LoRa行业及生态

       一种无线技术的发展不仅与技术本身相关,而且与整个市场以及行业的推动也有着至关重要的关系。无数优秀的技术和产品由于缺乏生态链的支持,无法形成合力最终黯然退场。LoRa行业能发展到今天的影响力与LoRa联盟的推广有非常重要的关系,也与广大LoRa生态伙伴的支持息息相关。
       本章首先介绍LoRa联盟的发起到最近的现状,让读者了解LoRa联盟是如何推动行业发展,以及其在LoRa生态圈的影响力;再深入中国LoRa产业链的具体情况,根据产业链特点进行分析;最后详细介绍产业链内不同角色的典型企业,让读者了解产业链中的不同公司以及我们最关心的阿里巴巴和腾讯等互联网巨头企业是如何布局LoRa市场的。

一、LoRa联盟

        2012年Semtech收购一家创业公司Cycleo,将其专利拥有的一种可以远距离通信的线性调频扩频的物理层调制技术实现到芯片中,并取名LoRa。Semtech公司基于LoRa技术开发出一整套LoRa通信解决方案,包括用于网关和终端上不同款的LoRa芯片,开启了LoRa芯片产品化之路。
       不过,仅有基于LoRa调制技术的芯片还远不足以撬动广阔的物联网市场,在此后的发展历程中,Semtech公司为促进其他公司共同参与到LoRa生态中,于2015年3月联合Actility、Cisco和IBM等多家厂商共同发起创立LoRa联盟,以及推出不断迭代的LoRaWAN规范,催生出一个全球数近千家厂商支持的广域组网标准体系,从而形成广泛的产业生态。
       LoRa联盟是一个开放的、非营利性组织,它是由业内领先厂商发起,其目的在于将低功耗广域网络(LPWAN)推向全球,以实现物联网、M2M、智慧城市的应用,联盟成员将通力合作将LoRaWAN协议成功推向全球标准。LoRa联盟成立之初就注重生态系统建设,与产业链各环节企业共同合理推动这一技术的商用。
        目前,联盟成员包括跨国电信运营商、设备制造商、系统集成商、传感器厂商、芯片厂商和创新创业企业等。这些成员跨欧洲、北美、亚洲、非洲等地域。LoRa联盟成员分四类:发起成员(SponsorMembers),贡献成员(ContributorMembers),应用成员(AdopterMembers),机构成员(InstitutionalMembers)。
        LoRa联盟现在有超过500会员,是成长最快的全球技术联盟。图7-1所示为LoRa联盟成员公司Logo及分类。
 LoRa联盟成员公司Logo及分类
图7-1   LoRa联盟成员公司Logo及分类
 
       LoRaWAN发展需要全生态的推动,包括芯片、模组、传感器、网关(基站)、网络服务器和应用服务器等行业公司支持。图7-2所示为LoRa生态构成。
 LoRa生态构成
图7-2   LoRa生态构成
 
