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在国内外风云变幻和迅速发展下,LoRa 对国内物联网有何影响?

2019/07/10
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从目前的市场结构看,国内已有上千家企业参与到 LoRa 产业生态中,呈现出大中小型企业、传统企业与互联网企业共同参与的格局。在当前国际经济形势风云变幻和国内物联网迅速发展的背景下,未来 LoRa 对国内物联网生态又将产生怎样的影响呢?
 
大约从 2014 年起,国内首批企业开始研发 LoRa 相关产品,至今经过 5 年的时间,LoRa 已经从一个小范围使用的小无线技术成长为物联网领域无人不晓的事实标准。从目前的市场结构看,国内已有上千家企业参与到 LoRa 产业生态中,呈现出大中小型企业、传统企业与互联网企业共同参与的格局。
 
虽然网络上和低功耗广域网络(LPWAN)相关的资料非常丰富,但各类媒体和平台对于部分基础概念仍然有一些混淆。由于业界对相关业务讨论时习惯性使用 LoRa 这一名称,使得在很多场合中提到 LoRa 这一词汇时的内涵远远超出其涵盖的范畴。在当前国际经济形势风云变幻和国内物联网迅速发展的背景下,未来 LoRa 对国内物联网生态的影响以及在国内发展前景如何?
 
基于近期进一步的调研,笔者认为可以从技术和供应链体系、产业生态结构、产品多样化和互补性等多个角度来考察 LoRa 在国内的发展前景。
 
美国之外的技术和供应链体系
LoRa 作为一种线性调频扩频的调制技术,最早由法国几位年轻人创立的一家创业公司 Cycleo 推出,2012 年 Semtech 收购了这家公司,并在不久后将这一调制技术封装芯片中,开启了 LoRa 芯片产品化之路。
 
 
不过,仅仅一个基于 LoRa 调制技术的收发芯片远不足以撬动广阔的物联网市场,在此后的发展历程中,由于多家厂商发起的 LoRa 联盟,以及推出不断迭代的 LoRaWAN 规范,催生出一个全球数百家厂商支持的广域组网标准体系,从而形成广泛的产业生态。而推动这一生态的相关技术标准、产品设计、应用案例等都是多个厂商共同参与的过程,这些是形成目前庞大产业生态更为关键的元素,而它们并不属于 Semtech 单个公司所有,比如 LoRaWAN 规范是一个全球多个厂商共同参与的开放标准,任何组织或个人都可以根据这一规范进行产品开发和网络部署。
 
在不少宣传文案中,由于对产业体系的不了解,很多文章往往将 LoRa 上升到了代表整个产业生态的高度,这样显然是以偏概全的认知。即使是对 LoRa 这一技术有所认知,不少从业者也存在着误区,这可能与 LoRa 的研发和供应链体系很少为外人所知有关。
 
由于最初由法国公司 Cycleo 推出,LoRa 技术起源于法国。据笔者了解,虽然 2012 年 Semtech 收购 Cycleo,基于该技术的研发以及芯片产品的设计是在瑞士进行的,由 Semtech 注册在瑞士的 Semtech (International) AG 公司来运作,可以说 LoRa 的 IP 和研发归属地依然是在法国和瑞士。
 
在芯片设计完成后,后续的供应链各环节也是在全球多个国家和地区完成的。例如,LoRa 芯片晶圆生产是在中国台湾台积电进行的,此后的封装测试环节是在马来西亚等东南亚国家完成。
 
因此,从 IP 到研发到整个供应链来看,虽然 Semtech 是美国公司,但 LoRa 的所有环节都是在欧洲和亚洲完成的。
 
在过去这段时间中,由于中美之间博弈的需求,国内多家科技公司被列入美国“实体清单”,遭受源于美国相关技术的“断供”,诸如 ARM 这样的非英国公司也在此之列,这源于相关法律规定如果根源在美国的技术,包括 IP 和相关核心技术,如果美国成分超过 25%就会被计入属地比重而受到管辖。
 
