最近這些年,隨著5G、NB-IoT、RedCap等移動通信技術的崛起,一個通信名詞越來越多地出現在我們眼前。
這個名詞,就是——模組。
█ 什么是模組
在ICT行業,我們所說的模組,基本都是指通信模組,也就是Communication Module。有時候,也叫通信模塊。
通信模組的作用,當然是實現通信功能。它通常被安裝在終端設備內部,作為核心部件,負責與外部網絡進行通信。
如果沒有模組,終端就是一個“孤島”,無法上報數據,也無法接收指令。
除了通信模組之外,我們也經常聽說通信芯片。很多人會問:通信模組和通信芯片,是一個東西嗎?如果不是,它們又是什么關系呢?
模組和芯片,并不是同一個東西。
芯片是一個通用的基礎平臺。而模組,是基于芯片平臺,針對各個行業的需求和特性,進行定制和整合之后,形成的一個標準件。
有了模組之后,行業客戶就可以把它集成到自己的產品上,形成整機,并交付給用戶使用。
█模組的分類和構造
行業針對模組有多種分類方式。
首先,是根據制式進行分類,例如4G模組、5G模組、RedCap模組等。
其次,是根據區域進行分類,例如全球版、歐洲版、亞太版、中國區版等。
再者,是根據封裝方式進行分類,例如M.2、LCC、MiniPCIe、LGA、LGA+LCC。
我們以廣和通模組封裝為例,拆開一個模組,可以看到內部架構如下:
如圖所示,無線通信模組,就是一種將主芯片、射頻、存儲、電源、功能接口等集成于電路板上的模塊化組件。
主芯片的首要任務是完成基帶處理,也就是基帶信號轉換(編/譯碼)、信道加密、信號調制等功能。射頻的作用,是實現發射信號放大、信道噪聲過濾、收發天線控制等。它們是模組的核心。
█ 模組的研發挑戰
模組是一個科技含量很高的產品。它的研發過程,遠比我們想象中要復雜,可以說是充滿了挑戰。
首先,推出一款模組產品,需要經歷需求分析、軟硬件設計、開發、測試、認證、生產等多個階段。這要求模組廠商有完善的研發和制造體系,還要有很強的研發項目管理能力。
其次,從專業的角度來看,模組涉及到信號處理、電子技術以及通信技術等專業領域,需要研發人員有極高的專業水準。他們需要深入理解多種通信技術標準和底層協議,充分掌握微操作系統、嵌入式軟硬件和應用平臺軟件方面的知識。
以射頻設計為例。平臺芯片通常只完成基帶功能。其它的射頻電路,尤其是功率放大、濾波、電磁兼容、射頻切換、天線調諧等,都需要模組廠商來開發。其中的技術難度,非常大。
兼容性測試,也是一個技術難點。針對多頻段的兼容性自動化測試,是確保全球網絡運營商兼容的一個必要前提。專業的模組廠商,提前發現一些干擾問題,并及時解決。
第三,研發模組,必須有對行業場景的充分理解。
模組應用于千行百業,應用場景非常復雜。模組廠商必須對不同行業有充分的了解,掌握行業客戶的需求、業務場景的特點,熟悉行業標準要求,才能開發出合適的模組產品。
如果沒有模組廠商提供的模組,設備整機廠商將直接基于芯片進行研發。這就意味著:
1.他們必須招聘更多的通信專業人才,深入理解和學習協議。
2.他們必須購買大量價格昂貴的儀器儀表和設備,搭建專業的實驗環境。
3.他們必須花費大量的時間和精力,進行通信技術的測試和認證工作。
這都將帶來更多的成本支出、更長的開發周期,影響產品的市場競爭力。
對于芯片廠商來說,直接提供模組也不合適。他們同樣需要針對各個行業的場景需求進行學習,投入更多資源進行適配,也會極大地增加成本和工作復雜度。
有了模組廠商提供的模組,這一切都被簡化了。設備整機廠商可以更快、更方便、更低成本地推出產品,芯片廠商也不需要分散更多的精力去研究行業。這對于整個產業的發展,是非常有利的。
█ 模組的技術趨勢
最近這些年,隨著5G的不斷普及,整個社會都在加速向“萬物互聯”的方向發展。
在工業制造、交通物流、港口礦山、能源電力、醫療教育、智能家居等各個垂直行業,我們可以看到,很多的傳統有線終端,借助5G、NB-IoT、LTE Cat.1、Wi-Fi 6等通信技術,實現了無線化。
各種各樣的新型數字應用場景,隨之誕生。數字技術對傳統產業的賦能,也大大加快了。
可以說,小小的模組,給行業數字化和數字經濟,貢獻了不可忽視的力量。
面向未來,模組的發展又有哪些新的技術趨勢呢?
