有关物联网产业的一切,都在这份报告里了【附243页报告下载】

iot101君
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2020-01-18 10:21:01 来源: 物联网智库研究组

在新的十年的起步期,物联网发展呈现诸多特征,或许现在的选择将决定多年后的结果。本文将按照端、管、边、云、用、服的逻辑,为你呈现《中国物联网产业全景图谱报告2020》的浓缩精华。

这是物联网智库连续第4年推出物联网产业全景图谱以及全景图谱报告。

我们依然坚持“从产业关联广度和深度观察、探索物联网如何对经济结构深刻变革带来的影响”的初衷,对过去一年物联网市场进行深入调研和回顾,将物联网产业全景图谱进行更新,希望业界能够“一张图了解物联网产业全貌”。

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在新的十年的起步期,物联网发展呈现诸多特征,或许现在的选择将决定多年后的结果。以下将按照端、管、边、云、用、服的逻辑,为你呈现图谱报告的浓缩精华。

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I 端篇

2020年物联网产业图谱端侧主要包括硬件和软件两部分,硬件部分包括芯片、感知设备、模组等,相较于2019年物联网产业图谱,模组的位置从管侧“下沉”至端侧,同时之前位于云端的软件也逐渐将能力“扩展”至端侧,而下沉和扩展这两个词是今年市场的主流方向,同时也是未来整个物联网产业发展的趋势。而芯片依然是端侧的核心所在。

以下将从全球市场、国内市场、未来趋势三方面对芯片产业进行解读。

1.1 全球市场

根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)发布的最新预测数据显示,2019年全球半导体市场销售额预计将下降12.8%至4090亿美元,创十年来最大跌幅,其中芯片内存首当其冲下降33%,其次是模拟(-7.9%)和逻辑(-4.3%)。预计到2020年和2021年,全球销售额将分别增长5.9%和6.3%。

表格1:2018-2020年全球半导体市场

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来源:世界半导体贸易统计组织(WSTS)

2019年全球半导体市场的下跌受到多重因素影响,存储器和其他种类芯片的售价下跌,中美贸易摩擦,智能手机、服务器、PC等主要应用设备的增幅较低都是影响因素。

但是即使在如此大的跌幅之下,半导体行业的参与者对市场的参与度却在持续上升,这主要得益于5G、人工智能、大数据等产业的推动。华为、高通、三星、联发科等陆续发布了最新芯片的市场化时间点,而2020年将会是5G手机爆发的一年,极大的激发了半导体产业的发展。

根据台积电在IEEE IEDM会议上公布的信息,台积电的5nm工艺评价良品率约为80%,每片晶圆的峰值良率大于90%。由于市场需求超乎预期,应客户对先进支持工艺的大量需求,台积电在2019年10月份宣布大幅调升资本支出140到150亿美元,比年初的计划增加了40亿美元,其中25亿用在5nm生产线上,另外15亿用在7nm工艺产能上。

三星准备在未来十年内向其旗下的晶圆代工业务投资1160亿美元,其中640亿美元的将会投放在研发上,而剩下的690亿美元将用于兴建厂房和各种设施上,以此达到与台积电抗衡的目的。

1.2 国内市场

中国半导体行业数据显示,2010年中国集成电路产业销售规模为1424亿元,2018年上升至6400亿元,复合增长率达20.6%。在芯片产业涉及的设计、制造和封测领域增长率都在15%以上,发展相对均衡。根据中国半导体行业协会设计分会统计,2019年集成电路设计行业发展良好。销售总值保持增长,预计达到3084.9亿元,较2018年增长19.7%,首次跨越3000亿元关口。中国芯片产品种类齐全,但除在通信领域有突破外,在中央处理器、存储器、数字信号处理器等领域的市场占有率低。

随着半导体大厂持续的、高额的资金投入,同时由于国家利益引起的一系列摩擦,将会使得未来的半导体行业竞争加剧。特别是对国内企业而言,由于半导体本身就是一个高投入、高壁垒、高风险、长周期的行业,因此,该产业的发展需要政策和市场的双重驱动。

政策而言,财务部、税务总局于2019年5月发布了相关的减税政策,规定在2018年12月31日前自获利年度起计算优惠期,第一年至第二年免征企业所得税,第三年至第五年按照25%的法定税率减半征收企业所得税,并享受至期满为止。此外,地方政府也针对相关产业发布了一系列的文件,深圳市专门指出将加强对设计企业流片支持。对于使用多项目晶圆进行研发的设计企业,给予多项目晶圆直接流片费用最高70%、年度总额不超过300万元的资助。对于首次完成全掩膜工程产品流片的企业,给予流片费用最高50%、年度总额不超过500万元的资助。同时,福建、江苏、浙江、山东、天津、安徽、重庆、四川、上海等出台了相关的支持政策。

