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文檔簡介

物聯(lián)網(wǎng)模組行業(yè)深度報(bào)告:千億空間_強(qiáng)者恒強(qiáng)

1模組簡介:萬物智聯(lián),模組先行

通信模組:連接物聯(lián)網(wǎng)感知層與傳輸層的關(guān)鍵

無線通信模組是將基帶芯片、射頻芯片、電源管理芯片、定位芯片、PN型器件及阻容感元器件等材料集成于PCB上的功能模塊,以實(shí)現(xiàn)無線電波收發(fā)、信道噪聲過濾及模擬信號與數(shù)字信號之間相互轉(zhuǎn)換等功能。無線通信模組需對不同芯片、器件進(jìn)行再設(shè)計(jì)和集成,涉及多種通信協(xié)議/制式、體積、功耗與特殊工藝。無線通信模組是實(shí)現(xiàn)萬物智聯(lián)的關(guān)鍵設(shè)備,物聯(lián)網(wǎng)終端通過無線通信模組接入網(wǎng)絡(luò)以滿足數(shù)據(jù)無線傳輸需求,是物聯(lián)網(wǎng)感知層與網(wǎng)絡(luò)層的重要連接樞紐。

無線通信模組包括天線接口、主功能模塊與功能接口三部分。其中:

功能接口連接終端,提供信號輸入與輸出,包括電源接口、狀態(tài)指示、存儲器接口、SIM卡接口、URAT接口等;

主功能模塊核心包括基帶處理器模塊、射頻模塊、電源管理模塊與存儲模塊,負(fù)責(zé)信號和協(xié)議處理、編碼解碼、射頻收發(fā)、電源管理等功能;

天線接口為終端提供射頻天線,包括主天線接口和分集天線接口。

無線通信模組是連通物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的橋梁。物聯(lián)網(wǎng)是通過感知設(shè)備,按照約定協(xié)議,連接物、人、系統(tǒng)和信息資源,實(shí)現(xiàn)對物理和虛擬世界的信息進(jìn)行處理,并作出反應(yīng)的智能服務(wù)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展經(jīng)歷“連接-感知-智能”三階段,目前物聯(lián)網(wǎng)仍處于連接數(shù)快速增長的第一階段,部分物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)仍在開發(fā)測試階段,離技術(shù)成熟應(yīng)用以及物物之間廣泛網(wǎng)絡(luò)連接的目標(biāo)還存在一定差距。根據(jù)ABIResearch預(yù)測,2025年全球物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備數(shù)預(yù)計(jì)達(dá)309億。根據(jù)GMSA預(yù)計(jì),2025年中國物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)相比2020年翻倍增長至80億,呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢。而每增加一個無線物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù),都至少增加一個無線模組,因此模組作為萬物相連的硬件基礎(chǔ)具有不可替代性,是高確定性受益于連接數(shù)爆發(fā)的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。

制式分類:按照通信協(xié)議劃分,蜂窩模組增長最快、潛力最大

根據(jù)搭載基帶芯片支持的通信協(xié)議,無線模組分為定位模組和通信模組,其中:定位模組包括GNSS和GPS模組,通信模組又分為非蜂窩模組和蜂窩模組。非蜂窩模組主要包括Wifi、藍(lán)牙等局域無線和LoRa、Sigfox等非授權(quán)廣域無線通信模組;蜂窩模組包括2G/3G/4G和5G。蜂窩通信模組由于應(yīng)用領(lǐng)域更廣、潛力更大而被認(rèn)為是未來驅(qū)動通信模組出貨量高速增長的主要動力。

非蜂窩局域無線通信模組:(1)WiFi模組,受限于WiFi覆蓋范圍而主要應(yīng)用于固定場景,通信距離一般為20-200m,功耗較高。傳輸速率與寬帶速率、路由器功率相關(guān),主要應(yīng)用于消費(fèi)電子、智能家居等場景;(2)藍(lán)牙模組,非蜂窩局域無線通信模組,連接范圍小、傳輸速率較低、功耗低,常應(yīng)用于包括手機(jī)、筆記本電腦、可穿戴式設(shè)備在內(nèi)的消費(fèi)電子產(chǎn)品;

非蜂窩廣域無線通信模組:基于非蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣域無線模組包括LoRa、Sigfox、ZETA模組等,為非授權(quán)頻譜網(wǎng)絡(luò),通信距離較長、功耗較低,常用于物流、被動識別等場景;

蜂窩通信模組:蜂窩通信模組由于應(yīng)用領(lǐng)域更廣、潛力更大而被認(rèn)為是未來驅(qū)動通信模組出貨量高速增長的主要動力。蜂窩通信模組具體分為2G/3G/4G和5G模組。其中,4G蜂窩模組依據(jù)3GPP組織制定的LTE(LongTermEvolution)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)分為LTECatX共15類模組。CatX全名4GLTEUE-Category,為3GPP組織定義的LTE15類標(biāo)準(zhǔn),對應(yīng)不同終端設(shè)備和應(yīng)用場景所需的帶寬和接入優(yōu)先級。2009年,3GPP發(fā)布Release8正式推出4GLTE,并同步推出了LTECat.1、Cat.2、Cat.3、Cat.4、Cat.5五個終端標(biāo)準(zhǔn),隨后不斷在新的Release中定義更多Cat.X。值得注意的是,3GPP在R13中定義了Cat.M1(即eMTC)和Cat.NB1(即NB-IoT)。

