物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究報告:重點關注上游通信模組產(chǎn)業(yè)

東莞證券/陳偉光
雖然2G/3G網(wǎng)絡與4G網(wǎng)絡具有很多相似的業(yè)務承載,然而2G/3G網(wǎng)絡面對當前的社會發(fā)展,其效率明顯不足。從功能和效率的角度考慮,4G完全可以替代2G/3G網(wǎng)絡。其次,當前,2G/3G基站的單站收入已經(jīng)不能抵消運維費用,成為運營商運營維護的負擔。從降低整體運營成本的角度考慮,4G/5G相比于2G/3G是更好的選擇。

報告綜述:

無線傳輸是物聯(lián)網(wǎng)的主要信息傳遞方式,通信模組是物聯(lián)網(wǎng)核心組件之一。

無線傳輸主要分為三類連接方式:蜂窩通信技術、LPWA技術、局域物聯(lián)網(wǎng)。通信模組是將基帶芯片、存儲器、功能器件等集成在PCB上,并提供標準接口的功能模塊。各類終端借助通信模組可實現(xiàn)通信功能。通信模組的功能是承載端到端、端到后臺的服務器數(shù)據(jù)交互,是用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?。因此通信模組是物聯(lián)網(wǎng)終端的核心組件之一。

2G/3G退出勢在必行,4G與LPWAN迎來良機。

雖然2G/3G網(wǎng)絡與4G網(wǎng)絡具有很多相似的業(yè)務承載,然而2G/3G網(wǎng)絡面對當前的社會發(fā)展,其效率明顯不足。從功能和效率的角度考慮,4G完全可以替代2G/3G網(wǎng)絡。其次,當前,2G/3G基站的單站收入已經(jīng)不能抵消運維費用,成為運營商運營維護的負擔。從降低整體運營成本的角度考慮,4G/5G相比于2G/3G是更好的選擇。

NB-IoT是物聯(lián)網(wǎng)領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,屬于低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。NB-IoT自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢,使其可以廣泛應用于多種垂直行業(yè),隨著2G和3G的退網(wǎng),4G/NB-IoT模組的應用場景會變得更加廣闊。

5G技術優(yōu)勢明顯,入局車聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)場解決難題。自動駕駛(無人駕駛)是汽車發(fā)展的理想狀態(tài),當前的技術水平難以實現(xiàn)自動駕駛。因此需要通過車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)過渡。利用5G技術低時延、高可靠、高速率和大容量的能力,車聯(lián)網(wǎng)不僅可以幫助車輛間進行位置、速度、行駛方向和行駛意圖的溝通,更可以利用路邊設施輔助車輛對環(huán)境進行感知,幫助V2X高效運行,實現(xiàn)車和其他一切實體之間的信息交互,從而獲取實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息,提高駕駛安全性和交通效率。

一、萬物互聯(lián),層層架構分工明確(略)

蜂窩通信模組迎來市場擴大機遇

無線傳輸是物聯(lián)網(wǎng)的主要信息傳遞方式。無線傳輸主要分為三類連接方式:(1)蜂窩通信技術,也即2/3/4/5G技術;(2)LPWA技術(Low Power Wide Area,低功耗廣域通信技術),廣義上也屬于蜂窩通信技術,包括NB-IOT(Cat-NB1)、LTE-M(eMTC,CatM1)、LoRa、Sigfox;(3)局域物聯(lián)網(wǎng)(Short-range IOT),通常定義為100米以內(nèi),包括Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee。NB-IoT和LTE-M本質上采用4G蜂窩技術。NB-IoT和LTE-M的最初設計是使其在LTE系統(tǒng)內(nèi)進行帶內(nèi)操作,并且可以共享LTE頻譜?;贜BIoT和LTE-M的特性,NB-IoT和LTE-M未來有望通過5G技術中進行帶內(nèi)操作或共存,實現(xiàn)技術向前兼容。

通信模組是將基帶芯片、存儲器、功能器件等集成在PCB上,并提供標準接口的功能模塊。各類終端借助通信模組可實現(xiàn)通信功能。通信模組的功能是承載端到端、端到后臺的服務器數(shù)據(jù)交互,是用戶數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?。因此通信模組是物聯(lián)網(wǎng)終端的核心組件之一。

蜂窩通信模組具有覆蓋面積廣,成本低,功耗小的特點,使其相比局域物聯(lián)網(wǎng)具有更廣泛且靈活的應用空間。目前,蜂窩網(wǎng)絡連接技術正處于新老交替的窗口期,一旦蜂窩通信技術順利完成更新?lián)Q代,將會開拓一個更為廣闊的市場。原因有兩方面,一方面,2019年10月22日,工信部信息通信發(fā)展司司長聞庫明確表示,2G、3G的退網(wǎng)是移動通信更新?lián)Q代的必然選擇,也是當前國際主流國家的主要做法。目前,2G、3G網(wǎng)絡的傳輸效率已經(jīng)無法滿足當前社會發(fā)展的需求,中國的移動通信網(wǎng)絡2G、3G退網(wǎng)的條件已經(jīng)逐漸成熟。另一方面,隨著5G技術的成熟和普及,推動基于5G技術的無線通信模組發(fā)展將會成為趨勢。截至2020年底,我國已經(jīng)建立了超過71萬個5G基站,5G技術的商業(yè)化普及勢在必行。未來,不同類型的蜂窩網(wǎng)絡連接技術將在物聯(lián)網(wǎng)各個場景中各司其職,基于4G、NB-IoT等技術的物聯(lián)網(wǎng)技術將逐漸替代原有2G/3G物聯(lián)網(wǎng)技術,并提供更大帶寬、更低時延、更深的覆蓋;同時,基于5G的物聯(lián)網(wǎng)技術將在大帶寬、對時延要求極為苛刻的高速率場景承擔起更重要的角色。

二、2G/3G退出勢在必行,4G與LPWAN迎來良機

2.1 2G/3G退出勢在必行

首先2G/3G的退網(wǎng)勢在必行。首先,2G/3G相對于4G網(wǎng)絡功能落后。雖然2G/3G網(wǎng)絡與4G網(wǎng)絡具有很多相似的業(yè)務承載,然而2G/3G網(wǎng)絡面對當前的社會發(fā)展,其效率明顯不足。例如,一個3G基站只能同時支持20M左右的流量。4G網(wǎng)絡具有覆蓋廣、語音質量優(yōu)、上網(wǎng)速度快、承載用戶多、接續(xù)時間短、耗電低等優(yōu)勢。從功能和效率的角度考慮,4G完全可以替代2G/3G網(wǎng)絡。

