2020年中国大陆5G模块领导业者产品发展动态
导论
2019年起全球主要国家迈入5G商用时代,5G模块市场将有助物联网发展,因此受到通讯产业之关注。本研究聚焦中国大陆5G模块主要品牌厂,分析其产品与市场推展现况,同时参考各国行动电信市场5G服务推展进程以及市场重要议题,掌握2020年5G模块重要发展趋势。
目录
5G模块市场现况
主要业者产品发展观测
产品重要趋势
产业重要趋势
结论
图目录
图一、5G各类型终端装置数量
图二、五大品牌5G模块产品支持频段
表目录
表一、Huawei 5G模块产品表
表二、ZTE 5G模块产品表
表三、Fibocom 5G模块产品表
表四、Quectel 5G模块产品表
表五、SIMCom 5G模块产品表
5G模块市场现况
5G模块不同于5G CPE(Customer Premises Equipment),CPE系指网络连接至客户端的相关设备,涵盖调制解调器、路由器等产品,其目的在于接收网络讯号后为终端用户提供无线宽带接入服务。不同的,5G模块虽近似于CPE皆用于接收网络讯号,惟5G模块不另外提供终端使用者无线宽带接入服务,仅提供搭载5G模块之终端设备具备连网能力。
5G模块应用范围广泛,以应用领域而言,举凡制造、医疗、汽车、零售等皆可使用,举例而言,于制造业可搭载于生产在线机台,藉由搭配传感器(如:震动传感器)之使用,可透过5G模块传送机台运作时之震动数据,辅以数据分析工具可以实现预测性维护;或如于医疗业可搭载于超音波设备,藉由搭配视讯系统,透过5G模块实时传送患者超音波成像可实现远距医疗;又如于汽车业可搭载于汽车上,辅以集成路侧设备(Roadside Unite, RSU),透过5G模块实时双向传输可实现智能交通车联网通讯(Vehicle-to-Everything, V2X)。
迈入5G世代,5G模块之重要性可由网通设备相关厂商推出之产品数量多寡窥知一二,依据全球行动通讯供货商协会(Global Mobile Suppliers Association, GSA)统计至今年5月止,累积300多种5G终端装置中,如图一所示,5G模块相关产品数量名列第三,占比达16%,仅次于手机与CPE产品,足以显现多数网通设备相关厂商看好5G世代下5G模块应用市场前景,而纷纷推出相关产品以抢占市场份额。
有鉴于5G模块之重要性,本研究将锁定重要之5G模块品牌厂为研究目标,探究其5G模块产品线策略与5G模块产品推广策略,另进一步透过观察5G模块整体市场之发展态势,分别由产品与产业两个面向分析5G模块之重要发展趋势。
本研究于5G模块品牌厂研究目标选择上,依据GSA统计全球主要国家5G网络建设进度系以中国大陆居冠,且5G用户数亦以中国大陆最多,甚者中国大陆相关5G创新应用推展较为多元与完善,故本研究以中国大陆5G模块品牌厂为目标。而于品牌厂选择上,本研究除锁定过去4G时代之领导业者Huawei与ZTE外,另聚焦近期于5G模块产品发展动态较为显著之业者,包含Fibocom、Quectel与SIMCom为目标,总计五大品牌厂。
图一、5G各类型终端装置数量
数据源:GSA,MIC整理,2020年8月
主要业者产品发展观测
Huawei
Huawei是全球主要之通讯系统解决方案提供商,其不仅在核心与网络相关产品具全球领先地位,亦于固网与行动等相关终端产品具备领先地位。于4G时代,Huawei已推出多款模块相关产品,而于全球始于迈入5G商用之际,Huawei亦积极实行相同策略以巩固其既有市占率。
于5G模块产品组合而言,早于2019年4月Huawei 5G新品发布会,发布首款面向工业领域的商用5G工业模块「MH5000」,如表一所示,其搭载自家HiSilicon以台积电7奈米制程工艺生产之Balong 5000通讯芯片,最大下行与上行速率分别可达2Gbps与230Mbps,不仅支持NSA/SA 网络模式,及Sub-6 GHz频段,且提供全套SDK工具和开发者小区。
表一、Huawei 5G模块产品表
数据源:Huawei,MIC整理,2020年8月
MH5000 5G模块为能满足工业场景中高温与安全需求,其工作温度范围广至-40℃~ 85℃,且内核具备TrustZone双重安全机制,另采用Open CPU架构,以能方便开发丰富的第三方应用,甚者拥有高达18种类型的硬件接口,可充分满足工业设备接口需求。
在推广5G模块产品销售部分,相较于其他5G模块品牌业者(如:Fibocom、Quectel等),Huawei于5G模块出货表现亮眼,探究其由,除了Huawei奠基自身完整5G产业链,涵盖上中游之芯片、基地台、电信设备,与下游之智能型手机,而可推出产品性能与兼容性相对较佳的模块产品外,另包含以下4点因素。
