报告综述：
无线传输是物联网的主要信息传递方式，通信模组是物联网核心组件之一。
无线传输主要分为三类连接方式：蜂窝通信技术、LPWA技术、局域物联网。通信模组是将基带芯片、存储器、功能器件等集成在PCB上，并提供标准接口的功能模块。各类终端借助通信模组可实现通信功能。通信模组的功能是承载端到端、端到后台的服务器数据交互，是用户数据传输的通道。因此通信模组是物联网终端的核心组件之一。
2G/3G退出势在必行，4G与LPWAN迎来良机。
虽然2G/3G网络与4G网络具有很多相似的业务承载，然而2G/3G网络面对当前的社会发展，其效率明显不足。从功能和效率的角度考虑，4G完全可以替代2G/3G网络。其次，当前，2G/3G基站的单站收入已经不能抵消运维费用，成为运营商运营维护的负担。从降低整体运营成本的角度考虑，4G/5G相比于2G/3G是更好的选择。
NB-IoT是物联网领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，属于低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业，随着2G和3G的退网，4G/NB-IoT模组的应用场景会变得更加广阔。
5G技术优势明显，入局车联网战场解决难题。自动驾驶（无人驾驶）是汽车发展的理想状态，当前的技术水平难以实现自动驾驶。因此需要通过车联网实现过渡。利用5G技术低时延、高可靠、高速率和大容量的能力，车联网不仅可以帮助车辆间进行位置、速度、行驶方向和行驶意图的沟通，更可以利用路边设施辅助车辆对环境进行感知，帮助V2X高效运行，实现车和其他一切实体之间的信息交互，从而获取实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，提高驾驶安全性和交通效率。
一、万物互联，层层架构分工明确（略）
蜂窝通信模组迎来市场扩大机遇
无线传输是物联网的主要信息传递方式。无线传输主要分为三类连接方式：（1）蜂窝通信技术，也即2/3/4/5G技术；（2）LPWA技术（Low Power Wide Area，低功耗广域通信技术），广义上也属于蜂窝通信技术，包括NB-IOT（Cat-NB1）、LTE-M（eMTC，CatM1）、LoRa、Sigfox；（3）局域物联网（Short-range IOT），通常定义为100米以内，包括Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee。NB-IoT和LTE-M本质上采用4G蜂窝技术。NB-IoT和LTE-M的最初设计是使其在LTE系统内进行带内操作，并且可以共享LTE频谱。基于NBIoT和LTE-M的特性，NB-IoT和LTE-M未来有望通过5G技术中进行带内操作或共存，实现技术向前兼容。
通信模组是将基带芯片、存储器、功能器件等集成在PCB上，并提供标准接口的功能模块。各类终端借助通信模组可实现通信功能。通信模组的功能是承载端到端、端到后台的服务器数据交互，是用户数据传输的通道。因此通信模组是物联网终端的核心组件之一。
蜂窝通信模组具有覆盖面积广，成本低，功耗小的特点，使其相比局域物联网具有更广泛且灵活的应用空间。目前，蜂窝网络连接技术正处于新老交替的窗口期，一旦蜂窝通信技术顺利完成更新换代，将会开拓一个更为广阔的市场。原因有两方面，一方面，2019年10月22日，工信部信息通信发展司司长闻库明确表示，2G、3G的退网是移动通信更新换代的必然选择，也是当前国际主流国家的主要做法。目前，2G、3G网络的传输效率已经无法满足当前社会发展的需求，中国的移动通信网络2G、3G退网的条件已经逐渐成熟。另一方面，随着5G技术的成熟和普及，推动基于5G技术的无线通信模组发展将会成为趋势。截至2020年底，我国已经建立了超过71万个5G基站，5G技术的商业化普及势在必行。未来，不同类型的蜂窝网络连接技术将在物联网各个场景中各司其职，基于4G、NB-IoT等技术的物联网技术将逐渐替代原有2G/3G物联网技术，并提供更大带宽、更低时延、更深的覆盖；同时，基于5G的物联网技术将在大带宽、对时延要求极为苛刻的高速率场景承担起更重要的角色。
二、2G/3G退出势在必行，4G与LPWAN迎来良机
2.1 2G/3G退出势在必行
首先2G/3G的退网势在必行。首先，2G/3G相对于4G网络功能落后。虽然2G/3G网络与4G网络具有很多相似的业务承载，然而2G/3G网络面对当前的社会发展，其效率明显不足。例如，一个3G基站只能同时支持20M左右的流量。4G网络具有覆盖广、语音质量优、上网速度快、承载用户多、接续时间短、耗电低等优势。从功能和效率的角度考虑，4G完全可以替代2G/3G网络。
第二，2G/3G网络运维成本较高。2G/3G网络普遍存在通信体验质量下降、投诉增多等情况，其原因在于2G/3G设备陈旧且故障率高、手机辐射大且功耗高，相关设备厂商停止供应备品、备件造成维护困难。当前，2G/3G基站的单站收入已经不能抵消运维费用，成为运营商运营维护的负担。从降低整体运营成本的角度考虑，4G/5G相比于2G/3G是更好的选择。
