最全!NB-IOT晶片和模塊廠家匯總

2016年底,NB-IoT的各項標準已完成測試,目前已進入商用階段。運營商和各大設備廠商紛紛試水,N B-IoT已成為業內新寵並被頻繁提及。NB-IoT使用的是800~ 900MHz的授權頻段,但是該資源可能滿足不了未來業務快速增長的需求,這勢必會佔用部分現有2G的頻譜資源。結合2G退網的趨勢,NB-IoT佔用2G頻段的話題最近被頻繁提及。

從產業發展趨勢來看,2009年國際主流運營商已經陸續停止2G投資,相繼關閉2G網絡。美國頭號運營商AT&T已宣佈於2017年1月1日正式關閉2G網絡、停止2G運營及服務,計劃將這些頻譜在4G網絡上重新利用;澳洲電信也於2016年底關閉了現有的2G網絡,把2G的部分頻段用於4G網絡建設;日本、韓國、芬蘭等國家的運營商均已明確提出關閉2G網絡的日程表。國內的三大運營商都將2G頻譜重耕工作提上日程,工信部已發文,批准中國聯通和中國電信在原有2G的部分頻譜上部署4G網絡,國內運營商的2G退網行動將全面啟動。

從網絡技術特點來看,2G/ 3G網絡具有很多相同的業務承載,其中3G網絡具有覆蓋廣、語音質量優、上網速度快、承載用戶多、接續時間短、耗電低等優勢,完全可以替代2G網絡。就目前來看,運營商2G網絡普遍存在通信體驗質量下降、投訴增多等情況,其原因歸根於設備陳舊且故障率高、手機輻射大且功耗高,以及相關設備廠商停止供應備品、備件造成維護困難等問題。此外,很多2G基站的單站收入已不抵運維費用,成為運營商運營維護的負擔。另一方面,4G語音業務應用也得到了長足的發展,VoLTE商用速度加快,據統計,過去3年全球VoLTE用戶增長15倍,2017年將達2.88億。目前我國300多個城市已經開展了VoLTE商用運營,用戶已超過3000萬。有了VoLTE,4G靠2G網絡來支撐語音的問題已得到解決。

從終端變化的趨勢來看,2G終端佔比將逐漸降低。2016年全球GSM / EDGE制式終端出貨量佔比僅為18%,2017年將降到14%以下;領先的美國、日本市場已先後在2009年、2015年停止2G終端的銷售。2016年我國2G手機出貨量佔比已經降低至不足6 %,且多為老人機、定製機、移動POS機、無線模塊等,而4G手機出貨佔比已高達71.5%,2G手機正逐步退出歷史舞臺。

對於運營商來講,數據業務是其未來增量、增收的根本。語音業務雖然存量較大,總體上還是穩中有降,特別是2G業務收入更是快速下降,而承載在2G網絡上的基本屬於低端用戶,在數據業務市場競爭中不具備優勢,成為“雞肋”。同時,運營商也看到了2G/3G/4G多網、多頻運營的嚴重弊端,意識到精簡網絡、重耕頻率、降本增效的重要性,但鑑於現網存有大量2G用戶,還貢獻相當的業務收入,運營商面臨短期利益與長期利益的兩難選擇。

華為

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對於NB-IOT物聯網標準的發展,華為的推進是最早的,華為在NB-IOT物聯網標準制定方面一直走在國際前列。之前由於芯片和模組的制約,使得NB-IoT技術應用相對遲緩,制約的NB-IOT物聯網的落地。目前,華為業界首款商用NB-IoT芯片Boudica120(powered by Huawei LiteOS)月出貨量可達100萬片,通過芯片及模組的量產,正在加速物聯網終端智能產品進入規模商用期。

華為NB-IoT的芯片是Boudica,超低功耗SoC芯片,基於ARM Cortex-M0內核,會搭載Huawei LiteOS嵌入式物聯網操作系統。

在硬幣大小的尺寸內集成了BB和AP、Flash和電池管理,並預留傳感器集成功能。其中AP包含三個ARM-M0內核,每個M0內核分別負責應用、安全、通信功能,這樣在方便進行功能管理的同時降低成本和功耗,後續推出的芯片還將會集成Soft SIM,進一步降低成本。

