預見2024，十大無線通信技術變革分析

繼《2024年，通信行業(yè)能否穿越周期、擁抱價值？》一文，我們從通信行業(yè)的整體情況出發(fā)，做了一些分析，下面我們聚焦于通信行業(yè)中的不同技術領域，一起來看一下這些無線通信細分賽道的具體表現(xiàn)如何。

• 5G市場，拐點可期？

2023年，5G市場在全球蜂窩物聯(lián)網模塊市場中的份額首次超過了5%。這意味著5G技術的普及在過去一年中取得了新的進展，與此同時，5G商用化4年多以來，推進速度并沒有預想的那么快。

圖 | Semtech全球業(yè)務發(fā)展副總裁Mike Wong

對此，Semtech全球業(yè)務發(fā)展副總裁Mike Wong表示：“2023年，運營商在5G基站上的投入還是比較謹慎。5G在工業(yè)以及行業(yè)上的大量應用還需要時間，5G發(fā)展并沒有預想的那么好。4G需求還是不錯，4G退出歷史舞臺還需要很長時間?！?/p>

我們從手機側來看這件事情，同樣可以得出相似的結論。根據(jù)IDC的最新報告，盡管5G手機銷量逐年攀升，但4G手機仍是市場主流；2022年，4G手機在全球手機市場中的份額超過50%；IDC預測，在未來幾年中，4G手機仍將占據(jù)一定的市場份額，在全球呈現(xiàn)4G與5G海量并存的局面。

反應在產品側，我們看到紫光展銳在5G產品系列化布局的同時，也在堅持4G產品的持續(xù)迭代和創(chuàng)新，并通過4G產品開拓了很多海外市場。

基于4G和5G產品的雙管齊下，根據(jù)Counterpoint發(fā)布的2023年第二季度全球智能手機AP/SoC芯片出貨量的市場份額數(shù)據(jù)顯示，紫光展銳成為今年季度環(huán)比增長最快的芯片企業(yè)，全球市占率首次達到15%。

而對于更為前瞻性的6G技術，從需求上來看還是有點超前，但從各大企業(yè)戰(zhàn)略布局的角度出發(fā)，6G研發(fā)已全面拉開帷幕。

紫光展銳認為：“未來5年將是6G移動通信網絡技術研發(fā)和標準完善的關鍵時期。”同時，我們也了解到，紫光展銳也已啟動6G技術預研，來推進6G基礎研究、核心關鍵技術攻關和標準化工作。

• Wi-Fi 6挺進物聯(lián)網，Wi-Fi 7正式報道？

多元化的物聯(lián)網市場變化，催生了從Wi-Fi Halow到Wi-Fi 7不同的短距離通信技術。

2023年，Wi-Fi 6在專網領域蓬勃發(fā)展，市場逐步上升，但其市場份額仍小于Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。

AIoT星圖研究院在《中國Wi-Fi物聯(lián)網產業(yè)研究報告 (2023）》中預測，以2023年為起點，Wi-Fi市場在5年內將會是Wi-Fi 4/5/6/7多項標準的產品共存的狀態(tài)。

那么，下一步Wi-Fi 6將會從哪些角度來擴張自己的市場呢？物聯(lián)網何時將成為Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E的主戰(zhàn)場？

事實上，從2022年起，Wi-Fi 6在物聯(lián)網設備中就開始發(fā)揮越來越重要的作用，除了注重增加帶寬外，也擴展支持更大的網絡和許多不同類型的應用，這些應用具有不同的帶寬需求。

此外，Wi-Fi 6更廣闊的市場是在低功耗物聯(lián)網市場，但對于需要電池供電的物聯(lián)網設備來說，傳統(tǒng)的Wi-Fi很難占據(jù)絕對優(yōu)勢，因此Wi-Fi 6特別針對電池供電型設備進行了優(yōu)化，這些設備可能不需要高帶寬，但需要很長的電池續(xù)航時間。

比如芯科科技就面向智能家居、商業(yè)、智慧城市、工業(yè)和互聯(lián)健康市場，推出了專為物聯(lián)網優(yōu)化的Wi-Fi 6產品SiWx917，這顆SoC不但搭載了最新的Wi-Fi 6協(xié)議、低功耗藍牙（Bluetooth LE）網絡，還能跑Matter協(xié)議，確保用戶在各種產品類型和應用之間擁有更加無縫連接的體驗，且更具低功耗特性、安全性和成本優(yōu)勢，更適合用在設備側。究其低功耗的原因，一方面源自芯科科技的技術優(yōu)勢，另一方面是做了更趨向于物聯(lián)網需求的技術取舍，比如采用單空間流模式等。

