物聯(lián)網(wǎng)的大力發(fā)展，以及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的逐步完善，讓遠距離通信成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)重要技術(shù)領(lǐng)域。從手機和移動(dòng)寬帶延伸而來(lái)的M2M模塊得到了企業(yè)的大力重視與推廣，并廣泛應用到了短距離通信（WiFi、藍牙、ZigBee）所難以覆蓋到的移動(dòng)支付、電力、車(chē)載、安防監控等新興領(lǐng)域。隨著(zhù)未來(lái)應用場(chǎng)景的復雜化，遠距離通信模塊與短距離通信有望結合，目前已經(jīng)有廠(chǎng)商在針對不同應用積極推出完整的解決方案。為了了解目前模塊產(chǎn)業(yè)的真實(shí)需求與挑戰，本刊特地采訪(fǎng)了業(yè)界知名的通信、物聯(lián)、射頻模塊廠(chǎng)商，進(jìn)行了深入的交流。
充電樁、無(wú)人機等新興應用涌現，車(chē)聯(lián)網(wǎng)將首先爆發(fā) 電子制作模塊
“整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的勢頭是非常迅猛的。我們預計全球無(wú)線(xiàn)通信發(fā)貨數量會(huì )超過(guò)1.6個(gè)億，中國超過(guò)4千萬(wàn)。從M2M的勢頭看是非常迅猛，傳統的行業(yè)會(huì )往物聯(lián)網(wǎng)轉換升級。”深圳市中興物聯(lián)科技有限公司副總經(jīng)理王彭表示，對于新興領(lǐng)域，他個(gè)人比較看好的一個(gè)是工業(yè)4.0。“在中國很多企業(yè)也在提出要求和探索。我們現在跟富士康在談，對它的機器人、儀表進(jìn)行智能化。我們希望做出一個(gè)比較成熟的解決方案。”
 深圳市中興物聯(lián)科技有限公司副總經(jīng)理王彭 |
王彭同時(shí)看好一些政府主導的行業(yè)，比較典型的是充電樁和新能源。以電動(dòng)車(chē)為例，技術(shù)瓶頸限制了行業(yè)的快速發(fā)展。“目前國內做電池做得比較好的比亞迪，充滿(mǎn)以后只能2、300公里。而且充電樁滿(mǎn)足不了需求，充電時(shí)間也滿(mǎn)足不了需求，比加油的時(shí)間慢多了。所以我們做了一個(gè)無(wú)線(xiàn)充電，考慮把充電放到停車(chē)位下面，現在深圳機場(chǎng)已經(jīng)開(kāi)始應用了。”
“我們內部成立了一條車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品線(xiàn)，去年發(fā)布了車(chē)規級的模塊，預計在今年Q4上市。還有一些準前裝的產(chǎn)品，被應用到海馬、奇瑞等品牌中。”深圳市中興物聯(lián)科技有限公司副總經(jīng)理王彭表示，目前中興物聯(lián)在汽車(chē)、移動(dòng)支付、安防監控等傳統行業(yè)投入資源較多，現在會(huì )把重點(diǎn)放在4G模塊上，如3620、3630模塊。此外，針對汽車(chē)后裝市場(chǎng)，則提供3880模塊。他同時(shí)表示，中興物聯(lián)還會(huì )針對一些重點(diǎn)客戶(hù)提供定制化解決方案，“比如AT&T定制了一些車(chē)載熱點(diǎn)，以及跟歐洲最大的車(chē)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)運營(yíng)商TST的合作。”
針對表機市場(chǎng)，中興物聯(lián)從2012年推出GPRS模塊以后，就一直是諸如國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)的核心供應商。除了在國內，目前中興物聯(lián)也在積極開(kāi)拓歐洲、亞太市場(chǎng)份額。“針對安防監控，去年跟鐵塔公司合作了一個(gè)監控DTU的項目，我們的訂單獲取量及發(fā)貨數量都是排在第一的。”王彭表示。
