NB-IoT技術與應用市場逐步演進，在規格方面，三大主流晶片商都已正式推出符合R14版本的晶片，意味著NB-IoT晶片與模組開發都將朝R14邁進；在市場方面，也朝向全球化的布局。為搶進全球低功耗物聯網市場，模組商紛紛推出多頻與NB-IoT/LTE-M/2G多模解決方案，因應不同區域的網路布建。
NB-IoT R14版本於2017年6月底定，而3GPP也表明，2020年前不會再推出NB-IoT與eMTC(LTE-M)以外的新技術標準。在技術規格上，R14版本強化NB-IoT效能與整體的穩定性，並導入空中韌體更新(Firmware Updates Over The Air, FOTA)機制支援設備與裝置更新，使得NB-IoT技術更具確定性，也吸引業者逐步投入NB-IoT開發。
至2018年12月，全球約有60家營運商已經宣布商用。其中，中國營運商在NB-IoT的投入尤為積極，據了解，中國三家電信營運業者已完成了近百萬個NB-IoT基地台布建。縱觀整個NB-IoT產業生態系，已有數十家晶片廠商、幾十家模組廠商與上千個終端製造廠商進入NB-IoT產業。對此，移遠通信(Quectel)高級副總裁張棟指出，目前約有1,000萬NB-IoT終端已投入實際使用，其中包括智慧量表、智慧停車系統、智慧物流、智慧醫療、智慧城市管理等四十多個應用領域都已展開商用部署。
晶片商推出R14解決方案
NB-IoT R14版本於2017年6月底定，強化NB-IoT移動性、傳輸速率等功能，並導入FOTA機制支援設備與裝置更新。不過R14版本公布之初，只有部分晶片廠選擇跟進R14版本，如聯發科在2017年6月即宣布推出符合R14版本的NB-IoT系統單晶片(SoC)，並在同年11月推出支援NB-IoT及GSM/GPRS的雙模物聯網系統單晶片；而華為則是在2017年底推出支援R14版本的Boudica 150 NB-IoT晶片。
值得一提的是，NB-IoT三大主流晶片商之一高通(Qualcomm)，並沒有在R14版本發布之初就推出相應的產品，也因此2017~2018年市場對於選用R13版本或R14版本進行商用布建一直沒有定見。直到2018年12月，高通宣布推出旗下首款符合R14版本的物聯網專用蜂巢式晶片組，才宣告三大NB-IoT晶片廠皆已投入R14晶片市場。
高通首款R14蜂巢式物聯網晶片組
高通2018年12月正式推出9205蜂巢式物聯網晶片組，支援3GPP R14版本Category M1(eMTC)與NB2(NB-IoT)模式，可運行於使用上述任何一種LTE物聯網模式網路，並同時支援2G/E-GPRS連線，供LTE物聯網尚未布建完成的地區使用。
高通表示，9205將單一晶片上整合支援蜂巢式物聯網產品與服務所需之關鍵技術，包括全球多模LTE Category M1、NB-IoT網路，以及2G/E-GPRS聯網能力、應用處理、地理位置定位、硬體安全模組、雲端服務支援和開發商配套工具。此外，該晶片也搭載RF收發器(RF Transceiver)，支援頻寬範圍從450MHz至2,100MHz。
相較於該公司前一代產品，新推出的蜂巢式晶片組能讓裝置在待機模式下減少約70%的功耗，這對於須要在現場運作十年、甚至更久時間的電池供電物聯網裝置而言，是選用晶片時一項很重要的考量。另外，在尺寸的部分，相較前款產品亦減少50%體積。因此，更適合需要低功耗、具備廣域聯網能力與小尺寸規格(SFF)裝置的物聯網應用。
高通指出，新款蜂巢式晶片組的軟體亦與前代LTE物聯網解決方案相容，模組製造商可利用先前投資的軟體進行新模組解決方案的開發。目前包括金雅拓(Gemalto)、移遠通信和泰利特(Telit)等模組商，都已利用該晶片組進行新的模組解決方案開發，商用產品預計會在2019年上市。
