物聯(lián)網(wǎng)的大力發(fā)展，以及移動通信網(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)中的一個重要技術(shù)領(lǐng)域。從手機和移動寬帶延伸而來的M2M模塊得到了企業(yè)的大力重視與推廣，并廣泛應(yīng)用到了短距離通信(WiFi、藍牙、ZigBee)所難以覆蓋到的移動支付、電力、車載、安防監(jiān)控等新興領(lǐng)域。

 

    隨著未來應(yīng)用場景的復(fù)雜化，遠距離通信模塊與短距離通信有望結(jié)合，目前已經(jīng)有廠商在針對不同應(yīng)用積極推出完整的解決方案。為了了解目前模塊產(chǎn)業(yè)的真實需求與挑戰(zhàn)，本刊特地采訪了業(yè)界知名的通信、物聯(lián)、射頻模塊廠商，進行了深入的交流。

 

    充電樁、無人機等新興應(yīng)用涌現(xiàn)，車聯(lián)網(wǎng)將首先爆發(fā)

 

    “整個物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的勢頭是非常迅猛的。我們預(yù)計全球無線通信發(fā)貨數(shù)量會超過1.6個億，中國超過4千萬。從M2M的勢頭看是非常迅猛，傳統(tǒng)的行業(yè)會往物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)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，他個人比較看好的一個是工業(yè)4.0。“在中國很多企業(yè)也在提出要求和探索。我們現(xiàn)在跟富士康在談，對它的機器人、儀表進行智能化。我們希望做出一個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

 

    王彭同時看好一些政府主導(dǎo)的行業(yè)，比較典型的是充電樁和新能源。以電動車為例，技術(shù)瓶頸限制了行業(yè)的快速發(fā)展。“目前國內(nèi)做電池做得比較好的比亞迪，充滿以后只能2、300公里。而且充電樁滿足不了需求，充電時間也滿足不了需求，比加油的時間慢多了。所以我們做了一個無線充電，考慮把充電放到停車位下面，現(xiàn)在深圳機場已經(jīng)開始應(yīng)用了。”

 

    “我們內(nèi)部成立了一條車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品線，去年發(fā)布了車規(guī)級的模塊，預(yù)計在今年Q4上市。還有一些準(zhǔn)前裝的產(chǎn)品，被應(yīng)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、移動支付、安防監(jiān)控等傳統(tǒng)行業(yè)投入資源較多，現(xiàn)在會把重點放在4G模塊上，如3620、3630模塊。此外，針對汽車后裝市場，則提供3880模塊。他同時表示，中興物聯(lián)還會針對一些重點客戶提供定制化解決方案，“比如AT&T定制了一些車載熱點，以及跟歐洲最大的車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)運營商TST的合作。”

 

     針對表機市場，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(yīng)商。除了在國內(nèi)，目前中興物聯(lián)也在積極開拓歐洲、亞太市場份額。“針對安防監(jiān)控，去年跟鐵塔公司合作了一個監(jiān)控DTU的項目，我們的訂單獲取量及發(fā)貨數(shù)量都是排在第一的。”王彭表示。

 

     除了這些傳統(tǒng)領(lǐng)域，許多新興的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)正在涌現(xiàn)。王彭也特別提到了類似于無人機的模塊應(yīng)用。他表示，目前無人機大多采用WIFI等近距離無線，比較少采用遠距離通信方案，但是理論上遠距離大無線非常適合無人機這種產(chǎn)品，因為距離不受限制。未來中興物聯(lián)將根據(jù)混合組網(wǎng)的概念推出相應(yīng)的產(chǎn)品。“行業(yè)跟技術(shù)是一個相互促進的關(guān)系，新興的行業(yè)會促進新的技術(shù)。比如目前車載領(lǐng)域就提出了V2X的概念。”王彭認為，物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在非常熱，但是他認為首先爆發(fā)的領(lǐng)域還是在車聯(lián)網(wǎng)。僅僅將存量市場的汽車都連接起來，將帶來2000多萬的新增用戶，這個市場是非常龐大的。

