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蜂窝芯片行业开始赛马

2022/10/08
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作者:九林

蜂窝芯片的领域早已开始变天。现在,全球前八的蜂窝芯片企业中,除去第一名的高通外其余都是中国企业,中国更是主导了蜂窝物联网芯片市场,占总出货量近60%。

在中国物联网的巨大市场推动下,紫光展锐2022年第一季度市场份额为26.1%,相比去年同期近乎翻倍,翱捷科技也从寂寂无名,直接进入前3名。

蜂窝芯片行业跑马场

万物互联的时代,蜂窝数据早已成为无线连接的关键。蜂窝市场的增速极快,2022年一季度全球蜂窝物联网模块芯片出货量同比增长35%,而中国就是最主要的物联网消费地区。

实际上,中国当前蜂窝通信的主要协议有低功耗广域网NB-IoT以及移动通信网络2G(GPRS/GSM)、3G、4G(Cat.1,Cat 4等)、5G等。在实际应用中NB-IoT在蜂窝物联网应用中使用是最多的,占比达60%,2G、3G蜂窝网络的占比为30%,4G、5G蜂窝网络的占比仅为10%。而每个不同的蜂窝网络下,都存在巨额的市场。

首先来看低速率的NB-IoT蜂窝网络芯片,其传输速度最高为100Kbps。由于其数据传输速率要求不是太高,常常用于智能水电表、共享单车、环境监测等。

以智能水表为例,以前水务公司需要专门派人抄水表数值,来确定某一个用户的用水量,但现在,在很多城市中已经安装了基于NB-IoT技术的远程智能水表,直接解决抄表难、缴费难、监管难、易错抄/漏抄、人工成本高等问题,而这之间的区别就是增加了传统水表的通信能力。

自从2018年NB-IoT智能表计在国内市场开始商用,到了2019年,NB-IoT智能水表/燃气表均突破1000万户。现在,智能电表的覆盖率达95%以上,智能水表则在50%以上,智能燃气表也在60%以上。

前段时间,中国移动旗下中移物联网有限公司启动了NB-IoT芯片XY1100采购项目,该项目共集采1500万片NB-IoT芯片,供应商为芯翼信息科技。千万级别的需求大单,无不展示了NB-IoT芯片的市场潜力。

其次来看中速率的2G、3G蜂窝网络芯片,其传输数据为100Kbps~1Mbps之间,主要应用于移动支付、智能穿戴、智能家居等低功耗、低带宽的设备中。

2G、3G蜂窝网络曾是主流的连接方式,但随着4G、5G的发展,全球运营商都已经在着手2G/3G退网事宜,国内的三大运营商也早已进行规划——中国移动退3G、中国电信退2G和3G,中国联通退2G。

2020年之前,NB-IoT连接数不足1亿,LTE Cat.1还未开始规模化发展,所以基于蜂窝网络的物联网终端主要通过2G、3G接入,尤其是2G承载了大部分蜂窝物联网连接。据统计,2021年2G/3G非手机终端出货量达1501万部。因此,尽管手机领域正在筹备退网,但物联网领域中2G/3G网络还承载着上亿的用户。

最后来看高速率的4G、5G蜂窝网络芯片,传输速率相对较高,一般都在1Mbps以上,其中,5G蜂窝网络的上行峰值为100Mbps,下行峰值为500Mbps。目前,高速率蜂窝网络主要应用于车联网自动驾驶、视频监控等领域中。在全球蜂窝物联网模块预测中,5G早已成为增长最快(60%)的技术。

理论上来说,每一个IoT设备,都需要包含至少一种通信技术,而相应的,也就需要至少1个通信模块,基于这个逻辑,最近几年,国内一批做蜂窝芯片和模组的厂商享受到了物联网产业发展的红利,迅速地发展扩大,并且陆续上市或者被上市公司并购。

中国供应商“包围”高通

在蜂窝芯片的宽阔的赛道下,众多国产蜂窝芯片顺势而起。根据市场研究机构Counterpoint公布的2022年Q1季度全球蜂窝IoT模组芯片厂商市场份额占比分布情况来看,高通以42%份额排名第1。

排名第2到第7的供应商全部来自中国,其中紫光展锐以25%份额排名第2,翱捷科技以7%份额位居第3,联发科、移芯通信、芯翼信息、华为海思位居其后。

7家中国供应商,“包围”了高通。

这7家中国供应商中,移芯通信与芯翼信息均成立于2017年,这也是它们首次进入Counterpoint统计的全球榜单中。仅仅用了5年时间,两家厂商就已经打入了全球前十,这足以看出国产蜂窝芯片厂商的飞速进步。

在逐步“包围”高通的过程中,国内厂商的竞争策略就是用更低的销售价格和更好的产品服务获取客户。以翱捷科技为例,翱捷科技就是采取了以价格换市场份额的策略。这个策略使得翱捷科技的综合毛利率在2019年一度触底,但“价格战”的结果是成功的。随着规模效应、产品迭代和提价等因素的带动,到2021年翱捷科技的毛利率已经增加了7%。

