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一场水电表引发的芯片大战!华为高通冲锋运营

2020-07-06 17:04

  我国工信部印发《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,进一步明确了我国NB-IoT技术发展的重要定位,提出要建立NB-IoT(窄带物联网)、4G和5G协同发展的移动物联网综合生态体系

  针对NB-IoT市场,该政策还立下到2020年底,移动物联网连接数达12亿;推动NB-IoT模组价格与2G模组趋同,引导新增物联网终端向NB-IoT和Cat1迁移;打造一批NB-IoT应用标杆工程和NB-IoT百万级连接规模应用场景的发展目标。

  这一纸文书,将NB-IoT市场的火烧得更旺。仅仅过去一个月,中国移动就在6月2日宣布启动200万片NB-IoT XY1100芯片的采购项目,成为中国移动自5月政策发布以来的首次大规模集采。

  实际上,随着前些年物联网产业的兴起和发展,市场对传输技术低功耗、覆盖范围广、低成本的需求愈发高涨,引得许多玩家相继入局,从而催生了不少低功耗物联网芯片的诞生。

  据市场最新数据,自2017年下半年我国NB-IoT开始规模商用至今,连接数已突破1亿大关。同时,截至2019年底,我国NB-IoT基站数已超70万座,实现全国主要城市、乡镇以上区域的连续覆盖。

  尤其在我国加速5G基站广泛布局,推动2G退网,加快新基建步入发展快车道等大动作频出的当下,智东西亦将审视的目光再度聚焦于NB-IoT芯片市场。

  一方面,我国NB-IoT芯片市场战局已进入到新的节点,市场玩家和格局逐渐显现;另一方面,新时代发展阶段不断涌现的新机遇,也为这一市场风云增添了几分不稳定因素。

  2020年市场暗潮涌动,在物联网万亿元市场规模的背后,暗藏了哪些NB-IoT芯片的发展机遇?玩家激烈角逐的战局中,他们又有什么新的技术布局和玩法?NB-IoT芯片发展之上,描绘的又是怎样一幅产业发展蓝图?

  我们将时间追溯至2014年,当时刚刚跻身全球智能手机第一阵营的华为,与跨国移动电话营办商沃达丰共同提出了NB-IoT的前身——NB-M2M,以推进连接标准的统一。

  随后第二年,华为又与高通共同宣布名为NB-CIoT的融合解决方案,同年3GPP(第三代合作伙伴计划)将NB-CIoT演进到NB-IoT,并确立NB-IoT为窄带蜂窝物联网标准。

  直到2017年,国务院发布《国家新一代信息技术产业规划》,提出将NB-IoT技术作为信息通信业“十三五”重点工程之一,我国的NB-IoT产业开始进入规模商用轨道,海尔、华为、中国电信、中国联通等公司相继部署NB-IoT商用市场,为产业的发展拧紧发条。

  作为物联网领域的新兴技术,NB-IoT拥有的低时延、低功耗、覆盖范围广、高传输速率和连接密度高等优势,十分适用于偏远地区、难以访问的环境或需大范围覆盖的物联网低功耗设备,如智慧城市中的智慧路灯杆、智慧水表、智慧门锁、智慧停车,以及智能消费领域的智能家居、智能穿戴等设备。

  但在极具碎片化且规模庞大的物联网市场中,想要争抢物“C位”的连接技术不止NB-IoT,包括LoRa、SigFox和eMTC(LTE-M)等在内的低功耗物联网技术,也颇受不少厂商的青睐。

  其中,eMTC和NB-IoT一样基于2G/3G/4G蜂窝网络部署,支持1.4MHz射频和基带带宽,上下行最大峰值速率可达1Mbps,具有移动性、可定位和低成本特征,但覆盖范围比NB-IoT小,模组成本也更高。

  LoRa和SigFox则基于未授权的Sub-1GHz ISM频谱,具有传输范围广、低功耗和无需授权费用等特点,但两者每日传输的次数有限,无法在具有实时通讯需求的应用领域大展身手,且相对于LoRa的开放性,SigFox核心网络的运营和部署都被掌握在同名公司SigFox的手中。

  据市场研究机构IHS Markit预测,NB-IoT和LoRa将成为未来LPWAN(低功率广域网络)中的两大主流技术。NB-IoT和LoRa两大技术博弈由此展开。

  一方面,国内三大运营商和华为积极推动NB-IoT技术发展,并在今年4月共同举办了5G NB-IoT产业峰会。

  我国NB-IoT市场已迎来爆发式增长,且成功打入海外市场。”华为无线产品线副总裁曹明在会上谈到,国内NB-IoT模组厂商向海外市场供货已超600万片,5G NB-IoT芯片需求旺盛,近半年发货量猛增1倍以上。

  另一方面,与NB-IoT势力相持的LoRa,则以阿里巴巴、腾讯、中兴通讯等玩家为一派。2018年,阿里巴巴宣布进军IoT市场后,开发了支持LoRa协议的LinKIWAN物联网平台,进一步布局LoRa芯片、IP等产品。同年,腾讯也宣布加入LoRa联盟。