第二,2G/3G網(wǎng)絡運維成本較高。2G/3G網(wǎng)絡普遍存在通信體驗質量下降、投訴增多等情況,其原因在于2G/3G設備陳舊且故障率高、手機輻射大且功耗高,相關設備廠商停止供應備品、備件造成維護困難。當前,2G/3G基站的單站收入已經(jīng)不能抵消運維費用,成為運營商運營維護的負擔。從降低整體運營成本的角度考慮,4G/5G相比于2G/3G是更好的選擇。

NB-IoT是物聯(lián)網(wǎng)領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,屬于低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。NB-IoT設備電池擁有至少10年的壽命,同時還能提供較為全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。支持待機時間長、對網(wǎng)絡連接要求較高設備的高效連接。NBIoT構建于蜂窩網(wǎng)絡,只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于LTE網(wǎng)絡(4G),以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。因為NB-IoT自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢,使其可以廣泛應用于多種垂直行業(yè),隨著2G和3G的退網(wǎng),4G/NB-IoT模組的應用場景會變得更加廣闊。其需求的增長主要出現(xiàn)在遠程控制和智能抄表市場。

2.2技術迭代孵化新應用場景

2.2.1遠程控制

物聯(lián)網(wǎng)遠程控制終端是基于LTE、NB-IoT等物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測,圖像監(jiān)視,遠程通信,設備控制,異常報警并對數(shù)據(jù)進行處理、存儲、加密和傳輸?shù)闹悄芙K端設備。物聯(lián)網(wǎng)遠程控制終端實現(xiàn)了物物相聯(lián)和人機互動,廣泛應用于狀態(tài)感知、設施監(jiān)測、數(shù)據(jù)交互、運行控制等各種物聯(lián)網(wǎng)應用場景中。目前,遠程控制被廣泛應用于農(nóng)業(yè),工業(yè),畜牧業(yè),采礦業(yè)等領域。

物聯(lián)網(wǎng)遠程控制的作用包括三方面:(1)緩解勞動力不足的問題,(2)代替勞動者完成部分強度大或危險性大的工作,保障人身安全,例如礦井監(jiān)控,農(nóng)作物澆灌等工作,(3)調試好的指令進行操作可以提升工作效率,降低勞動力成本。我們以遠程控制在農(nóng)業(yè)中的具體應用作為例子進行分析。

“十三五”期間,我國政府部門高度重視現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,先后出臺了《農(nóng)業(yè)科技發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《關于加快推進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新持續(xù)增強農(nóng)產(chǎn)品供給保障能力的若干意見》等政策文件,全力支持“十三五”期間我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

物聯(lián)網(wǎng)智慧大棚利用高精度傳感器對溫室大棚環(huán)境的各項指標(PH值、降水量、空氣溫濕度、土壤水分、土壤濕度、土壤鹽分、植物營養(yǎng)指標以及植物生理生態(tài)等)進行監(jiān)測采集,然后通過NB-IoT網(wǎng)絡上傳云平臺和手機APP,用戶可以通過蜂窩智慧云平臺實現(xiàn)對作物生長環(huán)境進行實時監(jiān)測和預警,為科學生產(chǎn)種植提供數(shù)據(jù)依據(jù);同時利用4G蜂窩網(wǎng)絡對溫室大棚內(nèi)部進行遠程控制和系統(tǒng)自動化聯(lián)動控制,大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,提高產(chǎn)品質量和溫室大棚的利用率;建立水肥一體化系統(tǒng)借助蜂窩智慧云平臺能夠實現(xiàn)對大棚進行精細化施肥灌溉;在大棚安裝高清攝像機實現(xiàn)對大棚進行實時監(jiān)控,能夠提高管理人員的效率同時能夠對大棚物資進行管理。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術對農(nóng)業(yè)大棚進行自動化,智能化改造,可以構建:

(1)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng):通過物聯(lián)網(wǎng)連接傳感器對大棚內(nèi)部空氣溫濕度、二氧化碳溶度、光照強度、土壤溫濕度、土壤EC值、土壤酸堿度、土壤養(yǎng)分含量等進行實時采集,并通過NB-IOT通信模組上傳到蜂窩智慧云平臺,用戶可以通過手機端小程序或PC端大數(shù)據(jù)平臺進行實時查看,出現(xiàn)異常及時進行操作。

(2)設備管控系統(tǒng):利用NB-IOT模組構建智能控制系統(tǒng),將溫室內(nèi)部的風機、水簾、遮陽電機、卷膜電機、卷被電機、加溫電機、電磁閥門、水泵、水肥一體機等設備連接,用戶終端通過4G蜂窩信號連接智慧云平臺實現(xiàn)對這些設備的遠程控制,根據(jù)傳感器采集參數(shù)變化與作物生長最佳參數(shù)對比實時調控或自動控制溫控系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)等。

(3)水肥一體化系統(tǒng):建立水肥一體化設備配合大棚內(nèi)部滴灌/噴灌管道,根據(jù)傳感器采集的土壤濕度、土壤EC值、土壤養(yǎng)分、空氣濕度等參數(shù),實現(xiàn)對作物的精準施肥和灌溉,節(jié)約水肥,降低能源損耗。

(4)可視化管理系統(tǒng):在大棚安裝高清攝像機實現(xiàn)對農(nóng)場進行監(jiān)控,通過蜂窩智慧云平臺可以實現(xiàn)對農(nóng)場的進行24小時在線監(jiān)管,同時有利于管理人員是實現(xiàn)在辦公室就可以遠程對現(xiàn)場的人員、物資、作物進行管理,提高管理效率。

據(jù)華為技術數(shù)據(jù)顯示,全球智慧農(nóng)業(yè)有1.5億的連接需求,由此帶來的市場空間十分可觀。2020年全年,物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領域的潛在市場規(guī)模將達到268億美元,2015至2020年復合增長率為14.3%。其中美國的市場份額最大并且智慧農(nóng)業(yè)起步較早,已經(jīng)進入成熟期,而亞太地區(qū)作為新興的市場,將享受更高速的增長。據(jù)BI intelligence預測,2020全年我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備安裝量將達到7500萬個,5年年復合增長率為20.11%。根據(jù)華為數(shù)據(jù)顯示,我國農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等信息技術應用比例從2015年的10.2%提升至2020年的17%,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)信息化、智能化。