截至現(xiàn)在,3GPP一共定義15個Cat類別,其中Cat4及以上被認(rèn)為是高速蜂窩通信模組,應(yīng)用于自動駕駛、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場景;NB-IoT、eMTC和Cat1因其低功耗、高穩(wěn)定等特性應(yīng)用于百億連接級別的窄帶物聯(lián)場景。

除按照通信協(xié)議劃分外,低功耗模組還被歸類于低功率廣域無線通信模組(LPWA)。NB-loT(Cat-NB1)、eMTC(Cat-M)、LoRa及Sigfox具有耗能較低、傳輸速率較慢等特點(diǎn),適用于對設(shè)備能耗要求較高的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,如智能工業(yè)、智能抄表等領(lǐng)域,又被統(tǒng)稱為低功率廣域無線通信模組(LPWA)。

應(yīng)用場景:下游眾多,不同速率、功耗對應(yīng)不同應(yīng)用

通信模組行業(yè)的下游應(yīng)用領(lǐng)域眾多,按照對模組速率和功耗的要求可分為無源物聯(lián)、窄帶物聯(lián)、中低速物聯(lián)和高速物聯(lián)四大場景,具體又包括無線支付、車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、工業(yè)應(yīng)用、無線網(wǎng)關(guān)、智慧安防、智慧能源、智慧醫(yī)療等。根據(jù)Counterpoint數(shù)據(jù),2020年全球模組仍然以4G和NB-IoT出貨為主。其中,NB-IoT模組貢獻(xiàn)近三分之一的出貨量市場份額,4GLTE模組出貨量占比近一半。NB-IoT等LPWA模組對應(yīng)窄帶/中低速物聯(lián)等低功耗物聯(lián)網(wǎng)場景,具體包括智慧城市、智慧能源等應(yīng)用,此類場景特點(diǎn)是模組出貨量龐大但單價較低。而Cat4以上乃至5G模組則應(yīng)用于高速率、高價值場景,包括自動駕駛、無線網(wǎng)關(guān)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等,其中路由器/CPE是5G模組應(yīng)用最快落地的領(lǐng)域。

預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用將會超過100種,有望形成6:3:1的倒金字塔型場景結(jié)構(gòu)。根據(jù)ABIResearch預(yù)計(jì),到2023年60%的公共事業(yè)類應(yīng)用(如智能抄表)將會采用NB-IOT,30%的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用采用Cat.1,主要包括POS機(jī)、電梯監(jiān)控、物流等領(lǐng)域,剩余10%的高速率場景采用Cat.4以上制式模塊。

2核心動能:政策加碼,技術(shù)奠基,需求爆發(fā)

宏觀背景:物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)爆發(fā),產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)加碼

移動互聯(lián)網(wǎng)紅利見頂,萬物智聯(lián)時代來臨。過去二十年,互聯(lián)網(wǎng)以人聯(lián)網(wǎng)為核心。憑借固網(wǎng)寬帶,人們得以通過PC電腦接入互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)第一代人與網(wǎng)絡(luò)的連接;此后,移動網(wǎng)絡(luò)不斷迭代進(jìn)步,3G/4G網(wǎng)絡(luò)使得人們通過便攜的手機(jī)等移動設(shè)備就接入互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)第二代人與網(wǎng)絡(luò)連接。但隨著時間推移,移動用戶數(shù)量增長放緩,PC/智能手機(jī)等消費(fèi)電子終端出貨量增長乏力,移動互聯(lián)網(wǎng)紅利已開始漸漸衰退。未來十年,5G將推動物聯(lián)網(wǎng)取代人聯(lián)網(wǎng)成為新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)快速增長,帶動無線通信模組需求擴(kuò)張。當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展仍處于連接數(shù)快速增長的第一階段,設(shè)備連接數(shù)是衡量物聯(lián)網(wǎng)目前發(fā)展?fàn)顟B(tài)的核心指標(biāo)。在一般情況下,假設(shè)通信模組是n,則連接數(shù)<=n*(n-1)/2,物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備數(shù)的快速增長推動了連接數(shù)的爆發(fā),隨之帶動無線通信模組市場。根據(jù)ABIResearch預(yù)測,2025年全球物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備數(shù)預(yù)計(jì)達(dá)309億,推算通信模組約達(dá)25億。根據(jù)GMSA預(yù)計(jì),2025年中國物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)相比20年翻倍增長至80億,呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢。在萬物互聯(lián)的時代,物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)的增長將直接受益無線通信模組,帶動智能終端相關(guān)模組的需求規(guī)模放量。

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)加碼,推動模組行業(yè)高速發(fā)展。近年來,國家對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的支持政策不斷加碼,無線通信模組作為行業(yè)重要的細(xì)分領(lǐng)域?qū)⒊掷m(xù)獲益。自2010年“物聯(lián)網(wǎng)”首次被寫入當(dāng)年政府工作報(bào)告中后,我國已累計(jì)出臺二十多項(xiàng)政策支持物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其中較為重磅的政策有:2012年《“十二五”物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃》提出2020年國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模達(dá)到1萬億人民幣;2013年國務(wù)院推出《關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》;2013年發(fā)改委、工信部印發(fā)《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)行動計(jì)劃》;2020年《關(guān)于深入推進(jìn)移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》;2021年《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動計(jì)劃(2021-2023年)》。國家出臺的物聯(lián)網(wǎng)利好政策將極大地促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展,為無線通信模組市場提供了健康良好的發(fā)展環(huán)境。此外,海外各國政府也出臺相關(guān)利好政策,大力推動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展,為國產(chǎn)模組企業(yè)的出海奠定了基礎(chǔ)。

