自2016年標準凍結,到2019年實現大規模商用,NB-IoT僅用了3年時間。在終端大量出貨的前提下,中國三大營運商更是通過終端補貼的方式,將其價格拉低至5美元的水準,作為NB-IoT最早商用的領域,「三表(編按:指水表、燃氣表、電表)」已經在2018年實現了百萬量級的出貨。不過,NB-IoT普及「三表」仍有不少痛點和難點待解決,產業鏈廠商將如何應對?

NB-IoT加快「表計」市場滲透

在探討之前,先來看IoT Analytics最新發佈的資料:在2017~2023年期間,LPWAN連接的複合年增長率為109%,到2023年,僅連接方面的支出將會超過45億美元。而NB-IoT、LoRa和Sigfox正逐漸成為最主流的連接,NB-IoT和LoRa則主導當前IoT連接方式,佔據全球70%的連接市場,預計未來5年,這一比例會增加到85%。

可見,NB-IoT與LoRa在IoT應用的主導作用顯現。二者技術之爭暫不做贅述,因為業界已有共識:NB-IoT為主,LoRa為輔。目前,NB-IOT在水表市場已小有突破,少數企業2018年出貨實現了百萬量級。

NB-IoT在水表的應用,可追溯到2017年3月,深圳水務聯合華為和中國電信推動全球首個NB-IoT智慧水務規模商用,正式掀開了NB-IoT技術進入水表市場的序幕。時值兩年後的今天,NB-IoT滲透率有何進展?

寧波水表告訴記者,目前,傳統機械水表依然是主流,市場佔比約70%以上,但智慧水表(包含2G、NB-IoT、LoRa技術)增速明顯高於機械水表,尤其是NB-IoT技術,正加快滲透水表市場。

資料顯示,2010~2016年,中國水表產量年均增長9.3%,其中普通機械水表年均增長7.3%,智慧水表年均增長21.1%;中國水表市場需求量年均增長9.8%,普通機械水表與智慧水表年均增長分別為6.9%、21.5%。可見,市場對智慧水表的需求正快速升溫。

另外,從寧波水表2018年財報也可見一斑,公司2018年實現營業收入10.29億元,其中智慧水表銷售收入4.06億元,同比增長68.99%,佔主營業務收入的比重從上期的29.77%上升至39.83%。寧波水表工作人員透露,目前公司70%的訂單都是對NB-IoT水表的需求。公司的業務結構已逐漸從傳統機械水表為主智慧水表為輔,轉變為機械水表、智慧水表齊頭並進。

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在燃氣表方面,資料連接依然以2G為主。在2G退網的趨勢下,NB-IoT燃氣表在2018年成熟走向商用,NB-IoT燃氣表龍頭中國金卡智慧,2017年全年試掛不足2萬台,中間經過客戶小批量試掛、中批量驗證,2018年其出貨量達到70萬台。除此中國三川智慧、新天科技等水氣表廠也在不斷加大NB-IoT的出貨比例。

相比智慧水表和燃氣表,NB-IoT電錶的普及率非常低。中國移遠通信副總經理張棟證實稱,目前智慧水表和燃氣表已大規模商用,發展到了百萬級以上規模,但電錶市場目前還在試點,數量級在萬級以上。

金卡智慧補充表示,電力、供水、燃氣是三個規模龐大的存量市場,但相比燃氣和供水分散的市場格局,電力產業應用高度集中(國家電網和南方電網),多年前已採用載波等方式實現了遠端抄表,且有自己的資料獲取系統,這導致NB-IoT在電錶的普及速度很慢。但該受訪人也表示,因其集中性,一旦政策鼓勵推動,普及的速度將比水氣表市場更快。

據瞭解,2018年金卡智慧燃氣表(2G+NB-IoT)出貨量超過600萬台,其中NB-IoT出貨量超過了100萬台,是中國智慧燃氣表產業裡NB-IoT商用最快也是出貨最多的企業。金卡智慧相關人士透露,2018年排名二、三的NB-IoT燃氣表企業出貨量僅在10萬台左右,加起來整個NB-IoT氣表銷量佔總銷量的比例並不高。

針對此現象,NB-IoT晶片供應商聯發科(MTK)分析出兩大原因,一是營運商佈網速度慢,二是NB-IoT表計市場需求不及預期。MTK強調,即便有幾百萬台的需求,也並非能在一夕之間更新完畢,除非政府去強制推動,方能產生正向的普及效應。

NB-IoT替代2G/小無線態勢迅猛

儘管NB-IoT在「三表」普及道路上佈滿荊棘,但其出貨增速已呈現出好的發展勢頭,比如NB-IoT已逐步實現對2G和小無線(主指LoRa)技術的替代。

金卡智慧透露,在NB-IoT技術出現之前,表計市場多使用「小無線」和2G技術實現資料傳輸,如中國新天科技採用LoRa技術,金卡智慧採用2G技術,這些小無線技術市場佔比約20%。