而反观 LoRa,作为一个单一的技术,其 IP、研发、生产各个环节都不在美国属地,因此不会受到相应的限制。
 
多层次的产业结构
据笔者了解,2018 年国内 LoRa 芯片出货量达到数千万片。在所有采购 LoRa 芯片的厂商中,最大的是少量几家模组和表计厂商,采购量大约为 200 万片左右不等,大部分基站厂商对基站芯片的采购量一般都不会超过 1 万片。除此之外,国内有大量分散的模组、终端厂商也会直接采购 LoRa 芯片,虽然都是小批量,但加总起来规模可观。
 
仅仅从 LoRa 芯片的需求角度来看,国内的 LoRa 芯片需求呈现分散化的状态。一方面,由于参与 LoRa 产业生态的行业较多,很难形成垄断性的需求方;另一方面,相应模组、终端的进入门槛不高,很多中小型团队和终端厂商也可以快速推出 LoRa 硬件产品。这是一个充分竞争性的市场,若少数厂商因为某些原因不能获得 LoRa 芯片供货,其他厂商也会快速补齐其缺口。
 
 
正如笔者上一节中所述,仅仅靠 LoRa 调制技术和 Semtech 的芯片远远不能驱动广泛的产业生态,国内的 LoRa 产业生态更多是在产业链各方共同努力下形成的,其中一些大型企业发挥了很大作用。举例来说,2018 年深圳云栖大会期间,阿里云 IoT 推出了面向 LoRaWAN 网络管理的平台 LinkWAN,加速用户低成本地进行 LoRaWAN 网络部署和管理,从 2019 年起,阿里云 IoT 宣布进入 LoRa 2.0,推出各类“开箱即用”的物联网方案;2019 年 5 月 22 日,在昆明召开的腾讯数字生态大会期间,腾讯正式发布了物联网开发者社区平台——Tencent Things Network,这一平台能够面向开发者提供 LoRaWAN 网络服务+腾讯特色的各类资源。
 
作为 LoRa 联盟董事会成员的中国企业,阿里和腾讯两大互联网巨头将 LoRa 作为其物联网布局的重要入口,然而其主推的 LinkWAN 平台和 TTN 平台对于产业链上下游的带动作用非常明显。
 
显然,两大互联网巨头推出的平台是对核心网和应用加速而设计,这些与 LoRa 调制技术本身的关系并不大。Semtech 也在相继推出定位、开发者加速平台等服务,不仅仅是一个芯片提供商的角色,类似的国内外已有多家为开发者、应用厂商提供各类服务支持的平台。LoRa 相关产品灵活性较强已成业界共识,不仅仅在于能够在各种环境下自主部署网络,还在于各类开发者能够选择多个平台,快速得到开发支持。
 
对于大部分模组、终端、系统和应用厂商来说,它们对于各种技术是中立的,选择何种技术路线大部分是一种纯市场化行为。LoRa 芯片是支持整个产业的重要底层元器件,但整个产业结构的形成还要靠多种力量共同努力,这种力量在国内已经形成,而且这种力量并非 LoRa 芯片厂商能够左右。
 
多样化的供给格局和产业互补性
面对万物互联的大市场,数万的出货量形成的连接数仅仅是其中很少一部分,未来百亿级连接数中通过各类通信方式接入也是多种多样,在这个大市场面前,不同的技术标准没有必要盯着对方那么一点空间,而应去开拓新的市场。
 
对于采用一项技术带来的整体产业安全性的问题,笔者认为可以从该类技术的供给格局和替代性去判断。一方面,当形成多样化的供应商体系时,市场竞争的因素使得各类厂商尽力开展各种创新,给用户更多的可选项;另一方面,用户采用的某项技术因为某种原因无法正常供应,是否有成熟替代性技术就非常重要了,这种替代性方案并非不成熟的“备胎”,实际上也是给用户更多选项。当各类产业面对着多种选择性时,其产业安全的风险就会大大降低。
 
