2018中國NB—IoT產業(yè)演進及最具成長性芯片企業(yè)白皮書

近年來，伴隨大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)需求的產生及移動通信技術的不斷發(fā)展，通信領域的連接需求正在從人擴展到物，物與物之間的協(xié)同連接成為了主要特點。由于物聯(lián)網(wǎng)可以應用到各個領域，因此，物聯(lián)網(wǎng)對速率也存在各種需求。2018年，是NB-IoT產業(yè)的商用元年。在國家政策和運營商的支持下，芯片廠商將成為NB-IoT全產業(yè)鏈的最新引擎，引導NB-IoT進入規(guī)模化市場階段和產業(yè)發(fā)展的快車道。

NB-IoT概念界定及發(fā)展演進

概念界定

NB-IoT是一種基于蜂窩網(wǎng)絡的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術，聚焦了低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN），支持物聯(lián)網(wǎng)設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，可直接部署于LTE網(wǎng)絡，可降低部署成本和平滑升級，是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術，具有低功耗、低成本、強連接、廣覆蓋、高安全性等特點。

產業(yè)演進

NB-IoT產業(yè)分為4個演進階段，分別是：技術儲備階段、實踐部署階段、規(guī)模應用階段和成熟發(fā)展階段。

1.技術儲備階段（2013—2016年）。2013年初，華為與相關廠商、運營商展開NB-IoT發(fā)展，起名為LTE-M。在LTE-M的技術方案選擇上，主要有兩種思路：一種是基于現(xiàn)有GSM演進思路；另一種是華為提出的新空口思路，當時名稱為NB-M2M。

2014年5月，由沃達豐、中國移動、Orange、Telecom Italy、華為、諾基亞等公司支持的SI在3GPP GERAN工作組立項，LTE-M的名字演變?yōu)镃ellular IoT，簡稱CIoT。

2015年5月，華為和高通共同宣布了一種融合的解決方案，即上行采用FDMA多址方式，下行采用 OFDM 多址方式，融合之后的方案名字叫做NB-CIoT。2015年8月10日，愛立信聯(lián)合幾家公司提出了NB-LTE的概念。

2015年9月，NB-CIoT和NB-LTE兩個技術方案進行融合形成了NB-IoT。

2016年6月，NB-IoT核心協(xié)議獲得了3GPP無線接入網(wǎng)技術規(guī)范組會議通過，該技術協(xié)議從立項到協(xié)議凍結僅僅用時不到8個月，成為史上建立最快的3GPP標準之一。

2.實踐部署階段（2016—2018年）。在此階段，一方面是以華為和中興為龍頭的企業(yè)，積極開展NB-IoT產業(yè)鏈上游芯片/模組的研發(fā)。華為推出了第一款正式商用的NB-IoT芯片，并提供從芯片、接入網(wǎng)絡設備到物聯(lián)網(wǎng)云平臺端到端的解決方案。中興研發(fā)的NB-IoT終端原型芯片和北京星河亮點的終端綜測儀成功進行了互通演示，為后續(xù)終端的快速研發(fā)打下堅實基礎。

另一方面是運營商大規(guī)模實施NB-IoT網(wǎng)絡部署。根據(jù)全球移動運營商聯(lián)盟統(tǒng)計，2017年全球已有20個運營商實現(xiàn)了NB-IoT網(wǎng)絡上線，近30家運營商計劃支持NB-IoT網(wǎng)絡運營。我國三大電信運營商在 2016年已經啟動了NB-IoT網(wǎng)絡建設和業(yè)務推廣，并計劃逐步實現(xiàn)全國范圍內覆蓋。

3.規(guī)模應用階段（2018—2020年）。依托無線連接、計算存儲、芯片與傳感器設計、網(wǎng)絡安全等不斷提升，物聯(lián)網(wǎng)將迎來屬于自己的產業(yè)爆發(fā)期。

隨著芯片出貨量不斷增加，模組成本逐漸下降以及物聯(lián)網(wǎng)技術的進一步發(fā)展，將進一步推動NB-IoT產業(yè)，這一階段將從2018年持續(xù)到2020年。NB-IoT在多場景廣泛應用下，將推動整個物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)持續(xù)升級和不斷發(fā)展。預計到2020年，全球年復合增長率將達到26%左右，物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)市場規(guī)模將進一步擴大。伴隨著各垂直應用領域的不斷成熟，NB-IoT芯片/模組成本不斷降低，將進一步降低其商用門檻。

