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半导体

这个行业用户超1亿,芯片厂商积极布局

在物联网被纳入新基建体系之后,工业和信息化部在5月7日发布的《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》(以下简称《通知》)中指出,引导新增物联网终端逐步退出2G或3G网络,全面向NB-IoT(窄带物联网)和4G(LTE Cat1)迁移;并计划到今年年底使移动物联网连接数达到12亿,实现县级以上城市主城区普遍覆盖,重点区域深度覆盖。物联网是我国从工业社会向数字经济社会转型的基础性技术之一,也是新基建建设的重要抓手。作为通信行业为解决物联网碎片化开出的“药方”,NB-IoT的成本在逐步降低至行业可接受的程度,而NB-IoT的优势需要达到一定的部署量级才能显现,在整个行业爬坡的过程中,运营商及NB-IoT芯片厂商等产业链企业该如何抓住产业升级窗口期,进一步提升竞争能力?

NB-IoT迎来广阔机遇

截至2019年年底,我国已建成NB-IoT基站达70万个,实现全国主要城市、乡镇以上区域连续覆盖。其中,中国电信、中国移动的NB-IoT连接数均已超过4000万,中国联通超1000万。

由于终端、应用市场等方面的制约,NB-IoT市场的驱动并没有预期的那样快速。通信专家向记者指出,一方面,运营商对于NB-IoT的前期建网投入了大量成本,然而终端和应用所带来的连接利润难以激励运营商的持续投入;另一方面,如果不能持续投入建网,终端使用数量和应用也难以进一步增长,从而难以扩大连接设备所带来的利润空间,陷入两难境地。

此次工信部发布的《通知》中,从移动物联网网络建设、标准和技术研究、应用广度和深度、产业发展体系、安全保障体系五个方面做出具体规定。其中的一个重点是要求按需新增建设NB-IoT基站,实现县级及以上城区的普遍覆盖。这样一来,或许短期内基站规模不会出现大幅上升,但无论从网络能力,还是支撑重点项目、重点应用和服务的保障性来看,都会有所增强,NB-IoT的发展将实现更精细化的建设和更深度的覆盖。

截至2019年年底,2G和3G仍然承载着超过3亿的手机用户和远远高于手机用户数量的数亿物联网连接数。面对这一庞大的基础设施和用户群体,2G/3G减频退网是一个长期的过程。本次《通知》的发布,是国家首次以正式文件形式明确2G/3G退网的态度。

紫光展锐工业物联网副总裁鲜苗向记者表示,随着2G的退网,NB-IoT将逐渐取代2G,满足窄带低速率低功耗的应用需求。同时,NB-IoT也有2G无法触及的应用领域,包括水表、燃气表、无线烟感、电动车防盗等。

“随着NB-IoT通信制式的不断演进、基站能力的进一步提高,NB-IoT将逐渐担起2G物联网连接的接力棒。”鲜苗告诉记者。

上海移芯副总裁杨月启向记者表示,2G退网后占据物联网60%左右出货的低频、小数据量的应用必然会转移到NB-IoT网络,目前NB-IoT技术已经做好了网络和终端侧的技术承接,各种创新应用层出不穷,相信未来也会涌现更多应用场景。

同时,NB-IoT是5G的前导技术之一,将继续与5G协调发展。杨月启表示,5G应用场景之一的大规模机器连接(mMTC),其主要性能指标依然是低功耗、低成本、大连接和广覆盖,和NB-IoT完全相同,只是要求更高了。

“未来5G mMTC会完全兼容NB-IoT,就像现在5G时代2G还能使用一样。”杨月启向记者表示。他指出,中国去年完成了IMT-2020(5G)候选技术方案的完整提交,在提交的方案中,NB-IoT技术被正式纳入5G候选技术集合,预计今年6月份ITU将正式宣布NB-IoT为5G技术方案。

运营商及芯片厂商加速布局

2016年NB-IoT标准的确定打开了一个广阔的市场,用一个标准化的技术,以更低的成本、更长的电池寿命实现大量低功耗、低速率的上网连接。集邦咨询分析师曾柏楷向记者表示,国内物联网产业链经过近几年的发展,从上游至下游的运营商、芯片、传感器、通信模块、集成及解决方案各阶段的厂商生态圈日渐完整。着眼需求端,在气表、水表部分的设置皆已突破千万级,烟感、电动车监控的连接亦达数百万;原先应用场景比较有限的领域,在《通知》所提及的产业数字化、治理智慧化、生活智慧化三大方向也有望改善,变得更为多元。

中国移动已经为物联网新基建做好了技术和产业发展的相关准备。中移物联网集成电路创新中心总经理肖青介绍,在网络能力、支撑重点项目和应用能力方面,中国移动已经达到成熟的业务发展点,做到全国346个城市的主要覆盖,拥有几十万个站点,在900M频段已经完成FDD改造,可以实现软件开通,将能够支撑到今年和未来按需建网,具备快速响应能力,为后续发展NB-IoT提供了非常好的基础设施。