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張棟對這些技術做了對比分析:「2G雖未退網,但訊號已不如從前,很多表計客戶的新專案基本都開始轉向NB-IoT;Lora是非授權頻段,容易受到干擾,且維護成本比較高。可見,NB-IoT在佔據技術主導地位方面已經不是難題。」

「小無線在短期內解決了資料傳輸的難題,但也逐漸爆出應用缺陷。」有分析指出,小無線水表因其網路靈活性導致了各種各樣的問題,如小無線使用免授權ISM頻段,市場的分散性,導致各個RF水表廠家所使用的傳輸協定、資料協定、射頻標準等各有不同,相互干擾問題嚴重,且沒有固定的解決方案。除此,網路建設週期長難度大、維護週期(6年)長等問題同樣存在。

相比小無線的不足,NB-IoT是在原有的營運商網路上升級,由營運商進行網路建設和維護,解決了RF水表在網路建設上的各種問題。除此,NB-IoT使用者容量是GPRS的10倍,待機時間可長達十年,訊號可覆蓋到室內與地下室。

同樣相比2G技術,NB-IoT不僅有功耗優勢,且已在價格上追平2G。金卡智能表示,當前2G模組價格為人民幣10~20元,NB-IoT模組價格為30~40元(少數NB-IoT模組價格已到20元),2G經過20多年的發展,在批量化應用的拉動下成本已見底,而NB-IoT剛起量,國家大力發展NB-IoT,未來仍有很大的降價空間。

對於當前NB-IoT晶片和模組的價格,張棟認為,隨著未來萬物互連的到來與更多智慧城市場景的商用,以及晶片、模組、營運商網路的最佳化等,NB-IoT在市場規模上去之後,價格肯定會有所下降,性能也會更好。

晶片和模組價格的比拼,反映到水表終端的成本上。目前,傳統IC智慧水表單價約為人民幣250元,新型智慧水表可能要300元以上。金卡智慧透露,NB-IoT水表終端比2G貴人民幣30~50元,但具體價格也因是否配備電池而出現差異,畢竟一塊鋰電池成本要幾十元,閥門也是如此,凡定制化需求的報價都不一樣。不過,終端僅30~50元的差價,NB-IoT在量化後將快速追平。

「儘管價格已被追平,但2G短時間內也不會被全部替代。」MTK就認為,當前NB-IoT的機會在於智慧城市、煙霧探測器等2G原本想做卻做不到的應用,抑或某個特殊應用場景需要電池供電等,需要換到NB-IoT,它不可能在短時間內把舊有的技術都趕走,畢竟2G網就在那裡。

「儘管如此,2G和小無線也不會完全退出市場。」金卡智慧同樣表示,「2016年以前公司主要做卡表,2016年後卡表與2G表並存,隨著IoT表份額的逐年更多,NB-IoT可能會替代掉一部分2G市場,但細分市場仍需要卡表和小無線表,不會被全部替代。」

NB-IoT的普及將導致產業洗牌。金卡智慧強調,中國做氣表的廠商有幾十家,在NB-IoT技術普及之後,小企業會越來越少,因為NB-IoT必須搭載燃氣管理系統和雲端資料平台,而燃氣管理系統開發難度高,很多小企業沒有實力做。

「以前是普表和卡表,不需要連網和通訊,技術難度低,小廠家進入容易,但IoT和NB-IoT發展起來後,小廠家資金實力不足必遭汰掉,有資金和研發實力的廠家會留下來。」金卡智能說。

2016年金卡智慧收購了中國北方銀證(燃氣系統管理軟體發展龍頭),同時搭載阿里雲平台,實現了「雲管端」的系統架構。金卡2018年的研發投入佔營收比例的8%以上,超過人民幣1.6億元,而其友商一年的營收約4~5億元,金卡的研發投入近乎佔據友商整體營收的一半。

2018年氣表(傳統+智慧) 市場規模約人民幣80~90億元,NB-IoT氣表儘管替代勢頭迅猛,但其佔比遠遠不到10%,未來增長空間巨大。不過,未來金卡智慧業務範圍並不侷限於氣表,而將拓展至更廣的領域。

「2018年,金卡智能營收20多億元,每年以30%的增速遞增,但市場規模就這麼大,燃氣表已做到極致了。為了保證增長,我們必須拓展更多的業務類型,比如水表,或者做海外市場。目前,華為跟海外的營運商正合作部署NB-IoT網路,我們跟華為合作,很容易把產品推到海外。」金卡智能表示。

