1 报告编码19RI0796 头豹研究院 | 计算机系列深度研究 400-072-5588 2019 年 中国窄带物联网 NB-IoT 行业市场研究 报告摘要 TMT 团队 窄带物联网 NB-IoT 是由通信行业标准化组织 3GPP 制定的构建于蜂窝网络上的标准化物联网授权频谱 通信技术， 具有低功耗、 强覆盖、 大连接量、 低成本 等特点。2017 年，窄带物联网 NB-IoT 技术进入商 业应用阶段，应用规模不断扩大。中国窄带物联网 NB-IoT 通信网络市场规模从 2017 年的 4.6 亿元增 长至 2018 年的 32.0 亿元， 年复合增长率达 595.7%。 热点一：NB-IoT 性能优势突出 热点二：NB-IoT 在公共服务领域的应用推广步伐加快 热点三：NB-IoT 智慧烟感发展前景广阔 窄带物联网 NB-IoT 在物联网应用需求日渐增长的发展 背景下应运而生，其在功耗、覆盖能力、连接量等性能 方面具有突出优势，可嵌入多个物联网应用场景，应用 推广步伐逐步加快， 窄带物联网 NB-IoT 技术性能优势突 出是推动行业发展的重要驱动因素。 在物联网公共服务应用实践中，水表、燃气表、路灯等 终端设备数量多、覆盖范围广，终端与终端之间的网络 连接面临巨大挑战， 窄带物联网 NB-IoT 具有低功耗、 强 覆盖、大连接量、低成本等特点，在公共服务领域具有 高适用性，基于 NB-IoT 的公共服务应用方案逐渐增多， NB-IoT 技术应用推广步伐日益加快。 除智慧水务和智慧燃气外， 智慧烟感是 NB-IoT 在公共服 务应用领域的另一重要发展方向， NB-IoT 烟感报警器能 有效改善传统烟感报警器布线难、维护成本高、与多方 责任主体交互能力差等问题， 其应用推广步伐日渐加快， 发展 NB-IoT 智慧烟感是行业发展的重要趋势。 梁安兴 邮箱：csleadleo 分析师 行业走势图 相关热点报告 计算机系列深度研究 2019 年中国 SaaS 市场初步分 析 计算机系列深度研究 2020 年中国公有云市场研究 报告 计算机系列深度研究 2020 年中国云安全产品与技 术概览 1 报告编码19RI0602 目录 1 方法论 . 5 1.1 方法论 . 5 1.2 名词解释 . 6 2 中国窄带物联网 NB-IoT 行业市场综述 . 8 2.1 窄带物联网 NB-IoT 行业定义与分类 . 8 2.1.1 物联网无线传输技术 . 8 2.1.2 窄带物联网 NB-IoT 定义、特点及分类 . 8 2.2 窄带物联网 NB-IoT 产业链分析 . 10 2.2.1 产业链上游 . 11 2.2.2 产业链中游 . 14 2.2.3 产业链下游 . 16 2.3 中国窄带物联网 NB-IoT 行业规模 . 18 3 中国窄带物联网 NB-IoT 行业驱动因素 . 19 3.1 NB-IoT 性能优势突出 . 19 3.2 NB-IoT 频谱管理规范 . 20 3.3 NB-IoT 在公共服务领域的应用推广步伐逐渐加快 . 21 4 中国窄带物联网 NB-IoT 行业制约因素 . 23 2 报告编码19RI0602 4.1 LoRa 技术在建设成本、数据保密性方面优势明显. 23 4.2 NB-IoT 产业体系盈利水平有待提高 . 24 5 中国窄带物联网 NB-IoT 行业相关政策法规 . 26 6 中国窄带物联网 NB-IoT 行业发展趋势 . 28 6.1 NB-IoT 智慧烟感发展前景广阔 . 28 6.2 NB-IoT 在个人消费领域的应用层次逐步加深 . 29 7 中国窄带物联网 NB-IoT 行业竞争格局 . 31 7.1 中国窄带物联网 NB-IoT 行业竞争格局概览 . 31 7.2 中国窄带物联网 NB-IoT 行业典型企业分析 . 32 7.2.1 芯翼科技 . 32 7.2.2 三火通信 . 34 7.2.3 智联安科技 . 35 3 报告编码19RI0602 图表目录 图 2-1 物联网无线传输技术架构 . 8 图 2-2 窄带物联网 NB-IoT 特点 . 