당하는 45억 4천만 명이 인터넷에 액세스할 수 있습니다. 인터넷 정보기술의 발달로 점점 더 많은 사람들이 스마트 단말기를 통해 소통하고 있습니다 . 네트워크 전송에 대한 사용자의 요구 사항은 계속해서 증가하고 있습니다. 정보 전송의 내용은 원본 이미지 및 텍스트 정보에서 비디오 전송으로 진화했으며 전송 시나리오는 사람에서 사람으로, 사람에서 사물로, 사물 인터넷 으로 확장되었습니다 .

웨어러블 장치, 위치 서비스, 스마트 홈 , 산업용 사물 인터넷 및 기타 시나리오 에서 데이터 전송 요구 사항이 증가함에 따라 무선 연결 장치의 경우 장기간 작동 및 안정적인 데이터 전송을 보장하여 전력 소비를 최대한 줄입니다. 가능성은 시장에서 긴급한 수요가 되었습니다. 전통적인 소비자 가전 또는 산업 비즈니스 분야에 상관없이, Bluetooth는 무선 전송에서 매우 중요한 역할을 합니다. 클래식 블루투스는 당시 주요 오디오 근거리 무선 통신 방식이었습니다. 그러나 고전적인 Bluetooth 헤드셋, 스피커 및 기타 장치의 높은 전력 소비로 인해 Bluetooth 기술의 적용에는 큰 제한이 있습니다.

2010년에는 저전력 블루투스 기술인 BLE4.0의 등장으로 무선 연결 기기의 고전력 소모 문제가 해결됐다. 저전력 기술은 블루투스 시장을 미친 듯이 성장시켰고, 다양한 블루투스 칩 제조업체들이 저전력 블루투스 칩을 출시하기 위해 서로 경쟁하여 블루투스 칩 시장을 번영 상태로 만들었다.

다음은 Texas Instruments(TI), Nordic Semiconductor 및 Dialog의 세 가지 BLE 칩 제조업체의 개발 역사를 주로 소개합니다.

BLE 4.0 1년차 TI 선제공격

Bluetooth 저에너지 4.0 기술이 등장한 직후 , Bluetooth 4.0을 지원하는 TI의 첫 스타 제품인 CC2540 및 CC2541이 빠르게 출시되었습니다. 강력한 기술 지원, 손쉬운 개발 및 낮은 R&D 임계값이라는 이점을 통해 Bluetooth 저에너지 시장을 빠르게 장악하고 매우 높은 시장 점유율을 차지했습니다. CC2540, CC2541은 8051 코어, 256KB 플래시를 채택하고 코어 컴퓨팅 파워는 데이터 투명 전송, PWM 조명 제어 및 기타 기능을 실현할 수 있습니다.

Dialog 회사는 초저전력 소비 및 초소형 칩에 중점을 둡니다. 2013년에는 DA14580 칩을 출시하여 건강 관리-팔찌 응용 프로그램의 구현을 신속하게 촉진하고 팔찌 시장의 많은 부분을 점유했습니다.

DA14580은 84KB ROM 및 50KB RAM과 함께 16MHz 32비트 ARM Cortex-M0 코어를 채택합니다. 팔찌에 사용되는 단계 기록 및 타이밍과 같은 일반적인 기능을 지원할 수 있습니다. 내부 OTP ROM은 일회성 프로그래밍 기능을 가지고 있으며 일정한 유연성과 저렴한 비용이 요구되는 애플리케이션, 특히 지속적으로 개조되고 빠른 대량 생산이 필요한 전자 제품 팔찌에 적합합니다.

DA14580이 출시되었을 때 세계 최저 전력 소비, 세계 최소형 패키지, Balun 회로와 통합된 최초의 BLE SOC 등 세 가지 세계 최초를 만들었습니다. 이러한 특성으로 인해 DA14580은 팔찌 시장에서 쉽게 홍보할 수 있습니다. 충분한 컴퓨팅 성능과 가장 작은 패키지로 팔찌에 쉽게 배치할 수 있으므로 가장 공간이 제한된 팔찌에서 Bluetooth 기술을 사용할 수 있습니다. Bluetooth 저에너지 기술은 팔찌의 배터리 수명을 향상시킵니다. 동일한 DC-DC 전원 공급 장치에서 더 적은 주변 회로가 필요하므로 그에 따라 비용이 절감됩니다. DA14580은 순식간에 팔찌 시장의 절반을 점유했습니다.

2012년 Nordic에서 출시한 nRF51822는 BLE 4.0을 지원하고 ARM Cortex M0 코어를 사용하며 256KB 플래시와 16KB RAM을 통합합니다. Nordic의 nRF51822는 팔찌 시장에서도 우수한 성능을 발휘합니다. 당시 중국에서 팔찌 개발에 nRF51822가 사용되었는데, 그 중 가장 대표적인 것이 바이두가 개발한 최초의 휴대용 웨어러블 기기인 바이두 팔찌-코둔 팔찌였다. 코드 및 하드웨어 도식 다이어그램은 완전히 오픈 소스이므로 많은 개발자가 개발 및 디버깅을 하게 됩니다. 저비용 시장을 위해 Nordic은 이후 nRF51822와 비교하여 비용에 민감한 nRF51802를 출시했습니다.

"BLE4.0의 원년"이라 불리는 시대에 TI는 CC2540과 CC2541 출시에 앞장서 BLE 시장의 대부분을 선점했고 Dialog는 초저전력 소비로 팔찌 시장을 빠르게 선점했습니다. Nordic의 BLE 칩 성능은 평범했습니다.

BLE 4.2 Nordic의 첫 해는 홀의 에이스가 되었습니다.

