物聯網無線模組產業(yè)發(fā)展趨勢與策略研究

劉 寧 上海市物聯網行業(yè)協會產業(yè)研究員

楊偉奇 深圳市物聯傳媒有限公司CEO

1 引言

無線模組是各類智能終端得以接入物聯網的信息入口，也是物體能定位的關鍵元部件。通常情況下，每增加一個物聯網連接數，將增加1～2個無線模組。據IDC預測，2020年我國物聯網連接數將達到35億，全球物聯網連接數將達到281億，未來幾年物聯網的發(fā)展將帶動無線模組的需求呈爆發(fā)性增長。但是，隨著無線模組產品競爭同質化日趨嚴重，傳統(tǒng)無線模組企業(yè)利潤被嚴重壓縮，如果不積極尋求轉型，出貨量小的模組企業(yè)將沒有生存發(fā)展空間，提供綜合解決方案和布局物聯網平臺是未來無線模組企業(yè)的發(fā)展方向。

2 無線模組及其產業(yè)鏈

（1）無線模組的定義及架構。無線模組是物聯網智能終端得以聯網和定位的載體。它的架構主要包括天線接口、主功能模塊和功能接口3個部分。主功能模塊包括基帶處理器、射頻模塊、電源管理模塊、GNSS（或GPS）模塊和內存。其中基帶處理器負責基帶信號處理和協議處理，為基帶編解碼、語音解碼等；射頻模塊負責接收和發(fā)送信號以及射頻收發(fā)、頻率合成、功率放大等；電源管理模塊主要負責分配電源；具有定位功能的模組需要加上GNSS（或GPS）模塊進行定位；內存則負責存儲信息。天線接口最多包含主集、分集和GPS3個接口，用來為終端提供射頻天線。功能接口主要為終端主板提供各種信號輸入輸出，包括電源接口、USB接口、狀態(tài)指示、音頻等。

（2）無線模組的分類。無線模組按照可聯網和能定位的兩種功能分為通信模組和定位模組，通信模組按照不同通信技術分為蜂窩類和非蜂窩類通信模組，定位模組則主要是衛(wèi)星定位（GNSS）和模組。蜂窩類通信模組按照不同技術又細分為2/3/4/5G模組和LPWAN的NB-IOT、e-MTC模組，非蜂窩類通信模組又細分為Wi-Fi、藍牙、ZigBee以及LPWAN中的LoRa和Sigfox模組。一般來說4G模組是指能接入運營商4G網絡的模組，NB-IOT模組是指能接入NB-IoT網絡的模組等等，不同通信模組的技術指標對比如表1所示。2G模組主要應用于對數據需求量不高的共享單車等領域，3G模組主要應用于POS機等移動支付領域，4G模組主要應用于對速率要求較高的車載領域和視頻監(jiān)控領域，LPWAN模組在功耗要求較低的抄表領域應用較多，Wi-Fi、藍牙、ZigBee傳輸距離較短，多用于醫(yī)療、智能家居等消費領域。

（3）無線模組在物聯網產業(yè)鏈中的地位。無線模組在物聯網產業(yè)鏈中處于感知層和網絡層中間，所有物聯網終端產生的數據都需要通過無線模組傳送至網絡層，再通過云平臺對設備進行遠程管理，同時經過數據分析對各類應用場景進行管理。無線通信模組與物聯網終端設備是一一對應關系，屬于底層硬件環(huán)節(jié)，具備不可替代性。

