物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)火起，LPWAN多方爭霸“芯”機遇

5G帶動下，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模

受疫情影響，2020年以來，全球5G技術(shù)的推進喜憂參半。在印度和西班牙，5G頻譜拍賣因疫情而延遲；而在南非、瑞典等國，面對需求的激增，運營商在獲得新增頻譜以擴充容量后，比計劃提前推出了5G服務(wù)。

截至2021年1月，全球57個國家已建成144個5G商用網(wǎng)絡(luò)，5G連接數(shù)量達到2.35億左右。其中，中國在5G市場的貢獻量非常顯著。根據(jù)全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會（GSMA）今年2月發(fā)布的《2021中國移動經(jīng)濟發(fā)展報告》顯示，到2020年底，中國5G終端連接數(shù)超過2億，占全球5G連接總數(shù)的87%，預(yù)計到2025年，中國5G連接數(shù)有望達到8.22億。報告中還指出，在中國，每5家企業(yè)中就有2家打算在12個月內(nèi)部署一個新的物聯(lián)網(wǎng)項目，其迫切性僅次于美國。

Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東直言：“5G技術(shù)的推廣對于物聯(lián)網(wǎng)有很大的促進作用，首先增加了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)的速度和帶寬；其次5G本身也有物聯(lián)網(wǎng)屬性，自帶了不少物聯(lián)網(wǎng)的項目?！?/p>

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圖源：i-scoop

在這樣的大背景下，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈開始初具規(guī)模。根據(jù)Statista 發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達到2480億美元，到2025年預(yù)計市場規(guī)模將超過1.5萬億美元，復(fù)合增長率達到44.59%。另根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)及預(yù)測，2019年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量已達到107億臺，預(yù)計2025年物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將達到251億臺，保持12%以上的增長。

而低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）作為物聯(lián)網(wǎng)的重要分支，得到了社會各界的關(guān)注。同樣用一組數(shù)據(jù)來闡述LPWAN這幾年的進展情況。截至2021年4月，全球已經(jīng)有71個國家投資建設(shè)了129張移動物聯(lián)網(wǎng)，其中NB-IoT網(wǎng)絡(luò)達到93張。另根據(jù)IoT Analytics的預(yù)測，2017- 2023年間，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)年復(fù)合增長率將達到109%，到2023年低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)總數(shù)超過11億，用戶在此類連接上的支出超過47億美元。

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圖 | LPWAN連接市場規(guī)模2017-2023，圖源：IoT Analytics

聚焦LPWAN，誰在主導(dǎo)多方爭霸新戰(zhàn)局？

從市場總量來看，這幾年LPWAN發(fā)展較為迅速。但在技術(shù)領(lǐng)域，我們常常只看到NB-IoT和LoRa的較量報道，卻對其他技術(shù)鮮少提及。

事實上，NB-IoT、LoRa、eMTC、Sigfox、Wi-SUN、Weightless-P、RPMA、ZETA等都屬于低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)，這些技術(shù)的市場價值體量是怎樣的排列關(guān)系？是誰在主導(dǎo)LPWAN的市場發(fā)展？這些技術(shù)又分別在哪些細分應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢呢？

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圖源：ABI Research

芯翼信息市場高級總監(jiān)祁衛(wèi)給出了他的排序：NB-IoT、LoRa/ZETA、eMTC、RPMA/Weightless-P/Sigfox，他認為ZETA比較靠前是因為在當前的大環(huán)境下，背靠國內(nèi)巨大的市場，ZETA發(fā)展起來的機會比較大，RPMA/Weightless-P/Sigfox并列則是因為這幾個技術(shù)目前看發(fā)展得都很一般，未來前景不看好。

至于應(yīng)用側(cè)，祁衛(wèi)表示：“除了eMTC以外，另外幾個技術(shù)比較類似，都比較追求低功耗、低成本，所以相對來說，比較適合得應(yīng)用領(lǐng)域比較類似：如智能表計、智能煙感、共享經(jīng)濟（靜態(tài)類）等；eMTC可以支持語音，所以應(yīng)用領(lǐng)域范圍再寬一些：公網(wǎng)對講，智能穿戴等。”

Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)經(jīng)理Cristian Cotiga則持不同的觀點，他認為隨著時間的推移，在智能表計和智慧城市市場中，Wi-SUN技術(shù)將擁有最高的市場價值。

至于應(yīng)用側(cè)，Cristian Cotiga表示：“上述每項技術(shù)都是為了應(yīng)對某些特定的細分市場和應(yīng)用場景而開發(fā)的。每項技術(shù)在其目標市場上都具備一定的優(yōu)勢。NB-IoT非常適合需要移動性和全國/國際覆蓋范圍的應(yīng)用，例如跟蹤集裝箱運輸；eMTC是NB-IoT和LTE-M的5G版本，因此上述關(guān)于NB-IoT的說明也適用于此；LoRa適用于距離很遠、數(shù)據(jù)很少/數(shù)據(jù)速率很低、發(fā)送頻率也很低的應(yīng)用場景，例如森林土壤傳感器每天只報告一次土壤濕度；SigFox的目標應(yīng)用場景與LoRa相同，主要區(qū)別在于SigFox的數(shù)據(jù)速率更低，有效負載也非常低，因此SigFox適合的應(yīng)用就更加有限，此外SigFox是完全專有的，而LoRaWAN（上層）則是開放規(guī)范；Wi-SUN是面向智能表計和智慧城市應(yīng)用，該技術(shù)足夠靈活，可以應(yīng)對一些LoRa和SigFox的應(yīng)用場景，但反之則不然?！?/p>

而移遠通信和Nordic Semiconductor則站隊NB-IoT和LTE-M，移遠通信副總經(jīng)理孫延明從模組商的角度表示：“目前無論從政策、技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)鏈層面來看，NB-IoT和LTE-M這兩項授權(quán)頻譜技術(shù)都更具備優(yōu)勢，行業(yè)參與者眾多，包括運營商網(wǎng)絡(luò)覆蓋、芯片、模組、終端等持續(xù)發(fā)展，已挖掘出百萬乃至千萬級別的規(guī)模應(yīng)用，且不斷開拓出創(chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用?！?/p>

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圖源：IOT Factory

前面是從技術(shù)本身和細分市場的角度來剖析LPWAN展現(xiàn)出的各家爭鳴的態(tài)勢，事實上，在地域分布方面，同樣呈現(xiàn)出了分化的趨勢。

前Sigfox全球戰(zhàn)略伙伴高級總監(jiān)嚴更真表示：“這幾種物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，雖然在很多場合被業(yè)界劃分為同一類技術(shù)進行技術(shù)參數(shù)的對比，但這種比較方法有很大的局限性。各種通信技術(shù)，具體到某個客戶、某個區(qū)域、某個國家、某個應(yīng)用場景，則可體現(xiàn)出很大的差異化和價值。對他們進行籠統(tǒng)地來比較沒有特別大的意義。比如在美洲市場，基本沒有NB-IOT網(wǎng)絡(luò)；在拉美大部分國家, Sigfox覆蓋最好；LoRa主要以局域網(wǎng)或城域網(wǎng)為主，沒有全球性互通的網(wǎng)絡(luò)，很難實現(xiàn)漫游；Sigfox可以在許多國家可以無縫互通。同時，根據(jù)所在地區(qū)可獲得的網(wǎng)絡(luò)的情況，多種通信技術(shù)又可以互補。因此，Sigfox在日本的燃氣表市場、海外國家的車輛防丟失追蹤市場、大范圍資產(chǎn)追蹤、物流供應(yīng)鏈市場等，占有很大的優(yōu)勢?！?/p>

“此外，海外市場的大型物聯(lián)網(wǎng)項目落地進程受到疫情的影響較大，同時在中美經(jīng)濟摩擦、政治與國際關(guān)系等因素的影響下，部分具有跨國業(yè)務(wù)的大型物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的業(yè)績在中國及國外市場的比重呈現(xiàn)出變化和調(diào)整的趨勢。” 嚴更真補充道。

對于LoRa更適合局域網(wǎng)這一點，磐啟微電子的創(chuàng)始人及CEO李寶騏給出了相同的答復(fù)，但他的理由更偏技術(shù)層次。李寶騏表示：“LoRa采用擴頻技術(shù)，工作在非授權(quán)頻段，人人能用的這些信道異常擁擠，在中國又受到工信部政策《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備管理要求》的限制，因此LoRa不論是從漫游問題、發(fā)射功率還是持續(xù)發(fā)射時間的角度出發(fā)，都是不具備廣域網(wǎng)條件，更適合較遠距離的局域網(wǎng)場景。”

