“端”即AIoT产业中的“终端”设备及相关软、硬件,主要包括端侧设备芯片、模组、感知设备、操作系统、底层算法等。“端”是整个AIoT庞大系统中的“神经末梢”,承担着底层数据采集,信息传输,及提供基础算力、算法等职能。
一、芯片
全球芯片市场
根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)发布的数据显示,年第一季度全球半导体市场规模为亿美元,比年第四季度增长3.6%,比年第一季度增长17.8%,季度增幅3.6%,是自年第一季度以来的最高季度增幅。5G的快速推广、汽车行业的复苏、物联网应用进一步渗透等因素,推动半导体市场在供应短缺、疫情反复、国际环境多变的情况下依旧前进。根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)预测数据,预计年全球半导体市场规模将同比增长25.1%,达到亿美元,创出历史新高,此前的最高纪录是年的亿美元。
从地区分布来看,年北美(美国)半导体市场规模达到.7亿美元,全球占比21.7%;欧洲市场规模为.2亿美元,占比8.5%;日本为.7亿美元,占比8.3%;亚太及其他地区市场规模达到.3亿美元。
从产品分类看,年全球半导体市场中,D-O-S产品(分立器件、光电子器件、传感器)合计占比18%,市场规模为.5亿美元。年IC产品在全球半导体市场中占比82%,其中逻辑电路市场规模达到.1亿美元,在整体半导体市场中占比26.9%;存储器电路市场规模.8亿美元,紧随其后;微处理器和模拟电路市场规模分别为.8亿美元和.6亿美元。
中国芯片市场
近年来,随着国内半导体行业投入增大,大量新兴企业快速成长,中国芯片市场发展迅猛。根据中国半导体协会数据,-年,我国芯片市场规模不断增长,年中国芯片销售额为.3亿元,同比增长15.8%。截至年中国芯片销售额为亿元,较年增加17%。
同时,中国芯片市场规模占GDP的比重持续上升。年中国芯片市场规模占国家GDP的比重为0.76%,年前三季度这一比例上升至0.82%。芯片行业在国民经济中的重要性进一步增大。
目前,与国际半导体企业相比,中国本土半导体企业在技术、规模上仍存在不小差距。
年,中国半导体制造总额占整体半导体市场规模的15.9%,高于年的10.2%。预计到年,这一份额将比年增加3.6个百分点,达到19.5%。
AI芯片
AI芯片是AIoT产业的重要基础。近年来,随着AIoT产业的扩大,AI芯片市场也飞速发展。据战新AI产业智库统计,年中国AI芯片市场规模达.6亿元,同比增长53.6%。预计未来几年,得益于5G、智能终端、智慧城市等市场的快速发展,中国AI芯片产业维持高速增长态势,至年将超过亿元,达到.9亿元。至年将进一步增加至.8亿元。
二、蜂窝通信模组
作为通信模组的重要细分领域,年蜂窝通信模组全球市场规模达到亿元,这主要是因为智慧城市、智能表计、车联网等物联网领域的需求不断释放,其中NB-IoT市场规模为13.6亿元,2G市场规模为13.3亿元,3G市场规模为26亿元,LTE市场规模为.1亿元;相较于年的.9亿元,整体年均复合增长率为24.1%,按照这个速度计算,预计年全球蜂窝通信模组行业规模为.2亿元。
近年来,随着市场需求快速释放,市场规模效应凸显,蜂窝通信模组价格保持下降。
年由于半导体供应紧张,价格跌幅放缓,但总体价格下行趋势仍将保持。通信模组价格的下降,将有助于物联网应用的推广和渗透。
从市场结构来看,根据IoTAnalytics数据,年移远通信、广和通和日海智能出货量全球占比分别为37%、9%、9%,分列全球前三。当前,全球蜂窝模组市场已形成了X+3的市场格局,中国头部模组企业与Thales、Telit、Sierra贡献了全球绝大多数的出货量。
三、无源物联
物联网连接结构通常被区分为高速场景,中速场景,以及低速场景。NB-IoT、LoRa等窄带物联网技术就是专为近百亿级的低功耗、大连接数、小数据量的物联场景准备,在表计、环境监测、畜牧追踪等场景已得到广泛应用。可是,窄带物联网的连接工作,仍需小型电池供电支持,还有海量的终端由于本身条件限制,由于受限于空间、环境和成本等因素,可能连装配小型电池供电的条件都不具备,这构成了千亿级无源物联网节点,例如服装鞋帽、物流包裹、产品外包装等。但在万物互联时代,物与物连接产生的数据价值将会被放大,这也导致无源物联网节点具有被连接的价值。相应的,诞生了无源物联网。
无源物联网(PassiveIoT),指的是不使用电源等各种外部能源供给,也不配用电源等能源存储装置的物联网。但“无源”,在现有的技术体系下,并非指终端节点完全不需要能源,而是换了一种能源获取和供给的方式。
无源物联网的研究已有多年历史,目前市场上主流的技术路线包括RFID/NFC、蓝牙无源物联网、Wi-Fi无源物联网、LoRa无源物联网、5G无源物联网和环境能量采集等。
无源物联网技术路线
4感知设备
4.1传感器
