2023年是第一款LoRa芯片发布的第十年，就在近日，作为LoRa技术和芯片主要提供者的Semtech也为其举办了十周年庆。据了解，这十年间，LoRa通信技术在全球市场交出了一份令人满意的答卷。

不过细分市场，LoRa在国内和国外的发展特点并不完全相同，尤其终端设备和应用场景上。并且，对比同类技术NB-IoT，由于技术特性和行业规范不同，LoRa也出现了与其不同的发展路径。此外，LoRa的未来发展，也走向更多的技术融合和平台扩展。

LoRa无线技术

LoRa就是远距离无线电（Long Range Radio），是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

LoRa联盟LoRa联盟是2015年3月Semtech牵头成立的一个开放的、非盈利的组织，发起成员还有法国Actility，中国AUGTEK和荷兰皇家电信kpn等企业。不到一年时间，联盟已经发展成员公司150余家，其中不乏IBM、思科、法国Orange等重量级产商。产业链（终端硬件产商、芯片产商、模块网关产商、软件厂商、系统集成商、网络运营商）中的每一环均有大量的企业，这种技术的开放性，竞争与合作的充分性都促使了LoRa的快速发展与生态繁盛。

LoRa是一种基于扩频技术的远距离无线传输技术，其实也是是诸多LPWAN通信技术中的一种，最早由美国Semtech公司采用和推广。这一方案为用户提供一种简单的能实现远距离、低功耗无线通信手段。目前，LoRa主要在ISM频段运行，主要包括433、868、915 MHz等。

LoRa是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控（FSK）调制作为物理层，因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。LoRa是基于线性调频扩频调制，它保持了像FSK调制相同的低功耗特性，但明显地增加了通信距离。线性扩频已在军事和空间通信领域使用了数十年， 由于其可以实现长通信距离和干扰的鲁棒性，但是LoRa是第一个用于商业用途的低成本实现。

LoRa的优势在于技术方面的长距离能力。单个网关或基站可以覆盖整个城市或数百平方公里范围。在一个给定的位置，距离在很大程度上取决于环境或障碍物，但LoRa和LoRaWAN有一个链路预算优于其他任何标准化的通信技术。

LoRa芯片的发展走向SoC

LoRa芯片是整个LoRa产业链的起点和核心，而LoRa芯片底层技术的核心专利掌握在Semtech一家公司手里。

但在2018年，由于Semtech改变产品的营销模式，通过LoRa IP授权的方式给客户自己做LoRa芯片。此后，阿里云IoT得到了Semtech的授权，并由翱捷科技(ASR)进行LoRa芯片开发。合作初期，翱捷科技就公布了Sip级芯片ASR6501，这也是首款国产LoRa芯片，随后又相继推出了ASR6052、ASR6055芯片和ASR6500S系列系统集成方案。

由于低功耗物联网应用单品市场规模逐渐发展壮大、生命周期越来越长，与众多无线通信芯片类似，LPWAN芯片也逐渐走向SoC。

2020年，翱捷科技又推出了首颗国产支持LoRa的LPWAN低功耗广域网无线通信SoC芯片ASR6601，该款芯片集成了通用微控制器和射频单元，包括射频收发器，调制解调器和一个48MHz主频、采用Arm Cortex M4架构的32位MCU。

在此基础上，ASR6601支持多种调制模式和各类ISM频段，支持LoRaWAN和LinkWAN协议栈，同时支持FSK等传统调制方式，BPSK的发送和MSK的收发。因此，毫无疑问，ASR6601的无线应用更加灵活，它的诞生为加速推动中国物联网市场的蓬勃发展做出了贡献。

另外，如深圳华普、国民技术等通过获得LoRa圆晶的方式，也推出了Sip级芯片或模组。

LoRa与NB-IoT：共存还是竞争

无线通信技术可以划分为局域通信技术（WLAN）和低功耗广域通信技术（LPWAN）两类，后者因其实现了物联网可达性、可用性、移动性和规模性的要求，已成为物联网连接的首选技术。

而在LPWAN中，又有着LoRa、Sigfox、eMTC和NB-IoT等技术，其中LoRa和NB-IoT（窄带物联网）是非授权频谱和授权频谱下的两大主流代表技术，也是目前应用最广泛的两种技术。

所谓非授权频谱，就是国家开放给民众免费使用的频谱资源，只要符合占用带宽，发射功率限制等监管要求，大家都可以使用，比如人们最熟悉的Wi-Fi的频谱，包含433M，2.4GHz和5GHz等频段，有时甚至还包括一些授权给军方使用的雷达频谱。而授权频谱其实是指被通信运营商所拥有的授权频段，通信运营商需要为这些频段支付使用费用，如3G UMTS、4G LTE、5G NR通常都工作在授权频谱上。

