无线模组如何赋能万物,让发展进一步提速

来源:华强电子网 作者: 时间:2018-01-17 14:16

无线模组 LPWAN 通信模组

  1 无线通信模组介绍及产业链分析

  无线模组是将芯片、存储器、功放器件等集成在一块线路板上,并提供标准接口的功能模块,各类终端借助无线模组可以实现通信或定位功能。无线模组按功能分为“通信模组”与“定位模组”。相对而言,通信模组的应用范围更广,因为并不是所有的物联网终端均需要有定位功能。通信模组包括蜂窝类通信模组(2G/3G/4G/5G/NB-IoT等)和非蜂窝类通信模组(WiFi/蓝牙/LoRa等),蜂窝通信模组年出货量正由千万级提升至亿级;定位模组主要是GNSS模组,包括GPS模组、北斗模组等。

  无线通信模块使各类终端设备具备联网信息传输能力。其是连接物联网感知层和网络层的关键环节。属于底层硬件环节,具备其不可替代性。

  无线模组的上游行业为基带芯片、射频芯片、定位芯片、电容以及电阻等原材料生产行业,标准化程度较高。基带芯片(通信芯片)是核心,占材料成本的50%左右,技术壁垒高,目前,芯片供应商以海外厂家为主,如英特尔、高通、联发科等,国内有海思、锐迪科、新岸线、乐鑫、中兴微电子等,北斗芯片供应商包括北斗星通等。

  无线模组的下游一般为物联网设备制造商或物联网系统集成服务商,一般而言,绝大部分需要联网或定位的物联网设备都需要无线模组。下游为各个细分应用领域,极其分散,往往通过中间经销代销环节流向各个领域,模块提供商采购上游材料,自身负责设计和销售,生产外包给第三方加工厂。

  2 无线模组供应商的核心价值

  无线模组具有技术门槛与客户门槛,兼具标准化和定制化特点,这就决定了上游芯片厂商涉足太深不经济,下游客户自行研发有难度,具体表现在:

  无线模组需对多种芯片、器件进行再设计与集成,需考虑多种通信协议/制式、体积、干扰、功耗、特殊工艺等,例如工业级的耐低温/高温、抗震动等要求;

  无线模块具有定制化特点,需要满足不同客户、不同应用场景的特定需求,例如车载前装类模块需要满足汽车行业的特殊规范与标准(如ACE/SAE等);

  客户已不满足于通信模块仅承担联网功能,还需融合感知、前端数据处理能力等复合功能,甚至要集成安卓系统、蜂窝网络、WiFi和蓝牙功能及GNSS于一体。

  3 物联网爆发为无线模组带来发展空间

  物联网终端要想实现联网或定位功能,一般都需要无线模组。通常情况下,每增加一个物联网连接数,就需要增加1-2个无线模组;根据第三方数据和产业调研,中性预测:2020年我国物联网连接数将较2016年增长317%,达到35亿,这将支撑无线模组出货迅速放量。

  目前,无线模组出货量最大的是非蜂窝通信模组,定位模组和蜂窝通信模组次之。考虑弹性,未来蜂窝模组增速将最快,国内年出货量正由千万级提升至亿级,预计2017年我国蜂窝模组市场将达99亿元,较2016年增长94%;根据ABI预测,2021年全球蜂窝模组出货量将达3.65亿,销售额49亿美金。

  3.1 短期看4G技术向M2M领域外溢带来的结构性市场规模增长

  4G技术在手机的渗透率已非常之高,但在物联网的应用正处于起步阶段。根据爱立信的统计分析,2016年底,全球采用2G的M2M方案占比约50%,采用4G LTE不到10%。随着技术升级和外延,4G LTE占比将不断增长,预计到2019年采用4G LTE的M2M方案将成为主流。

  关于价格,长期来看有下降趋势,尤其是4G模块从测试走向量产,价格会迅速下降,但随着集成度提高,包括安卓系统、WiFi和蓝牙功能、GNSS功能的集成,4G单模块价格有可能进一步上升。

  政策推动+市场自发,全面推进4G技术在M2M领域的应用。政策方面,国家在重点领域推动4G技术的普及,如智能电网领域,加强智能电网的升级,对表计信息采集的完整性、可靠性及实时性提出新的需求,引入4G无线通信技术迫在眉睫市场方面,新应用的出现对4G通信技术提出要求,如智能POS机市场,其需要嵌入4G、蓝牙模块以及Android系统,完成一系列创新应用。