（4）無線模組自身的產業(yè)鏈。無線模組的產業(yè)鏈上游是基帶芯片、射頻芯片、存儲芯片、電容、電阻等元器件，標準化程度較高。上游的基帶芯片占到原材料成本的50%以上，基帶芯片技術壁壘高，產業(yè)集中度高，主要供應商有英特爾、高通、聯發(fā)科、海思、銳迪科等。無線通信模組產業(yè)鏈下游是分散在各細分領域的終端設備，不同種類的終端設備對數據的傳輸量、傳輸時間需求不同，比如表計類只需要很少的傳輸數據，傳輸頻率要求也比較低；而智能網聯汽車就對數據量要求很大，并且對數據的實時性要求也很高。無線模組在產業(yè)鏈中的價值就是將上游芯片、電容等元器件集成在一起，增加軟件設計的同時再融合多種通信制式，以滿足不同終端設備在不同應用場景下的需求。無線模組的硬件設計集成及定制化軟件開發(fā)是其產業(yè)鏈價值所在。

表1 不同種類通信模組指標對比

3 無線模組產業(yè)發(fā)展現狀

目前國內外知名的無線模組廠商主要有：加拿大的SierraWireless、意大利的 Telit、瑞士的U-blox、荷蘭的Gemalto、中國的芯訊通、移遠、有方科技、龍尚科技、廣和通、高新興、美格智能等。這些無線模組廠商從上游供應商手中采購芯片等原材料，自己設計模組產品并銷售，廠商可以選擇自己建廠制造產品，也可以采用第三方工廠代工。

（1）國外知名模組廠商發(fā)展現狀。加拿大的SierraWireless是世界第一個蜂窩模組供應商，擁有模組全線產品生產能力，在用戶價值和市場定位方面保持領先。荷蘭的Gemalto是10年前由全球最大的兩家智能卡廠商Axalto和Gemplus合并成立，是數字安全領域的全球領先企業(yè)，2017年底被Thales收購，未來將更有力的為市場提供全面的物聯網解決方案。意大利的Telit是全球領先的M2M無線通信產品和解決方案廠商,其無線通信模塊產品被廣泛的應用在跟蹤、工業(yè)自動化、安防及遙感勘測等行業(yè)市場。

（2）國內知名模組廠商發(fā)展現狀。國內模組廠商呈現規(guī)模效應，出貨量增長較快。圖1為國內主要模組廠商2016年和2017年營業(yè)收入，可以看出2017年大部分廠商營業(yè)收入增長幅度較大，特別是芯訊通、移遠受益于共享單車的崛起，出貨量猛增，兩家分別為ofo、摩拜單車提供模組產品。一般來說，模組產品的毛利率在20%～30%之間，圖2為國內主要模組廠商2016年和2017年凈利潤，通過和圖1比對計算發(fā)現，模組企業(yè)凈利潤普遍不超過10%，利潤較低。

芯訊通的主營業(yè)務為M2M無線通信模組的研發(fā)及解決方案供應業(yè)務，產品類別主要是2G、3G、4G通信模組及GNSS定位模組產品。2017年芯訊通模組出貨量達到3800萬，繼續(xù)位居全球第一，并和另外三大國際知名模組廠商SierraWireless、Gemalto、Telit共同占據全球蜂窩物聯網模組出貨量的63%。芯訊通模組雖然出貨量位于全球第一，其營業(yè)額（約13.5億元人民幣）卻遠低于另外三大國外模組廠商，主要原因是占芯訊通出貨量主要部分的2G模組利潤較低。下一步，芯訊通將積極布局車聯網、智慧城市等物聯網高端市場以及下一代5G網絡技術研究。

圖1 國內主要模組企業(yè)管理2016年及2017年營業(yè)額

圖1 國內主要模組企業(yè)管理2016年及2017年營業(yè)額

移遠的主營業(yè)務為M2M模塊產品，主要包括GSM/GPRS系列、UMTS/HSPA(+)系列、LTE系列、GNSS系列等。移遠在2017年模組出貨量達到3000萬片，營業(yè)收入16億，主要在POS機、表計和車載市場占有率較高，分別能達到30%以上，國外營業(yè)額占比達到1/3，公司目前在籌劃上市。