        要实现基于LoRa技术搭建广域网,与现有电信运营商合作是一条捷径,借用电信运营商已有的基站、无线电频谱等资源,能够快速、低成本实现LoRaWAN的广域覆盖和商用。多家跨国电信运营商加盟LoRa联盟,包括:
    (1)KPN:荷兰皇家KPN电信集团,是荷兰第一家电信公司,在荷兰、德国、比利时等国拥有移动网络,被评为全球最值得投资的十大电信运营商之一。
    (2)Bouygues:法国布依格电信公司,目前已成为法国三大移动网络运营商之一该公司已经推出使用LoRa技术的商用网络。
    (3)Swisscom:瑞士电信,是瑞士大型电信运营公司。
    (4)Belgacom:比利时最大的电信运营商。
在物联网系统方案领域,有多年物联网系统方案提供经验的厂商也加盟LoRa联盟,典型的厂商包括:
    (1)Actility:M2M领域大规模基础设施行业的领导者,基于LoRa技术开发的ThingPark®为新一代标准化M2M通信平台。
      ThingPark®可提供对源于Actility及其合作伙伴的增值应用的访问。
    (2)KERLINK:德国的一家M2M解决方案提供商,不仅提供LoRa基站、网关等设备,更在电力、交通等领域有多年解决方案经验。
       在软件领域,IBM作为LoRa联盟的核心创始成员,在LoRa技术上已投入多年,为LoRa商用化提供强大基础研究、软件、云计算、大数据的支撑;另外,如Stream、Insigma等软件类企业也在细分领域以软件能力加速LoRa商用化。
       硬件终端厂商非常丰富,有思科、Adeunis等国外公司。当然中国的硬件厂商数量非常多且产品也很有竞争力,如华普微、利尔达等。多家应用终端厂商也纷纷加入联盟:
    (1)HOMERIDER:位于法国,是全球最大无线计量表具供应商,水表、电表、燃气表是其主要产品。
    (2)Sagemcom:法国领先的宽带和移动终端供应商,包括适用于M2M的网关产品,已在供水、供电、供气等领域广泛应用。
       LoRa联盟建立至今,其市场影响力逐步增强,Wi-Fi联盟与LoRa联盟也签署了合作协议,一同扩展物联网的新应用。从现在的市场影响力角度看,LoRa联盟全力推广的LoRaWAN已经成为全球物联网的事实标准。

二、中国LoRa产业链分析

       相比于其他多数的无线通信技术,LoRa技术除了技术层面上的优势,丰富健康的产业生态也是其优势之一,尤其是产业链中下游有大量的企业加入。
        LoRa自2013年进入中国市场,目前LoRa产业生态已覆盖了大中小微型的企业,形成了一个从LoRa芯片、模组、网关、终端、平台、系统集成商到解决方案提供商以及互联网企业、电信运营商等共同参与的格局。

2.1   中国LoRa产业链现状介绍

1.产业链概况
1)产业链企业数量及组成结构
       总体来看,这几年LoRa在国内的发展速度很快,加入产业链的企业数量逐年上涨。截至目前,LoRa产业链上的企业已经近1500家。图7-3是这几年中国LoRa企业的增长情况。
中国LoRa企业数量走势图
图7-3   中国LoRa企业数量走势图(来源:物联传媒)
2)产业链特点
纵观这几年LoRa产业的发展,呈现出了如下三大特点:
     (1)LoRa产业生态圈组成多元化,生态日益强大。行业头部玩家,如互联网巨头、电信运营商等的加入对于整个生态链的扩大发挥了极其重要的作用,使得生态发展更为迅速,促进LoRa在各行业应用的落地。
     (2)LoRa应用场景多样化,应用拓展至更多细分领域。业界早期有一种说法:“LoRa是为表计而生的技术”。的确,在LoRa发展的早期阶段,主要的应用领域是集中在水表、燃气表、电表等抄表类应用。但是近几年,LoRa的“势力”也伸向智慧城市、智慧农业、智慧安防、消防烟感、智能家居等众多的应用领域,形成了成百上千的落地案例。“LoRa是物联网的DNA”这个观念深入人心。
     (3)LoRa产业生态更加开放化,芯片和平台两个环节最为突出。芯片方面,LoRa芯片垄断性一直被视为是制约LoRa在中国快速发展的重要原因,对整个产业的发展而言是一个不好的兆头。基于此,LoRa芯片制造商也开启了芯片知识产权授权之路。平台方面,平台级的厂商也努力推进产业链的开放进程。一些IoT平台开始向第三方网关和接入网开放,更多的网关、模组、传感器可以快速接入形成规模化。
2.产业链上游
       LoRa芯片是整个LoRa产业链的起点和核心。纵观整个产业链,芯片是整个链条上门槛最高的环节,需要企业在芯片及通信系统方面有强大的技术背景及积累,再加上避开技术专利困难重重等原因,LoRa芯片底层技术的核心专利掌握在Semtech公司手里。但是目前企业可通过Semtech授权进行LoRaSoC(SystemonChip)芯片开发或者直接采用Semtech晶圆做SIP(SystemIna Package)级芯片开发。LoRa芯片的授权分为两种形式,一种是LoRa
IP授权,全球仅有两家获得LoRa的知识产权授权;另一种是通过获取SemtechLoRa晶圆的方式推出SIP级芯片或模块。
       随着企业级应用市场开拓难度的增大,从芯片厂商这个环节开始就为开拓新的应用领域而努力,在不断迭代产品的同时,面向消费级市场推出适合全新应用领域的新款芯片产品(砍掉芯片部分功能,比如超远距离、低功率的特点,以便降低成本)。

