過去幾年，國內(nèi)外NB-IoT芯片市場基本沒有新的入局者，作為全球知名的集成電路企業(yè)，ST在業(yè)界的影響力毋庸置疑，本次入局，是近年來一個重磅角色進(jìn)入NB-IoT芯片領(lǐng)域，其產(chǎn)品的特色和創(chuàng)新，也反映了該企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場新需求的調(diào)研和思考。
近日，意法半導(dǎo)體（ST）宣布推出尺寸超緊湊的低功耗物聯(lián)網(wǎng)模塊ST87M01，這是一款集成了NB-IoT和GNSS地理定位功能于一身的器件。根據(jù)ST公開信息，模塊內(nèi)部的IC是ST自主設(shè)計研發(fā)，也就是說其中的NB-IoT通信芯片是由ST自行設(shè)計的。
過去幾年，國內(nèi)外NB-IoT芯片市場基本沒有新的入局者，作為全球知名的集成電路企業(yè)，ST在業(yè)界的影響力毋庸置疑，本次親自入局，是近年來一個重磅角色進(jìn)入NB-IoT芯片領(lǐng)域，其產(chǎn)品的特色和創(chuàng)新，也反映了該企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場新需求的調(diào)研和思考。
ST新推出的NB-IoT產(chǎn)品的特點
根據(jù)ST官方新聞稿的表述，該企業(yè)認(rèn)為其最新的NB-IoT產(chǎn)品作為工業(yè)級模塊，具有精確的GNSS、超緊湊、低功耗、更靈活、更安全等特性，例如：
符合3GPPR15標(biāo)準(zhǔn)，集成原生GNSS接收器，具備多個導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)連接功能，能實現(xiàn)定位功能，同時可在NB-IoT睡眠時提高省電效
模塊采用10.6mmx12.8mmLGA封裝，是小尺寸應(yīng)用的理想選擇；
低功耗模式工作電流小于2µA，最大發(fā)射輸出功率達(dá)+23dBm，適合各種需要可靠的低功耗廣域網(wǎng)連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備；
是一個完全可編程的物聯(lián)網(wǎng)平臺，為產(chǎn)品開發(fā)人員帶來設(shè)計靈活性，用戶只需將自己的代碼直接嵌入到模塊，即可實現(xiàn)簡單的應(yīng)用場景，該模塊還可以與單獨的主控微控制器配套，實現(xiàn)許多更復(fù)雜的用例，同時ST提供各種協(xié)議棧，并支持標(biāo)準(zhǔn)化的3GPPAT命令，以及ST的增強(qiáng)型AT命令；
模塊還集成了的ST4SIM嵌入式eSIM卡，通過GSMAeSA（安全保證）認(rèn)證，內(nèi)置嵌入式安全單元(eSE)。
從2016年NB-IoT首個標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)起，NB-IoT芯片經(jīng)歷了大批廠商扎堆入局到市場洗牌的過程，經(jīng)過殘酷的競爭，大部分廠商被清洗出市場，剩余的幾家均實現(xiàn)了量產(chǎn)，而且價格已非常低，近年來很少有新的入局者。ST雖然在全球半導(dǎo)體市場占據(jù)重要地位，但其入局NB-IoT芯片，一定要有差異化才能在激烈競爭中立足。
NB-IoT+GNSS系統(tǒng)單芯片能夠低成本、快速實現(xiàn)定位類場景的應(yīng)用，ST本次推出的NB-IoT產(chǎn)品就包括集成了NB-IoT和GNSS的SoC。實際上，數(shù)年前多家芯片廠商就探索或推出單個SoC中實現(xiàn)NB-IoT和GNSS集成，例如此前海思半導(dǎo)體、諾領(lǐng)科技等都推出過NB-IoT+GNSS系統(tǒng)單芯片Boudica200和NK6010，但由于種種原因，兩家廠商雖然進(jìn)行了率先的創(chuàng)新，但最終夭折。如今，ST將NB-IoT+GNSS系統(tǒng)單芯片再次推向市場，讓這一趨勢更為明顯，為定位場景的NB-IoT快速規(guī)模化應(yīng)用提供有力支持。