國內(nèi)三大運(yùn)營商推出相應(yīng)補(bǔ)貼措施,加速模組出貨量提升。2017年起三大運(yùn)營商開啟對模組廠商的補(bǔ)貼,2017年10月中國電信率先推出30元/塊的補(bǔ)貼,使得補(bǔ)貼后模組價格下降至36元/塊,意圖讓NB-IoT模組階段性進(jìn)入5美元區(qū)間。2018年中國移動出臺的20億物聯(lián)網(wǎng)終端補(bǔ)貼策略讓NB-IoT模組成本下降超50%,4G模組成本下降到100元以下;2019年保持20億補(bǔ)貼不變,并將在原有的補(bǔ)貼策略上進(jìn)行優(yōu)化升級。運(yùn)營商的補(bǔ)貼措施降低了模組成本,加速了模組出貨量的提升。

技術(shù)奠基:通信技術(shù)迭代,“LPWA與5G”雙路徑演進(jìn)

物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)不斷豐富,充分滿足下游場景對速率、功耗的不同需求。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)從2G、3G逐漸升級至4G、5G以及NB-loT等LPWA技術(shù),技術(shù)迭代使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)往新的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。隨著2G、3G逐漸退網(wǎng),我們認(rèn)為未來移動物聯(lián)網(wǎng)將沿著“2G/3G逐漸被LPWA替代”和“超高速4G被5G替代”的雙路徑演進(jìn),并最終形成"NB-IoT+4G+5G"的三角格局:

NB-IoT與Cat.1協(xié)同并進(jìn),打造多層次物聯(lián)網(wǎng)格局。在2G/3G退網(wǎng)背景下,NB-IoT和4GCat1模組正逐漸成為低速率、低功耗模組首選,成為2G/3G的接棒員。NB-IoT在覆蓋、功耗、傳輸速率等方面符合低功耗廣域覆蓋類業(yè)務(wù)需求,適合需遠(yuǎn)距離傳輸、通信數(shù)據(jù)量小、時延要求不高的低速物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用;LTECat.1更適合于對移動性及速率要求較高、數(shù)據(jù)量大、需要語音功能的業(yè)務(wù)。2020年5月,工信部發(fā)布《關(guān)于深入推進(jìn)移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》,對NB-IoT和LTECat.1網(wǎng)絡(luò)覆蓋、模組價格、物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)等提出要求,指出建立NB-IoT、4G和5G協(xié)同發(fā)展的移動物聯(lián)網(wǎng)綜合生態(tài)體系,并要求引導(dǎo)2G/3G物聯(lián)網(wǎng)終端向NB-IoT和LTECat.1逐步遷移。NB-IoT和LTECat.1將齊足并驅(qū),承載豐富的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

4G與5G并存,超高速4GLTE轉(zhuǎn)向5G。5G定義了三大典型應(yīng)用場景:eMMB增強(qiáng)移動寬帶、mMTC海量機(jī)器通信和uRLLC超高可靠低時延通信,其中mMTC與uRLLC均屬于物聯(lián)網(wǎng)范疇,為車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等場景提供高速率、大規(guī)模、高可靠的連接技術(shù)。5G在端到端延遲、峰值數(shù)據(jù)速率、連接密度、流量密度等性能指標(biāo)方面均優(yōu)于4G,可滿足物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的大規(guī)模連接、低延遲、高吞吐量等技術(shù)要求,為各個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用行業(yè)提供技術(shù)支撐,推動萬物互聯(lián)進(jìn)入新階段。此外,5GR16標(biāo)準(zhǔn)的凍結(jié),使得各廠商可依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)產(chǎn)品的研發(fā)制造,進(jìn)一步豐富5G技術(shù)的應(yīng)用場景,加快全球5G網(wǎng)絡(luò)部署的進(jìn)程,有利于5G能進(jìn)一步賦能各行各業(yè),催生新的數(shù)字生態(tài)產(chǎn)業(yè)。同時,R17標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)啟動,以“網(wǎng)絡(luò)智慧化、能力精細(xì)化、業(yè)務(wù)外延化”為目標(biāo),將進(jìn)一步提升5G性能,更好地面向垂直行業(yè)。

5G網(wǎng)絡(luò)全面建成在即,5G模組商業(yè)化進(jìn)度加速。2020年中國進(jìn)入5G規(guī)?;逃秒A段,預(yù)計(jì)2022年將全面建成5G網(wǎng)絡(luò)。2021年8月31日,工信部部長肖亞慶在世界5G大會上介紹,我國已開通建設(shè)5G基站99.3萬個,5G基站已經(jīng)覆蓋全國所有地級市、95%以上的縣區(qū)和35%的鄉(xiāng)鎮(zhèn),5G終端手機(jī)連接數(shù)超過3.92億戶,5G技術(shù)商業(yè)化普及程度顯著提高。隨著5G技術(shù)的成熟與普及,5G通信模組的發(fā)展將成為必然趨勢。

