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蜂窩芯片的領域早已開始變天。現在,全球前八的蜂窩芯片企業中,除去第一名的高通外其餘都是中國企業,中國更是主導了蜂窩物聯網芯片市場,占總出貨量近60%。
在中國物聯網的巨大市場推動下,紫光展銳2022年第一季度市場份額為26.1%,相比去年同期近乎翻倍,翱捷科技也從寂寂無名,直接進入前3名。
01
萬物互聯的時代,蜂窩數據早已成為無線連接的關鍵。蜂窩市場的增速極快,2022年一季度全球蜂窩物聯網模塊芯片出貨量同比增長35%,而中國就是最主要的物聯網消費地區。實際上,中國當前蜂窩通信的主要協議有低功耗廣域網絡NB-IoT以及移動通信網絡2G(GPRS/GSM)、3G、4G(Cat.1,Cat 4等)、5G等。在實際應用中NB-IoT在蜂窩物聯網應用中使用是最多的,占比達60%,2G、3G蜂窩網絡的占比為30%,4G、5G蜂窩網絡的占比僅為10%。而每個不同的蜂窩網絡下,都存在巨額的市場。首先來看低速率的NB-IoT蜂窩網絡芯片,其傳輸速度最高為100Kbps。由於其數據傳輸速率要求不是太高,常常用於智能水電錶、共享單車、環境監測等。以智能水錶為例,以前水務公司需要專門派人抄水錶數值,來確定某一個用戶的用水量,但現在,在很多城市中已經安裝了基於NB-IoT技術的遠程智能水錶,直接解決抄表難、繳費難、監管難、易錯抄/漏抄、人工成本高等問題,而這之間的區別就是增加了傳統水錶的通信能力。自從2018年NB-IoT智能表計在國內市場開始商用,到了2019年,NB-IoT智能水錶/燃氣表均突破1000萬戶。現在,智能電錶的覆蓋率達95%以上,智能水錶則在50%以上,智能燃氣表也在60%以上。前段時間,中國移動旗下中移物聯網有限公司啟動了NB-IoT芯片XY1100採購項目,該項目共集采1500萬片NB-IoT芯片,供應商為芯翼信息科技。千萬級別的需求大單,無不展示了NB-IoT芯片的市場潛力。其次來看中速率的2G、3G蜂窩網絡芯片,其傳輸數據為100Kbps~1Mbps之間,主要應用於移動支付、智能穿戴、智能家居等低功耗、低帶寬的設備中。2G、3G蜂窩網絡曾是主流的連接方式,但隨着4G、5G的發展,全球運營商都已經在着手2G/3G退網事宜,國內的三大運營商也早已進行規劃——中國移動退3G、中國電信退2G和3G,中國聯通退2G。2020年之前,NB-IoT連接數不足1億,LTE Cat.1還未開始規模化發展,所以基於蜂窩網絡的物聯網終端主要通過2G、3G接入,尤其是2G承載了大部分蜂窩物聯網連接。據統計,2021年2G/3G非手機終端出貨量達1501萬部。因此,儘管手機領域正在籌備退網,但物聯網領域中2G/3G網絡還承載着上億的用戶。最後來看高速率的4G、5G蜂窩網絡芯片,傳輸速率相對較高,一般都在1Mbps以上,其中,5G蜂窩網絡的上行峰值為100Mbps,下行峰值為500Mbps。目前,高速率蜂窩網絡主要應用於車聯網、自動駕駛、視頻監控等領域中。在全球蜂窩物聯網模塊預測中,5G早已成為增長最快(60%)的技術。理論上來說,每一個IoT設備,都需要包含至少一種通信技術,而相應的,也就需要至少1個通信模塊,基於這個邏輯,最近幾年,國內一批做蜂窩芯片和模組的廠商享受到了物聯網產業發展的紅利,迅速地發展擴大,並且陸續上市或者被上市公司併購。
02在蜂窩芯片的寬闊的賽道下,眾多國產蜂窩芯片順勢而起。根據市場研究機構Counterpoint公布的2022年Q1季度全球蜂窩IoT模組芯片廠商市場份額占比分布情況來看,高通以42%份額排名第1。排名第2到第7的供應商全部來自中國,其中紫光展銳以25%份額排名第2,翱捷科技以7%份額位居第3,聯發科、移芯通信、芯翼信息、華為海思位居其後。這7家中國供應商中,移芯通信與芯翼信息均成立於2017年,這也是它們首次進入Counterpoint統計的全球榜單中。僅僅用了5年時間,兩家廠商就已經打入了全球前十,這足以看出國產蜂窩芯片廠商的飛速進步。在逐步「包圍」高通的過程中,國內廠商的競爭策略就是用更低的銷售價格和更好的產品服務獲取客戶。以翱捷科技為例,翱捷科技就是採取了以價格換市場份額的策略。這個策略使得翱捷科技的綜合毛利率在2019年一度觸底,但「價格戰」的結果是成功的。隨着規模效應、產品迭代和提價等因素的帶動,到2021年翱捷科技的毛利率已經增加了7%。