在众多厂商的“低价竞争”下,蜂窝芯片被杀出一条血路。

从NB-IoT芯片价格来看,2018年中国联通的NB-IoT 模组集采价格为25-32 元;2019 年中国移动 NB-IoT 模组集采,中标价格为 19-30 元;2020 年,天翼电信终端有限公司江苏分公司 NB-IoT 物联网模组集采中,中标价格已经下探至 15 元以内。

从Cat.1模组的价格来看,曾经高通于2016年便推出了Cat.1方案,但其价格与国产Cat.4模组价格相差无几。随着2019年下半年,国内厂商紫光展锐、翱捷科技分别推出Cat.1芯片,大幅拉低模组价格,使得2020年Cat.1模组价格已经迅速降至45-60元。到今年Cat.1芯片价格已经低至32.74元。

本土蜂窝芯片冲刺局

蜂窝芯片赛道上,已经出现了海思、紫光展锐、ASR、芯翼、移芯、智联安、汇顶科技、芯象半导体、诺领、吾爱易达、粒子微等众多国产芯片玩家。

NB-IoT
目前来看,中国移动、联通、电信三大运营商都围绕NB-IoT构建了网络。芯片厂商、硬件制造厂商等玩家蜂拥而至,NB-IoT芯片市场迎来爆发。

NB-IoT芯片市场有智联安、创新维度、简约纳、升哲、海思、紫光展锐、芯翼、移芯、翱捷、中科无线、中兴微、汇顶、慧智微等芯片玩家。

在NB-IoT芯片赛道上,不少企业获得了融资。2021年,芯翼信息科技获得B轮近5亿元投资;2022年1月, 移芯通信获得10亿元C轮融资。

资本的助力下,许多NB-IoT芯片厂交出“答卷”。

移芯通信的NB-IoT芯片包括EC616和EC616S。EC616单芯片集成射频收发机、PA、以及电源管理,大幅减少外围器件数量,适用于无线抄表、烟感、智能穿戴等领域。

智联安一直投身于NB-IoT的研发,是国内首批实现NB-IoT芯片量产的公司,发布了两款NB-IoT 芯片MK8010和MK8020,其中MK8010销量已过百万片。

芯翼信息推出的XY1100是全球首颗集成CMOS PA的NB-IoT芯片,具有集成度高、超低功耗、灵活性强、成本极低的优势,支持R13/R14。采用超小体积模块设计,模组体积整体下降30%。

Cat-M
经过数年的市场磨合之后,市场发现NB-IoT虽然在功耗与成本上有很大优势,但也有很多局限,尤其是在移动性与语音功能方面,限制了很多应用,因此,在2G退网的背景之下,作为4G低配版的LTE-Cat.1就承接了大量的2G连接应用。

与同样刚刚实现商业化的NB-IoT技术不同,LTE Cat.1在芯片设计复杂度、产品化难度、基站适配多样性等方面高出了几个等级。如果把中低速蜂窝物联网芯片设计难度分为1~10十个等级,NB-IoT芯片的设计难度在2~3级,那Cat.1芯片的设计难度高达7~8级,且业内较缺乏在LTE技术方面有足够积累和经验的设计人员,一般团队难以在短时间内成功研发出产品。

Cat.1在最近2年的发展迅速,2021 年全球Cat.1芯片出货量达到 1.17 亿片,同比增长三倍多。受益于国产厂商的低价策略,中国的Cat.1市场贡献 60%-70%的份额。

紫光展锐与ASR是目前国内Cat.1芯片市场的“双寡头”,不过其他几个国产企业,也都在全力研发Cat.1芯片产品。

2019年,紫光展锐推出了业界首款LTE Cat 1bis物联网芯片春藤8910DM。凭借春藤8910DM,紫光展锐成为Cat.1领域的领头羊。2021年紫光展锐在中国 LTE Cat.1 芯片市场市占率达 70% 以上。

紫光展锐还将在今年推出新一代的Cat.1芯片春藤8850,集成GNSS定位功能,聚焦追踪类市场,未来搭载这块芯片的Cat.1模组,可以配置到可穿戴、定位器、智能停车、金融支付、资产追踪的物联网终端。

其他“新军”也都已有一定的进展,移芯通信的Cat.1 bis芯片EC618已经流片成功,未来推出的EC619芯片,可能采用台积电22nm工艺,在降低功耗和及集成度上会有提升;芯翼信息科技方面,单模的Cat.1芯片XY4100也正在紧锣密鼓研发中,预计将于今年第三季度推向市场。

哪怕如蜂窝芯片如此宽阔的市场,也在存在倒闭的企业。前不久,一家以研发NB-IoT和Cat-M等蜂窝物联网通信芯片的企业,诺领科技宣布了倒闭。而该公司此前还获得了2个亿的B轮融资。

有人倒闭也有人融资,今年7月,智联安科技完成数亿元C轮融资,而这家企业主营业务正是聚焦蜂窝物联网通信芯片研发。

蜂窝芯片的跑马场上,众多玩家开始“赛马”。

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