而作為最新一代Wi-Fi標準，Wi-Fi 7能提供更高數(shù)據(jù)傳輸速率和更低時延，國內外的廠商都在積極推動Wi-Fi 7芯片的研發(fā)。2022年1月，聯(lián)發(fā)科宣布完成業(yè)內首次Wi-Fi 7技術現(xiàn)場演示，隨后Wi-Fi 7技術進入高速發(fā)展時期；2022年MWC大會高通發(fā)布全球首個Wi-Fi 7解決方案；2022年11月TP-Link發(fā)布多款Wi-Fi 7路由器。國內的華為、中興等廠商也在積極布局Wi-Fi 7。

值得一提的是，一般Wi-Fi技術的迭代有其獨特的規(guī)律，從IP到芯片再到解決方案，從路由側到端側，都是循著這個腳步來推進的，而Wi-Fi 7從2019年立項發(fā)展至今，已經到了端側發(fā)力的時候。因此我們看到，作為通信模組界的老大，移遠通信在剛剛過去的CES 2024上發(fā)布了兩款支持Wi-Fi 7技術的通信模組新品——FGE576Q和FGE573Q，為下一步Wi-Fi 7的規(guī)模出貨傳來了信號。

所以，業(yè)界普遍將2024年定義為“Wi-Fi 7的元年”。AIoT星圖研究院更是預測，Wi-Fi 7將成為未來5年Wi-Fi市場主要增長力量之一，預計到2027年，Wi-Fi 7產品的出貨量將接近 20%。

• 藍牙4即將沖擊標簽行業(yè)

“藍牙產品現(xiàn)在每年出貨量也超過了50億臺，預計到2027年將達到75億臺，比Wi-Fi高出35%，比蜂窩網絡高出300%。” 藍牙技術聯(lián)盟首席市場官Ken Kolderup在2023年的中國媒體會上如是說，“其中，無線音頻、互聯(lián)消費電子產品和互聯(lián)行業(yè)正在成為推動藍牙強勁增長的三大浪潮。”

值得一提的是，在過去的幾年中，為了能夠更好地適配工商業(yè)領域的長距離應用場景，現(xiàn)在藍牙的通信距離較早期提升了4倍；同時面向智能照明控制等場景，藍牙還通過Mesh網絡增加了一個全新的設備通信拓撲結構；面向冰球訓練室等應用場景，藍牙在定位功能當中增加了“尋向”功能，包括使用到達角/出發(fā)角做定位等實現(xiàn)高精度的室內定位；另外為了追求更好的聽覺體驗，藍牙還推出了低功耗音頻新一代的相關用例，如Auracast等。

今年早些時候藍牙5.4版本的發(fā)布引起了不小的反響，特別是響應式周期性廣告（PAwR）和加密廣告數(shù)據(jù)（EAD）這兩項功能，受到日益發(fā)展的電子貨架標簽（ESL）市場的熱烈追捧。根據(jù)藍牙技術聯(lián)盟方面的數(shù)據(jù)，預計到2027年底，藍牙ESL的年出貨量將超過3.34億臺。

此外，Ken Kolderup還透露，接下來藍牙將推出以下三大功能：

1、實現(xiàn)安全、高精度的測距功能，誤差不超過10%，也就是不超過20米；

2、嘗試提高數(shù)據(jù)吞吐量，對當下大部分的應用場景進行優(yōu)化，比如游戲手柄的數(shù)據(jù)同步、低功耗音頻中的音頻串流等；

3、推出工作在5GHz和6GHz頻段的低功耗藍牙技術，從而推動更多用例的出現(xiàn)，擴增藍牙的市場范圍。

• 星閃，正在成為藍牙最大的威脅？

2019年，華為因受美國制裁被迫退出藍牙技術聯(lián)盟，無奈之下自研了超級藍牙技術（X-BT）——全球首個實現(xiàn)200米以上穩(wěn)定連接的藍牙技術，并上機榮耀20系列。

2020年9月，被恢復會員資格的華為依舊選擇成立星閃（NearLink）聯(lián)盟，并在2021年制定出了星閃 Release 1.0系列標準，重點打造SLB和SLE兩項技術，兼顧高速率、高質量連接，與低功耗輕量級連接。

2023年8月4日，華為在HDC大會上正式發(fā)布新一代近距離無線連接技術——星閃，并將其帶入商用階段。

作為全棧自研的新一代短距離通信技術，星閃以獨特的優(yōu)勢全面超越了藍牙和Wi-Fi，不僅連接距離更遠、連接數(shù)量更多、傳輸速度更快、延時更短，同時耗能還更低。