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2.2.2智能抄表

智能抄表是智能“水,電,氣”網(wǎng)的智能終端,它依賴于NB-IoT技術,采用先進的能源計量專用芯片,應用數(shù)字采樣處理技術及SMT工藝,根據(jù)居民實際用量狀況設計制造的非傳統(tǒng)意義上的能量表。所有智能抄表計量均安裝計量裝置和NB-IOT通信模塊,采用一對一的方式直接上傳數(shù)據(jù),無需集中器,一臺抄表設備將計費+通信功能合二為一,在施工、維護,成本上都有巨大優(yōu)勢。智能抄表系統(tǒng)將千家萬戶的用量與管理部門的電腦網(wǎng)絡中心聯(lián)成一體,從根本上解決了目前用水、用電、用氣管理的自動化程度低,中間環(huán)節(jié)多,繳費不及時等問題。

傳統(tǒng)人工抄表的一系列難題最初是由GPRS遠程抄表解決的。GPRS遠程抄表不僅高效率,更具安全性,客戶交費更為方便快捷。然而,GPRS通信基站客戶容積較小,功能損耗高,信號差,這對電池性能的型號選擇和成本管理具有較大挑戰(zhàn)。NB-IoT則較好地解決了GPRS抄表方案所遭遇的難點。NB-IoT在作用上繼承了GPRS。同時,相比GPRS通信技術,NB-IOT擁有50-100倍的上漲容積。這也就意味著,在同一通信基站覆蓋面積下,NB-IoT能提供GPRS無線通信的50-100倍的連接數(shù)。龐大的連接數(shù)有利于裝表量較為聚集的住宅小區(qū)使用。

NB-IoT的智能抄表系統(tǒng)軟件的核心由含有NB-IoT控制模塊的水電氣表、通信基站、NBIoT核心網(wǎng)、NB-IoT管理服務平臺、手機客戶端互聯(lián)網(wǎng)智能管理系統(tǒng)、集抄智能管理系統(tǒng)等系統(tǒng)集成。水電氣表將收集的使用量信息和本身情況信息上傳至物聯(lián)網(wǎng)技術云服務平臺。此外,水電氣表還可以接收來源于云服務平臺的相關信息。手機客戶端智能管理系統(tǒng)可以從NB-IoT管理云服務平臺中獲得住戶自來水/電/氣信息內(nèi)容,監(jiān)控用戶的即時應用狀況。企業(yè)可根據(jù)相關數(shù)據(jù),對客戶的電,自來水,氣開展臺階價格調整,并向住戶消息推送每個月的需求量和費用等狀況。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2019年,智能水表市場需求3230萬只,市場滲透率為44.91%。2019年我國智能水表產(chǎn)量達3008萬只,預測2020年我國智能水表產(chǎn)量將達3275萬只。

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三、5G技術優(yōu)勢明顯,入局車聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)場解決難題

3.1 5G的優(yōu)勢明顯

5G具有超高數(shù)據(jù)速率、大規(guī)模連接、低時延、高可靠性等特征,對社會經(jīng)濟發(fā)展具有較大的幫助。5G將會滲透、影響到社會多個領域。5G的關鍵性能指標主要包括:用戶體驗數(shù)據(jù)速率、連接密度、端到端延遲、流量密度、移動性和峰值數(shù)據(jù)速率。5G網(wǎng)絡具有超過100 Mbps的用戶體驗數(shù)據(jù)速率、每平方公里100萬個連接、1毫秒端到端延遲和每秒數(shù)十千兆的峰值數(shù)據(jù)速率等關鍵性能指標。

5G關鍵技術主要包括無線技術和網(wǎng)絡技術兩方面。在無線技術領域,大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址和全頻譜接入等技術,已成為業(yè)界關注的焦點。在網(wǎng)絡技術領域,基于軟件定義網(wǎng)絡(SDN)和網(wǎng)絡功能虛擬化(NFV)的新型網(wǎng)絡架構,已取得廣泛共識。未來5G網(wǎng)絡將是基于SDN、NFV和云計算技術,更加靈活、智能、高效和開放的網(wǎng)絡系統(tǒng)。當前,4G網(wǎng)絡已在物聯(lián)網(wǎng)領域得到應用,并不斷發(fā)展以適應未來物聯(lián)網(wǎng)的應用需求。未來物聯(lián)網(wǎng)的新應用場景需要新的性能標準,如物聯(lián)網(wǎng)設備的大規(guī)模連接、安全性、可靠性、無線通信的覆蓋范圍、超低延遲、高吞吐量等。為滿足這些需求,5G技術有望為未來物聯(lián)網(wǎng)應用提供新的接口。5G不僅將在未來十年提供1000倍的互聯(lián)網(wǎng)流量增長,還將為各個行業(yè)提供支持物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎技術。

3.2汽車保有量持續(xù)增長,交通問題日漸突出

隨著中國汽車市場的開放與發(fā)展,中國人均可支配收入的增加,汽車制造技術的提升以及成本的降低,汽車已經(jīng)成為當代國人重要的出行工具。據(jù)公安部統(tǒng)計,2020年,全國機動車保有量達3.72億輛,其中汽車2.81億輛;機動車駕駛人達4.56億人,其中汽車駕駛人4.18億人。2020年,全國新注冊登記機動車3328萬輛,同比增加114萬輛,新領證駕駛人2231萬人。2020年,全國新注冊登記汽車2424萬輛,比2019年減少153萬輛,下降5.95%。

汽車保有量的激增在改善人類生活質量的同時也帶來了一系列社會問題:

(1)目前我國大多數(shù)城市都存在交通擁堵情況。在全國六百多個城市中,有61%的城市都會交通擁堵嚴重的現(xiàn)象,尤其是在早晚高峰時期。根據(jù)高德地圖發(fā)布的《2019年年度中國主要城市交通分析報告》顯示,我國全年人均擁堵時間為174小時。交通擁堵除了浪費大量的時間以外,還導致了嚴重的環(huán)境污染和資源浪費,調查統(tǒng)計表明,機動車在擁堵情況下的能耗是最優(yōu)情況下的2倍,如果一輛汽車在7km/h到88km/h之間加減速1000次,其燃料消耗比勻速行駛時多60升,對于貨車則多消耗114升。

(2)世界銀行數(shù)據(jù)顯示,隨著汽車保有量的不斷提升,全球停車位需求量從2015年約2.25億升至2020年的約3.75億個,而停車位數(shù)量僅從2015年的約7500萬個升至約1.2億個。停車位的緊缺嚴重影響了經(jīng)濟的發(fā)展。據(jù)INRIX Research調查顯示,停車位不足的問題在全美國范圍內(nèi)每年造成超過730億美元的損失。

