从工信部“通知”看NB-IoT技术投资机会〡水木资本原创

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2020年5月7日，为深入贯彻落实国家新型基础设施建设（新基建）思路，加快推动移动物联网全面发展，工业和信息化部印发了《工业和信息化部办公厅关于深入推进移动物联网全面发展的通知》。通知对2020年移动物联网的网络建设、连接规模、模组价格、终端迁移、应用发展提出了具体任务和目标要求。

从产业投资人的角度来看，通知指明了未来物联网基础设施投资建设的方向，即NB-IoT、Cat1、5G协同发展的体系建设，在网络层的投资方向明晰后，应用层将依托网络层的部署加快发力，投资机会将更加清晰。其中NB-IoT作为低速率场景下当前2G网络的替代技术将占据未来物联网应用数量的60%，在通知中被着重提及。本文希望可以结合工信部“通知”寻找并讨论NB-IoT技术投资机会。

工信部通知对于NB-IoT建设的意义

1. 通知出台背景

党中央、国务院高度重视移动物联网发展。习近平总书记指出，要“大力培育人工智能、物联网、下一代通信网络等新技术新应用”。2020年3月4日召开的中央政治局常务委员会会议指出，要加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度。移动物联网作为基于蜂窝移动通信技术的新型基础设施，是经济社会数字化转型的重要驱动力量。深入推进移动物联网全面发展，对于进一步拓展通信行业发展空间、促进垂直行业数字化智能化转型、推动消费升级需求等方面具有积极作用。在国家各项政策的推动下，我国移动物联网呈现良好发展态势。截至去年底，我国已建成NB-IoT基站超过70万个，实现全国主要城市乡镇以上区域连续覆盖，为各类应用的发展奠定了良好的网络基础。全网移动物联网连接数超过10亿，其中NB-IoT连接数已经过亿，智能水表、智能燃气表、烟感等新兴规模化应用不断涌现。今年发生的新冠肺炎疫情，给各行各业和全球人民生活带来了很大的影响，减少人际接触的管控要求也使得物联网大显身手，非接触式远距测温仪、巡逻无人机、防疫机器人、隔离区感应门磁等一系列产品在疫情防控和复工复产中得到广泛应用。

2. 通知中有关NB-IoT建设的表述

总体目标：准确把握全球移动物联网技术标准和产业格局的演进趋势，推动2G/3G物联网业务迁移转网，建立NB-IoT（窄带物联网）、4G（含LTE-Cat1，即速率类别1的4G网络）和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，以5G技术满足更高速率、低时延联网需求。到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；移动物联网连接数达到12亿；推动NB-IoT模组价格与2G模组趋同，引导新增物联网终端向NB-IoT和Cat1迁移；打造一批NB-IoT应用标杆工程和NB-IoT百万级连接规模应用场景。

网络建设方面：进一步加大NB-IoT网络部署力度，按需新增建设NB-IoT基站，县级及以上城区实现普遍覆盖，面向室内、交通路网、地下管网、现代农业示范区等应用场景实现深度覆盖；着力做好网络运维、监测和优化等工作，提升网络服务水平。

加强移动物联网标准和技术研究方面：制定移动物联网与垂直行业融合标准。推动NB-IoT标准纳入ITUIMT-2020 5G标准；面向智能家居、智慧农业、工业制造、能源表计、消防烟感、物流跟踪、金融支付等重点领域，推进移动物联网终端、平台等技术标准及互联互通标准的制定与实施，提升行业应用标准化水平。

加强产业链体系建设方面：鼓励各地设立专项扶持和创新资金，支持NB-IoT和Cat1专用芯片、模组、设备等产品研发工作，提高芯片研发和生产制造能力，满足规模出货需求；打造NB-IoT完整产业链，提供满足市场需求的多样化产品和应用系统；进一步降低NB-IoT模组成本，2020年降至与2G模组同等水平；加大Cat1芯片和模组研发工作，推动模组成本降低，促进规模应用。

