電子發燒友網報道（文/莫婷婷）Counterpoint Research數據顯示，預計到2030年全球蜂窩物聯網模塊的出貨量將超過12億個，復合年增長率達到12%。細分來看，不同制式蜂窩物聯網模組，在蜂窩物聯網全面過渡到5G時代之前，NB-IoT和4G Cat.1bis依舊是熱點，并且會在未來四年的時間里占據市場主流地位。

近幾年，Cat.1技術持續革新，生態鏈也不斷成熟。移動物聯網技術標準和產業格局不斷演進，Cat.1芯片及模組憑借集成度更高、硬件架構簡單等優勢成為新晉“網紅”。

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圖源：Counterpoint Research

發展至今，Cat.1作為主流的蜂窩物聯網技術，出現了哪些性能變化，未來又會迎來哪些迭代呢？業內曾傳出Cat.1即將代替NB-IoT的聲音，雙方的“愛恨情仇”未來會如何發展？面對碎片化的物聯網市場，芯片廠商配合市場需求推出了哪些創新產品？


5G到來之前，Cat.1依舊是蜂窩物聯網主力軍
當下，Cat.1產業鏈逐漸成熟，國內Cat.1芯片主要玩家有高通、紫光展銳、翱捷科技等老牌廠商，也有初創公司，移芯通信和芯翼信息科技、睿普康等。老牌廠商憑借自身優勢發布多款產品，并且快速起量。截至2021年第四季度，翱捷科技Cat.1產品累計芯片全球出貨量已超1億顆。在Counterpoin的統計中，翱捷科技已經進入2022年一季度全球蜂窩物聯網模塊芯片組出貨量前三，芯翼信息科技也進入前八，可見國內老牌廠商與初創公司在全球蜂窩物聯網市場的競爭力都在不斷提升。

4G cat.1芯片作為通用的通信連接芯片，可以應用于大部分中高速物聯網智能終端中，廣闊的市場空間吸引了多家通信芯片廠商的布局，例如睿普康在2019年正式進入蜂窩物聯網領域，其4G cat.1在2022年上半年量產，預計今年年底出貨形成銷售。睿普康CEO吳齊發在接受電子發燒友網采訪時表示，在同樣的工藝制程下，睿普康的4G cat.1芯片面積和成本上有優勢，芯片面積小就可以降低通信模組的面積，集成于更小的終端產品中。

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睿普康公司創始人、CEO吳齊發

正如Counterpoint 所預測的，在5G還未真正到來之前，Cat.1在未來很長一段時間內都會是蜂窩物聯網的主力。那么，Cat.1技術是基于哪些因素帶來的需求呢？

對于Cat.1芯片市場的快速發展，吳齊發提到了三大方面的原因：一是物聯網市場爆發；二是Cat.1技術能夠滿足車聯網等中高速物聯網通信連接需求，芯片成本也降低到市場能接受的程度，而且Cat.1無縫接入最完善的4G 網絡，無需運營商升級網絡；三是隨著2G/3G退網，原來使用2G/3G接入技術的終端市場，會由Cat.1取代。吳齊發預判在未來3-5年，Cat.1芯片市場會繼續維持高增長趨勢。

位于上游的芯片公司，深切地感受到市場變化帶來的影響。芯翼信息科技產品總監陳峰對電子發燒友網表示，今年的Cat.1芯片的市場經歷了比較大的波動，其中有供應鏈的原因，也有一部分人為因素。在缺貨嚴重的時候，需求會被放大，回歸過程中如果遭遇經濟波動，就會出現一些問題。但放長一點時間來看，陳峰同樣樂觀地預判10年內蜂窩物聯網仍然處于一個高速發展時期，遠沒到瓶頸區。

廣闊的下游應用領域是Cat.1快速發展的原因之一。在Counterpoint的統計中，今年Q1蜂窩物聯網應用排名前五的依次是智能電表、POS機、智能工業、智能汽車、汽車導航，合計占據53.2%的市場份額。其中，智能電表、POS機、智能汽車等多個中速率場景都可以用上Cat.1技術。性能以及成本的下降，讓Cat.1技術成為無處不在的蜂窩物聯網技術。

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2022年Q1全球蜂窩物聯網應用排名
圖源：Counterpoint Research

在Cat.1高速發展之時，業內曾傳Cat.1技術會取代NB-IoT技術的說法。時至今日，人們對這兩個技術也有了更加清晰且客觀的認識。

陳峰認為，NB-IoT和Cat.1是低速物聯和中速物聯的兩個典型技術案例，二者之間有一部分重疊市場，但更多的是互為補充，協同發展。NB-IoT進入到5G時代，作為mMTC的重要組成部分，為海量連接提供技術基礎。Cat.1可能會納入RedCAP的范疇，這里面并不存在一個替代的關系。