第一,建构5G创新应用生态圈。2020年2月,Huawei启动「5G合作伙伴创新计划」,将于未来五年投入至少2千万美元,期与合作伙伴共同开发5G的创新应用并加速5G商业成功。另者,同年5月,携手一汽集团(涵盖一汽红旗、一汽奔腾等)、长安汽车、东风集团(涵盖东风乘用车、东风小康)、上汽集团(涵盖上汽乘用车、上汽通用五菱)、比亚迪、长城汽车、江淮汽车、赛力斯、南京依维柯等18家汽车大厂合作建构「5G汽车生态圈」,以Huawei提供5G车载模块MH5000、5G车载终端T-Box平台等产品和技术之方式,开发5G汽车以及5G C-V2X智能网联的应用创新,聚焦自动驾驶、智能网联、通讯服务的创新应用,期以能加速5G技术在汽车产业的商用进程。
第二,深耕5G技术应用场景。Huawei早于2016年既已开展5G 医疗保健领域之研究,聚焦远程医疗(MDT护理)、影像远程诊断、心电图远程医疗/诊断、超音波诊断等应用场景之技术开发。其后,造起新冠肺炎(Covid-19)疫情影响,进一步推进5G于医疗场景之技术落地,甚者由中国国家卫生委员会(NHC)领导,串连中日友好医院-国家远程医疗和互联医疗中心等超过30家医院,以及中国电信、中国移动等电信营运商,共同合作建立5G医院网络标准。
除医疗保健领域外,Huawei亦投入港口场景的5G技术应用开发,不仅联合振华重工、浙江省海港集团、中国移动等业者发布「5G智能港口白皮书」,甚者于上海洋山港、宁波港、中远海运港口、厦门远海码头等港口建设5G专网,发展5G全自动化的集装箱码头,聚焦5G无人集卡自动物流、5G智慧理货、5G影像Al、货柜吊挂作业5G远程操控等应用,以此推进5G智能港口全业务场景的落地。
第三,加速5G新品开发。Huawei携手长虹控股、AI-Link、上海移远通信、中国移动等逾10家业者,共同基于HiSilicon 5G前置模块开发工业与消费类5G模块,聚焦如5G 8K媒体模块、5G电力模块、5G VR模块等。
另者,与美国因特网服务供货商Cogent合作,基于Huawei MH5000开发4K广播编码器,搭载于5G 4K广播背包。该编码器支持NSA / SA 网络模式,其效益在于5G网络可替代过去4K影像传输所需的光纤链路、微波链路,抑或外部广播(OB)货车系统,同时还可以实现实时多摄影机与远程调度。再者,与中国大陆物联网服务提供商HongDian合作,基于Huawei MH5000开发工业网关,其不仅能向下支持4G网络,甚者具备耐高温、低功耗等特性而能满足工业严苛环境的需求,其锁定如智慧工厂、智能医疗、车联网、智能城市等应用场域。
第四,国际合作扩展5G市场。举例而言,Huawei于中东建立5G Open Lab, 系一跨产业的技术/应用开发平台,透过该平台与当地电信营运商、垂直领域服务提供商等业者合作,共同透过该平台以了解应用场景所需技术与解决方案,期以此促进整个中东地区5G商用服务的发展,另如Huawei与瑞士电信营运商Sunrise合作建构欧洲首个5G联合创新中心,共同针对智慧农业/酪农、智能制造、智能旅游等垂直领域发展创新应用方案,而现时5G技术已落地智慧酪农领域,牧民可透过5G实时的高清影像实时监控奶牛产犊过程,而无需远赴现场监视。
展望2020年,在Huawei积极开拓5G市场下,不仅打入韩国、瑞士、卡塔尔、意大利、芬兰、沙特、菲律宾等国家而取得91份5G商业合同,5G的相关产品如5G Massive MIMO AAU已发货逾60万个,伴随Huawei积极结盟合作伙伴加速新品开发,抑或针对特定垂直应用场景开发相对应之5G创新应用与解决方案,皆有助于Huawei 5G模块产品的导入,故预期2020年5G模块之出货量将较2019年呈现倍数成长。
ZTE
ZTE一如Huawei,系一家国际级的通讯系统业者。于5G模块产品布局上,于2019年11月「第七届中国移动全球合作伙伴大会」发布首款5G工业模块-ZM9000。如表二所示,ZM9000搭载Qualcomm Snapdragon X55芯片,可向下支持4G网络频段,且同时支持NSA和SA网络模式。此外,其集成GPS芯片,支持BeiDou、GLONASS、GPS、Galileo等全球主流定位系统,可达亚米级高精准定位(误差小于1米),另其采用M.2标准尺寸封装技术,可于终端整机产品上实现即插即用。
表二、ZTE 5G模块产品表
数据源:ZTE,MIC整理,2020年8月
