Met de snelle iteratie van IoT-terminals bewegen steeds meer apparaten zich naar miniaturisatie en batterijvoeding, terwijl producten te maken krijgen met ontwerpproblemen zoals beperkte PCB-ruimte, onvoldoende batterijduur en onstabiele draadloze connectiviteit .
Dit is geen geïsoleerd fenomeen in een bepaalde subsector, maar eerder een systemische uitdaging voor de gehele Internet of Things (IoT)-industrie.
In 2026 bereikten de wereldwijde verzendingen van draadloze modules 870 miljoen eenheden, met een marktomvang van meer dan 41,2 miljard dollar. Tegen 2030 wordt verwacht dat de wereldwijde verzendingen zullen stijgen tot 1,52 miljard eenheden, met een CAGR van 11,8%, en de marktomvang zal naar verwachting 79,8 miljard dollar bereiken. Gedurende dezelfde periode wordt verwacht dat het aantal verbonden IoT-apparaten wereldwijd meer dan 39 miljard zal bedragen. Deze explosieve groei van het aantal apparaten versterkt de uitdagingen van elke ontwerpdimentie tot sleutelfactoren die het succes of falen van een product bepalen.
Kleine afmetingen, laag stroomverbruik en hoge stabiliteit—deze drie vereisten vormen de "onmogelijke driehoek" in het ontwerp van IoT-terminals. In traditionele oplossingen beperken deze drie elkaar vaak: het nastreven van kleine afmetingen beperkt de antenneprestaties, het nastreven van een laag stroomverbruik offert de transmissiesnelheid op, en het nastreven van stabiliteit verhoogt het stroomverbruik en de afmetingen. Het vinden van een balans tussen deze drie is een kernkwestie geworden voor module-oplossingsproviders.
Van slimme ringen en TWS-oordopjes tot microsensoren en slimme sloten, de fysieke ruimte van terminalapparaten wordt voortdurend gecomprimeerd. De markt voor microbatterijen zal naar verwachting groeien van 1,59 miljard dollar in 2025 tot 1,81 miljard dollar in 2026, wat een CAGR van 13,5% vertegenwoordigt. Deze snelle groei van de markt voor microbatterijen is een directe weerspiegeling van de trend naar apparaatminiaturisatie —hoe kleiner het apparaat, hoe hoger de eisen aan het batterijvolume en de energiedichtheid.
Een van de meest uitdagende problemen waarmee hardware-ingenieurs worden geconfronteerd, is het realiseren van hoogdichte, hoogstabiele elektrische verbindingen tussen de dochterkaart en het moederbord onder extreem beperkte totale apparaatdikte en PCB-ruimte. Als een onmisbaar radiofrequentiecomponent in het apparaat, bepaalt de voetafdruk van de draadloze module direct de haalbaarheid van de algehele apparaatlay-out.
De industrie pakt de ruimtelijke uitdagingen vanuit meerdere perspectieven aan.
De O9101SA-module van Qogrisys heeft zijn afmetingen gecomprimeerd tot 12×12 mm , terwijl hij dual-band Wi-Fi 6 en BLE 5.4 ondersteunt met snelheden tot 600 Mbps. Deze afmeting behoort tot de toonaangevende niveaus in de industrie voor Wi-Fi 6 + Bluetooth Combo-modules. Deze extreme maatvermindering zorgt niet alleen voor meer ruimte, maar maakt ook waardevolle PCB-ruimte vrij voor andere componenten zoals de batterij, sensoren en de hoofdcontrolechip – de kleinere modulevoetafdruk maakt meer opslagruimte mogelijk.
Multi-protocol single-chipintegratie is een ander belangrijk pad. Twee onafhankelijke modules, plus hun respectieve randcircuits en antenne-afstand, nemen een veel groter PCB-oppervlak in beslag dan een enkele multi-protocol geïntegreerde module. In kleine producten zoals slimme lampen en paneel schakelaars is deze ruimte de grootste beperkende factor. De Wi-Fi/Bluetooth Combo-oplossing vermindert de PCB-voetafdruk fundamenteel door de twee protocollen te integreren in een enkele chip.
