不僅抄水電表,還有路邊臨時停車泊位等日常場景,已經被物聯網重構。NB-IoT,即窄帶物聯網,是物聯網通信的一種重要技術。與我們熟悉的“寬帶”相反,“窄帶”傳輸速率慢,功耗低,更適合物聯網應用場景。
然而,隨著物聯網的不斷發展,激活了更多中低速業務應用的需求,例如穿戴設備、電梯監控、POS機和物流等。這些場景對實時性、傳輸速率和延遲提出了更高要求。LTE Cat.1重新回到人們視線。
物聯網新貴:Cat.1bis橫空出世
2020年工信部發文推動2G/3G物聯網業務遷移轉網,建立NB-IoT、LTE Cat.1、4G和5G協同發展的移動物聯網綜合生態體系。在全球范圍內,全球運營商逐漸清退2G、3G網絡已成趨勢,有一個新風口來臨。
LTE Cat.1并不是一個新鮮事物,最早源于2009年3GPP Release 8的初代LTE定義,至今已有十多年歷史。從技術層面上看,eMTC也能滿足中低速業務需要,但是eMTC需要額外的基礎設施建設。Cat.1的最大優勢在于可以無縫接入現有LTE網絡當中,也無需針對基站進行軟硬件升級,網絡覆蓋成本低。只要有LTE網絡覆蓋的地方,Cat.1終端就可以直接使用,具備良好的網絡兼容性。
Cat.4也能夠承載一些中速率的場景的需求,但是Cat.4的成本和功耗更高,其下行最高150Mbps、上行最高50Mbps的能力等同于“殺雞用牛刀”。
NB-IoT慢,eMTC需要額外的基礎設施建設,4G價格高,Cat.1來承接占物聯網場景很大比例的“中低速”市場成為當前最優方案,市場潛力巨大,日本調研公司Techno Systems Research預測,未來幾年Cat.1產業將保持高速增長趨勢,預計2023年出貨量將達到8000萬臺以上。
Cat.1bis是傳統Cat.1能力等級基礎上的二次衍生,最開始因“麻雀雖小五臟俱全”被市場關注。當時人們不滿足于可穿戴設備僅能作為手機附屬品存在,對其功能需求越來越高,市場呼喚一種足夠小巧而又能獨立完成蜂窩通信功能的芯片。Cat.1bis的單天線接收規格正能滿足這些需求,很快便成為了行業新貴。Cat.1bis應用并沒有止步于可穿戴設備,持續升級演進,快速在多領域、多場景落地。
總體來看,Cat.1bis既能滿足人聯和物聯數據吞吐量需求,還能支撐提供相比傳統LTE成本更低和尺寸更小的產品,具有極高的部署性價比,一個更巨大的市場正在聚合中。
市場風起云涌,2020年,移遠通信、廣和通、美格智能、日海、高新興、有方等模組廠商接連推出Cat.1模組新品。芯片廠商也加速布局,高通、翱捷科技、紫光展銳相繼推出相關產業。在此背景下,“智聯安推出Cat.1 bis專用芯片”的消息傳出,仿若一聲驚雷。
當前Cat.1市場格局與往日NB-loT相比有較大不同。此前大量初創企業涌進NB-loT賽道,然而由于Cat.1技術門檻較高,公開信息顯示,初創企業中僅有智聯安一家躋身該領域。作為國內第一家推出Cat.1 bis專用芯片的創業公司,智聯安是行業內機遇和實力共同締造的最佳樣本。
三步走:NB-IoT切入市場, Cat.1bis占領市場,5G定位占據市場制高點
談起物聯網業態,行業人士腦海中會出現一座金字塔,從底部到尖端,分別是窄帶業務、中低速業務和高速業務。
然而,對于三種技術未來的市場格局,智聯安創始人呂悅川提出了新的觀點:隨著Cat.1芯片技術日益成熟,借助于4G網絡的覆蓋優勢,Cat.1在未來將取得比NB-IoT更大的市場空間,從而形成“橄欖球”形狀的市場格局。
智聯安的產品布局,亦是如此,“NB-IoT切入市場, Cat.1bis迅速占領市場,5G定位芯片將占據市場制高點。”
智聯安是國內第一批實現NB-loT芯片落地的企業,今年1月推出了自主研發的第二代NB-IoT芯片MK8020.MK8020尺寸僅為4.5mm*4.5mm,與第一代相比尺寸更小。且采用55nm工藝,可在超低工作電壓2.1V下運行,該芯片還具備32KXTALess、高速LPUART等性能,可針對多個物聯網典型場景進行深入的差異化設計。
NB-loT系列產品為智聯安打出了名聲,然而,公司創始人呂悅川卻稱之為“幸福的煩惱”。因為智聯安除了NB-loT芯片之外,還有即將發布的LTE Cat.1bis和已經發布了的5G NR專用芯片。
事實上,Cat.1產品設計難度更大。一個行業公認的說法是:如果4G難度系數是100.NB-loT難度系數大概在30左右,而Cat.1難度系數則要在80.