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Quectel

高通設計的MDM9206芯片在公眾面前亮相的時間點和華為差不多,在今年5月份的時候,mobike單車就已經搭載了這款芯片。從那時看來中國移動對於MDM9206可謂是青睞有加。

MDM9206在是為Cat-M1和Cat-NB1定製的多模多頻的芯片MDM9206,該芯片支持Cat-M1、Cat-NB1的全球所有頻段。並且MDM9206還集成了GPS、格納洛斯、北斗以及伽利略全球導航衛星定位服務,在不通過任何附加的芯片或者接收器的情況下,可以直接嵌入到該芯片中,實現了與高通 的4G功能的充分整合。

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MDM9206不單是通信芯片,它其實是一個具備計算能力的小型SoC,擁有處理器、操作系統以及很多硬件的接口,還擁有掛靠傳感器的接口。用戶可以通過MDM9支持Linux操作系統和Thread操作系統。

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Intel

XMM 7115,支持NB-IoT標準。預計2016年下半年會提供樣品。XMM 7315,支持 LTE Category M和NB-IoT兩種標準,單一芯片集成了LTE 調制解調器和 IA 應用處理器。預計2017年商品化。

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FIBOCOM基於MM7115模組N510

Qualcomm

MDM9206,支持Cat-M(eMTC)和NB-IoT。

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Quectel基於MDM9206的BG96模組

Nordic

nRF91系列是Nordic的NB-IoT蜂窩技術產品。預計2017年下半年提供樣品,2018年供貨。

RDA

銳迪科NB-IoT芯片RDA8909,支持2G、NB-IoT雙模,RDA8909符合3GPP R13 NB-IoT標準,還可以通過軟件升級支持最新的3GPP R14標準。另一款支持eMTC、NB-IoT和GPRS的三模產品RDA8910也在準備中,預計將於2018Q2量產。

中興微電子

中興微電子NB-IoT的芯片是Wisefone7100。

高通有驍龍,華為有麒麟,中興不能輸,所以中興搞了一個朱雀。

早在去年的9月,中興就宣佈推出了NB-IoT的原型芯片RoseFinch7100。不過轉過年來,到了今年3月,RoseFinch搖身一變成了Wisefone(明智的電話?)。

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這款芯片的特點是內部集成了其自家的CK802芯片,並且搭載了YunOS。

Wisefone7100從系統架構和物理實現兩個方面,對功耗進行了有效優化,使得芯片具備更低的工作電流、電壓,其中睡眠電流僅2uA,睡眠功耗只佔通訊模塊全功耗的16%,而截止電壓僅2V,可延長電池壽命近10%。

在數據採集處理方面,Wisefone7100集成超過30個外圍接口,適應更多行業。芯片內部集成了開放的應用處理器(CK802),用戶可以輕鬆定義外圍接口,運行自定義程序實現數據的採集和處理,並且針對不同用戶的需求,提供“獨立部署”和“外掛通道”兩種推薦解決方案。由於芯片接口集成度高,兼容性強,所以外圍成本不到競品的50%,極致的成本為客戶打造最具競爭力的整機解決方案。

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Sequans Communication Monarch SX

先來簡單介紹兩句Sequans,很多人可能未必知道這個公司。

Sequans Communications成立於2003年,已經開發和交付了七代4G技術。 目前,Sequans提供兩條LTE產品線:針對移動計算和家庭/便攜式路由器設備優化的StreamrichLTE,以及針對物聯網的M2M設備和其他優化的StreamliteLTE。 Sequans總部位於法國巴黎,在中國也設有辦事處。

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Monarch是單芯片LTE Cat M1 / NB1解決方案,專為窄帶物聯網應用而設計,包括傳感器,可穿戴設備以及其他低數據,低功耗M2M和物聯網設備。 Monarch符合3GPP 13版LTE Advanced Pro標準的超低功耗和低複雜度特性要求,為機器類型通信(MTC)定義窄帶,低數據速率LTE技術。 Monarch實現了非常高的集成度,基帶,RF收發器,電源管理和RAM存儲器集成在一個小巧的6.5 x 8.5 mm封裝中,運行Sequans運營商驗證的LTE協議棧,OMA輕量級M2M(LWM2M)客戶端 無線設備管理,以及豐富的AT命令。 支持可編程RF濾波功能,可實現簡單,簡化的物料清單硬件設計,支持單個SKU設備支持全球LTE頻段。

