小米5G智能工厂刷屏！5G+工业互联网按下快进键 国产芯片和模组正在崛起

电子发烧友网报道（文/章鹰）今年是中国5G规模化应用的关键一年。近日，国家总理李克强表示，建设数字信息基础设施，推进5G规模化应用，促进产业数字化转型，在智慧城市、工业领域要加大推进力度。
 
中国5G实际连接用户超过5亿，5G行业虚拟专网数超过2300张，5G应用创新项目超过1.2万个，其中工业互联网领域的项目占比最大，达到15.71%。5G+工业互联网在建项目已超过1800个，连接设备总量超过7600万。5G应用正从辅助环节向核心环节渗透，扩展到研发设计、生产制造、运营管理、产品服务的全生命流程。
 
去年下半年到今年以来，芯片需求增大和供应端的不平衡引发缺货现象，对工业场景融合创新应用也造成一定的冲击。今年，5G+工业互联网市场会有哪些最新进展？赋能工业具体场景，5G芯片、模组和系统解决方案企业如何捕捉市场机会？
 

图：线上圆桌论坛现场
 

4月20日，由电子发烧友主办的2022第三届5G技术创新研讨会的圆桌论坛上，来自是德科技高级解决方案专家路志义、宏电技术市场总监张晓华和有方科技CTO肖悦赏带来了他们的前瞻观点和5G与工业互联网融合当中痛点问题的分析。
 
5G+工业互联网落地当中，五大垂直领域有突破性进展
 
是德科技高级解决方案专家路志义认为，两大因素推动5G+工业互联网项目落地。一是国家政策的持续推动，2018年开始，国家把发展工业互联网平台写入工作报告，2022年，政府提出加快工业互联网落地，这些为5G+工业互联网快速发展提供基础。二是在产业链上面，模组厂商、云平台厂商、运营商，通信公司，都在积极地布局和垂直领域行业的一些企业的合作，加速5G+工业互联网的落地。他指出小米在北京亦庄建立的无人工厂，这一座工厂大规模使用自动化产线、5G网络、工业机器人、大数据、云服务平台等技术，预计每分钟自动生产60台智能手机，效率比传统工厂提升了60%以上。在这些实际场景都有5G技术应用落地。
 

图：是德科技高级解决方案专家路志义

 
“这两年，我们看到的工业互联网主要集中在钢铁、航空、航天、汽车和家电这些垂直领域，涌现了一批工业互联网系统的典型解决方案。”有方科技CTO肖悦赏表示。
 

图：有方科技CTO肖悦赏

 
“产业园区是各类生产要素聚集的空间形态，在设备上云、新模式培育、产业链协同等领域，具有共性需求量大、应用场景丰富等特点，成为工业互联网企业市场拓展新的价值赛道。‘平台+园区’将成为加速工业互联网规模化落地、培育区域经济发展新动能的加速器，预计2022年“工业互联网+园区”建设将迎来建设高潮。”
 
肖总指出，5G与工业互联网融合应用对传统工业变革升级起到重要作用。两者融合应用已形成一批典型应用场景和重点行业实践，深化融合应用已进入关键期。他以一家家电厂商的智能工厂为例，分享说：“这家公司在多地建有工厂，为了提高产能，园区的每个产线都配备了视觉检测设备来检测单板产品的良率。以前部署一台的成本比较高，一个工厂需要十几台，投入要上百万。现在借助5G技术，用一个普通高清摄像头+5G直接将数据上传到云端，用云端做检测，极大地降低了成本。”
 

图：宏电科技市场总监张晓华
 

在宏电科技市场总监张晓华看来，随着5G技术到来，在互联网应用场景越来越多。5G+工业互联网已成为势不可挡的趋势。
 
张晓华强调，目前我们在5G+互联网应用当中发现一些问题，包括技术短板，目前5G在应用场景中大多还是大带宽场景，最终要实现远程协同管理，产品规划和供需做一个实时的对接，以及智能化、精细化的生产，除了要应用5G的大带宽特性外，还要低延时，5G切片技术的深度融合，才能形成低成本、可以复制的5G+工业互联网的解决方案。
 
非核心芯片交期变长！5G模组和终端交付有痛点，对5G应用带来实质性影响
 
有方科技CTO肖悦赏指出，芯片的供应，这两年一直都是模组行业交付上最大的问题。海外品牌芯片价格上升以及交期变长，这些为国产芯片品牌的崛起，创造了机会。现在主要低制程工艺的芯片交期变长，比如28nm、45nm、60nm的芯片交期变长，Cat1芯片、Cat4芯片基本都是采用40nm或者28nm，传统行业的MCU、电源芯片都是缺货的。
 
由于5G芯片复杂度高，一般都采用14nm以上的工艺制程，甚至7nm、4nm，这部分产能相对宽裕一些。一个5G套片，包括基带芯片、射频芯片、传输芯片，电源管理芯片，供货不足的通常不是基带芯片，而是65nm制程的电源管理芯片。通过国产替代，以及做好长周期的订单预测，确保5G 模组供应保障。
 
他认为，5G 模组的短缺，肯定会影响到5G 应用的长期发展。不过目前来看，只要做好计划，有方科技还是可以保障5G 模组产品的供应。
 
宏电科技作为5G终端厂商，对于芯片涨价，模组交货的情况有直接观感。宏电科技市场总监张晓华指出，这两年芯片交期拉长，旗舰芯片的价格也会越来越高，这直接对我们的影响就是给客户交付上存在一些不稳定的因素。比如说原来一个月的交期，现在可能因为某个物料或芯片，甚至要三个月才能交付。
 