 

    新的廠商不斷涌現(xiàn)，2016年模塊行業(yè)仍將保持增長

 

    廣東司南物聯(lián)股份有限公司董事長張力

 

    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(shù)據(jù)挖掘利用和智能APP以及web前端的開發(fā)服務(wù)之外，針對前端模塊技術(shù)的復(fù)雜性和多樣性，同時提供Wi-Fi、BLE、2.4G、RF433、GPRS/3G等全系列物聯(lián)網(wǎng)模塊產(chǎn)品線。

 

    廣東司南物聯(lián)股份有限公司董事長張力表示，目前司南物聯(lián)面向全球500強企業(yè)和珠三角地區(qū)的家電廠商提供完整的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，涵蓋SNIOT全系列物聯(lián)網(wǎng)模塊、控制板設(shè)計、智能APP定制開發(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(nèi)外消費者家中常見的電器司南物聯(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特別涇渭分明。新的模塊商仍然會不斷涌現(xiàn)出來，一些有著傳統(tǒng)優(yōu)勢積累的模塊商也將繼續(xù)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)都會有所增長，不會出現(xiàn)新老模塊商業(yè)務(wù)冰火兩重天的情況。”張力認為，物聯(lián)模塊市場遠沒有到飽和甚至要洗牌的階段，2016年模塊行業(yè)仍將保持增長態(tài)勢。

 

    低功耗、小型、集成化成模塊發(fā)展趨勢

 

    針對未來通信模塊的技術(shù)發(fā)展趨勢，王彭認為會毫無疑問的向4G制式轉(zhuǎn)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(xù)會推出Cat9~10的產(chǎn)品。針對低速率、低功耗的產(chǎn)品，則會重點發(fā)展Cat1、CatM的產(chǎn)品。”

 

    另一個發(fā)展趨勢是模塊智能化。以汽車為例，在車載娛樂產(chǎn)品中，如后視鏡、車機等應(yīng)用均要求產(chǎn)品帶操作系統(tǒng)，還有目前越來越多的POS機因為要支持指紋、手寫簽字等多種支付方式，也需要操作系統(tǒng)。所以目前越來越多的方案商開始直接采用手機或平板方案來設(shè)計產(chǎn)品，這也對通信模組廠商提出了新的要求。

 

    “從技術(shù)角度看，前幾年沒有人提LTE CAT1、CAT0等低數(shù)據(jù)的需求。現(xiàn)在Iota應(yīng)用促進了低功耗LTE技術(shù)的演進。”王彭表示，物聯(lián)網(wǎng)新興行業(yè)的涌現(xiàn)對通信模塊提出了更多的需求，對產(chǎn)品的功耗要求越來越低，比如電動車的充電樁會要求大無線加小無線的混合組網(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，會發(fā)布解決方案。這個產(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線的解決方案，針對類似于智能家居、充電樁等應(yīng)用。”王彭表示未來充電樁的市場發(fā)展值得期待，根據(jù)規(guī)劃，預(yù)計2020年中國會有超過500萬的需求。“目前國家電網(wǎng)做了集采，但是標(biāo)準(zhǔn)還有待統(tǒng)一。不同的充電樁的運營商會根據(jù)相應(yīng)的模式制訂標(biāo)準(zhǔn)，包括有用DTU實現(xiàn)的，有用模塊嵌入，有雙卡雙待，有用無線加有線的方案。”

 

