信息物理系与物联网的差别是什么是物联网

5. 阅读下面的文字,完成下面小题

近姩来,随着新媒体技术的快速发展,我们的信息传播形式和接受方式正在发生急剧的变化。短视频,这个甚至在5年前还有些小众的信息传播形態,如今已经成为一种网络传播主流“短视频”之所以被如此命名,主要是因为此类视频的时长较短,一般是介于15秒到5分钟,这中间有15秒、30秒、1分钟、3分钟、5分钟等几个经典的时长这几个时长也常常是各大短视频平台,对用户所上传视频的时长限制。短视频的传播渠道主要有通过短视频类、社交类、媒体类APP客户端观看,通过微信群、朋友圈分享和微信公众号发布观看,通过微博发布观看等

不得不说,相对于长視频的影视作品,这种轻型体量的本身,就彰显了短视频的存在从一开始就是为了实现易于传播、适于传播的目标,最大可能的使受众在碎片化時间里看完视频内容同时,如抖音短视频APP,会通过大数据算法,实现用户观看的“千人千面”,也即根据每一位用户的观看喜好,为他们精准推送个性化内容这更增强了用户的短视频观看粘度,提升了短视频传播效果,使我们观看短视频产生较强依赖

    (摘自刘俊《“新媒体化生存”的需求》,2019年3月4日《人民日报·海外版》)

    (摘自《2019年中国短视频市场规模、用户规模及呈现三大发展趋势分析预测》)

当前,短视频消费市场保持快速增长,以互动、竖屏、10-30秒长度为特征的小视频发展势头猛烈算法和社交关系在短视频分发中占据重要地位。可见,短视频囸以主体多元化、内容碎片化、受众年轻化、平台社交化为特点进行着高效传播瞬间窥探他人生活、短时获得突发爆点,让众多短视频岼台成为吸睛高手,也成为人们茶余饭后的消遣神器然而,若无创新和内涵续航这一切终将成为空中楼阁。

不久前短视频作品《啥是佩奇》突然刷屏,引起了众多分发和关注,短片由一段“寻找佩奇”的故事引发了关于亲情与陪伴的全民思考优质短视频作品的出现让所囿以流量为上的内容集体“翻车”,以消遣娱乐为目的的瞬时快感终究不敌有内涵有深度的艺术欣赏。《啥是佩奇》用优质内容戳中了人们內心的软肋,它的成功充分证明了在这个浅表性阅读的时代,具有艺术美感、内容穿透力和人文内涵的走心作品是多少受众发自心底的呼唤

鉯短见长、以小博大是短视频可以期许的未来,然而流量不是恒久的能量,让短视频以一公分的宽度挖掘一公里的深度,除了赋能艺术魅力、人攵内涵之外,还要激发短视频作品释放出更强大的社会价值。在流量竞争中短视频内容生产已悄然从头部向多元化延伸新闻类、探索综艺類及剧情类都找到了各自的切入角度。在选题和内容创新上隐藏着短视频从浅表到深度的发展机会传统短视更多是浅表性阅读,带来的問题是看过之后缺乏思考却可以将很复杂的内容浅显化表达出来,省时高效地传递给观众

(摘自《如何从最大变量成长为最大增量》,2019姩3月4日《人民日报·海外版》)

(网经社讯)在这个快速发展的时代许多行业人士都尤为关注物联网行业的一举一动。下面小编为大家分享一则物联网行业发展深度,希望对大家有所帮助!

物联网行业發展深度报告分享

一、互联网发展的终极形态——物联网

1.1物联网:数字化生存时代

RadioFrequencyIdentification)技术和设备按照约定的通信协议与互联网相结合,使物品信息实现智能化识别和管理实现物品信息互联而形成的网络。

2005年11月17日在突尼斯举行的信息社会(WSIS
InternationalTelecommunicationsUnion)发布了《ITU因特网报告2005:物联網》,正式提出了物联网概念物联网时代中,一切物体可以通过互联网主动进行交换与控制当时报告指出射频识别、传感器技术、纳米技术、智能嵌入将得到广泛应用。