市场方面,国内企业在今年取得了长足的进步,但是与国际公司还有很大差距。其中:

IP授权、EDA软件产业有很高的壁垒,ARM公司是IP领域绝对的龙头,而Synopsys、Cadence和Mentor Graphics三巨头占据了EDA设计软件市场95%以上的市场份额,这对国内企业来说有很大的不确定性。

芯片设计方面,美国在全球芯片设计领域拥有近60%的市场占有率,放眼国内,华为海思一枝独秀,有望超越联发科,升至全球第四。

圆晶代工方面,台湾占据超过60%的市场,台积电是其中的佼佼者,三星也已经开始发力代工市场。

封测方面,国内厂商借助并购潮使实力获得显著提升,2018年国内封测三巨头长电科技、华天科技、通富微电在全球行业中分别排名第三、第六、第七。

从全球产业链总体来看,全球半导体产业逐渐向中国大陆转移,大陆成为新兴半导体基地,但基于对国家利益的考虑,这一过程将会是曲折向上的。

1.3 未来趋势

对于物联网整体行业而言,需要处理各种不同类型的、海量的数据,进而催生了不同的芯片需求,5G芯片、AI芯片、量子芯片等就成为了新的增长点。

众所周知,华为、高通、三星、联发科、苹果都在5G芯片方面有较大的野心,就目前的情况而言,与 4G 时代相比,5G 时代的芯片市场是一个竞争更加激烈的市场,而这个市场的战火也不仅仅会局限在智能手机市场,而是还会向 PC、物联网、车联网、新媒体等领域蔓延,好的5G芯片是赢得市场的核心所在,但是基于芯片建立的生态关键驱动力。

就AI芯片而言,根据计算模式可将AI芯片划分为从功能层面模仿大脑能力的芯片和从结构层面模仿大脑的芯片,前者的主要产品就是通常的CPU、GPU、FPGA及专用定制芯片ASIC,后者则可以从神经网络层面和神经元层面进一步划分。

从目前的市场表现来看,不论是传统的芯片大厂还是初创公司都对AI芯片表现出了极大的兴趣。在刚刚过去的2019年末,英特尔就以20亿美元将成立三年的以色列AI芯片公司Habana Labs收入囊中。当前,全球云端AI芯片市场当属英伟达一家独大,其GPU产品线丰富,编程环境成熟。而Habana Labs的定位,正是能与英伟达优势产品GPU竞争的自有架构AI芯片,其已推出了针对AI和机器学习工作负载的硅产品,Habana Labs的加入也将扩大英特尔的AI版图。

国内公司同样在AI芯片领域有着不俗的表现,包括阿里发布第一颗自研AI芯片:含光800,比特大陆发布第三代AI芯片:BM1684,寒武纪推出第二代云端AI芯片:思元270,地平线推出国内首款车规级 AI 芯片:征程2.0,依图发布全球首款深度学习云端定制芯片:求索,以及清华发布了全球首款异构融合类脑芯片:天机芯,也是世界上第一个既可支持脉冲神经网络又可支持人工神经网路的人工智能芯片。越来越多的中国企业在芯片领域走出了适合自己,并能满足市场需求的芯片之路,但是这并不能说明已经拥有了弯道超车的能力,毕竟自主可控的芯片之路并不是一帆风顺的。

摩尔定律的发展瓶颈催生了AI芯片的诞生,而量子计算机的算力将以双指数速率增长,其增长速度大大超过了摩尔定律,谷歌首次在实验中证明了量子计算机对于传统架构计算机的优越性:在世界第一超算Summit需要计算1万年的实验中,谷歌的量子计算机只用了3分20秒。算力爆炸的定律被称为 Neven 定律,谷歌量子人工智能实验室主任 Hartmut Neven首次提出了这一概念。

中国已经逼近实现量子计算研究的重要目标“量子霸权”。中科院潘建伟等人与德国、荷兰的科学家合作,在国际上首次实现了20光子输入60×60模式干涉线路的玻色取样量子计算,在四大关键指标上均大幅刷新国际记录。

II 管篇

2.1 5G

GSA的研究报告显示,截至2019年10月,全球有321家运营商正在103个国家进行5G投资,其中46家已经推出商用服务。详细数据方面,全球已有62家运营商在其网络中部署了3GPP标准的5G技术。其中,46家运营商已经推出了3GPP标准的5G服务;34家运营商推出了3GPP标准的5G移动服务;27家运营商推出了3GPP标准的5G FWA服务或家庭宽带服务。

从目前的推进力度来看,韩国、中国、美国、欧洲等国家和地区在5G的部署上非常积极。2019年4月3日韩国开启了5G网络商用,领先美国几个小时,成为世界上第一个商用5G网络的国家。现阶段韩国5G网络的铺设选用的是5G NSA模式。这种模式并非是完整的5G网络,而一部分的功能要依靠现在的4G(包括4G核心网),通过这种模式普及5G网络相对省时省力。

