智次方&摯物產業研究院：2023年Cat.1bis產業發展白皮書（40頁）.pdf

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1、Cat.1bis產業發展白皮書智次方摯物產業研究院紫光展銳（上海）科技有限公司2022年11月_Cat.1bis 產業發展白皮書Copyright2022版權與免責聲明Copyright2022版權與免責聲明本白皮書主要基于公開資料編寫，僅供讀者參考，不構成任何投資或法律建議。本白皮書版權歸北京英維塔科技有限公司（智次方）和紫光展銳（上海）科技有限公司（紫光展銳）共同所有，并受到法律保護。任何形式的轉載、摘編或以其它方式利用本白皮書的任何內容，應注明“來源：智次方&紫光展銳”。違反上述聲明者，智次方及紫光展銳將追究相關法律責任。_Cat.1bis 產業發展白皮書目 錄目 錄前 言.1第一章 C

2、at.1bis 概述.2第一節 Cat.1bis 技術簡介.2一、Cat.1bis 定義.2二、Cat.1bis 技術特點.3第二節 Cat.1bis 技術標準演進.4第三節 Cat.1bis 發展歷程.5第四節 Cat.1bis 發展背景.7一、政策背景.7二、產業環境.8第二章 Cat.1bis 的競爭優勢.11一、Cat.1bis 的網絡和成本優勢.12二、Cat.1bis 的技術性能優勢.12第三章 Cat.1bis 市場發展和應用趨勢.14第一節 Cat.1bis 芯片市場發展現狀及前景.14一、Cat.1bis 芯片及模組市場規模.14二、Cat.1bis 芯片市場結構.15三、C

3、at.1bis 芯片市場前景.16_Cat.1bis 產業發展白皮書第二節 Cat.1bis 應用發展現狀及前景.16一、Cat.1bis 應用場景廣泛.16二、Cat.1bis 國內應用市場潛力巨大.18三、Cat.1bis 出海勢頭發展良好.20第四章 Cat.1bis 主要應用場景案例.21第一節 智能穿戴.21一、市場前景.21二、解決方案.21三、Cat.1bis 智能穿戴應用的優勢.21第二節 共享設備.22一、市場前景.22二、解決方案.22三、Cat.1bis 共享設備應用的優勢.24第三節 公網對講.24一、市場前景.24二、解決方案.24三、Cat.1bis 公網對講應用的

4、優勢.25第四節 車載定位.25一、市場前景.25_Cat.1bis 產業發展白皮書二、解決方案.26三、Cat.1bis 車載定位應用的優勢.27第五節 安防監控.27一、市場前景.27二、解決方案.27三、Cat.1bis 安防監控應用的優勢.28第六節 智能電表.28一、市場前景.28二、解決方案.29三、Cat.1bis 智能電表應用的優勢.31第七節 光伏發電.31一、市場前景.31二、解決方案.31三、Cat.1bis 光伏發電應用的優勢.32第八節 金融支付.32一、市場前景.32二、解決方案.33三、Cat.1bis 金融支付應用的優勢.34_Cat.1bis 產業發展白皮書1

5、前 言前 言Cat.1bis 作為 Cat.1 的升級演進版本，采用單天線設計，適用于更廣泛的應用場景。同時，Cat.1bis 對算法和部分技術性能作了進一步優化，有效降低了元器件的復雜度和成本；與 Cat.1 具有全兼容性，現有 4G 基站可同時支持 Cat.1bis和 Cat.1 終端?？偟膩砜?，Cat.1bis 具備明顯的網絡、成本和技術性能優勢。當前，Cat.1bis 呈現出良好發展勢頭，其適用場景廣泛，已在智能穿戴、共享設備、公網對講、車載定位、安防監控、智能電表、光伏發電、金融支付等眾多場景實現規?；涞貞?。在此有力牽引下，Cat.1bis 的芯片及模組市場保持快速增長，相應成本

6、已降至較合理區間，為大規模承接原 2G/3G 市場，以及替代其它部分中低速應用市場做好了準備。為促進 Cat.1bis 產業進一步快速健康發展，智次方摯物產業研究院聯合Cat.1bis 芯片領軍企業紫光展銳特策劃推出本白皮書，以期為更多有意加入Cat.1bis 生態的企業、機構和從業人員提供有益參考。_Cat.1bis 產業發展白皮書2第一章 Cat.1bis 概述第一章 Cat.1bis 概述第一節 Cat.1bis 技術簡介一、Cat.1bis 定義第一節 Cat.1bis 技術簡介一、Cat.1bis 定義（一）Cat.1（一）Cat.1CatX 全稱為 LTE UE CategoryX

7、，是 3GPP 用來衡量用戶終端設備無線性能的標準。UE Category 包含多項無線特性，其中最重要的是 UE 支持的速率。2009年 3 月，3GPP 在 Release8（簡稱 R8）中正式提出 LTE，并同步推出 LTE Cat.1（以下簡稱 Cat.1）、Cat.2、Cat.3、Cat.4、Cat.5 等 5 個終端類別，其中，Cat.1定義的上/下行峰值速率為 5/10Mbps。（二）Cat.1bis（二）Cat.1bis在 3GPP 標準中，Cat.1 采用雙天線設計，無法滿足眾多類型終端，如可穿戴設備等提出的模組小型化要求。而采用單天線規格的終端能力等級僅限于Cat.0、Ca

8、t.M1（簡稱 eMTC）和 Cat.NB1（簡稱 NB-IoT），它們最高 1Mbps的傳輸速率難以滿足大部分場景的體驗需求。業界亟待制定新的，具備更高終端能力等級的單天線標準，Cat.1bis 應運而生。3GPP 在 2017 年 3 月發布的 Release 13（簡稱 R13）版本中定義了單天線設計的 Cat.1bis 標準。其中的 bis 來源于拉丁語“第二次”或“再一次”之意，放在 Cat.1 之后意指在傳統 Cat.1 能力等級基礎上的二次衍生。Cat.1bis 采用單_Cat.1bis 產業發展白皮書3天線設計，并對算法作了進一步簡化，在降低復雜度的同時，能有效減少元器件成本；