(3)我國公安部交通管理局數(shù)據(jù)顯示,2019年我國共發(fā)生道路交通事故238351起,造成67759人死亡、275125人受傷,直接財產(chǎn)損失9.1億元。

3.3自動駕駛短期難以實現(xiàn),車聯(lián)網(wǎng)成為過渡方式

自動駕駛汽車(Autonomous vehicles;Self-driving automobile)是一種通過物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術相結合實現(xiàn)的無人駕駛汽車。自動駕駛汽車依靠蜂窩通信技術,人工智能、視覺計算、雷達、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同工作以了解行車環(huán)境,并通過物聯(lián)網(wǎng)對道路進行智能導航,使汽車可以在沒有任何人類主動的操作下,自動安全地行駛。

(1)由于自動駕駛汽車在加速、制動以及變速等方面都通過自動駕駛系統(tǒng)進行計算和決策,相較于傳統(tǒng)的駕駛員,自動駕駛系統(tǒng)可以做出最有效率的駕駛行為,有助于緩解交通擁堵。

(2)基于智能系統(tǒng)的控制,車輛可以提高能耗效率、減少對環(huán)境的污染。據(jù)麥肯錫咨詢公司數(shù)據(jù)顯示,無人駕駛汽車每年幫助減少3億噸溫室氣體排放,這相當于航空業(yè)二氧化碳排放量的一半。

(3)通過無線通信技術、移動終端技術、GPS定位等技術的綜合應用,以及對停車場的智能化管理,自動駕駛可以通過車聯(lián)網(wǎng)信息實現(xiàn)自動尋找目的地附近的可用車位,實現(xiàn)自動停車。據(jù)博世數(shù)據(jù)顯示,2025年自動停車將省去長達3.8億公里用于尋找車位的繞行路程,同時美、中、德三國的互聯(lián)停車功能將節(jié)省約7千萬小時花費在找車位上的時間。

(4)自動駕駛可以避免駕駛員由于疲勞,分心,酒駕等因素所導致的交通事故,并且隨著5G通信技術的民用化和商用化,搭載5G蜂窩通信模組的無人駕駛汽車在面對突發(fā)緊急情況時具有更快的響應和決策能力,可以大幅降低交通事故產(chǎn)生的概率,挽救乘客的生命,減少經(jīng)濟損失。

根據(jù)摩根士丹利數(shù)據(jù)顯示,無人駕駛汽車帶來的生產(chǎn)力提升每年可為美國經(jīng)濟增加5070億美元的價值。當生產(chǎn)力提高與無人駕駛汽車帶來的其他優(yōu)勢相結合時,自動駕駛每年可為美國經(jīng)濟創(chuàng)造1.3萬億美元的價值,在全球范圍內(nèi)有望達到5.6萬億美元。然而,自動駕駛(無人駕駛)是汽車發(fā)展的理想狀態(tài),當前的技術水平難以實現(xiàn)自動駕駛。因此需要通過車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)過渡。隨著5G通信技術的普及,憑借其傳輸速度快,容量大,時延低的特性,將會傳輸車輛行駛中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)到后臺。后臺系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析做出幫助駕駛者作出決策。隨著車載操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展,汽車將會實現(xiàn)完全智能化、自動化。此時,智能汽車結合良好的無線通信技術,將有望實現(xiàn)自動駕駛。

車聯(lián)網(wǎng)以行駛中的車輛為信息感知對象,借助新一代信息通信技術,實現(xiàn)車與X(即車與車、人、路、服務平臺)之間的網(wǎng)絡連接,提升車輛整體的智能駕駛水平。車聯(lián)網(wǎng)的提出主要服務于三個目標:安全、效率以及改善司乘人員的舒適度。成熟的車聯(lián)網(wǎng)技術將給社會帶來非常大的社會價值和經(jīng)濟價值。搭載5G蜂窩通信模塊的車聯(lián)網(wǎng)汽車對于提高安全性,減少交通事故有重大意義。世衛(wèi)組織指出,全球每年死于車禍的人數(shù)超過135萬人,還有2000萬至5000萬人受到非致命傷害。道路交通碰撞的損失占大多數(shù)國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的3%。90%以上的車禍都是由人為失誤造成的。NHTSA估計,車聯(lián)網(wǎng)的V2V和V2I帶來的安全應用可減輕甚至消除多達80%的交通事故,其中包括在十字路口以及變道引發(fā)的各類事故。根據(jù)我國公安部交管局披露的數(shù)據(jù),我國每年因道路交通安全事故傷亡人數(shù)超20萬,各地交警接報事故的總量大概在470萬左右。自智能交通方案實施以來,我國道路安全事故總量呈下降趨勢,2000年為61.7萬起,至2015年下降至20萬起左右。

車聯(lián)網(wǎng)能夠緩解甚至消除交通堵塞,有效提高交通效率。美國人每年平均要因為交通擁堵浪費97個小時的時間,2018年擁堵給美國司機帶來了近870億美元的損失,平均每位司機損失1348美元?;赩2X技術,使得車輛能夠與其他車輛、基礎設施以及智能應用之間通信,可以有效解決城市中的交通擁堵問題。這樣的交通系統(tǒng)還可以收集實時數(shù)據(jù),分析城市中的車流量,應用更好的算法及道路管理措施來改善基礎設施規(guī)劃。將各個節(jié)點收集到的道路信息進行分析之后,交通部可以更有效地部署道路工作人員。隨著V2X車聯(lián)網(wǎng)通信逐漸得到采用,智能交通系統(tǒng)帶來的效用有望成比例地增加。車聯(lián)網(wǎng)的應用還將對減少空氣污染,營造綠色環(huán)境有很大幫助。V2X技術可以通過減少增加污染的交通堵塞等方式來造福環(huán)境。車輛和基礎設施之間的協(xié)調也將減少不必要的停車和制動,進一步減少燃料消耗和排放。

3.4蜂窩通信模組是車聯(lián)網(wǎng)以及自動駕駛重要器件

車載通訊是在車輛上應用的移動通信技術,現(xiàn)階段主要通過車輛裝配4G蜂窩通信模塊進行車車、車路通信將交通參與者、交通工具及其環(huán)境有機結合,實現(xiàn)交通高度信息化、智能化、安全化的手段。借助移動通信技術從而有效解決司機和乘客安全、碳排放以及行駛效率低下等問題。