有方科技公司主要產品為物聯網無線通信模組、物聯網無線通信解決方案和物聯網無線通信終端。公司產品已銷往全球40多個國家和地區(qū)，模塊在網容量超過3500萬臺。GPRS模塊和4G全網通模塊市場占有率持續(xù)領先。2010年至今，公司在中國電力行業(yè)市場和中國鐵塔基站監(jiān)控市場連續(xù)多年市場占有率持續(xù)保持第一。經過公司多年深耕，在該領域已經積累很多智能電表公司作為優(yōu)質客戶資源。2017年智能電網領域收入達到總收入的71%，勢頭迅猛，公司還持續(xù)開發(fā)智能車載、無線POS機、安防等應用領域。未來，公司產品將主要傾向于附加值較高的4G及NB-IoT模組。

廣和通主要從事無線通信模塊及其應用行業(yè)的通信解決方案的設計、研發(fā)與銷售服務，主要產品包括2G、3G、4G、NB-IOT技術的無線通信模組以及基于其行業(yè)應用的通信解決方案，通過集成到各類物聯網和移動物聯網設備使其實現數據的互聯互通和智能化，產品主要應用于車聯網、智能電網、移動支付、移動互聯網等領域。廣和通是保險車聯網系統(tǒng)的先行者。2016年，公司模組出貨量854萬，2017年模組出貨量926萬。面對新的競爭形勢，公司一方面加大海外市場拓展，一方面加大對LPWAN通訊模組及SOC智能通信模組的研發(fā)投入。

中興物聯總體的戰(zhàn)略思路為“模組+行業(yè)應用”的思路，目前公司成了一個子公司高新興物聯，專業(yè)負責各類模組產品的研發(fā)與銷售，而中興物聯網的車聯網以及其他應用則單獨運營。車聯網是公司非常重視的應用領域，公司的模組產品也有針對車規(guī)級應用研發(fā)了多款產品，在國內外市場都有比較廣泛的應用。中興物聯在2017年下半年獨家中標中國電信首次NB-IOT約50萬片模組項目，將進一步奠定公司在NB-IOT模組廠家中的地位。農業(yè)/畜牧業(yè)是公司目前著力拓展的另外一個領域，目前公司在農業(yè)養(yǎng)雞、養(yǎng)牛等領域有比較多的應用案例。

龍尚科技是國內領先的無線通信模組廠商，提供2G、3G、4G、NB-IOT通信模組，在國內最早推出了NB-IOT、eMTC和GPRS三模模塊，在4G以及NB-IOT領域具有一定優(yōu)勢。2017年龍尚模組出貨量500多萬片，主要以4G模組為主，市場占有率7%～8%，其產品主要應用于安防、工業(yè)、車載、可穿戴等方面，?？低暤仁瞧渲饕蛻簟?/p>

移柯公司是一家行業(yè)領先的GSM/GPRS、WCDMA/LTE、NB-IOT、GPS/GNSS模組供應商，致力于提供智能和非智能無線模組產品和解決方案。公司的物聯網移動通信產品主要應用在智慧能源、智慧交通和智慧城市領域，相關行業(yè)的應用方案較為成熟。公司還不斷在智能支付、車載、充電樁、共享類產品等更多新興行業(yè)拓展市場。擁有聯發(fā)科和高通的License，擁有基于芯片的開發(fā)能力，還將大力開拓海外市場。

利爾達是一家提供物聯網系統(tǒng)、智能產品解決方案以及傳感和無線通訊模組的企業(yè)。公司與中國電信、杭州移動等公司簽署戰(zhàn)略協議，加強了在物聯網和NB-IOT領域的深度合作，共同推進NB-IOT應用和推廣，促進LPWAN市場的發(fā)展。利爾達的模組產品入圍了中國電信的物聯網補貼范圍，其研發(fā)的應用于電表領域的無線通信Lora915M標準模組，通過了FCC/CE（進入美國及歐洲市場的強制性認證標準）。