9、并且，Cat.1bis 與 Cat.1 具有全兼容性，現有 4G 基站可同時支持 Cat.1bis和 Cat.1 終端。二、Cat.1bis 技術特點二、Cat.1bis 技術特點Cat.1bis 在 Cat.1 的基礎上進行了部分技術性能優化，大幅降低了終端設計的復雜度，適用于更廣泛的應用場景。（一）Cat.1bis 與 Cat.1 的一致性技術特點（一）Cat.1bis 與 Cat.1 的一致性技術特點Cat.1bis 的頻段、通信協議、UE 能力要求，以及上下行理論峰值速率等均與 Cat.1 保持一致，能最大化利用現有 4G 網絡的廣泛覆蓋優勢。（二）Cat.1bis 較 Cat.1 的

10、差異化技術特點（二）Cat.1bis 較 Cat.1 的差異化技術特點一是，Cat.1bis 終端為單天線設計，相比 Cat.1 終端體積更小，適用場景更廣。二是，Cat.1bis 終端能力上報規則在 Cat.1 的基礎上進行了擴展，引入了oneBis 指示，能讓網絡正確識別其為 Cat.1bis 終端。_Cat.1bis 產業發展白皮書4表 1：Cat.1bis 與 Cat.1 的異同表 1：Cat.1bis 與 Cat.1 的異同類別類別Cat.1Cat.1Cat.1bisCat.1bis差異解析差異解析3GPP 版本R8R13接收天線2Rx（雙天線）1Rx（單天線）單天線可用在體積更小的

11、設備上，應用場景更為廣泛峰值速率5Mbps/10Mbps基本一致鏈路預算MCL=140.7dB基本一致終端成本相比傳統 LTE Cat4，成本降低約 28%終端成本降低，更具競爭力來源：公開資料，摯物產業研究院整理第二節 Cat.1bis 技術標準演進第二節 Cat.1bis 技術標準演進2009 年，3GPP R8 定義 Cat.1 采用雙天線設計，具備低功耗、中等速率等特點，主要應用于智能穿戴類產品。但智能穿戴設備對體積的敏感度極高，雙天線設計使得其體積過大，市場接受度不高，產品推出初期并未形成規?；帕?。2016 年 6 月至 2017 年 3 月，為實現芯片單天線和終端小體積，3GPP

12、RAN#73#75 標準全會就此終端能力新等級作討論與定義，最終在 2017 年 3 月9 日，對 3GPP Release 13 LTE Cat.1bis 核心部分進行正式凍結。通過將初代LTE Cat.1 作為技術錨點，結合后續配套的標準性能和一致性認證，實現以極低的標準修訂成本，定義出符合中速人聯/物聯應用場景，且具備完善的后向兼容能力的終端能力等級 Cat.1bis。2019 年 8 月，中國通信標準化協會 TC5 WG9 第 100 次會議正式通過決議，_Cat.1bis 產業發展白皮書5將 Cat.1bis 寫入通信行業標準 LTE 數字蜂窩移動通信網終端設備技術要求（第四階段）。

13、2020 年 10 月，中國通信標準化協會 TC5 WG9 第 109 次會議討論通過 LTECat.1bis 數字蜂窩移動通信網終端設備測試方法 立項申請。本次申請由中國移動、中國信息通信研究院、中國聯通、中國電信等共同牽頭，紫光展銳等十數家芯管端代表企業共同聯署，反映出業界對 Cat.1bis 技術方向的高度一致認可，以及加快形成配套測試規范行標的迫切期望。圖 1：Cat.1 到 Cat.1bis 的標準演進過程圖 1：Cat.1 到 Cat.1bis 的標準演進過程來源：公開資料，摯物產業研究院整理第三節 Cat.1bis 發展歷程第三節 Cat.1bis 發展歷程2017 年，在 3G

14、PP 討論和定義 Cat.1bis 標準的同時，以紫光展銳等為代表的國內芯片廠商同步跟進，把 Cat.1bis 芯片的開發計劃列上日程。_Cat.1bis 產業發展白皮書62018 年，展銳 Cat.1bis 芯片樣片開始針對戰略客戶進行推廣。2019 年 4 月，全球認證論壇 GCF CAG#58 次會議，紫光展銳聯合羅德與施瓦茨成功激活 Cat.1bis GCF WI-299，開啟 Cat.1bis GCF 認證及一致性測試生態建設。2019 年 11 月，紫光展銳在第 7 屆中國移動全球合作伙伴大會發布全球首顆Cat.1bis 芯片 8910DM，加快推進 Cat.1bis 技術創新和市

15、場應用進程。2019 年 12 月，中國移動研究院組織的 Cat.1/1bis 現網兼容性測試驗證中，8910DM 率先通過全部六家主流基站廠商的現網測試項。2020 年 4 月，廣和通基于 8910DM 芯片的模組產品 L610，率先全部通過CCC、SRRC、NAL和中國電信運營商的認證，成為國內首家量產出貨Cat.1bis模組產品的企業。2020 年 6 月，中國聯通發布搭載 8910DM 芯片的業內第一款支持 Cat.1bis，且與主流 Cat.4 模塊軟硬件兼容的雁飛 Cat.1 模組。2020 年 7 月，哈啰出行聯合中國聯通、紫光展銳、廣和通三家企業共同宣布，哈啰出行率先在其共享兩

16、輪出行服務中應用 Cat.1bis 技術，搭載Cat.1bis 模組的 1500 輛哈啰助力車正式投入使用。這是共享兩輪出行領域第一次應用 Cat.1bis 技術，標志著共享兩輪出行將大規模邁入 4G 時代。2020 年 11 月，中國聯通宣布搭載 8910DM 芯片的雁飛 Cat.1 模組完成全球首個 LTE Cat.1bis PSM 特性現網規模測試，標志著 Cat.1bis PSM 特性端到端可商用能力正式獲得運營商現網權威論證。2020 年 11 月，中國移動研究院在第 8 屆中國移動全球合作伙伴大會正式發布中低速物聯網業務遷移技術能力報告（2020 年），明確提出中國移_Cat.1b