綜上表述，除了李寶騏認為LoRa更具局域網(wǎng)基因，以及祁衛(wèi)認為ZETA的發(fā)展將相對靠前外，其他觀點都相對一致，那就是NB-IoT、LoRa、eMTC、Sigfox、Wi-SUN會是LPWAN的主流。

而市場面的反饋也在一定程度上證實了一點——NB-IoT和LoRa正在主導(dǎo)目前的LPWAN市場。根據(jù)IoT Analytics的統(tǒng)計，2018年，NB-IoT和LoRa已經(jīng)占據(jù)了低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)70%的市場份額，緊隨其后的是Sigfox和eMTC。IHS在《按照技術(shù)劃分的LPWAN連接市場規(guī)模2017-2023》中預(yù)估，LoRaWan和NB-IoT技術(shù)將在2023年以超過80%的份額主導(dǎo)LPWAN市場。

“多模芯”和“單芯片解決方案”成趨勢的背后

除了市場層面的變化，我們發(fā)現(xiàn)LPWAN技術(shù)層面也在不斷演進，并呈現(xiàn)出“多模芯”和“單芯片解決方案”的趨勢。對于這兩種技術(shù)趨勢，業(yè)內(nèi)存在三種聲音——支持、反對和中立，下面是三方battle的一種記錄：

• 多模芯是“真需求”嗎？

正方觀點：真需求

祁衛(wèi)（芯翼信息）：“多模芯”相對傳統(tǒng)的分立方案而言，不論是在成本、布板面積、外圍器件數(shù)量、功耗都有相當大的優(yōu)勢。唯一的劣勢在于客戶一旦選用高集成度的多模芯，則在供應(yīng)鏈層面選擇面變窄了。NB-IoT+BLE將會是一個熱門組合，其中有龍頭廠商（海思）的市場教育能力，還有BLE給終端廠家實實在在帶來的一些好處：

1）替代紅外作為近場測試維護的無線通信手段，大大方便了終端設(shè)備的選擇（普通智能手機即可，而不需要支持紅外的專用機）；
2）在蜂窩信號不好的區(qū)域，終端設(shè)備可以采取Mesh組網(wǎng)，將信號不好的設(shè)備所需通信的數(shù)據(jù)通過BLE傳遞給信號較好的設(shè)備，從而實現(xiàn)了信號的補強；
3）鑒于NB-IoT的通信帶寬較窄，一直以來軟件升級是個難題，有了BLE以后，至少可以實現(xiàn)近場的軟件升級，大大提高了終端設(shè)備的可維護性。

Cristian Cotiga（Silicon Labs）：由于更多的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開始需要第二種協(xié)議（如藍牙）在系統(tǒng)中可用，因此對多模片上系統(tǒng)（SoC）的需求開始變得更加旺盛。第二種協(xié)議可以簡化這些設(shè)備的調(diào)試，并通過直接連接至移動設(shè)備增強了用戶體驗。除此之外，在多個協(xié)議之上運行的各種應(yīng)用層更令人感興趣，例如使用 Wi-Fi、藍牙或Thread的Matter，它需要單個SoC通過并發(fā)或時間切片的方式同時支持多種協(xié)議。

反方觀點：偽需求

黃旭東（Semtech）：在電子信息技術(shù)領(lǐng)域，絕大多數(shù)解決方案都要在考慮系統(tǒng)性能的同時，也要考慮成本、功耗和體積等制約因素，把單一功能優(yōu)化到極致和在同一顆芯片中做更多集成都是實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計最優(yōu)化的方式。但是在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，一般情況下一個物聯(lián)網(wǎng)終端或傳感器主要完成單一的功能，且無線通信的方式也是單一的，這樣可以大大降低成本；因此在現(xiàn)今我們涉及的物聯(lián)網(wǎng)市場中，暫時尚未發(fā)現(xiàn)這種“多模芯”趨勢。

中立觀點：真?zhèn)螀?/strong>