我国在2019年6月6日发放了4张5G商用牌照,10月底三大运营企业正式开启5G商业应用。官方数据显示,截止12月中旬,全国开通5G基站12.6万个,预期在今年年底5G套餐的签约用户数量会超过300万,基站数量也会完成13万的发展目标。而从建设目标来看,2020年国内的5G基站数量将会达到100万。

众所周知,5G建设所需的资金非常庞大,百万级的5G基站需要万亿级的资金支持,这对于庞大的运营商来说也有很大压力,特别是对于联通和电信,因此两者选择了合建共享5G基站,并且目前已经取得了实际的进展,到今年12月份,双方开通的共享基站数量已超过2.7万个。此举可增强5G网络和服务的市场竞争力,提升网络效益和资产运营效率,达成双方的互利共赢。

与三大运营商的快速推进相比,手握700MHz黄金频谱资源的广电也在积极的选择战略投资、共享共建和技术业务方面的合作伙伴。此前曾流传出国家电网将与广电共建5G,目前这一消息并没有获得官方的回应,但我们相信此事并非空穴来风。国家电网正在打造泛在电力物联网,对5G网络的需求明显,并且其在建设资金、资源方面都有很大的优势,并且国网与广电合建5G网络也会给5G产业带来不少好处。

5G能为社会带来巨大的变化,这不仅表现在消费端,更重要的是将会推动产业层面的变革,无人驾驶、工业互联网、智慧能源、远程医疗、新媒体等都会因5G取得新的突破。至于5G未来的发展方向,炒的最火应该就是毫米波了,高通已经验证其可用性,目前除了美国采用毫米波建设5G网络,全球其他国家都是采用Sub 6GHz频段,这与各国移动网络采用的频段有关。

2.2 LPWAN

不论是基于授权频谱的NB-IoT/ eMTC,还是基于非授权频谱的LoRa和Sigfox,都将在未来LPWAN产业中发挥重要作用,形成技术互补的生态。根据IHS Market的数据显示,预计2019年全球LPWAN连接数2.4亿,2020年将达到4.1亿,2021达到6.2亿。

表格2:2019-2021年全球LPWAN连接数预测

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来源:IHS Market

由于传统蜂窝网络仍然承载大量物联网连接,不少需要高带宽的应用需要3G/4G网络连接,加上目前2G网络产业链十分成熟、成本极低,使得2G/3G/4G在未来数年中依然是蜂窝物联网连接的主要承载设施之一,不过其增速比较缓慢,而NB-IoT/eMTC则会随着产业链的成熟,将保持高速成长,最终成为蜂窝物联网连接的最主要载体。

LoRa方面,由于其在建网方面的灵活性,在全球范围内的产业生态已经逐渐成熟。未来将会有更多的企业加入LoRa阵营,特别是对想成为物联网时代新型运营商的公司而言,将会有更大的参与积极性,因此基于LoRa的低功耗广域网连接数将占据较大份额的比例。

基于低功耗网络的特点,电信运营商一家独大的局面正在发生改变,多样化的需求使得市场上出现了一些不同结构,大致可以划分为运营商级和行业级/企业级两大阵营。NB-IoT/eMTC已经成为全球主流运营商蜂窝物联网业务核心基础设施的主要选择。非授权频谱LPWAN网络更多是要靠市场的选择来获得生存的机遇,虽然有十几种技术,但是真正会获得成功只会是几种。

当然,低功耗广域网的发展也离不开标准与产业的协同,标准的建立可以推动产业向有序化、规模化方向发展,而产业的进步会反向作用于标准的完善,二者是相辅相成、相互促进的关系,监管机构将在其中发挥重要的作用。

2019年11月,工信部发布了《微功率短距离无线电发射设备相关公告》,本公告明确了微功率设备相关管理要求,规范了微功率设备生产、进口、销售和使用的各个环节,并明确了微功率设备的范畴和管理边界。我们可以认为,对于无线电管理局来说,只要微功率设备符合使用频段、发射功率、占用带宽、对高优先级设备没有造成干扰等该公告所规定的内容,即为合法使用的设备,无线电监管部门不会对其做出任何限制;反之则是违法行为,将受到监管机构严惩。

III 边篇

3.1 背景

随着连接数量的增加,需要采集、存储、处理的数据量将激增。思科在2016—2021年的全球云指数中指出,全球每天所有设备产生的数据量从2016年的218 ZB 增长到2021年的847 ZB。传统的数据处理模式是将数据上传至云计算中心,利用云计算中心的超强计算能力为应用提供计算需求。但是,这种集中式的数据处理方式已经不能适应今后的应用需求。正如我们经常讨论的那样,数据产生端与处理中心之间的通信满足不了边缘设备的实时需求;并且,并不是所有数据都有采集、存储和处理价值,直接将所有数据上传云计算中心,会造成极大的传输资源、能源、处理能力的浪费,还会有较高的数据安全和隐私风险。

