物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)火起，LPWAN多方爭(zhēng)霸“芯”機(jī)遇

5G帶動(dòng)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(jìn)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(guó)，面對(duì)需求的激增，運(yùn)營(yíng)商在獲得新增頻譜以擴(kuò)充容量后，比計(jì)劃提前推出了5G服務(wù)。

截至2021年1月，全球57個(gè)國(guó)家已建成144個(gè)5G商用網(wǎng)絡(luò)，5G連接數(shù)量達(dá)到2.35億左右。其中，中國(guó)在5G市場(chǎng)的貢獻(xiàn)量非常顯著。根據(jù)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)（GSMA）今年2月發(fā)布的《2021中國(guó)移動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展報(bào)告》顯示，到2020年底，中國(guó)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(jì)到2025年，中國(guó)5G連接數(shù)有望達(dá)到8.22億。報(bào)告中還指出，在中國(guó)，每5家企業(yè)中就有2家打算在12個(gè)月內(nèi)部署一個(gè)新的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，其迫切性僅次于美國(guó)。

Semtech中國(guó)區(qū)銷售副總裁黃旭東直言：“5G技術(shù)的推廣對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)有很大的促進(jìn)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(xiàng)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(chǎng)規(guī)模達(dá)到2480億美元，到2025年預(yù)計(jì)市場(chǎng)規(guī)模將超過1.5萬(wàn)億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到44.59%。另根據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的數(shù)據(jù)及預(yù)測(cè)，2019年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量已達(dá)到107億臺(tái)，預(yù)計(jì)2025年物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將達(dá)到251億臺(tái)，保持12%以上的增長(zhǎng)。

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(huì)各界的關(guān)注。同樣用一組數(shù)據(jù)來闡述LPWAN這幾年的進(jìn)展情況。截至2021年4月，全球已經(jīng)有71個(gè)國(guó)家投資建設(shè)了129張移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)，其中NB-IoT網(wǎng)絡(luò)達(dá)到93張。另根據(jù)IoT Analytics的預(yù)測(cè)，2017- 2023年間，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)連接數(shù)年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)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(chǎng)規(guī)模2017-2023，圖源：IoT Analytics

聚焦LPWAN，誰(shuí)在主導(dǎo)多方爭(zhēng)霸新戰(zhàn)局？

從市場(chǎng)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(bào)道，卻對(duì)其他技術(shù)鮮少提及。

事實(shí)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(chǎng)價(jià)值體量是怎樣的排列關(guān)系？是誰(shuí)在主導(dǎo)LPWAN的市場(chǎng)發(fā)展？這些技術(shù)又分別在哪些細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)呢？

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圖源：ABI Research

芯翼信息市場(chǎng)高級(jí)總監(jiān)祁衛(wèi)給出了他的排序：NB-IoT、LoRa/ZETA、eMTC、RPMA/Weightless-P/Sigfox，他認(rèn)為ZETA比較靠前是因?yàn)樵诋?dāng)前的大環(huán)境下，背靠國(guó)內(nèi)巨大的市場(chǎng)，ZETA發(fā)展起來的機(jī)會(huì)比較大，RPMA/Weightless-P/Sigfox并列則是因?yàn)檫@幾個(gè)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(gè)技術(shù)比較類似，都比較追求低功耗、低成本，所以相對(duì)來說，比較適合得應(yīng)用領(lǐng)域比較類似：如智能表計(jì)、智能煙感、共享經(jīng)濟(jì)（靜態(tài)類）等；eMTC可以支持語(yǔ)音，所以應(yīng)用領(lǐng)域范圍再寬一些：公網(wǎng)對(duì)講，智能穿戴等?！?/p>

Silicon Labs物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線技術(shù)經(jīng)理Cristian Cotiga則持不同的觀點(diǎn)，他認(rèn)為隨著時(shí)間的推移，在智能表計(jì)和智慧城市市場(chǎng)中，Wi-SUN技術(shù)將擁有最高的市場(chǎng)價(jià)值。

至于應(yīng)用側(cè)，Cristian Cotiga表示：“上述每項(xiàng)技術(shù)都是為了應(yīng)對(duì)某些特定的細(xì)分市場(chǎng)和應(yīng)用場(chǎng)景而開發(fā)的。每項(xiàng)技術(shù)在其目標(biāo)市場(chǎng)上都具備一定的優(yōu)勢(shì)。NB-IoT非常適合需要移動(dòng)性和全國(guó)/國(guó)際覆蓋范圍的應(yīng)用，例如跟蹤集裝箱運(yùn)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(yuǎn)、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(chǎng)景，例如森林土壤傳感器每天只報(bào)告一次土壤濕度；SigFox的目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)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(fù)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(jì)和智慧城市應(yīng)用，該技術(shù)足夠靈活，可以應(yīng)對(duì)一些LoRa和SigFox的應(yīng)用場(chǎng)景，但反之則不然?！?/p>

而移遠(yuǎn)通信和Nordic Semiconductor則站隊(duì)NB-IoT和LTE-M，移遠(yuǎn)通信副總經(jīng)理孫延明從模組商的角度表示：“目前無(wú)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(xiàng)授權(quán)頻譜技術(shù)都更具備優(yōu)勢(shì)，行業(yè)參與者眾多，包括運(yùn)營(yíng)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(wàn)乃至千萬(wàn)級(jí)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(xì)分市場(chǎng)的角度來剖析LPWAN展現(xiàn)出的各家爭(zhēng)鳴的態(tài)勢(shì)，事實(shí)上，在地域分布方面，同樣呈現(xiàn)出了分化的趨勢(shì)。