9 图 2-3 NB-IoT 部署方式分类 . 10 图 2-4 窄带物联网 NB-IoT 产业链 . 11 图 2-5 NB-IoT 芯片主要厂商及相关产品情况 . 13 图 2-6 NB-IoT 模组主要厂商及相关产品情况 . 14 图 2-7 中国三大通信运营商 NB-IoT 基站建设情况 . 12 图 2-8 中国三大运营商 NB-IoT 资费收取标准 . 15 图 2-9 设备管理及应用开发平台概况 . 16 图 2-10 NB-IoT 公共服务应用情况，2018 年 . 17 图 2-11 NB-IoT 公共服务应用 . 18 图 2-12 中国窄带物联网 NB-IoT 通信网络市场规模，2017-2023 年预测 . 19 图 3-1 NB-IoT 与 2G 模组功耗对比 . 20 图 3-2 NB-IoT 与 LoRa 技术指标对比 . 20 图 3-3 中国三大运营商 NB-IoT 频谱分布 . 21 图 3-4 部分 NB-IoT 公共服务应用方案情况 . 22 图 4-1 LoRa 技术竞争优势 . 24 图 4-2 NB-IoT 产业体系分析 . 25 图 5-1 窄带物联网 NB-IoT 行业相关政策法规 . 27 图 6-1 NB-IoT 烟感报警器与传统报警器对比 . 29 图 6-2 NB-IoT 个人消费应用服务 . 30 4 报告编码19RI0602 图 7-1 NB-IoT 产业链各领域市场集中度排列 . 32 图 7-2 芯翼信息 XY1100 基本参数 . 33 图 7-3 芯翼信息融资情况，截至 2019 年 8 月 . 33 图 7-4 三火通信 NB-IoT 产品情况 . 34 图 7-5 智联安科技 NB-IoT 芯片 MK8010 产品情况 . 36 图 7-6 智联安融资情况，截至 2019 年 8 月 . 36 5 报告编码19RI0602 1 方法论 1.1 方法论 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从物联网、通信、互联网等领域着手，研究内容 覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业走向上 市及上市后的成熟期，研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业模式， 企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、 竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新与优化。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 08 月完成。 6 报告编码19RI0602 1.2 名词解释 物联网：通过 RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别） 、感应器等信 息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以 实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念，包含感知层、传输层、平 台层、应用层四个组成架构。 RFID：Radio Frequency Identification，无线射频识别，通过无线电讯号识别特定目 标并读写相关数据的技术。 3GPP RAN：3rd Generation Partnership Project Radio Access Network，第三代 合作伙伴计划中的无线接入网络项目组。 2G：第二代移动通信网络技术，以数字语音传输技术为核心。 3G: 第三代移动通信技术，可支持高速数据传输。 4G: 第四代移动通信技术，能快速传输数据、高质量音频、视频和图像。 