在前面一個章節(jié)中，我們提到藍牙是目前最主流的無線連接技術之一，在連接數(shù)量和速度方面均具有一定優(yōu)勢，但卻被星閃一一秒殺。比如，星閃可同時連接4000多臺設備，而藍牙是8臺；星閃的數(shù)據(jù)傳輸速率可達到900Mbps，而藍牙是50Mbps；星閃的傳輸延時約為20μs，而藍牙則為20ms；此外，星閃由于采用了5GPolar碼技術，因此在抗干擾能力方面也是大大超越藍牙。

換言之，星閃解決了藍牙等無線通信解決不了，或者要在下一代產品中才能解決的問題，因此技術優(yōu)勢顯著?；诖耍瑯I(yè)界認為星閃有可能逐步替代部分藍牙設備，并在未來很長一段時間內形成共生的關系。

圖 | 星閃技術應用場景示例，圖源：星閃產業(yè)化推進白皮書

對此，Mike Wong認為：“星閃是中國本土的原生技術，融合了Wi-Fi和藍牙的模式，并有所提高。但是否能大批量用起來，還需要市場和生態(tài)的檢驗。”

不過，當前我們已經看到市場上有不少芯片廠商、模組廠商和終端廠商發(fā)布了星閃的商用產品，包括華為、創(chuàng)耀科技、中科晶上、愛旗科技、鷹駕科技、鼎橋通信等，產業(yè)鏈正在逐漸健全之中。

• 運營商發(fā)力1，導致NB-IoT需求減少？

在全球前10家蜂窩物聯(lián)網芯片廠商中， 中國企業(yè)占了6家，分別為紫光展銳、翱捷科技、移芯通信、聯(lián)發(fā)科、芯翼和海思。

然而，當我們把2023年的成績與2022年相比，可以看到頭部幾家廠商的表現(xiàn)出現(xiàn)了明顯分化，聯(lián)發(fā)科、海思等市占率出現(xiàn)下滑，而一些新銳國產企業(yè)發(fā)展速度很快，如移芯通信的NB-IoT、Cat.1出貨量快速增多，在短時間內實現(xiàn)市場突破；智聯(lián)安、芯昇科技的出貨速度也在增長。

從不同制式物聯(lián)網芯片來看，Cat.1芯片的中國市場由紫光展銳、翱捷科技、移芯通信主導，同時新進入者的數(shù)量正在增加。而對于NB-IoT市場來說，移芯通信和芯翼信息的市場份額快速擴大，海思和聯(lián)發(fā)科持續(xù)萎縮。

但總的來說，除了表計行業(yè)還比較穩(wěn)定之外，今年以來NB-IoT的需求在持續(xù)減少。背后的原因有兩個：一是前幾年新冠疫情在一定程度上刺激了NB-IoT的發(fā)展；二是運營商大力推廣Cat.1，也導致了NB-IoT需求的外流。

圖源：中國電信LTE Cat.1行業(yè)發(fā)展白皮書

這一觀點與中國電信在其《LTE Cat.1行業(yè)發(fā)展白皮書》一文中的表述不謀而合，中國電信認為：“在未來5~10年，預計有60%的2G用戶將遷移到NB-IoT，約40%的2G用戶將遷移到LTE Cat.1；100%的3G用戶將遷移到LTE Cat.1；約40%的LTE Cat.4用戶將因為成本問題遷移到LTE Cat.1?！?/p>

• LoRa行業(yè)最大的變化：組網協(xié)議更新

2018年，NB-IoT和LoRa已經占據(jù)了低功耗廣域網絡70%的市場份額，而現(xiàn)實中，我們也經常拿NB-IoT和LoRa作比較。

事實上，NB-IoT非常適合需要移動性和全國/國際覆蓋范圍的應用，例如跟蹤集裝箱運輸；而LoRa適用于距離很遠、數(shù)據(jù)很少/數(shù)據(jù)速率很低、發(fā)送頻率也很低的應用場景，例如森林土壤傳感器每天只報告一次土壤濕度。

縱觀LoRa市場，2023年，在整體經濟環(huán)境如此不好的情況下，國內LoRa節(jié)點出貨量還是在持續(xù)增長。過去一年，LoRa行業(yè)最大變化是行業(yè)領頭LoRa模組廠商紛紛推出LoRa組網協(xié)議，星型網絡或者Mesh網絡協(xié)議。