4.成熟發(fā)展階段（2020 年以后）。2020年以后，物聯(lián)網(wǎng)底層產業(yè)步入成熟期，依托大數(shù)據(jù)、云計算等技術的物聯(lián)網(wǎng)應用將進入成熟發(fā)展的階段。屆時，NB-IoT網(wǎng)絡接入成本低廉，云計算和人工智能技術廣泛融入物聯(lián)網(wǎng)垂直應用場景。

NB-IoT產業(yè)鏈分析

NB-IoT產業(yè)鏈分為通信芯片、模組及設備、運營商和終端應用四個主要環(huán)節(jié)。

主要環(huán)節(jié)分析

通信芯片。通信芯片是NB-IoT產業(yè)鏈的基礎與核心。從物聯(lián)網(wǎng)芯片市場空間來看，預計到2022年，全球芯片市場將達到7.88億美元。目前，主流芯片廠商都有較為明確的NB-IoT支持計劃。

模組及設備。NB-IoT模組成本將快速下降，經濟性需求開始出現(xiàn)。NB-IoT模組位于NB-IoT全產業(yè)鏈的上游，NB-IoT芯片的量產將大大降低NB-IoT模組的成本，達到1000萬量級出貨量后，模組成本將接近目前2G模組的價格。根據(jù)中國電信天翼終端公司預計：NB-IoT的模組在上市初期，量產價格預計在70～110元左右。NB-IoT模組出貨量達到百億級時，成本有望下降15～20元；當出貨量達到500萬級別，成本可下降到50元；當出貨量進入千萬級別，NB-IoT模組價格將進入30元以內的價格區(qū)間。

運營商。三大通信運營商積極布局NB-IoT商用市場。運營商是物聯(lián)網(wǎng)的重要推動力量，其連接數(shù)爆發(fā)式增長中。從中國NB-IoT基站建設來看，預計2018年，三大運營商NB-IoT基站連接數(shù)達到110萬個，基本建成了覆蓋全國的NB-IoT基站及網(wǎng)絡，其中，中國移動基站連接數(shù)率先突破40萬個。預計在網(wǎng)絡不斷成熟的背景下，后續(xù)連接數(shù)將進一步快速增加。

1.中國電信。中國電信在NB-IoT商用進程中相對最快。電信主要布局在800MHz頻段，該頻段較低、覆蓋效果好，適合NB-IoT網(wǎng)絡建設。 2017年，中國電信宣布建成首個全球覆蓋最廣的商用NB-IoT網(wǎng)絡，凈增2500萬物聯(lián)網(wǎng)用戶，2018年物聯(lián)網(wǎng)用戶將過億。

2.中國移動。中國移動的商用部署較慢，垂直應用領域率先發(fā)力。由于NB-IoT只支持半雙工FDD模式，而中國移動沒有FDD LTE牌照，因此商用部署較慢。目前，中國移動重點在智慧交通、智慧能源、智慧照明等垂直領域開展業(yè)務測試與實驗，與合作伙伴共同推動NB-IoT商用進程。

3.中國聯(lián)通。中國聯(lián)通聚焦重點城市與領域，2017年已經啟動試商用。聯(lián)通部署在900/1800MHz雙頻上，目前，已在10余個城市開通了NB-IoT試點，并建成800個站點的全球最大規(guī)模試商用網(wǎng)絡，預計在2018年底，中國聯(lián)通將在上海實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全覆蓋。

4.終端應用。在低速物聯(lián)網(wǎng)領域，NB-IoT作為一個新制式，在成本、功耗、連接數(shù)和覆蓋等技術方面做到了極致。在終端應用方面，該技術被廣泛應用于智慧城市、智能交通、智能表計、智能水務、智能穿戴、智能制造、智能建筑、智能物流、智慧商圈、智能安防、智能家居和智慧農業(yè)等12大典型應用。

難點和突破點

難點一：國內芯片研發(fā)相對滯后，無法滿足市場需求。從NB-IoT通信芯片產業(yè)環(huán)節(jié)來看，當前階段美國高通在物聯(lián)網(wǎng)芯片領域的領先地位依然難以撼動，華為等國產廠商正在加速追趕，但仍然無法滿足大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)垂直應用領域的市場需求。