高通歐洲區產品管理副總裁Vieri Vanghi表示，至2026年，採用低功耗廣域網路(LPWAN)技術的物聯網終端裝置將達60億台。蜂巢式物聯網技術是5G網路能夠連結海量物聯網的基礎，而該公司也期望藉由新產品的推出，協助應用領域將最新的蜂巢式物聯網技術導入終端裝置中。
Nordic NB-IoT晶片開發放眼R14
Nordic過去主要著力於短距離通訊技術，包括藍牙、Zigbee、Thread等技術。而隨著物聯網市場的興起，該公司也投入蜂巢式物聯網技術，開發自家的NB-IoT/LTE-M晶片與模組，並在2018年12月正式推出該公司首個蜂巢式物聯網解決方案。
談到短距離無線通訊與長距離無線通訊市場的差異，Nordic台灣區業務經理陳俊志(圖1)觀察指出，長距離無線通訊技術進入門檻較高，以過去的產業生態而言，終端應用廠商除了必須在合作之初就與晶片商簽訂保密合約(NDA)，設計與軟體開發也多由晶片商主導，較不具客製化的彈性。而Nordic投入長距離無線通訊市場的目標，就是在這方面做出差異化，降低入門門檻，協助既有的短距離無線通訊客戶以及新興應用廠商導入LPWAN技術。為此，該公司也將NB-IoT/LTE-M相關技術文件、軟體包公開，開發者無須簽訂保密文件，即可下載使用。
圖1 Nordic台灣區業務經理陳俊志表示，該公司希望能降低NB-IoT技術門檻，協助終端應用加速導入此技術。
在晶片的規格方面，該公司的LTE-M晶片預計在2019年第一季進行正式量產前的最後驗證，該款晶片因為開發時間較早，首代產品會以3GPP R13版本為主。而NB-IoT晶片預計會在2019年第二季進行最後的驗證，將以3GPP R14版本驗證為目標。此外，兩款晶片皆有支援FOTA功能。
陳俊志指出，該公司日前發表的SiP模組將NB-IoT/LTE-M數據機(Modem)、微控制器(MCU)、電源管理、射頻前端與GPS等蜂巢式物聯網應用所需的功能都整合在單一封裝內，使用者只須加裝外部電池、SIM卡和天線，希望能藉由高整合度的模組，降低終端應用的成本與尺寸。據悉，該模組尺寸僅10×16×1mm，適用於精巧的穿戴式消費性產品與醫療設備。
R13解決方案支援FOTA 滿足初期商用部署
談到R13與R14晶片商用部署狀況，u-blox商業開發經理黃俊豪(圖2)表示，R14與R13功能與特性差異包括定位、多播(Multicast)與FOTA等功能，此外R14也增強其移動性、傳輸容量與傳輸速率。其中，FOTA機制對於商用布建尤其重要，R13沒有強制要求支援FOTA，將導致裝置功能更新困難。因此，他認為，在不支援FOTA的情況下，R13的晶片/模組可能只能供測試階段使用。
圖2 u-blox商業開發經理黃俊豪表示，R13 NB-IoT模組若沒有增加FOTA功能，恐無法滿足商用布建的需求。
儘管如此，在R14解決方案尚未普及前，仍然可以觀察到市場上有部分NB-IoT應用已邁入商用部署的階段。對此，黃俊豪說明，智慧量表類的應用裝置不須移動且資料傳輸量小，晶片/模組最重要的是能夠確保裝置的讀表率與穩定性，而採用R13解決方案加上FOTA機制，就能達到此類應用的要求。如該公司即提供支援FOTA機制的R13模組，讓終端業者能在布建後透過FOTA更新裝置功能，滿足初期商用布建。
據了解，u-blox推出韌體空中介面uFOTA，為營運商與用戶提供採用LWM2M的終端/伺服器更新解決方案(LWM2M是一種適用於IoT應用的輕量、簡潔協定)。此方案可使終端使用者在完成功能更新後，繼續使用相同的硬體，相當適用於必須在長期部署之裝置上執行的應用程式。不過，黃俊豪指出，FOTA機制只能提供部分功能的更新，以該公司的解決方案而言，R13版本的模組無法透過韌體更新支援所有R14的規格與特性。因此該公司也推出SARA-N3系列模組，可支援部分的R14功能，並持續開發符合R14規格的模組。
多頻/多模方案滿足全球IoT廣泛應用
