蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主力：Cat.1芯片正加速落地，未來(lái)5年規(guī)?；苿?dòng)市場(chǎng)化

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/莫婷婷）Counterpoint Research數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到2030年全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模塊的出貨量將超過(guò)12億個(gè)，復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到12%。細(xì)分來(lái)看，不同制式蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模組，在蜂窩物聯(lián)網(wǎng)全面過(guò)渡到5G時(shí)代之前，NB-IoT和4G Cat.1bis依舊是熱點(diǎn)，并且會(huì)在未來(lái)四年的時(shí)間里占據(jù)市場(chǎng)主流地位。
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近幾年，Cat.1技術(shù)持續(xù)革新，生態(tài)鏈也不斷成熟。移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)格局不斷演進(jìn)，Cat.1芯片及模組憑借集成度更高、硬件架構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)成為新晉“網(wǎng)紅”。
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發(fā)展至今，Cat.1作為主流的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，出現(xiàn)了哪些性能變化，未來(lái)又會(huì)迎來(lái)哪些迭代呢？業(yè)內(nèi)曾傳出Cat.1即將代替NB-IoT的聲音，雙方的“愛(ài)恨情仇”未來(lái)會(huì)如何發(fā)展？面對(duì)碎片化的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，芯片廠商配合市場(chǎng)需求推出了哪些創(chuàng)新產(chǎn)品？
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5G到來(lái)之前，Cat.1依舊是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)主力軍

當(dāng)下，Cat.1產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，國(guó)內(nèi)Cat.1芯片主要玩家有高通、紫光展銳、翱捷科技等老牌廠商，也有初創(chuàng)公司，移芯通信和芯翼信息科技、睿普康等。老牌廠商憑借自身優(yōu)勢(shì)發(fā)布多款產(chǎn)品，并且快速起量。截至2021年第四季度，翱捷科技Cat.1產(chǎn)品累計(jì)芯片全球出貨量已超1億顆。在Counterpoin的統(tǒng)計(jì)中，翱捷科技已經(jīng)進(jìn)入2022年一季度全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模塊芯片組出貨量前三，芯翼信息科技也進(jìn)入前八，可見(jiàn)國(guó)內(nèi)老牌廠商與初創(chuàng)公司在全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力都在不斷提升。
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4G cat.1芯片作為通用的通信連接芯片，可以應(yīng)用于大部分中高速物聯(lián)網(wǎng)智能終端中，廣闊的市場(chǎng)空間吸引了多家通信芯片廠商的布局，例如睿普康在2019年正式進(jìn)入蜂窩物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，其4G cat.1在2022年上半年量產(chǎn)，預(yù)計(jì)今年年底出貨形成銷售。睿普康CEO吳齊發(fā)在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)采訪時(shí)表示，在同樣的工藝制程下，睿普康的4G cat.1芯片面積和成本上有優(yōu)勢(shì)，芯片面積小就可以降低通信模組的面積，集成于更小的終端產(chǎn)品中。
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正如Counterpoint 所預(yù)測(cè)的，在5G還未真正到來(lái)之前，Cat.1在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都會(huì)是蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的主力。那么，Cat.1技術(shù)是基于哪些因素帶來(lái)的需求呢？
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對(duì)于Cat.1芯片市場(chǎng)的快速發(fā)展，吳齊發(fā)提到了三大方面的原因：一是物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)爆發(fā)；二是Cat.1技術(shù)能夠滿足車聯(lián)網(wǎng)等中高速物聯(lián)網(wǎng)通信連接需求，芯片成本也降低到市場(chǎng)能接受的程度，而且Cat.1無(wú)縫接入最完善的4G 網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需運(yùn)營(yíng)商升級(jí)網(wǎng)絡(luò)；三是隨著2G/3G退網(wǎng)，原來(lái)使用2G/3G接入技術(shù)的終端市場(chǎng)，會(huì)由Cat.1取代。吳齊發(fā)預(yù)判在未來(lái)3-5年，Cat.1芯片市場(chǎng)會(huì)繼續(xù)維持高增長(zhǎng)趨勢(shì)。
