5G NB-IoT在表計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展和崛起

近日，一則“喜訊”，來(lái)自南京郵電大學(xué)芯非凡響團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的5G NB-IoT射頻前端模組芯片，采用國(guó)產(chǎn)晶圓廠工藝代工，不僅成本低，更重要的是具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可以徹底解決我國(guó)在高端射頻芯片領(lǐng)域的卡脖子難題。產(chǎn)品先后得到2位中國(guó)科學(xué)院院士的一致好評(píng)，性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，完全可替代國(guó)外龍頭企業(yè)同類(lèi)型產(chǎn)品，5G NB-IoT表計(jì)產(chǎn)品或是其最佳應(yīng)用場(chǎng)景。

據(jù)Counterpoint統(tǒng)計(jì)，到2021年年底全球NB-IoT連接數(shù)已達(dá)3億，主要來(lái)自智能表計(jì)、智能煙感和跟蹤器等快速增長(zhǎng)的熱點(diǎn)應(yīng)用。而2021年第四季度蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中，智能表計(jì)占比最高，這其中大部分都是基于5G NB-IoT實(shí)現(xiàn)的。隨著國(guó)內(nèi)2G開(kāi)始退網(wǎng)，被納入5G標(biāo)準(zhǔn)，以及業(yè)務(wù)場(chǎng)景不斷落地，使NB-IoT芯片不斷推陳出新。

一、NB-IoT在表計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)很早就在表計(jì)行業(yè)開(kāi)始嘗試應(yīng)用，最早要追溯到Sub-1G(433M/470M)的小無(wú)線應(yīng)用；之后Lora/LoraWan在表計(jì)里應(yīng)用，主要是降低了終端側(cè)的功耗，增強(qiáng)了局域網(wǎng)的組網(wǎng)能力，鏈路模式?jīng)]有改變；后來(lái)，NB-IoT的出現(xiàn)是物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)在表計(jì)行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，它既能解決表計(jì)終端側(cè)的功耗問(wèn)題，又能直接把業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)送到應(yīng)用平臺(tái)，省去了GateWay這個(gè)中間環(huán)節(jié)。

在國(guó)內(nèi)，NB-IoT躥紅的速度堪比演藝界之“流量小鮮肉”，發(fā)展初期短短一年時(shí)間，就成了表計(jì)行業(yè)追逐并熱議的焦點(diǎn)。而2017年6月來(lái)自工信部的一紙文書(shū)，徹底將NB-IoT推向了高潮。

二、5G NB-IoT在表計(jì)的崛起

從2014年起，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）就開(kāi)始推動(dòng)5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，NB-IoT技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)的新興技術(shù)，2019年是中國(guó)的5G元年。2020年7月被正式納入全球5G標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)啟了5G商用落地之路。NB-IoT變成5G的一部分后，將會(huì)有更多提升，進(jìn)一步滿(mǎn)足廣連接、大連接的要求。隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的延伸，遍地開(kāi)花式大規(guī)模應(yīng)用，小小的芯片上集成更加豐富的內(nèi)容，甚至可以定制差異化的芯片。

由于電表對(duì)功耗要求不高，NB-IoT 技術(shù)在電表行業(yè)需求似乎沒(méi)有水/氣表強(qiáng)烈，就比如：上海燃?xì)庠兄锌圃何⑾到y(tǒng)所針對(duì)通信與安全功能定制上海燃?xì)怏w系專(zhuān)用NB-IoT抄表通信模組：SR-WS-2；再例如2020年，深圳燃?xì)饣趪?guó)密算法的一體化NB-IoT安全通訊模組項(xiàng)目，與有方科技聯(lián)合定制集成深燃安全規(guī)范的NB-IoT模組：SG-M101......