5G芯片虽然交期长，但是使用量大，我们做好备货管理，拿到一些主力厂商的供货还是有保障的。但是一些非核心芯片，比如电源芯片、射频芯片，通用性芯片在很多领域都有应用，特别是汽车领域，我们的产品也要用，反而我们的采购难度很大。面对这些产品缺货，更多的芯片产品会被提供给大客户，对于行业终端产品来说，使用量不大，变得相对困难。最终对宏电产品的影响是，产品生命周期成本变高，对于应用落地会有很大的影响。
 
是德科技高级解决方案专家路志义分析说：“受疫情和国际形势的影响，是德科技交付客户的周期，从下单到交货周期之前通常需要一个月，现在基本上增加到40天到两个月。”
 
此外，受供应链和物流成本的影响，是德科技公司生产的仪表的原材料也会上涨，客户购买的仪表上价格出现波动。我们自制的仪表，需要从美国公司采购FPGA芯片，通常需要提前一年向供应商下单，疫情前是几个月的时间，现在拉长到一年。他还观察到，针对5G芯片研发的客户，他们在购买FPGA芯片也出现长周期，影响了他们的研发5G芯片产品的进度。
 
5G切片+5G LAN 加持！从芯片到软件平台，工业互联网数据安全难题有解
 
“我们聚焦5G应用，特别是智慧工厂客户，他们对数据安全的要求非常高。5G应用涉及到核心的生产数据，客户希望数据不离开厂区。从应用层面来说，我们考虑的是在数据安全方面如何给客户提供更好的方案。从端测、核心网到数据传输层面，用一个低成本的方式为客户构建方案。5G技术与工厂需求有很好的结合点，包括5G LAN，5G切片技术，都是可以很好地解决安全问题，目前这些技术的成熟度还有待加强。” 
 
宏电科技市场总监张晓华谈了工业互联网数据目前的难点，在5G R15版本中，我们更多还是大带宽领域，这无法解决客户层面的安全顾虑。我们期待R16、R17版本的商用，可以将5G LAN，5G切片技术结合到场景中，更好地解决数据安全问题。
 
是德科技高级解决方案专家路志义表示，安全层面，芯片除了传统的在协议层和应用层上做一些加密算法外，重点还在芯片加密上，加密芯片还有一个努力的空间，从物理上原始数据通过芯片集成做加密处理，再结合应用层和协议层的加密算法就可以更好的保障客户的数据安全。
 
5G网络切片就是在不同的应用场景，提供不同的服务，这种服务是低时延和速率上的保障。

目前运营商在5G网络切片并没真正商用，现在处于一个试验测试阶段。
 
有方科技CTO肖悦赏指出，在工业互联网融合上，目前大多数应用仍然以路由器和网关类产品为主，借助5G 转以太网或WiFi的形式，连接不同类型的终端产品，达到5G 应用的目的。
 
对于网络安全而言，5G 专网+切片，再加上边缘部署，可以从网络侧做好隔离，为企业提供电信级的通信安全。从而提升业务承载层面的安全性，做到客户的关键数据不出工厂，通过这些手段，再加上终端本地的加密，以及网络平台服务器层面的加密，极大提升工业互联网的安全性。
 
5G Release 17标准6月冻结，对工业互联网带来两大助力
 
是德科技高级解决方案专家路志义指出， Release 17标准在R16基础上，对eMBB、URLLC、mMTC进行增强。Release 17中引入了低复杂度的NR-Light。主要智能手机芯片比较复杂，但是可穿戴设备、智能摄像头等物联网设备不需要这么多功能，这个就可以支持较低复杂度的终端。NR-Light对于工业互联网是一个非常好的场景。
 
Release 17将5G NR设计带宽（100MHz）缩窄至Sub-7GHz频段的20MHz和毫米波频段的100MHz。在绝大部分Sub-7GHz新频段（比如n77、n78、n79、n41等频段），传统5G NR终端通常需要配备四根接收天线；而这一项目将NR-Light终端的接收天线数缩减至一根或两根。可以大大降低成本和功耗，提高终端的待机时间。
 
有方科技CTO肖悦赏认为，对工业互联网或者行业客户来讲， RedCap是业界最关注的领域之一，这是3GPP为了使5G网络能够赋能大量中低性能物联网场景，专门推出的“低配版”5G。
 
R17的商用还需要一段时间，这会促进5G技术在工业互联网领域的应用。除了高带宽，我们低延时高精度定位，还有高精度授时，它对芯片的处理能力、复杂度要求不是特别高。这个新标准会拉低门槛，令更多的上游厂家来参与5G芯片的研发和制造。5G模组厂商也会有更多的选择。我们期待2年之后，支持R17标准的芯片产品能够上市，价格降低到200元以内，能为工业互联网行业更好地赋能。
 
宏电科技市场总监张晓华对于Release 17充满期望，他说：“R15是5G技术的基础版本，R16是5G技术的增强版，Release 17对5G技术进行全面升级。不仅从大带宽、低时延、海量连接上面提升，提供了更多选择，从网络覆盖、低功耗、轻量化应用做了一个完善。这对于5G与工业互联网的融合度会越来越高。真正实现5G技术对工业互联网技术的全面支撑。”