“星闪”的成长历程
星闪技术(NearLink)是国际星闪无线短距通信联盟发布的一种新型无线短距通信标准技术。这项技术作为万物互联的关键技术,具有超越当前蓝牙及WIFI技术的多项优势。
星闪技术的发展与2019年华为经历的制裁事件有直接关系。2019年5月,美国政府对华为实施了一系列制裁措施,影响了华为在5G发展上的进展,同时导致一些技术组织暂时中断了与华为的合作,包括Wi-Fi联盟、SD协会和蓝牙联盟等。尽管蓝牙联盟并未撤销华为的会员资格,但限制了华为参与部分活动。这一系列事件促使华为加速推进自主研发,推出了“超级蓝牙”技术,并在一些方面达到了领先水平。
此后,华为联合三百多家企业,组建了“星闪联盟”,负责星闪技术的研究、标准制定和产业落地等工作。华为贡献了三十多年来积累的无线通信技术,推动了第一代SparkLink1.0的发布,这也成为星闪NearLink的前身。
2021年,星闪Release 1.0系列标准完成制定。2023年,星闪联盟被正式批准成为国际性产业与标准组织,成为全球推动新一代无线短距离通信产业发展的重要平台。2023年8月4日,华为在HDC大会上发布了新一代近距离无线连接技术:星闪NearLink,标志着正式进入商用元年。
来源:华为开发者大会2023
“这种技术绝对是遥遥领先!”在华为开发者大会2023上,华为车BU董事长余承东对星闪NearLink技术如此评价。时隔一年之后,与非网记者在2024年的华为开发者大会上再次了解到了星闪的最新技术和市场进展。发布一年后,星闪的成果究竟如何?下面就由与非研究院带来针对星闪产业的最新分析。
星闪的六大技术优势
当前主流的无线短距通信技术主要是蓝牙和Wi-Fi。然而,蓝牙在组网能力和节点连接数量方面存在不足,难以满足家居互联的需求;Wi-Fi则存在异步和系统效率低的缺陷。星闪技术通过其优越性能和快速发展的生态系统,在智能家居、智能穿戴、智能交通、工业自动化、汽车等多个领域展现出强大适应性,未来前景广阔。
星闪技术采用全新的架构,由星闪接入层、基础服务层和基础应用层三部分组成。其中接入层包括星闪基础接入技术(SLB)和星闪低功耗接入技术(SLE),分别对标Wi-Fi和蓝牙,提供不同的传输服务。SLB采用超短帧、多点同步、双向认证加密、快速干扰协调等技术,支持低时延(20微秒)、高可靠性、高同步精度和多并发的传输需求,适用于智能终端、智能汽车、无线投屏和工业控制等场景。SLE采用Polar信道编码提升传输可靠性,支持最大4 MHz传输带宽和最大8PSK调制,具备低功耗、高可靠性的特点,适用于无线耳机、鼠标、无线电池管理系统和工业数据采集等场景。
星闪技术不仅实现了高效的无线通信,还兼容蓝牙和Wi-Fi,为用户提供更多选择和更直观的对比体验,展示其相较于传统无线连接技术的优势。其核心空口接入层技术通过SLB和SLE两种接口,面向不同应用场景,满足各种传输需求,推动无线通信技术的持续平滑演进。
星闪技术六大优势,来源:星闪联盟官方公众号、德邦研究所
星闪技术的六大技术价值分别是低时延、高吞吐、高并发、高可靠、抗干扰和精定位。这些特点使得星闪在无线短距通信应用中具有显著优势,未来在蓝牙和Wi-Fi的应用领域有望实现更广泛的渗透和应用。
