2020年全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)約為17億個,到2026年這一數(shù)字將提升至59億個,2020-2026年復合增速高達23%。
研究數(shù)據(jù)顯示,在蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接分布中,60%的場景需要窄帶網(wǎng)絡提供“低速率”連接,10%左右的場景需要“高速率”連接服務,而剩下的30%的物聯(lián)網(wǎng)場景需要“中速率”連接服務。
2020年5月,工信部辦公廳正式發(fā)布了《關于深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》,該文件明確提出“準確把握全球移動物聯(lián)網(wǎng)技術標準和產(chǎn)業(yè)格局的演進趨勢,推動2G/3G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務遷移轉網(wǎng),建立NB-IoT(窄帶物聯(lián)網(wǎng))、4G(含LTE-Cat.1,即速率類別1的4G網(wǎng)絡)和5G協(xié)同發(fā)展的移動物聯(lián)網(wǎng)綜合生態(tài)體系,在深化4G網(wǎng)絡覆蓋、加快5G網(wǎng)絡建設的基礎上,以NB-IoT滿足大部分低速率場景需求,以LTE-Cat.1(以下簡稱Cat.1)滿足中等速率物聯(lián)需求和話音需求,以5G技術滿足更高速率、低時延聯(lián)網(wǎng)需求?!薄霸诒U洗媪课锫?lián)網(wǎng)終端網(wǎng)絡服務水平的同時,引導新增物聯(lián)網(wǎng)終端不再使用2G/3G網(wǎng)絡,推動存量2G/3G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務向NB-IoT/4G(Cat.1)/5G網(wǎng)絡遷移?!?/p>
自此,中國物聯(lián)網(wǎng)不同速率移動蜂窩通信技術路線確認,5G將承擔起大帶寬、對時延要求極為苛刻的高速率場景。4G LTE將承擔起物聯(lián)網(wǎng)中速率連接場景的重任。NB-IoT將滿足大規(guī)模的窄帶低速率場景需求。
業(yè)界討論多年的LTE-Cat.1獲得官方地位,LTE-Cat.1開始成為通信運營商、芯片廠商、模組廠商和終端廠商的關注對象。
政策的支持和4G網(wǎng)絡基礎設施的完善為Cat.1的發(fā)展提供了足夠宏大的舞臺,2020年下半年開始,Cat.1開始在社會經(jīng)濟中的共享經(jīng)濟、金融支付、工業(yè)控制、公網(wǎng)對講、POS機等場景加速落地,不斷推動中速物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
回溯到2015年左右,當智能可穿戴設備興起的時代,業(yè)界具備1Rx(單接收天線)接收規(guī)格的終端能力等級僅限Cat.0/Cat.M1/Cat.NB1,他們最高1Mbps的極限吞吐不足以滿足可穿戴場景的用戶體驗。業(yè)界亟需制定適用于可穿戴品類的單天線終端能力新等級。2016年6月至2017年3月 3GPP RAN#73~#75標準全會就該單天線終端能力新等級做了討論與定義,最終在2017年3月9日3GPP Release 13 LTE Cat.1bis核心部分正式凍結,其將初代LTE Cat.1作為技術錨點,會同后續(xù)配套的標準性能部分和測試部分,通過極低的標準修訂成本,定義出了符合中速人聯(lián)/物聯(lián)應用場景且具備完善后向兼容能力的終端能力等級-Cat.1bis。
作為LTE-Cat.1平臺的核心,目前市場上能夠提供成熟LTE Cat.1芯片的供應商有限,國外以高通為主,輔以Sequans、Altair,國內(nèi)主要是紫光展銳和翱捷科技,2019年下半年,紫光展銳和翱捷科技都推出了cat.1的相應產(chǎn)品,展銳的全球首款LTE Cat.1bis和GSM雙模芯片8910DM,翱捷科技的Cat.1與GSM雙模的芯片ASR3601/1601。
3GPP R8 Cat.1 VS. R13 Cat.1bis