LoRa技术工作于非授权频段下，更适用于专用网络的部署。对于一些不希望将自己的数据交给运营商的企业，选择使用LoRa自己部署网络，掌握了自主权，成本低且自主化程度高，管理更加方便和灵活。

在我国，LoRa的使用虽未被禁止但也在很大程度上受到了限制。

目前，LoRa在亚洲的主要工作频率是433MHz，但就在2019年，国家工信部发表的52号公告中明确表示，433MHz不属于中国的ISM频段，这就使LoRa在中国的使用受到了限制。

但同时，公告指出，“470-510MHz频段，限在建筑楼宇、住宅小区及村庄等小范围内组网使用，任意时刻限单个信道发射”，而除了433MHz外，470、868、915MHz频段也都是LoRa可使用的频段。

此外，与运营商的4G、5G、NB-IoT等移动通信技术标准不同的是，这些标准都是最具权威的移动通信标准化组织3GPP制定并由国际电信联盟ITU批准的国际标准，而LoRa则属于“私有”技术，是由各产业联盟共同推进的网络标准。

LoRa由美国公司Semtech独家私有垄断，终端和芯片IP专利由Semtech独家掌控。现如今，在智慧城市、智能楼宇等应用场景中LoRa部署的终端和网络数量不断增大的背景下，LoRa技术所带来的安全问题越多，风险挑战也越大。随着当前地缘政治摩擦，无论在国家和物联网产业链角度还是在公司利益角度来看，都存在着芯片被禁售、被迫支付高昂专利费用、数据被窃取、网络被控制等潜在风险，这也就导致了LoRa这些年的发展尤其是在我国的发展道路困难重重。

反观NB-IoT，一直以来就是我国主推的物联网技术标准，不仅有政府的产业政策支持，三大运营商的全力投入，更有华为的技术加持，一路的发展可谓顺风顺水。

NB-IoT属于3GPP开放标准体系，技术专利由多家公司提供，且芯片供应厂家众多，技术可天然演进到5G，工作于授权频段下，可直接接入公共网络。2020年7月，凭借着其安全系数和通讯质量较高、不存在被清频风险、可直接部署于GSM、LTE等网络、不限制传输讯息次数、所携带的数据量相对较高等优势，NB-IoT正式被写入5G标准。另外，现在我国已经自主掌握NB-IoT较为完整的专业技术链条，大概率不会出现被“卡脖子”的情况，自主可控，这让国家对大力支持NB-IoT更有底气。

在技术上来看，根据近几年的各种对比测试，大多数情况下，NB-IoT都具有比LoRa更优的连接质量，数据传输速率和服务质量（QoS），另外在延迟、可靠性和覆盖范围方面也更具优势；LoRa则在电池寿命，容量和成本方面更具优势。

综上，显然NB-IoT无论是在市场上还是在技术层面，都具有LoRa无法相比的优势，如果只是竞争关系，那么在两者谁会在未来主导我国的物联网发展的问题上，答案是毋庸置疑的。

而在物联网技术领域，往往不仅是你死我活的竞争关系，在日后的发展过程中，LoRa阵营对于二者的关系更倾向于互补与合作，LoRa以其开放生态、小而灵活的组网特点，决定了其仍有可占据优势的市场空间，这可以作为NB-IoT市场的补充。对此已有学者尝试将LoRa的更低成本、更低功耗和NB-IoT更高QoS、可接入外网的特点相结合，在工业厂区内采用LoRa技术进行数据的采集，然后通过NB-IoT将工业数据传输至云端，从而实现工业数据的无线传输。由此可见，LoRa与NB-IoT组合形成混合式网络部署是可行的，将二者优势互补，实现更佳的通信效果。

平台扩展，LoRa的下一个引擎

根据IoT Analytics统计，2021年企业物联网总体支出增长22.4%，达到1,579亿美元，预计2022年全球物联网支出将增长23%。其中，物联网硬件支出占比35%，物联网服务支出占比36%，物联网软件支出占比26%。根据亿欧智库对物联网产业链主要环节价值分布的测算，传感及通信硬件生产商在产业链价值分布中占比约30%-40%，通信服务提供商占比约5%-10%，垂直行业应用解决方案（含智能硬件）占比约30%-40%。