需求爆發(fā):移動互聯(lián),汽車網(wǎng)聯(lián),工業(yè)互聯(lián),智慧能源

1.移動互聯(lián):非手機(jī)類消費(fèi)電子基數(shù)龐大,多因素驅(qū)動蜂窩模組滲透率提升

非手機(jī)類消費(fèi)電子基數(shù)龐大,蜂窩模組滲透率低。據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示,2020年移動電腦年出貨量約3億臺,非手機(jī)消費(fèi)電子出貨量基數(shù)較大。廣義上看,手機(jī)、平板、筆記本、電子書等消費(fèi)電子終端的“人聯(lián)網(wǎng)”屬于“物聯(lián)網(wǎng)”的范疇,相比于大多數(shù)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)終端仍處于快速滲透階段,目前消費(fèi)電子終端本身滲透率基本飽和,但其網(wǎng)聯(lián)卻主要依靠有線寬帶、WiFi等而非蜂窩形式。據(jù)StrategyAnalytics數(shù)據(jù)顯示,2020年具有蜂窩功能的移動PC全球出貨量首次達(dá)到1010萬臺,增長70%,而蜂窩模組內(nèi)置率約在3%-5%,仍處于較低位置。未來,隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、流量成本及終端價格等多方面改善,蜂窩模組在非手機(jī)消費(fèi)電子中滲透率有望持續(xù)提升。

多因素驅(qū)動蜂窩模組滲透,未來可期。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、流量成本及終端價格等多方面改善,巨頭加碼全互聯(lián),蜂窩模組有望在非手機(jī)消費(fèi)電子中快速滲透:(1)網(wǎng)絡(luò)帶寬:5G時代,蜂窩物聯(lián)網(wǎng)將形成階梯覆蓋,傳輸速率達(dá)GB以上;(2)流量單價:三大運(yùn)營商每年都超額完成提速降費(fèi)任務(wù),流量單價累計(jì)下降超95%;(3)終端價格:全球筆記本電腦價格總體穩(wěn)中有升,而4G蜂窩通信模組價格卻持續(xù)下降;(4)巨頭加碼:2018年英特爾、中國聯(lián)通、聯(lián)想、高通等巨頭就開始積極布局全互聯(lián)。

全球疫情催化下,線上辦公/教育等對設(shè)備連接穩(wěn)定性的要求推動具有蜂窩功能的筆記本電腦出貨量。據(jù)StrategyAnalytics數(shù)據(jù)顯示,2020年具有蜂窩功能的移動PC全球出貨量首次達(dá)到1010萬臺,增長70%,預(yù)計(jì)2025年將達(dá)1430萬臺,其中支持5G的PC市場份額將會達(dá)到69%。5G時代,隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬大幅提升、流量單價持續(xù)下降、蜂窩模塊更加便宜,人們將傾向于選擇更安全(相比WiFi)、更便利(相比寬帶)的蜂窩上網(wǎng)方式,在產(chǎn)業(yè)巨頭的推動下,預(yù)計(jì)未來內(nèi)置蜂窩通信的非手機(jī)消費(fèi)電子占比將大幅提升,帶動蜂窩通信模組需求爆發(fā)。

2.汽車網(wǎng)聯(lián):深耕C-V2X蜂窩車聯(lián)網(wǎng)高價值量場景

C-V2X技術(shù)落地,帶動車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。C-V2X中的C是指蜂窩(Cellular),是基于3G/4G/5G等蜂窩網(wǎng)通信技術(shù)演進(jìn)形成的車用無線通信技術(shù),借助于人、車、路、云平臺之間的全方位連接和高效信息交互,是由中國主導(dǎo)的車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向。我國現(xiàn)有C-V2X技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基本完成并已擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈,且5G-V2X技術(shù)逐漸落地。5G特有的低延時和高可靠性等特性將實(shí)現(xiàn)無線通信與GPS結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)真正的智能汽車聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì),2020年中國車聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模975億元,預(yù)計(jì)2019-2021年CAGR為39.4%。根據(jù)埃森哲預(yù)測,中國2025年車聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模有望達(dá)2162億美元,屆時所有新車都將具備聯(lián)網(wǎng)功能,車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

車規(guī)模塊要求嚴(yán)苛,處于車載電子應(yīng)用重要環(huán)節(jié)。通信模組分為消費(fèi)級、工業(yè)級和車規(guī)級,其中車規(guī)級要做包括高低溫度、振動、電磁兼容、破壞性測試等各種嚴(yán)苛測試。蜂窩通信模塊在車載電子應(yīng)用的整個環(huán)節(jié)中處于非常重要的地位,是連接設(shè)備傳感端和信息服務(wù)中心的紐帶。車載的應(yīng)用環(huán)節(jié)非常復(fù)雜且可能涉及到安全行車駕駛,因此對模組產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性、抗高低溫性能等要求更高。

車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品主要包括車載前裝T-BOX和車載后裝OBD兩大類,前裝車載系統(tǒng)屬于汽車原廠配置,而后裝車載系統(tǒng)主要由汽車經(jīng)銷商或消費(fèi)者自行購置。由于需要大量地采集運(yùn)行中的車輛數(shù)據(jù),通信模組在車載產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。T-BOX、OBD、智能后視鏡、行車記錄儀、車內(nèi)WiFi熱點(diǎn)等均需要內(nèi)置無線通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集與傳遞:(1)應(yīng)用在主機(jī)中,實(shí)現(xiàn)車內(nèi)影音娛樂等;(2)應(yīng)用在車載T-BOX,和后臺系統(tǒng)/手機(jī)APP通信,實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP的車輛信息顯示與控制;(3)應(yīng)用在OBD車載診斷系統(tǒng),通信模塊可以協(xié)助其通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)車輛的駕駛行為分析和統(tǒng)計(jì),實(shí)時讀取診斷數(shù)據(jù)等;(4)應(yīng)用在OTA,實(shí)現(xiàn)空中下載,通過網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)程服務(wù)器下載新的軟件更新包對自身系統(tǒng)進(jìn)行升級。隨著5G技術(shù)不斷發(fā)展,車載產(chǎn)品需求的不斷發(fā)掘與細(xì)化,車載模組的市場需求將持續(xù)增長。