3. 通知的意义

图1 有关NB-IoT建设政策文件

资料来源：招商证券

上图展示了2017年以来历次有关NB-IoT建设的政策文件。可以从中看出，NB-IoT建设从2017年就已经作为物联网部署中的重要一环进入了政府的建设目标，并提出以2020年作为重要的建设完成节点。今年5月工信部的通知更是提出了完整清晰的物联网建设路线图。通知提出要大力建设NB-IoT、Cat1、5G相配合的物联网网络以分别满足低、中、高速率的物联网连接需求。在通知中，NB-IoT作为低速率物联网网络被着重提及，从网络建设、标准制定、产业链体系建设等多方面对NB-IoT做出了更加细致的推进建议，并提出了到2020年底覆盖所有县级以上城市主城区的目标。可以预见，2020年底将建成覆盖比较广的NB-IoT网络，在物联网基础设施方面走出更加坚实的一步。

图2 物联网产业层次图

在物联网产业体系中，物联网网络体系建设属于网络层的建设，核心技术主要是通信技术。网络层建设在物联网发展中首当其冲，因为网络层是连接设备和平台的桥梁，只有确立了网络层的技术体系并将其标准化后，才能带动后续的应用层更快的发展。通知明确了，今后网络建设的方向，即加快推进5G网络建设，继续深化4G网络覆盖，支持Cat1发展；进一步加大NB-IoT网络部署力度，按需新增建设NB-IoT基站，县级及以上城区实现普遍覆盖，面向室内、交通路网、地下管网、现代农业示范区等应用场景实现深度覆盖；着力做好网络运维、监测和优化等工作，提升网络服务水平。在网络建设标准确定后，物理网应用将从5G、Cat1、NB-IoT三方面入手蓬勃发展。对于低速率物联网连接协议NB-IoT，工信部提出在NB-IoT标准推动中，纳入ITUIMT-20205G标准；面向智能家居、智慧农业、工业制造、能源表计、消防烟感、物流跟踪、金融支付等重点领域，推进移动物联网终端、平台等技术标准及互联互通标准的制定与实施，提升行业应用标准化水平。从中可以看到在网络层建设明晰后物联网应用层建设将从标准、推广等方面加快进展。NB-IoT技术将对物联网应用中需求最多的低速率低成本低功耗场景提供支撑。

NB-IoT技术介绍

1. 物联网通信技术总览

物联网网络层的关键技术，是物与物之间的通信技术。物联网的定义涵盖面广，场景复杂，没有办法只通过一种技术、一个网络、一个系统来提供所有的服务。在物联网通讯技术中，就有十几种正在应用或研究的技术。按照通信方式和传输距离可以将现有的主流物联网通信协议做出如下分类。

图3 物联网通信技术框图

① 有线通信与无线通信

物联网通信包括有线通信和无线通信两种，现在研究与投资更加活跃的领域是物联网中的无线通信领域。

有线通信，是指利用光纤、金属导线等有形媒质传送信息的技术。无线通信，是指利用电磁波信号在空间传播而进行信息交换的通信技术。一般来讲，有线连接可靠性更高，稳定性也更强，缺点是连接受限于传输媒介。无线连接自由灵活，终端可以移动没有空间限制，但是容易受传输空间里的其他电磁波以及对电磁波有影响的其他障碍物的影响，因此可靠性不如有线连接。

② 无线通讯下的短距离通信和广域通信

根据通信距离的不同，可以再将无线通信分为两类，通信距离在100m以内称之为短距离通信，超过1000m称之为长距离通信（广域通信）。

在短距离通信中，又可以根据通信覆盖范围、使用场景等细分为局域网、个域网、近场通信等，主要应用蓝牙、Wifi、Zigbee。

③ 广域通信下的移动蜂窝技术和低功耗广域网技术

广域通信中可以分为移动蜂窝技术和低功耗广域网（LPWA）技术。

移动蜂窝技术是移动电话的主要通信技术，也是电信运营商的主要市场，包括3G/4G/5G(eMBB)。蜂窝物联网由电信运营商建设，适用于移动状态下需随时随地联网或固定状态下不便布设非蜂窝网的物联网场景，该类物联网终端需要使用SIM卡或eSIM卡。目前，物联网连接数中，蜂窝物联网占比约10%左右，非蜂窝物联网占比约90%左右。如此低的比重，主要原因在于当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支撑物与物的连接。