星闪技术优势及特点,来源:与非研究院整理
在2023年的开发者大会上,余承东总结了星闪的众多优势,包括:功耗仅为蓝牙的60%,速度提升6倍以上,时延仅为蓝牙的1/30,连接更稳定(抗干扰能力提升7dB),覆盖范围增加2倍以上,终端组网数量提升10倍。具体而言,星闪SLE模式在能耗、速度、时延、稳定性、覆盖范围和终端组网数量上均优于蓝牙。SLB模式则支持20 us的单向时延、99.999%的传输可靠性和1 us的同步精度,适用于车载主动降噪、无线投屏和工业控制等场景。
星闪对比低功耗蓝牙、Wi-Fi,来源:星闪无线短距通信技术(SparkLink1.0)产业化推进白皮书
星闪的架构设计融合SLE和SLB模式,以统一的互联规范应对不同无线短距通信应用场景。SLE对标蓝牙,支持250μs的双向交互和多达256个用户的并发接入,时延更低、并发数更高。SLB对标Wi-Fi,支持20μs的单向时延和1μs的同步精度,具备优于Wi-Fi网络的稳定性与速率。SLE采用单载波传输和多项5G相关技术,提升传输可靠性和通信性能。相比蓝牙,星闪具备更强的组网能力、较快的传输速率以及低时延和低功耗。可以说,星闪通过融合低功耗低信息量的SLE模式和高速率大信息量的SLB模式,解决了蓝牙和Wi-Fi的连接痛点。
星闪技术与蓝牙和UWB相比,在传输速率、低功耗、抗干扰能力和精准定位等方面表现出色,提供了高性价比的解决方案,适用于大规模应用。特别是在传输速率和抗干扰能力上,星闪技术显著优于蓝牙,并在成本效益上具有竞争力。
自2022年推出1.0标准以来,星闪技术逐步完善并扩展其应用领域。星闪1.0标准的发布标志着基础通信架构的标准化,并实现了基础服务功能的保障,共发布了13项标准。2023年3月,星闪2.0标准在产业峰会上发布,涵盖端到端的竞争力,计划年底前补充11项标准,使团体标准总数达到32项。
星闪技术标准迭代表,来源:与非研究院整理
预计在2025年左右发布的星闪3.0标准,将实现全场景互联互通和短信待机升级。这一持续演进的技术路径显示了星闪技术的不断创新和前瞻性。
星闪技术在高精度、低功耗、多重保护和广泛生态系统支持等方面具有显著优势。高精度和低功耗使其在高低温环境下表现出色,支持高效数据传输,并显著提高音频质量和传输速度。多重保护和安全性则通过分布式架构实现高效的数据管理和传输,确保系统的安全性和可靠性。
星闪技术生态支持,来源:与非研究院整理
广泛的生态系统支持为开发者提供了高度自由的开发空间,利尔达等厂商提供的模组开发板为开发者提供了多样化的开发工具和资源。通过引入Polar码、FISA、超短帧结构和HARQ等技术,星闪技术突破了现有的WiFi和蓝牙技术瓶颈,实现了更快的数据传输、强抗干扰能力、低传输时延、精准定位和广信号覆盖。
鸿蒙系统的全面支持,使星闪技术能够在多设备间实现高效的协同工作,提升了其在智能家居、智能穿戴和智能交通等领域的应用效果。总体而言,星闪技术通过其独特的帧结构和先进的编码方案,提供了超低延迟、超高可靠性的新型短距无线通信协议,为新一代短距无线通信系统的发展奠定了基础。
商用一年,星闪市场表现如何?