在推广5G模块产品销售部分,相较于其他5G模块品牌业者(如:Fibocom、Quectel等),ZTE如Huawei具备完整5G产业链优势,透过串接芯片、终端、系统等环节,可推出在性能与兼容性上相对较佳的模块产品,而有助于其5G模块出货表现外,ZTE另有2点推广策略。
其一,锁定特定垂直应用领域,加速5G技术创新应用的开发与落地。举例而言,与中飞赛维航空科技公司合作,锁定无人机领域,双方就5G无人机在电力巡检领域开展技术研究,期打造5G无人机应用于输电线路杆塔精准化巡检、输电线路通道巡查、应急抢险、输电线路通道三维建模、输电线路树障及三维测量等解决方案。又如与NR Electric合作锁定电网领域,双方共构联合创新实验室,以电力配网差动保护业务、精确负荷控制与新能源集控三大场景为目标打造创新解决方案与应用示范。
其二,结合第三方,强化技术研发实力与推促产品商用化进程。举例而言,结盟中国电信开展5G SA模块合作,推进「5G模块 X」多型态技术与终端产品的开发,如应用于5G机器人、5G无人车、5G摄影机等。而现时而言,双方已奠基ZTE 5G工业模块ZM9000打造出5G智慧安全摄影机-ZXIVS TMB2801WN-5G,且锁定5G智能小区、5G智能交通、5G智能工厂、5G智能景区、5G电网监控、5G智能海关、5G工程巡检等场景的应用。除摄影机外,双方另奠基ZM9000合作开发出5G融合机顶盒、5G 4K高清视频会议智慧终端设备。又举例而言,与国动集团签署5G战略合作协议,双方将共同进行基于5G智慧铁塔、5G物联网等5G创新应用之研究,且合力进行项目试点与技术验证,期能加速落地商用进程。
展望2020年,ZTE冲刺5G业绩,不仅打入亚太、欧洲、中东、非洲等地区取得逾35份5G商用合同,甚者与全球60多家电信营运商开展5G终端合作,涵盖5G室内外路由器、5G行动热点、5G资料终端、5G模块等多形态5G终端产品。有鉴于ZTE逐一深化与全球电信营运商、垂直领域业者之合作,藉推广5G相关解决方案之时有助于5G模块产品的导入,故相较于2019年可预期2020年5G模块之出货量将显著增长。
Fibocom(广和通)
Fibocom,系中国大陆物联网通讯解决方案和无线通信模块之领导厂商,开发各类安防、家电、汽车、电力、无线支付等领域终端设备使用之无线通信模块,产品线广泛涵盖5G、L TE、SoC、NB-IoT /eMTC、HSPA 、GSM/GPRS等无线通信模块。
表三、Fibocom 5G模块产品表
数据源:Fibocom,MIC整理,2020年8月
于5G模块产品组合而言,Fibocom早于2018年既积极投入5G相关技术之研发,且串连各垂直领域业者合作开发创新解决方案。2019年3月,Fibocom发表首款面向多领域应用之5G模块产品-FG150与FM150。如表三所示,两款5G模块皆搭载Qualcomm Snapdragon X55芯片,可向下支持4G网络频段,且同时支持NSA和SA网络模式,以及支持Sub-6与mmWave 双模5G频段,而在SA网络模式下连网速度可达上行914Mbps与下行2.5Gbps。
此外,两款5G模块皆配置USB/PCIE/RGMII等多种通讯接口,可快速适配各类5G应用场景,如:5G高画直播、智能电网、智能制造、智能试衣镜、远程医疗、AR/VR、车联网、智慧能源、智慧城市、无人机等,而两款5G模块唯一差异即在于FM150系采LGA封装,FG150系采M.2封装。
在推广5G模块产品销售部分,Fibocom不如前述Huawei或ZTE具备完整5G产业链优势,而其推广5G模块产品销售之策略,主要系以深耕应用场景为主,另以结盟第三方业者加速新品开发为辅,以下阐述。于深耕应用场景面向。举例而言,Fibocom与国网信息通信产业集团合作,双方针对智慧电网领域中智慧变电、智慧配电与智能巡检三大场景,奠基FG150与FM150 5G模块合力推出三款5G通讯终端设备:标准型5G通讯终端、增强型5G通讯终端与内置型5G通讯终端。
标准型5G通讯终端,兼容2G/3G/4G/5G通讯,支持NSA和SA组网模式,提供以太网、BT、USB3.0等多元通讯接口,可弹性配置于换流站、变电站、配电房、充电站、虚拟电厂等电力业务场景。增强型5G通讯终端,系以标准型为基础进一步配置能够对外输出微秒级时钟授时讯号,并集成MQTT、COAP、IEC-61850、DL/T698、101/104等安全规范协议,以能适用于电力核心业务。内置型5G通讯终端,系针对未来的模块化能源控制器、智慧融合终端/台区融合终端远程通讯,采用低功耗设计,终端整机功耗低至2W。
