通信模組，為什么這么火？

最近這些年，隨著5G、NB-IoT、RedCap等移動通信技術(shù)的崛起，一個通信名詞越來越多地出現(xiàn)在我們眼前。

這個名詞，就是——模組。

█ 什么是模組

在ICT行業(yè)，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(dāng)然是實現(xiàn)通信功能。它通常被安裝在終端設(shè)備內(nèi)部，作為核心部件，負責(zé)與外部網(wǎng)絡(luò)進行通信。

如果沒有模組，終端就是一個“孤島”，無法上報數(shù)據(jù)，也無法接收指令。

除了通信模組之外，我們也經(jīng)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(guān)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(chǔ)平臺。而模組，是基于芯片平臺，針對各個行業(yè)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(yè)客戶就可以把它集成到自己的產(chǎn)品上，形成整機，并交付給用戶使用。

█ 模組的分類和構(gòu)造

行業(yè)針對模組有多種分類方式。

首先，是根據(jù)制式進行分類，例如4G模組、5G模組、RedCap模組等。

其次，是根據(jù)區(qū)域進行分類，例如全球版、歐洲版、亞太版、中國區(qū)版等。

再者，是根據(jù)封裝方式進行分類，例如M.2、LCC、MiniPCIe、LGA、LGA+LCC。

我們以典型模組封裝為例，拆開一個模組，可以看到內(nèi)部架構(gòu)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(wù)是完成基帶處理，也就是基帶信號轉(zhuǎn)換（編/譯碼）、信道加密、信號調(diào)制等功能。射頻的作用，是實現(xiàn)發(fā)射信號放大、信道噪聲過濾、收發(fā)天線控制等。它們是模組的核心。

█ 模組的研發(fā)挑戰(zhàn)

模組是一個科技含量很高的產(chǎn)品。它的研發(fā)過程，遠比我們想象中要復(fù)雜，可以說是充滿了挑戰(zhàn)。

首先，推出一款模組產(chǎn)品，需要經(jīng)歷需求分析、軟硬件設(shè)計、開發(fā)、測試、認證、生產(chǎn)等多個階段。這要求模組廠商有完善的研發(fā)和制造體系，還要有很強的研發(fā)項目管理能力。

其次，從專業(yè)的角度來看，模組涉及到信號處理、電子技術(shù)以及通信技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域，需要研發(fā)人員有極高的專業(yè)水準。他們需要深入理解多種通信技術(shù)標準和底層協(xié)議，充分掌握微操作系統(tǒng)、嵌入式軟硬件和應(yīng)用平臺軟件方面的知識。

以射頻設(shè)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(diào)諧等，都需要模組廠商來開發(fā)。其中的技術(shù)難度，非常大。

兼容性測試，也是一個技術(shù)難點。針對多頻段的兼容性自動化測試，是確保全球網(wǎng)絡(luò)運營商兼容的一個必要前提。專業(yè)的模組廠商，提前發(fā)現(xiàn)一些干擾問題，并及時解決。

第三，研發(fā)模組，必須有對行業(yè)場景的充分理解。

模組應(yīng)用于千行百業(yè)，應(yīng)用場景非常復(fù)雜。模組廠商必須對不同行業(yè)有充分的了解，掌握行業(yè)客戶的需求、業(yè)務(wù)場景的特點，熟悉行業(yè)標準要求，才能開發(fā)出合適的模組產(chǎn)品。

如果沒有模組廠商提供的模組，設(shè)備整機廠商將直接基于芯片進行研發(fā)。這就意味著：

1.他們必須招聘更多的通信專業(yè)人才，深入理解和學(xué)習(xí)協(xié)議。

2.他們必須購買大量價格昂貴的儀器儀表和設(shè)備，搭建專業(yè)的實驗環(huán)境。

3.他們必須花費大量的時間和精力，進行通信技術(shù)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(fā)周期，影響產(chǎn)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(yè)的場景需求進行學(xué)習(xí)，投入更多資源進行適配，也會極大地增加成本和工作復(fù)雜度。

