蜂窝物联网芯片潜力十足！从Cat.1到Cat.1+，芯片厂商如何撬动市场

电子发烧友网报道（文/莫婷婷）在2020年，基于国产Cat.1芯片平台的成熟技术，业内多家模组厂商推出Cat.1模组产品，在上游厂商、下游终端厂商以及运营商的共同发力下，Cat.1市场被点燃，物联网行业的网红“猫”正式出道，并且进入中低速率应用场景。现阶段，工业、农业等多个产业正在进行数字化转型，其中涉及的关键基础设施和物流等领域都将是Cat.1、NB-IoT等低速率蜂窝技术的应用场景，在此Cat.1将成为蜂窝物联网中最受欢迎的技术之一。
 
时至今日，物联网市场不断发展，Cat.1的应用场景越来越广泛，作为上游的Cat.1芯片厂商有哪些新的进展，面对物联网碎片化，又该如何布局，cat.1未来的发展趋势又会如何呢？翱捷科技向电子发烧友网分享了最新的观点以及技术进展。
 
 
碎片化的物联网，是Cat.1应运而生的契机

在物联网市场中，蜂窝物联网连接根据网络速率可以分为低速率、中速率、高速率三大类，它们以金字塔形占比结构被业内所熟知，占比分别为60%、30%、10%。 Cat.1在物联网市场中有着显著的优势。一是速率优势。在低速率蜂窝物联网中，Cat.1的通信能力为最大上行速度5.2 Mbps，最大下行速度10.3Mbps，这足以支持水表、电表、移动支付、共享经济等典型物联网场景。在3GPP的设想中，Cat.1的性能将补齐NB-IoT、eMTC、Cat.4的短板，最终将服务于拥有数百万亿连接的物联网市场。
 
二是成本优势，Cat.1可以无缝接入最完善的4G网络，无需运营商升级网络，并且外围硬件成本低。
 
上述两大优势造就了Cat.1的第三大优势：应用场景广泛，包括可穿戴、智慧农业、智慧安防等，此外原来的4G语音交互也能采用cat.1蜂窝物联网技术。业内人士认为，在90%的中速率和低速率蜂窝物联网中，Cat.1或将撑起亿级市场。
 
谈及物联网市场，除了市场规模巨大，另一个备受关注的特点就是“碎片化”。直到今天，业内人士还在攻克物联网碎片化的难题。
 
翱捷科技认为，碎片化的物联网场景对芯片提出了新的要求，一方面通用芯片已经无法满足所有的应用场景，取而代之的是针对各种物联网细分市场进行的芯片迭代与优化；另一方面随着物联网的演进持续，对芯片技术精度和多元化有了更高的要求，包括更加丰富和高效的接口及通讯协议，以及适配多种系统及算法；此外数字化转型等对大数据的应用还要求Cat.1芯片在数据迁移率、数据存储效能以及承载高数据吞吐量方面进行优化。不仅如此，出于蜂窝物联网设备高速率、低时延、数据稳定性、低功耗等因素的考量，Cat.1芯片还需在服务质量（QoS)、电源管理单元（PMU）、OTA技术等方面不断进行优化。
 
面对广泛的物联网市场，蜂窝物联网芯片厂商该如何布局才能契合市场需求？翱捷科技向电子发烧友网提到，公司在2015年着手Cat.1芯片研发，目前已形成了面向各个物联网细分领域的完整且成熟的解决方案，“Cat.1产品覆盖FDD/TDD LTE/WCDMA/GSM等全调制模式、具有450M-2.7GHz的频段、支持各类物联网通用外设接口、支持多种流行的物联网操作系统及网络拨号协议，能够适应非常多的软件应用环境。此外还具有与Cat.1配套的RF/PMU/BT/BLE/WiFi/GPS多种产品组合，可提供灵活多样的Memory配置方案。”
 
不得不说，碎片化是挑战也是机遇。通过深化产品布局，翱捷科技进入了物联网市场的多个细分领域。截至2021年第四季度，翱捷科技Cat.1产品累计芯片全球出货量已超1亿颗。
 
从Cat.1到Cat.1+，蜂窝物联网技术的应用不断升级

基于人工智能、大数据等技术的发展，物联网一直处于快速的趋势，物联网用户数量、新兴应用领域、产品形态都在不断增加。在新态势下，cat.1在技术迭代上朝着怎么样的趋势发展呢？
 
翱捷科技向电子发烧友网表示，随着物联网的发展，cat.1会出现以下变化，一是芯片面积更小，二是向“Cat.1+”发展，三是更低功耗，四是更高的性价比。在芯片面积方面，小型化，移动便携的物联网终端逐渐兴起，这些终端设备对芯片面积的要求也变得更高，芯片尺寸的缩减对设备整体性能的提高十分有利。以可穿戴设备、POS机等手持设备领域为例，芯片面积的优化可以节省出更多的空间放置电池或存储器，用来增强续航能力或者存储空间。
 
对于“Cat.1+”，翱捷科技解释，这主要是因为物联网设备不仅仅满足于Cat.1的需求，而是需要在芯片的方寸之间搭配更多的功能，这就要求Cat.1要有更高的集成度。例如将Cat.1与BT或GPS集成在单颗芯片上，便可扩充终端设备的应用场景，使之具有蓝牙或定位功能。
 
从上述角度看，未来Cat.1在适配性及可扩展性方面的进一步优化将会决定其在物联网领域应用的深度和广度。
 
未来，随着物联网市场的发展，蜂窝物联网技术在物联网市场中的应用占比也会出现变化。从网络速率来看，翱捷科技认为，在中低速物联网市场Cat.1仍将是主流。一方面2G/3G逐步向4G转网；另一方面Cat.1将占领一部分从低速终端升级优化的业务市场以及从高速终端下沉的业务市场，两种因素的叠加效应将促使Cat.1在蜂窝物联网市场的份额不断提升。在高速物联网市场Cat.4将会成为首选，而Cat.6主要的应用仍会集中在高速业务高端应用市场；在一些新兴的需求和应用的催化下，例如元宇宙、FWA等场景，5G将会成为新的增长点。
 
当下，不管是国内蜂窝物联网芯片厂商，还是国际厂商，在广阔的物联网市场中，多家通信芯片厂商都在积极布局。例如翱捷科技采取了多产品线并行开发、多业务线并行拓展的战略，目前翱捷科技在售或在研的Cat.1/Cat.1 bis、Cat.4、Cat.6、5G蜂窝基带芯片超过20款。
 
小结：
总体而言，随着物联网市场的发展，蜂窝物联网技术的应用机会也越来越多，Cat.1在广阔的市场中实现快速的落地。在已经具备扎实基础和成熟技术的国产芯片厂商的布局下，蜂窝物联网市场也将得到新的发展。