“网红级”IoT芯片：出货暴增！玩家涌入、厮杀！前景一片叫好！
2021-02-27
2020年运营商加速2G的退网以及对NB-IoT、Cat.1的大力支持，一度令整个物联网行业为之振奋。
没承想，2020年新冠疫情打乱了整个市场的进程，从笔者向行业了解到的情况来看，2020年NB-IoT未达之前的预期，CAT.1由于刚起步也未有大量的出货。
不过，2021年这两大蜂窝物联网市场已经逐渐恢复过来，从多个渠道的消息来看，今年将是NB-IoT、Cat.1高速出货的一年，与此同时，芯片玩家也在产品和市场上做了更多的布局。
2020年NB-IoT芯片出货达6000万，Cat.1出货1000万
NB-IoT芯片经过三四年的发展，到2018年-2019年进入快速发展阶段，原本行业预估2020年NB-IoT芯片出货将达到1亿颗，但受到疫情的影响，只达到了6000万颗的出货量。
移芯通信董事副总裁杨月启对电子发烧友网记者表示，去年上半年整个NB-IoT市场受到疫情影响，但从第三四季度开始，随着疫情的稳定和需求的回升，NB-IoT的出货开始快速攀升，并且2021年初以来仍然保持着旺盛的增长，应用领域也不断拓宽。
当然NB-IoT在隔离防控终端例如NB-IoT门磁等上面得到了大量应用。芯翼科技市场总监陈正磊表示，经过几年的技术生态建设和市场教育，NB-IoT的项目已经不局限于三表等领域，除了抗疫类产品外，还在消防、电动车监控、共享智能家电等市场兴起。
Cat.1做为中低速物联网技术，在2020年从运营商、芯片到模组厂商层面得到大力的推广，Cat.1虽不是新兴技术，但其推广时间不长，加上模组价格较高且未有大规模应用支撑，2020年Cat.1芯片的出货在1000万左右。
NB-IoT、Cat.1在2020年歇了口气，2021年却是大发展的一年，新年伊始，芯片厂商卯足了劲儿，要在今年拿下更大的市场。
NB-IoT芯片市场情况
在此前的报道中我们介绍过NB-IoT市场的主要玩家，海思、紫光展锐、联发科等是头部主力，以及一批初创芯片企业包括移芯、芯翼、智联安、诺领、芯象等等。
目前来看，海思在NB-IoT市场占有较大份额，属于绝对主力，紫光展锐、联发科紧随其后；移芯、芯翼、智联安等初创公司逐渐在NB-IoT市场崭露头角，以较高的性价比获得越来越多的认可。
2020年底海思推出最新Boudica200芯片，并在今年2月份陆续有不少搭载这颗芯片的模组面市，包括移远通信、中移物联等。
Boudica 200采用了创新的高集成度架构，在一颗SOC芯片上集成了MODEM、MCU、PA、电源管理器件、Memory子系统等，使得模组的外围元器件数量大幅减少，极大减少了模组面积，典型频段配置的模组面积可以减少到10mm*10mm。
Boudica 200在芯片面积不增加的前提下，在同一颗芯片上还实现了BLE5.0、GNSS（包括GPS和北斗）以及专用的安全处理单元，以组合解决方案能力支持更多的应用。尤其专用的安全单元除可支持安全启动、加载、执行、FoTA升级外，还支持iSIM功能使得终端在设计时可免去SIM卡槽，也进一步降低了终端的设计成本和体积。
这颗芯片是海思继Boudica120（2016年）、Boudica150（2018年）两代产品之后，针对终端运维、物联网安全以及追求更低功耗等NB-IoT市场痛点推出来的新一代产品，将在设备运维、智能门锁、智慧路灯、智慧农业、智慧物流等众多应用发挥其优势。
同样在2020年底，紫光展锐推出了V8811 NB-IoT芯片。这是一颗基于最新冻结的3GPPR16标准设计的5GNB-IoT工业控制器芯片，可以与5GNR网络共存并接入5G核心网。
V8811作为面向5GR16的NB-IoT芯片，除了在通信能力领先外，还在安全、可靠、省电等特性上带来了诸多创新。V8811是业界首个支持TEE+国密算法的NB-IoT芯片；同时也是展锐首款工规级5GNB-IoT芯片;面对千行百业对低功耗窄带物联网产品省电的极致追求，V8811功耗表现比上一代产品优化了50%。
在高手如林的NB-IoT芯片市场，移芯、芯翼、智联安等一批初创芯片公司从一开始就制定了差异化产品策略。
移芯通信目前已成功研发并量产了EC616 、EC616S两款NB-IoT芯片，凭借其“低成本、低功耗、高性能、高可靠、宽电压”等特点，获得了市场的高度认可。
EC616于2018年4月首次流片成功，于2019年6月正式量产，以其超低功耗、超高集成度、超高通信性能、超高硬件适配性等特性，获得国内多家主流模组商，如移远通信、利尔达、有方科技、广和通、SIMCom、移柯通信、美格智能、九联科技、域格信息、锐骐电子、宽翼通信、北京华弘、云程科技、涂鸦智能等的高度信任，各厂商均已大批量发货，单月出货已超过百万片，成熟稳定。
2020年，移芯通信推出集成度更高的NB-IoT芯片EC616S，外围只需18颗元器件，模组尺寸低至10x10mm，接收灵敏度低至-142dBm，PSM电流低至0.8uA，支持2.2-4.5V超宽电压等特性，不仅适合水表、燃气表、烟感等低功耗垂直行业，更适合穿戴式等要求小尺寸的应用场景。