  但随着一系列扶持政策的颁布,以NB-IoT为代表的物联网产业进入提速发展阶段,相比之下,LoRa的发展步伐似乎开始低调放缓,却依然不可小觑。

  今年4月,华为中国运营商业务部副总裁杨涛公开谈到,NB-IoT已经进入了4千万个行业,尤其在智慧气表、智慧水表领域的出货量已超1000万。与此同时,我国三大运营商自2016年开始的未雨绸缪,如今也逐步进入到爆发阶段。

  据中国电信公布最新数据,截至2019年,全球共有71个国家投建了129张移动物联网,其中有93张为NB-IoT网络。

  如今,百亿元规模塑造下的NB-IoT市场仍在不断扩张,已成为一个众多芯片厂商前赴后继的战场。尤其是随着通信技术的迭代和5G基站的建设,以及中国移动、中国电信和中国联通三大运营商的加速布局规划,我国的NB-IoT芯片玩家格局也逐步显现。

  以国内外厂商划分,现阶段我国NB-IoT芯片市场中主要分为两个派别,国内以紫光展锐、华为海思和联发科为代表激烈竞争,国外玩家则以高通和英特尔为主。

  其中,春藤8908A是一款NB-IoT/GSM双模物联网芯片,曾在2018年中国移动终端实验室公布的NB-IoT芯片评测榜单中,业务时延、功耗性能和业务成功率均超过高通MDM9206、海思Boudica150等芯片,位居测试榜单首位。

  2018年9月,中国联通公布300万片NB-IoT模组集采中标名单,其中NB-IoT模组搭载紫光展锐NB-IoT芯片的玩家为有方科技、大唐移动、厦门骐骏,分别占比30%、25%、15%。

  短短三个月后,中国移动紧接公示了500万片NB-IoT模组中标名单,在入选的9家厂商中,厦门骐骏、龙尚科技、有方科技三家供应商的NB-IoT模组亦集成了紫光展锐的NB-IoT芯片产品。

  截至目前,紫光展锐NB-IoT芯片已覆盖有方科技、龙尚科技、厦门骐俊、新华三、中移物联等主流模组厂商,成为国内以NB-IoT为代表的物联网供应链中重要的芯片供应商之一。

  与紫光展锐相近,海思在2017年就推出了其首款商用NB-IoT芯片Boudica120,集成到了瑞士Ublox、上海移远、中怡数宽和稳恒电子等模组供应商的产品中,并在第二年推出基于3GPP R14标准的Boudica150芯片。

  实际上,海思的NB-IoT芯片均为NB-IoT单模,面向轻量级芯片市场。有业内人士认为,这些芯片的网络协议栈既简单,又没有集成上层网络协议,或在一定程度上给下游模组厂商带来集成方面的困难。

  但这似乎并未给海思带来太多困扰。在今年4月的5G NB-IoT产业峰会上,海思智慧物联网芯片负责人杨国兴透露,截止目前,Boudica120和Boudica150系列芯片累计出货量已超5000万片,布局全球50多个国家和地区超70家运营商。

  此外,海思NB-IoT芯片已与上海移远、中怡数宽、吴通控股、瑞士Ublox和利尔达等超40家模组厂商达成合作伙伴关系。

  值得一提的是,海思在今年推出的新一代NB-IoT芯片Boudica 200,基于3GPP R15/16标准,并于6月开始支持α客户启动导入设计,预计第四季度实现商用发货。

  联发科入局NB-IoT芯片市场来得稍为晚一些。2018年6月,联发科推出其首款NB-IoT芯片,名为MT2625,集成了Arm Cortex-M微控制器、伪静态随机存储器和闪存与电源管理单元等,并以小封装进一步降低芯片的体积、功耗和成本。

  2018年9月,中国电信发布2018年NB-IoT芯片测评报告,以芯片的时延、移动场景吞吐量、极限覆盖介入和低功耗4项性能为指标,对华为海思、高通、联发科、紫光展锐和中兴微5家公司的NB-IoT芯片进行测试。

  结果显示,五家公司中联发科MT2625芯片的综合性能表现最佳,且联发科芯片的续航能力可长达10年。

  运营商方面,中国移动在2018年和2019年间,单一采购了联发科MT2625芯片共800万片。同时,联发科NB-IoT芯片客户已涵盖高新兴物联、上海移远、中移物联和锐骐电子等多家模组厂商。

  相对于紫光展锐、华为海思和联发科等本土厂商在国内市场大打出手,国外公司稍显弱势。

  高通在2017年曾推出一款名为MDM9206的多模多频LTE IoT芯片,支持NB-IoT/eMTC/GSM三模和Cat-M1、Cat-NB1的全球所有频段,并集成GPS、北斗、伽利略和格纳洛斯全球导航卫星定位服务,能满足全球运营商和各类终端用户的部署需求。