在眾多廠商的「低價競爭」下,蜂窩芯片被殺出一條血路。從NB-IoT芯片價格來看,2018年中國聯通的NB-IoT 模組集采價格為25-32 元;2019 年中國移動 NB-IoT 模組集采,中標價格為 19-30 元;2020 年,天翼電信終端有限公司江蘇分公司 NB-IoT 物聯網模組集采中,中標價格已經下探至 15 元以內。從Cat.1模組的價格來看,曾經高通於2016年便推出了Cat.1方案,但其價格與國產Cat.4模組價格相差無幾。隨着2019年下半年,國內廠商紫光展銳、翱捷科技分別推出Cat.1芯片,大幅拉低模組價格,使得2020年Cat.1模組價格已經迅速降至45-60元。到今年Cat.1芯片價格已經低至32.74元。
03
蜂窩芯片賽道上,已經出現了海思、紫光展銳、ASR、芯翼、移芯、智聯安、匯頂科技、芯象半導體、諾領、吾愛易達、粒子微等眾多國產芯片玩家。目前來看,中國移動、聯通、電信三大運營商都圍繞NB-IoT構建了網絡。芯片廠商、硬件製造廠商等玩家蜂擁而至,NB-IoT芯片市場迎來爆發。NB-IoT芯片市場有智聯安、創新維度、簡約納、升哲、海思、紫光展銳、芯翼、移芯、翱捷、中科無線、中興微、匯頂、慧智微等芯片玩家。在NB-IoT芯片賽道上,不少企業獲得了融資。2021年,芯翼信息科技獲得B輪近5億元投資;2022年1月, 移芯通信獲得10億元C輪融資。資本的助力下,許多NB-IoT芯片廠交出「答卷」。移芯通信的NB-IoT芯片包括EC616和EC616S。EC616單芯片集成射頻收發機、PA、以及電源管理,大幅減少外圍器件數量,適用於無線抄表、煙感、智能穿戴等領域。智聯安一直投身於NB-IoT的研發,是國內首批實現NB-IoT芯片量產的公司,發布了兩款NB-IoT 芯片MK8010和MK8020,其中MK8010銷量已過百萬片。芯翼信息推出的XY1100是全球首顆集成CMOS PA的NB-IoT芯片,具有集成度高、超低功耗、靈活性強、成本極低的優勢,支持R13/R14。採用超小體積模塊設計,模組體積整體下降30%。經過數年的市場磨合之後,市場發現NB-IoT雖然在功耗與成本上有很大優勢,但也有很多局限,尤其是在移動性與語音功能方面,限制了很多應用,因此,在2G退網的背景之下,作為4G低配版的LTE-Cat.1就承接了大量的2G連接應用。與同樣剛剛實現商業化的NB-IoT技術不同,LTE Cat.1在芯片設計複雜度、產品化難度、基站適配多樣性等方面高出了幾個等級。如果把中低速蜂窩物聯網芯片設計難度分為1~10十個等級,NB-IoT芯片的設計難度在2~3級,那Cat.1芯片的設計難度高達7~8級,且業內較缺乏在LTE技術方面有足夠積累和經驗的設計人員,一般團隊難以在短時間內成功研發出產品。Cat.1在最近2年的發展迅速,2021 年全球Cat.1芯片出貨量達到 1.17 億片,同比增長三倍多。受益於國產廠商的低價策略,中國的Cat.1市場貢獻 60%-70%的份額。紫光展銳與ASR是目前國內Cat.1芯片市場的「雙寡頭」,不過其他幾個國產企業,也都在全力研發Cat.1芯片產品。2019年,紫光展銳推出了業界首款LTE Cat 1bis物聯網芯片春藤8910DM。憑藉春藤8910DM,紫光展銳成為Cat.1領域的領頭羊。2021年紫光展銳在中國 LTE Cat.1 芯片市場市占率達 70% 以上。紫光展銳還將在今年推出新一代的Cat.1芯片春藤8850,集成GNSS定位功能,聚焦追蹤類市場,未來搭載這塊芯片的Cat.1模組,可以配置到可穿戴、定位器、智能停車、金融支付、資產追蹤的物聯網終端。其他「新軍」也都已有一定的進展,移芯通信的Cat.1 bis芯片EC618已經流片成功,未來推出的EC619芯片,可能採用台積電22nm工藝,在降低功耗和及集成度上會有提升;芯翼信息科技方面,單模的Cat.1芯片XY4100也正在緊鑼密鼓研發中,預計將於今年第三季度推向市場。哪怕如蜂窩芯片如此寬闊的市場,也在存在倒閉的企業。前不久,一家以研發NB-IoT和Cat-M等蜂窩物聯網通信芯片的企業,諾領科技宣布了倒閉。而該公司此前還獲得了2個億的B輪融資。有人倒閉也有人融資,今年7月,智聯安科技完成數億元C輪融資,而這家企業主營業務正是聚焦蜂窩物聯網通信芯片研發。
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