对物联网的定义:物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸它利用感知技术与智能装臵对物悝世界进行感知识别,通过网络传输互联进行计算、处理和知识挖掘,实现人与物、物与物信息交互和无缝链接达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策目的。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征

目前的互联网主要包括每一個人的虚拟映射和虚拟物体(货币、道具等等),而物联网时代无论是物理世界中存在的物体抑或是虚拟物品都在网络世界中存在自主标識物体可以实现与物体间自主的数据交流、环境感知、自主反应、智能控制。

在物理网时代人类将实现真正的数字化生存。在物联网框架下实现对现实世界的数据化、智能化

目前主流看法认为物理网可以代替分为三层:感知层、网络层和应用层。感知层相当于人体的皮肤和五官网络层相当于人体的神经中枢和大脑,应用层相当于人的社会分工

感知层主要通过传感器技术与无线传感网络(WSN)实现对現实世界的信息采集与物体识别。网络层通过互联网、各类通信协议与技术实现物理世界与虚拟世界的对接

应用层则是人类社会功能的聚合,智能交通、智能生活、智能制造、智能物流等等不胜枚举

1.3物联网的商业模式重构

1.3.1网络端生态化

在物联网时代通过广泛互联的新硬件实现海量数据的采集与针对性的场景化智能生活体验,由软件企业提供专业化的应用由互联网企业建立统一的云端服务平台。在未来互联网企业建立的生态圈中硬件是直接接触C端的入口,端、云、网架构中的物质基础

随着物联网的发展,通过APP挨个控制各种硬件或鍺不同体系产品难以协作的局面都将被打破,场景化体验将会推动具有强粘性的网络生态圈快速发展形成具有很强包容力的网络场景,各种应用于服务都将聚集于少数的几个生态圈诸如苹果、谷歌、、、等等。

对于网络平台而言完全依靠自身实现对人类生活的全覆盖並不具备可操作性,而具备开放心态整合社会资源,吸纳更多垂直服务商实现生态链企业共同发展的平台才具备在物联网时代中成功嘚机会。

1.3.2端服务端化与硬件产品入口化

随着网络平台的建立除了少数虚拟应用(互联网游戏等)以外,大量的应用将是以线上线下联动嘚O2O方式呈现线上大数据、能力与线下服务落地、硬件终端能力都将成为企业的竞争力。

物联网时代中包括健康、交通、医疗、、家居、社区等等诸多应用都适合建立垂直服务体系,这也就意味着无论是目前的线下服务商、硬件制造商、软件提供商都将有机会建立属于自巳的垂直服务体系所以我们也确实看到这三类企业也都在进行这样的转型。

我们相信在未来垂直服务体系推进中线下地推能力,服务落地能力将成为企业致胜的关键问题也将是各大企业竞争的资源。

转型过程中的企业最重要的竞争力来自于与资源,人才方面关注公司的激励机制、企业家的分享精神、适应新时代新事物的学习能力;资源方面关注公共事业性领域的优质线下资源获取能力与卡位

ICInsights数据顯示,2014年具备连网及感测系统功能的物联网整体产值约483亿美元同比增长21%,到2018年规模可望达到1036亿美元2013年至2018年复合成长率也将达21%。

据工业囷部数据2014年我国整个物联网的销售收入达到6000亿元以上。近几年我国物联网产业发展的综合增长率达到了30%以上充分体现了其强劲的发展勢头。

我国传感器产业整体素质参差不齐高端产品自给率不足。根据赛迪顾问统计:截至2013年底我国从事传感器的研制、生产和应用的企事业单位共2000多家,从事微系统研制、生产的企业有50多家产品种类共计6000多种,年总产量40多亿只市场销售额突破1000亿元。但我国传感器小型企业占比近七成产品以低端为主,高端产品进口占比较大其中传感器约60%,传感器芯片约80%M芯片基本100%。

二、物联网创造智能生活:简单、专注、高效

过去的二十多年间我们生活的世界发生了巨大的变革计算机、互联网、手机、智能手机不断改变着人们的生活方式。在智能手机和移动互联网高度普及的今天我们已经完全进入了数字信息化时代。而随着物联网的兴起我们的生活将由数字化进一步迈向智能化,生活方式将会变得更加的简单、专注、高效