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位于上游的芯片公司，深切地感受到市場(chǎng)變化帶來(lái)的影響。芯翼信息科技產(chǎn)品總監(jiān)陳峰對(duì)電子發(fā)燒友網(wǎng)表示，今年的Cat.1芯片的市場(chǎng)經(jīng)歷了比較大的波動(dòng)，其中有供應(yīng)鏈的原因，也有一部分人為因素。在缺貨嚴(yán)重的時(shí)候，需求會(huì)被放大，回歸過(guò)程中如果遭遇經(jīng)濟(jì)波動(dòng)，就會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。但放長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間來(lái)看，陳峰同樣樂(lè)觀地預(yù)判10年內(nèi)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)仍然處于一個(gè)高速發(fā)展時(shí)期，遠(yuǎn)沒(méi)到瓶頸區(qū)。
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廣闊的下游應(yīng)用領(lǐng)域是Cat.1快速發(fā)展的原因之一。在Counterpoint的統(tǒng)計(jì)中，今年Q1蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用排名前五的依次是智能電表、POS機(jī)、智能工業(yè)、智能汽車、汽車導(dǎo)航，合計(jì)占據(jù)53.2%的市場(chǎng)份額。其中，智能電表、POS機(jī)、智能汽車等多個(gè)中速率場(chǎng)景都可以用上Cat.1技術(shù)。性能以及成本的下降，讓Cat.1技術(shù)成為無(wú)處不在的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。
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在Cat.1高速發(fā)展之時(shí)，業(yè)內(nèi)曾傳Cat.1技術(shù)會(huì)取代NB-IoT技術(shù)的說(shuō)法。時(shí)至今日，人們對(duì)這兩個(gè)技術(shù)也有了更加清晰且客觀的認(rèn)識(shí)。
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陳峰認(rèn)為，NB-IoT和Cat.1是低速物聯(lián)和中速物聯(lián)的兩個(gè)典型技術(shù)案例，二者之間有一部分重疊市場(chǎng)，但更多的是互為補(bǔ)充，協(xié)同發(fā)展。NB-IoT進(jìn)入到5G時(shí)代，作為mMTC的重要組成部分，為海量連接提供技術(shù)基礎(chǔ)。Cat.1可能會(huì)納入RedCAP的范疇，這里面并不存在一個(gè)替代的關(guān)系。
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吳齊發(fā)則從技術(shù)和市場(chǎng)兩方面進(jìn)行考量：NB-IoT因?yàn)橐苿?dòng)性較差，傳輸時(shí)延也比較大，一般只能應(yīng)用于靜止的、對(duì)時(shí)延不敏感的業(yè)務(wù)，比如靜態(tài)抄表。Cat.1芯片靜止和移動(dòng)狀態(tài)下傳輸速率都可以滿足大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，所以市場(chǎng)大得多。在技術(shù)上，Cat.1取代NB-IoT完全沒(méi)有問(wèn)題，但在市場(chǎng)上的取代還有個(gè)過(guò)程，因?yàn)镹B-IoT在成本上還有一定的優(yōu)勢(shì)。
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Cat.1芯片行業(yè)進(jìn)入“技術(shù)競(jìng)賽”階段

在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)多是采用手機(jī)的基帶芯片，而且往往是落后幾代的產(chǎn)品。近年來(lái)，由于物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)芯片逐漸呈現(xiàn)出獨(dú)立發(fā)展的趨勢(shì)。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片廠商都加速了Cat.1芯片的布局，并且每一代新品發(fā)布都成為芯片廠商的“技術(shù)競(jìng)賽”，2021年市場(chǎng)上的主流產(chǎn)品還是40nm工藝，今年已經(jīng)升級(jí)22nm工藝，工藝的提升意味著芯片面積更小，功耗更低，成本也會(huì)降低，產(chǎn)品也會(huì)更有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
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總結(jié)來(lái)看，Cat.1芯片在技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用等三大方面出現(xiàn)了較大的變化。
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從技術(shù)上看，工藝提升，芯片面積更小、功耗更低、集成度更高。一方面，物聯(lián)網(wǎng)終端趨向于小型化，芯片尺寸的縮減對(duì)設(shè)備整體性能的提高十分有利。例如可穿戴設(shè)備、POS機(jī)等手持設(shè)備領(lǐng)域，芯片面積的優(yōu)化可以節(jié)省出更多的空間放置電池或存儲(chǔ)器，用來(lái)增強(qiáng)續(xù)航能力或者存儲(chǔ)空間。
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從標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)看，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片的第一個(gè)發(fā)展方向是通信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)。LPWA是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提出的第一個(gè)3GPP標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入到5G時(shí)代，這一趨勢(shì)將會(huì)延續(xù)，傳輸能力會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。