另如Fibocom与海尔衣联网、云之梦科技合作,针对智慧零售领域中试穿衣物场景合作开发智能试衣镜,用户仅需站立智能试衣镜前,即能通过安装在试衣镜上的摄影镜头为用户体态进行数据的生成和分析,再以此匹配云端上的海量服饰,为用户提供最优的服装搭配选择。又如Fibocom与奥维视讯合作,针对无人机巡检场景合作开发5G 4K警用无人机影像通讯系统-AURORA-X 8210W。
于结盟第三方业者加速新品开发面向。举例而言,Fibocom与万向区块链、矩阵元、摩联科技等多家区块链业者合作,以Fibocom 5G模块产品集成BoAT SDK区块链核心技术,开发全球首款集成区块链技术的5G模块 FB101与FB150。搭载该5G模块之智能终端设备,可以无需透过第三方即可完成身份验证,建构从设备端的最后一公里形成物联网的数据隐私保护。
或如,Fibocom与中国联通合作,基于Fibocom 5G模块开发5G Micro LED屏幕:FIA ONE。5G的融合使FIA ONE能够做为集成现有的家庭接入设备,例如:网关、路由器、机顶盒等,另借住5G网络特性可以为用户提供4K及以上数字体验。又如Fibocom与是德科技公司合作,以是德科技的5G网络仿真解决方案5G RF DVT工具套件,藉以加速面向PC市场的5G模块产品开发。
展望2020年,Fibocom一直致力于5G模块的研发,且积极拓展中国大陆国内垂直应用领域加强创新解决方案之开发,辅以中国大陆工信部于3月发布之「关于推动5G加快发展的通知」所带起之「新基建」建设需求,预期将有助于Fibocom 5G模块出货表现。
Quectel(移远通信)
Quectel,一如Fibocom,皆为中国大陆物联网通讯解决方案和无线通信模块之领导厂商。于5G模块产品组合部分,累计至2020年5月总计发表/上市7款5G模块产品,如表四所示。值得一提的是,Quectel采取不同于Huawei、ZTE、Fibocom等单一芯片平台策略,而是采取多平台策略,合作厂商有Qualcomm Snapdragon/Snapdragon Ride、HiSilicon Balong,以此架构不同垂直领域应用需求之5G模块产品组合。
表四、Quectel 5G模块产品表
数据源:Quectel,MIC整理,2020年8月
Qualcomm Snapdragon方面,Quectel采用X55芯片开发四款5G模块产品:RG500Q、RM500Q、RG510Q与RM510Q。此四款5G模块产品皆同时支持NSA和SA网络模式,且向后兼容3G WCDMA/4G LTE/LTE-A等网络频段,不同的是RG500Q和RM500Q仅支援Sub-6频段,而RG510Q和RM510Q支援Sub-6与mmWave 双模5G频段。再者,RG500Q和RG510Q 5G模块采用LGA封装,而RM500Q和RM510Q则采用M.2封装形式。
每款5G模块产品均有其特定的应用场景,举例而言:RG500Q可应用与CPE、网关、影像监控等终端应用,而RM500Q则针对高清影音直播背包、笔电等终端应用。
HiSilicon Balong方面,Quectel采用Balong 5000芯片开发二款5G模块产品:RG800H与RG801H。此两款5G模块产品皆支持NSA和SA网络模式、皆仅支持Sub-6频段,另者向后兼容3G WCDMA/4G LTE/LTE-A等网络频段,且强化温度适应性与安全性,适用于智能制造、智能能源、智能交通等垂直应用领域。
Qualcomm Snapdragon Ride方面,Quectel推出支持5G C-V2X之模块:AG550Q。该模块仅支持Sub-6频段、同时支持NSA和SA网络模式,且符合IATF 16949汽车产业质量管理体系标准,另者支持DSDA(双卡双通)允许车辆与使用者可各自独立选择行动网络运营商,该模块可应用于车载终端(T-Box)、车辆控制单元(TCU)、高级驾驶辅助系统(ADAS)、C-V2X(V2V/V2I/V2P)系统、车载单元(OBU)、路侧单元(RSU)等车载及智能交通系统。
在推广5G模块产品销售部分,Quectel主要系以结盟第三方业者加速新型终端产品开发之方式,藉由针对各垂直应用领域开发解决方案,以此推助5G模块产品的销售。
举例而言:与奥维视讯合作,双方采用Quectel RM500Q 5G模块研发4K超高清影音通讯终端,其支持一对多、多对一、多点双工的拓朴结构,且融合4G、5G、固网与Wi-Fi的异构多链路聚合通讯传输,可应用于智能医疗、智能场馆、智能直播等大流量影音需求场景。举例而言于急救运输场景中,透过其多路讯号支持技术,可串接全景高画质摄影机,不仅可同步实时观察病患情况,甚者可连接医疗诊断设备进行实时影像传输,且车内与医院急诊中心可实时双向交流,以能及时进行紧急救治、到院前手术准备等,从而降低运输途中病患的死亡率。
