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政策“东风”:NB-IoT、Cat 1玩家搏“上位”

据Strategy Analytics报告,到2025年,全球蜂窝物联网连接数将增长到23亿,以两者相加90%的份额而言,NB-IoT和Cat 1无疑面临巨大的市场机会。

按照网络速率划分,目前的蜂窝物联网连接大致按照“1-3-6”的比例进行分布,即10%“高速率”,30%“中速率”,60%“低速率”。高速率可用Cat 4以上及5G承载,低速率可用NB-IoT承载,中速率则可以用Cat 1或eMTC承载。据Strategy Analytics报告,到2025年,全球蜂窝物联网连接数将增长到23亿,以两者相加90%的份额而言,NB-IoT和Cat 1无疑面临巨大的市场机会。iZnesmc

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政策层面,相关文件的及时出台也成为引爆该市场的导火索。日前,工业和信息化部发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,将“推动2G/3G物联网业务迁移转网,建立NB-IoT(窄带物联网)、4G(含LTE-Cat 1)和5G协同发展的移动物联网综合生态体系,以NB-IoT满足大部分低速率场景需求,以LTE-Cat 1满足中等速率物联需求和话音需求,以5G技术满足更高速率、低时延联网需求。”列为主要目标。iZnesmc

《通知》强调,到2020年底,NB-IoT网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖,重点区域深度覆盖;移动物联网连接数达到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Cat 1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。iZnesmc

如何选择适合的NB-IoT芯片

芯翼信息科技市场总监陈正磊认为,小数据、长待机和泛部署是NB-IoT应用最具普遍性的三个特点。所谓“小数据”,是指不同于实时语音通话或者视频、图像应用所需要的数据传输需求,通常情况下,NB-IoT相关应用需要发送的数据不多。同时,主流的NB-IoT应用采用电池供电,工作时间长达几个月甚至好几年,终端都在比较分散的区域内部署。电池不可充电,也不方便短时间内人工替换,网络需求也做不到按需部署,没有办法提前搭建局域网,主要依赖于第三方的部署网络来服务、工作和支撑。iZnesmc

在他看来,一颗出色的NB-IoT芯片首先要满足方案级的低成本特性。也就是说,并不是指单颗芯片便宜,而是指由很多芯片构成的整体方案便宜,终端便宜了整体应用才能做到低成本。方案级低成本最大的指标就要做到芯片的超高集成度,包括全频段、全网通的CMOS PA和射频前端的集成,从而大幅减少所需要配置的外围器件数量。iZnesmc

其次,要做到方案级省电。NB-IoT属于小数据量应用,大部分场景下终端的工作状态都处于睡眠状态,唤醒时需要重新获取IP地址,非常耗电。同时,获取IP地址还需要跟基站和核心网进行交互,也给基站造成了压力。所以,NB-IoT设计中的PSM模式相当于对网络缺陷的升级和优化,PSM电流值大小成为了重要的衡量指标。iZnesmc

第三,就是Open CPU。Open CPU的应用对于方案的集成和成本的降低非常明显。目前,一颗国际品牌的低功耗MCU价格接近1美元,国产最便宜的也得3-4元人民币,对NB-IoT方案来说成本其实并不低。如果Open CPU做的好,就可以不再使用外围MCU。按一年100万颗出货量计算,就会节省400万纯利润。iZnesmc

那什么是好的Open CPU呢?如果按照传统模式,把NB-IoT协议上的软件运行在CPU上,把基带部分没有用完的处理器资源开放给用户,陈正磊认为这就不是一颗真正开源或者独立的Open CPU。因为如果芯片基站的基带代码或者解调器代码出现问题,就可能会破坏正确的用户代码,导致芯片无法通过MCU对解调器进行复位,存在巨大隐患。iZnesmc

大器晚成,行业呼唤Cat 1

今年,与NB-IoT同样成为“现象级”技术的,是被“冷落”在蜂窝物联网家族某个角落的Cat 1。其实在Cat 1火爆之前,随着运营商2/3G加速退网,行业市场选择了Cat 4或NB-IoT进行支撑。Cat 4速率高达150Mbps,可以满足绝大多数物联网连接对高速率的要求;NB-IoT则针对低速率、低功耗、低成本的物联网应用。iZnesmc

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但是,高速率意味着高成本。资料显示,2017年Cat 4商用之时,模组成本高达140元,随着芯片方案迭代,目前仍然在70元左右。作为对比,低速率的物联网模组已经降到20元以内,对绝大多数不需要百兆速率的行业应用来说,Cat 4的价格其实是难以承受的,成为物联网大规模商用的一道障碍,行业呼唤一类成熟的、高性价比的蜂窝物联网技术,做Cat 4的“下沉市场”,填补中速率市场的空白。[!--empirenews.page--]iZnesmc

紫光展锐将这一票投给了与Cat 4系出同源的Cat 1。他们认为,Cat 1突然蹿升,成为物联网产业的新晋网红,运营商、芯片厂商、模组厂商纷纷力推,新产品不断问世,这一系列现象的出现并非偶然。而是因为Cat 1 拥有与Cat 4一样的“血统”,均基于成熟的LTE网络,运营商无需升级网络,只需简单的参数配置,允许Cat 1终端接入网络即可,这为Cat 1的商用创造了良好的前提条件。定位中速率,使得支持Cat 1的元器件成本相对较低,具备了承接Cat 4下沉市场的“硬实力”。iZnesmc

Cat 1自2009年被3GPP以终端速率等级定义出来后,一直处于不温不火的状态。中国运营商中,中国电信最为积极和热情,早在2016年就开始提前布局LTE Cat 1生态,推出了LTE Cat 1 DTU,并借助自主研发的统一云平台,实现“终端+通道+平台”的端到端整体解决方案;2017年,又高调宣布启动Cat 1商用,并宣布投资亿元补贴Cat 1模组,促进产业链发展。然而在当时,这一规划过于前瞻性,未能实现产业共振。iZnesmc

紫光展锐方面认为Cat 1商用成效不彰的原因,一是还没有到网络升级换代的临界点,二是缺乏一款真正的Cat 1芯片,一些芯片厂商在Cat 4芯片基础上进行“魔改”,导致成本直追Cat 4,缺乏足够的能量承接这一庞大的下沉市场。iZnesmc

这一状况在2019年因为两家国内芯片厂商的发力而开始得到改善。春藤8910DM是紫光展锐推出的业界首款LTE Cat 1 bis物联网芯片,采用28nm工艺,支持LTE Cat 1 /GSM双模和VoLTE,集成了蓝牙和Wi-Fi。对比LTE Cat 4芯片,春藤8910DM尺寸缩小了30%,功耗降低20%,部署费用降低了30%,搭载该芯片的展锐Cat 1终端产品在全球45个国家和157家运营商实现了规模场测和认证。iZnesmc

翱捷科技(ASR)也推出了两款Cat 1芯片,具备多制式、高性能、低功耗、集成语音/视频/拍照等多媒体功能,适用于各种形态的物联网模组、跟踪器和智能硬件。iZnesmc

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芯片性能的提升同时推动了模组侧的进展。广和通率先推出了基于春藤8910DM的LTE Cat 1 bis模组L610;有方科技在2019年首次推出基于国产芯开发的Cat 1无线通信模块;移远通信也推出了基于ASR平台的Cat 1模组。可以看到,在Cat 1模组侧已经拥有丰富的产品,能够在终端层面形成对应用的有效支撑。iZnesmc

本文为《国际电子商情》2020年6月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击 这里 iZnesmc

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邵乐峰
ASPENCORE中国区首席分析师。
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