2016年通信模块产业的几大趋势

    物联网的大力发展，以及移动通信网络的逐步完善，让远距离通信成为物联网产业中的一个重要技术领域。从手机和移动宽带延伸而来的M2M模块得到了企业的大力重视与推广，并广泛应用到了短距离通信(WiFi、蓝牙、ZigBee)所难以覆盖到的移动支付、电力、车载、安防监控等新兴领域。

 

    随着未来应用场景的复杂化，远距离通信模块与短距离通信有望结合，目前已经有厂商在针对不同应用积极推出完整的解决方案。为了了解目前模块产业的真实需求与挑战，本刊特地采访了业界知名的通信、物联、射频模块厂商，进行了深入的交流。

 

    充电桩、无人机等新兴应用涌现，车联网将首先爆发

 

    “整个物联网发展的势头是非常迅猛的。我们预计全球无线通信发货数量会超过1.6个亿，中国超过4千万。从M2M的势头看是非常迅猛，传统的行业会往物联网转换升级。”深圳市中兴物联科技有限公司副总经理王彭表示，对于新兴领域，他个人比较看好的一个是工业4.0。“在中国很多企业也在提出要求和探索。我们现在跟富士康在谈，对它的机器人、仪表进行智能化。我们希望做出一个比较成熟的解决方案。”

 

    深圳市中兴物联科技有限公司副总经理王彭

 

    王彭同时看好一些政府主导的行业，比较典型的是充电桩和新能源。以电动车为例，技术瓶颈限制了行业的快速发展。“目前国内做电池做得比较好的比亚迪，充满以后只能2、300公里。而且充电桩满足不了需求，充电时间也满足不了需求，比加油的时间慢多了。所以我们做了一个无线充电，考虑把充电放到停车位下面，现在深圳机场已经开始应用了。”

 

    “我们内部成立了一条车联网产品线，去年发布了车规级的模块，预计在今年Q4上市。还有一些准前装的产品，被应用到海马、奇瑞等品牌中。”深圳市中兴物联科技有限公司副总经理王彭表示，目前中兴物联在汽车、移动支付、安防监控等传统行业投入资源较多，现在会把重点放在4G模块上，如3620、3630模块。此外，针对汽车后装市场，则提供3880模块。他同时表示，中兴物联还会针对一些重点客户提供定制化解决方案，“比如AT&T定制了一些车载热点，以及跟欧洲最大的车联网服务运营商TST的合作。”

 

     针对表机市场，中兴物联从2012年推出GPRS模块以后，就一直是诸如国家电网、南方电网的核心供应商。除了在国内，目前中兴物联也在积极开拓欧洲、亚太市场份额。“针对安防监控，去年跟铁塔公司合作了一个监控DTU的项目，我们的订单获取量及发货数量都是排在第一的。”王彭表示。

 

     除了这些传统领域，许多新兴的物联网行业正在涌现。王彭也特别提到了类似于无人机的模块应用。他表示，目前无人机大多采用WIFI等近距离无线，比较少采用远距离通信方案，但是理论上远距离大无线非常适合无人机这种产品，因为距离不受限制。未来中兴物联将根据混合组网的概念推出相应的产品。“行业跟技术是一个相互促进的关系，新兴的行业会促进新的技术。比如目前车载领域就提出了V2X的概念。”王彭认为，物联网现在非常热，但是他认为首先爆发的领域还是在车联网。仅仅将存量市场的汽车都连接起来，将带来2000多万的新增用户，这个市场是非常庞大的。

 

    新的厂商不断涌现，2016年模块行业仍将保持增长

 

    广东司南物联股份有限公司董事长张力

 

    作为一家一站式物联网整体解决方案提供商，广东司南物联股份有限公司目前除提供物联网云服务、大数据挖掘利用和智能APP以及web前端的开发服务之外，针对前端模块技术的复杂性和多样性，同时提供Wi-Fi、BLE、2.4G、RF433、GPRS/3G等全系列物联网模块产品线。

 

    广东司南物联股份有限公司董事长张力表示，目前司南物联面向全球500强企业和珠三角地区的家电厂商提供完整的物联网解决方案，涵盖SNIOT全系列物联网模块、控制板设计、智能APP定制开发和云端服务等。采用司南物联解决方案的家电产品种类有很多，包括智能电饭煲、智能热水器、智能空气净化器、智能插座、智能电壁炉、智能人体秤、智能灯等等，国内外消费者家中常见的电器司南物联均有成功案例。

 

    “我们认为2016年物联模块行业的整体格局仍然不会特别泾渭分明。新的模块商仍然会不断涌现出来，一些有着传统优势积累的模块商也将继续为物联网产品的发展贡献力量，大部分模块商的业务都会有所增长，不会出现新老模块商业务冰火两重天的情况。”张力认为，物联模块市场远没有到饱和甚至要洗牌的阶段，2016年模块行业仍将保持增长态势。

 

    低功耗、小型、集成化成模块发展趋势

 