5G：第五代移动通信网络技术，其峰值理论传输速度可达 10Gb/s。 WiFi：Wireless Fidelity，将电子终端以无线方式互相连接的技术。 蓝牙：Bluetooth，一种短距离无线通信技术。 Zigbee： 一种新兴的短距离无线通信技术， 用于传感控制应用 （Sensor and Control） 。 LTE：Long Term Evolution，长期演进技术，是电信中用于手机及数据终端的高速无 线通讯标准技术。 eMTC：基于 LTE 演进的物联网接入技术，支持高速移动可靠性和拥塞控制，为授权频 谱技术。 Sigfox：由法国的 Sigfox 公司创制，以超窄带技术建设物联网设备专用的无线网络技 术。 7 报告编码19RI0602 LoRa：由 Semtech 公司研发的低功耗广域网无线通信技术。 蜂窝通信技术： 采用蜂窝无线组网方式， 通过无线通道将终端和网络设备相连接， 用户 在活动中可相互通信。 LCC 封装：一种贴片式芯片封装，其引脚在芯片边缘向内弯曲，紧贴芯片。 SMT: Surface Mount Technology，由混合集成电路技术发展而来的电子装联技术。 VPDN: Virtual Private Dial Network，虚拟专有拨号网络，在中国宽带互联网基础上 开放的基于拨号方式的虚拟专有网络。 上行速率：移动终端给基站发送信息时的数据传输速率。 最大耦合损耗：Maximum Coupling Loss，MCL，从基站天线端口到终端天线端口的 路径损耗，MCL 越大，设备覆盖能力越强。 基站： 在一定的无线电覆盖区中， 通过移动通信交换中心， 与移动终端之间进行信息传 递的无线电收发信电台。 DTU： 专门用于将串口数据转换为 IP 数据或将 IP 数据转换为串口数据， 并通过无线通 信网络进行传送的无线终端设备。 mA：电流单位，毫安，1A=1,000mA。 A：电流单位，微安，1mA=1,000A。 授权频谱技术：主管机关分配给授权电信商使用的频谱段技术。 8 报告编码19RI0602 2 中国窄带物联网 NB-IoT 行业市场综述 2.1 窄带物联网 NB-IoT 行业定义与分类 2.1.1 物联网无线传输技术 物联网有四层组成架构，分别为感知层、传输层、平台层和应用层，其中，传输层利用 多种网络通信技术传递由感知层识别和采集的信息。 物联网传输层的网络通信技术可分为无 线传输和有线传输技术， 现阶段， 无线传输技术是物联网领域的主流网络通信技术。 无线传 输技术可进一步分为广域网技术和局域网技术， 广域网技术还可分为授权频谱技术和非授权 频谱技术，非授权频谱技术包括 LoRa、Sixfox 等技术，授权频谱技术包括 2G、3G、4G、 NB-IoT、eMTC 等。 图 2-1 物联网无线传输技术架构 来源：头豹研究院编辑整理 2.1.2 窄带物联网 NB-IoT 技术 窄带物联网（NB-IoT，Narrow Band Internet of Things）是由通信行业标准化组织 3GPP 制定的构建于蜂窝网络上的标准化物联网授权频谱通信技术。窄带物联网 NB-IoT 具 9 报告编码19RI0602 有低功耗、强覆盖、大连接量、低成本等特点。 图 2-2 窄带物联网 NB-IoT 特点 来源：头豹研究院编辑整理 按部署方式的不同， 窄带物联网 NB-IoT 可分为独立部署 NB-IoT、 保护带部署 NB-IoT 和带内部署 NB-IoT。 (1) 独立部署（Stand-alone）NB-IoT 利用独立的新频段或空闲频段进行部署，与 LTE 中 的频段不重叠。 (2) 保护带部署（Guard-band）NB-IoT 利用 LTE 频谱边缘的保护带进行部署。 (3) 带内部署（In-band）NB-IoT 利用 LTE 载波中的某一频带进行部署。 独立部署 NB-IoT 不占用 LTE 资源，无需考虑与原有系统的兼容性，带宽限制少，覆盖 能力强。