圖註:來源芯聞路1號製圖,數據如有不足,歡迎留言補充
如果說2G、3G退網和物聯網市場捧紅Cat.1,那麼,真正爆發還需要晶片廠商和模組廠商的相繼發力。
早在2015年,高通、Sequans、Altair等晶片廠商就已經推出了Cat.1晶片。當時中國4G剛開始建設不久,處於2G/3G共存,4G網絡部署不成熟,而且Cat.1的速率只有Cat.4的10%-15%,但是兩者的模組價格幾乎一致,例如高通MDM9207-1晶片,導致成本直追Cat.4,導致大部分主流模組廠家都把精力放到Cat.4上,Cat.4的模組價格持續降低,而Cat.1的模組價格居高不下。
2019年開始,隨著2G/3G減頻退網的條件逐漸成熟,翱捷科技(ASR)推出了Cat.1與GSM雙模的晶片ASR3601/1601,紫光展銳推出了全球首款LTE Cat.1 bis晶片平臺——春藤8910DM,Cat.1模組價格開始逐漸具有競爭力。
2G/3G退網捧紅Cat.1
Cat.1的全稱是UE-Category 1,UE是指 User Equipment(用戶終端),Category意為分類、類別。根據3GPP的定義,Cat-X的值被用來衡量用戶終端設備的無線性能,也就是用來劃分終端速率(等級)。
其中,Cat.1上行峰值速率是5Mbit/s,下行峰值速率是10Mbit/s,屬於蜂窩物聯網,用於中速蜂窩通信業務裡,包括車載定位、可穿戴設備、共享設備、視頻監控、金融支付、公網對講以及電力集中抄表等領域。
在近日舉行的RAN#88e全體會議上,3GPP宣布負責GERAN和UTRAN無線與協議工作的RAN6工作組正式關閉。而RAN6工作組此前一直負責研究2G和3G無線功能,隨著 2G、3G在退網,其連接功能將由4G和5G網絡承擔。
這個金字塔結構揭示了蜂窩物聯網連接的分布:60%的物聯網連接需要窄帶網絡提供服務,而30%中低速業務的物聯網設備需要Cat.1或eMTC網絡提供服務,只有10%左右高速業務需要4G Cat 4以上或5G eMBB提供服務。
Cat.1和eMTC能夠承載主要面向語音、中低速率和市場。但由於eMTC需要基礎設施建設,運營商恐無暇顧及。從目前蜂窩物聯網發展的態勢看,LTE Cat.1承擔4G物聯網連接主力的時機已經開啟。
據顯示,2019年全國4G基站總數為544萬個,新建4G基站為172萬個,佔4G基站總數近32%,遠遠超過往年。雖然2019年是5G商用元年,但是4G基站的投入並未減少,這同樣為Cat.1的發展創造了良好的條件。
晶片商、模組商紛紛布局Cat.1
Cat 1不是突然躥紅,背後有政策、產業多種合力共振,可以說是天時地利人和。因此,Cat 1 「走紅」,也不會是曇花一現。
早在2015年1月,通信晶片廠商Sequans率先發布首款LTE Cat.1晶片——Calliope。2017年國外運營商T-Mobile還曾推出過配有Sequans LTE Cat.1模塊服務的全新物聯網數據計劃。
2015年下半年,Altair推出Cat.1的單模LTE晶片。2016年3月,中興物聯與Altair合作,推出了Cat.1模塊產品ME3610。
2015年下半年,高通也推出了其首款Cat.1晶片——MDM9207-1。
但是這幾款晶片的推行與當時的國內市場情況不是很吻合,價格居高不下,很多模組廠商並沒有選擇Cat.1。隨著在2G/3G的退網的背景之下,Cat.1在物聯網快速發展的助推下將有億級市場空間。