國(guó)產(chǎn)NB-IoT芯片廠商近年來(lái)在技術(shù)上的突破為智能表計(jì)市場(chǎng)帶來(lái)了一波推動(dòng)力。包括中國(guó)電信、芯翼信、智聯(lián)安、吾愛(ài)易達(dá)、匯頂科技等在內(nèi)的國(guó)產(chǎn)芯片廠商們都在為智能表計(jì)的芯片研發(fā)做努力。

這里的“玩家”有很多，既有“老牌玩家”，又有科技初創(chuàng)企業(yè)以“黑馬”之勢(shì)異軍突起：

1、中國(guó)電信：2021年5月，中國(guó)電信5G NB-IoT用戶(hù)規(guī)模突破1億，成為全球首個(gè)NB-IoT用戶(hù)數(shù)破億的運(yùn)營(yíng)商，全球規(guī)模最大的5G NB-IoT運(yùn)營(yíng)商，5G窄帶物聯(lián)網(wǎng)連接規(guī)模全球第一。在這上億的連接量中，智能表計(jì)獨(dú)占鰲頭。截至去年12月，中國(guó)電信公共服務(wù)行業(yè)成果覆蓋智慧燃?xì)猓?500+萬(wàn)用戶(hù)；智慧水務(wù)：4200+萬(wàn)用戶(hù)。

2、吾愛(ài)易達(dá)：蘇州吾愛(ài)易達(dá)物聯(lián)網(wǎng)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)：吾愛(ài)易達(dá)）完成千萬(wàn)級(jí)人民幣A+輪融資。吾愛(ài)易達(dá)成立于2020年4月，主要面向物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)研發(fā)高集成度系統(tǒng)級(jí)專(zhuān)用5GAIoT芯片，該芯片利用系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)技術(shù)，通過(guò)將應(yīng)用處理器(MCU)、NB-IoT通信核心、射頻、存儲(chǔ)、AI模塊等關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)封裝到一顆芯片內(nèi)，提供AI解決方案。

截至目前，吾愛(ài)易達(dá)已成功研發(fā)并推出三款系統(tǒng)級(jí)芯片產(chǎn)品，并與中國(guó)電信深度合作應(yīng)用拓展。21年5月13日，吾愛(ài)易達(dá)攜手天翼物聯(lián)聯(lián)合發(fā)布全球首款5G NB-IoT模組級(jí)芯片SNS521S；21年7月17日，吾愛(ài)易達(dá)聯(lián)合浙江電信共同發(fā)布全球首款5G NB-IoT燃?xì)庑袠I(yè)云芯片SNS521H；21年8月，吾愛(ài)易達(dá)成功推出全球首款5G NB-IoT水表行業(yè)芯片SNS521F，這三款芯片都已開(kāi)始成功批量應(yīng)用于智慧燃?xì)?、智慧水?wù)等行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景；近日，吾愛(ài)易達(dá)研發(fā)的智能水表芯片，自去年10月起在三川智慧掛表測(cè)試，至今年4月測(cè)試完成。

3、芯翼科技：芯翼信息科技是業(yè)界領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)智能終端系統(tǒng)SoC芯片提供商，也是全球范圍內(nèi)率先把功率放大器集成到SoC里的芯片廠商。其自主研發(fā)的超高集成度5G NB-IoT系統(tǒng)單芯片SoC XY1100已率先推出并實(shí)現(xiàn)了全面量產(chǎn)并正式商用落地，廣泛用于智能表計(jì)（燃?xì)獗怼⑺淼龋┑任锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，合作客戶(hù)包括金卡、寧水、積成、千嘉、穩(wěn)信等智能表計(jì)行業(yè)的終端客戶(hù)。截至2021年底，XY1100 SoC出貨量近1500萬(wàn)片。