低功耗广域网技术又称LPWA，是专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。LPWA技术又可以细分为工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术和工作于授权频谱下基于蜂窝通信技术的NB-IoT和eMTC。其中，非授权频谱技术（LoRa、SigFox）由于频谱共享的限制，只能区域小范围使用，授权频谱技术（NB-IoT和eMTC）随着全球逐步部署，已经初步具备规模效应。截至2019年9月，全球有57个国家至少114个运营商部署了NB-IoT或eMTC，有72个国家的153家运营商在积极投资NB-IoT网络。

2. NB-IoT技术详细介绍

① 技术定义：

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是物联网领域基于蜂窝的窄带物联网的新兴技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，是低功耗广域网（LPWAN）的一种，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。相比于其他LAPW技术（LoRa、SigFox、eMTC等），NB-IoT技术在中国的发展更加迅速。NB-IoT在移动蜂窝基础上发展起来的，并针对自身特点做了相应的修改。NB-IoT可直接复用现有基站以降低部署成本，实现平滑升级。

② 技术特点：

一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍。通过时域重传技术和提升功率谱密度，NB-IoT穿透能力相当于比GSM 能多穿透两堵墙。

二是具备支撑海量连接的能力，由于物联网设备数量众多，且大部分设备的数据量小，对时延要求较低，NB-IoT 网络支持更多的设备同时接入，一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；

三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；。NB-IoT 技术设计了三种不同的省电模式，即PSM、DRX、以及eDRX 三种模式，针对大部分物联网设备无需随时在线，仅在需要发送数据时连入网络即可，而长时间在线会增加功耗，减小终端设备的使用寿命。

四是更低的成本，NB-IoT模块成本上市初期，量产价格大概在70-110元人民币左右，现如今已经降至15元以下。根据天翼电信终端江苏分公司2020年NB-IoT物联网模组集中采购项目中标结果。NB-IoT中标价格最低已经达到21.78元/个（海思芯片）、13.47元/个（非海思芯片）。价格与2G模块接近。另外NB-IoT 在现有LTE 网络的基础上进行升级改造，大大降低了网络建设与维护成本，尤其利用目前国内4G 基站覆盖率较高的优势。

五是运营商全力支持建设，后续生态发展得到保障。

3. NB-IoT技术优势

图4 物联网通信技术指标对比

当前有线联网技术发展与建设已经非常成熟，移动物联网建设将伴随产业数字化、生活智慧化、治理智能化三个主线的需求蓬勃发展。

在近距离通信方面，WiFi、蓝牙、ZigBee是首选技术，优点是成本低、功耗低、易部署，但是传输距离受限，穿透性弱。其中ZigBee受限于不同厂家产品难以相互连接的问题，应用不如WiFi和蓝牙广泛。一般在智能家居等使用距离较小的区域，可以采用以上协议。近距离通信使用场景为近距离物联网应用，主要面向生活智慧化领域包括可穿戴设备、智能家居、智能硬件等，以及部分近距离场景下的产业数字化和治理智慧化需求。NB-IoT作为远距离通信技术，与近距离通信技术并不存在竞争关系，在部分应用场景中还会进行互补，提高场景效率。

在远距离通信方面，中高速率的业务可以采用eMTC/4G(Cat1)/5G(eMBB)等，低速率的业务通过LPWA技术来降低成本和延长续航时间。LPWA中包括的非授权频谱技术（LoRa、SigFox）由于频谱共享的限制，只能区域小范围使用，授权频谱技术（NB-IoT和eMTC）随着全球逐步部署，已经初步具备规模效应。截至2019年9月，全球有57个国家至少114个运营商部署了NB-IoT或eMTC，有72个国家的153家运营商在积极投资NB-IoT网络。

从技术方面的对比中可以看到，在低速率远距通信中，NB-IoT连接数相比LoRa和SIGFox更大，功耗相对较低，并且是蜂窝技术的延伸，可以更加简便的部署在运营商网络体系中。NB-IoT 是授权频谱，具有通信保障和不限数据传输次数的核心优势，授权频谱受到频谱的影响更小。未来NB-IoT的应用前景无疑是在低速率当中最广阔的。和中速率的Cat1和eMTC相比，NB-IoT具有更低成本、更长续航时间等特点，适合无移动性应用场景。