時隔4年,2019年9月,翱捷科技(ASR)推出了Cat.1與GSM雙模的晶片ASR3601/1601。ASR 在Cat.4的積累很深,2017年5月18日,ASR收購Marvell(美滿電子科技)MBU(移動通信部門),也一併收購了Marvell的終端基帶晶片,這些產品基於Marvell成熟的LTE Cat.4 和Cat.7技術。目前ASR的Cat.4模組晶片已經大批量出貨,而 Cat.1 模組是Cat.4 的延續,有大部分模組廠商相繼推出基於ASR晶片的Cat.1模組,如移遠通信、域格通信、芯訊通,高新興物聯,信可,信位、銳騏等。
圖註:來源網絡,LTE Cat.1紫光展銳 vs ASR
2019年11月,紫光展銳發布了全球首款LTE Cat.1 bis晶片平臺——春藤8910DM,這也是首款Cat.1定製晶片,首次為Cat.1提供了更高性價比的選擇。春藤8910DM採用28nm成熟工藝,支持LTE Cat.1 BIS、GSM雙模,上行速率達5Mbps,下行速率達10Mbps,同時集成藍牙、Wi-Fi室內定位,連接更穩定,還支持VoLTE,功耗也非常低。
據了解,紫光展銳目前擁有成熟的eMTC、NB-IoT、LTE Cat.1 bis、Cat.4產品解決方案。其中,展銳的 Cat.1 陣營也不弱,2020年3月,基於春藤8910DM的廣和通LTE Cat.1 模組L610完成中國電信測試入庫。目前已有十餘款搭載春藤8910DM的LTE Cat.1模組產品正式推出,其中包括龍尚、有方、美格、移柯、騏駿、合宙等,這些模組廠家的 Cat.1 模組都已經宣布量產,聲勢絲毫不弱於 ASR。
Cat.1會火也是有原因的,主要取決於幾個因素:
1、成熟的網絡覆蓋。工信部最新數據顯示,截止2019年底,4G基站數超500萬,基於如此成熟的LTE網絡部署,推廣Cat.1無需重新布網即可完成新舊更迭;
2、高於2/3G的網速。2/3G網絡在靜態的物聯網市場擁有巨大市場,但針對實時性高的語音等業務場景卻並不合適,而Cat.1 產品最大下行速率可達10Mbps,最大上行速率可達5Mbps,解決了這一問題;
3、低於4G的成本。Cat 4及以上方案雖然支持速率高,但對於物聯網行業而言,其成本價格還普遍較貴,Cat.1的高集成為客戶提供了最佳性價比;
4、功耗小,終端側的晶片複雜度降低(採用專用的Cat.1晶片,硬體架構更簡單),能夠有效降低功耗;(據移遠通信透露,其Cat.1模組在空閒模式下,功耗比Cat.4降低了50%;工作模式下,功耗也比Cat.4降低了50%。)
Cat.1 劣勢:
1、現階段晶片廠家少:國外以高通為主,輔以 Sequans、Altair。國內主要是展銳和翱捷。
2、現階段價格偏高
2016年6月,高通就曾對外宣布,其IoT物聯網晶片已經獲得了全球60多家OEM廠商的採納,贏得了超過100項產品設計。可見當時高通在Cat.1領域的強勢。
在 Cat.4 時代,國內的模組廠商所推的Cat.1模組也基本都是基於高通晶片方案,但是現在,從上圖匯總可見,2020年模組廠商主要是基於展銳和ASR 之間的選擇,儼然成了國內兩家大廠的角逐,展銳和ASR怎麼出牌,很大程度決定了這個市場的走向。
近日,聯通物聯網有限責任公司發布Cat.1晶片集中比選項目(二次)比選公告,擬採購500萬套Cat.1晶片,但是也限定了最高限價,為3.9美元/套。隨著後續Cat.1出貨量的持續增加,其成本或將降到與NB-IoT模組相近的水平。關於Cat.1是否會對NB-IoT形成替代,二者之間究竟是競爭關係,還是互補關係?還是備受爭議。 但是Cat.1確實會對於eMTC形成擠壓。