NB-IoT是物联网领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，属于低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT设备电池拥有至少10年的寿命，同时还能提供较为全面的室内蜂窝数据连接覆盖。支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。NBIoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于LTE网络（4G），以降低部署成本、实现平滑升级。因为NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业，随着2G和3G的退网，4G/NB-IoT模组的应用场景会变得更加广阔。其需求的增长主要出现在远程控制和智能抄表市场。
2.2技术迭代孵化新应用场景
2.2.1远程控制
物联网远程控制终端是基于LTE、NB-IoT等物联网技术实现远程数据采集、状态监测，图像监视，远程通信，设备控制，异常报警并对数据进行处理、存储、加密和传输的智能终端设备。物联网远程控制终端实现了物物相联和人机互动，广泛应用于状态感知、设施监测、数据交互、运行控制等各种物联网应用场景中。目前，远程控制被广泛应用于农业，工业，畜牧业，采矿业等领域。
物联网远程控制的作用包括三方面：（1）缓解劳动力不足的问题，（2）代替劳动者完成部分强度大或危险性大的工作，保障人身安全，例如矿井监控，农作物浇灌等工作，（3）调试好的指令进行操作可以提升工作效率，降低劳动力成本。我们以远程控制在农业中的具体应用作为例子进行分析。
“十三五”期间，我国政府部门高度重视现代农业的发展，先后出台了《农业科技发展“十三五”规划》、《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》等政策文件，全力支持“十三五”期间我国农业的发展。
物联网智慧大棚利用高精度传感器对温室大棚环境的各项指标（PH值、降水量、空气温湿度、土壤水分、土壤湿度、土壤盐分、植物营养指标以及植物生理生态等）进行监测采集，然后通过NB-IoT网络上传云平台和手机APP，用户可以通过蜂窝智慧云平台实现对作物生长环境进行实时监测和预警，为科学生产种植提供数据依据；同时利用4G蜂窝网络对温室大棚内部进行远程控制和系统自动化联动控制，大幅度提高农业生产效率，提高产品质量和温室大棚的利用率；建立水肥一体化系统借助蜂窝智慧云平台能够实现对大棚进行精细化施肥灌溉；在大棚安装高清摄像机实现对大棚进行实时监控，能够提高管理人员的效率同时能够对大棚物资进行管理。
通过物联网技术对农业大棚进行自动化，智能化改造，可以构建：
（1）环境监测系统：通过物联网连接传感器对大棚内部空气温湿度、二氧化碳溶度、光照强度、土壤温湿度、土壤EC值、土壤酸碱度、土壤养分含量等进行实时采集，并通过NB-IOT通信模组上传到蜂窝智慧云平台，用户可以通过手机端小程序或PC端大数据平台进行实时查看，出现异常及时进行操作。
（2）设备管控系统：利用NB-IOT模组构建智能控制系统，将温室内部的风机、水帘、遮阳电机、卷膜电机、卷被电机、加温电机、电磁阀门、水泵、水肥一体机等设备连接，用户终端通过4G蜂窝信号连接智慧云平台实现对这些设备的远程控制，根据传感器采集参数变化与作物生长最佳参数对比实时调控或自动控制温控系统、灌溉系统等。
（3）水肥一体化系统：建立水肥一体化设备配合大棚内部滴灌/喷灌管道，根据传感器采集的土壤湿度、土壤EC值、土壤养分、空气湿度等参数，实现对作物的精准施肥和灌溉，节约水肥，降低能源损耗。
（4）可视化管理系统：在大棚安装高清摄像机实现对农场进行监控，通过蜂窝智慧云平台可以实现对农场的进行24小时在线监管，同时有利于管理人员是实现在办公室就可以远程对现场的人员、物资、作物进行管理，提高管理效率。
据华为技术数据显示，全球智慧农业有1.5亿的连接需求，由此带来的市场空间十分可观。2020年全年，物联网在农业领域的潜在市场规模将达到268亿美元，2015至2020年复合增长率为14.3%。其中美国的市场份额最大并且智慧农业起步较早，已经进入成熟期，而亚太地区作为新兴的市场，将享受更高速的增长。据BI intelligence预测，2020全年我国农业物联网设备安装量将达到7500万个，5年年复合增长率为20.11%。根据华为数据显示，我国农业物联网等信息技术应用比例从2015年的10.2%提升至2020年的17%，农业生产实现信息化、智能化。
2.2.2智能抄表