芯翼在2019-2020年实现XY1100大规模量产，该产品单芯片集成CMOS PA，超低功耗设计，PSM功耗低至700nA，支持全球全频段商用，SDR架构可轻松扩展等。
陈正磊表示，芯翼的产品策略是贴着应用走，深耕行业应用。在通用芯片的基础上凭借对细分市场的理解和把握，再加上团队的研发能力，为客户提供差异化芯片。例如在芯翼耕耘颇深的抄表市场，公司能够提供通信芯片加MCU的组件，提高集成度减化客户研发。
据悉，今年芯翼延续XY1100系列推出两款NB-IoT新品，包括高性能NB-IoT工业级MCU XY1100 A、高性价比融合通信SoC XY1100E。
智联安去年推出MK8010，今年初又推出了MK8020，MK8020是全球最小的NB-IoT芯片。
智联安销售副总裁王志军介绍说，新一代MK8020芯片尺寸更小，基于55nm低功耗工艺，QFN封装仅4.5*4.5mm。芯片支持无32K晶振设计，高速LPUART及快速扫频等领先特性，针对多个物联网典型场景进行设计，非常适合可穿戴等产品的使用。
此外，智联安是中国移动自研NB-IoT芯片的独家合作伙伴，将联合开发基于40nm超低功耗的NB-IoT。2020年公司NB-IoT出货量超过100万颗。
当前水表和气表已达到2000万级的出货，千万和资产跟踪分别达千万级出货，还将出现包括白电、智慧路灯、停车、农业、门锁、跟踪和电表等每个都是百万级出货市场。
未来更多的应用将不仅利用NB-IoT的通信功能，这对体积、功耗、成本、功能等提出更高要求，这就给了这些NB-IoT芯片厂商在产品升级换代和市场拓展的机会。
2021年Cat.1预计10倍涨幅，发力更猛，玩家更多
去年以来处于培育期的Cat.1市场，出货仅千万级别，然而，这个物联网新贵被寄予厚望，尤其是在2G退网和Cat.4向Cat.1迁移的趋势下，行业普遍预估2021年Cat.1的出货量将达到8000到1亿的水准，几乎是10倍的增长预期。
杨月启分析说，2G和3G退网是大势所趋，给Cat.1提供了良好的机遇，加上物联网的自然增长，整个行业及市场对Cat.1的预期较高。随着2G产品向NB-IoT和Cat.1迁移，加之Cat.1模组成本的逐渐下降，Cat.1产品市场的规模势必进一步放大，Cat.1未来可期。
为了抓住即将爆发的Cat.1市场机会，今年移芯、芯翼、智联安等厂商都将发力Cat.1芯片，这就意味着Cat.1芯片玩家的显著增加。在去年，紫光展锐、翱捷科技已经率先凭借各自的Cat.1芯片成为市场主力军。随着越来越多玩家的加入，今年的Cat.1注定热闹空前。
如何保障供应链稳定
去年10月，旭化成微电子株式会社（简称：AKM）延冈制造所的一处工厂发生特大火灾。这场大火烧得人心惶惶，因为AKM占了温补晶振（TCXO）IC市场90%以上的份额。AKM工厂大火直接造成了温补晶振IC市场涨价以及缺货。预计业内人士估计AKM工厂恢复需要半年左右的时间。
在TCXO紧缺的情况下，各家厂商通过及时修改设计，以规避缺货情况。杨月启表示，TCXO晶振首先是价格爆涨，那时原厂和渠道仍有库存，之后的情况是，库存消耗待尽，有钱都买不到货，涨价只是TCXO缺货的序曲。
移芯通信的EC616和EC616S芯片在设计之初为降低模组成本采用了DCXO的方案，用crystal无源晶体进行替代，原来1.3元左右的TCXO目前的现货价格已经涨到8、9元，还不一定有货。crystal相对来说市场价低，供货也比较充足，可以做为TCXO的替代使用。
陈正磊则表示，通过采用RC振荡器，再搭配温补算法的方式能够对TCXO进行替代。
此外，智联安的MK8020也采用新的设计方案，规避了TCXO缺货的问题。
杨月启表示，晶振缺货只是物联网模组供应链问题的一部分，事实上，外围器件如32k、射频、PCB等悉数涨价缺货。移芯的NB-IoT芯片集成度高，将PA、射频开关、滤波器、匹配电路等进行集成，使得芯片的外围器件只需要18颗，如此也能够大幅度降低客户采购外围元器件面临的供货风险。
另外，移芯和晶圆代工厂达成一致，力保移芯芯片不缺货，帮助客户放心大胆的进行市场拓展。
陈正磊提到，要把握好与晶圆代工和封测的合作。芯翼一直以来与中芯国际保持良好的合作关系，在芯翼成立之初中芯国际特意赠送牌匾，写道“以芯为翼，助推物联”表示祝贺。
芯翼还在封测环节投入资金，以获得更多的产能保障。建立良好的供应链在这个半导体缺货涨价时期显得非常重要。
智联安的芯片代工在联电，王志军表示，智联安与联电一贯合作良好，在半导体产能紧张的当下会争取获得更多的产能保障。智联安在2020年营收达到8000万元，预计2021年将过亿。
小结
NB-IoT和Cat.1做为中低速广域物联网的技术，在近几年的成长将非常可观。首先，NB-IoT已经进入爆发期，数个千万级应用以及众多待开拓的百万级应用叠加，出货量每年指数级增长。其次，庞大的2G存量市场、3G、4G的迁移，对于Cat.1来说是数十亿的市场规模。这也是为何巨头要提前卡位，初创公司不断涌入的原因。NB-IoT和Cat.1作为物联网连接的基础之一，发展前景可期。