由于ST是一家IDM模式的半導(dǎo)體廠商，因此該廠商宣稱ST87M01產(chǎn)品以及其中的新品都是其自主設(shè)計、研發(fā)、制造，所以ST能夠全盤控制、管理物料成本和供應(yīng)鏈，在產(chǎn)品質(zhì)量方面有較高的保障。一直以來，ST的產(chǎn)品以穩(wěn)定性高著稱，這款NB-IoT產(chǎn)品也將延續(xù)其以往的特點。
ST擁有非常豐富的半導(dǎo)體器件產(chǎn)品，可以為其NB-IoT產(chǎn)品供應(yīng)鏈穩(wěn)定性和產(chǎn)品的協(xié)同形成強(qiáng)大的“靠山”，這或許是該公司在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最大的優(yōu)勢之一。ST在新聞稿中提到，ST87M01可與自己的各種技術(shù)產(chǎn)品配合使用，包括微控制器、AI解決方案、傳感器、執(zhí)行器、PMU、轉(zhuǎn)換器、接口、存儲器和其他連接技術(shù)，這些產(chǎn)品在全球市場中都具有巨大優(yōu)勢，為下一代物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)賦能。
最為典型的是，對于物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者來說，STM32微控制器（MCU）這一明星產(chǎn)品非常熟悉，公開數(shù)據(jù)顯示，截至2020年6月底，STM32出貨量已超過60億顆。ST的MCU產(chǎn)品在全球具有競爭優(yōu)勢，幾乎成為物聯(lián)網(wǎng)終端的標(biāo)配，廣泛應(yīng)用于各種場景。因此，有MCU產(chǎn)品的配合，預(yù)計ST的NB-IoT產(chǎn)品能夠在市場上占據(jù)一席之地。另外，完全可編程、集成eSIM芯片等設(shè)計，也加速了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)。
此前，ST擁有大部分主流的低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN）系列所有產(chǎn)品，包括LoRaWAN、Sigfox，也有Wi-Sun、6LowPAN等相對小眾的LPWAN產(chǎn)品，產(chǎn)品線非常廣泛。如今，入局NB-IoT使其進(jìn)一步補(bǔ)齊了LPWAN產(chǎn)品線，當(dāng)然，筆者認(rèn)為ST入局NB-IoT芯片也是做了充分的調(diào)研和慎重決策，未來會進(jìn)一步體現(xiàn)其差異化。
探索更多的NB-IoT規(guī)?；枨髨鼍?/div>
從ST入局NB-IoT市場的特點，可以看出NB-IoT的很多場景市場規(guī)模還未釋放出來，吸引新的主體入局并對針對規(guī)?；膱鼍巴袋c展開創(chuàng)新。其中，一個明顯的趨勢是物流、定位追蹤領(lǐng)域的NB-IoT規(guī)模將進(jìn)一步釋放。
從本次ST的產(chǎn)品設(shè)計來看，NB-IoT+GNSS系統(tǒng)單芯片能夠直接支撐需要位置類的物聯(lián)網(wǎng)場景，這一類場景一般包括物流、供應(yīng)鏈中物品的定位，也包括寵物、兒童、老人、特殊場所工作者等人員的跟蹤定位，還有諸如共享單車、電動工具等資產(chǎn)的追蹤。
在過去幾年的NB-IoT發(fā)展歷程中，最先實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用的是水表、燃?xì)獗?、煙感等固定場所的設(shè)備，這些場景大部分處于室內(nèi)，對于網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋要求較高，NB-IoT的穿透性發(fā)揮了重要作用，但這些場景沒有定位的需求，因此無需配置相應(yīng)的衛(wèi)星定位功能，成本也比較低。目前，主流的NB-IoT芯片大部分沒有集成衛(wèi)星定位功能。