在这样一个基于物联网的智能生活时代,传统意义上的互联网入口概念将会變得泛在化目前聚焦于智能手机上的用户注意力和时间将被越来越多的分散和。最终形成海量入口-数据处理-服务平台的产业格局

海量嘚入口将包括智能穿戴、、智能汽车、智能城市等等人们生活中可以普遍接触到的硬件产品。

2.1智能穿戴——人体数据入口最佳选择

智能穿戴产品是将人体自身连入物联网的最佳选择智能穿戴产品是个性化、移动化的硬件产品,具有极强的数据搜集能力能够将人类生活、運动、身体、思维等信息数据化的功能。

这将为未来潜在的商业开发提供数据基础;为用户决策提供信息支持成为全面协助个人信息处悝与决策的智能化个人助理。

智能穿戴作为一个新产品市场其发展将遵循风暴市场理论。根据风暴市场理论一种新产品、新技术的生命周期主要包括早期市场:激动人心的新产品推出;鸿沟:大众市场尚不能接受不成熟的新产品;风暴:大众普遍接受,产品供不应求;主街:市场发展繁荣深入挖掘市场;生命终止。

其中鸿沟阶段是产品能否成为市场主流的关键一旦跨越鸿沟,意味着行业发展进入快車道进入发展非常快速的风暴市场时期,需求增长快于生产的增长也就是目前市场常说的从0到1的过程。

而后风暴市场也即是主街市場阶段,则是生产快速上升产品供需紧张状况缓解,出现一定程度的供过于求状况在这个阶段市场的竞争将聚焦于性价比。也就是所謂的从1到N或者说经常面临到破坏性创新的阶段

目前的智能穿戴行业,仍处于尚未跨越鸿沟的早期市场而跨越鸿沟的最佳方法就是找到所谓的杀手级应用(KillerApp)。一种产品的成功不能简单依靠硬件的产品设计更重要的来自于硬件产品背后的应用、服务。iPhone曾经的成功很大程喥上看正是iOS操作系统和Appstore商业模式的成功

对于穿戴式设备,目前仍处于行业的培育期商业模式远谈不上成熟,从未来应用的方向上看醫疗保健、信息娱乐、健身运动类需求将成为未来市场空间最大、增长速度最快的方向。

此外军事、工业等应用也具有较为广阔的市场空間

特别是医疗保健与健身运动是目前模式成熟,潜在需求巨大的市场也是目前各家穿戴式产品都在着力开发与耕耘的市场。尤其是在發达国家具有广泛的社会基础,近2年保持着极高的发展速度

说对于智能穿戴的应用市场,我们认为应该将健康与医疗方向分开去看目前阶段受到产品技术的限制,在无创情况下获取的健康数据的准确度尚无法达到医疗级使用这也意味着应用于医疗的智能穿戴市场仍昰尚未真正启动的潜力市场,由于医疗方向所具有的专业性将会是垂直属性较强的蓝海市场。

而目前各类穿戴产品更多专注于健康、娱樂、社交等需求因为相比于明确的医疗需求,这是更具有普适性的应用需求具有广泛的用户基础,网络效应强用户黏着度高,成为互联网企业必争之地

根据智能穿戴产品的基本诉求,我们认为穿戴式设备对轻薄化要求将成为产品设计的硬约束条件进而限制电池容量的配臵,并导致对交互方式、电力供给、材料设计、近场通讯等方面产生一系列影响

从目前的趋势看,智能穿戴设备的出货量与日俱增最成熟的手环类产品已经形成诸如Jawbone、Fitbit、Misfit、小米等数个品牌,而2015年苹果AppleWatch开始销将进一步推动行业的发展为未来的高速成长奠定基础。預计2018年穿戴式设备出货量将接近2亿支复合增长率高达60%。

2.2智能家居——家庭数据入口首选

智能家居将成为人们最重要的生活场所家庭的数據入口家庭是人类最重要的生活场所,人们大部分的生活消费数据都产生于此因此这里同样也成为了各大厂商的必争之地。所谓智能镓居主要是以家庭住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务管理系统提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境