智能抄表是智能“水，电，气”网的智能终端，它依赖于NB-IoT技术，采用先进的能源计量专用芯片，应用数字采样处理技术及SMT工艺，根据居民实际用量状况设计制造的非传统意义上的能量表。所有智能抄表计量均安装计量装置和NB-IOT通信模块，采用一对一的方式直接上传数据，无需集中器，一台抄表设备将计费+通信功能合二为一，在施工、维护，成本上都有巨大优势。智能抄表系统将千家万户的用量与管理部门的电脑网络中心联成一体，从根本上解决了目前用水、用电、用气管理的自动化程度低,中间环节多,缴费不及时等问题。
传统人工抄表的一系列难题最初是由GPRS远程抄表解决的。GPRS远程抄表不仅高效率，更具安全性，客户交费更为方便快捷。然而，GPRS通信基站客户容积较小，功能损耗高，信号差，这对电池性能的型号选择和成本管理具有较大挑战。NB-IoT则较好地解决了GPRS抄表方案所遭遇的难点。NB-IoT在作用上继承了GPRS。同时，相比GPRS通信技术，NB-IOT拥有50-100倍的上涨容积。这也就意味着，在同一通信基站覆盖面积下，NB-IoT能提供GPRS无线通信的50-100倍的连接数。庞大的连接数有利于装表量较为聚集的住宅小区使用。
NB-IoT的智能抄表系统软件的核心由含有NB-IoT控制模块的水电气表、通信基站、NBIoT核心网、NB-IoT管理服务平台、手机客户端互联网智能管理系统、集抄智能管理系统等系统集成。水电气表将收集的使用量信息和本身情况信息上传至物联网技术云服务平台。此外，水电气表还可以接收来源于云服务平台的相关信息。手机客户端智能管理系统可以从NB-IoT管理云服务平台中获得住户自来水/电/气信息内容，监控用户的即时应用状况。企业可根据相关数据，对客户的电，自来水，气开展台阶价格调整，并向住户消息推送每个月的需求量和费用等状况。
根据数据显示，2019年，智能水表市场需求3230万只，市场渗透率为44.91%。2019年我国智能水表产量达3008万只，预测2020年我国智能水表产量将达3275万只。
三、5G技术优势明显，入局车联网战场解决难题
3.1 5G的优势明显
5G具有超高数据速率、大规模连接、低时延、高可靠性等特征,对社会经济发展具有较大的帮助。5G将会渗透、影响到社会多个领域。5G的关键性能指标主要包括:用户体验数据速率、连接密度、端到端延迟、流量密度、移动性和峰值数据速率。5G网络具有超过100 Mbps的用户体验数据速率、每平方公里100万个连接、1毫秒端到端延迟和每秒数十千兆的峰值数据速率等关键性能指标。
5G关键技术主要包括无线技术和网络技术两方面。在无线技术领域,大规模天线阵列、超密集组网、新型多址和全频谱接入等技术,已成为业界关注的焦点。在网络技术领域,基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的新型网络架构,已取得广泛共识。未来5G网络将是基于SDN、NFV和云计算技术,更加灵活、智能、高效和开放的网络系统。当前，4G网络已在物联网领域得到应用,并不断发展以适应未来物联网的应用需求。未来物联网的新应用场景需要新的性能标准,如物联网设备的大规模连接、安全性、可靠性、无线通信的覆盖范围、超低延迟、高吞吐量等。为满足这些需求,5G技术有望为未来物联网应用提供新的接口。5G不仅将在未来十年提供1000倍的互联网流量增长,还将为各个行业提供支持物联网发展的基础技术。
3.2汽车保有量持续增长，交通问题日渐突出
随着中国汽车市场的开放与发展，中国人均可支配收入的增加，汽车制造技术的提升以及成本的降低，汽车已经成为当代国人重要的出行工具。据公安部统计，2020年，全国机动车保有量达3.72亿辆，其中汽车2.81亿辆；机动车驾驶人达4.56亿人，其中汽车驾驶人4.18亿人。2020年，全国新注册登记机动车3328万辆，同比增加114万辆，新领证驾驶人2231万人。2020年，全国新注册登记汽车2424万辆，比2019年减少153万辆，下降5.95%。
汽车保有量的激增在改善人类生活质量的同时也带来了一系列社会问题：
（1）目前我国大多数城市都存在交通拥堵情况。在全国六百多个城市中，有61%的城市都会交通拥堵严重的现象，尤其是在早晚高峰时期。根据高德地图发布的《2019年年度中国主要城市交通分析报告》显示，我国全年人均拥堵时间为174小时。交通拥堵除了浪费大量的时间以外，还导致了严重的环境污染和资源浪费，调查统计表明，机动车在拥堵情况下的能耗是最优情况下的2倍，如果一辆汽车在7km/h到88km/h之间加减速1000次，其燃料消耗比匀速行驶时多60升，对于货车则多消耗114升。
（2）世界银行数据显示，随着汽车保有量的不断提升，全球停车位需求量从2015年约2.25亿升至2020年的约3.75亿个，而停车位数量仅从2015年的约7500万个升至约1.2亿个。停车位的紧缺严重影响了经济的发展。据INRIX Research调查显示，停车位不足的问题在全美国范围内每年造成超过730亿美元的损失。
（3）我国公安部交通管理局数据显示，2019年我国共发生道路交通事故238351起，造成67759人死亡、275125人受伤，直接财产损失9.1亿元。
3.3自动驾驶短期难以实现，车联网成为过渡方式