2014년에는 블루투스 4.2가 출시되어 전송 속도가 2.5배 향상되었을 뿐만 아니라 개인 정보 보호가 강화되었으며 IPv6를 통해 네트워크에 연결할 수 있습니다. 2015년 TI는 CC2640을 출시했습니다.BLE4.2를 지원하는 칩, 처음으로 SimpleLink 마이크로컨트롤러 플랫폼을 도입하여 단일 소프트웨어 개발 환경에서 다양한 유선 및 무선 ARM® MCU 제품 시리즈를 제공하고 IoT 및 자동차 애플리케이션을 위한 유연한 하드웨어, 소프트웨어 및 도구 옵션을 제공합니다. 개발자를 위한 새로운 표준을 설정합니다. CC2640 칩은 ARM Cortex M3 코어 + M0 코어를 사용합니다. M0 코어는 센서 컨트롤러 칩으로 사용됩니다. 센서 컨트롤러는 수집된 데이터를 사전 처리하고 사전 설정된 임계값을 초과하는 데이터는 처리를 위해 메인 CPU를 약화시켜 메인 CPU의 전력 소비를 최대한 줄여 CC2640의 전체 전력 소비를 줄입니다. 그러나 128KB 플래시는 더 복잡한 애플리케이션을 개발하기에는 너무 작기 때문에 CC2640은 기본적으로 팔찌 시장을 놓쳤습니다.

nRF52832는 부동 소수점 산술, 512KB 플래시, 64KB RAM이 있는 ARM Cortex M4F 코어를 사용하며 코어 성능과 메모리 용량이 기하급수적으로 증가합니다. nRF52832는 Bluetooth 5.0 기능의 일부를 지원하는 세계 최초의 BLE 칩이기도 합니다. Bluetooth 5.0 의 통신 속도와 범위는 Bluetooth 4.2에 비해 크게 향상되었습니다. nRF52832의 도입은 블루투스 시장의 패턴을 완전히 뒤흔들었습니다. Nordic은 nRF52832로 Bluetooth 시장의 지배적 위치를 확립했습니다.

TI는 단기간에 nRF52832에 필적하는 칩을 개발하지 못했습니다. CC2640을 기반으로 CC2640R2F는 2016년 말에 빠르게 출시되어 Bluetooth 5.0 기능의 일부를 지원하고 Nordic의 nRF52832 칩 출시에 대응했습니다. CC2640R2F의 비용은 CC2640과 크게 다르지 않지만 CC2640R2F가 nRF52832와 경쟁할 수 없다는 것은 분명합니다.

BLE4.2 첫해 노르딕은 nRF52832로 역습을 이뤄내며 독보적인 위치를 확고히 했다. 그리고 빠르게 TI는 Nordic nRF52832 칩에 대응하여 CC2640R2F를 출시하여 시장을 선점했으며 Dialog는 팔찌 시장에서 계속 열심히 노력하고 있습니다.

치열 해지는 BLE SoC 경쟁

이후 주요 칩 제조사들의 BLE SoC 경쟁이 본격화됐다. 2018년에 TI는 CC2642를 출시하고 코어를 ARM Cortex M4F로 업그레이드했으며 352KB 플래시 및 256KB ROM으로 완전한 Bluetooth 5.0을 지원하고 BLE 칩의 성능 매개변수를 업그레이드했습니다. TI는 계속해서 SimpleLink 플랫폼을 개선하고 완성했습니다.

노르딕은 블루투스 5.0 기능을 완벽하게 지원하는 플래그십 제품인 nRF52840 을 선보였다. 1MB 플래시와 256KB RAM을 사용하며 성능 매개변수가 더욱 개선되어 더 복잡한 애플리케이션 시나리오 및 컴퓨팅 성능 요구 사항을 충족하고 Bluetooth 칩 시장에서 계속해서 입지를 강화할 수 있습니다.

칩의 성능 매개변수를 개선하는 동안 주요 Bluetooth 칩 제조업체는 다양한 제품 포지셔닝 요구에 맞게 제품 라인을 개선하고 완성하기 시작했습니다. 블루투스 시장의 트렌드가 미묘하게 바뀌었다. 하이엔드 시장 애플리케이션을 만족시키는 동시에 제조업체는 로우엔드 시장의 점유율을 점유하기 시작했습니다.

대화

저렴한 비용. 한편 Dialog는 저가형 팔찌의 시장 점유율을 더욱 점유하는 저가형 DA14531 칩을 출시했습니다.

고성능. 2019년 11월 14일, Nordic은 차세대 nRF53 시리즈 칩의 첫 번째 멤버인 nRF5340 하이엔드 멀티 프로토콜 SoC 출시를 발표했습니다. ARM Cortex-M33 듀얼 코어 프로세서로 설계되었으며 1MB 플래시, 512KB 복잡한 기능적 애플리케이션 시나리오의 요구 사항을 충족하기 위한 RAM.

고성능. TI는 스마트 홈용 CC1352, CC2652 다중 프로토콜 칩을 출시했습니다 .

저렴한 비용. 저비용 칩 측면에서 TI는 비용 효율성을 추구하는 사용자에게 더 많은 옵션을 제공하기 위해 CC2640L을 출시했습니다.

BLE 칩이 시장에서 인기가 없던 시절부터 칩 제품이 모든 기능적 응용 수요로 세분화되는 지금까지 BLE 칩 시장에는 여러 제조업체가 있으며 각각 고유한 특성을 가지고 있습니다. 지금까지 블루투스 시장 점유율은 Nordic, Dialog 및 TI입니다. 이들 3사를 제외하면 ST와 실리콘랩스는 BLE 시장 진입이 늦어 시장 점유율이 미미하다.

중국 칩이 꽃을 피우고 있다