或如与美国IP实时影像解决方案服务提供商TVU Networks合作,双方利基Quectel RM500系列5G模块开发行动影音网络发射器:TVU One 1080p HDR与4K HDR,锁定新闻,体育,流动媒体与其他直播影音应用。
其他如与中国移动合作,双方采用Quectel RG500Q 5G模块研发室内型5G CPE、与东软汽电合作,双方采用Quectel AG550Q 5G模块开发V2X智能天线、与联宝合作,双方采用Quectel RM500Q 5G模块研发5G笔记本电脑、与联通物联网、万向区块链、摩联科技等多家物联网和区块链企业合作研发5G区块链模块。
回顾2019年,Quectel立基过去积累之4G模块研发实力,积极部署5G模块相关产品组合与开发在各垂直应用领域之解决方案,据Quectel公布2019年累积出货超过7,500万片模块产品,客户涵盖亚太、欧洲、中东等地区。展望2020年,在全球主要国家大力推促5G渗透各垂直应用领域,而有鉴于5G模块是终端产品实现无线连网的基础下,预期将有助于Quectel 5G模块产品的销售,故预估2020年Quectel 5G模块产品的销售量将较2019年有大幅成长。
SIMCom(芯讯通)
SIMCom系中国大陆M2M通讯模块解决方案供货商。于5G模块产品部分,SIMCom于2019年第一季起陆续发表一系列5G模块产品:SIM8200与SIM8300系列,如表五所示,其中SIMCom会依据不同国家(如:亚太、北美、欧洲、中东、澳洲等)5G频段的不同,而推出相关子型号来满足差异化的需求,故总计高达七款产品。
表五、SIMCom 5G模块产品表
数据源:SIMCom,MIC整理,2020年8月
SIM8200与SIM8300系列5G模块产品皆搭载Qualcomm Snapdragon X55芯片,且皆同时支持NSA和SA网络模式,再者皆支持USB3.1/PCIE Gen3/RGMII等多种通讯接口,可应用于开发多种不同类型产品,如:CPE、影像监控、工业级网关、智慧车载终端等。不同的是,SIM8200系列5G模块仅支持Sub-6 5G频段,而SIM8300系列5G模块则支持Sub-6与mmWave 双模5G频段,另者依据开发产品目的之不同而提供M.2或LGA封装技术。
在推广5G模块产品销售部分,SIMCom一如Quectel主要系以结盟第三方业者加速新型终端产品开发之方式,藉由针对特定垂直应用领域开发创新解决方案,以此推助5G模块产品的销售
举例而言,SIMCom与GloDio合作,双方奠基SIM8200EA-M2模块开发5G HD视频会议系统,于Covid-19期间投入智能医疗应用场景,于武汉雷神山医院用于协助医师进行远距会诊,减少医生交叉感染风险且缓解医护人员短缺问题。
或如SIMCom与中国移动产业研究院合作,SIMCom以SIM8200EA模块为基础开发「哈勃一号」无人机专用5G模块,结合中国移动中移凌云(link-cloud)无人机管理平台打造5G网联无人机。于Covid-19期间投入于街道巡查、防控喊话、疫情防控宣传等,以此节约人力物力,并降低人与人之间的接触避免交叉感染。
又如SIMCom与CloudMinds合作,结合SIMCom 5G模块与CloudMinds云端智能机器人管理平台,以及智慧机器人控制器技术打造5G云端安保机器人,可应用于银行、小区等场景,提供如自主巡逻导航、环境检测、视觉识别分析等服务。
其他如与Anritsu合作,采用Anritsu的无线通信测试平台MT8000A、无线通信综合测试仪MT8821C,以及CATR电波暗室MA8172A等综合测试解决方案,藉以加速SIMCom 5G Sub-6与mmWave模块产品的研发验证测试。
回顾2019年,SIMCom奠基长时累积之通讯模块研发实力积极发展5G模块,以此推出一系列5G商用模块,且进一步依据不同国家5G商用发展策略而推出子系列产品,于此可知其积极抢占全球5G模块市场。展望2020年,虽然Covid-19驱使个主要国家放缓5G商用进程,但却加速5G落地特定垂直应用领域(如:智能医疗、智能制造等),另辅以中国大陆积极推进5G布建速度、加速5G全面落地,故可预估2020年SIMCom 5G模块产品的销售量将较2019年有大幅成长。
产品重要趋势
5G模块迈向双模频段
观察前述五大品牌厂之5G模块产品可知,现时多数5G模块产品皆仅支持Sub-6GHz频段,而同时支持Sub-6 GHz与mmWave频段相对鲜少,如图一所示,高达约65%的5G模块产品仅支持Sub-6GHz频段,仅有35%同时支持Sub-6 GHz与mmWave频段。