難點二：模組成本難以降低，無法大規(guī)模商用。從NB-IoT模組產業(yè)環(huán)節(jié)來看，NB-IoT模組成本將在芯片出貨量達到1000萬量級后才能大幅度降低。目前，NB-IoT模組的成本價格在70～110元左右，成本價格較高，無法使用海量鏈接的物聯(lián)網(wǎng)市場需求。

難點三：應用領域碎片化，無法實現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋。物聯(lián)網(wǎng)的垂直應用領域非常多樣化，有些物聯(lián)網(wǎng)終端產品種類非常多，導致物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)碎片化明顯。目前，受限于NB-IoT上游芯片和模組研發(fā)和成本的難點，尚無法克服物聯(lián)網(wǎng)技術碎片化、網(wǎng)絡碎片化、產業(yè)碎片化和應用碎片化的難題。

突破點：政策與標準雙重護航，助力NB-IoT開啟物聯(lián)網(wǎng)技術革命之門。在工業(yè)和信息化部于2017年6月16日正式下發(fā)《關于全面推進移動物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）建設發(fā)展的通知》，以及在2016年6月3GPP釜山會議上宣布NB-IoT標準凍結，NB-IoT迎來了“正規(guī)軍”式發(fā)展和部署，從標準、設備、芯片、模組、測試、應用以及網(wǎng)絡發(fā)展等方面部署了具體任務，在覆蓋范圍、基站規(guī)模、總體連接數(shù)等方面提出了定量要求，為NB-IoT產業(yè)的快速發(fā)展，提供了雙重保障。

NB-IoT市場發(fā)展與區(qū)域布局

全球市場

1.市場規(guī)模，預計到2022年，全球NB-IoT市場規(guī)模將達到82.2億美元。從全球市場規(guī)模來看，預計到2022年，全球NB-IoT市場規(guī)模將達到82.2億美元，增長率為48.4%。根據(jù)賽迪顧問市場分析顯示，預計到2020年，全球NB-IoT市場規(guī)模為35.3億美元，增長率高達229.8%，屆時，將迎來市場爆發(fā)期。

2.市場結構，預計到2022年，終端應用占據(jù)全球NB-IoT市場的半壁江山。從全球市場結構來看，預計到2022年，終端應用的市場規(guī)模為42.7億美元，占比高達52%。另外，模組及設備市場規(guī)模為19.27億美元，占比為23.4%；其次是運營商和通信芯片，占比分別為15%和9.6%。

3.區(qū)域布局，NB-IoT在全球范圍大規(guī)模布局，廣泛分布于歐亞和北美等地區(qū)。從全球區(qū)域布局來看，2017年，在全球超過30個國家范圍內，部署超過30張NB-IoT網(wǎng)絡，相當于覆蓋全球50%的人口，NB-IoT主要分布在中國、美國、加拿大、澳大利亞、印度和歐洲等國家和地區(qū)，其中，歐洲等國家的部署速度最快，部署連網(wǎng)占全球的29.4%。

GSA數(shù)據(jù)顯示，2017年，已有44家運營商部署或商用推出NB-IoT 網(wǎng)絡，107家運營商正在積極投資NB-IoT技術，34家公司試用NB-IoT技術。另外，全球發(fā)布了50個模塊支持Cat-NB1但不支持Cat-M1；26個模塊支持Cat-NB1和Cat-M1。

中國市場

1.市場規(guī)模，預計到2022年，中國NB-IoT市場規(guī)模將突破20億美元。中國物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為NB-IoT打開了巨大的市場發(fā)展空間。2017年是中國窄帶物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)試用年，市場規(guī)模達到了1.08億美元，增速高達45.1%，目前，由于中國窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術仍不成熟。

2018年窄帶物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模增速將有所放緩；隨后，到2019年中國NB-IoT市場規(guī)模將進入持續(xù)增長階段，增速高達55.5%。

預計到2020年，中國窄帶物聯(lián)網(wǎng)將迎來NB-IoT市場爆發(fā)期，市場規(guī)模將達到7.2億美元，增長率高達238.1%。到2022年，中國窄帶物聯(lián)網(wǎng)的市場規(guī)模將超過20億美元，占全球窄帶物聯(lián)網(wǎng)市場的25.5%。

2.市場結構，預計到2022年，終端應用市場占比超過55%，通信芯片占比最低。終端應用是窄帶物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈中市場的最大環(huán)節(jié)，此外，窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信模組出貨量達到億級美元，單價將低于30元。根據(jù)賽迪顧問市場分析，預計到2022年，終端應用市場規(guī)模占比將達到55.2%，通信模組及設備為24.8%，通信芯片僅為7.2%。

