5G 行业模组分级分类白皮书 5G 行业模组分级分类白皮书 5G 行业模组分级分类白皮书 版权声明 本白皮书版权属于 5G 应用产业方阵，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本 白皮书文字或者观点的，应注明“来源：5G 应用产业方阵”。违反上述声明者，本方阵将追 究其相关法律责任。 5G 行业模组分级分类白皮书 前 言 5G 商用两年来，我国 5G 应用规模持续扩大，应用探索横向扩展，纵向深入，在工业、交 通、安防、医疗、能源等十多个行业领域取得显著成效。5G 行业终端是连接网络基础设施和行 业应用的桥梁，而 5G 行业模组是实现终端设备入网的重要载体。行业模组是未来 5G 市场发展 新蓝海，据麦肯锡研究机构（McKinsey & Company）预测，2025 年 5G 物联网模块销售量将接 近 2800 万个，2030 年销售量将接近 2.5 亿个。 现阶段，5G 行业模组面临生产成本高、市场碎片化、产品适配性不足、生态构建困难等系 列问题，严重影响 5G 行业应用规模化落地进程。为有效缓解上述问题，促进 5G 模组高质高速 发展，白皮书深度梳理了 5G 模组发展困境及发展趋势。同时，为实现与行业业务需求的高度适 配，选取了工业、安防、能源、医疗、交通、仓储等十个重点行业领域，分析各行业典型业务及 5G 终端模组需求，为 5G 模组市场规模化发展提供数据参考。统筹考虑模组发展现状及行业实 际需求，模组分级分类成为现阶段切实可行的实施方案。为进一步服务国家创新驱动发展战略， 基于企业转型发展的实际需求，技术、产业、商业联合推动有望成为 5G 行业模组规模发展的有 效路径。 5G 行业模组分级分类白皮书 目 录 5G 行业模组发展概览..................................................................................................................... 1 发展现状 ................................................................................................................................. 1 发展痛点 ................................................................................................................................. 2 发展趋势 ................................................................................................................................. 3 重点行业 5G 需求分析 ................................................................................................................... 3 5G 行业模组分级分类 .................................................................................................................... 9 5G 行业模组分类研究 ............................................................................................................ 9 5G 行业模组分级研究 .......................................................................................................... 10 产业展望 ....................................................................................................................................... 14 技术突破，夯实关键基础能力 ........................................................................................... 14 多方协同，推动产业有序扩大 ........................................................................................... 15 价值提升，实现产业良性运转 ........................................................................................... 15 附录 ............................................................................................................................................... 16 主要贡献单位 ............................................................................................................................... 19 5G 行业模组分级分类白皮书 5G 行业模组发展概览 5G 行业模组发展概览 发展现状 5G 行业模组作为工业终端的核心器件，以直接嵌入设备或作为附加设备重要器件两种形式 实现行业设备的 5G 通信，是行业企业现场设备 5G 联网的重要载体。5G 行业模组具有通用功 能趋同，性能指标相对苛刻，特色需求显著等特性。 5G 模组成本引发持续关注，尚未形成规模化市场。芯片和外围电路开发是 5G 模组两大成 本来源，其中基带芯片占比最高。通信模组外围电路涉及多种芯片、器件的二次设计与集成， 兼具标准化和定制化特点，研发成本高，毛利率相对较低。为满足行业需求，模组需承载融合 感知、数据处理、AI、操作系统等特殊功能，进一步增加研发成本。截至 2021 年 9 月底，全球 共发布 5G 模组产品 137 款，多数产品尚未实现大规模出货。近两年，5G 模组降本成为产业各 方共同奋斗目标。2019 年华为发布首款单芯多模 5G 工业模组 MH5000，售价首次突破千元大 关；2021 年联通物联网推出搭载紫光展锐 V510 芯片的雁飞 5G 模组，5G 频段仅支持 N1/N78， 通过裁剪不必要的功能使得 5G 模组售价首次下探至 500 元以下，但距离行业预期仍有差距。目 前，移远、广和通、芯讯通、鼎桥等国内主流模组厂商均已启动硬件及功能裁剪版 5G 模组产品 研发测试工作，推动模组成本的进一步下探。 5G 通用模组标准已初步形成，5G 行业模组标准体系尚处于探索阶段。中国通信标准化协会 CCSA 已完成《5G 通用模组技术要求（第一阶段）》标准，聚焦基本功能、封装尺寸、接口定 义等基础参数的统一。目前正在进行《5G 通用模组技术要求（第二阶段）》标准的制定，聚焦 于 eMBB 场景下 R16 增强和 uRLLC 场景下 5G 模组功能性能的提升。同时，CCSA 制定的《面 向行业终端的 5G 通用模组可靠性技术要求及测试方法》标准规定了不同行业领域 5G 通用模组 以及集成 5G 通用模组的行业终端可靠性的要求及测试方法。随着垂直行业对 5G 技术理解和应 用的不断深入，越来越多的 5G 新特性被提出，切片、高精度授时、5G LAN、TSN、SLA、超 级上行等技术逐步得到认可，亟需制定融合行业增强特性需求的细分行业模组标准。目前 5G 应 用产业方阵已开展 5G+机器视觉模组、5G 视频监控摄像机模组等标准研究工作。 1 5G 行业模组分级分类白皮书 发展痛点 不同行业、不同应用场景的终端对 5G 模组的要求千差万别，在尺寸、封装、频段、功耗、 定位能力、授时精度、上行带宽、接口、管脚定义、天线设计等方面都有不同的要求，下表列出 了一些典型的模组突破方向。 5G 模组研发设计突破方向 序号 指标项 1 尺寸/封装 2 功耗 3 高精度授时 4 超级上行 5 pin 定义 6 天线设计 详细描述 尺寸大影响整机集成度和成本，不同行业对封装要求各不相同，尤其是便携类 终端需求旺盛的行业 功耗高影响整机设计，影响续航能力，充电或电池类终端对此要求较高，如无 人机、PDA 等 部分行业对高精度授时需求强烈，如电力行业精准负荷控制业务 部分视频终端对上行带宽要求严格， 如工业相机、 多目摄像机等需要超过 100M 的稳定超大上行带宽 不同终端管脚定义不同，有较强的兼容需求，如 5G 和 4G 不兼容，需要重新 设计 不同终端对天线数需求不同，部分终端需要 4 天线或 6 天线，部分终端需要单 天线，对于模组企业设计难度高 从上表可以看出，当前 5G 模组应用受限，尚不能完全满足行业客户的实际需求，产品多样 性亟待进一步提升。5G 助力各行各业实现数字化转型升级任重道远，5G 模组规模化部署仍面 临诸多挑战： 一是定制化 5G 模组标准缺失，无法充分适配行业需求。行业定制化 5G 模组需兼顾行业业 务特性，在频段、功能、性能、环境适应性上进行定制化。受限于行业 5G 融合业务落地节奏， 行业定制化 5G 模组标准体系尚未建立。目前市面上的模组都属于通用模组，行业适配性不足， 无法适应行业终端开发及应用需求，因此亟需在模组尺寸、功耗、定位、带宽、增强功能支持等 方面重新制定行业 5G 模组标准。定制化模组的缺失进一步延缓定制化终端的研发进程，能源、 医疗、工业、交通等 5G 行业特色终端品类不足，难以实现 5G 深度赋能。 二是市场碎片化属性凸出，行业需求尚待细化。5G 应用多处于“样板间”阶段，定制化程 度高，不具备大规模商用和复制推广的条件。同时，与行业机理、业务模型深度融合的“杀手 2 5G 行业模组分级分类