Monarch SX非常適合將LTE Cat M1和/或LTE Cat NB1連接添加到窄帶,低數據速率M2M和物聯網設備,包括資產跟蹤器,可穿戴設備,智能電錶,智能城市和智能家居傳感器以及各種附加工業 和消費者物聯網應用程序。

Monarch SX SoC主要組件基於Sequans的Monarch LTE-M / NB-IoT平臺,基帶,RF,RAM和電源管理,並集成:ARM Cortex-M4處理器用於音頻和語音應用的媒體處理引擎,包括支持 用於LTE-M上的VoLTE低功耗傳感器集線器GPU和顯示控制器用於USB,屏幕,麥克風,電池,GNSS,SIM卡,安全元件,Wi-Fi,低功耗藍牙,鍵盤,加速計,陀螺儀和其他傳感器的IoT接口。

Mediatek MT2625

MT2625 是一款支持 NB-IoT R14 的系統單芯片(SoC),寬頻前端模組支持 3GPP R14 規範下涵蓋超低頻/低頻/中頻/四頻的全頻段運作。MT2625 高度集成 NB-IoT 調製解調數字信號處理器、射頻天線及前端模擬基帶,還集成 ARM Cortex-M 微控制器(MCU)、偽靜態隨機存儲器(PSRAM)、閃存與電源管理單元(PMU)。MT2625 還整合一系列豐富的外圍輸入輸出接口,包括安全數字輸入輸出模塊(SDIO)、通用異步收發傳輸器(UART)、I2C 傳輸協議、I2S、序列外圍接口(SPI)及脈衝寬度調製(PWM)。雖然功能強大,MT2625 卻具有小巧的封裝尺寸和少量的管腳數目,滿足對成本敏感及小體積的物聯網設備的需求,也有助於廠商簡化產品設計流程。

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MT2625 基於實時操作系統(RTOS),很容易針對各種不同的應用進行客製化,比如家庭自動化、cloud beacon、智能抄表及諸多其他靜態或移動型物聯網應用。

Nordic Semi nRF91

我們都知道北歐在藍牙方面的實力非常強,不過它們居然要出一個NB-IoT的芯片?

不管咋樣,Nordic已經在今年夏天宣佈了一個自己的產品路線圖,按照他們的說法,現在nRF91的芯片應該已經向選定的主要客戶提供第一批nRF91系列解決方案,並將在明年推出廣泛的可用性和生產線。

不好意思這個芯片可能還存在於臆想中,我們連PPT之類的資料都蒐集不到,只有一篇官方的新聞稿,但是我們還是很樂於見到NB-IoT的玩家多一位出來。

似乎入場有點晚了啊,而且本身的技術積累也沒有別家強。小編表示不看好┑( ̄Д  ̄)┍。

Intel XMM7115

大佬就是大佬,英特爾絕對是最有遠見(錢)的半導體廠商之一。早在2015年年底,英特爾就宣佈將在2016年推出自己的NB-IoT產品。後來到了2016年,又宣稱將在16年年底進行試產。現在到了2017年年底了,仍然沒有動靜,看來是要流產了啊。

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至少它是做過PPT的,有圖為證。

Altair Semiconductor ALT1250

Altair沒記錯的話現在應該是屬於SONY家的。其在今年2月宣佈推出了ALT1250——一種窄帶CAT-M1和NB1(NB-IoT)芯片組,尺寸小於100平方毫米。在這麼小的面積內高度集成了LTE基帶處理器,RFIC,PMU,存儲器,功率放大器,濾波器和天線開關,以及面向客戶開發應用的GNSS和基於蜂窩的定位引擎和MCU子系統。