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從應(yīng)用上來(lái)看，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片需要跟行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，疊加感知能力和計(jì)算能力的演進(jìn)。不同的應(yīng)用對(duì)物聯(lián)網(wǎng)芯片提出了不同的需求，由此產(chǎn)生了更多的細(xì)分市場(chǎng)和可能性，比如物聯(lián)芯片加傳感器，也就是通常所說(shuō)的感知加傳輸?shù)哪芰Α６诮K端能力上，又有云計(jì)算和邊緣計(jì)算，對(duì)芯片的處理能力提出不同要求。
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不管是芯翼信息科技、睿普康還是其他蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片廠商，各家的產(chǎn)品都朝著相應(yīng)的方向迭代。芯翼信息科技的4G LTE Cat.1bis SoC——XY4100集成了Audio Codec, 同樣提供了豐富的外圍接口，可以兼容主流LTE模組的同時(shí)也便于替代以前的2G模組。睿普康的4G cat1芯片也憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)，用于無(wú)線Pos機(jī)，云打印終端，智能車機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域。
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碎片化物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)之下的多元化布局，Cat.1芯片正加速落地

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)芯片廠商不斷加大對(duì)Cat.1技術(shù)的投入，使得蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片朝著更高通信速率、更低時(shí)延等高性能方向演進(jìn)，并且每一次技術(shù)突破都會(huì)迎來(lái)市場(chǎng)起量。從市場(chǎng)需求來(lái)看，在中低速物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)Cat.1仍將是主流，在高速物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)Cat.4將會(huì)成為首選，而Cat.6主要的應(yīng)用仍會(huì)集中在高速業(yè)務(wù)高端應(yīng)用市場(chǎng)。在一些新興的需求和應(yīng)用的催化下，例如元宇宙、FWA等場(chǎng)景，5G將會(huì)成為新的增長(zhǎng)點(diǎn)。
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“5G物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)Redcap等在完善和成熟當(dāng)中，完善的5G物聯(lián)網(wǎng)可以承載更大的連接數(shù)量?；诘蛙壭l(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在發(fā)展當(dāng)中，可以更進(jìn)一步拓展遠(yuǎn)距離物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍?！眳驱R發(fā)表示，公司正在跟進(jìn)研發(fā)這些前沿技術(shù)。芯翼信息科技的4G Cat 1 bis預(yù)計(jì)2022年底推出，5G redcap 也在規(guī)劃階段。
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然而，由于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的碎片化，沒(méi)有哪家企業(yè)可以憑一顆芯片滿足所有需求?！皬男酒O(shè)計(jì)的角度，針對(duì)這些需求采用的技術(shù)、工藝可能是不一樣的，如何提供更有效的解決方案，使得成本更低，性能更優(yōu)，這是所有從業(yè)者都會(huì)面對(duì)的問(wèn)題?！标惙灞硎荆涓C物聯(lián)網(wǎng)的不同應(yīng)用領(lǐng)域有不同的要求，比如DTU需要更高傳輸速度時(shí)鐘校準(zhǔn)、遠(yuǎn)程機(jī)械操作等應(yīng)用場(chǎng)景要求更低時(shí)延；跟蹤器、表計(jì)等電池類應(yīng)用需要更低功耗；有些則對(duì)成本提出嚴(yán)格要求。上述不同的應(yīng)用領(lǐng)域讓物聯(lián)網(wǎng)芯片呈現(xiàn)出豐富多樣的特點(diǎn)。
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“從產(chǎn)品來(lái)看，市場(chǎng)追求的是性價(jià)比，并不是技術(shù)越先進(jìn)越受市場(chǎng)歡迎。我認(rèn)為通信速率和時(shí)延能滿足絕大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，在性價(jià)比和芯片面積上更有優(yōu)勢(shì)，這樣的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片才更有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?！眳驱R發(fā)提到。
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當(dāng)下，國(guó)內(nèi)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)芯片廠商的Cat.1產(chǎn)品加速落地，但是面對(duì)碎片化的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，如何提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，讓產(chǎn)品真正適應(yīng)差異化更加明顯的細(xì)分市場(chǎng)，依舊是芯片廠商需要思考的問(wèn)題。
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