隨著NB-IoT應用領域越來越廣泛，針對特定應用所設計的多模解決方案，因為整合度高、開發方便，受到市場歡迎。舉例來說，整合GPS的模組優勢在於，其適合需要戶外定位的使用場景，如汽車、物流追蹤等；而Wi-Fi則可以滿足室內定位與傳輸的需求，如穿戴產品應用。
談到LPWAN模組設計要點，黃俊豪表示，裝置的可靠度、資訊安全、覆蓋範圍、彈性與尺寸，都是該公司在設計LPWAN模組時的考量。由於目前各國主流技術與採用的頻段皆有不同，為能滿足全球的應用市場，除了整合Wi-Fi、GPS等技術，模組商也紛紛推出支援2G/LTE-M/NB-IoT的多模以及多頻解決方案。
舉例而言，u-blox日前推出的SARA-R412M模組，即可以支援LTE-M、NB-IoT和四頻2G(EGPRS)，透過動態的系統選擇，用戶可將Cat M1、NB-IoT和EGPRS設定為單一模式或首選的連接方式，無須重新啟動模組便可切換模式，進一步擴展其設計的靈活性，同時縮短產品上市時間。
多模的配置可為需要2G連接性的LPWAN物聯網應用提供布建靈活性，即使在LTE Cat M1與NB-IoT尚未廣泛部署的地區，也能確保其網路連接。讓新式IoT裝置能利用現有的2G網路運作，並在LTE-M和NB-IoT技術就緒後立即升級。
移遠通信高低階產品滿足多元需求
為掌握全球化且多元的物聯網市場，張棟表示，移遠通信採用基於華為海思、高通、聯發科以及紫光展銳的晶片，投入多款NB-IoT模組的開發，以滿足高階與低階應用市場不同的需求。目前該公司針對華為海思、高通以及聯發科三大主流平台，都已經有相應的模組可供貨。而2019年該公司在NB-IoT的投入，將繼續向3GPP R14演進。他進一步解釋，相比R13，R14的產品可以更完善地支援大規模連接、減少隨機接入衝突，並增強NB-IoT技術的移動性，提供多播、到達時間差量測法(OTDOA)定位等功能。
在整個LPWAN技術布局上，該公司除了推出NB-IoT單模模組，也有基於高通晶片的NB-IoT/LTE-M/GSM多模方案，以掌握美國與歐洲等地的市場，進而實現全球化布局。此外，該公司也推出結合LTE-M、GNSS或者Wi-Fi等技術的高整合度NB-IoT模組，例如NB-IoT+GNSS模組與NB-IoT+加密晶片解決方案。
儘管NB-IoT在技術與生態系的演進之下，已逐步邁向全球化部署，但張棟表示，部分區域仍處於GSM和NB-IoT的過渡階段，因此，市場對於多模方案仍有其需求。
芯訊通助2G終端轉向LPWAN
談到在低功耗物聯網市場的布局，芯訊通(SIMCom)業務拓展部高級經理劉笛表示，該公司主要採用高通與聯發科晶片，開發了適用於全球各地區的LPWAN模組。此外，考量到物聯網應用場域相當多元、廣泛，該公司也針對不同產業應用，開發具有不同軟硬體特性的細分版本，使得不同應用領域皆能獲得支援。
目前芯訊通推出的SIM7000、SIM7070、SIM7080系列模組都支援NB-IoT/LTE-M雙模應用。劉笛解釋，主要是考量到低功耗物聯網方案在全球各地均有廣泛的布建需求，而雙模方案能為用戶在終端移動性和國際漫遊等方面提供更多選擇的可能性。除此之外，芯訊通也有開發營運商版本及兼具GPS定位功能的客製化模組。
展望2019年，芯訊通將致力於R14模組開發，以滿足全球物聯網市場的需求。劉迪指出，該公司將推出基於高通9205平台的全新LPWAN模組，支援LTE-M和NB-IoT，新模組將支援3GPP R14版本的所有特性，為兩種技術都帶來更多的覆蓋提升，希望能藉此協助產業將既有的2G終端轉向LPWAN。
他進一步說明，採用高通9205晶片可實現更小的模組體積，且得益於晶片體積大幅減小，新開發的模組與舊款模組相比，能在相同的尺寸下支援更多通訊技術，包括NB-IoT、LTE-M、GNSS乃至VoLTE。這對於老人/兒童手環、寵物追蹤等新興應用而言，更小的模組尺寸，可提升終端裝置的精緻性、美觀與便利性等核心競爭力。