IIoT、IoT 的采用率上升

在起步缓慢之后，尤其是在欧洲，工业物联网 (IIoT) 网络和 IIoT 更面向消费者的相关物物联网的采用步伐已经加快。前景更加光明——尽管一路上有坎坷。

专注于为网络设计和制造非常特殊的超低功耗芯片、芯片组和模块的公司对前景变得更加乐观，一些蜂窝网络运营商也是如此。

或许最重要的是，公用事业、农业、物流、远程医疗和运输等众多不同行业的大型组织正在从对现有各种 IIoT 网络进行试验和认证转向实施这些网络。

根据移动和卫星通信网络运营商专家 Inmarsat 最近的一份报告，“自 Covid-19 大流行开始以来，采用该技术的组织的成熟度水平迅速提高。”

今年年初，国际海事卫星组织对各个工业领域的 450 家“全球”公司进行了调查，77% 的公司表示他们至少部署了一个物联网或工业物联网项目，其中超过 40% 的公司在过去 12 个月内实现了这一目标。

其余 23% 尚未部署任何项目，但表示此类网络已在其路线图上或已启动试验。

Inmarsat 企业运营总裁 Mike Carter 在评论回应时说：“虽然我们的发现表明物联网推动了全球供应链效率、可持续性和安全性的显着提升，但组织可以在某些领域做出改进。” “随着世界生产和供应链日益数字化和相互交织，连接性、数据管理、技能短缺、安全威胁和投资水平仍然是挑战。”

今年早些时候，Inmarsat 宣布将推出用于物联网连接的全球窄带网络 (NB-IoT)，以海事、航空和政府部门为目标，这让许多人感到惊讶。该网络名为 Elera，计划于明年推出，并为各种地面和卫星用途部署 L 波段频谱。

紧接着有消息称，该卫星运营商计划将现有的地球同步卫星与低地球轨道鸟类和地面 5G 网络结合起来，形成一个名为 Orchestra 的集成产品。

分析师也越来越看好 IIoT 和 IoT 的前景，除了中国，在过去 18 个月内大规模推出蜂窝 NB-IoT 外，它们一直难以产生重大影响。

例如，总部位于德国汉堡的 IoT Analytics 认为，尽管受到 Covid-19 的影响以及由于供应链问题导致全球硅组件短缺，但今年 IoT 设备的数量将增加 9%，估计123 亿个连接的活动端点，到 2025 年，物联网连接数可能超过 270 亿。

但是，专访EE Times Europe IoT Analytics 的首席分析师 Satyajit Sinha 指出，“连接物联网设备的数量实际上略低于我们年中预测的 2020 年连接数为 117 亿，而实际数字为 113 亿。我们现在预测，到 2025 年，将有 271 亿台联网物联网设备，略低于我们之前预测的 309 亿台。”

辛哈指出了影响增长曲线的两个“关键”因素：“大流行对需求和供应都产生了影响，后者甚至在关键时期停止，而供应链和原材料的获取并不完整。所以在去年上半年，预算被冻结了。需求在 2020 年下半年恢复，但供应经常中断。因此，许多物联网和工业物联网计划被叫停，或者在某些情况下被取消。在某些地区，其他供应链问题仍在继续。”

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其次，是芯片短缺的问题。 “最初，我们认为这是大流行对供应链影响的副产品，”辛哈说。 “然而，它已经成为它自己的问题：供应能力无法满足全球需求。

“这首先影响了汽车行业，然后迅速扩展到包括物联网在内的其他领域，”他补充说，并警告说，“到 2021 年，在有足够的额外产能可用之前，这种芯片短缺预计将成为长达两年的一个因素。 .”

至于芯片供应商，Sinha 指出，“高通轻松领先，目前有五家公司主导着蜂窝物联网芯片市场，其他公司是联发科、海思、英特尔和紫光展锐。这五家公司占 2020 年全球蜂窝物联网芯片组出货量的 93%。”

其他专注于该行业的重要参与者包括 Nvidia、Sequans、Nordic Semiconductor、Silicon Labs、Altair Microchip 和 Dialog。

事实上，Silicon Labs 已逐渐出售与物联网和无线无关的所有业务部门，并于 9 月推出了一系列用于物联网应用的 sub-1-GHz SoC，这些 SoC 将远程射频和能效与经过认证的 Arm PSA 3 级安全性相结合.

同样重要的是 Qorvo 及其射频芯片； NXP Semiconductors，带有微控制器；和 Skyworks，拥有一系列 SoC。

每个使用蜂窝连接的联网物联网和工业物联网设备，无论是 2G、3G、4G、LTE-M、5G 还是 NB-IoT，都需要这些芯片组。但需要注意的是，芯片和芯片组可以直接嵌入到设备的 PCB 中，也可以嵌入到放置在设备内的 IoT 模块中。 IoT Analytics 的研究侧重于这些选项中的后一种：嵌入物联网模块中的蜂窝物联网芯片组。

领先的模块供应商包括移远通信、Fibocom、Sierra Wireless、Sequans、Thales 和 Telit。

从连接的角度来看，5G、Wi-Fi 6 和 6E 以及 LPWA 等最新技术标准正在推动市场，而物联网分析表明卫星物联网是一个通配符，可能会对后者产生严重影响其预测期的一部分。