NB-IoT投资机会分析

1. 行业情况

① 市场份额：

在物联网通信技术应用中，未来低速率高延迟的应用将占到60%的市场份额。

② 技术解决的痛点：

对低功耗有要求而对连接速率和延迟要求低的应用场景中设备的互联。

③ 行业规模：

图5 NB-IoT基站数目

资料来源：华泰证券

从基站建设上看，预计2020年三大运营商NB-IoT基站规模将达150万，相比较2019年的90万有较大幅度的增长。

从连接数目上看，2020年1月底NB-IoT全球连接数突破1亿，2月中国连接数突破1亿。华为预计，全球连接数到今年年底将再次翻番，到2025年，NB-IoT芯片出货量将快速达到3.5亿，在整个蜂窝物联网芯片出货量中会占到50%的比例。

从市场规模上看，根据中国产业信息网的信息，预计2020年物联网全球市场规模达到4760亿美元，CAGR为62%；其中中国在2015年物联网市场规模为250亿美元，到2020年预计达到2333亿美元，CAGR为75%。其中，保守估计当前NB-IoT占整个市场比例达到20%-25%，因此中国NB-IoT市场规模预计为525亿美元。

④ 当前技术进展

5G业务三大场景之一就是大连接（mMTC），也是NB-IoT技术现实的方向。当前NB-IoT在R15版本能够支持NB-IoT和NR空口共存，R16版本将支持NB-IoT接入5G核心网络。2019年7月，3GPP正式向ITU-R（国际电信联盟）提交5G候选技术标准提案，NB-IoT技术被正式纳入5G候选技术集合，作为5G的组成部分与NR联合提交至ITU-R。工信部通知提到将在今年推动NB-IoT标准纳入ITUIMT-20205G标准。

在技术实际应用层面，以NB-IoT为代表的移动物联网发展虽然取得一些成绩，但仍面临挑战。一是NB-IoT应用有待进一步普及。目前我国大部分NB-IoT连接集中在少数城市，其他地区基站存在轻载或空载现象。二是物联连接中采用先进移动通信技术的比例有待进一步提升。与NB-IoT/4G/5G等先进技术相比，存量物联网连接中，2G/3G连接仍占较大份额，在新增物联网连接中的占比也接近20%，仍需加快形成以NB-IoT/4G（包括Cat1）/5G技术梯次承载各类物联网连接的发展格局。三是NB-IoT网络覆盖还有待进一步完善。部分地区NB-IoT网络覆盖水平还不能完全满足承载2G连接迁移的要求，局部地区覆盖深度方面还要按需加强。

⑤ 行业发展趋势

存量替代：当前有相当大一部分物联网需求是通过2G网络承载，而2G网络面临着效益低下等问题使得运营商有动力推动“落后产能”2G退网。目前的R14标准，NB-IoT上下行速率已经达到100Kbps以上，提升了移动性，提升到80公里每小时，可与GPRS的通讯速率相匹配，对业务连续性有了大幅提升，在固定的表计应用场景为核心的基础上，能更好满足电动自行车管理、金融贷款汽车等资产跟踪等场景。面向未来的R15/R16标准，能够支持的移动性更高、时延更低，使得NB-IoT行业全面替换现在的2G物联网成为趋势。

增量进入：除了存量替代，NB-IoT将承载未来物联网所有增量的低速率需求。

⑥ 应用场景：

NB-IoT的具体应用场景包括：公共事业应用场景、工业领域、农业领域、消费领域等。其中公共事业应用场景即民生工程、智慧城市（水表、智能停车、智能路灯、煤气管网系统、监控、环保等）通过NB-IoT可有效降低成本，同时随着农业领域向集约化、高附加值化、规模化的方向发展，NB-IoT在温度，湿度等方面可以提供低廉的监测模式，而在消费领域中，智能家居、共享单车、远程医疗以及智能穿戴可以通过NB-IoT来实现。