从市场情况来看，可以发现在物联网产业中，服务以及软硬件的支出占比已非常高，同时，通过方案及软硬件配套产出的价值已超过通信。这说明平台在实际应用中的价值正不断凸显。

LoRa作为新兴的通信技术，同样在平台的赋能下，释放出了更大的潜力。

在过去的10年里，Semtech构建起LoRa“芯片到云”（Chip-to-Cloud）平台，并提供端到端的解决方案，助力客户快速开发和部署物联网网络、网关、传感器、模组和服务等。

在定位方面，Semtech LoRa Edge地理定位平台，已经集成至腾讯云物联网开发平台。在针对牧业场景的应用案例中，基于腾讯云+LoRa芯片的解决方案，能够解决牧区蜂窝网络覆盖欠佳、资产数量过多的痛点。LoRa以极低的成本为牧业提供了资产管理的可能性。

不仅如此，在LoRa的产业链上，全球多个生态合作伙伴的合作案例也正不断增加，包括利尔达携手科舸物联整合了卫星通信技术、LoRa技术以及全球卫星资源，为客户提供了一个新型基于LoRa的卫星物联网连接方案；星纵物联携手Assek Technologie基于LoRaWAN®打造加拿大校园室内空气质量监测网等。

简而言之，基于平台，更多的LoRa案例正在被开发。

另一方面，具有平台和生态优势的LoRa，由于解决方案的优秀属性，正带动相关硬件设备呈井喷式出货。

3亿个终端节点，LoRa利好哪些硬件？

物联网硬件是物联网技术应用的重要载体，物联网的功能实现通常要求硬件具备信息采集、处理、连接等能力，以实现智能感知、交互、大数据服务等功能，通常包括计算、通信、传感等功能模块及设备。

根据IoT Analytics统计，2021年企业物联网总体支出增长22.4%，达到1,579亿美元，预计2022年全球物联网支出将增长23%。其中，物联网硬件支出占比35%，物联网服务支出占比36%，物联网软件支出占比26%。可见在物联网产业中，硬件也既是核心也是重点，不过从应用场景的角度来说，与LoRa技术相关性最高且出货量最多的硬件，是通信模组、物联网网关以及传感器。

通信模组

通信模组是对不同芯片、器件的再设计与集成，为定制化需求提供多样的选择，可用于网关、基站或内置于硬件设备内部进行通信，以实现硬件设备与云端服务器的互通互连。

根据Market Watch预测，全球物联网通信模组市场规模2021年为41.88亿美元，到2028年将达到99.6亿美元，复合年增长率为13.2%，市场空间广阔。根据中国信通院预测，到2022年中国蜂窝物联网模组市场规模为231.8亿元，占无线通信模组比例为49.8%，复合增速达到28.92%；低功耗广域网模组市场规模为157.9亿元，占无线通信模组比例为36.2%，复合增速达到60.12%；局域物联网模组市场规模为75.8亿元，占无线通信模组比例为16.3%，复合增速达到12.53%。

物联网网关

物联网网关与路由器原理相似，但不同之处在于，网关将聚合来自物联网环境中设备的传感器数据，在传感器协议之间进行转换，并向处理节点传输，其亦向终端节点传达来自处理节点的指令。

根据Global Market Insight统计，2020年全球物联网网关市场价值达75亿美元，预计到2027年将超过200亿美元，预测期内复合年增长率超过15%。边缘部署将成为物联网集成和与连接设备的关键组成部分。据GSMA统计，亚太地区或将成为全球最重要的物联网市场，预计到2025年将达到110亿的设备连接量。基于连接设备数迅速增长，亚太地区对物联网网关的需求也将大幅增加。

传感器

当前，传感器正在向智能化、微型化、多功能、低功耗、高精度等方向发展，传感器的高端化趋势是市场规模增长的重要驱动力。根据市场调研机构Next Move Strategy Consulting预测，2019-2030年，全球传感器行业规模将从1,638.4亿美元增长至4,262.0亿美元，行业增速长期保持在5%以上，市场空间广阔。

另外，根据Markets and Markets的报告《按类型、技术、最终用户行业和地区划分的智能传感设备市场（2022-2027年）》预测，全球智能传感设备市场规模预计将从2022年的458亿美元增长到2027年的1,045亿美元，复合年增长率为17.9%。工业4.0及物联网的普及将有助于智能传感器的广泛使用，国防、汽车、医疗、智慧工业、智慧楼宇和消费类电子是智能传感设备的主要应用领域。

文章来源： 技福小咖，半导体产业纵横，物联传媒