Het door antennes ingenomen oppervlak is ook aanzienlijk. Traditionele antenne-implementaties verbruiken 15% -25% van het totale PCB-oppervlak in mobiele apparaten en IoT-toepassingen. De opkomst van antenna-in-package (AiP)-technologie integreert de antenne in het modulepakket, wat ruimtebesparingen van 40% -60% oplevert
Voor op batterijen werkende IoT-apparaten is de batterijduur geen "nice-to-have", maar een "life-or-death" kwestie.
De wereldwijde IoT-batterijmarkt werd gewaardeerd op 15,9 miljard dollar in 2024 en zal naar verwachting groeien tot 36,88 miljard dollar in 2033, wat een CAGR van 9,8% vertegenwoordigt. Deze voortdurende expansie weerspiegelt de rigide vraag van eindapparaten naar een langere batterijduur. De operationele levensduur van op batterijen werkende knooppunten heeft directe invloed op de onderhoudskosten en de schaalbaarheid van de implementatie
De markt voor Wi-Fi-modules met laag stroomverbruik zal naar verwachting 4,142 miljard dollar bereiken in 2025 en 11,79 miljard dollar in 2032, wat een CAGR van 16,4% vertegenwoordigt. De markt voor BLE-modules zal naar verwachting groeien tot 68,27 miljard dollar in 2032, met een CAGR van 13,80%. De robuuste groei van deze twee segmenten bevestigt dat een laag stroomverbruik een van de meest cruciale concurrentiedimensies in de module-industrie is geworden.
De hoofdoorzaak van instabiele draadloze verbindingen ligt in twee structurele tegenstrijdigheden.
Het eerste probleem is frequentieverstopping. De 2,4 GHz ISM-band wordt gedeeld door meerdere protocollen zoals Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee en Thread, wat resulteert in ernstige co-channel interferentie. In scenario's met hoge dichtheid, zoals slimme huizen en kantoren, zijn signaalconflicten en degradatie van de datasnelheid aan de orde van de dag.
De tweede tegenstrijdigheid is de beperking van de antenneprestaties. Apparaatminiaturisatie betekent dat de beschikbare ruimte voor de antenne wordt gecomprimeerd, en de antenne-efficiëntie en bandbreedte nemen dienovereenkomstig af. Er is een inherente fysieke beperking tussen radiofrequentieprestaties en apparaatafmetingen —hoe kleiner de antenne, hoe lager de stralingsefficiëntie, en hoe slechter de communicatieafstand en stabiliteit.
Om de bovengenoemde drievoudige ontwerpproblemen aan te pakken, biedt QOGRISYS een uitgebreid productportfolio, dat end-to-end oplossingen biedt van chips tot modules en van hardware tot software.
Qogrisys heeft een volledige dekking bereikt op het gebied van kleine modules, van Wi-Fi 6 tot Wi-Fi 5, en van Combo tot enkele Wi-Fi.