2020年9月,星闪联盟成立,截至2024年6月,已有超过1000家国内外成员单位加入。根据星闪联盟2022年发布的《星闪产业化推进白皮书》,2019年全球无线短距离通信芯片发货量为111亿片,预计2023年将超过160亿片,2026年市场规模将超过250亿美元,涵盖蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等技术。
根据此次华为开发者大会2024上得到的最新信息,星闪产品自发布以来增长迅速,产品数量从6款增至42款,芯片型号从15款增至15款,预计到2025年将增加到100+款,芯片型号将增至50+款,芯片厂家将增至10家。
华为终端BG短距通信首席科学家许浩维在华为开发者大会上指出,星闪产品已达到跨产品互联互通的阶段,很多厂商积极加入,未来将有更多跨品牌的星闪产品,不需要使用Dongle即可实现兼容。此外,雷神、达摩鲨等PC外设品牌也推出了搭载星闪技术的无线鼠标新品。
星闪关键市场数据(含预测),来源:与非研究院整理
星闪技术主要应用场景,智能汽车成重点
星闪技术不仅在个人智能化设备中表现出色,还在智能家居、办公自动化和出行自动化等多个领域得到广泛应用。例如,在智能家居中,星闪技术可以实现远程控制和智能监测,在智能交通中可以应用于数字车钥匙和360环视系统。星闪技术正凭借技术硬实力布局智能汽车、智能终端、智能家居等多个领域。
在智能终端领域,星闪技术支持无线耳机高清无损音频和流畅的交互体验。华为的FreeBuds Pro 3耳机和M-Pencil(第三代)均采用星闪技术,实现了1.5Mbps无损音频传输和0ms的超低时延,提供了卓越的使用体验。
在智能家居领域,星闪技术支持智能音响和智慧屏等设备,可协同建立家庭影院。星闪技术可以实现低于20微秒的传输时延和最多4096设备同时接入,为用户提供沉浸式影音体验。家庭影院要求高的无线传输速率,连接至少5路音响及1路屏幕,µs级别的多音箱高精度同步,使其在分散的家庭环境中运行稳定可靠。
星闪技术应用场景汇总,来源:与非研究院整理
在智能汽车领域,星闪技术支持数字车钥匙功能,通过抗物理中继攻击和跳频信道拼接,实现了高精度的测距和无感安全解锁。华为和比亚迪在开发者大会上展示了星闪技术的高精度定位和连接能力,显示出其在车联网应用中的优势。星闪技术在汽车中可以实现车辆与其他车辆(V2V)、基础设施(V2I)和网络(V2N)的高效通信,适用于智能交通管理、减少交通事故和优化交通流量。此外,星闪技术的高精度定位和高带宽传输能力,使其成为自动驾驶和ADAS的理想选择。
在车载通信方面,星闪技术凭借其超低时延、超高可靠、精准同步的特性,适用于智能网联汽车领域。典型的车内无线通信场景包括座舱娱乐类(如无线主动降噪、无线娱乐投屏、多声道无损音质传输等),信息辅助类(如流媒体后视镜、全景环视等),舒适便利类(如灯光控制等)和车载安全类(如电池管理系统等)。传统有线通信技术存在成本高、部署不灵活等问题,星闪技术通过无线通信解决了这些问题,适用于多种车载场景。
星闪技术产业链介绍
尽管目前已经有上千家企业加入了星闪联盟,但目前真正量产出货的星闪相关的产业链企业数量还不算多。根据华为开发者大会2024上的最新消息,目前已有四家公司提供星闪消费级和车规级芯片,预计年底将有2~3家公司加入。终端产品方面,星闪技术已覆盖Pad、手写笔、手机、耳机、电竞鼠标、笔记本、家居、智能办公、车机、360环视、数字车钥匙等。特别是在数字车钥匙领域,星闪技术预计将迎来广泛应用。
星闪“沃土计划”,来源:华为开发者大会2024
2024年3月,国际星闪联盟发布了“沃土计划”,旨在打造星闪生态,许多厂商发布了星闪模组和开发板,提供多样化硬件接口,为开发者提供更高的自由度。根据国际星闪联盟的数据,截至2023年10月,联盟已经发展了超过320家国内外会员单位,覆盖了从高校研究所到芯片设计制造、模组以及三大运营商、终端厂商与头部车企,涵盖了芯片、模组、设备、解决方案、测试、运营和安全服务等全产业链。
