“5G应用中80%是物联网”已成为业界共识,不过,目前5G开始商用落地的更多还是基于大流量的移动互联网应用,物联网的应用还有待整个产业链的成熟。在这个过程中,物联网通信模组可以作为一个重要的先行风向标,带动5G物联网应用的落地。

物联网模组在产业链中的价值

众所周知,物联网通信模组是将基带芯片、射频芯片、存储芯片、电容电阻等各类元器件集成到一块电路板上,提供标准接口,各类物联网终端通过嵌入物联网通信模块快速实现通信功能。模组起到连接的作用,承载端到端通信、数据交互功能,因而成为物联网终端的核心部件之一。下游终端厂商和应用厂商往往并非通信技术专家,完成一款智能终端或物联网方案时,需要一个可快速实现的通信方案,通用的物联网模组帮这些厂商完成与通信相关的工作,降低了下游厂商开发和落地的门槛。

一般来说,上游芯片厂商更多是一种规模经济的形式,不会深入涉及太多直接定制化终端和应用客户中,下游终端应用厂商出于技术能力和研发成本也很难直接采用通信芯片实现连接功能,因此模组成为芯片和下游产生的关键节点,需要承担通用化和一定的定制化工作。模组厂商需要根据各类芯片、器件的特点来设计不同功能的产品,而设计产品过程需要至少兼顾两方面内容:

■第一是对通信技术本身特点的考虑,由于目前蜂窝网络多个代际共存的现状,模组厂商需要支持多种通讯协议、网络制式,还要考虑到各类通信模式的功耗、特殊工艺要求,包括高温高湿、震动、电磁干扰等;

■第二是模组厂商往往面对大量行业客户,需要提炼行业客户通用性的需求,并尽量满足不同客户、不同应用场景的特定需求,还要让下游用户尽量简单实现通信。

有时下游用户可能还会提出连接之外的其他功能需求,比如融合通用传感器、边缘节点数据处理等,模组厂商可能需要开发集成化功能的产品。当然,所有产品皆是在成本可控的情况下开发的。

三大运营商的数据显示,目前国内蜂窝物联网连接数已超过8亿,背后是数十家模组厂商2G/3G/4G/NB-IoT模组产品的支持。未来5G对物联网赋能中,模组厂商除了承担5G标准化通信功能,更要对接各行各业用户,第一时间获取用户需求,据此来推出适用性模组产品支持下游连接至5G网络。由于从模组产品选型到应用落地有一定周期,模组厂商可以快速获取下游用户的需求,因此可以说模组在5G物联网落地中是一个先行的风向标。

等待5G物联网“就绪”的现状

那么,作为先行风向标,5G物联网模组目前是一个什么样的现状?

根据公开资料,5G物联网模组还未形成众多供应商格局,目前国内已经发布5G物联网模组的厂商包括移远通信、广和通、美格智能、芯讯通、高新兴物联、中兴通讯、中移物联等少数几家厂商。而且,目前市面上5G模组一片难求,一些下游用户得到的5G模组报价从2000-5000元/片不等,但依然没法拿到现货,更多还是样机,租借给用户进行测试。

近日,第二届“绽放杯”5G应用征集大赛决赛在杭州召开,作为5G行业应用的一个催化剂,本次大赛收到超过3700个参赛项目,涵盖工业、医疗、交通、媒体等多个行业,其中大量项目是5G应用于物联网的试点。不过,由于实际情况的限制,一些项目主要是采用5G CPE设置热点通信,一些是通过外挂专门的模块进行通信,还无法形成通过物联网模组打造的端到端应用。若通用性5G模组成熟,则会带来更多可落地的5G应用场景。

模组的现状也折射出整个产业生态的现状。

用于工业、医疗、交通等行业的物联网方案,在通信需求上对于时延、可靠性有较高要求,因此需要通信网络具备边缘计算、网络切片等功能,而这些功能的实现需要基于完整的R16标准进行SA组网。

 

而当前的现状是虽然三大运营商已经明确表示以SA组网为主,但3GPP R16版本的标准需要等待2020年才能完成冻结,冻结后到网络部署还有一定的时间周期,在此之前,各类应用更多还是基于eMBB的场景,用户无法获得基于网络切片、边缘计算技术支撑的应用体验。

同时,上游芯片生态也并没有呈现多样化的格局。上述移远通信、广和通、美格智能、芯讯通、高新兴物联、中兴通讯、中移物联推出的5G物联网模组均是基于高通SDX55平台。高通X55基带单芯片支持2G/3G/4G/5G,并完整支持毫米波和6GHz以下频段、TDD时分双工和FDD频分双工模式,以及SA独立组网和NSA非独立组网模式。近日高通5G峰会上,高通公布全球30家OEM厂商已采用X55平台。

虽然目前5G基带芯片厂商有高通、海思、三星、MTK、展锐等多家,但更多还是用于智能手机、CPE等产品,市场上似乎还没有推出基于高通以外的平台的模组。近日,海思宣布向物联网行业推出首款LTE Cat4平台的芯片,继NB-IoT芯片之后,开启了4G物联网芯片对外部的供应,来满足各行业用户对于物联网场景的需求,业界解读未来5G NR物联网芯片也有可能向市场公开供货,增强华为的开放性和生态能力。未来5G要形成80%应用于物联网的目标,多样化的5G物联网芯片供应格局是必不可少的,其他5G芯片厂商也会提供物联网产品,给模组厂商更多选择性。

作为“中间件”,模组的成熟确实依赖于标准、网络、芯片等产业链核心环节的就绪,当其他环节条件成熟,模组在很大程度上会快速就绪。举例来说,移远通信5G模组研发一直与芯片保持同步,而且截至目前全球已有超过100家来自不同行业的OEM厂商选择移远5G通信模组开发其5G终端产品。

NB-IoT的启示

在3GPP和业界的努力下,NB-IoT已成为5G mMTC的候选技术。过去几年中,NB-IoT可以说是5G的先行者,为蜂窝网络在各垂直行业的应用探索新的模式,其中NB-IoT模组在近年来NB-IoT产业生态发展中起到了重要作用。

NB-IoT模组在国内已形成数十家厂商供应的格局,产品趋于成熟,NB-IoT模组价格已降至20元以下,达到成本的预期。更为重要的是,在数年NB-IoT的推广中,产业链厂商积累了蜂窝网络服务垂直行业的经验,在多个行业中形成数百万甚至千万级的连接数落地,为该行业物联网落地初步探索出成熟模式。在3GPP标准演进计划中,NB-IoT的演进最终会达到ITU针对mMTC所提出的所有KPI,成为5G家族一部分。未来,NB-IoT为代表的5G mMTC为各行业低功耗大连接提供支持,而基于NB-IoT先行者探索出来的垂直行业数字化变革方案和商业模式,为5G uRLLC、eMBB等其他功能在垂直行业的落地打下基础。

目前数千元一片5G模组的价格确实太高,但毕竟还未开启规模化商用。未来5G模组的格局也会是多供应商、多平台选择,价格会持续走向合理化,但对模组的关注不应该像NB-IoT一样只聚焦在价格的降低上,而更应该关注5G模组为更多行业用户所做的创新。

知名市场研究机构Ovum最新报告认为,5G是一场马拉松,而不是短跑比赛。5G应用中80%是物联网的格局需要深入到国民经济各行各业,作为5G物联网重要风向标,5G模组要做好连接芯片和更多下游碎片化应用的中间环节,更是面对一场旷日持久的马拉松比赛。

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