比如， LoRa技術的發(fā)明者和推動者Semtech，就在2023年推出了自己的LoRa星型組網協(xié)議FMS。Mike Wong表示：“Semtech推出FMS的主要目的是給客戶作參考，而根據(jù)反饋，我們已經有很多客戶基于FMS設計了自己的協(xié)議產品?！?/p>

• Wi-SUN足夠靈活，卻在中國市場水土不服

全球基礎設施數(shù)字化正在成為趨勢，而智慧城市的數(shù)字化轉型卻遇到了射頻問題。由于設備數(shù)量的增加，2.4GHz頻段正變得越來越擁塞，這些設備的服務質量（QoS）可能會因為這種擁塞而降低。

而Wi-SUN（Wireless Smart Ubiquitous Networks）運行在免授權的ISM頻段上，不會受到這種擁塞的影響，并且能夠提供更遠的覆蓋距離。當這與Wi-SUN FAN 1.1的先進功能，例如OFDM調制技術相結合時，智慧城市網絡可以在對其他物聯(lián)網設備帶來影響最小的情況下運行。

值得一提的是，Wi-SUN是全球首批用于智慧城市和公用事業(yè)應用的公共協(xié)議之一，可提供標準化和互操作性。通過啟用自組網的網狀網絡，Wi-SUN可動態(tài)且安全地連接數(shù)千個終端節(jié)點，使其適用于路燈或電池供電的燃氣表和水表等復雜的設備要求。

與其他無線傳輸應用相比，Wi-SUN通過其網狀結構可提供低延遲、更高的數(shù)據(jù)吞吐量和顯著的延遲增益。

事實上，Wi-SUN是面向智能表計和智慧城市應用，該技術足夠靈活，可以應對一些LoRa和SigFox的應用場景，但反之則不然。

但是中國的表計市場有其獨特的挑戰(zhàn)，Mike Wong認為：“Wi-SUN在國外有些市場，主要就集中在電表以及相關行業(yè)，但對國內Wi-SUN市場發(fā)展不看好?！?/p>

圖 | 芯科科技無線產品營銷高級總監(jiān)Dhiraj Sogani

不過Dhiraj Sogani有著不同的觀點，他表示：“雖然目前大多數(shù)的部署都是基于電力載波通信（PLC）或蜂窩網絡的，但芯科科技也看到了其他無線技術的機會，可以通過Wi-SUN或其他專有解決方案等對目前部署的解決方案進行補充?，F(xiàn)在，中國有許多表計客戶正在為中國市場或芯科科技目前也參與其中的出口市場開發(fā)產品?！?/p>

• Sigfox被收購后，在中國市場還能起死回生嗎？

SigFox是LPWAN的三種主流技術之一，且面世最早，但近幾年卻被NB-IoT和LoRa逐漸拉開市場距離。

所以我們不妨拿LoRa和SigFox來做一下比較，事實上，SigFox的目標應用場景與LoRa相同，主要區(qū)別在于SigFox的數(shù)據(jù)速率更低，有效負載也非常低，因此SigFox適合的應用就更加有限，此外SigFox是完全專有的，而LoRaWAN（上層）則是開放規(guī)范。

從市場側來看，Sigfox在國內到目前為止沒有市場，在拉美大部分國家, Sigfox覆蓋最好。同時，Sigfox可以在許多國家可以無縫互通，因此，Sigfox在日本的燃氣表市場、海外國家的車輛防丟失追蹤市場、大范圍資產追蹤、物流供應鏈市場等，占有很大的優(yōu)勢。

整體來說，受到商業(yè)模式和經營策略的限制，Sigfox盈利能力不強。因此，在2022年4月，新加坡物聯(lián)網公司UnaBiz收購了破產的Sigfox，并試圖將其推動成一個更加開放的標準。從2023年的效果來看，被收購后的Sigfox在國外取得了一些成績，但要在國內發(fā)展，依然很難。

• Matter保持著一年兩次更新的步調

2023 Matter中國區(qū)開發(fā)者大會在杭州舉行，CSA中國成員組主席宿為民在大會上表示：“截至2023年10月，非會員下載Matter標準技術規(guī)范的次數(shù)超過23,660次，已認證的產品和軟件達到1,850款。”這說明Matter確實得到了全球業(yè)界的廣泛關注。

從標準落地層面來看，我們看到Matter 1.0的標準支持多種常見的智能家居產品，包括燈泡、開關、插座等照明電工，窗簾幕簾電機，溫控器等暖通設備，門磁、溫濕度等傳感器，門鎖，電視機等媒體播放設備，以及智能音箱等控制設備和網橋等類型。