针对以上不足,万物互联的需求催生了边缘计算的诞生和发展,边缘侧可以执行部分数据计算的功能,将原有云计算模型执行的部分或全部计算任务迁移到网络边缘设备上,降低云服务器的计算负载,减缓网络带宽的压力。并且边缘计算可以达到实时处理数据、安全性高、隐私保护等方面的优势。当然这并不是说边缘计算将取代云计算,两者之间应该是一种协同、互补的关系。目前,芯片公司、工业企业、运营商、设备商、互联网公司、初创公司等进入了边缘计算领域。

3.2 市场

根据赛迪顾问的数据显示,2018年全球边缘计算市场呈现款速增长趋势,市场规模达到51.36亿美元,增速为57.71%。其中硬件产品市场规模达到32.25亿美元占比达62.79%;软件和服务占比达37.21%。

图1:2018年全球边缘计算市场规模(亿美元)

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地区方面,2018年美国占全球边缘计算市场份额达38.84%,其次为欧洲,占30.53%,亚太(除日本)占23.64%,日本占6.11%。

中国边缘计算市场保持高速增长,市场规模达到77.37亿元,同比增长55.39%。2018年,中国边缘计算硬件市场份额达到71.22%,软件和服务市场占28.78%。硬件产品中,边缘服务器占比最高达95.70%,边缘网关和工业PLC控制器分别占3.56%和0.74%。行业应用方面,安防是边缘计算最大的行业市场,占比达到65.22%,整体规模达到50.46亿元,交通和制造业紧随其后,分别占比24.45%和6.17%。

IV 云篇

众所周知,要实现物联网,最离不开的就是物联网平台层的服务,它具有承上启下的作用,是物联网产业链的枢纽:向下,物联网平台可以接入分散的物联网传感层;向上,它可以为应用服务提供相应的平台和面向底层网络的统一数据接口,支持基于传感数据的物联网应用。同时,还为各行各业提供通用的服务能力,如数据路由、数据处理与挖掘、仿真与优化、业务流程和应用整合、安全保障、通信管理、应用开发、设备维护服务等。本章将从物联网PaaS平台和云端通用能力两部分进行相关介绍。

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图2物联网平台图谱

(来源:物联网智库)

4.1 PaaS

我们知道云计算的平台分为:IaaS、PaaS、SaaS三种,而物联网的云平台是基于这三种模型打造的平台。综合物联网平台所处的位置,云边协同计算对应的是云计算图中的IaaS,物联网服务平台对应的是PaaS,而应用程序对应的是SaaS。因此,物联网平台的功能类比于云计算的PaaS功能,我们把它叫物联网PaaS平台。

基于云计算IaaS通过平台提供的开发工具(SDK)、开放的API接口降低开发者将设备连接至云端的门槛,并将设备的运营数据透明展示,为SaaS赋能,包括业务、数据、技术等方面,降低SaaS软件开发企业的技术门槛,让SaaS开发企业可以专注于业务。所以物联网PaaS平台将承载未来商业业务。

截止到2019年Q2,全球范围内的物联网平台数量已经达到了1800家,2015年-2019年Q2的年复合增长率高达62.2%。据中国经济信息社统计,到2021年中国的物联网平台支出达到419.7亿元人民币,占全球总支出的30%。互联网平台的发展正在呈现出激烈的竞争态势。

虽然各大市场研究机构都给出了十分乐观的物联网平台的发展预测,但受制于物联网自身的碎片化,设备种类多且杂乱,对接平台的标准和协议缺乏高效统一;同时,因平台定义太过宽泛,数量巨大,因此对于一家平台而言,很难轻易享受到如此巨量的终端红利。为了促进物联网平台的提升与发展,物联网平台企业还应积极探索新的发展商业模式,形成产业联盟,多方协同分工,进一步推动应用场景的落地实施。

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图3:物联网平台数量

(来源:IoT Analytics)

物联网平台按照逻辑关系从下层到上层提供四大功能:终端管理(Device Management)、连接管理(Connectivity Management)、应用支持(Application Enablement)、业务分析(Business Analytics)等主要功能。因此物联网平台从底层到高层可分为四大平台类型:设备管理平台DMP、连接管理平台CMP、应用使能平台AEP、业务分析平台 BAP。