    针对未来通信模块的技术发展趋势，王彭认为会毫无疑问的向4G制式转型。“针对高速率要求的产品，目前我们推出了高带宽的Cat3,后续会推出Cat9~10的产品。针对低速率、低功耗的产品，则会重点发展Cat1、CatM的产品。”

 

    另一个发展趋势是模块智能化。以汽车为例，在车载娱乐产品中，如后视镜、车机等应用均要求产品带操作系统，还有目前越来越多的POS机因为要支持指纹、手写签字等多种支付方式，也需要操作系统。所以目前越来越多的方案商开始直接采用手机或平板方案来设计产品，这也对通信模组厂商提出了新的要求。

 

    “从技术角度看，前几年没有人提LTE CAT1、CAT0等低数据的需求。现在Iota应用促进了低功耗LTE技术的演进。”王彭表示，物联网新兴行业的涌现对通信模块提出了更多的需求，对产品的功耗要求越来越低，比如电动车的充电桩会要求大无线加小无线的混合组网的概念。

 

    “去年我们在研究LORA技术，并且我们的方案已经出来，会发布解决方案。这个产品从基站到终端，并且基站也集成了我们路由的功能，这样推出了大加小无线的解决方案，针对类似于智能家居、充电桩等应用。”王彭表示未来充电桩的市场发展值得期待，根据规划，预计2020年中国会有超过500万的需求。“目前国家电网做了集采，但是标准还有待统一。不同的充电桩的运营商会根据相应的模式制订标准，包括有用DTU实现的，有用模块嵌入，有双卡双待，有用无线加有线的方案。”

 

    张力则认为，物联网通信模块在未来的1~2年里，会朝着更加集成化、小型化的方向发展，越来越多的芯片和功能会集成进物联模块中。同时，随着物联网产品形态不断增多，一方面模块的价格仍然会继续走低;另一方面，物联网模块还会向着多样化的方向发展，以满足越来越多不同类型设备的功能需求。“在更久的将来，我们甚至还会看到一些面向相对的利基市场的物联模块的出现。就像任何产品一样，模块也会有个性化、小众化的型号出现，而且模块不像芯片，前者实现个性化的成本要低很多。”

 

    应对频谱拓展需求，射频前端高度集成化

 

    “对于射频元器件厂商来说，这是最好的时代，也是竞争最为激烈的时代。”爱普科斯(以下简称EPCOS)射频应用及产品市场副经理包佳斌表示，从2010年进入3G时代后，射频元器件已经成为国内手机生产厂商特别关注的物料了。随着技术的提升，2014年开始步入4G时代后，手机的频段需求不断增加，特别是其中的射频放大器，射频开关和射频双工器。

 

     当然，有机遇一定也会有挑战。在4G-LTE时代，频谱是非常稀缺的一个资源，各个国家的频段间隔都是比较密集的，这样就会对滤波器的性能提出更高的要求，高性能的滤波器就会成为市场的最需要的产品之一。高性能的滤波器主要包括体表面波(BAW)和温度补偿表面波(TC-SAW)两种。EPCOS正提供这两种用于移动通信的滤波器。

 

    “我们认为随着射频技术发展到4G+的时候，也就是出现更多频段的载波聚合时，手机对高性能的滤波器依赖会更明显。”包佳斌表示，在最早的2G时代，普通的声表面滤波器就可以满足需求了，到了3G时代，滤波器的数量开始增加，但是对性能的要求并没有明显的提升。然而，到了4G的时代，由于频段的不断增加，同时还要兼顾WIFI，GPS和蓝牙的互扰问题，所以，现在的滤波器不仅在数量上多了，在质量上也需要做提升。BAW和TC-saw正好能够满足其需求。其中，BAW的滤波器不仅能够承受更大的功率，而且还能满足使滤波器的边缘更加陡峭。EPCOS公司是少数能够提供这两种高性能滤波器的公司。

 

    由于射频模组是刚刚开始在国内兴起的手机设计解决方案，其仍然面对很多不同的挑战。比如，在其整体频段搭配方面射频模块必需兼容，以满足不同客户的需求。另外，对其内部射频元件性能的选用也需要综合考虑。

 

    爱普科斯产品服务有限公司射频应用及产品市场副经理包佳斌

 

    频段的不断拓展和载波聚合对性能的苛刻要求，射频前端需要更多的器件来满足行业的标准，特别是那些针对全球市场的旗舰手机，射频前端的主要器件多达30多个。这样，在手机的整体布局和研发的调试阶段都会遇到瓶颈，所以，把这些分离元器件整合成模块就势在必行了。

 

     包佳斌表示，把射频放大器，射频开关和射频滤波器集成到一起，可以大大的缩小手机射频的布局面积。现在第一代的产品正设计在应用于高通最新骁龙810平台上。例如，射频前端高度集成化不仅可以缩小射频前端的布局面积，还能够大大缩短工程师的研发时间。

 

    例如，在TDK第一代的射频前端模块中，几乎把所有内部的匹配电路都加上了，这样射频工程师无需再花时间调试射频放大器到射频滤波器之间的匹配，而仅仅需要配置好相应的软件参数就可以做出符合系统标准的产品了，大幅度的缩短调试的时间，让工程师能够更专注于天线方面的设计。