而到了Matter 2.0階段，支持的設備類型則進行了擴展，新增了洗衣機、冰箱、洗碗機、房間空調、掃地機器人、空氣質量傳感器、空氣凈化器、煙霧/一氧化碳警報器和風扇等設備類型。此外，Matter 1.2還增加了一些關鍵的基礎要素，如運行模式，將支持更多的設備類型，這對于未來添加更多家電非常重要。

除了支持新的設備類型，Matter 1.2還增加了一些新功能，可以更好地體現(xiàn)產品或其部件的運行，從而改善用戶的調試體驗。例如，在Matter Commissioner的用戶界面中，門鎖可以被描述為具有鍍鉻層，以幫助用戶驗證該門鎖與其正在交互的門鎖是否為同一個，或者在控制器的用戶界面中，一盞帶有多個燈泡的燈可以描述燈泡的定位或位置，以明確哪個燈泡與智能開關綁定。

對于Matter來說，家電是一個特別大的增長領域，因為在為大量使用專有系統(tǒng)的這些設備類型增加連接性和智能性方面已經實現(xiàn)了顯著的擴展。此外，家電制造商通常會構建一個通用平臺，可用于多種設備類型和多個市場。這意味著我們在未來可以期待看到更多的Matter家電設備類型被添加到標準中并投入生產。

就認證產品的數(shù)量而言，Matter一直在迅速發(fā)展，因為現(xiàn)在許多用戶家中已經引入Matter網絡。集線器（hub）和語音助手等關鍵的生態(tài)系統(tǒng)設備已經通過無線軟件更新實現(xiàn)了對Matter的支持。事實上，亞馬遜已經在1億多臺Echo和Eero設備中添加了Matter功能。在未來的版本中，我們可以期待更多的設備類型，特別是攝像頭和能源管理設備等，從而進一步覆蓋智能家居生態(tài)系統(tǒng)的各個應用層面。

隨著芯片和產品端的逐漸完善，CSA聯(lián)盟2024年也將在市場端發(fā)力，積極推動Matter產品在全球不斷上市。與此同時，Matter 1.3計劃將于2024年發(fā)布，并增加對新的工業(yè)應用的支持。

• 手機直連衛(wèi)星，進入規(guī)?；逃秒A段

通信技術和消費終端數(shù)年來迅猛的發(fā)展，將手機直連衛(wèi)星業(yè)務帶入發(fā)展高速期。為了更高效地實現(xiàn)資源共享，衛(wèi)星通信是未來通信的必然演進方向。

2023年8月29日，伴隨著華為Mate 60系列手機的發(fā)布，除了自研的5.5G芯片以外，Mate 60支持衛(wèi)星消息，Mate 60 Pro支持衛(wèi)星電話的新功能一度將衛(wèi)星通信帶入到普通消費電子領域，并引發(fā)窄帶衛(wèi)星通信熱潮。

在5G NTN方面，紫光展銳、聯(lián)發(fā)科已完成NTN芯片研發(fā)，OPPO、vivo已完成NTN手機樣機研制，榮耀則在新發(fā)的Magic6 Pro手機搭載了自研的鴻燕衛(wèi)星通信技術，這是一種“高端機天通+短報文”的雙模手機技術方案，而短期內在中端機上，短報文單模將成為手機直聯(lián)衛(wèi)星的主要方案。

作為運營商側的響應，我們看到中國電信使用天通衛(wèi)星轉發(fā)器完成了5G NTN“手機直連衛(wèi)星”外場驗證，開通了“天通”衛(wèi)星套餐；中國移動攜手中興通訊、是德科技共同完成了NR-NTN低軌衛(wèi)星實驗室驗證；而中國聯(lián)通則完成了NR-NTN低軌衛(wèi)星語音和可視電話實驗室驗證。

從發(fā)展趨勢看，預計衛(wèi)星通信將進一步在寬帶化和平價化上取得更快的進展，這需要整個產業(yè)鏈在通信制式差異化發(fā)展、星座衛(wèi)星和高空平臺的建設、衛(wèi)星制造與運營、地面蜂窩網絡覆蓋和市場情況上繼續(xù)協(xié)同。

除此之外，紫光展銳表示：“除了消費電子，衛(wèi)星通信技術在5G發(fā)展的基礎上可以延伸到更多衛(wèi)星物聯(lián)網、衛(wèi)星車聯(lián)網應用場景，帶動周邊市場不斷擴張。”