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十二大应用引爆Cat.1,物联网“新贵”诞生!

芯链 2020-04-08 08:27 次阅读

电子发烧友网报道(文/黄晶晶)春节之后,除了新冠疫情备受业界关注之外,物联网领域一颗新星正在冉冉升起,各家芯片和模组厂商都在力推Cat.1。
 
去年底,电子发烧友网记者的一篇“继NB-IoT之后,Cat.1爆红背后的产业链机会”(链接 http://hr-csm.com/d/1142845.html)受到广泛关注。彼时,Cat.1模组厂商仅有四五家,此时,这一数量已经达到10多家,相信今年还将有更多模组厂商入局。

4G基站成熟且众多,为Cat.1的中速物联网市场做好铺垫

2019年全国4G基站总数为544万个,而这一年新建4G基站为172万个,占4G基站总数近32%,远远超过往年。2019年正值5G商用元年,4G基站的投入却并未减少,这为Cat.1的发展创造了良好的条件。


Cat.1的全称是LTE UE-Category 1(UE是指User Equipment),是对于LTE网络下用户终端设备的无线性能的一种分类。根据3GPP的定义,将UE-Category划分为1-15共15个等级,其中,Cat.1-5由2009年3月3GPP发布Release 8版本定义。
 
由于Cat.1隶属于4G系列,完全可以直接复用4G现有资源。
 
2G/3G退网也在加速Cat.1的上位。中国联通在2016年报中就已提出,要加快推进2G/3G网络减频减容,重耕 900MHz频谱,有序部署4G。2017年,中国电信就开始对覆盖2G/3G的800M Hz频段进行了重耕,将800M Hz频段转为4G、物联网等使用。中国电信在大力推动VoLTE商用,也是在加速2G、3G用户的退网。中国移动是先逐步关闭3G TD-SCDMA网络,然后逐步关闭2G网络。
 
全球范围内,大部分国家地区明确2G/3G退网时间为2025年。
 

 
政策方面,2019年10月22日,工业与信息化部新闻发言人、信息通信发展司司长闻库明确表示2G、3G的退网是移动通信更新换代的必然选择,但需要提前规划,让用户和运营企业自己有充分的时间和心理准备来推动退网的进程。闻库表示,工信部鼓励运营企业积极引导用户迁移转网,将有限的频率资源和网络资源用到5G、4G移动通信网络发展中,降低运营成本,为用户降费创造条件,提高国家通信网络运营效率。
 
2020年3月10日,工信部发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知(征求意见稿)》,明确了2/3G转网的相关要求。比如基本原则中就提到,“鼓励2G/3G用户尽快迁移转网”;建设目标中提到,“通过Cat.1配合满足中等速率物联网需求和语音需求”。



这也意味着,2G、3G在退网后其连接功能将由4G和5G网络承担。在蜂窝连接的市场分布中,高速连接占据10%的份额,中速率连接30%,低速率占比60%。Cat.1和eMTC能够承载主要面向语音、中低速率和市场。但由于eMTC需要基础设施建设,运营商恐无暇顾及。因此,Cat.1将承接蜂窝中速率占比达30%的庞大市场。

行业竞争格局

据电子发烧友网记者了解,目前Cat.1芯片供应商主要有高通、紫光展锐、翱捷科技ASR三家。
 
高通的芯片型号为MDM9207-1,这是高通在2016年发布的一款专门针对IOT物联网应用的芯片,支持LTE Cat.1,最大下载速度10Mbps。高通表示,该方案可灵活用于不同场合,比如智慧城市、商业应用、工业设计等等,既能保障安全性,也针对移动网络连接、计算处理能力进行了优化。
 
紫光展锐春藤8910DM,是全球首款LTE Cat.1bis物联网芯片平台,支持LTE Cat.1bis和GSM双模,上行速率达5Mbps,下行速率达10Mbps,并拥有高集成度,同时集成了蓝牙Wi-Fi,可实现更稳定的连接,支持VoLTE,同时通过系统优化设计,使得春藤8910DM可实现显著的低功耗优势。
 
对比LTE Cat.4模组,春藤8910DM尺寸缩小了30%,功耗降低20%,部署费用降低了30%。同时,展锐Cat.1终端产品已经实现量产,已经在全球45个国家和157家运营商实现了规模场测和认证。
 

 
翱捷科技(ASR)推出了两款芯片,支持FDD/TDD LTE,GSM网络,集成WIFI定位。其中ASR3601具备多制式、高性能、低功耗、集成语音/视频/拍照等多媒体功能,可用于功能机、儿童手表、POS机、对讲机、智能音箱等应用。ASR3601还支持VoLTE高清语音通话,为2G/3G转网用户提供更加优质的语音通话体验。而ASR1601芯片,采用ARM Cotex R5处理器,适用于各种形态的物联网模组、跟踪器和智能硬件。



高通芯片推出时间较早,近几年市面上的出货都是基于高通的Cat.1芯片。国内厂商仅紫光展锐和翱捷科技两家推出Cat.1芯片,但其实,早在2017年他们就已经为这一市场做准备。
 
紫光展锐工业物联网副总裁鲜苗表示,2017年紫光展锐就Cat.1的芯片已经提上了规划和设计的日程。2018年底,展锐与阿尔法客户开始基于春藤8910DM进行终端产品的规划与开发。2019年4月完成产品的认证与无线资源管理一致性,同年11月,发布春藤8910DM。2020年3月,基于春藤8910DM的广和通LTE Cat.1 模组L610率先完成中国电信测试入库。近期亦有十几款使用春藤8910DM且各具特色的模组和解决方案宣布上市。在芯片的设计上,展锐8910DM结合了市场及技术的需求,考虑到3GPP LTE协议的持续演进和向前兼容,支持R13标准,架构采用了计算能力、处理能力等综合能力最强的Cortex A系列,更具行业扩展性。同时将蓝牙和WiFi近距离通信能力与蜂窝通信进行有机结合,适用更多场景。
 