17、is 產業發展白皮書7動將采用 Cat.1bis 技術承接中速率、語音類和高速移動類物聯網業務。2020 年 12 月，紫光展銳與泰爾終端實驗室、廣和通共同宣布，廣和通L610-EU 模組正式獲得全球首個 Cat.1bis 模組 GCF 認證，標志著搭載8910DM 芯片的 Cat.1bis 模組正式具備海外供貨資質。2021 年 2 月，移芯通信在 MWC 上海展上宣布，自主研發的 Cat.1bis 芯片已流片，Cat.1bis 芯片市場正吸引更多企業進入。2021 年 3 月，紫光展銳面向海外頭部運營商，全面啟動 Cat.1bis 芯片與模組測試認證合作。圖 2：Cat.1bis 發展歷程

18、圖 2：Cat.1bis 發展歷程3GPP Cat.1bis 標準開始討論，國內芯片廠商同步跟進國內 Cat.1bis 芯片廠商開始聯合模組廠家合作開發Cat.1bis 進入測試階段，形成行業規范標準文件Cat.1bis 芯片模組產品進入規?；瘧秒A段2017 年年2018 年年2019 年年2020 年年來源：公開資料，摯物產業研究院整理第四節 Cat.1bis 發展背景一、政策背景第四節 Cat.1bis 發展背景一、政策背景2020 年 5 月，工信部發布的關于深入推進移動物聯網全面發展的通知明確提出，推動 2G/3G 物聯網業務遷移轉網，建立 NB-IoT、4G 和 5G 協同發展_C

19、at.1bis 產業發展白皮書8的移動物聯網綜合生態體系。在深化 4G 網絡覆蓋、加快 5G 網絡建設的基礎上，以 NB-IoT 滿足大部分低速率場景需求；以 4G 承載中速率、語音類、高速移動類業務，滿足中等速率物聯需求；以 5G 技術滿足更高速率、低時延聯網需求；引導新增物聯網終端不再使用 2G/3G 網絡，推動存量 2G/3G 物聯網業務向NB-IoT/4G/5G 網絡遷移。在明確的減頻退網政策引導下，為實現新舊動能轉換、集約利用優質資源和降低運維成本，國內三大運營商近年加快了 2G/3G 退網的步伐。但退網不能退服務，NB-IoT 和 Cat.1/1bis 等是較為成熟和合適的替代技術

20、，能較好地滿足低功耗、大連接的物聯網應用場景需求。2G/3G 退網為 Cat.1/1bis 的快速發展提供了巨大的市場替代空間。二、產業環境二、產業環境（一）產業鏈快速壯大（一）產業鏈快速壯大隨著 2G/3G 物聯網業務加快遷移轉網，國內物聯網芯片和模組廠商開始大量轉為研發和推出 Cat.1/1bis 相關產品。其中，紫光展銳推出了 Cat.1bis 芯片8910DM，翱捷科技推出了 Cat.1 芯片 ASR1601/3601 等。這些產品較好地滿足了物聯網中低速應用場景的市場需求。國內主流模組廠商移遠通信、中移物聯網、廣和通、美格智能、高新興、日海智能、騏俊物聯、芯訊通等紛紛基于國產芯片平臺

21、，累計推出超 20 款模組產品。_Cat.1bis 產業發展白皮書9表 2：國內 Cat.1/1bis 產業鏈簡表表 2：國內 Cat.1/1bis 產業鏈簡表終端類別終端類別芯片廠家芯片廠家模組廠商模組廠商3GPPR133GPP R8Cat.1bisCat.1紫光展銳：8910DM廣和通、有方、中移物聯、移遠、美格智能、有人物聯網、合宙翱捷科技：ASR3601移遠、移柯、高新興、域格、信位通訊、銳騏科技、芯訊通來源：公開資料，摯物產業研究院整理表 3：搭載 8910DM 的主流 Cat.1bis 模組表 3：搭載 8910DM 的主流 Cat.1bis 模組模組企業模組企業模組（系列）產品模

22、組（系列）產品移遠通信EC200U 模組廣和通L610 系列模組美格智能SLM320 模組有方科技N58 模組中移物聯網ML302 模組聯通物聯雁飛 CAT1 模組琪俊物聯ML110 模組夏新AL36 模組博實結科技BC76 系列飛圖同輝FLY380S 模組合宙Air724UG 系列模組寬翼通信BM215 模組有人物聯網WH-GM5 模組龍尚科技M5700 系列模組來源：公開資料，摯物產業研究院整理_Cat.1bis 產業發展白皮書10隨著更多芯片和模組廠商進行 Cat.1bis 相關產品的研發設計與應用推廣，Cat.1bis 在中低速物聯網市場的技術性能優勢將持續得到挖掘和釋放，Cat.1b

23、is芯片和模組的性價比及出貨規模有望持續走高。（二）網絡配套成熟（二）網絡配套成熟中國已建成全球規模最大的 4G 網絡，截至 2021 年底，全國 4G 基站規模達 590 萬站，4G 網絡的覆蓋廣度和深度均居全球領先地位。Cat.1/1bis 可以充分利用現有 4G 網絡，無需再增加建網投入，將節省大量成本。圖 3：2015-2021 年中國 4G 基站規模及同比增速（單位：萬站，%）圖 3：2015-2021 年中國 4G 基站規模及同比增速（單位：萬站，%）來源：工信部，摯物產業研究院整理_Cat.1bis 產業發展白皮書11第二章 Cat.1bis 的競爭優勢第二章 Cat.1bis

24、的競爭優勢Cat.1bis 的傳輸速率屬于中低速檔，業務場景上與 2G/3G、eMTC 和 NB-IoT等有部分重合，能在一定程度上滿足高速移動、時延敏感場景的通信要求。同時，其支持語音交互，具備低成本、低功耗等優勢。根據艾瑞咨詢估算，預計至 2025 年，我國物聯網的連接數有望高達 198.8億個。業界預計，中低速物聯網應用的占比將約為 90%。未來，近兩百億的物聯網連接中，對網絡的能力要求將是差異化的：約 10%的節點需要大帶寬、高速率的通信技術，如高速率 4G（LTE Cat.4 以上）、5G 等提供支撐；約 30%的節點需要中等傳輸速率的技術，如 3G、Cat.1/1bis 與 eMT