保护带部署 NB-IoT 和带内部署 NB-IoT 可借用 LTE 功率，无需使用单独功率，但 因其占用 LTE 资源，需考虑与原有系统的兼容性，相比独立部署 NB-IoT，保护带部署 NB- IoT 和带内部署 NB-IoT 的部署技术难度更高，网络容量更低。 10 报告编码19RI0602 图 2-3 NB-IoT 部署方式分类 来源：头豹研究院编辑整理 2.2 窄带物联网 NB-IoT 产业链分析 NB-IoT 窄带物联网产业链包括上游芯片供应商、模组供应商、通信设备供应商，中游 的通信运营商、平台服务商以及下游的终端供应商、应用服务商。 上游的芯片供应商为模组供应商提供 NB-IoT 专用芯片产品， 模组供应商为下游的终端 供应商提供 NB-IoT 模组产品，基站供应商为中游的通信运营商提供 NB-IoT 基站设备产 品。 中游的通信运营商为下游的应用服务商以及 B 端、C 端最终用户提供 NB-IoT 运营服 务，平台服务商为下游的应用服务商提供连接管理、应用开发、设备管理等平台服务。 下游的应用服务商提供基于 NB-IoT 的应用服务包括智慧水务、智慧燃气、智慧车锁、 智慧照明、智慧烟感等，终端供应商提供的终端设备产品包括水表、燃气表、烟雾感应器、 灯具、垃圾箱、井盖等。下游的部分企业兼具应用服务商和终端供应商两种主体身份，既能 为 B 端和 C 端客户提供终端设备产品，又能通过集成终端来提供不同垂直领域的应用服务 方案。 11 报告编码19RI0602 图 2-4 窄带物联网 NB-IoT 产业链 来源：头豹研究院编辑整理 2.2.1 产业链上游 (1) 基站供应商 基站供应商为中游的通信运营商提供 NB-IoT 基站设备。NB-IoT 基站的制造技术含量 高，设备生产企业数量少，市场集中度高，代表企业包括华为、爱立信、诺基亚、中兴等。 2018 年，NB-IoT 基站的市场平均单价约为 8 万元。 NB-IoT 基站建设需求量大是推动 NB-IoT 基站设备市场发展的重要驱动因素。 2017 年 6 月，工信部发布关于全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展的通知 ，提出到 2017 年末， 实现 NB-IoT 网络覆盖直辖市、 省会城市等主要城市， 基站规模达到 40 万个， 到 2020 年，基站规模达到 150 万个。在该政策推动下，通信运营商建设 NB-IoT 基站的步伐日益 加快，截至 2018 年 5 月，中国联通的 NB-IoT 基站建设数量达 30 万个以上，截至 2018 年 9 月，中国电信的 NB-IoT 基站建设数量达 40 万个以上，截至 2019 年 5 月，中国移动 12 报告编码19RI0602 的 NB-IoT 基站建设数量达 20 万个以上。NB-IoT 基站建设数量的快速增长为上游的基站 供应商带来发展机遇，基站设备市场集中度高，华为、爱立信、诺基亚、中兴等市场主导者 在基站建设需求量逐步扩大的背景下迅速拓展基站业务。 图 2-5 中国三大通信运营商 NB-IoT 基站建设情况 来源：头豹研究院编辑整理 “中国移动 2017 年蜂窝物联网无线主设备集采”为近三年来中国最大规模 NB-IoT 基站集中采购招标案，在该招标案中，NB-IoT 基站招标数量达 146,416 个，共计 31 个 标包，中标企业包括华为、中兴、爱立信、诺基亚，其中，华为、中兴中标金额份额合计 超过 80%。 (2) 芯片供应商 NB-IoT 芯片是产业链中的重要硬件， 自 2017 年 NB-IoT 进入商用阶段， 多款 NB-IoT 芯片产品陆续推出市场， 市场竞争日趋激烈。 现阶段， NB-IoT 芯片的市场平均单价约为 1.5 美元， 单个芯片产品利润约为 0.1 美元。 NB-IoT 芯片海外厂商包括高通、 三星、 Sequans、 Nordic、Altair 等，中国厂商包括华为海思、中兴微电子、RDA、联发科等。 华为海思和高通是 NB-IoT 芯片市场的头部厂商。华为海思从 2014 年开始研发 NB- IoT 芯片，2015 年推出基于预标准的芯片原型产品。