車聯(lián)網(wǎng)通信技術分為IEEE 802.11p(DSRC專用短程通信使用的底層無線通信技術,于2020年被美國放棄,轉向中國主推的C-V2X車聯(lián)網(wǎng)標準)和3GPP C-V2X(以LTE-V2X為代表,是基于4G蜂窩網(wǎng)的V2X無線通信技術)兩種類型。LTE-V2X作為一種基于LTE演進的車聯(lián)網(wǎng)技術,具備諸多后發(fā)優(yōu)勢。LTE-V2X在設計過程中充分借鑒了802.11p的經(jīng)驗和不足,在系統(tǒng)容量、覆蓋范圍等方面具有顯著的性能優(yōu)勢:(1)LTE-V2X采用集中式控制傳輸與分布式傳輸相結合的方式,將V2N、V2I、V2V以及V2P結合成一個有機整體。LTE-V2X底層具備更好的鏈路預算,借助更加精細的信道設計及資源分配方案來獲得高可靠、廣覆蓋、低時延的傳輸保障。

(2)LTE-V2X借助成熟的LTE網(wǎng)絡及產(chǎn)業(yè)鏈,通過對現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡基站設備進行升級就可以實現(xiàn)部署,不需要再鋪設大量的基礎設施通信模塊,產(chǎn)業(yè)更容易快速發(fā)展起來。LTE成熟的生態(tài)系統(tǒng)吸引電信運營商,通信設備制造商和汽車企業(yè)基于現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡和技術支持車聯(lián)網(wǎng)通信,從而LTE-V2X成為自然的選擇。

(3)LTE-V2X是運營商增加新連接(車、自行車、摩托、行人等)的重要卡位?;贚TEV2X,運營商可以自然地參與到車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中來,提供車連網(wǎng)相關業(yè)務,如具有最核心的競爭力的連接、數(shù)據(jù)、服務等業(yè)務。從智能交通長遠發(fā)展的角度來看,以LTE-V2X為代表的C-V2X技術實現(xiàn)了直通和蜂窩模式的融合,未來可以平滑演進到5G,應用前景更加光明。

行駛中的汽車通過裝配的各種傳感器收集到車輛自身的狀態(tài)信息,周邊車輛及行人,環(huán)境信息,例如車速,車流量,車間距,道路信息之后,通過蜂窩通信模塊將信息發(fā)送到終端后臺,由統(tǒng)一的服務器進行計算,設計出效率最高的出行計劃和行駛狀態(tài),最后再由蜂窩通信信號將指令傳送回汽車終端并由車載電腦執(zhí)行。同時,LTE-V2X的PC5接口可以支持行駛間車輛的信息交互,實現(xiàn)高效的無線資源分配機制。

3.5 5G網(wǎng)絡補齊通信網(wǎng)絡層的技術缺口

利用5G技術低時延、高可靠、高速率和大容量的能力,車聯(lián)網(wǎng)不僅可以幫助車輛間進行位置、速度、行駛方向和行駛意圖的溝通,更可以利用路邊設施輔助車輛對環(huán)境進行感知,幫助V2X高效運行,實現(xiàn)車和其他一切實體之間的信息交互,從而獲取實時路況、道路信息、行人信息等一系列交通信息,提高駕駛安全性和交通效率。通過一組數(shù)據(jù)對比來看:自動駕駛汽車以每小時60公里的速度行駛,如果時延是60毫秒,車的制動距離大概在1米;如果是10毫秒的時延,車的制動距離是17厘米;如果降低到5G的理論時延1毫秒,制動距離縮短到只有17毫米,大幅度的提高了自動駕駛的安全性。因5G上行寬帶最高可達10G,可在每平方公里內(nèi)支持至少800輛車的數(shù)據(jù)傳輸。并且可支持車輛以60km/h的速度行進,真正地滿足了人們的日常所需。

5G的特性,提升了車輛對環(huán)境的感知、決策、執(zhí)行能力,給車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛應用,尤其是涉及車輛安全控制類的應用帶來很好的基礎條件。2020年12月29日,上汽R汽車宣布旗下“5G智能電動SUV”MARVEL R獲得SRRC認證,成為首款也是目前唯一一款通過車載車規(guī)級5G/C-V2X終端產(chǎn)品認證的車型,將行業(yè)首次實現(xiàn)5G智能車載終端全場景落地。MARVEL R搭載首個進入國家認證實驗室測試的5G智能網(wǎng)聯(lián)直連通信車載終端,內(nèi)置華為5G巴龍5000芯片和Mobileye EyeQ4H芯片兩大強“芯”,能夠與智慧交通設施連接,帶來強大的5G V2X遙感智駕功能。如在行駛中,MARVEL R將可超前獲得道路環(huán)境、紅綠燈變化等信息,完成5G智能車速控制(車速引導)、5G智能路口通過輔助,讓汽車從此具備“預知能力”。未來,5G V2X全場景落地能力還會繼續(xù)強化,實現(xiàn)包含V2V(車-車)、V2I(車-基礎設施)、V2N(車-互聯(lián)網(wǎng))和V2P(車-人)等場景與設備的無界互聯(lián)。

蜂窩通信模組在車聯(lián)網(wǎng)中需求量巨大,尤其是新能源汽車近些年的發(fā)展更是帶來更多需求量。根據(jù)IHS預測,2022年全球聯(lián)網(wǎng)汽車的市場保有量將達3.5億臺,市場占比達到24%。同時,具備聯(lián)網(wǎng)功能的新車銷售將逐漸普及,銷量將達到9800萬臺(其中3200萬臺通過嵌入式模塊鏈接,1800萬臺通過智能手機鏈接,4800萬臺通過嵌入式模塊與智能手機混合的方式連接),市場占比達94%,而一臺互聯(lián)網(wǎng)汽車至少需要搭載一塊蜂窩通信模組,這意味著僅2022一年,全球蜂窩模組在汽車市場中的出貨量將超過9800萬塊,隨著5G技術的成熟運用以及車規(guī)級5G終端標準的制定,5G蜂窩通信模組必然在車聯(lián)網(wǎng)市場上大展身手。

四、新應用場景刺激蜂窩模組高速出貨,NB-IoT將成為主流

Wi-Fi連接設備仍然處于優(yōu)勢地位。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示,2022年全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)達到193.1億部,其中蜂窩物聯(lián)網(wǎng)16.1億部(2019-2022 CAGR 25.61%)、LPWA 22.5億部(2019-2022 CAGR 74.39%)、局域物聯(lián)網(wǎng)155.0億部(2019-2022 CAGR 19.97%)。當前以Wi-Fi為基礎的局域網(wǎng)通信模組仍然占據(jù)較大的使用比例,主要原因有兩個方面:

(1)有線網(wǎng)絡相對于無線網(wǎng)絡具有更深的發(fā)展基礎,基于有線網(wǎng)絡的Wi-Fi連接相對蜂窩通信網(wǎng)絡具有更好的用戶體驗,并且部署更為簡單;(2)當前蜂窩通信模組資費方案尚未完全落實,基于Wi-Fi連接的物聯(lián)網(wǎng)具備資費上的優(yōu)勢,因此更容易受到消費者的接受。但是,我們更應該注意到,蜂窩通信模組隨著新的應用場景的出現(xiàn),其年復合增長率達到一個較高的誰水平。

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新應用場景出現(xiàn),刺激蜂窩通信模組需求。隨著2G/3G的退網(wǎng),基于4G、5G、NB-IoT等技術的物聯(lián)網(wǎng)應用場景的增加,假設每臺物聯(lián)網(wǎng)設備至少需要配備一個蜂窩通信模組,蜂窩通信模組的需求將會增加。根據(jù)Techno Systems Research數(shù)據(jù)顯示,2015年,全球物聯(lián)網(wǎng)蜂窩通信模組出貨量為111.7百萬片,到2022年,全球物聯(lián)網(wǎng)蜂窩通信模組出貨量將達到313.2百萬片,2015年-2022年復合增長率為15.86%。從增速上看,年復合增長率較高的是遠程控制、健康醫(yī)療、交通運輸年復合增長率最快,分別為22.83%、18.24%、14.91%。從使用占比上看,遠程控制、交通運輸、智能抄表的使用占比最高,分別是40.27%、32.45%、11.85%。

NB-IoT成為未來物聯(lián)網(wǎng)蜂窩模組主流產(chǎn)品。從技術分類上看,隨著2G/3G退出歷史舞臺,4G/NB-IoT模組的應用場景會變得更加廣闊,市場規(guī)模將會擴大。從本質上看,NBIoT模組和LTE-M模組都屬于蜂窩通信模組,都基于傳統(tǒng)的4G蜂窩網(wǎng)絡技術,但是NBIoT通信模組進行裁剪和優(yōu)化以適用于物聯(lián)網(wǎng)的低成本低功耗應用。此外,因為NB-IoT對基站的附著,需要由電信運營商進行網(wǎng)絡部署和運營。因此,NB-IoT適用于設備位置固定的應用場景,如智能停車、遠程控制、智能抄表和智能家電等。2019年2G通信模組占比最大,達到33.02%,排名第二的是LTE-Cat.3/4占比是23.71%,排名第三的是3G通信模組,占比是16.6%。Techno Systems Research預測,2020年NB-IoT占比最大為30.56%,LTE-Cat.3/4占比是第二,比例是18.36%,2G通信模組占比排名第三。NBIoT是第三代合作伙伴計劃(3GPP)作為蜂窩通信LTE標準第13版的一部分開發(fā)的標準。這是一種低功率,廣域網(wǎng)(LPWAN)技術,在許可頻譜上運行,專為具有低帶寬需求的IoT設備而設計。與其他現(xiàn)有蜂窩標準相比,NB-IoT價格低廉,提供了更好的室內(nèi)覆蓋范圍,消耗的功率更少,因此具有更長的電池壽命。在成本方面,NB-IoT低功耗、低速率、低寬帶帶來明顯的低成本優(yōu)勢?;谝陨蟽?yōu)點,NB-IoT可廣泛應用于智能抄表、智能停車、智能穿戴等領域,是傳輸層技術升級的重要標志。

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價格下降不改市場規(guī)模擴大趨勢。隨著2G/3G退出歷史舞臺以及4G/NB-IoT模組的技術日漸成熟,4G/NB-IoT模組的應用數(shù)量將會大幅增加,市場上將會出現(xiàn)較多的競爭者,4G/NB-IoT通信模組市場的整體價格或出現(xiàn)下降。此外,由于5G模組的進場競爭,4G通信模組廠商為增加市場份額,4G/NB-IoT模組價格或將不斷降低。我們根據(jù)供應商數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),2019年度4G模組單價約為131元,NB-IOT模組單價約為31元。預計2020年4G模組價格將降至100元內(nèi),NB-IoT模組價格將穩(wěn)定于18-25元區(qū)間內(nèi)。雖然產(chǎn)品價格正在下降,但是產(chǎn)品需求量正在快速提升,市場規(guī)模逐步擴大的趨勢不減。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)顯示,初步統(tǒng)計2019年全球蜂窩通信模組市場規(guī)模約190億元。在不考慮5G模組放量的情況下,預計2022年全球蜂窩通信模組市場規(guī)模接近300億元。

五、投資策略:物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈重點關注上游通信模組產(chǎn)業(yè)

始于物聯(lián),重點關注通信模組產(chǎn)業(yè)。從產(chǎn)業(yè)鏈來看,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上游負責感知功能,參與者主要有感知設備供應商、芯片供應商、通信模組供應商。中游負責傳輸,參與者主要有互聯(lián)網(wǎng)運營商、電信,廣電網(wǎng)絡運營商。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈下游包括中間件及應用供應商、運營及服務提供商、系統(tǒng)集成商以及終端用戶。雖然物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)綿長,但是實現(xiàn)萬物互聯(lián)的出發(fā)點在于,物與物之間的連接,即基于通信,依靠通信模組,實現(xiàn)端與端之間的數(shù)據(jù)傳輸與交互。因此,我們認為,物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)首先關注上游的通信模組通信模組產(chǎn)業(yè)。

根據(jù)前文分析,通信模組是將基帶芯片、存儲器、功能器件等集成在PCB上,并提供標準接口的功能模塊。因此,結合行業(yè)內(nèi)領先公司的公開信息,我們對蜂窩通信模組的內(nèi)部組成劃分為:芯片、PCB、PN型期間、晶體期間、阻容感元期間、結構件及其他等六大項。結合移遠通信以及廣和通招股說明書,我們認為芯片是眾多原材料中最為重要的其中一項。以移遠通信招股說明書為例,2016年-2018年,芯片占公司原材料采供成本分別為83.49%、84.86%、82.33%,都維持在一個較高的水平。蜂窩通信模組中,原材料占比位列第二與第三位的是PCB和阻容感元器件。2016年-2018年,PCB成本占比分別為6.56%、6.68%、7.10%;阻容感元器件成本占比分別為3.03%、3.59%、6.07%。