 

    4G平台快速增长，2G平台仍占主流

 

     在通信模组领域，目前主要的芯片平台包括高通、MTK、展讯、联芯等，此外海思、中兴也加入了战团。王彭表示，目前中兴物联的模组产品以高通平台为主。“从整个芯片平台的需求来看，过去工业级市场做得最好的平台是英飞凌，但是英飞凌被收购后，目前我们第一选择的平台是高通。”谈到高通的竞争对手MTK，王彭表示，目前MTK更多的重点还是放在消费电子领域，“MTK在GPRS这一块做得还是不错的，但是价格偏高。”

 

     王彭表示，按照整个M2M的行业占比，目前2G还是占据比较大的份额，去年的数据还是在70%以上，今年2G应该会在60%以下。“中兴物联在2G领域的重点不是GSM而是CDMA。目前我们提供国内70%的CDMA模块，主要采用高通平台。中国4G网络的发展，从全球来看是全球最快的。我估计中国的4G应该超过了5%，中兴物联后续重点应该是4G，我们的策略首先以高端市场为主，再辐射发展中国家。今年重点还是欧洲、新加坡、台湾。模块需求量比较大的俄罗斯、巴西、印度是下一步的计划。”

 

     王彭同时表示，中兴目前已经了自己的4G芯片，在一些细分市场可以作为自己的第二平台。“去年中兴微电子拿到了24个亿的战略资金的投入，我们也希望能把中兴芯片做到国产新片No.1的位置。”未来中兴将继续投入力量实现芯片自主化，特别是针对许多政府项目，如政务专网市场，采用国产芯片平台会有一定优势。

 

     司南物联采用的上游芯片则主要包括MTK、联盛德(前中电华大)、TI、南方硅谷、汉天下、高通、GainSpan、Atheros、台湾矽品等。张力表示，“这些上游供应商的产品各有特色，有的比较稳定，历经市场考验;有的运算能力很强，适合网关等数据处理任务重的产品使用;还有一些主打低价同时功能仍然良好，能够为司南物联的客户节省不小的成本，有效帮助他们控制产品价格，从而站市场竞争中占据优势，大大加快物联网终端产品开拓市场的步伐。

 

     从目前的项目落地情况来看，司南物联在2G、3G、4G的物联模块均有部署，其中2G(GPRS)模块是司南物联现役移动网络模块中占比最高的，占比大概60~70%的水平;3G和4G模块客户均有需求，目前3G模块占比更高一些。“至于随着运营商不断调低4G流量资费，4G模块占比会不会逐步超过3G模块，现在还不好说。这与市场需求、芯片采购成本、实际流量资费甚至5G的推广速度都有关系，我们的产品布局永远是跟着市场而不断变化调整的。”

 

     行业标准缺失制约模块产业发展

 

     目前来看，欧洲的网络发展可能确实不如中国。不过这些成熟地区一些新兴行业的商业模式做得比较早。“比如车联网的TSP应用在欧洲、美国做得比较好，而且那边的行业标准比较完善，要求比国内严格得多。”王彭表示，相比欧美成熟市场，国内市场最大的问题是只看性价比，标准缺失。

 

     “一些表机客户为了价格甚至选择手机的方案，而我们认为工业级的产品一定要用到15年以上的。”王彭认为，这种现状的出现主要是因为欧美有许多的行业联盟和协会来主导行业标准。而在国内的行业协会无法形成主导型的地位，运营商则只能主导通信相关的行业标准。对于类似汽车、表机等行业标准实际上是无法参与的。“即使有行业标准，一般要求也是低于企业标准。”

 

    另一个困扰中兴物联的挑战是在国内专利起不到决定性的作用。“这是我们比较恼火的地方，因为我们做了14年的无线通信模块，在技术沉淀方面我们有优势。”从核心专利来看，中兴物联在IOT英国知识产权局2014年的排名占第一，这也使其在开拓欧美等重视专利的市场时更具优势。

 

     广东司南物联股份有限公司董事长张力认为，物联网通讯模块实际上是通讯芯片在具体应用案例中的外置方案形式，从芯片外置方案的角度出发，物联网模块目前面临的挑战主要在体积和功能等方面。

 

     体积方面，主要是从设备小型化的趋势来讲。轻巧便携不仅对消费类穿戴式产品非常重要，在工农业嵌入式应用中也有相当的必要性。因此，减小模块体积，是最终产品的体积无限趋近集成芯片方案，对模块厂商来说是一个永恒的主题。

 

     如果说体积方面的优化是在追求补足模块方案的短板，那么对功能的追求则是在试图放大模块方案的优势。物联网芯片体积小、运行稳定但是普遍功能单一，比如通讯芯片和传感芯片就难以集成在一起;对模块而言，则可以将不同功能的芯片集成在一起，并加入前端预处理能力，在整体控制系统中扮演更重要的角色。