寧水集團(tuán)在上海臨港新片區(qū)安裝了一批基于芯翼XY1100 的水表，在去年2-4月份數(shù)據(jù)上傳率平均為99.41%。

4、移柯通信：移柯通信在NB-IOT領(lǐng)域從2017年初開(kāi)始就投入大量的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，從最早的高通方案9207開(kāi)始的L600、L610、L700模組開(kāi)始，根據(jù)不斷變化的市場(chǎng)需求又一步步擴(kuò)大產(chǎn)品系列，目前公司已形成四大芯片平臺(tái)齊放局勢(shì)，可為下游客戶(hù)提供差異化的NB-IOT解決方案，移柯通信NB-IOT模組已廣泛應(yīng)用于智能表計(jì)等各種領(lǐng)域。

5、匯頂科技：提到匯頂科技，一直以來(lái)，大家想到的可能就是它的觸控及指紋識(shí)技術(shù)在市場(chǎng)上非常領(lǐng)先。而匯頂科技自主研發(fā)的NB-IoT OpenCPU，在NB-IoT領(lǐng)域重新定義了OpenCPU，其GR8513 OpenCPU全新SoC架構(gòu)采用AP&CP（應(yīng)用和通信系統(tǒng)）創(chuàng)新雙核架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)超低功耗的同時(shí)，確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行和通信更穩(wěn)定可靠。目前匯頂科技已攜手知名行業(yè)伙伴成功落地基于該方案的智能水表案例，并正在向表計(jì)等更廣泛的IoT行業(yè)應(yīng)用全面推廣。

6、智聯(lián)安科技：北京智聯(lián)安科技有限公司是一家專(zhuān)業(yè)從事蜂窩物聯(lián)網(wǎng)通信芯片研發(fā)的IC設(shè)計(jì)公司?，F(xiàn)階段主要產(chǎn)品為5G NB-IoT芯片及4G LTE通信芯片。于2021年先后成功推出全球最小NB-IoT芯片MK8020及首顆面向“極致數(shù)傳+”市場(chǎng)的LTE Cat.1bis芯片MK8110；2021年9月，智聯(lián)安發(fā)布首顆5G低功耗高精度定位芯片MK8510，并將于今年9月正式商用。未來(lái)，智聯(lián)安科技將計(jì)劃拓展其表計(jì)市場(chǎng)，加大芯片在智能表計(jì)中的應(yīng)用。

三、總結(jié)

伴隨數(shù)字化腳步的跟進(jìn)， 產(chǎn)業(yè)會(huì)經(jīng)歷一個(gè)“傳統(tǒng)行業(yè)智能化，物理世界數(shù)字化”的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用，對(duì)終端智能化提出了很高的要求。無(wú)論是運(yùn)營(yíng)商、電網(wǎng)公司還是燃?xì)夤?，無(wú)論是純熟玩家還是新手跨界，成長(zhǎng)路上絕非一帆風(fēng)順，既然一盤(pán)大棋已經(jīng)開(kāi)局，無(wú)論黑白棋子誰(shuí)先走誰(shuí)后走，闖過(guò)一路上的圍剿堵殺，甚至一代一代的努力，中國(guó)芯的新布局終會(huì)越來(lái)越清晰！

總之，雖然智能表計(jì)行業(yè)滲透率還比較低，但是受益于政策、市場(chǎng)、技術(shù)等利好因素，當(dāng)前智能表計(jì)行業(yè)正迎來(lái)更新?lián)Q代的轉(zhuǎn)型升級(jí)期，且這一速度正在加速。目前智能表計(jì)的前沿研究仍在市場(chǎng)需求之前，未來(lái)發(fā)展存在更多創(chuàng)新機(jī)會(huì)。智慧城市的建設(shè)和政策的引導(dǎo)，不僅為NB-IoT、NFC等技術(shù)的發(fā)展提供了商業(yè)應(yīng)用環(huán)境，同時(shí)也為表計(jì)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了視角背書(shū)和政策催化劑。未來(lái)，智能表計(jì)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)，智能便捷、精準(zhǔn)可靠、安全節(jié)能的產(chǎn)品將會(huì)涌向市場(chǎng)，并且加速替代傳統(tǒng)表計(jì)。

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審核編輯：湯梓紅