前Sigfox全球戰(zhàn)略伙伴高級(jí)總監(jiān)嚴(yán)更真表示：“這幾種物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，雖然在很多場(chǎng)合被業(yè)界劃分為同一類技術(shù)進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的對(duì)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(gè)客戶、某個(gè)區(qū)域、某個(gè)國(guó)家、某個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，則可體現(xiàn)出很大的差異化和價(jià)值。對(duì)他們進(jìn)行籠統(tǒng)地來比較沒有特別大的意義。比如在美洲市場(chǎng)，基本沒有NB-IOT網(wǎng)絡(luò)；在拉美大部分國(guó)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(shí)現(xiàn)漫游；Sigfox可以在許多國(guó)家可以無(wú)縫互通。同時(shí)，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(bǔ)。因此，Sigfox在日本的燃?xì)獗硎袌?chǎng)、海外國(guó)家的車輛防丟失追蹤市場(chǎng)、大范圍資產(chǎn)追蹤、物流供應(yīng)鏈?zhǔn)袌?chǎng)等，占有很大的優(yōu)勢(shì)?！?/p>

“此外，海外市場(chǎng)的大型物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目落地進(jìn)程受到疫情的影響較大，同時(shí)在中美經(jīng)濟(jì)摩擦、政治與國(guó)際關(guān)系等因素的影響下，部分具有跨國(guó)業(yè)務(wù)的大型物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的業(yè)績(jī)?cè)谥袊?guó)及國(guó)外市場(chǎng)的比重呈現(xiàn)出變化和調(diào)整的趨勢(shì)?！?嚴(yán)更真補(bǔ)充道。

對(duì)于LoRa更適合局域網(wǎng)這一點(diǎn)，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(kuò)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(guó)又受到工信部政策《微功率短距離無(wú)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(shí)間的角度出發(fā)，都是不具備廣域網(wǎng)條件，更適合較遠(yuǎn)距離的局域網(wǎng)場(chǎng)景。”

綜上表述，除了李寶騏認(rèn)為L(zhǎng)oRa更具局域網(wǎng)基因，以及祁衛(wèi)認(rèn)為ZETA的發(fā)展將相對(duì)靠前外，其他觀點(diǎn)都相對(duì)一致，那就是NB-IoT、LoRa、eMTC、Sigfox、Wi-SUN會(huì)是LPWAN的主流。

而市場(chǎng)面的反饋也在一定程度上證實(shí)了一點(diǎn)——NB-IoT和LoRa正在主導(dǎo)目前的LPWAN市場(chǎng)。根據(jù)IoT Analytics的統(tǒng)計(jì)，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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)。

“多模芯”和“單芯片解決方案”成趨勢(shì)的背后

除了市場(chǎng)層面的變化，我們發(fā)現(xiàn)LPWAN技術(shù)層面也在不斷演進(jìn)，并呈現(xiàn)出“多模芯”和“單芯片解決方案”的趨勢(shì)。對(duì)于這兩種技術(shù)趨勢(shì)，業(yè)內(nèi)存在三種聲音——支持、反對(duì)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(diǎn)：真需求

祁衛(wèi)（芯翼信息）：“多模芯”相對(duì)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(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。唯一的劣勢(shì)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(huì)是一個(gè)熱門組合，其中有龍頭廠商（海思）的市場(chǎng)教育能力，還有BLE給終端廠家實(shí)實(shí)在在帶來的一些好處：

1）替代紅外作為近場(chǎng)測(cè)試維護(hù)的無(wú)線通信手段，大大方便了終端設(shè)備的選擇（普通智能手機(jī)即可，而不需要支持紅外的專用機(jī)）；
2）在蜂窩信號(hào)不好的區(qū)域，終端設(shè)備可以采取Mesh組網(wǎng)，將信號(hào)不好的設(shè)備所需通信的數(shù)據(jù)通過BLE傳遞給信號(hào)較好的設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的補(bǔ)強(qiáng)；
3）鑒于NB-IoT的通信帶寬較窄，一直以來軟件升級(jí)是個(gè)難題，有了BLE以后，至少可以實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)的軟件升級(jí)，大大提高了終端設(shè)備的可維護(hù)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(lán)牙）在系統(tǒng)中可用，因此對(duì)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(jiǎn)化這些設(shè)備的調(diào)試，并通過直接連接至移動(dòng)設(shè)備增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)。除此之外，在多個(gè)協(xié)議之上運(yùn)行的各種應(yīng)用層更令人感興趣，例如使用 Wi-Fi、藍(lán)牙或Thread的Matter，它需要單個(gè)SoC通過并發(fā)或時(shí)間切片的方式同時(shí)支持多種協(xié)議。

反方觀點(diǎn)：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(shí)，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(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(gè)物聯(lián)網(wǎng)終端或傳感器主要完成單一的功能，且無(wú)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(chǎng)中，暫時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)這種“多模芯”趨勢(shì)。

中立觀點(diǎn)：真?zhèn)螀?/strong>