蜂窩通信模組涉及多種功能,因此在一個小小的蜂窩通信模組包含多種芯片,其中以基帶芯片、射頻芯片、存儲芯片為主。根據(jù)移遠通信招股說明書,2016年-2018年,基帶芯片分別占當期原材料成本39.21%、30.92%、28.54%;射頻芯片分別占當期原材料成本27.71%、28.16%、28.09%;存儲芯片分別占當期原材料成本12.80%、20.46%、19.20%。

5.1基帶芯片

基帶芯片是整個蜂窩通信模組中最核心的器件,實現(xiàn)基帶信號的合成,或對接收到的基帶信號進行解碼,主要完成通信終端的信息處理功能。根據(jù)Strategy Analytics報告顯示,2020年Q3全球蜂窩基帶芯片處理器市場收益同比強勁增長27%達到71億美元,創(chuàng)歷史新高。2020年Q3,高通、聯(lián)發(fā)科、海思、三星LSI和英特爾占據(jù)了蜂窩基帶收益份額的前五名。其中高通以40%的基帶收益份額排名第一,其次是聯(lián)發(fā)科(22%)和海思(19%)。

目前,國內(nèi)從技術上看,較為領先的是華為海思。2019年10月15日,上海海思半導體將向物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)推出首款華為海思LTE Cat4平臺Balong711。這是海思首次對外出售基帶芯片。巴龍711是華為海思于2014年發(fā)布的一款支持LTE-FDD/LTE-TDD/WCDMA/GSM多模制式的產(chǎn)品,其套片包含三顆芯片:基帶芯片Hi2125、射頻芯片Hi6361和電源管理芯片Hi6559。在5G基帶方面,華為發(fā)布了巴龍5000,采用單芯片多模的5G模組,能夠在單芯片內(nèi)實現(xiàn)2G、3G、4G和5G多種網(wǎng)絡制式,有效降低多模間數(shù)據(jù)交換產(chǎn)生的時延和功耗。同時,還在全球率先支持NSA和SA組網(wǎng)方式,支持FDD和TDD實現(xiàn)全頻段使用。速率方面,巴龍5000在Sub-6GHz(低頻頻段,5G的主用頻段)頻段實現(xiàn)4.6Gbps,在毫米波(高頻頻段,5G的擴展頻段)頻段達6.5Gbps,是4G LTE可體驗速率的10倍。

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海外基帶芯片供應商最強者當屬高通。2018年12月18日,高通宣布推出物聯(lián)網(wǎng)(IoT)專用調制解調器9205 LTE,可用于資產(chǎn)追蹤器、健康監(jiān)測儀、安全系統(tǒng)、智慧城市傳感器、智能計量儀以及可穿戴追蹤器等物聯(lián)網(wǎng)應用。與前代產(chǎn)品相比,該調制解調器在空閑模式可實現(xiàn)高達70%的功耗降低,尺寸比前代產(chǎn)品降低了50%,且更具成本效益,可廣泛用于需在外形尺寸較小的終端中支持低功耗廣域連接的眾多物聯(lián)網(wǎng)應用。

2021年2月9日,高通宣布發(fā)布驍龍X65 5G調制解調器(基帶)及射頻系統(tǒng)(以下簡稱“驍龍X65”),這是全球首顆采用4nm工藝制程的基帶,也是全球首個支持10Gbps 5G速率和首個符合3GPP Release 16規(guī)范的基帶及射頻系統(tǒng),目前正在向終端廠商出樣,采用該全新系統(tǒng)的商用終端預計于2021年推出。驍龍X65采用了靈活可升級的架構,支持跨5G各細分市場進行增強、擴展和定制;并通過軟件更新,支持即將推出的全新特性、功能,以及3GPP Release 16新特性的快速部署。特別是隨著5G擴展至計算、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和固定無線接入等全新垂直行業(yè),該可升級架構可以支持基于驍龍X65打造面向未來的解決方案,以支持全新特性的采用,延長終端使用周期,并有助于降低總擁有成本。

Strategy Analytics認為2020年Q3,5G芯片收益占高通總基帶收益的60%以上。盡管5G基帶芯片和無線芯片組市場競爭激烈,但高通在該季度將其5G份額提高至56%。高通將憑借其多樣的產(chǎn)品組合在2021年繼續(xù)其5G強勁的增長勢頭。Strategy Analytics射頻和無線元件服務總監(jiān)Chris topher Taylor補充說:“2020年Q3,聯(lián)發(fā)科在5G市場取得了進展,其5G基帶芯片出貨量環(huán)比增長超過一倍。聯(lián)發(fā)科繼續(xù)在4G基帶市場中獲得份額,其出貨量份額排名第一;聯(lián)發(fā)科的良好表現(xiàn)將持續(xù)到2021年。”

2020年Q3,5G基帶芯片處理器收益首次超過4G,并占總基帶收益的50%以上。Strategy Analytics認為,由于5G基帶芯片的價格比4G基帶芯片的價格高,因此5G基帶的出貨量推動了基帶市場的收益增長。2020年Q1,5G基帶芯片出貨量占總出貨量的近10%,但占基帶總收益的30%。5G基帶芯片有望成為基帶芯片供應商業(yè)績的新的增長點。

5.2射頻芯片

無線射頻芯片是將無線信號的通訊轉換為特定的無線信號波形并通過天線諧振發(fā)送的電子部件。特別是在萬物互聯(lián)以及新基建時代,無線射頻芯片也將被廣泛應用。射頻芯片包括RF收發(fā)機、功率放大器(PA)、低噪聲放大器(LNA)、濾波器、射頻開關(Switch)、天線調諧開關(Tuner)等。

射頻芯片市場規(guī)模主要受移動終端需求的驅動。近年來,隨著移動終端功能的逐漸完善,手機、平板電腦等移動終端的出貨量持續(xù)上升,射頻芯片的需求量和出貨量也不斷增加。2011年以來全球射頻開關市場持續(xù)增長,2018年全球市場規(guī)模16.54億美元,預計2023年市場將達35.6億美元,2018-2023年復合增長率達16.55%。