3.區(qū)域布局，中國窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）產業(yè)在區(qū)域分布上已經初步形成京津冀、長三角、珠三角、中西部地區(qū)等四大區(qū)域集聚發(fā)展的產業(yè)格局。具體特征如下：

（1）京津冀產業(yè)集群。京津冀地區(qū)匯聚了北京大學、清華大學等知名高校，科研實力強勁。在企業(yè)方面，主要以通信芯片的研發(fā)為主，包括：創(chuàng)新維度等企業(yè)是重要的研發(fā)基地。

（2）長三角產業(yè)集群。長三角地區(qū)是我國NB-IoT推廣應用的先行區(qū)，率先開通了相關網(wǎng)絡。另外，長三角地區(qū)憑借自身在電子信息領域深厚的基礎，形成了圍繞著杭州和無錫主要城市的物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展集聚區(qū)。

（3）珠三角產業(yè)集群。珠三角地區(qū)是國內NB-IoT芯片、通信模組、通信設備和軟件及系統(tǒng)集成的重要產業(yè)基地，集聚了以華為、中興微電子等龍頭企業(yè)，是推動我國NB-IoT商用的前沿陣地。

（4）中西部產業(yè)集群。中西部地區(qū)主要是以重慶、湖北等地為核心，NB-IoT產業(yè)發(fā)展迅速，在芯片設計、網(wǎng)絡通信、軟件服務等領域具有良好的基礎，正在大力推廣NB-IoT的應用示范。

目前，我國NB-IoT仍然處于快速成長期，各區(qū)域分工協(xié)同格局尚未形成。在四大集聚區(qū)內，NB-IoT產業(yè)正在加緊推廣與應用，均沿著產業(yè)鏈搶灘布局。

NB-IoT市場發(fā)展趨勢及建議

驅動因素

1.政策驅動。政策助力NB-IoT在標準、技術、產業(yè)鏈、基礎設施、試點示范、平臺與應用等方面持續(xù)發(fā)展。

自NB-IoT技術協(xié)議獲得3GPP無線接入網(wǎng)（RAM）技術規(guī)范組會議通過以來，我國出臺了一系列政策推進NB-IoT網(wǎng)絡部署和拓展應用，助力NB-IoT產業(yè)持續(xù)創(chuàng)新和有序發(fā)展。

2.技術驅動。NB-IoT在技術標準凍結的驅動下，開啟了物聯(lián)網(wǎng)技術革命之門。NB-IoT技術屬于新一代移動物理網(wǎng)技術，較 WiFi、藍牙、Zigbee等傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術在單點覆蓋距離、網(wǎng)絡容量、功耗等關鍵指標均有重大優(yōu)勢。NB-IoT技術標準最早在2014年5月被提出，2016年11月由華為、愛立信、沃達豐等公司推動在3GPP立項。最終在2016年6 月3GPP釜山會議上宣布NB-IoT標準凍結，成為國際統(tǒng)一標準的運營商級物聯(lián)網(wǎng)標準。NB-IoT標準的統(tǒng)一，驅動了物聯(lián)網(wǎng)萬億元級市場的迅速爆發(fā)。

3.應用驅動。物聯(lián)網(wǎng)應用場景的爆發(fā)，成為NB-IoT技術的需求驅動力。物聯(lián)網(wǎng)經過多年的發(fā)展，從智能交通、智能安防，到智慧城市的大規(guī)模建設，是一個動態(tài)演進過程。大規(guī)模的應用場景，多元化的技術需求是推進物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)發(fā)展的主要驅動力和制約條件。據(jù)研究機構Juniper預計，2022年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將達到460億，目前這一數(shù)字僅僅在50～100億之間，面對海量的連接增長，作為物聯(lián)網(wǎng)基石的通信技術必須能夠支持低功耗、低成本、強鏈接、廣覆蓋的連接需求。面對物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)垂直應用領域的特殊需求，成為了NB-IoT技術快速發(fā)展的重要驅動力。