探究其由,系因全球主要行动电信营运商5G商用服务多数采Sub-6GHz频段,而其原因乃Sub-6GHz频段为既有主流4G频段之延伸,于行动电信营运商欲快速推出5G商用服务以能抢占5G商机下,透过即有4G基站之快速升级便可达成,甚者Sub-6 GHz频段相关射频组件产业链相对mmWave频段成熟而建置成本低,故Sub-6GHz频段为多数行动电信营运商5G商转之首选。
图二、五大品牌5G模块产品支持频段
数据源: MIC,2020年8月
惟值得注意的是,随着5G用户数的增长以及Wi-Fi、Bluetooth等相关连网设备皆于1.9 GHz~6 GHz间运作,意喻Sub-6 GHz频段将逐渐变得拥挤,频段资源将更为稀缺,因此行动电信营运商于Sub-6 GHz频段渐趋饱和之际,势必将逐一转往更高频段的mmWave。
另一方面,5G通讯技术下带起之新兴应用,如:自驾车、远距医疗、无人机侦查/搜救等需求更高的传输速度、更大的数据传输量与极低的时延,而此些并非Sub-6 GHz频段所能满足而须仰赖mmWave频段,意即行动电信营运商能否提供mmWave频段之5G服务,关乎5G能否于上述垂直领域商用落地,故此更是推升行动电信营运商需积极建置mmWave频段之重要因素。
承如上述,顺应全球主要行动电信营运商之5G服务发展脉络,故可预期2020年5G模块之发展将由目前仅支持Sub-6 GHz频段为主的产品,在供应链与制程成熟之后,渐转往同时兼容Sub-6与mmWave之双模5G频段产品。
5G模块除通用型外,专用型设计也将有更多需求
5G模块是终端产品实现无线连网的基础,在5G商用进程中扮演着重要的角色,而为实现万物联网亦有赖5G模块的广泛应用。惟5G模块为能落地不同之垂直应用领域,存在两大因素影响5G模块产品之设计愈趋复杂。
其一,5G模块产品对不同垂直应用领域的适配性。各垂直应用领域皆有其独有之产业产品标准,举例而言于汽车产业领域对车用电子零组件,如:国际汽车推动小组(IATF)编制之IATF 16949技术规范,对车用电子零组件之缺陷预防、质量管控、产品追溯性、安全性等有一定严格要求;或如欧盟RoHS规范,对车用电子零组件之材料有相当限制;又如德国汽车产业协会(VDA)编制之VDA 6.2质量规范等。
再者,不同垂直应用领域间,相同项目但存在规格需求显著之差异。举例而言:搭载5G模块之室内型CPE不需具备防水设计,但应用于搜救、消防等场景之5G模块却需具备防水设计;抑或如应用于离岸风力发电机组之5G模块需具备抗日晒、抗腐蚀设计,但室外型CPE仅需具备抗日晒,而不需具备抗腐蚀设计等。换言之,5G模块产品能否落地特定垂直应用领域,其产品对该垂直应用领域之适配性与否关系重大,而对5G模块品牌业者而言,为求产品能满足不同垂直应用领域之产业产品标准,可预期将增加其产品设计、开发难度。
其二,mmWave频段高功耗带来之散热问题。5G模块产品支持mmWave频段为必然趋势,惟mmWave频段虽带来更高的讯号流量密度,但却也同时带来大量的功耗,以及后续产品散热问题。散热性之所以重要,在于其关乎配置5G模块之终端产品的环境适用性与安全性。举例而言如:5G直播背包,5G模块等相关零组件设备皆放置于背包内,废热将难以排出,另辅以外部环境如阳光照射影响,5G模块需具备极高耐温规格方能稳定运作。惟5G模块运行时会连带使整个背包升温,而背包升温可能让使用者发生低温烫伤的潜在风险。换言之,5G模块之散热设计存在两个层面考虑,系自身温度规格需可稳定运作,再者自身散热不能让接口设备超过温度规格。
综言之,不同垂直领域产业产品标准的不同,以及mmWave频段高功耗带来之散热问题,将使5G模块产品之设计愈趋复杂,以能适配特定垂直应用场景之需求。
5G模块产品价高,市场规模性之成长或将推迟
2020年,5G模块产品平均单价范围约在150美元左右,相较4G模块目前的产品价格高出约3~4倍.综观其由,主要系两大因素致使5G模块产品价高.
其一,系现时5G芯片选择性少,使得5G模块品牌厂多数多须仰赖高通5G芯片。而以高通5G芯片而言,品牌商采用成本高昂,其中,需支付高通5G芯片授权费(license fee)外,另需支付高通权利金(royalty fee)。
其二,系产品零组件成本以外,5G模块品牌商另需支付高昂的各国认证费用(如:美国的FCC、欧洲的CE等)以取得产品销售许可,以及第三方认证测试费用,如:欧洲全球认证论坛(Global Certification Forum, GCF)、北美PCS型号认证委员会(PTCRB)等,这些费用支出皆较4G模块产品高出2~3倍.