帶著這個問題,小棗君請教了行業領先模組廠商廣和通的技術專家。
他們認為,整個模組產業已經表現出兩個顯著的發展趨勢。
第一個趨勢,就是技術對場景的加速賦能。
新的通信技術仍在不斷出現。一些不算新的場景,在新技術的賦能下,呈現出了更大的活力。
最典型的例子,就是FWA(Fixed Wireless Access,固定無線接入)。
FWA基于CPE設備,通過移動通信基站獲得信號,轉換為Wi-Fi和有線信號,為用戶提供寬帶接入服務。它避免了繁冗的地面線路施工,縮短了工期,也節約了成本,是幫助用戶快速獲得網絡連接的一種方式。
FWA業務其實很早之前就有了,但發展不溫不火。5G出現之后,憑借高帶寬、低時延、高可靠等特點,很快就被應用于FWA業務,并獲得非常不錯的效果。
廣和通率先洞察到了“5G+FWA”的市場機遇,并進行了精準布局。
他們對5G FWA前沿技術(8Rx、3Tx、FDD PC2等前沿蜂窩通信技術,以及RDK-B、prplOS、OpenSync等軟件服務平臺)進行了深度探索,為客戶提供了蜂窩+Wi-Fi集成解決方案,助力客戶降低終端研發成本,快速進入重點市場。
他們還提出即插即用的FWA中間件與多樣化5G FWA產品架構,幫助客戶靈活滿足全球各區域運營商需求。
廣和通的5G FWA模組形成了專業而完整的產品矩陣及系統解決方案,可搭配Wi-Fi芯片形成整體解決方案,充分滿足FWA應用需求。
除了傳統5G之外,伴隨3GPP R17標準到來的RedCap,也給FWA場景提供了一個新選擇。
RedCap在傳統5G的基礎上進行了適當精簡,在保持5G基本功能特性的基礎上,可以實現成本和性能的完美平衡。
基于RedCap的FWA,能夠實現更小的尺寸、更低的功耗,成本也有顯著的下降。對于很多用戶來說,這正是他們所需要的特性。
2024年,眾所期待的3GPP R18標準即將凍結,我們將要進入5G-Advanced(5.5G)時代。萬兆下行、千兆上行、RedCap演進,這些都將進一步提升FWA的場景能力,推動這項應用走向更廣泛的商用。
第二個趨勢,是AI與模組的融合。
過去這一年,以ChatGPT為代表的AIGC大模型火爆全網。所有的行業,都在積極擁抱AI。
模組行業其實也是一樣。
過去,模組被認為是連接力的工具,主要為了實現網絡連通。
現在,隨著智能物聯網產業的變革,算力從云端向邊緣遷移,成為一種趨勢。現在,許多物聯網芯片搭載了更強大的AI算力,這使得AI算力從云端向邊緣過渡成為可能,為硬件設備提供商提供了更多選擇。
數據的本地運算,不僅能夠大大節省帶寬,還可以明顯縮短時延。在數據安全性方面,本地運算也比云端計算更有優勢。
基于這樣的背景,廣和通投入了大量的資源進行AI智能模組的研發,推出的產品包括SC126、SC138和SC171等。
這些模組可以應用于智能醫療、智能零售、智慧會議、智慧物流等領域,賦予終端機器視覺等AI能力,提升整個行業的工作效率。
█結語
根據IoT Analytics的預測,全球物聯網連接數,將從2020年的117億臺,增長至2025年的309億臺。
市場空間很大,但競爭同樣激烈。如何才能在激烈的競爭中勝出呢?
關鍵就在于兩個字——聚焦。
前面我們說過,模組是一門面向行業的生意。行業那么多,應用場景那么雜,對于模組廠商來說,如果不能進行業務聚焦,很可能無法構建核心優勢,并最終迷失在價格戰中。
所謂“聚焦”,就是行業聚焦。就像廣和通聚焦于極少數有潛力的方向,深耕技術,理解需求,進行有針對性的開發。這樣的話,能夠幫助客戶更好地推出產品,并從中獲得價值。
在聚焦的基礎上,要盡快做到標準化。模組服務于行業,具有定制性。越是這種帶定制性的細分領域,提前成為標準,就越重要。一旦成為行業標準,那么市場地位就是穩固的,能夠引領行業跟隨,成為領導者。
數智化的浪潮愈演愈烈,模組產業的發展也將進入新的階段。究竟會不會又有新的技術趨勢出現?模組產業格局會不會發生變化?
就讓時間來告訴我們答案吧。
審核編輯:劉清
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原文標題:通信模組,為什么這么火?
文章出處:【微信號:鮮棗課堂,微信公眾號:鮮棗課堂】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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