發(fā)展趨勢

1.芯片廠商持續(xù)研發(fā)，成為全產業(yè)鏈快速發(fā)展新引擎。隨著NB-IoT產業(yè)的不斷發(fā)展，細分領域的日益擴大。未來幾年，芯片廠商的持續(xù)研發(fā)將帶動NB-IoT全產業(yè)鏈上的其他環(huán)節(jié)快速發(fā)展。芯片廠商是整個窄帶物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)的核心，目前，涉足NB-IoT領域的芯片公司有三類：第一類是通信芯片公司，如高通、華為海思、中興微電子等；第二類是計算芯片公司，如Intel等；第三類是無線芯片公司，如Nordic等。其中，華為海思的NB-IoT芯片的量產，將進一步加快其他公司在該領域的研發(fā)。

2.商用部署不斷加速，規(guī)?；袌鲂黄瞥杀鞠拗?。目前，NB-IoT相關產品和服務成本較高是限制NB-IoT大規(guī)模推廣應用的主要障礙，主要是NB-IoT產業(yè)鏈上游相關通信芯片和模組研發(fā)成本高，運營商搭建網(wǎng)絡成本高、周期長。隨著芯片廠商、通信模組與終端廠商、運營商等產業(yè)鏈各方的加速布局，規(guī)?；袌鲂诩?。未來，隨著商用部署不斷加速，市場規(guī)模的大幅度提升，價格邊際效應得以體現(xiàn)，NB-IoT獲得低成本的優(yōu)勢將不斷被突破。

3.應用場景日趨多元，產業(yè)生態(tài)參與者分工更加明確。當前，為了能夠提升自身產品的競爭力，部分終端設備企業(yè)加入到窄帶物聯(lián)網(wǎng)的競爭中，擴大自身的技術和產品應用范圍。未來，隨著應用場景更趨于多元化，包括：智慧城市、智能交通、智能表計、智慧水務、智能可穿戴設備、智能制造、智能建筑、智慧物流、智慧商圈、智能安防、智能家居和智慧農業(yè)等，NB-IoT領域的參與者分工將更加明確，通信芯片和模組廠商也將集中在少數(shù)專業(yè)廠商手中，行業(yè)集中度，龍頭企業(yè)將進一步凸顯。

發(fā)展建議

物聯(lián)網(wǎng)對無線通信的需求一直在變化，為滿足不同物聯(lián)網(wǎng)垂直應用領域的場景需求，逐步趨向于兩極分化的演進方向。針對高速率、高寬帶、實時性高的應用場景，是4G/5G以人為中心的主力發(fā)展方向；針對低速率、實時性低的應用場景，是NB-IoT技術的主要發(fā)展領域。

鑒于NB-IoT商用網(wǎng)絡的逐步規(guī)模部署，作為一個新標準、新技術，按照市場規(guī)律，賽迪顧問對NB-IoT的商用化進程提出三點建議。

（一）建立 NB-IoT 應用示范工程。面對NB-IoT市場供給大于客戶需求，要在需求強烈的重點城市進行規(guī)?；圏c和商用化試驗。重點針對NB-IoT協(xié)議、核心網(wǎng)絡性能進行測試，同時驗證商用通信芯片和終端模組的功能，打造應用服務的平臺管理能力等，最終目標是助力實現(xiàn)電信運營商在NB-IoT初期階段對產業(yè)鏈的整合

（二）擴展NB-IoT應用的范圍。在市場供給和客戶需求共同乏力的前提下，擴展NB-IoT應用的范圍。全國重點城市和重點地區(qū)將示范工程的試點成功經驗進一步推廣，同時擴大垂直業(yè)務的應用領域，挖掘NB-IoT技術適合的業(yè)務類型。在大規(guī)模運營NB-IoT的基礎上，著重考慮擴大平臺層的功能，進行某些業(yè)務大數(shù)據(jù)分析，探討研究多種服務模式，為轉型打下基礎。

（三）營造NB-IoT的生態(tài)系統(tǒng)。在以市場需求為主要推動力的同時，完成NB-IoT的全網(wǎng)覆蓋，促進產業(yè)的成熟發(fā)展。基于統(tǒng)一的NB-IoT網(wǎng)絡提供多種多樣的個性化物聯(lián)網(wǎng)垂直應用領域服務，在為客戶提供優(yōu)質網(wǎng)絡的基礎上提供附加值更高服務，大幅度提升運營收入，尤其是服務收入占比，真正實現(xiàn)運營商的成功轉型，真正實現(xiàn)NB-IoT全產業(yè)鏈生態(tài)系統(tǒng)的建設。