根據(jù)StrategyAnalytics預(yù)測,5G模塊的銷售將在2024年超越4G模塊的銷量,其中預(yù)計(jì)5G物聯(lián)網(wǎng)蜂窩模塊銷量2025年將超過1.9億個。在預(yù)測期間,汽車行業(yè)將是最大的5G物聯(lián)網(wǎng)蜂窩模塊市場。多因素驅(qū)動車規(guī)級通信模組放量:

傳統(tǒng)汽車存量基數(shù)大,汽車升級換代周期縮短,通信模組滲透率有望提升。根據(jù)OCIA數(shù)據(jù)顯示,全球傳統(tǒng)汽車平均年銷量接近1億,其中中國市場份額占全球30%以上。中國近年來每年新增車輛2000-2500萬輛,而2018年汽車數(shù)據(jù)通信模塊DCM裝配量487萬塊,裝配率僅20.57%,滲透率有望快速提升。汽車升級換代周期的縮短也為車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展提供了市場空間,全新車型開發(fā)周期已由原來的4年左右縮短為1-3年,改款車型由原來的6-24個月縮短至4-15個月。

新能源汽車加速放量。根據(jù)EVSALES數(shù)據(jù)顯示及彭博新能源財(cái)經(jīng)的預(yù)測,2019年新能源汽車銷量超過220萬,前裝率100%,預(yù)計(jì)2025年將達(dá)1000萬,新能源汽車銷量的快速上升將持續(xù)提升前裝化的進(jìn)程。

車聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策持續(xù)加碼,目標(biāo)明確。根據(jù)工信部2018年底發(fā)布的《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計(jì)劃》,目標(biāo)2020年車聯(lián)網(wǎng)滲透率30%以上,新車聯(lián)網(wǎng)車載終端裝配率60%以上,有望帶來車載模組爆發(fā)式增長。同時,國家發(fā)改委聯(lián)合工信部發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》,目標(biāo)在2025年實(shí)現(xiàn)車用無線通信網(wǎng)絡(luò)(LTE-V2X等)區(qū)域覆蓋,新一代車用無線通信網(wǎng)絡(luò)(5G-V2X)在部分城市、高速公路逐步開展應(yīng)用,高精度時空基準(zhǔn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全覆蓋。此外,《C-V2X產(chǎn)業(yè)化路徑和時間表研究》指出,2025年C-V2X新車搭載率將提升至50%。預(yù)計(jì)5G模組將逐漸代替4G模組支撐車載DCM高速增長,位于C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈上游的通信模組將長期受益。

3.工業(yè)互聯(lián):定制化程度高,聚焦小顆粒市場

工業(yè)互聯(lián)場景廣泛,聚焦賦能小顆粒市場。相較于車聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)模組等大顆粒市場,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模組定制化程度高,顆粒小而復(fù)雜,種類豐富,差異化程度高。工業(yè)通信模組可應(yīng)用在嵌入智能工業(yè)網(wǎng)關(guān)、工業(yè)路由器、超高清視頻通訊等設(shè)備,賦能無人AGV/IGV小車,超高清視頻監(jiān)控,超高清質(zhì)量檢測,工業(yè)表計(jì)數(shù)據(jù)采集等智能制作應(yīng)用。

工業(yè)互聯(lián)增長快、模組滲透率低,產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)規(guī)模龐大。據(jù)中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)研究院數(shù)據(jù)顯示,2020年中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)增速達(dá)到11.28%,規(guī)模已占全球主要工業(yè)國家工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總數(shù)的20.19%,超過日本和德國的總和,表明我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入快速發(fā)展期。據(jù)艾瑞咨詢數(shù)據(jù)顯示,2019年工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在三次產(chǎn)業(yè)中的滲透率僅分別為0.27%、2.76%和0.94%,側(cè)面反映工業(yè)互聯(lián)行業(yè)前景廣闊,同時,疊加多項(xiàng)因素驅(qū)動,在很大程度上將帶動工業(yè)模組放量:

連接數(shù)有望快速增長,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大。根據(jù)信通院數(shù)據(jù)顯示,2019年中國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增加值規(guī)模為2.13萬億元,預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到3.1萬億元。根據(jù)ABIResearch的預(yù)測,2023年全球工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域蜂窩通信模組將達(dá)2.66億塊,市場需求廣闊。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)政策持續(xù)加碼,數(shù)字化進(jìn)程加速。2019年,工信部發(fā)布《“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”512工程推進(jìn)方案》,目標(biāo)到2022年,突破一批面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特定需求的5G關(guān)鍵技術(shù),“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的產(chǎn)業(yè)支撐能力顯著提升;培育形成5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合疊加、互促共進(jìn)、倍增發(fā)展的創(chuàng)新態(tài)勢,促進(jìn)制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化升級,推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。2020年,工信部發(fā)布《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》,落實(shí)中央關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的決策部署,統(tǒng)籌發(fā)展與安全,推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在更廣范圍、更深程度、更高水平上融合創(chuàng)新,培植壯大經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動能,支撐實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。2021年,《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》指出要穩(wěn)妥發(fā)展工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)。

傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)難以滿足工業(yè)需求,蜂窩網(wǎng)絡(luò)迎來新機(jī)遇。工業(yè)互聯(lián)面臨部分網(wǎng)絡(luò)傳輸難題:針對現(xiàn)代車間設(shè)備需要的端到端、低時延、高穩(wěn)定性、可靠性等要求,傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸難以跟上時代;大型制造企業(yè)具有網(wǎng)絡(luò)安全要求高、業(yè)務(wù)集中、物理環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn),有限和無線專網(wǎng)難以滿足網(wǎng)絡(luò)通信需求。因此,迫切需要高帶寬、低時延、可靠性高、部署簡單的網(wǎng)絡(luò),而5G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)能夠滿足這些要求。同時,NB-IoT模組能夠在低速領(lǐng)域提供幫助,解決低功耗、大連接的問題,以Cat.1為代表的4G模組具有低時延、安全可靠的特點(diǎn),同樣可以解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)上的困難。此外,對于工業(yè)設(shè)備和傳感器,都需要對應(yīng)的傳輸模組,工業(yè)模組市場需求有望持續(xù)提升。

4.智慧能源:“雙碳”目標(biāo)催升能源智能管理水平,LPWA奠基

智慧電網(wǎng)+泛在電力物聯(lián)網(wǎng)加碼,推動模組需求增長。泛在電力物聯(lián)網(wǎng),即運(yùn)用新一代信息通信技術(shù),將用戶、企業(yè)、設(shè)備連接起來,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)人機(jī)交互、萬物互聯(lián),其本質(zhì)是一個物聯(lián)網(wǎng)。自國網(wǎng)發(fā)布《泛在電力物聯(lián)網(wǎng)白皮書2019》并制定目標(biāo)規(guī)劃以來,國網(wǎng)已多次招標(biāo)相關(guān)信息化設(shè)備,致力于打造互利共贏的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系。受益于能源物聯(lián)網(wǎng)不斷深化的步伐,無線通信模組也將持續(xù)放量。

同時,國網(wǎng)、南網(wǎng)不斷加碼智能電網(wǎng)建設(shè)。智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃實(shí)施以來,電網(wǎng)投資額一直維持較高水平,國家電網(wǎng)2014-2020年每年招標(biāo)采購5000萬臺以上智能電網(wǎng)設(shè)備,2016-2020年計(jì)劃總投資1.4萬億元,其中用電信息采集系統(tǒng)建設(shè)投資331億元,占用電環(huán)節(jié)的65.54%。定下“2025年智能電網(wǎng)格局基本形成,世界一流的‘兩區(qū)一港’智能電網(wǎng)基本建成”的目標(biāo)?!笆奈濉逼陂g,預(yù)計(jì)年均投資規(guī)模1350億元。過去,電網(wǎng)投資的70%用于特高壓等基礎(chǔ)設(shè)施,而在“雙碳”目標(biāo)的要求下,未來國網(wǎng)和南網(wǎng)需要將投資從特高壓建設(shè)往配電側(cè)、用電側(cè)傾斜。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)與堅(jiān)強(qiáng)智慧電網(wǎng)相互協(xié)同,融通發(fā)展,將有效加速建設(shè)智慧電網(wǎng),從而進(jìn)一步推動模組市場規(guī)模擴(kuò)大。

智能表計(jì)市場廣闊,持續(xù)放量。根據(jù)IHSMarkit預(yù)測,到2024年底,全球智能表計(jì)數(shù)量將超過1.85億臺,亞洲市場占全球總市場的三分之二。在全球智能電表逐漸進(jìn)入存量的時代,我國市場仍處高速發(fā)展期,預(yù)計(jì)2019-2022年CAGR為12%。在碳中和、碳達(dá)峰的“雙碳目標(biāo)”背景下,電力智能化管理水平需要大幅提高以實(shí)現(xiàn)目標(biāo),而智能電表是其中關(guān)鍵的底層終端基礎(chǔ)。作為智能電表的核心部件,智能電表無線通信模組需求有望不斷提升。

3市場空間:量價齊升,千億空間

市場現(xiàn)狀:2020年受疫情沖擊放緩,以4G/NB-IoT出貨為主

受疫情影響,2020年全球蜂窩通信模組出貨量高達(dá)2.65億片,略微下滑6%,對應(yīng)全球市場規(guī)模213.8億元,同比下滑8%。根據(jù)Counterpoint數(shù)據(jù),2020年蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模組總出貨量與市場規(guī)模分別為2.65億片/213.8億元,同比-6%/-8%,主要原因是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備部署受到疫情沖擊影響而延遲。2021年,疫情得到控制后,物聯(lián)網(wǎng)模組需求端強(qiáng)勁復(fù)蘇。雖然仍然受到物聯(lián)網(wǎng)芯片短缺影響,但強(qiáng)勁的市場需求和低基數(shù)預(yù)計(jì)將帶動2021年物聯(lián)網(wǎng)模組出貨量高增。

分制式看,2020年全球蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模組主要以4G和NB-IoT模組為主,5G模組仍然占比較少:

(1)4G模組貢獻(xiàn)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模組出貨量一半份額,NB-IoT(Cat.NB1)出貨量大但單價不斷下降。4GLTECat.1模組快速增長是2020年明顯的特點(diǎn)之一,而NB-IoT依然保持穩(wěn)定增長,基本貢獻(xiàn)了1/3的出貨量市場份額,智能抄表等公用事業(yè)應(yīng)用是NB-IoT應(yīng)用最多的領(lǐng)域,尤其是NB-IoT網(wǎng)絡(luò)升級到R14版本后,性能和功能得到進(jìn)一步提升,形成了更廣泛的應(yīng)用;在蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模組帶來收入方面,Counterpoint數(shù)據(jù)顯示雖然NB-IoT出貨量占比達(dá)到1/3,但其收入占比僅為11%,而且隨著NB-IoT出貨量的增長,其平均售價也在不斷下降,僅2020年第二季度NB-IoT模組平均售價就下降了18%,第四季度下降了3%;