近年來，定位追蹤也成為NB-IoT的一個重點應(yīng)用領(lǐng)域，截至去年物流跟蹤領(lǐng)域的NB-IoT終端出貨量已超過千萬。由于定位跟蹤場景需要定位的功能，方案設(shè)計中一般會選用NB-IoT和GNSS兩顆芯片。隨著這一場景規(guī)模的擴(kuò)大，NB-IoT+GNSS單芯片集成的需求也越來越明顯，由于集成的單芯片可以顯著降低成本，并大幅減少器件數(shù)量和尺寸，功耗也相應(yīng)實現(xiàn)優(yōu)化，能夠支撐低成本的物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域。
在筆者看來，雖然NB-IoT在定位跟蹤領(lǐng)域的終端連接數(shù)超過千萬，但這僅僅是冰山的一角。舉例來說，國家郵政局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2022年我國快遞包裹數(shù)量再次突破1000億件。雖然并非每一個快遞包裹需要進(jìn)行實時追蹤，但其中有相當(dāng)大一部分重點物品需要全程追蹤，數(shù)量超過億件，加上人員、資產(chǎn)的跟蹤定位，這一領(lǐng)域的市場還未真正開啟。
多家頭部物聯(lián)網(wǎng)廠商看到了定位跟蹤領(lǐng)域的市場潛力，進(jìn)行大力布局。例如，近期高通公司高調(diào)宣布推出物聯(lián)網(wǎng)平臺QualcommAware，重點聚焦的是定位追蹤場景，同時還推出多款開發(fā)者終端，主要是不同等級的物流追蹤器、傳感器、標(biāo)簽產(chǎn)品，支持供應(yīng)鏈物流多個場景的感知，QualcommAware平臺首批合作伙伴中的最終用戶場景也大部分為物流追蹤需求。
定位跟蹤解決方案中，NB-IoT雖然不是唯一的方案，但其技術(shù)路線具有一定優(yōu)勢，其低功耗、長距離等特點，適合一些大范圍移動的物品和人員的跟蹤。這也要求NB-IoT的功耗、成本、尺寸等方面能夠進(jìn)一步優(yōu)化，在每次明顯優(yōu)化的情況下，可以帶來連接數(shù)的明顯增長。當(dāng)然，NB-IoT的基礎(chǔ)設(shè)施也需要進(jìn)一步完善，以支持廣泛的定位跟蹤設(shè)備的接入。
中國信通院發(fā)布的《2022年移動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告》顯示，目前NB-IoT已形成水表、氣表、煙感、追蹤4個千萬級應(yīng)用，以及白電、路燈、停車等7個百萬級應(yīng)用。實際上，還有大量新的場景也可以通過NB-IoT進(jìn)行數(shù)字化升級，只是目前因為各方面原因，還存在一些壁壘。對于短板的突破，能夠帶來一些場景的規(guī)?；鲩L。
例如，近年來無源物聯(lián)網(wǎng)已成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一個熱點，一些電源管理廠商推動能量收集（energyharvesting）技術(shù)的研發(fā)和商業(yè)化，這一領(lǐng)域的成果已開始探索與NB-IoT技術(shù)的結(jié)合，通過能量收集技術(shù)，可以提供一個無需電池但能持續(xù)供電的模塊或單元，與低功耗的NB-IoT模塊集成，可以徹底拋棄電池，實現(xiàn)一些場景真正的全生命周期無人值守。此前，已有部分無源物聯(lián)網(wǎng)廠商與NB-IoT芯片模組的合作，推出無需電池供電的NB-IoT模組，當(dāng)然這一方案還不成熟，無法大規(guī)模推廣，若未來成熟后，這一方案將為NB-IoT打開新的空間。
所以，未來NB-IoT的發(fā)展中，需要針對重點的短板和痛點進(jìn)行專門攻關(guān)，某一個重點的短板若能夠?qū)崿F(xiàn)突破，就能帶來一些場景的規(guī)模化增長。在這一過程中，需要發(fā)揮多方的積極性和力量，進(jìn)行更加廣泛的生態(tài)合作。
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