2. 物联网网络建设角度

工信部通知提出，“要准确把握全球移动物联网技术标准和产业格局的演进趋势，推动2G/3G物联网业务迁移转网，建立NB-IoT（窄带物联网）、4G（含LTE-Cat1，即速率类别1的4G网络）和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满足中等速率物联需求和话音需求，以5G技术满足更高速率、低时延联网需求。”对于速率的要求不同，需要建设NB-IoT、Cat1、5G网络满足物联网通信需求。通知明确了未来物联网通信建设的这三个方向，并未提及其他竞争技术，相当于在技术路线上做出了选择，而NB-IoT的竞争技术LoRa、Sigfox未来发展前景将受到较大影响。

对于大部分模组、终端、系统和应用厂商来说，它们对于各种技术是中立的，选择何种技术路线大部分是一种纯市场化行为。而现如今工信部已经公布了技术路线，芯片、模组、终端、应用厂商将据此做出自身调整，并将未来的发展重心集中到NB-IoT当中。

投资人需要明确的一点是，NB-IoT在技术层面对比其他技术具有相对优势，并且是中国移动物联网发展路线中满足低速率场景的唯一技术。根据预测，未来物联网通信技术应用中，低速率高延迟的应用将占到60%的市场份额，全部由NB-IoT提供网络基础，因此NB-IoT值得更多的关注。

图6 移动物联网各技术应用分布

资料来源：华泰证券

3. 物联网产业应用角度

从物联网产业链层次中看，目前感知层、网络层和平台层均已具有成熟商用产品，下游应用层处于商用陆续突破阶段。

对于芯片、模组、基站、网络设备等标准化应用的零器件、产品来说，产业中集中了高通、海思、紫光展锐、中兴、华为、诺基亚、爱立信等高技术企业。这类企业具有较高的技术护城河，尤其在标准化产品的研发和生产中具有技术优势和成本优势。在网络建设发展趋势已经明晰的当下，行业格局也已经稳定由这些大企业占据。尤其是网络基础设施建设当中采用的招标方式使得小企业难以分一杯羹。例如，在中国移动首期蜂窝物联网无线主设备集中采购工作中，集采宏基站数量总计为146416个，最终由华为、中兴、爱立信和诺基亚中得，其中华为和中兴的中标份额分别为48.8%和32.5%，合计共81.3%，国内两家头部企业在中国的物联网基站主设备中拥有主要的市场占有率。在NB-IoT芯片方面，华为海思、紫光展锐、联发科等具有较强的芯片设计等技术能力，较为成熟的运营商支持和商用生态，处于行业第一梯队。其中华为NB-IoT基带芯片在国内市场占有率超过90%。2020年华为推出基于3GPP R14/R15标准的更先进的Boudica200，实现更好的移动性能、更短的时延和更低的功耗，典型场景下的功耗可降低40%以上。在云平台建设方面阿里云、腾讯云等头部品牌也具有应用范围广、产品质量过硬的优势，后来者难以撼动头部地位。

应用层的建设正在进入突破阶段，并没有大企业能够提供标准化的产品统一行业格局。其原因是各行业的智能、智慧化建设节奏不同，技术要求不同，标准不同，各行业本身的特点也不同，因此在应用层难以出现统一的标准化产品。未来的应用层趋势是在细分行业中（如智能家居、智慧农业、工业制造、能源表计、消防烟感、物流跟踪等）出现具备行业经验并且熟悉物联网的解决方案提供商，投资人应关注同时具备业界经验和物联网经验基因的团队。

图7物联网产业链及主要竞争企业

资料来源：招商证券

除此之外，工信部通知提到“打造移动物联网标杆工程。建设移动物联网资源库，开展创新与应用实践案例征集入库工作，提供交流推广、投融资需求对接等服务；从资源库中遴选一批最佳案例打造移动物联网标杆工程，通过标杆工程带动百万级连接应用场景创新发展；进一步扩展移动物联网技术的适用场景，拓展基于移动物联网技术的新产品、新业态和新模式。”因此，具有丰富的产业物联网建设经验的团队将得到更多的市场机会与发展契机，投资人可以重点关注。

具体的细分行业方面，下图整理了将更快出现进展的场景及其技术应用，可以关注其中的智能表计、共享单车定位追踪、智慧烟感、智能物流、智慧城市部分建设。