  目前,高通MDM9206芯片已与高新兴物联、上海移远、有方科技、上海移柯、上海芯讯通、厦门骐俊和新华三等国内NB-IoT模组厂商达成合作。

  但实际上,英特尔NB-IoT芯片在国内市场的优势并不突出。从客户方面来看,目前国内仅有广和通等少数NB-IoT模组厂商采用英特尔芯片。

  据我国工业协会数据,2013年我国IoT市场规模为4896.5亿人民币,2018年上涨至1.33万亿人民币,年复合增长率为22.12%,并预测到2020年,我国IoT市场规模将突破2万亿人民币大关。

  从另一角度看,我国三大运营商的NB-IoT市场布局也有着不一样的光景,中国移动和中国电信竞争尤为激烈,曾迟迟“不上道”的中国联通也正奋起直追。

  中国移动今年动作频频。6月1日,它向芯翼信息采购了一批数达200万片的NB-IoT芯片XY1100。

  截至目前,中国移动的IoT业务已逐渐布局云、管、端三个方面,其NB-IoT网络已覆盖国内12个行业的693家客户,NB-IoT模组出货量超1200万片,而OneNET开放平台连接数也在2018年就突破7000万大关。

  另一边,中国电信旗下的41万个LTE 800MHz基站已全部开通NB-IoT网络,并进行全国覆盖,整体覆盖率为97.84%。

  产业链方面,中国电信则进行了端、管、云、用四个方面的布局,在不断降低NB-IoT模组成本的同时,全面铺开NB-IoT网络。截至2019年,其连接数达2亿的IoT网络中,NB-IoT规模为4000万。同时,其IoT开放平台终端连接量已超2000万,接入应用超3000个,IoT泛智能终端产品超3000款。

  相比之下,中国联通的NB-IoT网络布局稍显低调。其IoT平台连接数在去年7月已超1.24亿,NB-IoT网络则主要依靠上海、北京、广州等8个核心城市节点展开布局,以此推动全国网络覆盖。

  今年工信部正式将NB-IoT技术发展提高到国家层面,为刺激国内NB-IoT产业的加速发展催生更多新机遇。

  据了解,在蜂窝物联网连接中,高速率和中速率网络分布占比仅分别为10%和30%,剩下的60%全部面向低速率网络,而这也将是未来NB-IoT爆发的主战场,市场潜力巨大。

  除此之外,全球2G/3G网络的逐步清频和退网,以及NB-IoT模组成本不断降低,都在持续给NB-IoT产业的发展破开更大的市场缺口。

  一方面,自2008年以来,全球开始了2G/3G网络清频和退网的步伐,我国近几年也正慢慢加入其中。

  去年10月,我国工信部相关发言人谈到,2G/3G的退网不仅是移动通信更新换代的必然选择,也是目前全球各国的主要做法,而随着我国5G的商用落地,我国2G/3G退网的条件已逐渐成熟。

  在这一过程中,如何为原先依托2G/3G网络实现的语音穿戴、追踪定位、工业互联网等中低速率应用提供一个新的承载网络,也成为2G/3G清频和退网中需要考虑的问题,而具有低功耗、低速率、低成本等优势的NB-IoT,无疑是新的产业替代工具。

  今年4月,华为中国运营商业务部副总裁杨涛提到,如今NB-IoT在智能家庭市场的发展潜力巨大,智能气表、智能水表、智能电动车、智慧消防4个应用场景的NB-IoT设备连接量均已突破千万,其中智能水表的NB-IoT应用占比60%,行业产销率也提升5%-10%。

  另一方面,曾经成本居高不下的NB-IoT模组,近两年价格也在努力降低,从最初的35元-70元逐渐下降至30元以下。目前,国内NB-IoT模组的平均市价约为25元。

  尽管这比2G模组仍然高出10元左右,但包括芯翼信息在内的少数厂商已率先将NB-IoT模组成本降至20元,甚至15元以下,逐步带动行业价格与2G模组趋同,进一步刺激终端厂商对NB-IoT模组替代应用的需求。

  实际上,在NB-IoT市场真正走向爆发的过程中,它仍有一系列问题需要解决。

  工信部信息通信发展司副司长刘郁林曾谈及NB-IoT市场发展所面临的三大挑战——NB-IoT应用的普及、NB-IoT网络覆盖的完善,以及采用先进移动技术的比例需提升。

  因此,如何在2G/3G逐渐退网的过程中,将NB-IoT网络连接铺设到更广泛的城市,实现大规模落地应用,进一步加强局部NB-IoT网络的深度覆盖,亦是NB-IoT产业在发展过程中需要完成的“课题”。

  随着物联网和5G技术的逐步成熟、发展和落地,既直接催生了庞大的新应用市场和场景,也间接加速了NB-IoT等低功耗物联网技术的发展,而NB-IoT作为物联网市场爆发和网络连接技术更迭时代下的一支潜力股,它的生根、萌芽和成长亦是一场产业替代新战局的缩影。

  现阶段,国家政策对NB-IoT发展的支持和引导,无疑为NB-IoT产业的发展浇了水、施了肥,但如何在以LoRa为代表的物联网技术竞争中脱颖而出,更好地发挥自身技术、市场和政策优势,也需玩家们不断地找寻答案。

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