(2)5G物聯(lián)網(wǎng)模組占比還非常少,但放量在即?,F(xiàn)階段5G模組出貨量仍然較少,目前更多應(yīng)用于CPE/路由器以及工業(yè)網(wǎng)關(guān)。Counterpoint預(yù)計(jì)大多數(shù)模組廠商將于2021年下半年相繼推出多款5G模組,5G模組價格將實(shí)現(xiàn)下降,在需求端對5G需求也持續(xù)增長,預(yù)計(jì)未來中國和歐美市場將迎來5G模組出貨量快速增長。

分國家看,中國市場和海外市場的模組出貨情況有較大差異。其中:(1)中國市場NB-IoT出貨量受到政策驅(qū)動。工信部于2020年推出的《關(guān)于深入推進(jìn)移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》要求2020年年底NB-IoT網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)縣級以上城市主城區(qū)普遍覆蓋,重點(diǎn)區(qū)域深度覆蓋;并引導(dǎo)新增物聯(lián)網(wǎng)終端向NB-IoT和Cat1遷移,目標(biāo)打造一批NB-IoT應(yīng)用標(biāo)桿工程和NB-IoT百萬級連接規(guī)模應(yīng)用場景。在此背景下,2020Q3中國市場NB-IoT出貨量占比超過一半。根據(jù)IoTAnalytics數(shù)據(jù),2020年全球NB-IoT模組出貨量90%都來自于中國;(2)與此相比,海外雖然有數(shù)十家運(yùn)營商建設(shè)了NB-IoT網(wǎng)絡(luò),但網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和應(yīng)用規(guī)模非常有限,因此對于NB-IoT模組需求量不大。不過,北美多家運(yùn)營商開通了LTE-M網(wǎng)絡(luò),因此海外LTE-M模組開始規(guī)模出貨。

空間測算:2025年出貨量有望超9億片,對應(yīng)近千億元空間

物聯(lián)網(wǎng)模組市場發(fā)展存在兩大規(guī)律:技術(shù)迭代下新產(chǎn)品放量+摩爾定律驅(qū)動單價降低:(1)通信技術(shù)迭代,新制式產(chǎn)品分場景對原有產(chǎn)品進(jìn)行替代。未來物聯(lián)網(wǎng)模組市場將朝著雙路徑演進(jìn)。隨著2G、3G逐漸退網(wǎng),無源/窄帶/中低速物聯(lián)場景的2G/3G模組將被以NB-IoT為代表的LPWA模組替代。而應(yīng)用在工業(yè)互聯(lián)、車聯(lián)網(wǎng)等高速場景的4G模組將被逐漸成熟的5G模組替代,并最終形成"NB-IoT+4G+5G"的三角格局;(2)單品類蜂窩通信模組單價遵循著摩爾定律而逐漸下降,但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化尤其是5G模組放量將有望拉動整體均價提升。以移遠(yuǎn)通信為例,從時間維度看每個品類產(chǎn)品價格都遵循摩爾定律而下降,而2018年單價相對較高的4G模組放量、占比提升驅(qū)動整體ASP提升;2019/2020年出貨量大但單價相對低的NB-IoT模組加速放量、占比提升又使得整體ASP下降。

基于“技術(shù)迭代下新產(chǎn)品促結(jié)構(gòu)優(yōu)化”和“單制式模組價格遵循摩爾定律下降”的兩大行業(yè)規(guī)律,同時參考Counterpoint、IoTAnalytics以及StrategyAnalytics數(shù)據(jù),我們假設(shè):

單制式模組價格逐漸下降:5G/4G/3G/LPWA模組價格逐步下降至2025年的300/90/40/25元。

雙路徑演進(jìn),產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化促整體ASP提升:以NB-IoT為代表的LPWA模組占比逐漸提升至2025年的42%,與此同時2G完全退網(wǎng)。2022年,5G模組開始放量,4G高速模組逐步被5G模組替代,5G模組出貨量占比逐漸提升至2025年的18.5%。雖然LPWA出貨加速將部分抵消5G模組放量對ASP的提升,但我們認(rèn)為5G模組仍將驅(qū)動全球物聯(lián)網(wǎng)模組ASP從2020年80.69元逐步提升至2025年的98.99元。

此外,我們認(rèn)為未來在物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)爆發(fā)、產(chǎn)業(yè)政策持續(xù)加碼、5G規(guī)?;逃寐涞睾蛙嚶?lián)網(wǎng)等高價值量場景落地等驅(qū)動因素下,全球物聯(lián)網(wǎng)模組有望維持高速增長,正式迎來“量價齊升”階段。因此,我們預(yù)測:2025年全球物聯(lián)網(wǎng)蜂窩通信模組出貨量將達(dá)到9.75億片,2020-2025年CAGR高達(dá)29.8%;我們預(yù)測2025年全球物聯(lián)網(wǎng)蜂窩通信模組市場規(guī)模達(dá)965.14億元,2020-2025年CAGR高達(dá)35.2%。

