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NB-IoT芯片圈数年只出不进?半导体巨头突然闯入!

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放大字体  缩小字体    发布日期:2023-03-13  来源:ZGJQR |  作者:小球球  浏览次数:544
微信截图_20230313094153   过去几年,国内外NB-IoT芯片市场基本没有新的入局者,作为全球知名的集成电路企业,ST在业界的影响力毋庸置疑,本次入局,是近年来一个重磅角色进入NB-IoT芯片领域,其产品的特色和创新,也反映了该企业对物联网应用市场新需求的调研和思考。     近日,意法半导体(ST)宣布推出尺寸超紧凑的低功耗物联网模块ST87M01,这是一款集成了NB-IoT和GNSS地理定位功能于一身的器件。根据ST公开信息,模块内部的IC是ST自主设计研发,也就是说其中的NB-IoT通信芯片是由ST自行设计的。     过去几年,国内外NB-IoT芯片市场基本没有新的入局者,作为全球知名的集成电路企业,ST在业界的影响力毋庸置疑,本次亲自入局,是近年来一个重磅角色进入NB-IoT芯片领域,其产品的特色和创新,也反映了该企业对物联网应用市场新需求的调研和思考。     ST新推出的NB-IoT产品的特点     根据ST官方新闻稿的表述,该企业认为其最新的NB-IoT产品作为工业级模块,具有精确的GNSS、超紧凑、低功耗、更灵活、更安全等特性,例如:     符合3GPPR15标准,集成原生GNSS接收器,具备多个导航卫星系统连接功能,能实现定位功能,同时可在NB-IoT睡眠时提高省电效     模块采用10.6mmx12.8mmLGA封装,是小尺寸应用的理想选择;     低功耗模式工作电流小于2µA,最大发射输出功率达+23dBm,适合各种需要可靠的低功耗广域网连接的物联网设备;     是一个完全可编程的物联网平台,为产品开发人员带来设计灵活性,用户只需将自己的代码直接嵌入到模块,即可实现简单的应用场景,该模块还可以与单独的主控微控制器配套,实现许多更复杂的用例,同时ST提供各种协议栈,并支持标准化的3GPPAT命令,以及ST的增强型AT命令;     模块还集成了的ST4SIM嵌入式eSIM卡,通过GSMAeSA(安全保证)认证,内置嵌入式安全单元(eSE)。     从2016年NB-IoT首个标准冻结起,NB-IoT芯片经历了大批厂商扎堆入局到市场洗牌的过程,经过残酷的竞争,大部分厂商被清洗出市场,剩余的几家均实现了量产,而且价格已非常低,近年来很少有新的入局者。ST虽然在全球半导体市场占据重要地位,但其入局NB-IoT芯片,一定要有差异化才能在激烈竞争中立足。     NB-IoT+GNSS系统单芯片能够低成本、快速实现定位类场景的应用,ST本次推出的NB-IoT产品就包括集成了NB-IoT和GNSS的SoC。实际上,数年前多家芯片厂商就探索或推出单个SoC中实现NB-IoT和GNSS集成,例如此前海思半导体、诺领科技等都推出过NB-IoT+GNSS系统单芯片Boudica200和NK6010,但由于种种原因,两家厂商虽然进行了率先的创新,但最终夭折。如今,ST将NB-IoT+GNSS系统单芯片再次推向市场,让这一趋势更为明显,为定位场景的NB-IoT快速规模化应用提供有力支持。     由于ST是一家IDM模式的半导体厂商,因此该厂商宣称ST87M01产品以及其中的新品都是其自主设计、研发、制造,所以ST能够全盘控制、管理物料成本和供应链,在产品质量方面有较高的保障。一直以来,ST的产品以稳定性高著称,这款NB-IoT产品也将延续其以往的特点。     ST拥有非常丰富的半导体器件产品,可以为其NB-IoT产品供应链稳定性和产品的协同形成强大的“靠山”,这或许是该公司在物联网领域最大的优势之一。ST在新闻稿中提到,ST87M01可与自己的各种技术产品配合使用,包括微控制器、AI解决方案、传感器、执行器、PMU、转换器、接口、存储器和其他连接技术,这些产品在全球市场中都具有巨大优势,为下一代物联网生态系统赋能。     最为典型的是,对于物联网从业者来说,STM32微控制器(MCU)这一明星产品非常熟悉,公开数据显示,截至2020年6月底,STM32出货量已超过60亿颗。ST的MCU产品在全球具有竞争优势,几乎成为物联网终端的标配,广泛应用于各种场景。