目前,射頻芯片行業(yè)競爭激烈,Skyworks、Qorvo、博通、村田等海外巨頭基本壟斷射頻前端市場,國內(nèi)自給率較低。

5.3存儲芯片

存儲芯片,是嵌入式系統(tǒng)芯片的概念在存儲行業(yè)的具體應用。因此,無論是系統(tǒng)芯片還是存儲芯片,都是通過在單一芯片中嵌入軟件,實現(xiàn)多功能和高性能,以及對多種協(xié)議、多種硬件和不同應用的支持??v觀未來5G加持下的物聯(lián)網(wǎng)世界,必然需要更龐大的基礎設施來存儲和管理數(shù)據(jù),智能終端對存儲數(shù)據(jù)的高性能、低延遲、多樣化需求也對傳統(tǒng)存儲企業(yè)提出更苛刻的要求。

存儲芯片主要分為閃存和內(nèi)存,閃存包括NAND flash和NOR flash,內(nèi)存主要為DRAM。其中,DRAM屬易失性存儲器:在外部電源切斷后,存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)也隨之消失,主要用于各類PC、服務器、工作站、智能手機的內(nèi)部存儲單元;Flash屬于非易失性存儲器:能夠保持所存儲的內(nèi)容,主要應用于存儲卡、U盤、SSD固態(tài)硬盤、移動終端的內(nèi)部嵌入式存儲器等。

當下最主流的存儲器是DRAM以及NAND,2019年全球存儲芯片市場規(guī)模約1118億美元,這兩者占據(jù)了所有半導體存儲器規(guī)模的97%左右。

IC Insights數(shù)據(jù)顯示,韓國三星、海力士和美國美光科技三大廠商共占全球存儲芯片市場份額的95%。其中,三星占據(jù)市場份額最大,達44.5%,位列二三名的海力士和美光分別占市場的27.9%和22.9%。

從細分領域來看,全球97%的DRAM市場被三家企業(yè)瓜分,其中三星DRAM占全球市場份額的41.3%。NAND flash市場方面,根據(jù)2020年二季度NandFlash市場排名,三星占據(jù)31%,處于領先地位,緊跟其后的是鎧俠,占比達17%。排名第三、第四、第五、分別是西數(shù)、美光、SK海力士。

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中國市場消耗了全球55%的存儲芯片產(chǎn)能。盡管我國一直在努力減少對國外半導體制造公司的依賴,根據(jù)《中國大陸的半導體和設備市場:分析與制造趨勢》報告顯示,2019年我國在集成電路上的進口4451.3億塊集成電路,同比增長6.6%,進口額為3055.5億美元,同比下降2.1%。集成電路出口2187億塊,同比增長0.7%,出口額為1015.8億美元,同比增長20%,然而,中國OEM廠商生產(chǎn)儲存芯片所需的半導體設備需求與中國內(nèi)部制造供應之間在存在著較大的缺口,雖然中國自主制造的芯片數(shù)量逐年上漲,但需求量也逐年升高,預計到2022年供應量達到4億,需求量達到7.5億,供需差距3.5億片。

5.4電源管理芯片

電源管理芯片是在電子設備系統(tǒng)中擔負起對電能的變換、分配、檢測及其他電能管理的職責的芯片。電源管理芯片對電子系統(tǒng)而言是不可或缺的,其性能的優(yōu)劣對整機的性能有著直接的影響。作為電子設備不可或缺的器件之一,電源管理芯片的市場需求隨著5G通信、智能家居、新能源汽車等下游應用領域持續(xù)成長呈現(xiàn)大幅增長之勢;另一方面,受到新冠疫情與華為因美國禁令大量囤貨等因素影響,今年晶圓代工和封測產(chǎn)能嚴重吃緊,電源管理芯片近期已出現(xiàn)供不應求現(xiàn)象。

2016-2019年,電源管理芯片行業(yè)市場規(guī)模從585.1億元增長至735.8億元,年均增長率為7.94%,行業(yè)整體保持著穩(wěn)定增長的狀態(tài)。

在國內(nèi)電源管理芯片市場上,TI、MPS、PI等海外廠商合計占據(jù)了約80%的市場份額。其中消費電子市場競爭異常激烈,國產(chǎn)電源管理IC廠商正在這一市場迅速崛起。而海外廠商有逐步淡出消費類市場的趨勢,轉向汽車級、工業(yè)級、軍品級和宇航級等高性能、高利潤市場。

隨著5G通信、物聯(lián)網(wǎng)等新興應用領域的發(fā)展,電源管理芯片下游市場有望持續(xù)發(fā)展。2018年全球電源管理芯片市場規(guī)模份額為251億美元,預計到2026年全球電源管理芯片市場規(guī)模份額為550億美元。根據(jù)賽迪顧問統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2015-2018年,中國電源管理芯片行業(yè)市場規(guī)模從518.7億元增長至681.53億元,其年復合增速達7.95%,預計2020年和2021年分別可以達到790.1億元和844.3億元,行業(yè)整體保持著穩(wěn)定增長的狀態(tài)。

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5.5蜂窩通信模組

國內(nèi)廠商份額提高。根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)顯示,目前,全球蜂窩通信模塊主要供應商包括移遠通信、Telit、Sierra、Wireless、Gemalto、U-Blox、芯訊通、廣和通、有方科技。國內(nèi)模塊制造商的份額正在增加。根據(jù)數(shù)據(jù),2017年國內(nèi)移遠通信、芯訊通、有方科技、廣和通、中興物聯(lián)市場份額分別為7%、5%、4%、2%和3%。2018年,國內(nèi)模塊廠的市場份額顯著提升。特別是移遠通信達到12.11%,緊隨sierra其后。2018年芯訊通、廣和通、有方科技市場份額分別為4.5%、5.6%和2.5%。

市場集中度正在提升。2020年Berg Insight發(fā)布的調研結果顯示,2019年全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模組出貨量增長22%,達到2.65億片,前五大供應商合計占據(jù)了71%的市場份額。2018年前五大蜂窩通信模組供應商的市場份額只有46%。

當前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)處于方興未艾,下游市場處于藍海階段。根據(jù)前文分析,物聯(lián)網(wǎng)時代蜂窩通信模組受益于2G/3G退網(wǎng)以及新應用場景的出現(xiàn),下游市場對蜂窩通信模組的需求將會激增。面對高速增長的市場空間,上游供應商已經(jīng)在著手提升市場競爭力,占領優(yōu)勢市場份額。這也意味著,物聯(lián)網(wǎng)通信模組市場競爭將會加劇。在這種情況下,具備較強研發(fā)能力,良好的市場分銷渠道,出色的成本管控能力的規(guī)模企業(yè)將有望在這場競爭中勝出。

詳見報告原文。

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