有了模組廠商提供的模組，這一切都被簡化了。設(shè)備整機廠商可以更快、更方便、更低成本地推出產(chǎn)品，芯片廠商也不需要分散更多的精力去研究行業(yè)。這對于整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是非常有利的。

█ 模組的技術(shù)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(lián)”的方向發(fā)展。

在工業(yè)制造、交通物流、港口礦山、能源電力、醫(yī)療教育、智能家居等各個垂直行業(yè)，我們可以看到，很多的傳統(tǒng)有線終端，借助5G、NB-IoT、LTE Cat.1、Wi-Fi 6等通信技術(shù)，實現(xiàn)了無線化。

各種各樣的新型數(shù)字應(yīng)用場景，隨之誕生。數(shù)字技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的賦能，也大大加快了。

可以說，小小的模組，給行業(yè)數(shù)字化和數(shù)字經(jīng)濟，貢獻了不可忽視的力量。

面向未來，模組的發(fā)展又有哪些新的技術(shù)趨勢呢？

帶著這個問題，筆者請教了行業(yè)領(lǐng)先模組廠商的技術(shù)專家。

他們認為，整個模組產(chǎn)業(yè)已經(jīng)表現(xiàn)出兩個顯著的發(fā)展趨勢。

第一個趨勢，就是技術(shù)對場景的加速賦能。

新的通信技術(shù)仍在不斷出現(xiàn)。一些不算新的場景，在新技術(shù)的賦能下，呈現(xiàn)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(shè)備，通過移動通信基站獲得信號，轉(zhuǎn)換為Wi-Fi和有線信號，為用戶提供寬帶接入服務(wù)。它避免了繁冗的地面線路施工，縮短了工期，也節(jié)約了成本，是幫助用戶快速獲得網(wǎng)絡(luò)連接的一種方式。

FWA業(yè)務(wù)其實很早之前就有了，但發(fā)展不溫不火。5G出現(xiàn)之后，憑借高帶寬、低時延、高可靠等特點，很快就被應(yīng)用于FWA業(yè)務(wù)，并獲得非常不錯的效果。

除了傳統(tǒng)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(tǒng)5G的基礎(chǔ)上進行了適當(dāng)精簡，在保持5G基本功能特性的基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)成本和性能的完美平衡。

基于RedCap的FWA，能夠?qū)崿F(xiàn)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3GPPR18標準即將凍結(jié)，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(yīng)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(wǎng)。所有的行業(yè)，都在積極擁抱AI。

模組行業(yè)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(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通。

現(xiàn)在，隨著智能物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的變革，算力從云端向邊緣遷移，成為一種趨勢?，F(xiàn)在，許多物聯(lián)網(wǎng)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(shè)備提供商提供了更多選擇。

數(shù)據(jù)的本地運算，不僅能夠大大節(jié)省帶寬，還可以明顯縮短時延。在數(shù)據(jù)安全性方面，本地運算也比云端計算更有優(yōu)勢。

█ 結(jié)語

根據(jù)IoT Analytics的預(yù)測，全球物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)，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(guān)鍵就在于兩個字——聚焦。

模組是一門面向行業(yè)的生意。行業(yè)那么多，應(yīng)用場景那么雜，如果不能進行業(yè)務(wù)聚焦，無法構(gòu)建核心優(yōu)勢，很容易被淘汰。

所謂“聚焦”，就是行業(yè)聚焦。深耕技術(shù)，理解用戶需求，進行有針對性的開發(fā)。這樣的話，能夠幫助客戶更好地推出產(chǎn)品，并從中獲得價值。

在聚焦的基礎(chǔ)上，要盡快做到標準化。模組服務(wù)于行業(yè)，具有定制性。越是這種帶定制性的細分領(lǐng)域，提前成為標準，就越重要。一旦成為行業(yè)標準，那么市場地位就是穩(wěn)固的，能夠引領(lǐng)行業(yè)跟隨，成為領(lǐng)導(dǎo)者。

數(shù)智化的浪潮愈演愈烈，模組產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將進入新的階段。究竟會不會又有新的技術(shù)趨勢出現(xiàn)？模組產(chǎn)業(yè)格局會不會發(fā)生變化？

就讓時間來告訴我們答案吧。