因此,有MCU产品的配合,预计ST的NB-IoT产品能够在市场上占据一席之地。另外,完全可编程、集成eSIM芯片等设计,也加速了物联网应用的开发。     此前,ST拥有大部分主流的低功耗广域物联网(LPWAN)系列所有产品,包括LoRaWAN、Sigfox,也有Wi-Sun、6LowPAN等相对小众的LPWAN产品,产品线非常广泛。如今,入局NB-IoT使其进一步补齐了LPWAN产品线,当然,笔者认为ST入局NB-IoT芯片也是做了充分的调研和慎重决策,未来会进一步体现其差异化。     探索更多的NB-IoT规模化需求场景     从ST入局NB-IoT市场的特点,可以看出NB-IoT的很多场景市场规模还未释放出来,吸引新的主体入局并对针对规模化的场景痛点展开创新。其中,一个明显的趋势是物流、定位追踪领域的NB-IoT规模将进一步释放。     从本次ST的产品设计来看,NB-IoT+GNSS系统单芯片能够直接支撑需要位置类的物联网场景,这一类场景一般包括物流、供应链中物品的定位,也包括宠物、儿童、老人、特殊场所工作者等人员的跟踪定位,还有诸如共享单车、电动工具等资产的追踪。     在过去几年的NB-IoT发展历程中,最先实现规模化应用的是水表、燃气表、烟感等固定场所的设备,这些场景大部分处于室内,对于网络深度覆盖要求较高,NB-IoT的穿透性发挥了重要作用,但这些场景没有定位的需求,因此无需配置相应的卫星定位功能,成本也比较低。目前,主流的NB-IoT芯片大部分没有集成卫星定位功能。     近年来,定位追踪也成为NB-IoT的一个重点应用领域,截至去年物流跟踪领域的NB-IoT终端出货量已超过千万。由于定位跟踪场景需要定位的功能,方案设计中一般会选用NB-IoT和GNSS两颗芯片。随着这一场景规模的扩大,NB-IoT+GNSS单芯片集成的需求也越来越明显,由于集成的单芯片可以显著降低成本,并大幅减少器件数量和尺寸,功耗也相应实现优化,能够支撑低成本的物流供应链领域。     在笔者看来,虽然NB-IoT在定位跟踪领域的终端连接数超过千万,但这仅仅是冰山的一角。举例来说,国家邮政局数据显示,2022年我国快递包裹数量再次突破1000亿件。虽然并非每一个快递包裹需要进行实时追踪,但其中有相当大一部分重点物品需要全程追踪,数量超过亿件,加上人员、资产的跟踪定位,这一领域的市场还未真正开启。     多家头部物联网厂商看到了定位跟踪领域的市场潜力,进行大力布局。例如,近期高通公司高调宣布推出物联网平台QualcommAware,重点聚焦的是定位追踪场景,同时还推出多款开发者终端,主要是不同等级的物流追踪器、传感器、标签产品,支持供应链物流多个场景的感知,QualcommAware平台首批合作伙伴中的最终用户场景也大部分为物流追踪需求。     定位跟踪解决方案中,NB-IoT虽然不是唯一的方案,但其技术路线具有一定优势,其低功耗、长距离等特点,适合一些大范围移动的物品和人员的跟踪。这也要求NB-IoT的功耗、成本、尺寸等方面能够进一步优化,在每次明显优化的情况下,可以带来连接数的明显增长。当然,NB-IoT的基础设施也需要进一步完善,以支持广泛的定位跟踪设备的接入。     中国信通院发布的《2022年移动物联网发展报告》显示,目前NB-IoT已形成水表、气表、烟感、追踪4个千万级应用,以及白电、路灯、停车等7个百万级应用。实际上,还有大量新的场景也可以通过NB-IoT进行数字化升级,只是目前因为各方面原因,还存在一些壁垒。对于短板的突破,能够带来一些场景的规模化增长。     例如,近年来无源物联网已成为物联网领域的一个热点,一些电源管理厂商推动能量收集(energyharvesting)技术的研发和商业化,这一领域的成果已开始探索与NB-IoT技术的结合,通过能量收集技术,可以提供一个无需电池但能持续供电的模块或单元,与低功耗的NB-IoT模块集成,可以彻底抛弃电池,实现一些场景真正的全生命周期无人值守。此前,已有部分无源物联网厂商与NB-IoT芯片模组的合作,推出无需电池供电的NB-IoT模组,当然这一方案还不成熟,无法大规模推广,若未来成熟后,这一方案将为NB-IoT打开新的空间。     所以,未来NB-IoT的发展中,需要针对重点的短板和痛点进行专门攻关,某一个重点的短板若能够实现突破,就能带来一些场景的规模化增长。在这一过程中,需要发挥多方的积极性和力量,进行更加广泛的生态合作。  
 
 
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