2016 年，华为海思推出业内第一款正 式商用的 NB-IoT 芯片 Boudica 120， 该芯片从 2017 年 6 月底开始大规模商用。 2017 年， 华为海思推出性能更优越的 NB-IoT 芯片 Boudica 150。2019 年 4 月，华为海思 NBIoT 13 报告编码19RI0602 芯片总发货量突破 2,000 万，其中，Boudica 120 的出货量突破 700 万，Boudica 150 的 出货量则突破了 1,300 万。 华为海思在 NB-IoT 领域的主要竞争者为高通， 高通的战略部署 和华为有所不同， 并不只专注于 NB-IoT， 而是走多模多频的路线。 2017 年， 高通推出芯片 MDM9206，该芯片是一款面向 LTE 物联网的多模芯片，集成了 eMTC、NB-IoT、E-GPRS 三种技术，是首款支持多模的芯片。 图 2-6 NB-IoT 芯片主要厂商及相关产品情况 来源：头豹研究院编辑整理 (3) 模组供应商 相比 NB-IoT 芯片，NB-IoT 模组市场竞争更为激烈。模组市场的企业数量众多，产品 款式多样，市场集中度低，典型代表企业包括深圳高新兴物联、上海移远通信、上海移柯通 信、骐俊物联、芯讯通等。在 NB-IoT 模组的生产成本结构中，芯片的成本占比最高，约为 14 报告编码19RI0602 50%。在 NB-IoT 模组企业不断增多，竞争日趋激烈的发展环境下，NB-IoT 模组价格趋于 下滑，2017 年，NB-IoT 刚开始兴起，NB-IoT 模组平均市场价格处于 70 元的高位，而在 2018 年中国最大规模 NB-IoT 模组采购招标案中（ “中国移动 500 万片 NBIoT 模组招 标”） ，NB-IoT 模组价格已降至 20 元以下，NB-IoT 模组价格的下滑趋势明显。 图 2-7 NB-IoT 模组主要厂商及相关产品情况 来源：头豹研究院编辑整理 2.2.2 产业链中游 (1) 通信运营商 通信运营商是窄带物联网 NB-IoT 产业链中的核心主体，起着承上启下的关键作用。 NB-IoT 是授权频谱技术，中国的 NB-IoT 运营商包括中国电信、中国移动、中国联通。在 15 报告编码19RI0602 窄带物联网 NB-IoT 应用实践中，物与物的连接耗费流量少，NB-IoT 运营商主要采用连接 量和流量计算相结合的方式收取资费。中国电信、中国移动、中国联通均设有 NB-IoT 物 联网卡套餐服务，一个 NB-IoT 物联网卡为 NB-IoT 一个连接口，每个连接口每年或每月 按额定流量收取固定套餐费用，当使用流量超过额定流量时再另行收取资费。NB-IoT 的 运营更重视连接量而非流量，NB-IoT 通信运营商需注重规避恶意套取流量的风险问题。 图 2-8 中国三大运营商 NB-IoT 资费收取标准 来源：头豹研究院编辑整理 (2) 平台服务商 按服务内容的不同，平台服务商可分为连接管理平台、设备管理平台、应用开发平台。 连接管理平台主要运用于通信网络上，负责网络连接配置、故障管理、IoT 资费管理、 网络资源用量、保证终端联网稳定等工作，全球四大连接管理平台为思科 Jasper、爱立信 DCP、沃达丰 GDSP、中国移动 OneLink。在中国市场中，除中国移动 OneLink 处于领先 地位外，中国联通和思科 Jasper 已建立独家合作伙伴关系，中国电信亦先后自研及与爱立 信合作研发出两套连接管理平台。 在设备管理、 应用开发服务方面， 平台服务商常出现设备管理、 应用开发两种平台功能 16 报告编码19RI0602 交叉互现的情况。设备管理平台主要负责对终端进行故障排查、远程监控、系统升级、生命 周期管理等功能。 应用开发平台主要为开发者提供应用开发工具和后台技术服务， 包括业务 逻辑引擎、API 接口、数据储存和扩展等。在中国市场上，百度、阿里巴巴、腾讯、京东、 小米、 华为等互联网、 科技领域巨头均研发出包含设备管理和应用开发功能的平台， 处于领 先发展地位。 