De O9101SA biedt een compact formaat van 12×12 mm , ondersteunt dual-band Wi-Fi 6 en BLE 5.4 met snelheden tot 600 Mbps, en maakt gebruik van een SDIO 3.0 interface. Het ondersteunt een 2,4 GHz/5 GHz dual-band gelijktijdige (DBS) architectuur, uplink/downlink MU-OFDMA en MU-MIMO, en BT/BLE dual-mode werking. De O9101SA, samen met de O9101UE en O9101UD, behoort tot de Oufixin 1×1 Wi-Fi 6 module-serie, ontwikkeld op basis van de WQ9101-chip. De O9101UE meet 13×12,2 mm en gebruikt een USB 2.0-interface; de O9201SB meet slechts 13×15 mm, is ook gebaseerd op de WQ9201-chip en biedt snelheden tot 1200 Mbps. De O9201UB deelt hetzelfde platform als de O9201SB en gebruikt een USB 2.0-interface. De O8852PB meet 13×15 mm, is gebaseerd op de Realtek RTL8852BE-chip, ondersteunt Wi-Fi 6 en Bluetooth 5.2 met een snelheid van 1200 Mbps, en gebruikt een PCIe-interface. Voor scenario's met strengere ruimtebeperkingen is het kleine formaat van deze modules bijzonder voordelig. De kleinere modulevoetafdruk maakt waardevolle PCB-ruimte vrij voor andere componenten zoals de batterij, sensoren en de hoofdcontrolechip.Laag stroomverbruik ontwerp: Co-optimalisatie van chip tot systeem
internationaal toonaangevend laag stroomverbruik , onderscheidde zich van 364 producten van 280 chipbedrijven en won de "China Chip" Excellent Technological Innovation Product Award 2024.Interferentiebestendigheid en stabiele verbinding:
De kernwaarde van de dual-band architectuur ligt in "selectiviteit"—wanneer de 2,4 GHz-band druk wordt door de co-existentie van protocollen zoals Bluetooth en Zigbee, kan het apparaat overschakelen naar de 5 GHz-band om de transmissiesnelheid en verbindingsstabiliteit te garanderen.Dual-band Wi-Fi 6 brengt ook kerntechnologieën zoals OFDMA en MU-MIMO met zich mee, waardoor de efficiëntie van het spectrumgebruik wordt verbeterd in scenario's met meerdere gelijktijdige apparaten. In omgevingen met een hoge dichtheid, zoals slimme huizen en kantoren, vertalen deze technologieën zich direct in een verbeterde gebruikerservaring—lagere latentie, minder wegvallende verbindingen en stabielere verbindingen.
Multi-protocol integratie is een andere benadering. Eén module kan meerdere protocollen zoals Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee en Thread tegelijkertijd ondersteunen, en kan intelligent de beste verbindingsmethode selecteren op basis van de omgeving, flexibel schakelend tussen verschillende scenario's.
VI. Industrievooruitzichten: Van "Bruikbaar" naar "Effectief"
Ten eerste zullen de grenzen van grootte blijven worden doorbroken.
De concurrentie om modulegrootte is nog lang niet voorbij, en de nadering van fysieke limieten dwingt tot voortdurende innovatie in verpakkingstechnologie.Ten tweede zal laag stroomverbruik verschuiven van een "functie" naar een "standaardfunctie". QYResearch-gegevens tonen aan dat de markt voor Wi-Fi-modules met laag stroomverbruik zal blijven groeien met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 16,4%.
Laag stroomverbruik zal geen onderscheidend verkoopargument meer zijn voor high-end modules, maar eerder een basisvereiste voor alle moduleproducten.Ten derde zullen multi-protocol integratie, miniaturisatie en laag stroomverbruik nauw met elkaar verweven zijn. Het integreren van meerdere protocollen zoals Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee en Thread op een enkele chip is een fundamentele oplossing voor de ruimte- en stroomverbruiksproblemen. De wijdverbreide adoptie van het Matter-protocol zal deze trend verder versterken—
toekomstige modules zullen gebruikers niet langer dwingen om protocollen te "selecteren", maar zullen zich automatisch aanpassen aan de optimale connectiviteitsoplossing op basis van de omgeving en toepassing.Ten vierde evolueert de modulekeuze van "componentaankoop" naar "strategische besluitvorming". Onder de dubbele beperkingen van miniaturisatie en laag stroomverbruik is de modulekeuze niet langer slechts een vergelijking van technische parameters, maar een strategische keuze met betrekking tot productdefinitie, ontwikkelingscyclus en time-to-market. Een geschikte moduleoplossing kan
de ontwikkelingscyclus van maanden tot weken verkorten en een vierlaags PCB vereenvoudigen tot een tweelaags PCB .