Sinha 指出，该行业的有趣发展之一是中国正在发生的事情与世界其他地区正在发生的事情之间存在巨大差距。在中国以外，LTE-Cat 1 的渗透率明显强于 NB-IoT。他估计，LTE-Cat 1（4G 的一个子集）占中国以外市场的近四分之一 (23%)，而在中国仅占 12%。

LTE-Cat 1 的兴起始于几年前的北美，当时它成为首选替代方案，因为这些网络正在被移动运营商淘汰。 Sinha 表示，从 2G/3G 到 LTE-Cat 1 的大规模迁移始于 2018 年，“在 2020 年同比增长了 40%”。他补充说，迄今为止，高通公司的一款芯片组 MDM9207-1 是这一巨大增长的最大受益者。与此同时，据称紫光展锐的 8910DM 同期增长速度显着加快，推动了更新的 LTE-Cat 1 bis 子细分市场的发展，该细分市场目前占所有 LTE-Cat 1 出货量的 23%。

Cat 1 bis 基于第三代合作伙伴计划 (3GPP) 的第 13 版，其特点是单天线，因此针对低功率应用进行了优化。最初的LTE-Cat 1由Release 8定义，需要两根接收天线。

Sinha 指出了该行业的另一个重要趋势。去年上半年，使用未经许可的 LPWA 的连接设备——例如远程（LoRa）和 Sigfox——在全球 LPWA 连接中占有 53% 的份额，而使用许可的 LPWA，例如 NB-IoT 和 LTE-machine-type通信 (LTE-M) 贡献了 47%。他说，一年后，在同一时期，获得许可的 LPWA 以 54% 的份额领先，而未获得许可的部分在全球 LPWA 连接中的份额为 46%。

上面已经暗示了一个关键原因：NB-IoT在2021年上半年在中国的巨大增长。结果是窄带IoT作为单一技术，现在以44%的市场份额领先LPWA市场，而LoRa以 37% 的全球连接份额跌至第二位。

就特定行业而言，上升曲线最陡峭的行业包括交通运输和汽车以及物流；它们加起来约占全球蜂窝物联网和 IIoT 芯片组市场需求的 30%。 Sinha 表示，在这些细分市场中，资产跟踪计划而不是传统的远程信息处理应用程序一直在推动市场，同比增长约 22%（2020/21）。他说，汽车对 5G 的采用也在快速发展。

在这种普遍乐观的前景中需要注意的一个重要因素是，虽然 5G 的可用性不断提高正在创造新的 IIoT 和 IoT 商机，但与直觉相反，它也阻碍了该行业的潜力，因为移动运营商过度宣传其在频段覆盖方面的能力。
Sequans 的 Jeremy Gosteau

法国 Sequans 集团物联网产品营销总监 Jeremy Gosteau 在接受采访时强调了这一观点。该公司在美国和日本以及欧洲广泛开展业务，多年来一直专注于蜂窝物联网和工业物联网领域的芯片，最近也进入了模块业务。

Gosteau 表示，主要问题之一是 NB-IoT 被低估，并且可能被除中国以外的大多数地区的运营商夸大了。 “问题的一个主要方面，尤其是在欧洲，运营商才刚刚开始认真地淘汰他们的 2G 和 3G 网络，”他告诉 EE Times Europe ，并补充说美国可能比我们领先两年，但仍落后于许多其他市场。 “不幸的是，事情就是这样。但欧洲终于显示出健康增长，NB-IoT 的障碍肯定会减少。”

他补充说，另一个关键问题已经并将继续是“该产品的蜂窝和非蜂窝 [低功率] 宽带版本的严重碎片化。”部分问题似乎是 5G 在第 13 版（LTE-M 和 NB-IoT）之后出现如此迅速，这意味着运营商在不同地区部署了一个或另一个版本。

Gosteau 强调，成本也是一个主要的绊脚石。由于碎片化，因此需要为单独的芯片提供更高的价格，而不是仅通过其中一种选择就可以实现巨大的数量，因此进展必然放缓。

摆脱这种困境的一种方法是将在同一模块内组合并提供不同版本的模块（例如 LTE-M、LTE-Cat 1 和 NB-IoT）商业化，“将成本降低到每个 10 美元以下。单位。”

Gosteau 表示，这意味着大规模物联网可能会成为现实，但可能不会很快成为现实。此外，运营商之间NB-IoT漫游困难的问题或多或少得到了解决，大大提高了通话时间的经济性，他建议。

他指出了推动消费者和企业采用物联网和工业物联网的最大全球运营商之一的潜在积极发展：沃达丰。 “他们正在谈论围绕 NB-IoT 的数百万单位的巨额交易，可以说是该行业在中国以外最大的合同，”Gosteau 说。

如果这是真的并且成功了，这对整个行业来说可能是一个巨大的利好，可能会开启两年前根本不可能发生的主要趋势。其他人将跟随，表明所涉及的技术日趋成熟。

>> 本文最初发表在我们的姊妹网站 EE Times Europe。