25、C 等進行配套；約 60%的節點僅需低速率連接技術，如 2G、NB-IoT、LoRa 等即足以滿足相關需求。Cat.1bis 有望成為 30%的中速場景中的主要承載技術，同時，對 60%的低速場景也具備較大的替代優勢。表 4：2G、NB-IoT、Cat.1bis 及 LoRa 技術對比表 4：2G、NB-IoT、Cat.1bis 及 LoRa 技術對比2G2GNB-IoTNB-IoTCat.1bisCat.1bisLoRaLoRa覆蓋增強覆蓋增強144dB164dB144dB（+15 dB）155dB功耗功耗關機態：60uA待機態：2mA休眠態5uA待機態1mA休眠態20uA待機態：2-4mA

26、休眠態：1.8uA待機態：10mA速率速率上下行 85.6kbps（少部分可達 171kbps）R13：上下行 62/21kbpsR14：上下行150/100kbpsFDD:5Mbps/10MbpsTDD:1Mbps/7.3Mbps0.2kbps/50kbps頻譜頻譜授權頻段授權頻段授權頻段未授權頻段語音語音支持不支持支持不支持時延時延非深度覆蓋場景時延性能相當，深度覆蓋時NB-IoT 差于 2G（時延換覆蓋）典型值1sNA來源：公開資料，摯物產業研究院整理_Cat.1bis 產業發展白皮書12一、Cat.1bis 的網絡和成本優勢一、Cat.1bis 的網絡和成本優勢Cat.1bis 與 N

27、B-IoT、2G/3G、eMTC、Cat.4 和 LoRa 等相比，具有網絡覆蓋和成本支出優勢。Cat.1bis 可由現有 4G 網絡承載，運營商無需額外升級基站的硬件配置，只需對基站參數進行調整，即可實現Cat.1bis 終端接入。而NB-IoT、2G/3G、eMTC、Cat.4 和 LoRa 等面臨著較大發展限制：NB-IoT 的網絡覆蓋遠不如 4G，需要投入較大資源進行基站新設或改造；2G/3G 進入減頻退網階段；4G 網絡支持 eMTC 需支付額外費用進行升級，且 eMTC 在國內的產業生態并不理想；Cat.4 與 Cat.1bis 網絡兼容，二者具有相同的基礎網絡優勢，但 Cat.4

28、 在功耗、集成度、價格等方面難以滿足部分場景的需求；LoRa 作為非授權頻段技術，可用以點位組網，但不能進行大面積建網，從而限制了其更廣泛應用。通信方面，NB-IoT 受限于數據傳輸速度和物體移動速度、時延需求，通常適用于小碼流、靜止狀態的場景，如三表（水表、電表、燃氣表）。Cat.1bis可以傳輸更大碼流，且具有更好的對移動性與語音的支持能力。二、Cat.1bis 的技術性能優勢二、Cat.1bis 的技術性能優勢Cat.1bis 的技術性能優勢表現在多個方面：一是 Cat.1bis 相較 NB-IoT、2G/3G 等可以傳輸更大碼流，且具有更好的移動性與語音支持能力，能有效降低公網對講時延

29、，提升通話音質。二是 Cat.1bis 芯片支持擴展 eDRX 和 PSM，具備 uA 級低功耗優勢。三是在降低功耗的前提下，Cat.1bis 可實現 15dB 的覆蓋增強。_Cat.1bis 產業發展白皮書13四是 Cat.1bis 同時支持 A2DP 和 HFP 等藍牙媒體協議，并加入了 BT 特性，可以實現近程和遠程隨時切換，方便設備維護和升級。五是 Cat.1bis 芯片的安全保障得到增強。六是具備 FOTA 差分升級和整包升級功能，方便客戶進行版本管理。_Cat.1bis 產業發展白皮書14第三章 Cat.1bis 市場發展和應用趨勢第三章 Cat.1bis 市場發展和應用趨勢第一節

30、 Cat.1bis 芯片市場發展現狀及前景一、Cat.1bis 芯片及模組市場規模第一節 Cat.1bis 芯片市場發展現狀及前景一、Cat.1bis 芯片及模組市場規模2020 年，全球 Cat.1/1bis 芯片市場規模約為 4.7 億美元，預計到 2024 年，市場規模有望達 6.7 億美元，2020-2024 年的年均復合增速為 9.3%?；?Cat.1/1bis 芯片的模組具備優異性能，其未來增長前景同樣樂觀。在市場規模方面，2020 年，全球中低速蜂窩模組的價值空間約為 27 億美元，其中Cat.1/1bis 模組占據了 25.9%的份額。預計到 2025 年，全球中低速蜂窩模組

31、的價值空間將增至 55 億美元，其中 Cat.1/1bis 模組將占據 27.3%的份額，相應的市場價值規模將從 7 億美元增至 15 億美元，實現份額、規模雙提升。在出貨量方面，2022 年，全球 Cat.1bis 模組將迎來爆發式增長，其出貨量或接近 1 億片，市場份額超過 Cat.1 模組，在各蜂窩制式中位居第二。至 2027年，全球 Cat.1bis 模組的出貨量有望超過 3 億片，達到歷史最高點。此后年份，Cat.1bis 模組仍將保持較高出貨規模，在各蜂窩制式中位居第三，并對第四名Cat.1 模組保持較大領先優勢。_Cat.1bis 產業發展白皮書15圖 4：全球市場各制式蜂窩模組

32、出貨量變化趨勢圖 4：全球市場各制式蜂窩模組出貨量變化趨勢來源：Counterpoint二、Cat.1bis 芯片市場結構二、Cat.1bis 芯片市場結構近年來，紫光展銳等多家國產芯片廠商陸續推出 Cat.1bis 芯片，吸引一眾模組廠商跟進，有效促進了產業應用成熟。同時，疊加 2G/3G 加速減頻退網，Cat.1bis 開始進入快速發展期，移芯通信、智聯安等廠商也相繼開始發力Cat.1bis 芯片市場。截至 2021 年底，紫光展銳在 Cat.1bis 芯片市場占據 7 成以上份額。_Cat.1bis 產業發展白皮書16三、Cat.1bis 芯片市場前景三、Cat.1bis 芯片市場前景C