基于以上的對照表可知,Cat.1bis終端能力新等級既能滿足中速人聯(lián)/物聯(lián)品類的數(shù)據(jù)吞吐量需求,又能提供相比傳統(tǒng)LTE Cat.1更優(yōu)的成本與更小的尺寸,還能在現(xiàn)有4G接入網(wǎng)幾乎零改造前提下實現(xiàn)快速部署。
2021年,中國Cat.1芯片在中速物聯(lián)市場實現(xiàn)千萬級連接,整體市場占有率,展銳占據(jù)70%以上, 翱捷占據(jù)25%。其中Cat.1bis芯片的市場應用更加廣泛,綜合對比,Cat.1bis 綜合了技術、產(chǎn)品、性能、價格等多重決定性因素,推動了整體中速物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)?;?020年10月21日,展銳與伙伴共同推動中國通信標準化協(xié)會TC5 WG9第109次會議通過《LTE Cat.1bis數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)終端設備測試方法》立項申請,持續(xù)引領標準演進,構建Cat.1bis產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在具體的落地市場上,Cat.1bis已在共享經(jīng)濟等多個領域大規(guī)模成熟商用,典型的應用場景如兩輪車換電柜和支付云喇叭等。
共享領域
共享領域是Cat.1的典型應用市場,如共享出行、共享充電、共享換電等,在這些場景,Cat.1bis的技術和市場優(yōu)勢更加突顯,因此在芯片平臺方面,展銳以70%的市占率獨占鰲頭。
兩輪車換電柜
兩輪車換電柜是指可以同時提供給多個兩輪電動車用電池組充電和換電的設備,通過在兩輪車換電柜內(nèi)置無線蜂窩通信模組,4G聯(lián)網(wǎng)的換電柜能夠實時監(jiān)控電池充電狀態(tài),一旦監(jiān)測到溫度異常等狀況,及時斷電,并派遣維保人員前往指定地點檢修,同時支持多種線上支付方式,并實時監(jiān)控各換電柜站點流轉率,實現(xiàn)精準投放,提高營收。在兩輪兩輪車換電柜行業(yè),一般采用LTE Cat.1中速移動物聯(lián)網(wǎng)芯片。
2018年,中國兩輪車換電柜市場開始進入商用,市場換電柜投放量有限,兩輪車換電柜通信芯片銷量約為0.3萬片,2019年隨著哈嘍換電、E換電等運營商開始大規(guī)模投放兩輪車換電柜,兩輪車換電柜通信芯片市場開始爆發(fā),當年銷量達到2.7萬片,2020年,隨著中國鐵塔、國網(wǎng)什馬等國資換電平臺運營商進入市場,兩輪車換電柜市場進一步發(fā)酵,兩輪車換電柜平臺運營商累計超過超過百家,市場進入完全競爭階段,當年兩輪車換電柜芯片銷量超過6萬片。
2021年,在多重因素的驅動下,兩輪車換電柜行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)逐漸成型,行業(yè)進入高速發(fā)展期,換電用戶習慣培養(yǎng)也逐漸形成。
2021年紫光展銳在兩輪車換電柜通信芯片行業(yè)的出貨量約占整體出貨量的6成,翱捷科技占比接近4成,高通和Altair的兩輪車換電柜通信芯片由于在成本方面不具備優(yōu)勢,在國內(nèi)的出貨量幾乎可以忽略。
云音箱
云音箱(云喇叭,又稱云收款音箱)一款采用物聯(lián)網(wǎng)架構,內(nèi)置云音箱語音播報軟件,實現(xiàn)商戶收款通知實時播報的專用設備。
云音箱產(chǎn)品不同于傳統(tǒng)藍牙播報音箱,傳統(tǒng)藍牙播報音箱通過藍牙與手機連接,因手機卡頓、超出藍牙連接距離、APP 退出等原因,不能及時播報。云音箱通過物聯(lián)網(wǎng)云推送平臺進行語音消息的實時推送與播報,實現(xiàn)云音箱獨立運行,無需連接手機APP。
根據(jù)統(tǒng)計,2021年國內(nèi)收款音箱出貨量約4000萬臺,其中傳統(tǒng)藍牙收款音箱占75%左右,其他為云音箱。
2019年之前,云音箱芯片以2G/3G平臺為主,2019年下半年開始,國產(chǎn)Cat.1芯片平臺開始成熟,并在云音箱行業(yè)落地,2020年Cat.1芯片平臺開始在云音箱行業(yè)爆發(fā)。