    張力則認為，物聯(lián)網(wǎng)通信模塊在未來的1~2年里，會朝著更加集成化、小型化的方向發(fā)展，越來越多的芯片和功能會集成進物聯(lián)模塊中。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品形態(tài)不斷增多，一方面模塊的價格仍然會繼續(xù)走低;另一方面，物聯(lián)網(wǎng)模塊還會向著多樣化的方向發(fā)展，以滿足越來越多不同類型設(shè)備的功能需求。“在更久的將來，我們甚至還會看到一些面向相對的利基市場的物聯(lián)模塊的出現(xiàn)。就像任何產(chǎn)品一樣，模塊也會有個性化、小眾化的型號出現(xiàn)，而且模塊不像芯片，前者實現(xiàn)個性化的成本要低很多。”

 

    應(yīng)對頻譜拓展需求，射頻前端高度集成化

 

    “對于射頻元器件廠商來說，這是最好的時代，也是競爭最為激烈的時代。”愛普科斯(以下簡稱EPCOS)射頻應(yīng)用及產(chǎn)品市場副經(jīng)理包佳斌表示，從2010年進入3G時代后，射頻元器件已經(jīng)成為國內(nèi)手機生產(chǎn)廠商特別關(guān)注的物料了。隨著技術(shù)的提升，2014年開始步入4G時代后，手機的頻段需求不斷增加，特別是其中的射頻放大器，射頻開關(guān)和射頻雙工器。

 

     當(dāng)然，有機遇一定也會有挑戰(zhàn)。在4G-LTE時代，頻譜是非常稀缺的一個資源，各個國家的頻段間隔都是比較密集的，這樣就會對濾波器的性能提出更高的要求，高性能的濾波器就會成為市場的最需要的產(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通信的濾波器。

 

    “我們認為隨著射頻技術(shù)發(fā)展到4G+的時候，也就是出現(xiàn)更多頻段的載波聚合時，手機對高性能的濾波器依賴會更明顯。”包佳斌表示，在最早的2G時代，普通的聲表面濾波器就可以滿足需求了，到了3G時代，濾波器的數(shù)量開始增加，但是對性能的要求并沒有明顯的提升。然而，到了4G的時代，由于頻段的不斷增加，同時還要兼顧WIFI，GPS和藍牙的互擾問題，所以，現(xiàn)在的濾波器不僅在數(shù)量上多了，在質(zhì)量上也需要做提升。BAW和TC-saw正好能夠滿足其需求。其中，BAW的濾波器不僅能夠承受更大的功率，而且還能滿足使濾波器的邊緣更加陡峭。EPCOS公司是少數(shù)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始在國內(nèi)興起的手機設(shè)計解決方案，其仍然面對很多不同的挑戰(zhàn)。比如，在其整體頻段搭配方面射頻模塊必需兼容，以滿足不同客戶的需求。另外，對其內(nèi)部射頻元件性能的選用也需要綜合考慮。

 

    愛普科斯產(chǎn)品服務(wù)有限公司射頻應(yīng)用及產(chǎn)品市場副經(jīng)理包佳斌

 

    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滿足行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，特別是那些針對全球市場的旗艦手機，射頻前端的主要器件多達30多個。這樣，在手機的整體布局和研發(fā)的調(diào)試階段都會遇到瓶頸，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。現(xiàn)在第一代的產(chǎn)品正設(shè)計在應(yīng)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)時間。

 

    例如，在TDK第一代的射頻前端模塊中，幾乎把所有內(nèi)部的匹配電路都加上了，這樣射頻工程師無需再花時間調(diào)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(yīng)的軟件參數(shù)就可以做出符合系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品了，大幅度的縮短調(diào)試的時間，讓工程師能夠更專注于天線方面的設(shè)計。

 

    4G平臺快速增長，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(zhàn)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。“從整個芯片平臺的需求來看，過去工業(yè)級市場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，但是價格偏高。”

 

     王彭表示，按照整個M2M的行業(yè)占比，目前2G還是占據(jù)比較大的份額，去年的數(shù)據(jù)還是在70%以上，今年2G應(yīng)該會在60%以下。“中興物聯(lián)在2G領(lǐng)域的重點不是GSM而是CDMA。目前我們提供國內(nèi)70%的CDMA模塊，主要采用高通平臺。中國4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，從全球來看是全球最快的。我估計中國的4G應(yīng)該超過了5%，中興物聯(lián)后續(xù)重點應(yīng)該是4G，我們的策略首先以高端市場為主，再輻射發(fā)展中國家。今年重點還是歐洲、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。”