3.产业链中游

       LoRa产业链中游主要由模组、网关、平台等厂商组成。随着LoRa产业的发展,原本每个细分业务已经没有明确的边界,一家LoRa企业可能同时承担整个产业链中游上多个业务类型,甚至也会涉及下游相关业务。
       相比产业链上游,这个环节进入门槛相对低一点,但是这个环节在技术及市场两个层面起着重要的承上启下的作用,一方面经过该环节实现了将LoRa技术从芯片完善成产品与方案,另一方面需要深入理解各个细分应用领域,以便更好地满足客户的需求。
        模组方面:这是一个竞争最为激烈、价格战最为明显、进入门槛较低的环节。区分LoRa模组有不同的方法:从协议角度区分,可分为LoRa模组及LoRaWAN模组;从功能方面区分,可分为纯数据模组及自带数据处理功能的模组。市面上,纯数据LoRa模组的应用更多。图7-4所示为LoRa各类型模组应用量占比。
 LoRa各类型模组应用量占比
图7-4    LoRa各类型模组应用量占比(来源:物联传媒)
 
        网关方面:区分LoRa网关同样也有不同的方法。从协议角度区 分:可分为LoRa私有协议网关及LoRaWAN网关;从通道数区分:可分为8通道、16通道及64通道网关。市面上,LoRaWAN、8通道网关应用居多。
4.产业链下游
 
       LoRa产业链的下游指的是LoRa技术方案的终端厂商、集成商及最终用户。
     (1)终端方面。就终端这个环节来讲,无论是涉及哪个应用领域(三表、路灯、井盖、垃圾桶等),基本都是传统行业企业,LoRa对于它们来说是一项新技术。就整个行业来看,现有的应用终端类型还不够丰富,无法完全满足市场需求。
     (2)集成商方面。目前做LoRa方案的集成商发展还处于比较早期阶段,暂未形成行业寡头的形势,仍然比较零散。不过集成商是未来技术供应商与最终用户的一个必不可少的中间环节,因为要承接政府或国企项目,需要一定的资质以及商业关系,这些是多数技术供应商所难以具备的能力。因此,集成商的作用在未来的应用中也将会扮演越来越重要的角色。
     (3)最终用户方面。目前LoRa技术的应用可分为企业级应用方向及消费级应用方向两大应用方向。其中,前者在政府支持、产业链企业积极推动的前提下,相关领域的应用已经相对成熟,其主要应用领域包括智慧城市、智慧社区、智慧表计等。而后者则是一个刚要开拓的市场,至今已经逐步进入智能家居、手机、对讲、飞控、音视频远传等应用领域。

2.2  中国LoRa产业链特点分析

1.产业链企业分类分析
        正如上节所提,截至目前,国内LoRa产业链上的企业已经近1500家。而这些企业大体可以划分成LoRa初创新型企业、硬件终端厂商、系统集成商、互联网企业等,各类企业的比例见图7-5。
LoRa产业链企业组成占比情况
图7-5    LoRa产业链企业组成占比情况(来源:物联传媒)
 