從國內(nèi)當前的政策環(huán)境和市場需求來看,未來LTE Cat.1芯片將成為云音箱的主流芯片。
通過對國內(nèi)云音箱終端芯片出貨量的統(tǒng)計,2021年,紫光展銳在云音箱終端芯片行業(yè)的出貨量約占整體出貨量的7成,聯(lián)發(fā)科占比約2成,高通、海思等其他供應商占約1成。
除了上述已初具規(guī)模的應用市場,Cat.1還有眾多極具潛力的新市場,例如可以應用在新能源光伏和車載T-BOX領域。
光伏
近年來,光伏物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)在光伏發(fā)電行業(yè)得到廣泛應用。其可對光伏發(fā)電站進行遠程監(jiān)測、控制運行等,有效提高光伏發(fā)電站的工作效率和安全性等。
光伏物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控通過GPRS/4G、以太網(wǎng)、Wi-Fi等方式將光伏電站的逆變器、匯流箱、輻照儀、氣象儀、電表等設備數(shù)據(jù)采集并上傳至網(wǎng)絡服務器,相關管理和運維人員可隨時隨地對光伏電站的運行數(shù)據(jù)進行查詢管理和維護,有利于及時發(fā)現(xiàn)并快速解決問題。
傳統(tǒng)光伏物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控采用有線以太網(wǎng)、Wi-Fi或者GPRS通訊。其中,有線以太網(wǎng)存在布線成本高不靈活、Wi-Fi傳輸距離短穩(wěn)定性差且存在網(wǎng)絡安全隱患、2G逐步退網(wǎng)設備找不到信號等問題。
Cat .1通信技術在光伏行業(yè)的應用,有效規(guī)避了運營商2G/3G退網(wǎng)的風險,保障電站數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定、高效的傳輸,是當前光伏行業(yè)更優(yōu)的解決方案。
T-BOX
T-BOX的全名為“Telematics BOX”,簡稱車載T-BOX,是車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)必不可少的一部分。車載T-BOX主要用于和后臺系統(tǒng)與手機APP通信,實現(xiàn)手機APP的車輛信息顯示與控制。一般來說TBOX系統(tǒng)有四個部分,有后臺系統(tǒng)、手機軟件、主機和tbox系統(tǒng)。數(shù)據(jù)顯示,2018年中國乘用車T-BOX前裝市場裝配量為610萬,預計到2023年乘用車T-BOX裝配量將達到1500萬套。在不久的將來,T-BOX勢必會成為智能汽車的標配。
相比于剛誕生時候的產(chǎn)品,新一代的T-BOX主要由移動通信單元、C-V2X通信單元、GNSS高精度定位模塊、微處理器、車內(nèi)總線控制器、存儲器等部分組成。
這些復雜的組成構件,除了滿足傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)應用要求外,T-BOX還逐漸向網(wǎng)聯(lián)化控制器方向發(fā)展,從而實現(xiàn)車-云平臺、車-車、車-道路設施等各個交通參與方的實時通信。
Cat .1的出現(xiàn)為T-BOX為T-BOX移動通信單元提供了從成本和性能方面的最優(yōu)解,目前展銳Cat.1bis芯片在Cat.1車載T-BOX領域獨家占據(jù)100%的市場份額。
作為中速物聯(lián)網(wǎng)的支撐,Cat.1的市場還在不斷拓展,可賦能的領域還有很多。但同時,在底層的產(chǎn)品技術層面上,也需要不斷演進,除了擁有連接能力,還需要有一定的智能計算能力,為更多的智能應用場景提供可能性:比如展銳將在2022年規(guī)模推入市場的新一代Cat.1bis芯片平臺V8850,具有成熟Open CPU架構,在物聯(lián)網(wǎng)連接功能的基礎上,增加智能計算的新價值,大大拓寬Cat.1bis技術的應用前景,實現(xiàn)從“萬物互聯(lián)”邁向“萬物智聯(lián)”。
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