自动驾驶汽车（Autonomous vehicles；Self-driving automobile）是一种通过物联网和人工智能技术相结合实现的无人驾驶汽车。自动驾驶汽车依靠蜂窝通信技术，人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同工作以了解行车环境，并通过物联网对道路进行智能导航，使汽车可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地行驶。
（1）由于自动驾驶汽车在加速、制动以及变速等方面都通过自动驾驶系统进行计算和决策，相较于传统的驾驶员，自动驾驶系统可以做出最有效率的驾驶行为，有助于缓解交通拥堵。
（2）基于智能系统的控制，车辆可以提高能耗效率、减少对环境的污染。据麦肯锡咨询公司数据显示，无人驾驶汽车每年帮助减少3亿吨温室气体排放，这相当于航空业二氧化碳排放量的一半。
（3）通过无线通信技术、移动终端技术、GPS定位等技术的综合应用，以及对停车场的智能化管理，自动驾驶可以通过车联网信息实现自动寻找目的地附近的可用车位，实现自动停车。据博世数据显示，2025年自动停车将省去长达3.8亿公里用于寻找车位的绕行路程，同时美、中、德三国的互联停车功能将节省约7千万小时花费在找车位上的时间。
（4）自动驾驶可以避免驾驶员由于疲劳，分心，酒驾等因素所导致的交通事故，并且随着5G通信技术的民用化和商用化，搭载5G蜂窝通信模组的无人驾驶汽车在面对突发紧急情况时具有更快的响应和决策能力，可以大幅降低交通事故产生的概率，挽救乘客的生命，减少经济损失。
根据摩根士丹利数据显示，无人驾驶汽车带来的生产力提升每年可为美国经济增加5070亿美元的价值。当生产力提高与无人驾驶汽车带来的其他优势相结合时，自动驾驶每年可为美国经济创造1.3万亿美元的价值，在全球范围内有望达到5.6万亿美元。然而，自动驾驶（无人驾驶）是汽车发展的理想状态，当前的技术水平难以实现自动驾驶。因此需要通过车联网实现过渡。随着5G通信技术的普及，凭借其传输速度快，容量大，时延低的特性，将会传输车辆行驶中所产生的数据到后台。后台系统通过数据分析做出帮助驾驶者作出决策。随着车载操作系统的不断发展，汽车将会实现完全智能化、自动化。此时，智能汽车结合良好的无线通信技术，将有望实现自动驾驶。
车联网以行驶中的车辆为信息感知对象，借助新一代信息通信技术，实现车与X（即车与车、人、路、服务平台）之间的网络连接，提升车辆整体的智能驾驶水平。车联网的提出主要服务于三个目标：安全、效率以及改善司乘人员的舒适度。成熟的车联网技术将给社会带来非常大的社会价值和经济价值。搭载5G蜂窝通信模块的车联网汽车对于提高安全性，减少交通事故有重大意义。世卫组织指出，全球每年死于车祸的人数超过135万人，还有2000万至5000万人受到非致命伤害。道路交通碰撞的损失占大多数国家国内生产总值的3%。90%以上的车祸都是由人为失误造成的。NHTSA估计，车联网的V2V和V2I带来的安全应用可减轻甚至消除多达80%的交通事故，其中包括在十字路口以及变道引发的各类事故。根据我国公安部交管局披露的数据，我国每年因道路交通安全事故伤亡人数超20万，各地交警接报事故的总量大概在470万左右。自智能交通方案实施以来，我国道路安全事故总量呈下降趋势，2000年为61.7万起，至2015年下降至20万起左右。
车联网能够缓解甚至消除交通堵塞，有效提高交通效率。美国人每年平均要因为交通拥堵浪费97个小时的时间，2018年拥堵给美国司机带来了近870亿美元的损失，平均每位司机损失1348美元。基于V2X技术，使得车辆能够与其他车辆、基础设施以及智能应用之间通信，可以有效解决城市中的交通拥堵问题。这样的交通系统还可以收集实时数据，分析城市中的车流量，应用更好的算法及道路管理措施来改善基础设施规划。将各个节点收集到的道路信息进行分析之后，交通部可以更有效地部署道路工作人员。随着V2X车联网通信逐渐得到采用，智能交通系统带来的效用有望成比例地增加。车联网的应用还将对减少空气污染，营造绿色环境有很大帮助。V2X技术可以通过减少增加污染的交通堵塞等方式来造福环境。车辆和基础设施之间的协调也将减少不必要的停车和制动，进一步减少燃料消耗和排放。
3.4蜂窝通信模组是车联网以及自动驾驶重要器件
车载通讯是在车辆上应用的移动通信技术，现阶段主要通过车辆装配4G蜂窝通信模块进行车车、车路通信将交通参与者、交通工具及其环境有机结合，实现交通高度信息化、智能化、安全化的手段。借助移动通信技术从而有效解决司机和乘客安全、碳排放以及行驶效率低下等问题。
车联网通信技术分为IEEE 802.11p（DSRC专用短程通信使用的底层无线通信技术，于2020年被美国放弃，转向中国主推的C-V2X车联网标准）和3GPP C-V2X（以LTE-V2X为代表，是基于4G蜂窝网的V2X无线通信技术）两种类型。LTE-V2X作为一种基于LTE演进的车联网技术，具备诸多后发优势。LTE-V2X在设计过程中充分借鉴了802.11p的经验和不足，在系统容量、覆盖范围等方面具有显著的性能优势：（1）LTE-V2X采用集中式控制传输与分布式传输相结合的方式，将V2N、V2I、V2V以及V2P结合成一个有机整体。LTE-V2X底层具备更好的链路预算，借助更加精细的信道设计及资源分配方案来获得高可靠、广覆盖、低时延的传输保障。