目前,LoRa产业链上的企业具有如下几个特征:
    (1)成立时间短,这一点从图7-3也可以看出,LoRa产业链上的企业数量在近两年增长迅速。
    (2)LoRa企业/团队的研发人员占比大部分为60%~70%,少数以模组销售为主的企业占比较低,在30%以上。
    (3)80%以上的企业直接拥有海外业务,其余20%企业也有少部分间接涉及海外业务。
    (4)在地域分布方面,接近90%的LoRa企业分布在华南、华东及华北三个地区,尤其是以长三角、珠三角、京津冀为核心辐射到周边地区。LoRa企业地域分布比例如图7-6所示。
  LoRa企业地域分布比例
图7-6     LoRa企业地域分布比例(来源:物联传媒)
 
2.产业链丰富度分析
        在LoRa技术进入中国市场的这几年中,加入该产业链的企业逐年增多,其产业链企业的丰富度也随着行业的发展逐渐上升,这一点可以从纵向和横向两个维度来分析。
1)纵向
产业链每个环节的企业数量不断增多:
  • 上游芯片环节由Semtech公司独家垄断,到现在通过知识产权/晶圆授权发展了多家LoRa芯片企业。
  • 模组环节由于进入门槛相对较低也涌入不少的企业。
  • 随着LoRa技术应用到更多的细分行业中,终端及应用方面的企业数量也得到了迅速增长。
  • 而在网关及平台两个环节,由于进入门槛相对高于模组,因此这类企业数量的增长不如模组企业。
2)横向
       LoRa的应用领域越来越多。从一开始主要集中在智慧表计、智慧社区、智慧消防等部分应用领域,拓展至智慧物流、智慧楼宇、智能家居、环境监测、智慧农业、人员/资产定位等多种多样的细分领域。应用领域越多也意味着有更多的企业涌入LoRa产业链。

2.3  中国LoRa产业链发展趋势分析

        基于前面对于LoRa产业链的梳理,对于中国LoRa产业链的发展趋势从产业链层面、生态企业层面、应用层面、产品层面、技术层面做了以下几点总结。
      (1)中国LoRa产业链会朝着产业化、标准化的方向发展。通过企业主导需求、为客户提供建议的方式,有利于物联网相关产品实现标准化。定制化方案虽有市场前景,但相对来说只是一个小众市场,且就目前的发展情况看来,接受度还不够,仍需一定的市场培育。所以由LoRa联盟主导的物联网标准LoRaWAN协议的普及是大势所趋。
     (2)国内LoRa企业趋于全产业链布局,向产业链上下游延伸发展、整合的趋势日益明显,希望通过整合全产业链资源以强化盈利能力和对资源要素的控制能力,以此发挥各产业环节的协同效应、增强市场竞争力。这一趋势,尤其在模组方面更加突出,因为模组的附加值比较低,对于一个小企业来说,只有将模组集成到终端中,才能提高其附加值。大量LoRa企业的发展路径将从单纯做模组、网关(通信协议),到做终端产品、网络服务,再到提供完整的行业解决方案,甚至是提供定制化方案。而企业的这种发展路径一定程度上是市场导向的结果,市场先有对新的通信解决方案的需求,转向对具体终端、应用的需求,最后转到对定制化服务的需求。
     (3)企业开始专注于特定领域的发展。对于LoRa企业来说,“广撒网”的策略行不通,产业链上的企业开始慢慢回归理性,利用企业自身优势去聚焦某些细分行业,把行业做深。事实上,两年前一些方案厂商就已经意识到专注于特定领域的重要性,接下来整个LoRa产业链会以最短的时间沉淀出专业性高、对行业应用有深入理解的企业。
    (4)LoRa产品的组合化应用。虽说LoRa产品的丰富性仍然赶不上高速增长的市场需求,但经过多年的努力,LoRa生态中已经出现了一大批稳定可靠、多样的LoRa产品。可以通过组合的形式提供一个服务包给客户,这样的形式一定程度上能够帮助LoRa实现真正的落地,尤其适用于开拓新的市场。
       消费级物联网/室内应用场景会是未来3年LoRa发展的方向,其庞大的接入节点,或将是下一个有爆发可能的LoRa应用领域。