肖青指出,2020年,中国移动将从四个方面加强NB-IoT业务,应对物联网新基建带来的全方位机遇和考验。一是将稳固NB-IoT的网络保障,通过室内覆盖的方式,提升NB-IoT的广度和深度,尤其是会提升跨省的网络优化和保障;二是在生态建设上,上线NB-IoT的R24版本,重点选择八个行业聚焦,进行深耕;三是在产业引领上将进一步加大力度,推进模组成本进一步降低,能够迅速接近2G成本的价格。四是在支撑能力上,将整合云管端一体化的整体解决方案,同时还会升级已有的NB-IoT的覆盖地图,让用户能够去更好地了解运营商的网络覆盖程度,令业务真正做到按需建设、按需部署,更好地满足用户的体验。

同时,高通、海思、紫光展锐、联发科、等芯片大厂纷纷进军NB-IoT芯片,上海移芯、诺领、芯翼等芯片企业也加速入局,抢抓NB-IoT商用芯片市场机遇。华为数据显示,截至2020年2月,中国NB-IoT用户突破1亿,预计2025年NB-IoT芯片出货规模将达到3.5亿,在整个蜂窝物联网芯片出货量中占近50%。

今年以来,高通、海思、紫光展锐等芯片厂商接连发布NB-IoT芯片新品或公布最新进展。高通推出主打低能耗的NB-IoT芯片组212 LTE IoT调制解调器,休眠电流在1微安以下,可用于运行15年甚至更长时间的物联网设备。海思的Boudica 120/150系列NB SoC芯片累计出货超5000万片,支持3GPP R15/16标准的NB-IoT芯片Boudica 200将于今年第四季度出货。

紫光展锐将在今年推出下一代的NB-IoT产品春藤8811。鲜苗表示,紫光展锐现有的NB-IoT产品除了单模的春藤8908A,也拥有GSM+NB-IoT的双模产品春藤8909B。一方面,2G的退网不是一刀切完成的,需要平稳的过渡。另一方面,春藤8909B补充了现阶段NB-IoT的网络覆盖问题,还可用于儿童手表等对语音有需求的场景。

“我们正在基于NB-IoT通信规范的演进和物联网产品硬件需求规划后续产品,将做到工业级的质量标准,并持续跟进NB-IoT协议栈的演进,从支持R13向支持R14、R15和R16演进,实现更高集成度和更低功耗。”鲜苗说。

利用好5G战略窗口期

由于NB-IoT设备低功耗、使用年限长,且应用场景相对单一,NB-IoT芯片的设计及制作门槛相对手机、车用等芯片较低,功用效能略显趋同。厂商该如何避免同质化趋势,提升自身的差异化竞争能力?

杨月启表示,NB-IoT产业的热潮和芯片国产化的趋势所带来的融资便利,以及NB-IoT芯片IP供应商的技术扶持,令不少缺乏蜂窝物联网研发经验的团队和企业纷纷投入到NB-IoT芯片的研发中,造成了不少NB-IoT新芯片的同质化竞争,部分产品会因缺乏技术创新和规模应用逐渐被市场所淘汰,造成了社会资源的浪费,这是非常可惜的。只有技术创新能力较强、集成度和成本控制较好、性能领先和稳定、满足客户需求的NB-IoT芯片企业才能存活下来,并逐渐成长为NB-IoT芯片领军企业。

曾柏楷表示,除去最基本的价格外,NB-IoT芯片厂商还可以考虑更多的布局方向,例如通过多模多频使应用场景更加广泛,强化电源管理主打节能效率,通过设计缩小芯片尺寸,以及通过精简功能主攻简易应用等,进一步提升产品的差异化能力。

5G和移动物联网的加速部署,在为NB-IoT芯片带来更广阔市场机遇的同时,也需要厂商根据5G背景下移动物联网发展的新趋势、新需求,调整技术产品的布局思路。杨月启表示,在5G的3个主要应用场景中,针对移动互联网等应用的eMBB,未来连网的速率越来越快;针对车联网/自动驾驶等应用的低时延高可靠的URLLC,要求通信的可靠性高,网络时延小;针对物联网的大规模机器连接mMTC,要求每小区连接数要超百万。NB-IoT芯片企业要结合企业自身实际情况,以及市场和客户需求去适配不同的应用场景,提前布局5G物联网应用,抓住5G技术升级的产业机遇窗口。

NB-IoT是推动整个行业转向物联网海量连接的重要基石,随着越来越多有关物联网新基建政策利好的刺激,运营商、芯片厂商、模组厂商加码力度持续增大。然而,要想真正打造NB-IoT百万级连接规模的应用场景、树立应用标杆工程,还需要针对网络部署、产业配套、应用适配和商业模式进行进一步的探索,打造共建共赢的产业生态。

责任编辑:赵强


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