其中,分制式預(yù)測:預(yù)計(jì)2025年5G蜂窩模組出貨量將達(dá)到1.8億片,占總出貨量比重為18.5%,對應(yīng)市場541億元;4GLTE出貨量達(dá)3.36億片,占比降至34.5%,對應(yīng)市場302億元;以NB-IoT為主的LPWA模組出貨4.1億片,占比提升至42%,對應(yīng)市場102億元;2G實(shí)現(xiàn)完全退網(wǎng),3G模組占比逐漸減少。

4競爭格局:東升西落,強(qiáng)者恒強(qiáng)

全球格局:東升西落,國內(nèi)廠商出海搶占全球份額

全球通信模組玩家主要包括海外廠商SierraWireless、Telit、ThalesSA(Gemalto)、U-BLox,國內(nèi)廠商、移遠(yuǎn)通信、廣和通、有方科技、高新興(旗下中興物聯(lián))等。

國內(nèi)廠商收入高速增長,海外廠商整體收入大幅下滑。國內(nèi)主要廠商整體2015-2020年收入CAGR達(dá)44.3%,2020年整體收入增速22.1%,其中龍頭移遠(yuǎn)通信/廣和通/有方科技同比增長47.8%/43.3%;相比之下,海外主要廠商整體2015-2020年收入CAGR為-3.6%,其中2019年首次出現(xiàn)負(fù)增長,收入增速-10.8%。2020年海外廠商延續(xù)收入下滑態(tài)勢,同比大幅下滑27.2%。我們認(rèn)為,海外廠商面臨定價與銷量的兩難選擇,原因在于:(1)國內(nèi)產(chǎn)品性價比更高、競爭力更強(qiáng),低端場景快速替代高端場景逐步替代;(2)國內(nèi)廠商加大海外拓展力度搶占份額,直接侵蝕了海外廠商出貨量份額。

產(chǎn)品價格:海外廠商定價遠(yuǎn)超國內(nèi),但差距在收窄。一方面,海外廠商在高技術(shù)需求領(lǐng)域仍占據(jù)優(yōu)勢地位,如車聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)領(lǐng)域,國內(nèi)唯有廣和通近年切入MI領(lǐng)域,而其他進(jìn)軍海外的國內(nèi)廠商大多定位為中低端市場,較高的銷售價格體現(xiàn)了海外廠商收緊于高速率、高端產(chǎn)品;另一方面,也體現(xiàn)出海外廠商產(chǎn)品性價比較低,例如移遠(yuǎn)的LTE產(chǎn)品2018年平均價格143元也已經(jīng)低于Sierra等所有產(chǎn)品的平均售價。

出貨量:國內(nèi)廠商海外拓展迅猛,海外廠商份額持續(xù)壓縮。2010-2014年出貨量第一為Sierra,2015-2018年易位于國內(nèi)廠商芯訊通(后被日海智能收購),2017年隨著國內(nèi)廠商加大海外拓展力度,海外廠商份額開始大幅壓縮,到了2020年四家中國物聯(lián)網(wǎng)模組廠商已經(jīng)占據(jù)60%的出貨量份額,其中移遠(yuǎn)通信占有37%出貨量份額、廣和通出貨量占比也達(dá)到9%。

國內(nèi)龍頭凈利率相對穩(wěn)定,海外廠商凈利率大幅下滑。近年來,國內(nèi)龍頭凈利率企穩(wěn),海外廠商則表現(xiàn)不佳;2020年移遠(yuǎn)/廣和通凈利率分別為3.1%(-4.9PCTs)/10.37%(+1.46PCTs),保持相對穩(wěn)定。反觀海外廠商,盈利能力大幅下滑。U-blox凈利率大幅下滑22.86PCTs,2020年首次虧損。Sierra在出售盈利能力不佳且需大量投入的車載業(yè)務(wù)后凈利率仍然下滑1.11%。Telit在2019年急速收縮各項(xiàng)費(fèi)用,凈利率在當(dāng)年實(shí)現(xiàn)由負(fù)轉(zhuǎn)正,但2020年又大幅下降10.27PCTs。整體來看,海外廠商出現(xiàn)競爭力(費(fèi)用投入)和盈利能力的兩難選擇,我們認(rèn)為原因在于:(1)國內(nèi)高性價比產(chǎn)品沖擊下,海外廠商毛利率被迫快速降低;(2)海外人力及工程師成本高企,若想維持產(chǎn)品競爭力則費(fèi)用率將大幅提升。

毛利率:國內(nèi)廠商基數(shù)低略有提升,海外廠商基數(shù)高卻大幅下滑。2015年以來,國內(nèi)主要廠商毛利率總體略有提升,而海外主要廠商毛利率持續(xù)下滑;2015-2020年,國內(nèi)主要廠商毛利率普遍呈現(xiàn)上行趨勢,歸功于三個因素:一是由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化,各公司毛利率相對較高的4G高端產(chǎn)品銷量比重增加;二是海外市場拓展,各公司的海外收入占比提升;三是出貨量增加,規(guī)?;?yīng)一定程度降低了生產(chǎn)成本,另外芯片采購成本亦有降低。相比之下,海外公司毛利率整體呈下行趨勢。2020年,SirraWireless將其毛利率降低的車載前裝模組出售給廣和通后實(shí)現(xiàn)整體毛利率回升。

費(fèi)用率:海外人力成本高企,高額費(fèi)用率拖累盈利水平。海外公司的研發(fā)/銷售/管理費(fèi)用率合計(jì)超過了30

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