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ALT1250結合了Altair的OneSKUTM RF技術,可以通過一個硬件設計實現多個LTE頻段組合。 該芯片組具有超低功耗的特點,包括3GPP PSM和eDRX等多種模式,可實現超過10年的電池壽命。

RDA RDA8909

在本月4日,RDA宣佈推出業界最高集成度的NB-IoT 雙模單芯片解決方案 RDA8909。

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RDA8909 支持 NB-IoT 及 GSM/GPRS 兩種網絡模式,支持 3GPP-R14 標準,內部集成了射頻收發器、電源管理器、調制解調器、模擬基帶、Flash 存儲器、pSRAM 存儲器等,同時還具備內置 ESIM 的版本。網絡制式方面,RDA8909 支持 NB-IoT 和 GSM/GPRS 兩種模式,包括雙待單通和單待單通。PSM 功耗小於 5uA,待機功耗小於1mA。

看起來似乎值得期待啊!

Riot Micro RM1000

最後要說的這個有點意思了,這也是小編寫這篇總結貼的由頭。近日一家叫Riot Micro的公司推出了RM1000基帶NB-IoT&eMTC芯片。

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RM1000主要特性和規格:

● MCU - ARM Cortex-M0處理器

● 存儲 - QSPI閃存接口

● 連接性

○ LTE-M支持3GPP版本13的基帶

○ NB-IoT支持3GPP版本13的基帶

○ 帶電壓控制的SIM接口

● 外設

○ 數字數據和控制接口到流行的RFIC(RBDP / DIQ / SPI)

○ 3x UART接口

○ 通用I / O

● 用於外部組件的集成電源管理

● 溫度範圍 -40至+ 85°C

MCU內核據說可處理LTE-M / NB-IoT L1 / L2 / L3, IPv4,IPv6,TCP,UDP,SSL協議棧以及AT命令堆棧。 該公司解釋說,他們應用“BLE / Wi-Fi架構中的技術來設計具有短距離無線系統特性的成本/功率水平的芯片”。 Riot Micro RM1000現在採用8×8 mm 68焊盤QFN封裝或3.5×3.2 mm WLCSP封裝,可為客戶提供用於評估和模塊設計的參考設計。

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從產品的特性來看,NB-IoT芯片會集成一些GPS、藍牙等功能擴展應用需求。從上面的公司看,基本都是做通信領域的公司。

LPWAN產業帶來了更多的新機遇,ARM公司也在積極佈局LPWAN市場,推出了無線IP產品。用於Narrow Band IoT的ARM Cordio-N IP為設備集成商提供了一個完整的解決方案。Cordio-N NarrowBand IoT解決方案由RF和基帶硬件以及由3GPP版本13指定的相應的軟件層1,2和3組成。 它提供了高度集成的IP塊以及層控制,數字前端,RF接口和軟件。 超輕型協議棧解決方案符合最新3GPP標準,並在ARM Cortex-M處理器上運行。Cordio-N從頭開始進行了優化,特別針對低功耗和低成本的要求。Cordio-N大大簡化了設計,降低了設計門檻,市場未來可能會出現許多個NB-IoT芯片或模組,NB-IoT生態將會進一步豐富。

▌NB-IoT模組廠商

下面整理了部分的NB-IoT模組的廠商:

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模組芯片採用的廠商來看,目前市場上的NB-IoT模組還是以華為海思和高通的芯片為主。不少廠家採用了雙模或多模的方式來滿足更多的連接需求。

▌結束語

根據DIGTIMES Research的整理,下圖展示了2017年第一季度全球使用3GPP低功耗網絡標準的部署情況:

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從上圖可以看出,LTE-M網絡在北美地區已商用化。國內的蜂窩式LPWA網絡正在試驗和部署中,還處於市場發展初期。

自3GP發佈LTE Release 13蜂巢式LPWAN標準以來,越來越多營運商開始投入LPWAN產業的發展。在實際的應用中也提出了更多的需求,如位置信息,而NB-IoT模塊加入了GPS/北斗會帶來功耗的增加,影響電池的壽命。預計在2017年將會發布LTE Release 14版本,將會使用基站定位技術(到達時間差),以提升應用體驗。


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