承如上述两大因素,致使现时5G模块产品生产制造成本高昂,而影响所及也压缩市场需求端之规模,导致品牌商短期难以创造规模经济,驱动模块单价下降,而使得市场份额扩大。
惟有赖5G芯片市场发展渐趋成熟,芯片制造商逐步推出中低阶新型5G芯片,后续品牌商或将系列5G模块产品部分改采非高通5G芯片,另辅以5G测试验证转趋成熟与标准化,后续将减低品牌商认证测试费用,故可预期未来5G模块产品价格将渐趋近4G模块产品价格,市场需求端将渐扩大需求规模,有利品牌商出货表现。
产业重要趋势
COVID-19影响下5G模块潜在市场需求陆续浮现
COVID-19影响下各国实施封锁藉以抑制疫情扩散,但却也影响为数众多产业无法维持正常运作,首当其冲之制造业,面临缺工、供应链断链而致使生产线停滞。惟疫情虽然造成产业重大经济损失,但可观察到疫情正推波助澜的加速制造业与运输业的智能化与自动化转型,而此些5G模块应用市场的逐步开启,正推促5G模块产品的销售。以下论述。
其一,疫情加速制造业转型智能自动化发展。稳定的生产运作之所以重要,在于产线停滞往往引发严重后果,诸如质量不良、成本大幅上升等问题。惟此次疫情冲击下员工不足导致产线停摆,因此为了减少人工生产的不确定性,自动化机器人取代人工以然成为未来趋势,而迈向自动化的过程中可预期5G智能制造将成为未来发展之重点。其中,为建立智能制造以能够达成如实时产线控制、设备环境检测、物料供应管理、远程操控等效益,实有赖生产制造端等相关终端设备具备连网能力,而此将助力5G模块的落地应用。
其二,疫情推进海运运输港口智慧化转型的进程。中国大陆5G智慧港口早于2019年中即以落地进行场域实证,后续疫情爆发阻碍急救难物资运输之际,不仅扩大传统港口转型为5G智能港口,甚者加速5G创新应用之范畴于即有5G智能港口。举例而言,华为与福建移动、中远海运、厦门远海、中国移动上海产业研究院等合作,齐力于厦门建立5G全自动化集装箱码头,利用5G低延迟特性精准操控货柜搬运作业,以远程操控无人卡车运送货物,另以无人机搭载人工智能影像辨识实时监控场域安全等,5G、自动化与远程操控解决疫情影响而人力缺乏问题。
承如上述,疫情如催化剂加快5G自动化落地垂直领域应用发展,而自动化之实现有赖终端设备具备连网能力,而这其中5G模块即扮演关键角色,故预期疫情将带起即有垂直领域之潜在5G自动化转型需求,而此将助力5G模块市场销售表现。
5G推进万物联网,万物联网挹注5G模块市场销售
5G带来之大带宽、大连与超低延迟,正带领世界迈入万物联网。万物联网时代,庞大之数据藉助5G能实时且迅速地于设备间相互传输,另结合AI以能让庞大数据藉由深度学习算法、机器学习等运用实现如预测性维护、决策辅助等效益,而这其中创造大数据新兴价值的5G万物联网,其关键之一即为5G模块。
观察全球5G模块主要品牌厂可以发现,多数业者积极发展物联网应用之低功耗5G模块产品,且大力推展5G模块在各垂直应用领域实现万物联网之创新应用。举例而言,Fibocom运用其开发之物联网5G模块FG150与FM150,搭载于环境监测系统、温控系统、灌溉系统、监视系统等智能农耕终端设备,透过大规模产地感测数据收集与机器学习算法等技术架构5G农业物联网云耕系统,藉助实时监控农作物生长状态与生长环境中湿度、光、温度等之变化,适时自动化调整农作物的生长环境。
或如Huawei与飞凌科技合作,推进内置5G工业模块MH5000之5G工业网关FCU 301,利用5G模块带来的高速且低延迟特性,应用于智慧工业物联网的数据搜集及传输,经由实时的感应及分析,执行工业精密控制并于异常时发出警示。又如Quectel开发5G车用无线通信模块AG550Q,应用于车联网、自动驾驶功能与车载终端设备链接,其中终端设备包含车载终端(T-Box)、车辆控制系统(TCU)、先进驾驶辅助系统(ADAS)等系统,以能提供更强的定位能力及提升驾驶的安全性。
承如上述,5G推进万物联网驱动多样化的产业应用目标与效益,辅以3GPP将于5G R16版本标准化NB-IoT与LTE-M连接到5G核心网络之机制,对网络传输质量、数据安全性等皆有更高的保障,预期将助力垂直领域对万物联网创新应用的落地,近一步的可推敲此举将挹注5G模块市场之销售表现。
美国对华为禁令限制海思芯片生产,台厂或可借机抢进5G模块市场
2020年5月15日,美国商务部宣布华为禁令限制,明令采用源自美国商业控制清单(Commerce Control List,CCL)中之技术、软件或设备而生产制造的芯片,须取得美国商务部之许可方可供货华为。此举影响所及,系华为旗下海思半导体将面临无人可代工生产芯片问题而影响芯片供货.