除互联网巨头旗下的服务平台外， 中国市场上还涌现出一批初创型平台服务企 业，如机智云、云智易等。而海外的平台服务以 IBM Watson IoT、SAP Cloud Platform IoT、PTC ThingWorx 为主要竞争者，竞争局势日趋激烈。 图 2-9 设备管理及应用开发平台概况 来源：头豹研究院编辑整理 2.2.3 产业链下游 (3) 应用服务商、终端供应商 下游的应用服务商和终端供应商之间具有紧密联系，基于 NB-IoT 的应用服务方案以 17 报告编码19RI0602 NB-IoT 终端设备为核心，下游的部分企业兼具应用服务商和终端供应商两种主体身份，既 能为 B 端和 C 端客户提供终端设备产品，又能通过集成终端来提供不同垂直领域的应用服 务方案。窄带物联网 NB-IoT 具有低功耗、强覆盖、大连接量、低成本等突出特点，在公用 服务领域具有高适用性，如智慧水务、智慧燃气、智慧车锁、智慧路灯、智慧烟感等，其中 智慧水务和智慧燃气在 2018 年 NB-IoT 公共服务应用市场中的占比约为 50%。 图 2-10 NB-IoT 公共服务应用情况，2018 年 来源：头豹研究院编辑整理 华为、 中国电信、 中国移动等产业链上游、 中游企业通过联合下游企业在中国各重点省 市开展和实施基于 NB-IoT 公用服务应用方案，如华为、中国电信、深圳水务集团在深圳市 联合开展的 NB-IoT 智慧水务解决方案，华为、中国电信、泰华智慧、鹰潭市城市管理局在 鹰潭市联合开展的 NB-IoT 智慧照明解决方案等，基于 NB-IoT 的应用方案不断增多，应用 规模逐步扩大。 18 报告编码19RI0602 图 2-11 NB-IoT 公共服务应用 来源：头豹研究院编辑整理 2.3 中国窄带物联网 NB-IoT 行业规模 2016 年 6 月，NB-IoT 核心标准正式在 3GPP R13 会议中冻结，2017 年为窄带物联 网 NB-IoT 的商用元年。作为物联网传输层的新兴技术，窄带物联网 NB-IoT 受到市场高度 关注，中国政府的政策支持有力推动窄带物联网 NB-IoT 发展，2017 年 6 月，工信部发布 关于全面推进移动物联网 （NB-IoT） 建设发展的通知 ， 提出到 2017 年末， 实现 NB-IoT 网络覆盖直辖市、 省会城市等主要城市， 基站规模达到 40 万个， 基于 NB-IoT 的 M2M （机 器与机器） 连接超过 2,000 万， 到 2020 年末， NB-IoT 网络实现全国普遍覆盖， 面向室内、 交通路网、地下管网等应用场景实现深度覆盖，基站规模达到 150 万个，总连接数超过 6 亿。 根据中国窄带物联网 NB-IoT 连接数以及中国电信、 中国移动、 中国联通三大运营商的 NB-IoT 单连接口年均网络资费进行计算，中国窄带物联网 NB-IoT 通信网络市场规模从 19 报告编码19RI0602 2017 年的 4.6 亿元增长至 2018 年的 32.0 亿元，年复合增长率达 595.7%。在物联网应用 规模日益扩大的发展背景下， 窄带物联网 NB-IoT 将进一步渗透至更多垂直应用领域， 预计 至 2023 年， NB-IoT 通信网络市场规模将达 147.3 亿元， 2018 至 2023 年年复合增长率将 达 35.7%。 图 2-12 中国窄带物联网 NB-IoT 通信网络市场规模，2017-2023 年预测 来源：头豹研究院编辑整理 3 中国窄带物联网 NB-IoT 行业驱动因素 3.1 NB-IoT 性能优势突出 窄带物联网 NB-IoT 在物联网应用需求日渐增长的发展背景下应运而生， 其在功耗、 覆 盖能力、 连接量等性能方面具有突出优势， 可嵌入多个物联网应用场景， 应用推广步伐逐步 加快，窄带物联网 NB-IoT 技术性能突出是推动行业发展的重要驱动因素。 相比 2G 技术，窄带物联网 NB-IoT 技术在功耗方面的表现更佳。在窄带物联网 NB- IoT 技术进入应用市场前， 2G 技术为物联网传