设备管理平台DMP,功能包括用户管理以及物联网设备管理,例如配置、重启、关闭、恢复出厂、升级/回退等,设备现场产生的数据的查询,以及基于现场数据的报警功能,设备生命周期管理等。同时可实时提供网管和应用状态的监控反馈,为预先处理提供支持;开放的API调用接口则能帮助客户轻松地进行系统集成和增值功能开发,所有的设备数据都可以存储在云端。一般设备管理平台DMP集成在整套端到端M2M设备管理的解决方案中,大部分的DMP平台提供商本身也是通信模组、通信设备提供商。

典型的DMP平台包括BOSCH IoT Suite、IBM Watson、DiGi、百度云物接入IoTHub、三一重工根云、GE Predix等。

连接管理平台CMP,通常指基于电信运营商网络提供可连接性管理、优化以及终端管理,维护等方面的功能的平台。其功能通常包括套餐管理、账单管理、号码/IP地址/Mac资源管理、SIM卡管控、连接资费管理、网络资源用量管理、故障管理等。物联网连接具备M2M连接数大、SIM卡使用量大、单个物品连接ARPU值低的特点,通过CMP平台能够全面管理物联网终端的通信连接状态,给客户提供灵活的使用方案。

典型的连接管理平台包括思科的Jasper平台、爱立信的DCP、沃达丰的GDSP,Telit的M2M平台、PTC的Thingworx和Axeda。

应用使能平台AEP,提供快速开发部署物联网的应用服务。它架构在CMP平台之上,为开发者提供了大量的中间件、开发工具、API接口、应用服务器、业务逻辑引擎等,它极大地降低了软件开发复杂度,为开发者降低成本、缩短时间。

业务分析平台BAP,包含大数据分析和机器学习。对数据进行深度解析,以图表、数据报告等方式进行可视化展示,并通过对历史数据建模给可恶提供未来的预测服务,再将结果应用于垂直行业。

根据Nokia的预测,2025年物联网产业的产值将达到4000亿欧元,除去业务分析平台,其他三个平台的市场将占整个物联网市场的12.5%,即DMP+CMP+AEP平台的市场加起来将超过500亿欧元。根据First Analysis的预测,到2024年,AEP平台的市场占比将在三类平台市场总和中达到53%。

中国物联网平台的提供商大致可分为通信厂商、互联网厂商、IT厂商、工业厂商和创业企业厂商,目前,能提供的物联网云平台功能也相对简单,总体来看,平台应用还处于初级阶段,以“设备物联+分析” 或“业务系统互联+分析”的简单场景优化应用为主。这与我们调研的信息相符,目前,工业互联网应用主要集中在状态监测方面。同样,根据全球工业互联网平台应用案例分析报告显示,80%企业都开展了状态监测应用,是唯一覆盖全部调查行业的通用应用,而故障诊断(29%)、预测性维护(26%)和远程运维(19%)三类应用相对较少。预测性维护和预防性维护应用较少,原因在于大部分企业还是依赖于历史数据的分析和预防,远程运维应用较少则在于大多数工业企业出于生产安全的考虑以及网络传输的时延,对远程控制仍然持保留态度。

未来平台应用将向深层次演进,将在物联与互联全面打通的基础上实现复杂的分析优化,从而不断推动企业管理流程、组织模式和商业模式创新。最终,平台将具备全社会资源承载与协同能力,通过全局性要素、全产业链主体的重新组织与优化配置,推动工业生产方式、管理模式和组织架构变革。

4.2 云端通用能力

云端在提供云计算和PaaS平台的服务外,还有应该配备其他相应的数据服务以提高数据分析能力,这一部分将从AI大数据、数据安全和区块链三部分概述。

4.2.1 人工智能

物联网平台与人工智能密不可分,海量的物联网连接设备带来庞大的数据库,而这些数据很多时候需要做分析处理才能带来极高的商业价值。AI价值是帮助传统产业提升生产效率。通过与AI结合,重塑了“新的”行业,比如智能制造、智能安防、智能家居、智慧医疗等等,可以说未来所有行业都离不开人工智能,AI与IoT的融合,将加速智能化进程,充分发挥物联网的价值。

人工智能市场正在处于高速发展阶段,从2016年的1260亿美元到2019年的3650亿美元,增长了近三倍,据中国人工智能学会推荐,到2025年,全球的人工智能规模将达到30610亿美元,2016年到2025年间的年增速高达43%。据IDC预测,2018年底中国人工智能市场规模将达到22.9亿美元,IDC预测到2022年市场规模将达到98.4亿美元,2017-2022年复合增长率达到54.5%。

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图4:2016-2025人工智能市场规模(单位:十亿美元)

(来源:中国人工智能学会)

2020年的5G全面商用将会进一步促进AI的高速发展。5G具有低延时、高带宽和大容量三大特性,给智能家居、自动驾驶、VR/AR等AI强相关的领域和应用创造了更新的网络条件,这给AI场景的落地创造了更多的机会。5G的本质是更强的数据传输能力,IoT设备基于5G的基础上也会采集更多数据,借助于5G传输到边缘侧和云端供AI学习,AI将拥有更多数据作为学习的材料。边缘计算、云端协同和分布式计算会具备更好的网络基础,给AI创造完善的底层计算基础。2020年的AI市场将会迎来新的发展时代。AI+IoT的进一步融合也更加值得期待。