33、at.1bis 適用于中低速場景，同時能在一定程度上滿足高速移動、時延敏感場景的通信要求。并且，其支持語音交互，具備低成本、低功耗等優勢。目前，Cat.1bis 模組的成本已降至較合理區間，為 Cat.1bis 大規模承接原 2G/3G 市場，以及替代其它部分中低速應用市場做好了準備。2020 年 9 月，紫光展銳宣布獨家中標中國聯通 Cat.1 芯片集采項目，采購規模達 500 萬套，是目前運營商 Cat.1 芯片招標中規模最大的項目之一，將推動Cat.1 產業快速規?；l展。目前，中國移動、中國聯通、廣和通，有方科技、美格智能、合宙、龍尚、有人物聯網等多家模組廠商進一步推出了搭載 8910

34、DM芯片的 Cat.1bis 模組，并已在多個領域和場景落地應用。Cat.1bis 憑借良好的性能優勢，正逐步成為芯片和模組廠商青睞的方向，有望在未來持續提升產業價值規模和連接份額。第二節 Cat.1bis 應用發展現狀及前景一、Cat.1bis 應用場景廣泛第二節 Cat.1bis 應用發展現狀及前景一、Cat.1bis 應用場景廣泛目前，Cat.1bis 在國內的主要應用場景有共享充電寶、共享電動單車、POS機、云喇叭等；同時，在智能穿戴設備（如兒童手表、智能手環等）、安防監控、電力抄表、戶外廣告等場景中也表現出了巨大應用潛力。未來，其芯片/模組在相應領域的出貨規模有望達到甚至超過千萬數量

35、級。_Cat.1bis 產業發展白皮書17表 5：Cat.1bis 在多個行業中的適用匹配度表 5：Cat.1bis 在多個行業中的適用匹配度行業行業典型業務典型業務覆蓋需求覆蓋需求移動性移動性功耗要求功耗要求匹配程度匹配程度2025 年 Cat.1bis 芯片/模組潛在出貨空間2025 年 Cat.1bis 芯片/模組潛在出貨空間2G/3G2G/3GNB-IoTNB-IoTCat.1bisCat.1bis表計水、燃、熱室內深度覆蓋無高，10 年中高中億級能源電力全國覆蓋無高，5-10 年高中高億級智能穿戴手表、手環廣域/室內覆蓋10km/h高，2 年中低高億級智能消防煙感室內深度覆蓋無高，5

36、 年低高中千萬級金融行業POS 機廣域/室內覆蓋無低，可充電中低高千萬級共享行業共享單車全國覆蓋10km/h高，2 年中高高千萬級交通物流物流追蹤全國覆蓋120km/h中，6 個月高高高千萬級智慧城市智能路燈室外覆蓋無無中高高千萬級智能停車室內外覆蓋無高，5 年低高高千萬級智能門鎖室內深度覆蓋無高，3 年低高高千萬級來源：摯物產業研究院、公開資料以全球首款 Cat.1bis 芯片 8910DM 為例，其采用 28nm 成熟工藝，支持Cat.1bis 和 GSM 雙模，上行速率 5Mbps，下行速率 10Mbps。擁有高集成度，同時集成了藍牙通訊和 Wi-Fi 室內定位，支持 VoLTE，可實現

37、更穩定的連接。同時，通過系統優化，8910DM 可實現大幅降低功耗，能以更廣覆蓋、更快速率、更低時延滿足更多應用場景的需求。_Cat.1bis 產業發展白皮書18圖 5：8910DM Cat.1bis 芯片應用場景圖 5：8910DM Cat.1bis 芯片應用場景來源：公開資料，摯物產業研究院整理二、Cat.1bis 國內應用市場潛力巨大二、Cat.1bis 國內應用市場潛力巨大國內中低速場景的市場空間巨大，其連接數將占到移動物聯網整體連接份額的 90%左右。Cat.1/1bis 支持中速視頻和語音交互，具備小體積、易部署、廣覆蓋等優點，在中速應用場景具有絕對優勢。而且，隨著其成本不斷下降，

38、性能持續優化，Cat.1/1bis 開始進入部分低速場景。Cat.1bis 在國內市場經過 2017-2019 三年的技術探索和應用場景錨定，從2020 年開始取得較大突破。以中國聯通雁飛 Cat.1bis 系列模組產品為例，截至目前，其銷售量已超 200 萬片，在 4G 降本、2G/3G 遷轉、與 NB-IoT 互補等方面均發揮了重要作用。_Cat.1bis 產業發展白皮書19未來，國內 Cat.1bis 模組的出貨規模有望持續提升，其潛在市場空間主要包括：1）逐步替代 2G/3G 減頻退網后空出的市場空間；2）從 Cat.4 遷移至 Cat.1 的 4G 中低速市場空間；3）在自身技術性能

39、優勢支持下拓展出的新市場空間。（一）Cat.1bis 將成為 2G/3G 減頻退網后的最佳替代方案（一）Cat.1bis 將成為 2G/3G 減頻退網后的最佳替代方案2G/3G 物聯網主要應用于中低速領域，如水/氣/電表計、共享充電寶、公網對講、POS 機、云喇叭及支付盒子等。隨著 2G/3G 減頻退網，Cat.1bis 的技術性能及價格優勢將使其成為原 2G/3G 網絡的最佳替代方案，有望獲得原 2G/3G物聯網連接約 60-90%的份額。（二）Cat.1bis 相對 Cat.4 具備低成本和低功耗優勢（二）Cat.1bis 相對 Cat.4 具備低成本和低功耗優勢如共享充電寶、公網對講、低

40、功耗視頻攝像機等小流量、成本敏感及低功耗場景，Cat.4 的硬件配置成本和功耗高，存在大量應用痛點，Cat.1bis 有望更好地滿足相關場景的市場需求。相比 Cat.4，Cat.1bis 芯片的成本和功耗更低；系統優化后的 Cat.1bis 模組集成度更高，硬件架構更簡單；相應的物聯網終端設備成本及功耗也將顯著降低。_Cat.1bis 產業發展白皮書20（三）Cat.1bis 憑借技術性能優勢搶占低速市場（三）Cat.1bis 憑借技術性能優勢搶占低速市場隨著Cat.1bis持續發展優化，其芯片價格有望逐步降至NB-IoT芯片的水平。同時，Cat.1bis 依托現有 4G 網絡基礎，部署成本低