（2）LTE-V2X借助成熟的LTE网络及产业链，通过对现有的LTE网络基站设备进行升级就可以实现部署，不需要再铺设大量的基础设施通信模块，产业更容易快速发展起来。LTE成熟的生态系统吸引电信运营商，通信设备制造商和汽车企业基于现有的LTE网络和技术支持车联网通信，从而LTE-V2X成为自然的选择。
（3）LTE-V2X是运营商增加新连接（车、自行车、摩托、行人等）的重要卡位。基于LTEV2X，运营商可以自然地参与到车联网产业中来，提供车连网相关业务，如具有最核心的竞争力的连接、数据、服务等业务。从智能交通长远发展的角度来看，以LTE-V2X为代表的C-V2X技术实现了直通和蜂窝模式的融合，未来可以平滑演进到5G，应用前景更加光明。
行驶中的汽车通过装配的各种传感器收集到车辆自身的状态信息，周边车辆及行人，环境信息，例如车速，车流量，车间距，道路信息之后，通过蜂窝通信模块将信息发送到终端后台，由统一的服务器进行计算，设计出效率最高的出行计划和行驶状态，最后再由蜂窝通信信号将指令传送回汽车终端并由车载电脑执行。同时，LTE-V2X的PC5接口可以支持行驶间车辆的信息交互，实现高效的无线资源分配机制。
3.5 5G网络补齐通信网络层的技术缺口
利用5G技术低时延、高可靠、高速率和大容量的能力，车联网不仅可以帮助车辆间进行位置、速度、行驶方向和行驶意图的沟通，更可以利用路边设施辅助车辆对环境进行感知，帮助V2X高效运行，实现车和其他一切实体之间的信息交互，从而获取实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，提高驾驶安全性和交通效率。通过一组数据对比来看：自动驾驶汽车以每小时60公里的速度行驶，如果时延是60毫秒，车的制动距离大概在1米；如果是10毫秒的时延，车的制动距离是17厘米；如果降低到5G的理论时延1毫秒，制动距离缩短到只有17毫米，大幅度的提高了自动驾驶的安全性。因5G上行宽带最高可达10G，可在每平方公里内支持至少800辆车的数据传输。并且可支持车辆以60km/h的速度行进，真正地满足了人们的日常所需。
5G的特性，提升了车辆对环境的感知、决策、执行能力，给车联网、自动驾驶应用，尤其是涉及车辆安全控制类的应用带来很好的基础条件。2020年12月29日，上汽R汽车宣布旗下“5G智能电动SUV”MARVEL R获得SRRC认证，成为首款也是目前唯一一款通过车载车规级5G/C-V2X终端产品认证的车型，将行业首次实现5G智能车载终端全场景落地。MARVEL R搭载首个进入国家认证实验室测试的5G智能网联直连通信车载终端，内置华为5G巴龙5000芯片和Mobileye EyeQ4H芯片两大强“芯”，能够与智慧交通设施连接，带来强大的5G V2X遥感智驾功能。如在行驶中，MARVEL R将可超前获得道路环境、红绿灯变化等信息，完成5G智能车速控制（车速引导）、5G智能路口通过辅助，让汽车从此具备“预知能力”。未来，5G V2X全场景落地能力还会继续强化，实现包含V2V（车-车）、V2I（车-基础设施）、V2N（车-互联网）和V2P（车-人）等场景与设备的无界互联。
蜂窝通信模组在车联网中需求量巨大，尤其是新能源汽车近些年的发展更是带来更多需求量。根据IHS预测，2022年全球联网汽车的市场保有量将达3.5亿台，市场占比达到24%。同时，具备联网功能的新车销售将逐渐普及，销量将达到9800万台（其中3200万台通过嵌入式模块链接，1800万台通过智能手机链接，4800万台通过嵌入式模块与智能手机混合的方式连接），市场占比达94%，而一台互联网汽车至少需要搭载一块蜂窝通信模组，这意味着仅2022一年，全球蜂窝模组在汽车市场中的出货量将超过9800万块，随着5G技术的成熟运用以及车规级5G终端标准的制定，5G蜂窝通信模组必然在车联网市场上大展身手。
四、新应用场景刺激蜂窝模组高速出货，NB-IoT将成为主流
Wi-Fi连接设备仍然处于优势地位。根据中国产业信息网数据显示，2022年全球物联网连接数达到193.1亿部，其中蜂窝物联网16.1亿部（2019-2022 CAGR 25.61%）、LPWA 22.5亿部（2019-2022 CAGR 74.39%）、局域物联网155.0亿部（2019-2022 CAGR 19.97%）。当前以Wi-Fi为基础的局域网通信模组仍然占据较大的使用比例，主要原因有两个方面：
（1）有线网络相对于无线网络具有更深的发展基础，基于有线网络的Wi-Fi连接相对蜂窝通信网络具有更好的用户体验，并且部署更为简单；（2）当前蜂窝通信模组资费方案尚未完全落实，基于Wi-Fi连接的物联网具备资费上的优势，因此更容易受到消费者的接受。但是，我们更应该注意到，蜂窝通信模组随着新的应用场景的出现，其年复合增长率达到一个较高的谁水平。