4.2.2 物联网安全

根据 GSMA 智库的数据显示,预计到 2025 年,蜂窝物联网连接数将达到 31 亿。而在联网设备方面,其他权威机构给出的数据则在200~1000亿之间,基本上都是百亿级的。在这之前,联网设备的数量远远没有这么庞大,但是与之相关的物联网安全问题却不能忽视,随着行业的高速发展,针对物联网的安全威胁只会越来越多。

从底层核心元器件到上层应用,从数据传输到网络连接,物联网安全涉及到物联网时代的方方面面,物联网安全事件频发,既是挑战也同时蕴藏着巨大的商业机会。调查研究公司MarketsandMarkets预计称,2020年全球物联网的安全市场将从2015年的68.9亿美元增长至289亿美元,即2015年至2020年的复合年增长率为33.2%。

与互联网、移动互联网安全相比,物联网安全防护更加复杂。物联网安全在感知层、网络层、应用层的防护都呈现各自不同的特点,对安全防护技术提出了更高的要求。其次物联网设备种类多,涉及百行百业,一个“意想不到”的安全漏洞就可能导致整个网络的崩塌。因此,加大物联网安全投入是物联网企业的必经之路。

以终端侧为例,物联网终端安全架构首先要保证硬件的安全性,打造硬件级的可信平台。其次,作为设备安全的基础,通过安全的硬件绑定安全的操作系统,提供容器隔离和安全增强的方案。最后,安全的操作系统绑定安全的应用软件,打造增强应用安全解决方案。这样层层绑定确保可信的数据处理和智能服务的提供。当然,根据网络层、应用层的特点,我们应该搭建各自的安全措施,同时各层之间也应该保证安全的连贯性。

4.2.3 区块链

物联网代表了大量收集数据的设备,而区块链加密创建了防篡改机制。在IDC的调查中,90%的开发者认为物联网产品没有必要的安全保障,而85%的被调查者不顾安全顾虑,在向市场推销产品时感到压力。而对于物联网安全问题的直接的解决方案是区块链。

从定义上讲,区块链技术是一个分散的、不可篡改的数据库,Gartner的一项研究显示,到2030年,区块链的市场规模将达到3.1万亿美元。我国对区块链技术的探索表示支持,自2016年以来,国家相继出台了发展政策,尤其是,《“十三五”国家信息化规划》中把区块链作为一项重点前沿技术。

据IDC和中商产业研究院统计,2017年中国区块链的市场支出规模约为8300万美元,2018年的支出规模达1.6亿美元,总的来说市场规模还并不庞大,但近年来,中国区块链的市场一直在快速增长,中央领导人也在近期的在演讲中正式认可区块链的重要地位,这一导向也令区块链行业迅速迎来规模可观的增长。到2019年末,中国区块链市场支出规模将近3亿美元。到2022年末,市场支出规模预计达到14.2亿美元,2017–2022年的年均复合增长率高达76.3%。

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图5:2017-2022中国区块链市场支出规模预测

(来源:中商产业研究院)

而区块链与物联网的融合,使得物联网原本一些问题得以改善和解决:物联网的安全和隐私问题可以通过区块链的加密技术改善;物联网设备间的通信问题可以通过区块链信任机制得以定义;区块链还具有分布式的特点,可以物联网设备的扩展提供支持。但物联网和区块链都还处于早期阶段,将这些不同的系统集成到一个有用的水平,并真正开始落地实施仍然还有一段距离。

V 消费应用篇

在物联网应用领域,我们从不同的驱动力为出发点,将应用领域分为消费驱动型、政府驱动型以及产业驱动型应用。消费驱动型的应用主要或者直接面向的是个人消费者,比如智慧家庭、穿戴、医疗健康、出行等,政策驱动型则与管理城市有关、与民生挂钩,比如智慧消防、安防、照明、停车等,而产业驱动型更多考虑的是相关企业看好并推动的行业,智能工业、智慧物流、车联网、智慧农业等。

总体来看,不论是消费驱动、政府驱动还是产业驱动,终端泛在化、智能化,数据多维化、共享化是未来的趋势,而在广泛分布的智能终端的基础上,基于数据的高效服务是各行业参与者关注的核心领域。

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图6:用端物联网产业图谱(与比例无关)