技術難題尚存 NB-IoT不破不立

截至2019年4月,中國NB-IoT晶片廠商已達到14家,模組廠商達到100多家,應用終端達到1,000多家,NB-IoT正在成為IoT應用的主導技術。

雖然NB-IoT已成為LPWA的主導技術,但在應用中依然存在不小的難題。

移遠產品總監孫延明在今年3月舉辦的技術研討會上指出,NB-IoT的開發並沒有想像中簡單,移遠從2014年春節開始研發,至今仍然有很多網路配置問題需要最佳化,模組也需要繼續測試。同時,NB-IoT模組需要做到全球認證,特別是美國、歐洲、澳洲、韓國、日本等地的認證非常複雜;它還需要接入各種雲平台,與中國三大營運商、海外營運商合作投入大量的現場測試和支持精力。此外,它需要瞭解並滿足不同產業的應用廠商差異化需求。這些工作都需要時間沉澱,進而轉化為模組優勢,讓產品品質和性能變得更好。

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中國移動資深技術總監、積體電路創新中心總經理肖青也表示,自2018年開始,NB-IoT進入技術攻堅期,如:5~10萬終端的大連接能力,單一頻段同時接入終端數量仍舊受限;5美元的低成本NB-IoT模組,距離理想模組成本仍有一定差距;5W電池支撐10年續航,實際上低功耗流程和參數未被正確理解和合理利用,網路部署與實際業務需求存在脫節現象,如何建立業務導向的網路建設等,都是亟待解決的問題。

諸多問題中的功耗問題,目前已經受到多方詬病。理論上,功耗優勢是NB-IoT優於其他技術的殺手鐧之一,但在實地測試中發現其功耗並不低。

「功耗不只是晶片的問題,它跟周邊元件、模組、終端的研發實力及網路部署等都有關係,比如金卡做出來的氣表根據型號不同,功耗就有區別。」金卡智能表示。

MTK也認為,晶片功耗已不是問題,MTK的2微安和華為的4微安已經是夠低的了,但客戶為何在使用時發現接到實網的功耗會變大?這其實是網路佈建不夠成熟導致,一些訊號比較弱的地方,4G訊號涵蓋就不夠強,更不用說其它訊號覆蓋了。因訊號覆蓋不足,NB-IoT需要不斷的去尋找和連接上訊號,造成功耗變大。他表示當網路較為成熟以後,才能表現出它應有的水準。他同時還強調稱,網路的覆蓋率沒有營運商想像的那麼簡單,比如說杭州已經佈完網了,但事實上每個地方具體訊號品質都有落差。

除此之外,NB-IoT「併發延遲、資料上報成功率低」等問題亦存在。MTK表示,很大部分原因也來自網路,這些問題需要電信營運商去解決,且要花很長一段時間去解決,畢竟手機3G往4G的轉移,在中國也花了3年的時間。

另有晶片廠商提出,目前NB-IoT在「三表」市場普及的障礙在於,相關公司並不十分願意為NB-IoT等新技術買單,僅靠市場因素推動商用的動力不足,如何解決這個問題?

華為蜂巢物聯網產品線副總經理刁志峰認為,在水表、氣表,以及路燈等市政工程領域,還需要政府在政策和資金上多做支援,同時廠商也需要去拓展全新的商業模式,如華為透過「PPP模式」和「EMC模式」等新模式去實現快速上量。一個典型的案例就是,深圳水務局利用智慧水表目前已經實現了水務領域的水表集抄、線上監控、大資料分析,以及水務資訊化應用,使用一年,抄表成功率就達到了100%,漏水量也減少了40%左右,極大提升服務品質。

張棟對政策推動表示樂觀:「國家大力發展智慧城市建設,NB-IoT也是中國國家戰略,之前大多項目主要靠政府試點,隨著NB-IoT商用的成熟,加之國家對於計量失准的舊表輪換政策推動,目前NB-IoT在三表的商用專案越來越多。此外,用上NB-IoT之後,可以給水司、燃氣公司帶來很多新的商業模式,比如實現無線抄表減少人力成本、故障及時告警、實現管網監測、減少浪費、增加人機互動等。」

記者瞭解到,在商業模式探索方面,燃氣公司已經做出了表率。比如新疆燃氣,它們透過公眾號將各種資料推送給使用者,使用者可即時查看資料,可直接在上面繳費和報修,各種繳費明細和電子發票都能在上面獲取,燃氣公司因此節省了人力成本。不僅如此,它們利用公眾號拓展了很多新業務,如燃氣商城、燃氣保險推薦、壁掛爐售賣等獲得新的盈利。

金卡智慧強調,因為涉及水電氣等基礎生活,普通使用者都會去關注該公眾號,新疆燃氣積累了海量的用戶群,加上以前燃氣公司有過上門服務和安檢的經歷,用戶對它們產生了信任,這使其增值服務也更容易推動。

在中國,平均3~5個人就需要一台水表和電表,市場規模巨大,NB-IoT技術搶先在表計市場商用,為後續在其他領域的持續爆發起到了示範作用。儘管目前功耗、連接品質挑戰尚存,同時面臨LoRa及eMTC等技術的競爭,但相信隨著「一戶一表」、「階梯計費」、「多表合一」等政策的相繼出台,以及智慧城市風潮在中國成形,NB-IoT智慧「三表」市場將迎來更廣闊發展空間!

本文為姊妹刊國際電子商情原創文章

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