 
从 LoRa 产业生态来看,其供应商格局是一个大量企业竞争性的格局。且不说国内已有众多基于 LoRa 的解决方案商、模组商、终端商,就 LoRa 芯片的供应商来看,目前已经从单一供应商转变为多供应商的格局。
 
具体来说,Semtech 本身作为芯片厂商,在国内会通过代理渠道销售推广封装后的 LoRa 芯片,但此种方式直接销售的是仅带有 LoRa 收发功能的产品,作为一个通用性产品,客户需要自行去做一些定制化工作。除此之外,LoRa 芯片供应还有两种方式,增加了芯片供应商数量,包括:
 
第一,Semtech 也直接销售 LoRa 晶圆(不带封装)给某些重要的合作伙伴,例如中国台湾群登科技、ASR、深圳国民技术等公司,这些公司通过 SiP 技术把 MCU 和其他比如安全芯片和 LoRa 封装在一起,再自行销售 SiP 芯片;
 
第二,Semtech 通过授权的方式,将 LoRa IP 授权给国内厂商 ASR 和海外的意法半导体(ST)两个厂商,这些厂商可以自行利用 LoRa IP 设计生产自己的芯片,可以通过各种方式推出差异化芯片。
 
这两种方式实际上给予了这些厂商更多创新的空间,它们可以根据用户的需求,去定制不同 SiP 芯片,满足市场多样化需求。在这些操作方式下,用户可以有多种选择性,不会有受制于单一供应商的风险。
 
在与其他技术关系方面,作为物联网领域另一主流的通信标准,LoRa 目前已经呈现出自己的特色。正如阿里提出进入 LoRa 2.0 时代,LoRa 客户向着长尾市场发展,其场景也由室外进入室内。
 
近年来,小型、室内 LoRaWAN 网关的普及,在国内 LoRa 生态发展中发挥关键作用。首先,作为应对无线电管理政策可能性风险的措施,发展小范围应用,在室内部署的网关更多覆盖局域范围,可以从某种程度上规避强监管;其次,大量工厂、园区已经有很多应用场景出现,由于仅需在小范围内的部署,很多情况下室内网关比较合适;再次,在 NB-IoT 网络部署盲区或信号不足的地方,进行专门的网络优化成本高、难度大,LoRa 室内网关具有快速补盲的作用,与 NB-IoT 共同配合完成一些项目,是目前很多落地项目的常用方式,在很大程度上也是给用户一个选择性。
 
增加选择性是打破垄断、提升产业安全的核心方式,不论从供应商体系,还是可替代的角度,LoRa 都给予用户多种选择性,而基于此带来的应用价值或许更值得关注。
 
我们不妨从笔者接触过的一个案例来看看物联网的价值所在:一家做水利信息化的公司,在长江上游金沙江一带部署了山体滑坡和河流水位的传感器,由于项目所在区域是人迹罕至的地方,没有供电和通信网络的条件,故采用 LoRa 来采集传感器数据,并在 LoRa 基础上增加了多跳自组网的功能,使得传感器数据能穿透山体和茂密树林传输到数十公里外的回传设备上,此后公司考虑用 LoRa+卫星的方式实现传感器数据上传。在一次山体滑坡形成堰塞湖的情况下,该项目成功的采集到堰塞湖水位情况,为抢先决策提供重要参考,保障下游多个村庄的安全。回头来看这个应用,传感器、LoRa 模块、基站、管理平台等软硬件是有价的,使用 LoRa 模块和基站不多,但挽救下游村庄数百人性命是无价的,这才是物联网的价值所在。因此我们对于 LoRa 价值的判断应该更聚焦于基于其应用带来的价值,无需将目光局限在 LoRa 本身。
 
总结来看,不论从技术供应链体系、产业结构还是选择性角度,LoRa 依然是一个市场化行为为主导的技术选项,大国之间政治经济博弈对于 LoRa 供求各方产生的影响很小。采用 LoRa 通信的物联网项目中包含非常多的技术和元素,很多价值远远超过通信本身,未来发展中,业界应该更多聚焦于应用价值的创造,聚焦于市场化行为和商业模式,少一些无谓的操心。

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