传感器是AIoT产业端侧最基础器件,是整个AIoT的“神经末梢”的触角。传感技术经过数十年的发展,已能应用到家居、物流、车辆安全监测、节能环保、安防等众多场景之中。例如,在工业场景中,工业4.0时代对设备的自动化和智能化程度提出了更高要求,传感器赋予工业设备信息采集能力,是工业智能化的基础要件;在智慧城市中,各类多元的城市设施对传感器产生大量需求,传感器成为智慧城市的“神经末端”;在智慧农业中,传感器助力农业突破天气等自然因素的制约,对农田、畜牧、水产等实现远程监测,同时进行科学分析。
作为物联网发展基石,传感器市场前景广阔。根据前瞻产业研究院的数据,全球传感器市场规模稳定增长,预计-年同比增速在5%-10%左右,年全球传感器市场规模或将达到3亿美元,中国市场年传感器市场规模约在亿元左右。从细分类型来看,未来几年增速较快的传感器类型有ADAS传感器(包含雷达传感器、超音波传感器等)、CIS、MEMS等,其中ADAS传感器-年全球市场规模CAGR为12.4%,CIS、MEMS传感器该数据则分别为5.4%和1.8%。受益于物联网赛道中车联网的快速发展,
ADAS传感器成为最为受益的细分类别之一,预计年全球规模可达亿元左右。
4.2RFID(RadioFrequencyIdentification)
RFID(即射频识别)能通过无线电讯号识别锁定目标并读取相关数据。由于该技术有防水、防磁、耐高温、使用周期长、读取距离大、数据可加密、存储信息更改自如等特点,目前RFID已广泛应用于金融支付、交通管理、物流、零售、工业控制、防盗与防伪、资产管理等领域。
伴随RFID技术的快速发展与应用的深化,未来射频识别技术在性能等方面将会有较大提升,成本也将逐步降低。今后RFID标签产品将更加多样,技术应用系统网络化发展趋势更加明显、系统的兼容性愈发良好,并且随着技术的成熟,RFID与其他产业融合进一步加深,RFID将在门禁管理、防伪识别、生产的自动化及过程控制、人员管理等领域得到应用和推广,RFID产业发展潜力巨大。根据锐观咨询整理的数据显示,年我国RFID市场规模已达到.2亿元,相比年增长20.3%,预计年将达到.1亿元。
RFID行业由芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、读写设备设计与制造、中间件、应用软件、系统集成等板块构成。目前我国企业在电子标签产业链封装、测试和系统集成环节的竞争优势明显,而芯片设计封装、软件/中间商则由国外厂商掌控,其中芯片设计封装主要厂商包括NXP、TI、Impinj等,软件中间件则由IBM、微软、甲骨文等少数软件厂商垄断。在智慧物流仓储及食品溯源领域,应用RFID技术的代表企业有远望谷、中瑞思创、新大陆、达华智能、万达信息、华宇软件等;在零售业领域,应用RFID技术的代表厂商有中瑞思创、远望谷等;在图书馆系统领域,在年远望谷收购海恒后,其市场占有率达80%。
4.3高精定位
定位技术已被广泛应用多年,但随着万物互联概念的兴起,位置信息被赋予了更多意义和价值。物联网的第一步就是连接物体和采集数据,而物体处于物理空间中的基础维度就包括其所在的位置,因此位置信息往往是物体相关信息中必不可少的一部分。例如,工厂中的流程控制需要监控人员、运输单位、物料位置,家庭空间的智慧生活需要基于人位置信息做判断,公检法相关的特殊场景下需对人员轨迹展开精准追踪等。
根据诺基亚早前的数据,人们87-90%的时间都在室内度过,室内位置信息意义重大。
同时,由于室内空间结构越来越复杂,而应用方案中对位置的实时性、精确度要求越来越高,市场对高精度室内定位需求日益明确。尤其在苹果、小米等头部手机品牌引入UWB定位系统后,市场需求快速方式。根据MarketMarkets机构的调查数据显示,全球室内定位市场规模预计年将达到.9亿美元。
当前物联网室内高精定位领域,主要定位技术包括Wi-Fi、蓝牙、UWB、RFID等,其中UWB定位和蓝牙AOA是当前市面上应用最广阔的定位技术。
五、其他硬件
5.1天线
随着AIoT产品快速迭代,AIoT设备的空间日益缩小、频段增多,相应的设备天线的设计越来越复杂。天线可以分为内置和外置两种。外置天线一般为标准产品,即插即用,主要应用于快递柜、售货机等产品。内置天线主要包括陶瓷天线、PCB天线等,主要用于智能家居、智能穿戴等体积较小的产品。陶瓷天线在物联网产品中应用最为广泛,优势在于占用空间小、性能较好。PCB天线为嵌制在PCB板上的天线,主要用于蓝牙、Wi-Fi、Zigbee模块等。PCB天线成本非常低,但仅能支持单一频段,整体性能较难保障。
目前国内物联网天线市场参与者主要包括信维通信等企业。
5.2屏幕
随着AIoT新兴技术的发展和推广,人们将逐渐进入万物互联的物联网时代。在物联网时代,物与物的连接增加,海量数据、智能能力,最后赋能于人的最终环节往往需要通过人机交互完成,而人机界面最主要的呈现方式则是各类屏幕。
在AI与IoT融合发展背景下,屏幕的各类智能应用层出不穷,应用范围也将不再局限于消费电子、商显车载等领域。在智能家居场景中,如冰箱、洗衣机、空调、微波炉、电磁炉、扫地机等带有显示屏的家用电器比例正不断上升;智能化的公共空间中智慧屏幕越来越常见。此外,疫情也使得消费者对健康的