除了這些傳統領(lǐng)域，許多新興的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)正在涌現。王彭也特別提到了類(lèi)似于無(wú)人機的模塊應用。他表示，目前無(wú)人機大多采用WIFI等近距離無(wú)線(xiàn)，比較少采用遠距離通信方案，但是理論上遠距離大無(wú)線(xiàn)非常適合無(wú)人機這種產(chǎn)品，因為距離不受限制。未來(lái)中興物聯(lián)將根據混合組網(wǎng)的概念推出相應的產(chǎn)品。“行業(yè)跟技術(shù)是一個(gè)相互促進(jìn)的關(guān)系，新興的行業(yè)會(huì )促進(jìn)新的技術(shù)。比如目前車(chē)載領(lǐng)域就提出了V2X的概念。”王彭認為，物聯(lián)網(wǎng)現在非常熱，但是他認為首先爆發(fā)的領(lǐng)域還是在車(chē)聯(lián)網(wǎng)。僅僅將存量市場(chǎng)的汽車(chē)都連接起來(lái)，將帶來(lái)2000多萬(wàn)的新增用戶(hù)，這個(gè)市場(chǎng)是非常龐大的。
新的廠(chǎng)商不斷涌現，2016年模塊行業(yè)仍將保持增長(cháng)
 廣東司南物聯(lián)股份有限公司董事長(cháng)張力 |
作為一家一站式物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案提供商，廣東司南物聯(lián)股份有限公司目前除提供物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)、大數據挖掘利用和智能APP以及web前端的開(kāi)發(fā)服務(wù)之外，針對前端模塊技術(shù)的復雜性和多樣性，同時(shí)提供Wi-Fi、BLE、2.4G、RF433、GPRS/3G等全系列物聯(lián)網(wǎng)模塊產(chǎn)品線(xiàn)。
廣東司南物聯(lián)股份有限公司董事長(cháng)張力表示，目前司南物聯(lián)面向全球500強企業(yè)和珠三角地區的家電廠(chǎng)商提供完整的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，涵蓋SNIOT全系列物聯(lián)網(wǎng)模塊、控制板設計、智能APP定制開(kāi)發(fā)和云端服務(wù)等。采用司南物聯(lián)解決方案的家電產(chǎn)品種類(lèi)有很多，包括智能電飯煲、智能熱水器、智能空氣凈化器、智能插座、智能電壁爐、智能人體秤、智能燈等等，國內外消費者家中常見(jiàn)的電器司南物聯(lián)均有成功案例。
“我們認為2016年物聯(lián)模塊行業(yè)的整體格局仍然不會(huì )特別涇渭分明。新的模塊商仍然會(huì )不斷涌現出來(lái)，一些有著(zhù)傳統優(yōu)勢積累的模塊商也將繼續為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的發(fā)展貢獻力量，大部分模塊商的業(yè)務(wù)都會(huì )有所增長(cháng)，不會(huì )出現新老模塊商業(yè)務(wù)冰火兩重天的情況。”張力認為，物聯(lián)模塊市場(chǎng)遠沒(méi)有到飽和甚至要洗牌的階段，2016年模塊行業(yè)仍將保持增長(cháng)態(tài)勢。
低功耗、小型、集成化成模塊發(fā)展趨勢
針對未來(lái)通信模塊的技術(shù)發(fā)展趨勢，王彭認為會(huì )毫無(wú)疑問(wèn)的向4G制式轉型。“針對高速率要求的產(chǎn)品，目前我們推出了高帶寬的Cat3,后續會(huì )推出Cat9~10的產(chǎn)品。針對低速率、低功耗的產(chǎn)品，則會(huì )重點(diǎn)發(fā)展Cat1、CatM的產(chǎn)品。”
另一個(gè)發(fā)展趨勢是模塊智能化。以汽車(chē)為例，在車(chē)載娛樂(lè )產(chǎn)品中，如后視鏡、車(chē)機等應用均要求產(chǎn)品帶操作系統，還有目前越來(lái)越多的POS機因為要支持指紋、手寫(xiě)簽字等多種支付方式，也需要操作系統。所以目前越來(lái)越多的方案商開(kāi)始直接采用手機或平板方案來(lái)設計產(chǎn)品，這也對通信模組廠(chǎng)商提出了新的要求。