吳齊發則從技術和市場兩方面進行考量：NB-IoT因為移動性較差，傳輸時延也比較大，一般只能應用于靜止的、對時延不敏感的業務，比如靜態抄表。Cat.1芯片靜止和移動狀態下傳輸速率都可以滿足大部分物聯網應用，所以市場大得多。在技術上，Cat.1取代NB-IoT完全沒有問題，但在市場上的取代還有個過程，因為NB-IoT在成本上還有一定的優勢。


Cat.1芯片行業進入“技術競賽”階段
在很長一段時間里，蜂窩物聯網多是采用手機的基帶芯片，而且往往是落后幾代的產品。近年來，由于物聯網的高速發展，物聯網芯片逐漸呈現出獨立發展的趨勢。蜂窩物聯網芯片廠商都加速了Cat.1芯片的布局，并且每一代新品發布都成為芯片廠商的“技術競賽”，2021年市場上的主流產品還是40nm工藝，今年已經升級22nm工藝，工藝的提升意味著芯片面積更小，功耗更低，成本也會降低，產品也會更有競爭優勢。

總結來看，Cat.1芯片在技術、標準、應用等三大方面出現了較大的變化。

從技術上看，工藝提升，芯片面積更小、功耗更低、集成度更高。一方面，物聯網終端趨向于小型化，芯片尺寸的縮減對設備整體性能的提高十分有利。例如可穿戴設備、POS機等手持設備領域，芯片面積的優化可以節省出更多的空間放置電池或存儲器，用來增強續航能力或者存儲空間。

從標準上來看，蜂窩物聯網芯片的第一個發展方向是通信標準的演進。LPWA是針對物聯網應用提出的第一個3GPP標準，進入到5G時代，這一趨勢將會延續，傳輸能力會進一步加強。

從應用上來看，蜂窩物聯網芯片需要跟行業應用相結合，疊加感知能力和計算能力的演進。不同的應用對物聯網芯片提出了不同的需求，由此產生了更多的細分市場和可能性，比如物聯芯片加傳感器，也就是通常所說的感知加傳輸的能力。而在終端能力上，又有云計算和邊緣計算，對芯片的處理能力提出不同要求。

不管是芯翼信息科技、睿普康還是其他蜂窩物聯網芯片廠商，各家的產品都朝著相應的方向迭代。芯翼信息科技的4G LTE Cat.1bis SoC——XY4100集成了Audio Codec, 同樣提供了豐富的外圍接口，可以兼容主流LTE模組的同時也便于替代以前的2G模組。睿普康的4G cat1芯片也憑借技術優勢，用于無線Pos機，云打印終端，智能車機等多個領域。


碎片化物聯網市場之下的多元化布局，Cat.1芯片正加速落地
近年來，國內芯片廠商不斷加大對Cat.1技術的投入，使得蜂窩物聯網芯片朝著更高通信速率、更低時延等高性能方向演進，并且每一次技術突破都會迎來市場起量。從市場需求來看，在中低速物聯網市場Cat.1仍將是主流，在高速物聯網市場Cat.4將會成為首選，而Cat.6主要的應用仍會集中在高速業務高端應用市場。在一些新興的需求和應用的催化下，例如元宇宙、FWA等場景，5G將會成為新的增長點。

“5G物聯網標準Redcap等在完善和成熟當中，完善的5G物聯網可以承載更大的連接數量。基于低軌衛星的物聯網技術也在發展當中，可以更進一步拓展遠距離物聯網的應用范圍。”吳齊發表示，公司正在跟進研發這些前沿技術。芯翼信息科技的4G Cat 1 bis預計2022年底推出，5G redcap 也在規劃階段。

然而，由于物聯網行業的碎片化，沒有哪家企業可以憑一顆芯片滿足所有需求。“從芯片設計的角度，針對這些需求采用的技術、工藝可能是不一樣的，如何提供更有效的解決方案，使得成本更低，性能更優，這是所有從業者都會面對的問題。”陳峰表示，蜂窩物聯網的不同應用領域有不同的要求，比如DTU需要更高傳輸速度時鐘校準、遠程機械操作等應用場景要求更低時延；跟蹤器、表計等電池類應用需要更低功耗；有些則對成本提出嚴格要求。上述不同的應用領域讓物聯網芯片呈現出豐富多樣的特點。

“從產品來看，市場追求的是性價比，并不是技術越先進越受市場歡迎。我認為通信速率和時延能滿足絕大多數物聯網應用，在性價比和芯片面積上更有優勢，這樣的蜂窩物聯網芯片才更有市場競爭力。”吳齊發提到。

當下，國內蜂窩物聯網芯片廠商的Cat.1產品加速落地，但是面對碎片化的物聯網市場，如何提高產品競爭力，讓產品真正適應差異化更加明顯的細分市場，依舊是芯片廠商需要思考的問題。