以5G模块产品而言,华为受制美国禁令而无法制造海思芯片一事,影响所及主要系华为全系列5G模块产品面临缺芯片问题而将影响出货,此外其余主要之中国大陆5G模块领导品牌厂,除高阶5G模块产品系因多数采用高通芯片而不受影响外,中低阶5G模块产品亦将面临如华为无法取得自用的海思芯片而无法出货。
在此之下,反观我国网通设备业者,此一态势或许是其开发与推广5G模块产品之契机,其中一个机会,可以思考结合包括联发科或紫光展锐的5G芯片,开发可满足中国大陆中低阶5G模块产品以满足市场缺口,抢占一席之地。
另一个角度,做为美国商务部5月禁令下而受益华为转单之联发科,虽然在美国商务部8月17日新一轮华为禁令限制,载明外国公司藉由美国软件、设备或技术而开发或生产之芯片,亦需取得美国商务部许可方可供货华为及其关系企业下,联发科将扩大与台湾在内的其他模块业者合作机会,抢攻中国大陆与欧美等市场。
结论
新冠疫情下,2020年全球5G模块市场将以中国大陆需求为主
受到Covid-19影响,全球主要国家被迫放缓5G网络建设进程,甚者部分国家(如:西班牙)5G频谱标售延后开展。在此之下,惟中国大陆异军突起,凭借疫情趋缓、大量复工等条件下,近期颁布新政策命令鼓励国内三大行动电信营运商全力推进5G网络建设,以及加速5G技术落地垂直应用领域,以此追赶因疫情影响而落后的5G网络建设进程。以下概述。
中国大陆工信部于3月24日发布「关于推动5G加快发展通知」,旨于推促国内三大行动电信营运商加速5G网络建设进度,并期许藉助套餐升级优惠、信用购机等举措加速终端用户向5G迁移,另外亦研拟国家级发展策略推动「5G+医疗健康」,「5G+工业互联网」与「5G+车联网」协同发展,构建5G创新应用生态系统,以此推展5G的建网与服务扩散进行。
此外,工信部于4月30日发布「关于深入推进移动物联网全面发展的通知」,旨于推动过去2G/3G物联网迁移转网,建立NB-IoT、4G与5G协同发展的移动物联网综合生态体系,在深化4G网络覆盖、加快5G网络建设的基础上,以NB-IoT满足大部分低速率场景需求,以LTE-Cat1(以下简称Cat1)满足中等速率物联需求和话音需求,另以5G技术满足更高速率、低时延的联网需求。进一步的,要求至2020年底,NB-IoT网络实现县级以上城市主城区普遍覆盖、重点区域深度覆盖,且移动物联网连接数达到12亿。
简言之,相较于国际主要国家放缓5G网络建设时程,中国大陆于政策法令推促下将大幅度加快5G网络建设,以赶上Covid-19影响期间的落后进度,故预估2020年中国大陆将会是全球5G模块市场需求最大的地区。
在上述情况下,预估2020年全球5G模块市场需求将以中国大陆为主,在此之下可进一步推知出货量将以中国大陆品牌(如:SIMCom、Huawei等)居多,而欧美品牌能见度将相对较低。
5G模块产品部分朝向专用化设计,我国业者可以技术研发优势结合完整供应链抢占国际订单
观察前述五大品牌厂历来推出之5G模块产品可以发现,5G模块产品渐由过去通用型设计转往针对特定垂直应用领域开发之专用型设计,如:SIMCom开发之哈勃一号无人机5G模块、Quectel开发之5G车载智能模块、Fibocom开发之区块链5G模块等。
显现5G模块产品跳脱通用型设计而渐往单一特定用途已是必然趋势,在此之下可推知5G模块产品为符合特定垂直应用领域之适配性,其产品设计将愈趋繁琐,影响所及将提高产品设计研发、生产成本。
在上述情况下,反观我国网通设备业者而言,具备长时积累的研发能力与代工生产经验,另辅以具备完整之制造代工供应链,以及我国法人研发单位提供之5G核心技术、系统测试平台、应用试验环境等支持,可促使我国网通设备业者于开发特定用途5G模块产品上不仅具有技术研发优势,甚者具备生产制造成本优势。
故我国网通设备业者或可以于国际疫情严峻之际,借我国本地市场练兵,后续待国际市场疫情趋缓后,积极抢占国际5G模块品牌厂订单,或争取海外行动电信营运商/垂直领域业者之合作机会。