 

     王彭同時表示，中興目前已經(jīng)了自己的4G芯片，在一些細分市場可以作為自己的第二平臺。“去年中興微電子拿到了24個億的戰(zhàn)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。”未來中興將繼續(xù)投入力量實現(xiàn)芯片自主化，特別是針對許多政府項目，如政務(wù)專網(wǎng)市場，采用國產(chǎn)芯片平臺會有一定優(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(yīng)商的產(chǎn)品各有特色，有的比較穩(wěn)定，歷經(jīng)市場考驗;有的運算能力很強，適合網(wǎng)關(guān)等數(shù)據(jù)處理任務(wù)重的產(chǎn)品使用;還有一些主打低價同時功能仍然良好，能夠為司南物聯(lián)的客戶節(jié)省不小的成本，有效幫助他們控制產(chǎn)品價格，從而站市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢，大大加快物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品開拓市場的步伐。

 

     從目前的項目落地情況來看，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(xiàn)役移動網(wǎng)絡(luò)模塊中占比最高的，占比大概60~70%的水平;3G和4G模塊客戶均有需求，目前3G模塊占比更高一些。“至于隨著運營商不斷調(diào)低4G流量資費，4G模塊占比會不會逐步超過3G模塊，現(xiàn)在還不好說。這與市場需求、芯片采購成本、實際流量資費甚至5G的推廣速度都有關(guān)系，我們的產(chǎn)品布局永遠是跟著市場而不斷變化調(diào)整的。”

 

     行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失制約模塊產(chǎn)業(yè)發(fā)展

 

     目前來看，歐洲的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展可能確實不如中國。不過這些成熟地區(qū)一些新興行業(yè)的商業(yè)模式做得比較早。“比如車聯(lián)網(wǎng)的TSP應(yīng)用在歐洲、美國做得比較好，而且那邊的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)比較完善，要求比國內(nèi)嚴格得多。”王彭表示，相比歐美成熟市場，國內(nèi)市場最大的問題是只看性價比，標(biāo)準(zhǔn)缺失。

 

     “一些表機客戶為了價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(xiàn)狀的出現(xiàn)主要是因為歐美有許多的行業(yè)聯(lián)盟和協(xié)會來主導(dǎo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而在國內(nèi)的行業(yè)協(xié)會無法形成主導(dǎo)型的地位，運營商則只能主導(dǎo)通信相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對于類似汽車、表機等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實際上是無法參與的。“即使有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一般要求也是低于企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。”

 

    另一個困擾中興物聯(lián)的挑戰(zhàn)是在國內(nèi)專利起不到?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年的無線通信模塊，在技術(shù)沉淀方面我們有優(yōu)勢。”從核心專利來看，中興物聯(lián)在IOT英國知識產(chǎn)權(quán)局2014年的排名占第一，這也使其在開拓歐美等重視專利的市場時更具優(yōu)勢。

 

     廣東司南物聯(lián)股份有限公司董事長張力認為，物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊實際上是通訊芯片在具體應(yīng)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(zhàn)主要在體積和功能等方面。

 

     體積方面，主要是從設(shè)備小型化的趨勢來講。輕巧便攜不僅對消費類穿戴式產(chǎn)品非常重要，在工農(nóng)業(yè)嵌入式應(yīng)用中也有相當(dāng)?shù)谋匾�性。因此，減小模塊體積，是最終產(chǎn)品的體積無限趨近集成芯片方案，對模塊廠商來說是一個永恒的主題。

 

     如果說體積方面的優(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(wěn)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(yù)處理能力，在整體控制系統(tǒng)中扮演更重要的角色。