联发科技发表首款nb-iot系统单芯片mt2625。来源：mediatek
物联网(iot)带动的庞大商机吸引各方业者积极投入，尤其是各种联网技术不断现身，争夺各式各样极富发展潜力的应用领域。
根据idc的调查报告，物联网市场在2017年声势看涨，预估2017年全球物联网市场规模有机会挑战破兆，市场规模将超过9,300亿美元，较去年增加1,000亿美元。
3年后，预计市场将达到应用爆发期，规模更将翻倍成长至1.46兆美元。就物联网装置数量来看，idc认为未来3年内，全球物联网装置总数将累积高达300亿个。这些装置的互连仰赖各种连网技术，而根据gsma industry paper报告预测，2019年全球将有超过20亿部lpwan装置联网。
低功耗广域网 技术多元纷呈
近年各种属于低功耗广域网(low-power wide-area network;lpwan)这个范畴的连网技术如雨后春笋冒出。不同于短距离通讯技术，lpwan主要诉求于广范围、远距离连结的物联网应用。
相较于同样诉求远距离通讯的蜂巢式移动通讯系统，lpwan更适于物与物连结的应用，主因就是前者的功耗大、成本高;后者则是低成本且低功耗，甚至可以实现数年免更换电池长效待机。基本上，根据采用的频谱有无授权，lpwan技术可分为两类，一是工作于未授权频谱的技术，例如lora、sigfox等;另一是工作于授权频谱下的技术，例如nb-iot、emtc等。
云创uplynx芯片通过sigfox认证。来源：m2comm
nb-iot推展快速 芯片出货量增加
由于工作于授权频谱，nb-iot是全球各大电信公司力推的物联网通讯技术，据悉目前全球已有50余家电信业者已开始布局nb-iot，2017年，全球nb-iot市场价值预计将达到3.21亿美元，2022年将达82.21亿美元，年均复合成长率高达91.3%，nb-iot芯片需求自然水涨船高，芯片业者的布局力道开始加强。
以推动nb-iot最力的华为而言，该公司的首款商用nb-iot芯片boudica120(700mhz/800mhz/900mhz)于2017年6月底开始量产出货，至9月出货量已达到100万片。此外，支持1,800mhz/2,100mhz的boudica 150则预计在第4季就可以提供大规模商用。
联发科技也已于日前发表首款 nb-iot 系统单芯片mt2625，此芯片整合arm cortex-m 微控制器 (mcu)、虚拟静态随机存取内存 (psram)、闪存与电源管理单元 (pmu)。
此外，联发科技表示，mt2625在mcu和psram等零组件上皆导入联发科技的低功耗技术，因此能让物联网设备搭配免充电电池达到长时间待机，符合低功耗广域物联网的要求。mt2625支持国际标准3gpp nb-iot(r13 nb1、r14 nb2)的450mhz至2.1ghz全频段运作，适用于全球各地的智能家居、物流跟踪、智能抄表等物联网应用。
联发科技并以此芯片与中国移动合作开发nb-iot通用模块，此模块尺寸仅16mmx18mm，堪称业界最小。此模块整合中国移动esim 卡，可衔接中国移动的物联网开放平台onenet，有助于降低nb-iot开发门坎，帮助开发者快速打造物联网设备及相关应用。除华为及联发科技外，包括中兴微电子、intel及nordic皆已投入nb-iot芯片的开发。
多模芯片方案 扩大适用范围
值得注意的是，为了涵盖更多应用，多家企业推出支持多种通讯技术的双模或多模芯片，例如，高通认为物联网多模是大势所趋，尤其是nb-iot与emtc这两项技术将相互补足。
因此高通推出可支持emtc/nb-iot/gsm的多模物联网芯片mdm9206。用户可透过软件进行动态连接选择，且整合的射频部分可支持15个lte频段，基本上已能覆盖全球大部分区域。值得一提的是，高通也于日前发表支持emtc与nb-iot的snapdragon wear 1200移动平台，瞄准儿童、宠物、老人、以及健身追踪器等特定用途穿戴装置。
emtc是cat m1，而nb-iot是cat nb-1，两者都是授权频段下的lpwan标准，且皆属于同一个lte发展路线图，能在电信业者建置lte时同时存在，而由于全球已大量建置4g lte网络，因此搭建在此网络基础上的nb-iot和emtc得以快速获得支持。
emtc和nb-iot这两项标准是由3gpp在2016年6月颁布，主要就是为了要降低物联网系统的复杂度、减少成本和提高系统的续航力，这两个标准的特性各有不同，擅长的应用也有所区别。
其中，e-mtc的特性是移动性佳、数据速率较高及支持语音，可以应用于智能追踪、建筑安全等应用，不过在网络覆盖和功耗上就略逊于nb-iot。nb-iot的特性为低数据量、网络覆盖广、功耗低及建置灵活等，因此能够被广泛用于要求低功耗的应用，例如智能电表、智能水表等等。
lora及sigfox芯片 授权策略不同
nb-iot、emtc因为工作于授权频谱，因此大受电信业者欢迎;工作于未授权频谱的技术，例如lora、sigfox等则有资通讯业者的拥护。其中，lora是“long range”的缩写，此技术原是由一家法国公司cycleo所开发，该公司于2012年被semtech公司收购，semtech成为lora ip的拥有者。
现今semtech除自己生产lora芯片之外，也授权lora ip给其他芯片业者，其他厂商通常是以mcu搭配semtech的通讯芯片，或者是采用模块方式。例如，意法半导体(st)已和semtech合作，st以stm32搭配semtech lora模块，进而制造出低功耗且广域传输的解决方案。
工作于未授权频谱的lpwan技术中，最常拿来与lora相提并论的就是sigfox技术。sigfox工作在868mhz和902mhz的ism频段，功耗极低，不过sigfox的传输速率仅100bits/s，在传送最常12字节讯息时，封包大小仅为26字节，由于窄带宽和短讯息特性，加之其162db的链路预算，因此sigfox在远距离传输上较具优势。
与lora不同，其他业者毋需获得授权就能生产sigfox芯片，在此方面，st也已提供一款可运作于sub-1ghz频带的射频收发器芯片s2-lp。事实上，sigfox采用免费专利授权策略，已吸引了许多业者加入生态系统，包括71家设备制造商、49个物联网平台供货商、8家芯片厂家、15家模块厂家、30家软件和设计服务商等。
这8家芯片供货商包括德州仪器(ti)、意法半导体(st)、芯科(silicon labs)、安森美(on-semi)、恩智浦(nxp)、ethertronics、microchip与云创通讯(m2comm)等。
其中，云创通讯表示该公司针对sigfox标准所开发的无线通信芯片uplynx已经在欧洲、美洲、中东以及亚洲通过sigfox认证，这表示单一设计的物联网产品可于全球通用。
押宝何项技术 芯片业者费思量
除上述提到的lpwan技术外，其他还有许多技术也正在积极布局中。例如瞄准物联网应用的wi-fi技术 – halow，此技术采用非授权的900mhz频段，传输距离达1公里，传输速率150kbps～347mbps，预计2018年可以商业化。
weightless技术则是由非营利全球标准组织weightless sig所提出，weightless也是一种专为物联网设计的无线技术，既可以工作在sub-ghz免授权频段，也可以工作在授权频段，通信距离可以达到10公里。
整体而言，物联网的应用极为发散，且每一应用又因为实际场域情况各异而有不同，因此很难说某一物联网技术就专门适用于某一类应用，这也就为许多技术提供了发挥空间，多元的物联网应用将能容纳各种lpwan技术互相争辉，而对于芯片业者而言，押宝哪一种技术将成为一大挑战。
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