在傳輸速率方面, Cat.1相比NB-IoT傳輸速率高了接近100倍,整個芯片里的計算量、處理量也水漲船高。在兼容性方面,國內NB-loT的基站廠商主要是華為和中興。Cat.1基站廠商卻有眾多參與者。國外的基站不同的運營商網絡的配置也不同,所以在兼容性上提出了比NB-loT更高的要求。在具體應用上,NB-loT多用于靜態應用,Cat.1要適應高速移動場景,需要應對基站切換。
在NB-IoT市場站穩腳跟后,智聯安將目光投向了前景更廣闊的LTE Cat.1領域。不少業內人士對此感到驚訝:一家初創企業竟然想攻下 Cat.1這座堡壘。
面對這些的聲音,智聯安有充足的底氣。“我們公司最大的一個特點是所有核心技術均為自研,包括射頻技術、物理層、協議棧等等。”呂悅川說,智聯安從難度相對較低的NB-loT開始做起來,穩打穩扎。“我們在做NB-IoT時,在架構上為后面做了很多的鋪墊, Cat.1bis就不是從零開始。”
智聯安第一代LTE Cat.1bis芯片MK8110即將發布。該款芯片采用28nm制程工藝,集成基帶、MCU、PMU等,支持全球頻段。產品2G替代市場,適合用于對傳輸速度和移動性要求較高且對功耗敏感的場景,如共享單車、共享充電寶、移動充電機等。
這款產品匯集了三個“第一”:第一顆采用DRAMLess低功耗架構的LTE Cat.1 bis專用芯片、第一顆采用TrueSAWLess技術的芯片以及第一顆集成系統級PMU的 LTE Cat.1 bis專用芯片。其中,值得關注的是,MK8110與以往采用DDR作為主要內存的第一代4G物聯網芯片,和采用外置SDRAM的第二代4G物聯網芯片不同,通過對 Cat.1bis協議棧的全新設計,使其能夠完美順暢運行在少量的片上SRAM中。物聯網芯片設計的關鍵是功耗和成本,這一技術方案使其在“純數傳”應用時的成本和功耗上處于優勢。
9月28日,在第30屆中國國際信息通信展期間,智聯安發布了5G NR專用芯片。智聯安還是5G定位產業工作組的副組長單位之一。該工作組主管單位為工信部,組長單位是華為,副組長單位其他成員有三大運營商和行業巨頭客戶。智聯安是唯一一家芯片副組長單位企業。
據介紹,這款5G LPHAP定位芯片MK8510可通過5G宏站、室分一張網,實現室內外一張網的高精度定位需求,其具備5G低功耗高精度定位能力,上行100MHz定位信號發射,定位精度可達0.5m CEP 90% @LOS@100MHz,為定位專門優化RF設計,支持全向發射。
至此,智聯安通過NB-IoT、LTE Cat.1bis、5G NR三條線完成通信芯片的基本布局,以多方位產品陣列實現低中高速率的全覆蓋。
在產品布局的過程中,智聯安團隊對于整體發展節奏的把握極為微妙,比如5G高精度低功耗定位芯片,向前踏一步,相關標準未定,舉步維艱。遲疑一步,被行業狠甩在后頭,狂奔難及。呂悅川解釋,公司一開始已經做好長期發展規劃,在這個過程中隨時觀察市場動態,靈活調整。這款新推出的5G定位芯片產品,在團隊眼中,是智聯安在5G NR產品線發展路上一個“小驛站”。
萬物互聯春風起
在“橄欖球”型的市場格局中,位于中間層的中速率連接將占據超過50%的市場份額,未來發展空間巨大。Cat.1兼顧性能、功耗、成本、全面網絡覆蓋等優勢,同樣也適合具有特殊需求的中低速場景。
然而,Cat.1的快速發展是否會擠占NB-IoT份額?對于同時涉足NB-IoT和 Cat.1bis業務的智聯安,會否“左右為難”?對此,呂悅川認為,Cat.1開啟規模商用并非替代NB-IoT,而是雙方共同把物聯網這塊蛋糕做得更大。
“NB-IoT的主戰場是表計類,通過兩年多市場孕育,從成本到性能已經非常成熟。雖然Cat.1在技術上可以一定程度來取代NB,但是目前暫時看不到成本優勢。至于2G替代,潛在的最大機會還是Cat.1.” 共享單車也曾嘗試過NB-IoT方案,但是效果欠佳,網絡覆蓋不如Cat.1.總體來說,Cat.1可以滿足更多新場景的需求。而NB-IoT在成本上依然占據優勢,對于表計相關的低速率業務,仍然是最好的選擇。此外,Cat.1更適合“走出去”。當前世界各地主要使用4G網絡,Cat.1與之兼容,在全球更能靈活施展拳腳。
穿戴式設備、共享支付,校園水控,充電樁,智能安防,智慧農業、智能家電……隨著社會的發展和進步,插上Cat.1翅膀,傳統行業便能實現數字化和智能化的升級。可以預見的是,Cat.1將步入商業化應用的快車道,未來前景,將超乎想象。