41、，帶寬足夠支持語音交互和中速視頻。在廣域覆蓋范圍內，Cat.1bis 的應用場景更為豐富，能夠提供更好的體驗，將對 NB-IoT 等低速市場形成部分替代。三、Cat.1bis 出海勢頭發展良好三、Cat.1bis 出海勢頭發展良好在政府和國內一眾芯片模組廠商的大力推動下，Cat.1bis 的國產產業鏈快速發展壯大。其中，紫光展銳等企業成為全球 Cat.1bis 芯片技術的領軍者。由于中國 Cat.1bis 的產業實力全球領先，多家龍頭企業正憑借先發優勢和技術積累，加快拓展海外市場。以紫光展銳為例，其聯合上下游合作伙伴與海外運營商建立了深度合作關系，并發布了符合歐洲等多個海外地區運營商需求特性的

42、 Cat.1bis芯片。2020 年 12 月，廣和通推出搭載 8910DM 芯片的 L610-EU 模組，并獲得全球首個 Cat.1bis 模組 GCF 認證。目前，8910DM 芯片已完成對 63 個國家的場測和發貨。中國的 Cat.1bis 芯片產品已在海外市場獲得充分認可。_Cat.1bis 產業發展白皮書21第四章 Cat.1bis 主要應用場景案例第四章 Cat.1bis 主要應用場景案例第一節 智能穿戴一、市場前景第一節 智能穿戴一、市場前景綜合 IDC、中商產業研究院、華經產業研究院等機構數據，2021 年，中國可穿戴設備出貨量為 1.4 億臺，市場規模達 964.2 億元。其

43、中，出貨量同比增長30.8%，市場規模同比增長 24.9%。2017-2021 年間，中國可穿戴設備出貨量和市場規模的年均復合增速分別高達 25.2%和 34.6%。預計到 2025 年，中國智能可穿戴設備市場規模將增至1573.1億元，2021-2025年的年均復合增速為13%。未來數年，智能可穿戴設備市場仍將保持高速增長態勢，并帶動 Cat.1bis 快速增長。二、解決方案二、解決方案Cat.1bis 提出的最初目的，即為滿足可穿戴設備等提出的模組小型化、低功耗和中速率傳輸要求。以智能手表為例，通過采用 Cat.1bis 芯片，將有效實現產品體積、功耗和性能的平衡，大幅提升用戶體驗。三、C

44、at.1bis 智能穿戴應用的優勢三、Cat.1bis 智能穿戴應用的優勢早期智能穿戴設備采用 Cat.1 雙天線設計，導致其體積過大，市場接受度不高，產品面世初期并未形成規?；帕?。相較 Cat.1，Cat.1bis 采用單天線設計，_Cat.1bis 產業發展白皮書22支持語音交互，具備低功耗、中等速率等優點，既能滿足小微型體積設備對芯片的要求，又能提供較佳的中速人聯/物聯服務體驗，極為適用于智能穿戴類產品。第二節 共享設備一、市場前景第二節 共享設備一、市場前景據國家信息中心數據，2021 年我國共享經濟市場交易規模約為36881 億元，同比增長約 9.2%，增幅較上年明顯提升。其中，以

45、共享新零售、共享出行、共享充電寶、共享按摩椅等為熱點的生活服務共享經濟市場規模達 17118 億元，居于共享經濟各細分領域首位。展望“十四五”，在 5G、AI、區塊鏈、元宇宙等技術的創新應用引領下，共享經濟在生活服務領域的滲透場景將更加豐富。共享經濟的發展將帶動通信芯片、模組、傳感器等大量出貨，為 Cat.1bis 發展創造良好條件。二、解決方案二、解決方案（一）共享充電寶（一）共享充電寶通過搭載 Cat.1/1bis，后臺對共享充電寶實現高效數據傳輸、精準定位和準確計費，滿足用戶即時手機充電的需求，助力入駐場域提升服務體驗。_Cat.1bis 產業發展白皮書23（二）共享 KTV（二）共享

46、KTV基于 Cat.1/1bis 的共享 KTV 可以滿足人機互動網絡傳輸的要求，使顧客在演唱歌曲的同時，能在線錄音并傳輸至手機。同時，還能通過移動支付，在無人收銀的情況下完成交易，實現設備低成本運營。（三）共享雨傘（三）共享雨傘基于 Cat.1/1bis 的共享雨傘將替代傳統 2G 共享雨傘成為主流。結合Cat.1/1bis、RFID、霍爾線圈、藍牙等技術，實現共享雨傘的自動感應、識別和管理，使消費者便捷完成借還。（四）共享家電（四）共享家電基于 Cat.1bis，將保障共享家電隨時隨地實現穩定連接、高效交互和可靠控制；同時，通過 Cat.1bis+標準藍牙鑒權等方式，還能為應用的指令控制、

47、數據交互等提供安全保障。（五）自動售貨機（五）自動售貨機借助 Cat.1/1bis 連接技術，實現消費者不進入商店、不接觸收銀員的情況下，通過簡單按鍵操作和移動支付即能快速獲取商品。此外，基于 Cat.1/1bis的自動售貨機還能開展廣告運營、大數據管理等。_Cat.1bis 產業發展白皮書24三、Cat.1bis 共享設備應用的優勢三、Cat.1bis 共享設備應用的優勢以哈啰共享單車出行為例，哈啰出行聯合紫光展銳、廣和通宣布率先在共享兩輪出行服務中應用 LTE Cat1/1bis 無線通信解決方案，充分釋放 Cat.1/1bis在移動場景下高速率、穩定可靠、低時延、低功耗等優勢，助力哈啰出

48、行為用戶提供更多優質服務：搭載廣和通 Cat.1/1bis L610 模組的哈啰單車，平均開關鎖時長較搭載 NB-IoT 或 2G 模組的時長縮短 30%以上，用戶能直觀感受到開關鎖體驗的明顯提升；同時，哈啰出行還能給用戶帶來基于 LBS 的動態天氣提醒、升級版智能語音互動和商圈廣告推送等服務。第三節 公網對講一、市場前景第三節 公網對講一、市場前景公網對講是依托電信運營商的通訊網絡和第三方對講系統，搭建起來的對講解決方案。公網對講屬于基礎集群通信產品，用戶規模在千萬級以上，其主要應用場景包括執法、調度、商業服務和園區管理等。目前，公網對講開始越來越多地嵌入到企業/機構的業務流程中，行業定制化