“從技術(shù)角度看，前幾年沒(méi)有人提LTE CAT1、CAT0等低數據的需求?，F在Iota應用促進(jìn)了低功耗LTE技術(shù)的演進(jìn)。”王彭表示，物聯(lián)網(wǎng)新興行業(yè)的涌現對通信模塊提出了更多的需求，對產(chǎn)品的功耗要求越來(lái)越低，比如電動(dòng)車(chē)的充電樁會(huì )要求大無(wú)線(xiàn)加小無(wú)線(xiàn)的混合組網(wǎng)的概念。“去年我們在研究LORA技術(shù)，并且我們的方案已經(jīng)出來(lái)，會(huì )發(fā)布解決方案。這個(gè)產(chǎn)品從基站到終端，并且基站也集成了我們路由的功能，這樣推出了大加小無(wú)線(xiàn)的解決方案，針對類(lèi)似于智能家居、充電樁等應用。”王彭表示未來(lái)充電樁的市場(chǎng)發(fā)展值得期待，根據規劃，預計2020年中國會(huì )有超過(guò)500萬(wàn)的需求。“目前國家電網(wǎng)做了集采，但是標準還有待統一。不同的充電樁的運營(yíng)商會(huì )根據相應的模式制訂標準，包括有用DTU實(shí)現的，有用模塊嵌入，有雙卡雙待，有用無(wú)線(xiàn)加有線(xiàn)的方案。”
張力則認為，物聯(lián)網(wǎng)通信模塊在未來(lái)的1~2年里，會(huì )朝著(zhù)更加集成化、小型化的方向發(fā)展，越來(lái)越多的芯片和功能會(huì )集成進(jìn)物聯(lián)模塊中。同時(shí)，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品形態(tài)不斷增多，一方面模塊的價(jià)格仍然會(huì )繼續走低；另一方面，物聯(lián)網(wǎng)模塊還會(huì )向著(zhù)多樣化的方向發(fā)展，以滿(mǎn)足越來(lái)越多不同類(lèi)型設備的功能需求。“在更久的將來(lái)，我們甚至還會(huì )看到一些面向相對的利基市場(chǎng)的物聯(lián)模塊的出現。就像任何產(chǎn)品一樣，模塊也會(huì )有個(gè)性化、小眾化的型號出現，而且模塊不像芯片，前者實(shí)現個(gè)性化的成本要低很多。”
應對頻譜拓展需求，射頻前端高度集成化
“對于射頻元器件廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，這是最好的時(shí)代，也是競爭最為激烈的時(shí)代。”愛(ài)普科斯(以下簡(jiǎn)稱(chēng)EPCOS)射頻應用及產(chǎn)品市場(chǎng)副經(jīng)理包佳斌表示，從2010年進(jìn)入3G時(shí)代后，射頻元器件已經(jīng)成為國內手機生產(chǎn)廠(chǎng)商特別關(guān)注的物料了。隨著(zhù)技術(shù)的提升，2014年開(kāi)始步入4G時(shí)代后，手機的頻段需求不斷增加，特別是其中的射頻放大器，射頻開(kāi)關(guān)和射頻雙工器。
 愛(ài)普科斯產(chǎn)品服務(wù)有限公司射頻應用及產(chǎn)品市場(chǎng)副經(jīng)理包佳斌 |
當然，有機遇一定也會(huì )有挑戰。在4G-LTE時(shí)代，頻譜是非常稀缺的一個(gè)資源，各個(gè)國家的頻段間隔都是比較密集的，這樣就會(huì )對濾波器的性能提出更高的要求，高性能的濾波器就會(huì )成為市場(chǎng)的最需要的產(chǎn)品之一。高性能的濾波器主要包括體表面波（BAW）和溫度補償表面波（TC-SAW）兩種。EPCOS正提供這兩種用于移動(dòng)通信的濾波器。