消费物联网顾名思义就是直接应用于消费者的物联网产品、服务,而与消费者直接相关的非衣/医、食、住、行莫属,智能手环、VR/AR眼镜、体脂称、智能锁、智能音箱、共享单车/电车、自动驾驶等都属于此范畴。根据市场研究机构MarketsandMarkets发布报告显示,2018年全球消费物联网市场规模为468亿美元,到2023年,这一数字预计将达到1044亿美元,预测期(2018年——2023年)内的年复合增长率为17.39%。需要指出的是其消费物联网所包含的应用包括可穿戴设备、消费电子产品、医疗保健、家庭自动化、自动驾驶、激光雷达、视频监控等多个领域。

智能音响

全球的智能音箱呈现出一个爆发的的增长态势,智能音箱被看作是智能家居的入口,企业在打造“1+N”的智能家居生态时,将智能音箱作“1”的突破口,因此参与智能音响的公司众多。根据Strategy Analytics的报告,2019年Q2智能音箱的全球销量持续飙升,达到3030万台,同比增长95.8%,几乎是2018年同期的两倍。其中,亚马逊以21.9%的市场份额位居第一,季度出货量660万部;谷歌以18.5%市场份额排在第二,第三至五名均来自中国厂商,依次是百度(15.3%)、阿里巴巴(14.1%)和小米(11.1%)。三家占据了全球40.5%的市场份额。预计2019年全球智能音箱出货量将在1.488亿部,年底全球智能音箱的使用量会超过2.6亿部。

可穿戴设备

可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备,更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能,可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。目前市场上主要的可穿戴产品包括智能眼镜、智能手表、智能手环、意念控制、健康穿戴、体感控制、物品追踪等。据IDC公布的数据显示,仅仅2019年Q3这一个季度,全球可穿戴设备的出货量就已经超过了2015年全年,为8450万台,相比2018年同期猛增94.6%。根据Gartner的预测,2019年,全球可穿戴设备出货量将达到2.25亿套,比2018年增长25.8%。终端用户可穿戴设备支出在2019年将达到420亿美元。

智能门锁

在2017年,我国智能锁销售规模达到700万套;到2018年,我国智能锁产销售量在1000-1200万套之间;2019年上半年,智能锁出货量同比2018年上半年出货量下降5%,数量约700万套,全年约在1400万套左右,尽管智能锁市场销售额有所增长,但在数据增长的背后表明智能锁行业已经进入了大洗牌期。期望智能锁产业的洗牌过程中,上下游企业能各司其职形成良性循环,探索出行业稳固发展的生态模式。

共享经济

《中国共享经济发展年度报告(2019)》称,2018年,我国共享经济市场交易额为29420亿元,比上年增长41.6%;平台员工数为598万,比上年增长7.5%;共享经济参与者人数约7.6亿人。未来三年,我国共享经济仍将保持年均30%以上的增长速度。其中共享单车行业一度十分繁荣,ofo和摩拜两家公司成为该领域的佼佼者。现如今这两家公司早已不复昔日的荣光,摩拜单车以27亿美元的价格被美团收购,而ofo仍然有超过千万的用户在等待退押金。

共享经济的本质是盘活资源、整合配置、提升效率。虽然发展态势迅猛,市场空间巨大,但是从共享单车的问题中可以看出,共享经济的发展不应是盲目的,密集的投资反而破坏了资源的整合,共享经济企业如何进行有效的事中事后监管,还需要涉及多方面的问题。

全屋智能

根据公开统计数据显示,中国智能家居市场渗透率为4.9%,而同期美国智能家居渗透率却高达32.0%,巨大的市场空间吸引各企业纷纷入局。中国智能家居市场规模近年来呈逐年增长状态,2015年中国智能家居市场规模仅为7.05亿美元,而到了2018年中国智能家居市场规模增长至65.32亿美元,预测2019年中国智能家居市场规模将达到80亿美元。

2019年6月6日,工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照,中国正式进入5G商用元年。在5G的发展下还将为消费驱动型的物联网应用带来新契机。

VI 政策应用篇

与消费驱动型应用不同,政策驱动型应用主要涵盖城市管理方面的应用,比如消防、安防、系统集成、公用事业、照明、停车等。

智慧消防

如果说2018年是智慧消防的开元之年,那么2019年则是智慧消防机遇与挑战并重的一年。一些传统的消防企业早就开始布局,并吸引了众多科技企业的加入。根据市场研究机构预测,2021年我国消防行业市场规模将突破4000亿元,并预测至2025年我国消防行业市场规模将达到了5290亿元左右。

智慧安防

《中国安防行业“十三五”(2016-2020年)发展规划》指出,“十三五”期间,安防行业将向规模化、自动化、智能化转型升级,且到2020年,安防企业总收入达到8000亿元左右,年增长率达到10%以上,按照规划预期,到2022年安防行业市场规模将达到近万亿。