49、解決方案與客戶 IT 系統深度集成的案例正不斷涌現。二、解決方案二、解決方案公網對講解決方案包括對講終端、USIM 卡和公網對講平臺等。以聯通公網數字對講平臺為例，其平臺側采用安卓系統，面向對講終端廠家提供一站式SDK，_Cat.1bis 產業發展白皮書25終端與平臺適配僅需 1 天；面向基礎語音對講需求主打 Cat.1/1bis RTOS 系統，提供輕量級 SDK 植入芯片，并提供標準 API 接口。三、Cat.1bis 公網對講應用的優勢三、Cat.1bis 公網對講應用的優勢Cat.1bis 公網對講除了具備一般公網對講所具有的語音上傳、群呼、單呼、定位、視頻上傳等功能，以及需要滿足未來

50、系統擴容和升級等冗余要求外，還具有語音高質傳輸、芯片算力開放、芯片內置能力豐富等優點。以飛圖同輝公司聯合聯通物聯網發布的，基于 Cat.1bis 芯片 8910DM 的雁飛公網數字對講 PCBA套件產品為例，該套件產品適配聯通的 LTE FDD 網絡，能有效保障語音高質量傳輸；產品基于 Cat.1/1bis 芯片的 OpenCPU 架構，可面向對講應用充分開放芯片算力；主芯片內置音視頻編解碼、藍牙連接等能力，有效降低了對講機的硬件設備成本。第四節 車載定位一、市場前景第四節 車載定位一、市場前景車載定位器廣泛應用于汽車金融風控、資產追蹤、網約車監管、物流車及電動車管理等多種場景。2020 年，

51、全國汽車保有量 2.81 億輛，另有 2.8 億輛電動自行車和摩托車，車載定位器的年出貨量接近 6000 萬臺，其中采用 2G 連接的占比約 80-90%，Cat.1bis 在該細分領域的替代市場空間巨大。_Cat.1bis 產業發展白皮書26二、解決方案二、解決方案（一）汽車金融風控解決方案（一）汽車金融風控解決方案針對汽車金融/融資租賃車輛，可在標的物上安裝搭配 Cat.1bis 連接技術的GPS/北斗定位器，用于車輛定位和監控。（二）電動自行車資產管理解決方案（二）電動自行車資產管理解決方案通過在電動自行車加裝搭配 Cat.1bis 連接技術的定位器，準確采集車輛的經緯度和對應時間等信息

52、，并上傳至平臺，實現對電動自行車的實時跟蹤管理。（三）公務車管理解決方案（三）公務車管理解決方案全國公務車規模約 522 萬輛，目前，公務車管理中仍存在公車私用、信息不透明、用車成本高、管理效率低等問題。通過安裝搭配 Cat.1bis 連接技術的定位器以及其它智能車載設備，并結合公務車管理平臺，可以記錄和顯示公務車的用車信息、車輛位置、運行軌跡，有效解決相關痛點。（四）其他場景解決方案（四）其他場景解決方案車載定位器成本低、安裝便捷，除上述場景外，還被廣泛應用于公交車、出租車、工程車、警用車、兩客一危、物流車、冷鏈車等多類車型的定位、軌跡跟蹤和安全監管。_Cat.1bis 產業發展白皮書27三

53、、Cat.1bis 車載定位應用的優勢三、Cat.1bis 車載定位應用的優勢Cat.1bis 能最大化利用現有 4G 網絡的廣泛覆蓋優勢，與車載定位器目前的主流連接方式 2G 相比，前者的網絡覆蓋面積更廣、傳輸速度更快、時延更低，可以獲得更為良好的體驗。而且，Cat.1bis 的芯片模組成本正逐步降低，將為加速車載定位器的“2 轉 4”進程提供更為有利的環境。第五節 安防監控一、市場前景第五節 安防監控一、市場前景隨著安全發展的重要性日益凸顯，國內安防市場需求規模巨大。據中研網數據，2021 年全國安防行業市場規模達到 9452 億元，2016-2021 年的年均復合增速近 12%。尤其自新

54、冠疫情爆發以來，基于人形/人臉識別的非接觸測溫、基于攝像頭的人員軌跡追蹤、基于運動偵測的家居隔離監控、基于視覺的防疫機器人協作等安防監控解決方案創新層出不窮，貢獻顯著，大大加快了安防監控行業的發展。預計 2022 年我國安防行業市場規模將達 10134 億元，未來數年行業將保持較高景氣度。二、解決方案二、解決方案通過在網絡攝像機搭載 Cat.1bis 模組，將畫面實時流暢傳輸至后臺，及時發現異常和處理問題。_Cat.1bis 產業發展白皮書28三、Cat.1bis 安防監控應用的優勢三、Cat.1bis 安防監控應用的優勢Cat.1bis 具備傳輸速率優勢。網絡攝像機從 2018 年開始，逐步

55、采用高壓縮比的 H.265（HEVC）視頻壓縮編碼格式，傳輸占用的帶寬較低。目前，網絡攝像機主要分為消費級和行業級；消費級攝像機若使用標清分辨率，碼流在512kbps 以下，若使用高清/超清分辨率，碼流在 1.5Mbps 以下；行業級攝像機若使用超清分辨率，碼流在 3Mbps 以下，目前 Cat.1bis 的傳輸速率完全可以滿足網絡攝像機的使用要求。Cat.1bis 具備價格和功耗優勢。相比安防監控目前更多采用的 Cat.4 連接，Cat.1bis 的芯片成本和功耗更低；系統優化后的模組集成度更高，硬件架構更簡單；相應的終端設備成本及功耗也明顯更低。第六節 智能電表一、市場前景第六節 智能電表