“我們認為隨著(zhù)射頻技術(shù)發(fā)展到4G+的時(shí)候，也就是出現更多頻段的載波聚合時(shí)，手機對高性能的濾波器依賴(lài)會(huì )更明顯。”包佳斌表示，在最早的2G時(shí)代，普通的聲表面濾波器就可以滿(mǎn)足需求了，到了3G時(shí)代，濾波器的數量開(kāi)始增加，但是對性能的要求并沒(méi)有明顯的提升。然而，到了4G的時(shí)代，由于頻段的不斷增加，同時(shí)還要兼顧WIFI，GPS和藍牙的互擾問(wèn)題，所以，現在的濾波器不僅在數量上多了，在質(zhì)量上也需要做提升。BAW和TC-saw正好能夠滿(mǎn)足其需求。其中，BAW的濾波器不僅能夠承受更大的功率，而且還能滿(mǎn)足使濾波器的邊緣更加陡峭。EPCOS公司是少數能夠提供這兩種高性能濾波器的公司。由于射頻模組是剛剛開(kāi)始在國內興起的手機設計解決方案，其仍然面對很多不同的挑戰。比如，在其整體頻段搭配方面射頻模塊必需兼容，以滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求。另外，對其內部射頻元件性能的選用也需要綜合考慮。
頻段的不斷拓展和載波聚合對性能的苛刻要求，射頻前端需要更多的器件來(lái)滿(mǎn)足行業(yè)的標準，特別是那些針對全球市場(chǎng)的旗艦手機，射頻前端的主要器件多達30多個(gè)。這樣，在手機的整體布局和研發(fā)的調試階段都會(huì )遇到瓶頸，所以，把這些分離元器件整合成模塊就勢在必行了。
包佳斌表示，把射頻放大器，射頻開(kāi)關(guān)和射頻濾波器集成到一起，可以大大的縮小手機射頻的布局面積?，F在第一代的產(chǎn)品正設計在應用于高通最新驍龍810平臺上。例如，射頻前端高度集成化不僅可以縮小射頻前端的布局面積，還能夠大大縮短工程師的研發(fā)時(shí)間。例如，在TDK第一代的射頻前端模塊中，幾乎把所有內部的匹配電路都加上了，這樣射頻工程師無(wú)需再花時(shí)間調試射頻放大器到射頻濾波器之間的匹配，而僅僅需要配置好相應的軟件參數就可以做出符合系統標準的產(chǎn)品了，大幅度的縮短調試的時(shí)間，讓工程師能夠更專(zhuān)注于天線(xiàn)方面的設計。
4G平臺快速增長(cháng)，2G平臺仍占主流
在通信模組領(lǐng)域，目前主要的芯片平臺包括高通、MTK、展訊、聯(lián)芯等，此外海思、中興也加入了戰團。王彭表示，目前中興物聯(lián)的模組產(chǎn)品以高通平臺為主。“從整個(gè)芯片平臺的需求來(lái)看，過(guò)去工業(yè)級市場(chǎng)做得最好的平臺是英飛凌，但是英飛凌被收購后，目前我們第一選擇的平臺是高通。”談到高通的競爭對手MTK，王彭表示，目前MTK更多的重點(diǎn)還是放在消費電子領(lǐng)域，“MTK在GPRS這一塊做得還是不錯的，但是價(jià)格偏高。”
王彭表示，按照整個(gè)M2M的行業(yè)占比，目前2G還是占據比較大的份額，去年的數據還是在70%以上，今年2G應該會(huì )在60%以下。“中興物聯(lián)在2G領(lǐng)域的重點(diǎn)不是GSM而是CDMA。目前我們提供國內70%的CDMA模塊，主要采用高通平臺。中國4G網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，從全球來(lái)看是全球最快的。我估計中國的4G應該超過(guò)了5%，中興物聯(lián)后續重點(diǎn)應該是4G，我們的策略首先以高端市場(chǎng)為主，再輻射發(fā)展中國家。今年重點(diǎn)還是歐洲、新加坡、臺灣。模塊需求量比較大的俄羅斯、巴西、印度是下一步的計劃。”
王彭同時(shí)表示，中興目前已經(jīng)了自己的4G芯片，在一些細分市場(chǎng)可以作為自己的第二平臺。“去年中興微電子拿到了24個(gè)億的戰略資金的投入，我們也希望能把中興芯片做到國產(chǎn)新片No.1的位置。”未來(lái)中興將繼續投入力量實(shí)現芯片自主化，特別是針對許多政府項目，如政務(wù)專(zhuān)網(wǎng)市場(chǎng)，采用國產(chǎn)芯片平臺會(huì )有一定優(yōu)勢。
司南物聯(lián)采用的上游芯片則主要包括MTK、聯(lián)盛德（前中電華大）、TI、南方硅谷、漢天下、高通、GainSpan、Atheros、臺灣矽品等。張力表示，“這些上游供應商的產(chǎn)品各有特色，有的比較穩定，歷經(jīng)市場(chǎng)考驗；有的運算能力很強，適合網(wǎng)關(guān)等數據處理任務(wù)重的產(chǎn)品使用；還有一些主打低價(jià)同時(shí)功能仍然良好，能夠為司南物聯(lián)的客戶(hù)節省不小的成本，有效幫助他們控制產(chǎn)品價(jià)格，從而站市場(chǎng)競爭中占據優(yōu)勢，大大加快物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品開(kāi)拓市場(chǎng)的步伐。