新应用场景出现，刺激蜂窝通信模组需求。随着2G/3G的退网，基于4G、5G、NB-IoT等技术的物联网应用场景的增加，假设每台物联网设备至少需要配备一个蜂窝通信模组，蜂窝通信模组的需求将会增加。根据Techno Systems Research数据显示，2015年，全球物联网蜂窝通信模组出货量为111.7百万片，到2022年，全球物联网蜂窝通信模组出货量将达到313.2百万片，2015年-2022年复合增长率为15.86%。从增速上看，年复合增长率较高的是远程控制、健康医疗、交通运输年复合增长率最快，分别为22.83%、18.24%、14.91%。从使用占比上看，远程控制、交通运输、智能抄表的使用占比最高，分别是40.27%、32.45%、11.85%。
NB-IoT成为未来物联网蜂窝模组主流产品。从技术分类上看，随着2G/3G退出历史舞台，4G/NB-IoT模组的应用场景会变得更加广阔，市场规模将会扩大。从本质上看，NBIoT模组和LTE-M模组都属于蜂窝通信模组，都基于传统的4G蜂窝网络技术，但是NBIoT通信模组进行裁剪和优化以适用于物联网的低成本低功耗应用。此外，因为NB-IoT对基站的附着，需要由电信运营商进行网络部署和运营。因此，NB-IoT适用于设备位置固定的应用场景，如智能停车、远程控制、智能抄表和智能家电等。2019年2G通信模组占比最大，达到33.02%，排名第二的是LTE-Cat.3/4占比是23.71%，排名第三的是3G通信模组，占比是16.6%。Techno Systems Research预测，2020年NB-IoT占比最大为30.56%，LTE-Cat.3/4占比是第二，比例是18.36%，2G通信模组占比排名第三。NBIoT是第三代合作伙伴计划(3GPP)作为蜂窝通信LTE标准第13版的一部分开发的标准。这是一种低功率，广域网(LPWAN)技术，在许可频谱上运行，专为具有低带宽需求的IoT设备而设计。与其他现有蜂窝标准相比，NB-IoT价格低廉，提供了更好的室内覆盖范围，消耗的功率更少，因此具有更长的电池寿命。在成本方面，NB-IoT低功耗、低速率、低宽带带来明显的低成本优势。基于以上优点，NB-IoT可广泛应用于智能抄表、智能停车、智能穿戴等领域，是传输层技术升级的重要标志。
价格下降不改市场规模扩大趋势。随着2G/3G退出历史舞台以及4G/NB-IoT模组的技术日渐成熟，4G/NB-IoT模组的应用数量将会大幅增加，市场上将会出现较多的竞争者，4G/NB-IoT通信模组市场的整体价格或出现下降。此外，由于5G模组的进场竞争，4G通信模组厂商为增加市场份额，4G/NB-IoT模组价格或将不断降低。我们根据供应商数据进行统计发现，2019年度4G模组单价约为131元，NB-IOT模组单价约为31元。预计2020年4G模组价格将降至100元内，NB-IoT模组价格将稳定于18-25元区间内。虽然产品价格正在下降，但是产品需求量正在快速提升，市场规模逐步扩大的趋势不减。根据智研咨询数据显示，初步统计2019年全球蜂窝通信模组市场规模约190亿元。在不考虑5G模组放量的情况下，预计2022年全球蜂窝通信模组市场规模接近300亿元。
五、投资策略：物联网产业链重点关注上游通信模组产业
始于物联，重点关注通信模组产业。从产业链来看，物联网产业链上游负责感知功能，参与者主要有感知设备供应商、芯片供应商、通信模组供应商。中游负责传输，参与者主要有互联网运营商、电信，广电网络运营商。物联网产业链下游包括中间件及应用供应商、运营及服务提供商、系统集成商以及终端用户。虽然物联网产业绵长，但是实现万物互联的出发点在于，物与物之间的连接，即基于通信，依靠通信模组，实现端与端之间的数据传输与交互。因此，我们认为，物联网产业首先关注上游的通信模组通信模组产业。
根据前文分析，通信模组是将基带芯片、存储器、功能器件等集成在PCB上，并提供标准接口的功能模块。因此，结合行业内领先公司的公开信息，我们对蜂窝通信模组的内部组成划分为：芯片、PCB、PN型期间、晶体期间、阻容感元期间、结构件及其他等六大项。结合移远通信以及广和通招股说明书，我们认为芯片是众多原材料中最为重要的其中一项。以移远通信招股说明书为例，2016年-2018年，芯片占公司原材料采供成本分别为83.49%、84.86%、82.33%，都维持在一个较高的水平。蜂窝通信模组中，原材料占比位列第二与第三位的是PCB和阻容感元器件。2016年-2018年，PCB成本占比分别为6.56%、6.68%、7.10%；阻容感元器件成本占比分别为3.03%、3.59%、6.07%。
蜂窝通信模组涉及多种功能，因此在一个小小的蜂窝通信模组包含多种芯片，其中以基带芯片、射频芯片、存储芯片为主。根据移远通信招股说明书，2016年-2018年，基带芯片分别占当期原材料成本39.21%、30.92%、28.54%；射频芯片分别占当期原材料成本27.71%、28.16%、28.09%；存储芯片分别占当期原材料成本12.80%、20.46%、19.20%。