公共事业

智慧公共事业主要是指涉及城市自来水、电力、煤气、供热等表计类应用,芯片、模组、终端、平台等都是与之相关的产品、服务。根据公共事业的场景和需求不同,利用的技术也不尽相同,低频次小流量的一般会采用2G、NB-IoT网络,涉及到大流量的数据传输则会采用4G网络。从目前的现状来看,依靠2G网络实现的智慧公共事业场景占据绝对比重。

预计2019年时中国智慧城市市场规模将突破10万亿元,并预测到了2022年中国智慧城市市场规模将达到25万亿元。

智慧停车

智慧停车是指将无线通信技术、移动终端技术、GPS定位技术、GIS技术等综合应用于城市停车位的采集、管理、查询、预订与导航服务,实现停车位资源的是实时更新、查询、预订与导航服务一体化,实现停车位资源利用率的最大化、停车场利润的最大化和车主停车服务的最优化。智慧停车的“智慧”就体现在:“智能找车位+自动缴停车费”。服务于车主的日常停车、错时停车、车位租赁、汽车后市场服务、反向寻车、停车位导航。

据公开资料现实,银江股份公告增资1000万购买百会易泊6.67%股权,百会易泊开发了国内领先的停车场APP无忧停车;智能停车应用“ETCP停车”获得了5000万美元A轮融资。而BAT也早就开始在智慧停车领域提前布局。伴随着智慧城市的发展,私家车数量的不断增多,人们对智慧停车的需求量也会逐步增大,未来智慧停车的市场存在巨大的潜力。

VII 产业应用篇

消费驱动型应用主要面向C端用户,政策驱动型应用服务于G端需求,而产业驱动型应用则面向B端,相关产业主要包括智能工业、车联网、智慧物流、智慧农业等。

智能工业

工业和信息化部印发了《"5G+工业互联网"512工程推进方案》《方案》明确了工业互联网作为未来5G技术落地的重要应用场景之一。要求到2022年,要打造5个产业公共服务平台、加快垂直领域"5G+工业互联网"的先导应用、打造一批"5G+工业互联网"内网建设改造标杆、样板工程等,培育形成5G与工业互联网融合叠加、互促共进、倍增发展的创新态势,促进制造业数字化、网络化、智能化升级,推动经济高质量发展。

2018年,中国工业互联网市场规模超过5000亿元,同比增长13.8%。到了2019年中国工业互联网市场规模将达到6080亿元,增长率为14%;随着产业政策逐渐落点,市场空间将有望加速,预计2020年中国工业互联网市场规模可达6990亿元。

车联网

2018年,工信部曾发布《国家车联网产业标准体系建设指南(总体要求)》、《国家车联网产业标准体系建设指南(信息通信)》、《国家车联网产业标准体系建设指南(电子产品与服务)》等利好政策,这些政策极大的刺激了车联网市场的蓬勃发展,据中商研究院的报告显示,2019年中国车联网的市场规模预计将近1800亿元。随着车联网市场的持续扩大,到2020年将超2000亿元;2022年或将近3000亿元。

智慧物流

智慧物流是指通过智能硬件、物联网、大数据等智慧化技术与手段,提高物流系统分析决策和智能执行的能力,提升整个物流系统的智能化、自动化水平。我国的物流市场规模巨大,2018年全国快递服务企业业务量累计完成507.1亿件,同比增长26.6%。2019年累计完成600亿件。据预测,2019年我国智慧物流市场规模或达4500亿元。随着智慧物流技术的成熟,预计到2025年,中国智慧物流市场规模将超过万亿。

VIII 服务篇

与物联网相关的软硬件有很多,参与其中的企业也有很多,设备的连接、数据的传输都需要诸多协议,假设每一家企业生产的产品、提供的服务都采用自家的标准,那么不同的设备在兼容互通上将会面临很大的障碍,这就好比每一个国家/地区都使用一种语言,这样会使得人与人之间的交流有很大困难。

因此在端、管、边、云、用之外还有一个举重若轻的产业服务侧,包括各种联盟、协会、组织、机构、媒体等,他们可以协调组织国家和产业物联网技术标准的制定和规划、根据国家的规定引领物联网产业向着化发展、为各个行业提供交流的桥梁作用、为政府提供项目咨询、项目评估等试验和认证工作等。

只有物联网行业产业链上下游的企业积极参与进产业联盟、组织的协调工作中,共享各方的技术、产业及社会资源,凝聚物联网相关产业力量,优势互补,才能更好的推进物联网标准应用和大规模产业化,相关产品的核心竞争力,实现物联网产业链各个方面的价值实现、互利共赢。

2019年8月8日,我们正式成立了挚物AIoT产业研究院,更深入的持续开展产业跟踪。

结合上一版本的物联网产业生态图谱,我们对产业链各环节核心企业和机构继续进行调研,对原有图谱中细分内容进行调整,力求反映出物联网产业生态的最新状况。

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