從目前的項目落地情況來(lái)看，司南物聯(lián)在2G、3G、4G的物聯(lián)模塊均有部署，其中2G（GPRS）模塊是司南物聯(lián)現役移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )模塊中占比最高的，占比大概60~70%的水平；3G和4G模塊客戶(hù)均有需求，目前3G模塊占比更高一些。“至于隨著(zhù)運營(yíng)商不斷調低4G流量資費，4G模塊占比會(huì )不會(huì )逐步超過(guò)3G模塊，現在還不好說(shuō)。這與市場(chǎng)需求、芯片采購成本、實(shí)際流量資費甚至5G的推廣速度都有關(guān)系，我們的產(chǎn)品布局永遠是跟著(zhù)市場(chǎng)而不斷變化調整的。”
行業(yè)標準缺失制約模塊產(chǎn)業(yè)發(fā)展
目前來(lái)看，歐洲的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展可能確實(shí)不如中國。不過(guò)這些成熟地區一些新興行業(yè)的商業(yè)模式做得比較早。“比如車(chē)聯(lián)網(wǎng)的TSP應用在歐洲、美國做得比較好，而且那邊的行業(yè)標準比較完善，要求比國內嚴格得多。”王彭表示，相比歐美成熟市場(chǎng)，國內市場(chǎng)最大的問(wèn)題是只看性?xún)r(jià)比，標準缺失。
“一些表機客戶(hù)為了價(jià)格甚至選擇手機的方案，而我們認為工業(yè)級的產(chǎn)品一定要用到15年以上的。”王彭認為，這種現狀的出現主要是因為歐美有許多的行業(yè)聯(lián)盟和協(xié)會(huì )來(lái)主導行業(yè)標準。而在國內的行業(yè)協(xié)會(huì )無(wú)法形成主導型的地位，運營(yíng)商則只能主導通信相關(guān)的行業(yè)標準。對于類(lèi)似汽車(chē)、表機等行業(yè)標準實(shí)際上是無(wú)法參與的。“即使有行業(yè)標準，一般要求也是低于企業(yè)標準。”
另一個(gè)困擾中興物聯(lián)的挑戰是在國內專(zhuān)利起不到?jīng)Q定性的作用。“這是我們比較惱火的地方，因為我們做了14年的無(wú)線(xiàn)通信模塊，在技術(shù)沉淀方面我們有優(yōu)勢。”從核心專(zhuān)利來(lái)看，中興物聯(lián)在IOT英國知識產(chǎn)權局2014年的排名占第一，這也使其在開(kāi)拓歐美等重視專(zhuān)利的市場(chǎng)時(shí)更具優(yōu)勢。
廣東司南物聯(lián)股份有限公司董事長(cháng)張力認為，物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊實(shí)際上是通訊芯片在具體應用案例中的外置方案形式，從芯片外置方案的角度出發(fā)，物聯(lián)網(wǎng)模塊目前面臨的挑戰主要在體積和功能等方面。
體積方面，主要是從設備小型化的趨勢來(lái)講。輕巧便攜不僅對消費類(lèi)穿戴式產(chǎn)品非常重要，在工農業(yè)嵌入式應用中也有相當的必要性。因此，減小模塊體積，是最終產(chǎn)品的體積無(wú)限趨近集成芯片方案，對模塊廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)是一個(gè)永恒的主題。
如果說(shuō)體積方面的優(yōu)化是在追求補足模塊方案的短板，那么對功能的追求則是在試圖放大模塊方案的優(yōu)勢。物聯(lián)網(wǎng)芯片體積小、運行穩定但是普遍功能單一，比如通訊芯片和傳感芯片就難以集成在一起；對模塊而言，則可以將不同功能的芯片集成在一起，并加入前端預處理能力，在整體控制系統中扮演更重要的角色。
移動(dòng)設備訪(fǎng)問(wèn)