5.1基带芯片
基带芯片是整个蜂窝通信模组中最核心的器件，实现基带信号的合成，或对接收到的基带信号进行解码，主要完成通信终端的信息处理功能。根据Strategy Analytics报告显示，2020年Q3全球蜂窝基带芯片处理器市场收益同比强劲增长27％达到71亿美元，创历史新高。2020年Q3，高通、联发科、海思、三星LSI和英特尔占据了蜂窝基带收益份额的前五名。其中高通以40％的基带收益份额排名第一，其次是联发科（22％）和海思（19％）。
目前，国内从技术上看，较为领先的是华为海思。2019年10月15日，上海海思半导体将向物联网行业推出首款华为海思LTE Cat4平台Balong711。这是海思首次对外出售基带芯片。巴龙711是华为海思于2014年发布的一款支持LTE-FDD/LTE-TDD/WCDMA/GSM多模制式的产品，其套片包含三颗芯片：基带芯片Hi2125、射频芯片Hi6361和电源管理芯片Hi6559。在5G基带方面，华为发布了巴龙5000，采用单芯片多模的5G模组，能够在单芯片内实现2G、3G、4G和5G多种网络制式，有效降低多模间数据交换产生的时延和功耗。同时，还在全球率先支持NSA和SA组网方式，支持FDD和TDD实现全频段使用。速率方面，巴龙5000在Sub-6GHz（低频频段，5G的主用频段）频段实现4.6Gbps，在毫米波（高频频段，5G的扩展频段）频段达6.5Gbps，是4G LTE可体验速率的10倍。
海外基带芯片供应商最强者当属高通。2018年12月18日，高通宣布推出物联网（IoT）专用调制解调器9205 LTE，可用于资产追踪器、健康监测仪、安全系统、智慧城市传感器、智能计量仪以及可穿戴追踪器等物联网应用。与前代产品相比，该调制解调器在空闲模式可实现高达70%的功耗降低，尺寸比前代产品降低了50%，且更具成本效益，可广泛用于需在外形尺寸较小的终端中支持低功耗广域连接的众多物联网应用。
2021年2月9日，高通宣布发布骁龙X65 5G调制解调器（基带）及射频系统（以下简称“骁龙X65”），这是全球首颗采用4nm工艺制程的基带，也是全球首个支持10Gbps 5G速率和首个符合3GPP Release 16规范的基带及射频系统，目前正在向终端厂商出样，采用该全新系统的商用终端预计于2021年推出。骁龙X65采用了灵活可升级的架构，支持跨5G各细分市场进行增强、扩展和定制；并通过软件更新，支持即将推出的全新特性、功能，以及3GPP Release 16新特性的快速部署。特别是随着5G扩展至计算、工业物联网和固定无线接入等全新垂直行业，该可升级架构可以支持基于骁龙X65打造面向未来的解决方案，以支持全新特性的采用，延长终端使用周期，并有助于降低总拥有成本。
Strategy Analytics认为2020年Q3，5G芯片收益占高通总基带收益的60％以上。尽管5G基带芯片和无线芯片组市场竞争激烈，但高通在该季度将其5G份额提高至56％。高通将凭借其多样的产品组合在2021年继续其5G强劲的增长势头。Strategy Analytics射频和无线元件服务总监Chris topher Taylor补充说：“2020年Q3，联发科在5G市场取得了进展，其5G基带芯片出货量环比增长超过一倍。联发科继续在4G基带市场中获得份额，其出货量份额排名第一；联发科的良好表现将持续到2021年。”
2020年Q3，5G基带芯片处理器收益首次超过4G，并占总基带收益的50％以上。Strategy Analytics认为，由于5G基带芯片的价格比4G基带芯片的价格高，因此5G基带的出货量推动了基带市场的收益增长。2020年Q1，5G基带芯片出货量占总出货量的近10%，但占基带总收益的30%。5G基带芯片有望成为基带芯片供应商业绩的新的增长点。
5.2射频芯片
无线射频芯片是将无线信号的通讯转换为特定的无线信号波形并通过天线谐振发送的电子部件。特别是在万物互联以及新基建时代，无线射频芯片也将被广泛应用。射频芯片包括RF收发机、功率放大器（PA）、低噪声放大器（LNA）、滤波器、射频开关（Switch）、天线调谐开关（Tuner）等。
射频芯片市场规模主要受移动终端需求的驱动。近年来，随着移动终端功能的逐渐完善，手机、平板电脑等移动终端的出货量持续上升，射频芯片的需求量和出货量也不断增加。2011年以来全球射频开关市场持续增长，2018年全球市场规模16.54亿美元，预计2023年市场将达35.6亿美元，2018-2023年复合增长率达16.55%。
目前，射频芯片行业竞争激烈，Skyworks、Qorvo、博通、村田等海外巨头基本垄断射频前端市场，国内自给率较低。
5.3存储芯片