翱捷科技也是在2017年开始关注Cat.1产品,翱捷科技研发高级总监冯子龙向电子发烧友网记者表示,在2016-2017年间中国联通和中国电信提出的2G/3G退网的策略,令他们预计到中速率物联网的需求将越来越多,凭借翱捷科技团队在无线通信领域的技术实力,他们着手研发Cat.1芯片。如今,可以看到翱捷科技也成为国内唯数不多的率先进入Cat.1市场的IC设计公司。冯子龙还认为,由于Cat.1芯片具有一定的设计开发门槛,因此短时间内国内相关芯片厂商应该不会出现第三家。此外,翱捷科技将持续投入,不断推出全系列最具性价比的芯片方案,预计2020年Q3推出更低成本、更先进工艺以及更低功耗的下一代ASR3603和1603。
 
与Cat.1芯片厂商数量较少不同,模组厂商方面,中移物联、移远、日海智能、广和通、有方、域格等十多家模组厂商于去年底到今年初陆续推出Cat.1模组。紫光展锐已经与包括中移物联、广和通、有方、合宙等厂商展开合作,翱捷科技也与移远通信、日海智能、域格等多家厂商展开合作。
 
其中,广和通发言人表示,广和通L610 LTE Cat 1模组支持LTE和GSM双模通信,采用了LCC+LGA封装(支持扩展niPCIe),支持标准数传和Open CPU两种软件形式交付,支持VoLTE、Audio、Camera、Display,Key等功能,可选支持BT和WIFI Scan来满足近距离通信和室内定位需求,产品提供了/UART/SPI/I2C/SDIO等通用接口满足IoT行业的各种应用诉求,目前该模组已经量产商用。
 
移远通信副总经理孙延明表示,移远通信基于不同平台开发了多款Cat.1模组,形成了完善的产品阵营,其Cat.1模组已经在全球市场出货量超过500万片。近期,移远发布了基于ASR平台的EC200S和EC100Y Cat 1模组,这两款新品具有超高性价比,包括数传和QuecOpen两个版本,支持VoLTE、Audio、FOTA、SPI等丰富的功能,兼容多款移远2G、3G、4G、LPWA模组,支持FDD-LTE/TDD-LTE和WCDMA/GSM,支持LCC+LGA封装。移远基于ASR平台研发的LTE Cat.1模组将于本月批量商用。
 


12大应用加持,Cat.1能否如鱼得水?

 

 

LTE Cat.1主要覆盖中低速和语音需求的市场,这些市场主要是公网对讲、新零售、金融支付、两/四轮充电桩、电力、光伏/储能、共享充电宝等等12类市场。
 
分析这些应用市场,移远通信孙延明认为,公网对讲、新零售、金融支付将成为 Cat.1应用的主力市场,存在着巨大的存量和新增的需求。
 
从近日运营商的招标也可以看出运营商的推动方向,例如中国联通就进行了Cat.1公网数字对讲的对外招标,该项目总采购量50万片,美格智能等模组厂商中标。
 
广和通发言人认为,当前,Cat.1在功能机和穿戴类设备的应用已经很成熟,但在IoT领域才刚刚起步,行业客户对其信任度还不足,这就需要用优秀的产品在未来的实际应用中打消其顾虑。对部分行业的爆发可能会有一些推迟,但总体趋势向好。广和通L610将借助成熟的LTE网络以更好的覆盖、更快的速度、更低的延时,为中低速率物联网行业提供优质的无线连接服务,例如新零售、公网对讲、POS终端、工业DTU、资产追踪、共享类硬件等。
 
当然,多种应用市场只是 Cat.1大规模放量的一个因素,另一大关键因素则是价格。
 
据了解,目前Cat.1模组的价格已经到了50元以下。可是,若要与NB-IoT模组十几元的价格相比还有一定差距。
 
按照NB-IoT的发展路径,运营商的补贴在推广当中起到了推动作用。2017年中国电信就提出了对物联网模组投入亿元补贴,其中2亿元用于物联网重点模组产品直补,包括Cat.1单模产品补贴40元,NB-IoT产品补贴为20元。据了解,目前中国电信针对Cat.1模组依然有着补贴政策。
 
那么,在运营商的补贴政策以及重点市场的推广之下,Cat.1价格或将下降,并有望快速起量。
 
数据显示,预计5年内LTE Cat.1市场平均年增4000万。


 
问题在于,今年由于受到疫情的影响,又会有多少增长呢?
 
孙延明认为,国内疫情相对已经稳定,国内复工复产正在有序进行,这是大环境的利好;此次疫情突显了物联网的重要作用,无线通信连接被强化,加上前期被压制的需求可能会在疫情结束后出现“报复”性反弹。多种因素叠加,今年LTE Cat.1的出货规模有望达到千万级别。
 
至于,Cat.1与NB-IoT两者是否会形成替代?鲜苗认为,两者是互补而非替代的关系。NB-IoT的速度更低,成本更低,主要覆盖1Mbps以下市场的需求,而Cat.1覆盖具有移动性、语音功能,上传速率在5Mbps,下载在10Mbps的市场。
 
不过,冯子龙认为,随着Cat.1模组价格的下降,存在某些应用上挤压NB-IoT市场的可能性
 
总体来看,NB-IoT已经进入爆发期,Cat.1处于起步阶段,他们作为蜂窝物联网的连接技术,其施展空间都足够大。

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