56、一、市場前景中國智能電表發展全球領先。國家電網自 2009 年推廣智能電表以來，國內智能電表存量規模已超 5 億臺，其中，主流的連接方式包括 2G、NB-IoT 和 Cat.4。隨著 2G/3G 加速減頻退網，空出的市場空間巨大；同時，Cat.4 方案的價格較高，性能冗余過多，Cat.1bis 可以完全滿足電力抄表要求，且成本更具吸引力，Cat.1bis 有望成為智能電表領域的主流通信方案。_Cat.1bis 產業發展白皮書29二、解決方案二、解決方案（一）4G 集中器（一）4G 集中器集中器最多可下掛上百塊智能電表，通過集中器將有效提升電力抄表效率，目前，其在電網及民用電表領域應用廣泛。在集

57、中器抄表場景下，智能電表通過電力線載波或 RS-485 總線與集中器進行數據通訊，集中器再通過蜂窩網絡將數據上傳到數據采集系統。通過在集中器配置 Cat.1bis 模組，將高效滿足數據傳輸的實時性要求。圖 6：集抄模式下的智能抄表圖 6：集抄模式下的智能抄表來源：紫光展銳，摯物產業研究院整理_Cat.1bis 產業發展白皮書30（二）4G 智能電表（二）4G 智能電表智能化 4G 遠傳電表作為用電信息及能源分配的末端設備，覆蓋及使用范圍廣，相較集抄模式下的智能電表，需要更為敏捷和網絡覆蓋良好的接入方式，以實現數據實時傳送至后臺進行存儲、分析和應用，及時發現能耗漏洞，解決用能核算、收費、預測、控

58、制和安全等問題，并為宏觀決策提供數據支撐?；?Cat.1bis方案，將有效滿足 4G 智能電表的數據實時傳送要求。圖 7：Cat.1/1bis 智能電表圖 7：Cat.1/1bis 智能電表來源：紫光展銳，摯物產業研究院整理_Cat.1bis 產業發展白皮書31三、Cat.1bis 智能電表應用的優勢三、Cat.1bis 智能電表應用的優勢Cat.1bis 智能電表相較 2G 和 NB-IoT 等連接方式，具有更快的傳輸速率和更低的時延，而且網絡覆蓋更好、建設成本更低，能有效滿足用電數據實時采集和遠程控制等應用需求。未來有望大規模應用于公共建筑、工礦企業、商業樓宇、高校院所等場景，高效賦能智

59、慧能源監測和綜合能源管理。第七節 光伏發電一、市場前景第七節 光伏發電一、市場前景近年來，物聯網監控系統在光伏發電行業得到廣泛應用，用以持續記錄操作數據、事件和警報，進行遠程監測和控制運行，以及預測未來的發電量、收入等，大幅提升了光伏發電站的工作效率和安全性，降低了運營成本?！半p碳”戰略背景下，預計光伏發電裝機量將持續快速提升，基于 Cat.1bis 的物聯網監控系統也將迎來良好發展機遇。二、解決方案二、解決方案光伏物聯網監控系統在采集光伏電站逆變器、匯流箱、輻照儀、氣象儀、電表等設備的數據后，通過 Cat.1bis 連接，將數據傳輸至后臺，相關管理和運維人員可隨時查詢光伏電站的運行數據，及時

60、發現問題，對設備進行高效管理和維護。_Cat.1bis 產業發展白皮書32三、Cat.1bis 光伏發電應用的優勢三、Cat.1bis 光伏發電應用的優勢光伏物聯網監控系統搭載 Cat.1bis 模組，將較采用有線以太網、Wi-Fi 或GPRS 通訊的傳統光伏物聯網監控系統布線成本更低，部署位置更靈活，傳輸距離更長，穩定性更可靠。同時，能有效規避運營商 2G/3G 減頻退網的風險，保障電站數據安全、穩定、高效傳輸，是當前光伏行業更優的解決方案。第八節 金融支付一、市場前景第八節 金融支付一、市場前景金融支付場景的產品包括 POS 機、云音箱（又稱云喇叭）等。POS 機作為為商戶提供收單支付功能

61、的專用設備，是金融生態中不可或缺的重要工具。隨著 2G/3G 加速減頻退網，Cat.1bis 有望承接其空出的較大比例的市場空間。云音箱隨著移動支付的加速普及，近年迎來快速增長。2021 年，國內收款音箱出貨量約 4000 萬臺，其中藍牙收款音箱約占 75%，其他為云音箱。云音箱不同于傳統藍牙音箱，無需與手機連接，能避免手機卡頓、超出藍牙連接距離、APP 閃退等帶來的播報延遲、漏報等問題。此前，云音箱芯片以 2G/3G 平臺為主，自 2019 年下半年始，國產 Cat.1/1bis 芯片平臺日益成熟，并在云音箱領域大規模落地。預計未來數年，Cat.1/1bis 芯片平臺在云音箱領域將保持高速增

62、長態勢。_Cat.1bis 產業發展白皮書33二、解決方案二、解決方案（一）通信安全（一）通信安全基于 Cat.1/1bis 模組，POS 機將通過 4G 網絡完成與各金融業務系統的連接，確保通信安全，防止非法劫持、加密破解等惡性事件發生。圖 8：Cat.1bis POS 機具圖 8：Cat.1bis POS 機具來源：公開資料，摯物產業研究院整理（二）設備定位（二）設備定位POS 機搭載 Cat.1bis 模組后，能基于廣泛覆蓋的 4G 網絡信號對設備進行定位，且不受天氣環境、樓宇位置等影響，與 GPS、Wi-Fi 等定位方案形成互補。_Cat.1bis 產業發展白皮書34三、Cat.1bis 金融支付應用的優勢三、Cat.1bis 金融支付應用的優勢銀行卡跨行支付系統聯網 POS 機具近 3100 萬臺，遍布全國各地，需要基于覆蓋完善、安全可靠的網絡為其提供連接服務。Cat.1bis 能最大化利用現有4G 網絡的廣泛覆蓋和安全可靠等優勢，保障基于 POS 機的各項金融業務順利開展。此外，相較 2G POS 機，Cat.1bis 的時延低、速度快，用戶體驗更佳。智吱屋微信小程序掃碼下載完整版智次方摯物產業研究院 紫光展銳（上海）科技有限公司 紫光展銳微信公眾號紫光展銳官方微博物聯網頭條君微信公眾號物聯網智庫微信公眾號