2.4   中国LoRa技术应用介绍

1.应用概况
 
关于LoRa技术的应用情况,可以从以下几组来自物联传媒调研报告的相关数据去理解。
     (1)网络建设方面。根据国际LoRa联盟(LoRa Alliance)官网的信息,目前全球约有100多家网络运营商在超过100个国家进行了 LoRa网络的部署。在中国市场上,杭州、宁波、贵州、上海、深圳、广州、北京、南京、苏州、武汉和内蒙古等地某些区域LoRaWAN网络已经开始部署。
     (2)终端节点方面。2019年,在全球范围内部署的、用于专用网络和公用网络的基于LoRa的终端节点数量已累计超过1亿个;国内市场占40%~50%,这意味着在国内市场上网终端节点累计约有5000万个。
     (3)网关方面。2018年初,在全球范围内部署的基于LoRa的网关数量超过7万个,2019年,该数量达到20万个,可以提供可支持10亿个以上终端节点的能力。相比终端节点国内外市场占比,网关的占比更高,约为80%,因此在中国这个市场上网关约有16万个,可支持8亿个的终端节点接入。
2.企业级应用领域分析
       在前面的章节中我们了解到,LoRa应用的领域非常多。以下内容将对LoRa技术具有优势的应用场景体量进行分析。
       在LoRa技术的众多应用领域中,如图7-7所示,表计领域的产品占所有LoRa产品的70%,其应用量级与其他领域的应用量级相比差距巨大。除智能表计以外,LoRa技术在国内其他应用领域有智慧楼宇、智慧酒店、智慧园区、安全、智慧城市、农业、环境监测等。未来,如果消费级领域得到成功开拓,则目前的出货领域结构将会发生较大的变化。
  LoRa细分领域应用分布情况占比
图7-7   LoRa细分领域应用分布情况占比(来源:物联传媒)

2.5中国LoRa行业市场情况

1.出货情况介绍
       LoRa产品的出货量无法像消费类应用一样大规模爆发,从芯片出货量看,LoRa芯片目前全球市场出货量超过1亿颗,国内市场约占50%。如图7-8所示,中国芯片的出货量一直保持40%~50%的高速增长。这也是物联网的特点,保持高速增长,持续长期发力,生命周期较长。
2017—2023年终端节点芯片及网关芯片出货量情况
图7-8    2017—2023年终端节点芯片及网关芯片出货量情况预估(来源:物联传媒)
 
       数据说明由于功能方面的差异,终端及网关对于芯片有不同的需求,因此LoRa芯片可分为终端节点芯片及网关芯片。市面上,两者的出货量数量级差异较大,终端节点芯片近两年的出货量均保持在千万级以上,而网关芯片最多就是十万级别的出货量。主要是因为网关芯片的信道容量很大,在智慧城市等应用中,一个网关可以同时管理上千个
LoRa终端。2017—2019年,LoRa芯片的出货量增长相对平滑,预计自2020年开始,随着室内消费级应用的拓展,以及其他得到知识产权授权的厂商出货量的增加,再加上物联网渐入佳境,LoRa芯片出货量的增长率会有比较明显的提升。
       目前国内LoRa企业级应用项目基本覆盖了全国各地,主要集中区域是珠三角、长三角及京津冀地区,华东、华北、华南是解决方案厂商的集中地,一定程度上加快了LoRa应用在这些区域的落地。
2.LoRa行业市场价格分析
        在国内LoRa芯片、模组、网关、核心网、终端、解决方案这六种产品形态的价格进行了调研,如表7-1所示。
表7-1LoRa生态产品总结表
 
   
续表
   
 

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