美格智能核心業(yè)務是物聯網智能終端、無線通信模組以及智能硬件的研發(fā)生產銷售等。公司的智能終端、模組產品和無線數據解決方案已經在移動支付、車聯網、安防、工業(yè)路由、消費類電子、智能抄表等領域形成大規(guī)模應用。公司早在2012年就率先與高通簽署專利授權協議，成為國內首批基于4G/LTE核心模塊進行全方位產品和技術開發(fā)的企業(yè)之一。公司積極布局智能4G模塊、更高塑料的LTE-A的數傳模塊以及5G相關核心技術的研究等。2017年公司營業(yè)額6.42億，其中一半以上來自物聯網相關業(yè)務。目前美格智能的戰(zhàn)略重心傾向于物聯網行業(yè)的產品與方案開發(fā)。從業(yè)績也可以看出，雖然公司目前最大的業(yè)務還是精密組件，但是4G行業(yè)應用業(yè)務無論是業(yè)績增長率還是毛利率都遠高于傳統(tǒng)業(yè)務。美格智能目前正在上海注冊眾舸子公司，未來所有的物聯網業(yè)務都將分割到這個子公司。

中移物聯設計生產物聯網專用模組和芯片，打造車聯網、智能家居、智能穿戴等特色產品，公司的模組板塊主要分為代理和自主研發(fā)兩個部分，自主研發(fā)主要以2G模組為主，該模組可以內置物聯網卡，具有縮小模組體積、降低功耗等優(yōu)勢，適合開發(fā)能力強的終端廠商批量生產產品。公司在水表、燃氣表領域市場占有率達到70%左右，在視頻監(jiān)控等領域也有一定市場占有率。

綜上，現階段國內外模組產業(yè)競爭同質化嚴重，各大模組廠商幾乎均具有全線產品研發(fā)能力，應用領域方面目前雖各有側重，但也均向全領域方向發(fā)力，特別是市場潛力巨大的安防、車載、可穿戴等市場，國內模組企業(yè)也在深耕國內市場的同時大力開拓國外市場。

4 無線模組產業(yè)發(fā)展趨勢與策略

未來，單靠研發(fā)生產無線模組的單一業(yè)務將使中小模組廠商難以為繼，中小無線模組廠商將進一步被兼并重組，大公司通過兼并模組企業(yè)實現其產業(yè)鏈全部局，模組廠商通過被兼并實現自身更高效率的管理和進一步提升的研發(fā)能力。比如：2017年9月，日海通訊以5.18億元收購芯訊通所有股權，同時以1.23億元收購了龍尚科技68.09%的股份。中興物聯于2017年被高新興收購84.07%的股權。高新興通過并購中興物聯和超高頻RFID專項連接公司,實現物聯網縱向一體化戰(zhàn)略布局，在物聯網產業(yè)鏈布局上，目前已形成從底層數據收集層（收購中興智聯）,到網絡連接層（收購中興物聯）,再到平臺（自主研發(fā)高云平臺）和行業(yè)應用層（收購創(chuàng)聯電子）的全布局。Gemalto在2017年底被Thales收購。

此外，為了增加客戶粘度，所有的模組廠商都會將定制化解決方案作為公司重要盈利模式，只有通過為客戶定制解決方案，才能夠實現方案和產品的綁定，增加客戶的回購率的同時還可以增加盈利。按照本文的第三部分，我們調查的大部分模組廠商目前已經都能夠提供定制化解決方案。

最后，隨著物聯網連接數增長到一定的規(guī)模，增速勢必會放緩，單靠賣模組的盈利空間將被嚴重壓縮，延伸提供云平臺將成為無線模組廠商的發(fā)展方向。物聯網云平臺是網絡架構和產業(yè)鏈中的關鍵環(huán)節(jié)，提前局部云平臺已經在很多大模組廠商達成了共識。比如，SierraWireless已經布局了AirVantage設備管理和應用開發(fā)云平臺；Telit已經布局了DeviceWISE遠程設備管理、安全云存儲平臺；日海控股美國艾拉AEP云平臺；高新興自主研發(fā)高云平臺；中移物聯布局Onenet平臺。