星闪产业链情况概览,来源:星闪联盟
目前,除了海思之外,支持星闪技术的芯片厂商包括创耀科技、中科晶上和爱旗科技。创耀科技的芯片已完成流片量产,但据利尔达接待机构投资者调研情况的公告,大规模量产还需时间。泰凌微在2020年成为星闪联盟会员,已完成相关技术研发,预计2024年中推出星闪芯片。
模组厂商如利尔达和汉枫电子已发布相关星闪模组产品,通常为双模星闪模组,包括SLE&BLE或SLE&WIFI,利尔达推出了多款模组产品,包括WiFi+星闪SLE、星闪SLE、WiFi6+星闪SLE等。但受限于上游芯片厂商供应。思尼克作为解决方案商,已有成熟的开发环境和软件框架,并能交付基于HI2825和2821芯片的开发板及键盘和鼠标解决方案。
在芯片、模组和开发板领域,创耀科技、中科晶上和爱旗科技都有星闪产品。测试设备方面,星河点亮、极致汇仪和永谐科技均有星闪测试仪表。鹰驾科技推出了全球首套基于星闪SLB技术的无线360环视系统。鼎桥通信则推出了集成星闪芯片的Dongle,支持星闪1.0协议,实现即插即用。
全球第四大Fabless半导体公司联发科、全球公开市场3家5G芯片企业之一的紫光展锐、全球前十的Fabless半导体公司海思半导体、创耀科技、泰凌微和全球三大C-V2X车规级模组供应商之一的大唐高鸿等公司均参与星闪技术的发展。
中游厂商主要为星闪芯片、模组及终端设备提供测试解决方案,支持射频测试、研发性能测试和量产测试,满足星闪产品研发和生产测试需要。星闪技术具有稳定连接和抗干扰能力,覆盖距离提升,适用于智能汽车、智能终端、智能家居、智能制造等多种场景。预计2024-2025年,星闪技术将在智能场景中实现大规模商业落地。
部分星闪联盟成员介绍,来源:与非研究院整理
部分已发布星闪产品汇总,来源:与非研究院整理
点评:星闪技术的未来主战场?
总结来看,“遥遥领先”的星闪技术商用一年的成绩。虽然已经有千名联盟成员,但已经商用的产品还不够多,同时国际化程度也相对较低。与之相比,成立于1998年的蓝牙联盟拥有38,967个会员,包括苹果、爱立信、英特尔、微软、诺基亚等国际头部厂商。成立于1999年的Wi-Fi联盟截至2022年2月拥有900多家会员,涵盖苹果、华为、博通、戴尔、英特尔等头部厂商。
业界此前有声音,认为星闪技术将取代蓝牙和Wi-Fi,结合两种通信的优势。笔者认为,由于蓝牙和Wi-Fi的软硬件生态已经非常成熟,星闪技术的渗透率不及预期。星闪技术固然有很多优点,但其在实际应用中的兼容性和安全性仍需市场检验。目前星闪技术的芯片较为稀缺,且因其提供全新的编码系统,需要从头设计芯片,这导致星闪生态需要更长时间才能与蓝牙生态抗衡。
不过虽然传统的蓝牙和Wi-Fi技术经过二十余年的发展,已经建立了高生态壁垒,但星闪凭借其技术优势有望成为主流短距离通信技术之一。随着规模效应带动硬件成本下降,星闪生态可能与蓝牙和Wi-Fi技术兼容并包,推动物联网和工业互联网加速发展。
从此的华为开发者大会来看,星闪技术的推动和引领者华为也在加强星闪里那么能的生态建设和国际化,包括通过沃土行动等计划,吸引更多开发者参与,提供软硬件支持、开发工具和认证服务,帮助开发者快速适应和利用星闪技术。同时通过与国际标准组织的合作,实现技术的国际化。例如,联盟计划在日本等地建立开放实验室和创新服务中心,推动技术的全球应用。
从此次公布的一些星闪技术的最新应用趋势来看,车载应用可能会成为星闪技术未来的重要方向。特别是通过星闪取代传统的车内线束的应用。汽车线束的领导者TE就已经加入了星闪联盟。根据星闪联盟的预测,车载商用场景将在2023至2024年大规模商业落地,尤其是车机互联、车载免提通话和无线氛围灯等功能有望最先实现。不过,考虑到车规产品的准入门槛和时间周期较高,笔者认为星闪在车载应用的真正大规模量产时间可能还要延后,预计要到2025年甚至2026年。