  3.2 中期看LPWAN模块数的放量

  以NB-IOT/eMTC为代表的LPWAN(低功耗广域物联网)模块,有望随着技术成熟、成本下降,到2018年实现规模商用,届时出货量将会迅速增加。

  GSMA与CAICT联合预测,中国目前是全球最大的M2M市场,其中蜂窝M2M连接数约为1亿,到2020年这一数字有望增至3.5亿;而LPWA技术将额外提供7.3亿连接,使得总连接数超过10亿。到2025年,预计全球280亿台互联设备中有50%将适用于LPWA网络连接。

  3.3 长期看下游应用的全面崛起

  随着物联网下游应用的全面爆发,到2020年,全球联网设备数有望达到百亿级别,万物互联时代有望正式到来。

  据GSMA预计,到2020年,全球蜂窝物联网连接数有望达10亿级别,占到全球连接数的10%,复合增长达到26%。中国的M2M连接数达到10亿左右,占到全球的10%左右。

  4 竞争格局:外企主导,国内企业群雄逐鹿

  无线通信模块市场,目前集中度不算高,第一集团公司占据了全球约30%的市场份额。随着下游应用的崛起以及市场总规模的扩大,一批专注于个别垂直应用领域的优质模块供应商开始浮现。总体来看,形成国际与国内第一梯队引领,国内第二梯队逐步壮大的竞争态势。

  综合ABI和Yole数据,目前全球无线模组市场主要被海外企业掌控,包括Telit(意大利)、Sierra Wireless(加拿大)、Gemalto(荷兰)、U-Blox(瑞士)等,四家累计份额超过65%。国内SIMCom和移远通信也是蜂窝通信模组领先厂商,前者2015年份额列全球第一、后者列全球第五。

  国内无线模组厂商除SIMCom和移远通信外,还有杭州古北、广和通、上海庆科、龙尚科技、有方科技、中兴物联、中移物联网公司等。

  国外无线模组企业的产品主做高端,如以3G/4G模组、车规级通信模组为主,因此国外企业的毛利率普遍高于30%,国内企业普遍在20%左右。品牌效应、销售模式、客户结构等决定了毛利率水平,国内公司净利率水平中位数在6%~7%。

  5 发展趋势及亮点分析

  5.1 通信模组将从2G向4G和LPWAN迁移

  目前,存量物联网设备使用2G无线模组为主,未来4G以及LPWAN(低功耗广域网)NB-IoT和eMTC模组出货量将会快速增长。

  预计,2G无线模组占有率将从2015年的80%左右下降至2020年的26%,4G无线模组将从2015年的2%上升至30%,NB-IoT和eMTC预计2020年占比约36.5%。


  5.2 车联网推动车规级4G/GNSS模块放量

  车联网是物联网的典型应用场景,不论是智能控制、车载娱乐,还是辅助驾驶、自动驾驶,都需要依靠蜂窝通信模组及GNSS模组来实现。

  车联网包括前装和后装两类,随着消费升级,车载前装发展提速。但前装车载模块需要满足车规级要求,这将推动车规级模块需求旺盛。预计我国2020年车联网数量将突破7000万辆,未来车规级4G/GNSS模组将快速发展。

  5.3 北斗芯片/定位模组有望成为结构性亮点

  定位已成为物联网发展的重要基础,例如公车调度、物流追踪、共享单车、安防监控、可穿戴设备等物联网应用场景都需要跟踪位置信息。

  目前,我国的定位市场被美国GPS占据,北斗在移动智能终端中的渗透率仅25%,随着《中华人民共和国卫星导航条例》可能加快推出,北斗系统作为国家信息基础设施的法律地位有望确立,北斗将随物联网发展实现爆发。

  5.4 平台(DMP/AEP)是模组厂商发展方向

  无线模组具有标准化和定制化特点,拥有“跨行业、跨品牌、跨终端”的通用嵌入式特性,也会根据客户需求进行定制开发,具有“入口”特征。

  从海外无线模组厂商的发展经验来看,基本都在从“模组”走向“模组+云平台”。云平台包括设备管理平台(DMP)和应用使能平台(AEP),希望基于“模组这一入口”,打造通用云平台,提供物联网综合解决方案。

  目前,国内的设备管理平台(DMP)已进入快速发展阶段,预计2017年销售收入将达到6.8亿元,增长58%,2020年将达到37.56亿元。应用使能平台(AEP)目前仍处于布局阶段,预计2018年起发展将明显提速,到2020年,我国AEP平台销售收入近60亿元,是2016年的近100倍。



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