Kann das rasante IoT-Wachstum die Chip-Produktion überfordern?

Die prognostizierten Zahlen für IoT-Geräte deuten auf eine robuste Expansion hin, doch die Schätzungen variieren stark und Experten nutzen unterschiedliche Zeithorizonte. So reichen die Prognosen von 18 Milliarden Geräten bis 2022, 26 Milliarden bis 2020, 75 Milliarden bis 2025 bis hin zu 125 Milliarden bis 2030. Historisch hatten Ericsson und Cisco 50 Milliarden vernetzte Geräte bis 2020 vorhergesagt – eine Zahl, die nach Bob Emmerson überzogene Erwartungen an das IoT-Potenzial nährte.

Während die aktuellen Prognosen weitgehend eine positive Entwicklung bestätigen, sind sie fließend und hängen davon ab, wie jeder Analyst „IoT“ definiert. Für Unternehmen, die jetzt Investitionsentscheidungen treffen, kann diese Varianz Finanzpläne um zig Milliarden Euro verschieben – ein echtes Dilemma für Chiphersteller.

Zeit ist der entscheidende Faktor, betont Ville Ylläsjärvi, Chief Marketing Officer und Vorstandsmitglied von Haltian Oy, einem finnischen Unternehmen mit Sitz in Oulu, 150 km südlich des Polarkreises. Haltian entwickelt Mesh-Netzwerk-Lösungen für diverse Branchen und treibt zellulare IoT-Geräte voran.

Ylläsjärvi verweist auf die IHS-Markit-Prognose von mehr als 75 Milliarden smarten Geräten bis 2025 – ein Anstieg um 400 % gegenüber den heutigen rund 15 Milliarden Geräten. Das bedeutet, Hersteller müssen die Mikrochip-Produktion sechsmal schneller skalieren als im historischen Tempo seit der Einführung durch Texas Instruments 1958.

Aktuelle Halbleiter-Lieferketten verfügen nicht über die Kapazität, um die morgige IoT-Nachfrage zu decken. Ohne massive Investitionen heute wird das volle Versprechen des IoT-Marktes bis 2025 oder in absehbarer Zeit unerfüllt bleiben. Neben der Kapazität steht eine kritische Entscheidung an: Welche Konnektivitätstechnologie sollte der Chipsatz unterstützen? Wird der Markt zu LTE-M oder NB-IoT tendieren?

Altair Semiconductor argumentiert, dass die meisten westlichen und großen Märkte letztlich beide Standards adoptieren werden, wobei die Wahl von den Anwendungsanforderungen abhängt. Dual-Mode-Module, die sowohl NB-IoT als auch LTE-M unterstützen, sind bereits am Markt. So hat Murata angekündigt, Altairs Dual-Mode-CAT-M1/NB1-Chipsatz zu integrieren.

LTE-M vs. NB-IoT: Die wichtigsten Unterschiede

LTE (4G) unterscheidet sich von früheren Generationen durch die Kombination von Effizienz und Flexibilität. Seine flache, reine IP-Architektur ermöglicht Energieeinsparungen, während fortschrittliche Modulation dynamische Bandbreitenzuteilung erlaubt – so können Betreiber ein Spektrum an Diensten anbieten, einschließlich Low-Bitrate-IoT-Lösungen wie NB-IoT und LTE-M.

In der Praxis ist die Mobilfunkbranche schwer von Fachjargon geprägt – hier die wesentlichen Unterschiede:

LTE-M ist die standardisierte Lösung für Low Power Wide Area Networks (LPWAN), die Spread-Spectrum-Technologie nutzt und auf bestehender Mobilfunkinfrastruktur operiert. Es bietet ein breites Spektrum an Use Cases und ist attraktiv für Hersteller, die auf aktuellen Netzen deployen wollen.

NB-IoT verfolgt ähnliche Ziele, nutzt aber ein anderes Modulationsverfahren (DSSS) und operiert über 2G-, 3G- und 4G-Bänder. Zwar können initiale Bereitstellungskosten höher sein, doch NB-IoT macht ein Gateway überflüssig – eine kosteneffiziente Option. Zukünftige Module werden ebenfalls beide Standards unterstützen.

Weitere Vorteile von NB-IoT sind das energiesparende, kosteneffiziente Design und die großflächige Abdeckung mit Datenraten im niedrigen Kilobit-Bereich – ausreichend für die meisten IoT-Anwendungen ohne hohen Datentransfer. Aktuelle Angebote wie 1NCEs Flatrate von 500 MB pro Gerät über zehn Jahre für nur 10 € unterstreichen die Attraktivität zusätzlich.

Regionale Präferenzen

In Nordamerika setzen Verizon und AT&T voraussichtlich auf LTE-M, nachdem sie massiv in ihre LTE-Netze investiert haben. Während Verizon initially geringes Interesse an Non-LTE-Technologien zeigte, hat der Anbieter NB-IoT-Unterstützung angekündigt, und AT&T beschleunigt den NB-IoT-Rollout – Ziel: USA Anfang 2019, Mexiko bis Jahresende.

Außerhalb der USA und in Märkten mit großem GSM-Fußabdruck, aber begrenztem LTE, wird NB-IoT zur dominanten Technologie. China hat NB-IoT seit der Ankündigung umarmt, unterstützt durch eine starke Regierungsinitiative mit dem Ziel von über 600 Millionen Verbindungen bis 2020. Frühe Adopter wie China Telecom könnten jedoch auch Cat-M deployen.

Wichtige NB-IoT-Chipsatz-Akteure

Zu den Hauptakteuren im NB-IoT-Chipsatz-Markt zählen Altair Semiconductor, Huawei, Intel, Qualcomm, Samsung, Sierra Wireless und U-Blox. Laut Nick Hunn, CTO bei WiFore Consulting, bringen dreizehn Unternehmen nun Chips auf den Markt – mit einer Vorabinvestition von rund 200 Mio. $ (ca. 171,72 Mio. €). Inklusive Standardisierung, Infrastruktur und initialer Tests steigen die Gesamtkosten auf 500 Mio. bis 1 Mrd. $ (429,30 Mio. bis 860 Mio. €).

Dieses Kapital hat NB-IoT zur aktuellen Reife verholfen. Solche massiven Investitionen sollten konkurrierende LPWAN-Standards wie LoRa und Sigfox beunruhigen, da NB-IoT-Unternehmen ihre Ausgaben refinanzieren müssen. Reale NB-IoT-Deployments stecken jedoch noch in den Kinderschuhen.

Autor dieses Artikels ist Bob Emmerson, freier Autor und Beobachter der Telekommunikationsbranche.