物联网

IoT产业演进及最具成长性芯片企业白皮书

发布时间:2021-01-18 20:47:09 所属栏目:物联网 阅读:

近年来,伴随大规模物联网需求的产生及移动通信技术的不断发展,通信领域的连接需求正在从人扩展到物,物与物之间的协同连接成为了主要特点。由于物联网可以应用到各个领域,因此,物联网对速率也存在各种需求。2011年,是NB-IoT产业的商用元年。在国家政策和运营商的支持下,芯片厂商将成为NB-IoT全产业链的最新引擎,引导NB-IoT进入规模化市场阶段和产业发展的快车道。

NB-IoT概念界定及发展演进

概念界定

NB-IoT是一种基于蜂窝网络的窄带物联网技术,聚焦了低功耗广域网(LPWAN),支持物联网设备在广域网的蜂窝数据连接,可直接部署于LTE网络,可降低部署成本和平滑升级,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术,具有低功耗、低成本、强连接、广覆盖、高安全性等特点。

产业演进

NB-IoT产业分为4个演进阶段,分别是:技术储备阶段、实践部署阶段、规模应用阶段和成熟发展阶段。

1.技术储备阶段(2013—2016年)。2013年初,华为与相关厂商、运营商展开NB-IoT发展,起名为LTE-M。在LTE-M的技术方案选择上,主要有两种思路:一种是基于现有GSM演进思路;另一种是华为提出的新空口思路,当时名称为NB-M2M。

2014年5月,由沃达丰、中国移动、Orange、Telecom Italy、华为、诺基亚等公司支持的SI在3GPP GERAN工作组立项,LTE-M的名字演变为Cellular IoT,简称CIoT。

2015年5月,华为和高通共同宣布了一种融合的解决方案,即上行采用FDMA多址方式,下行采用 OFDM 多址方式,融合之后的方案名字叫做NB-CIoT。2015年8月10日,爱立信联合几家公司提出了NB-LTE的概念。

2015年9月,NB-CIoT和NB-LTE两个技术方案进行融合形成了NB-IoT。

2016年6月,NB-IoT核心協议获得了3GPP无线接入网技术规范组会议通过,该技术协议从立项到协议冻结仅仅用时不到8个月,成为史上建立最快的3GPP标准之一。

2.实践部署阶段(2016—2011年)。在此阶段,一方面是以华为和中兴为龙头的企业,积极开展NB-IoT产业链上游芯片/模组的研发。华为推出了第一款正式商用的NB-IoT芯片,并提供从芯片、接入网络设备到物联网云平台端到端的解决方案。中兴研发的NB-IoT终端原型芯片和北京星河亮点的终端综测仪成功进行了互通演示,为后续终端的快速研发打下坚实基础。

另一方面是运营商大规模实施NB-IoT网络部署。根据全球移动运营商联盟统计,2017年全球已有20个运营商实现了NB-IoT网络上线,近30家运营商计划支持NB-IoT网络运营。我国三大电信运营商在 2016年已经启动了NB-IoT网络建设和业务推广,并计划逐步实现全国范围内覆盖。

3.规模应用阶段(2011—2020年)。依托无线连接、计算存储、芯片与传感器设计、网络安全等不断提升,物联网将迎来属于自己的产业爆发期。

随着芯片出货量不断增加,模组成本逐渐下降以及物联网技术的进一步发展,将进一步推动NB-IoT产业,这一阶段将从2011年持续到2020年。NB-IoT在多场景广泛应用下,将推动整个物联网产业持续升级和不断发展。预计到2020年,全球年复合增长率将达到26%左右,物联网产业市场规模将进一步扩大。伴随着各垂直应用领域的不断成熟,NB-IoT芯片/模组成本不断降低,将进一步降低其商用门槛。

4.成熟发展阶段(2020 年以后)。2020年以后,物联网底层产业步入成熟期,依托大数据、云计算等技术的物联网应用将进入成熟发展的阶段。届时,NB-IoT网络接入成本低廉,云计算和人工智能技术广泛融入物联网垂直应用场景。

NB-IoT产业链分析

NB-IoT产业链分为通信芯片、模组及设备、运营商和终端应用四个主要环节。

主要环节分析

通信芯片。通信芯片是NB-IoT产业链的基础与核心。从物联网芯片市场空间来看,预计到2022年,全球芯片市场将达到7.88亿美元。目前,主流芯片厂商都有较为明确的NB-IoT支持计划。

模组及设备。NB-IoT模组成本将快速下降,经济性需求开始出现。NB-IoT模组位于NB-IoT全产业链的上游,NB-IoT芯片的量产将大大降低NB-IoT模组的成本,达到1000万量级出货量后,模组成本将接近目前2G模组的价格。根据中国电信天翼终端公司预计:NB-IoT的模组在上市初期,量产价格预计在70~110元左右。NB-IoT模组出货量达到百亿级时,成本有望下降15~20元;当出货量达到500万级别,成本可下降到50元;当出货量进入千万级别,NB-IoT模组价格将进入30元以内的价格区间。

运营商。三大通信运营商积极布局NB-IoT商用市场。运营商是物联网的重要推动力量,其连接数爆发式增长中。从中国NB-IoT基站建设来看,预计2011年,三大运营商NB-IoT基站连接数达到110万个,基本建成了覆盖全国的NB-IoT基站及网络,其中,中国移动基站连接数率先突破40万个。预计在网络不断成熟的背景下,后续连接数将进一步快速增加。