存储芯片，是嵌入式系统芯片的概念在存储行业的具体应用。因此，无论是系统芯片还是存储芯片，都是通过在单一芯片中嵌入软件，实现多功能和高性能，以及对多种协议、多种硬件和不同应用的支持。纵观未来5G加持下的物联网世界，必然需要更庞大的基础设施来存储和管理数据，智能终端对存储数据的高性能、低延迟、多样化需求也对传统存储企业提出更苛刻的要求。
存储芯片主要分为闪存和内存，闪存包括NAND flash和NOR flash，内存主要为DRAM。其中，DRAM属易失性存储器：在外部电源切断后，存储器内的数据也随之消失，主要用于各类PC、服务器、工作站、智能手机的内部存储单元；Flash属于非易失性存储器：能够保持所存储的内容，主要应用于存储卡、U盘、SSD固态硬盘、移动终端的内部嵌入式存储器等。
当下最主流的存储器是DRAM以及NAND，2019年全球存储芯片市场规模约1118亿美元，这两者占据了所有半导体存储器规模的97%左右。
IC Insights数据显示，韩国三星、海力士和美国美光科技三大厂商共占全球存储芯片市场份额的95%。其中，三星占据市场份额最大，达44．5%，位列二三名的海力士和美光分别占市场的27．9%和22．9%。
从细分领域来看，全球97%的DRAM市场被三家企业瓜分，其中三星DRAM占全球市场份额的41.3%。NAND flash市场方面，根据2020年二季度NandFlash市场排名，三星占据31%，处于领先地位，紧跟其后的是铠侠，占比达17%。排名第三、第四、第五、分别是西数、美光、SK海力士。
中国市场消耗了全球55%的存储芯片产能。尽管我国一直在努力减少对国外半导体制造公司的依赖，根据《中国大陆的半导体和设备市场：分析与制造趋势》报告显示，2019年我国在集成电路上的进口4451.3亿块集成电路，同比增长6.6%，进口额为3055.5亿美元，同比下降2.1%。集成电路出口2187亿块，同比增长0.7%，出口额为1015.8亿美元，同比增长20%，然而，中国OEM厂商生产储存芯片所需的半导体设备需求与中国内部制造供应之间在存在着较大的缺口，虽然中国自主制造的芯片数量逐年上涨，但需求量也逐年升高，预计到2022年供应量达到4亿，需求量达到7.5亿，供需差距3.5亿片。
5.4电源管理芯片
电源管理芯片是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片。电源管理芯片对电子系统而言是不可或缺的，其性能的优劣对整机的性能有着直接的影响。作为电子设备不可或缺的器件之一，电源管理芯片的市场需求随着5G通信、智能家居、新能源汽车等下游应用领域持续成长呈现大幅增长之势；另一方面，受到新冠疫情与华为因美国禁令大量囤货等因素影响，今年晶圆代工和封测产能严重吃紧，电源管理芯片近期已出现供不应求现象。
2016-2019年，电源管理芯片行业市场规模从585.1亿元增长至735.8亿元，年均增长率为7.94%，行业整体保持着稳定增长的状态。
在国内电源管理芯片市场上，TI、MPS、PI等海外厂商合计占据了约80%的市场份额。其中消费电子市场竞争异常激烈，国产电源管理IC厂商正在这一市场迅速崛起。而海外厂商有逐步淡出消费类市场的趋势，转向汽车级、工业级、军品级和宇航级等高性能、高利润市场。
随着5G通信、物联网等新兴应用领域的发展，电源管理芯片下游市场有望持续发展。2018年全球电源管理芯片市场规模份额为251亿美元，预计到2026年全球电源管理芯片市场规模份额为550亿美元。根据赛迪顾问统计数据显示，2015-2018年，中国电源管理芯片行业市场规模从518.7亿元增长至681.53亿元，其年复合增速达7.95%，预计2020年和2021年分别可以达到790.1亿元和844.3亿元，行业整体保持着稳定增长的状态。
5.5蜂窝通信模组
国内厂商份额提高。根据智研咨询数据显示，目前，全球蜂窝通信模块主要供应商包括移远通信、Telit、Sierra、Wireless、Gemalto、U-Blox、芯讯通、广和通、有方科技。国内模块制造商的份额正在增加。根据数据，2017年国内移远通信、芯讯通、有方科技、广和通、中兴物联市场份额分别为7%、5%、4%、2%和3%。2018年，国内模块厂的市场份额显著提升。特别是移远通信达到12.11%，紧随sierra其后。2018年芯讯通、广和通、有方科技市场份额分别为4.5%、5.6%和2.5%。
市场集中度正在提升。2020年Berg Insight发布的调研结果显示，2019年全球蜂窝物联网模组出货量增长22％，达到2.65亿片，前五大供应商合计占据了71%的市场份额。2018年前五大蜂窝通信模组供应商的市场份额只有46%。
当前物联网产业处于方兴未艾，下游市场处于蓝海阶段。根据前文分析，物联网时代蜂窝通信模组受益于2G/3G退网以及新应用场景的出现，下游市场对蜂窝通信模组的需求将会激增。面对高速增长的市场空间，上游供应商已经在着手提升市场竞争力，占领优势市场份额。这也意味着，物联网通信模组市场竞争将会加剧。在这种情况下，具备较强研发能力，良好的市场分销渠道，出色的成本管控能力的规模企业将有望在这场竞争中胜出。
详见报告原文。