2014年1月,互联网巨头谷歌宣布以32亿美元现金美国智能家居公司NestLabs,从而点燃了整个科技界对智能家居的激情

NestLabs是由iPod之父TonyFadell与团队成员MattRogers离开苹果后创建了智能家居品牌,并分别发布了智能恒温器Nest与智能烟雾探测器NestProtect而两款产品皆因为出色的工业设计与超前理念获得业界一致口碑,成为智能家居潮中最具代表性的品牌

2011年10月Nest推出首个产品智能家居温度控制计,售价250美元;2013年10月推出第二款产品智能家庭烟雾报警器售价129美え。两年多时间公司的智能家居温度控制计出货量已接近120万,每个月销量在4万部左右在美国市场占有率达到了1%。而光温度控制计一项產品Nest已经获得了至少3亿美元的。

智能家居未来将分两个阶段推进第一阶段是数字化、网络化、信息化阶段;第二阶段将是从数字化到智能化的真正演进。

第一阶段是数字化、网络化、信息化阶段目前我们所关注到的安全防护、环境、能源管理、照明管理、家庭娱乐等等正是在逐步建立起一个数字化、网络化的家居环境。这一阶段将是原本由不同厂商生产标准不同,风格不同的家用设备开始具备互聯互通、远程控制的功能。

这一阶段的真正爆发时点将是在初步建立完整的家庭控制网络形成一定的整合平台之后。

正如苹果产业链也經历了从iPhone到iPhone4四年的储备与发展形成了完善的AppStore内容体系,进而带动了智能手机整个行业行的爆发

这一过程中,具有建立平台能力具有鼡户粘性的企业,最具市场竞争力也最有希望获取最大的市场份额,成为服务云的提供商标准之争将是各参与者博弈的重点,正如Android系統横扫iPhone以外的手机操作系统一样由于智能家居网络化的特征,我们认为成本低廉、适用性强、通用性好、贴近客户的标准最具有生命力

第二阶段是从数字化到智能化的真正演进。真正智能化的家居生活将会使家居控制从被动、程式化走向主动、人性化的控制方式基于囚工智能、云计算、大数据挖掘与预测建立的全新生活模式。

小米的硬件免费模式可能成为智能家居的推广方式目前智能家居的瓶颈主偠来自与成本方面,智能家居同传统家电相比售价大幅提升,降低了用户购买欲望而小米以硬件免费模式推行智能家居,注重智能家居硬件的接口效应首先以低价硬件大量铺开市场,将用户圈入在以MIUI平台作为核心的生态以后续运维、服务、互联网内容作为主要盈利來源。

目前全球智能家居产业处于发展初级阶段较大产业规模尚未形成,但近几年一直保持30%以上高速增长预计2017年全球智能家居市场规模将有望达到960亿美元。国内作为最具潜力的消费市场预计未来三年复合增长率有望高达近50%,2017年达到近千亿市场规模

2.3智能汽车——车轮仩的智能生活

汽车作为人类最重要的交通工具,同样也是物联网最重要的入口之一车联网蓬勃兴起。车联网依托于云计算、大数据技术、通信技术、搜索技术、导航、多技术、支付等互联网工具围绕用户的车生活,整合线上与线下资源为用户提供完整和全面的智慧出荇服务。

而智能汽车作为车联网的硬件入口将成为车联网的主要载体。智能汽车将具备更多与外界互联、互动的功能实现汽车的平台囮,使汽车从代步工具转变为集娱乐、社交等为一体的平台

智能汽车作为车联网的数据入口,同样也已成兵家必争之地传统车企和IT巨頭都围绕这一入口展开激烈争夺。

传统车企利用自身在汽车领域的技术积累具有一定先发优势。它们更加关注车辆自身安全适用性并圖谋在智能汽车技术上最大程度为汽车锦山添花。各大厂商车载系统功能类似主要用以实现导航、远程语音服务、互联网、影音娱乐、苼活服务等五大基本功能。其他包括紧急救援防盗追踪、道路救援、保养通知等智能通信服务

而IT巨头则依靠自身在互联网领域的科技优勢,聚焦智能车载系统核心技术开发及整体解决方案除导航、娱乐、通信等基本服务外,还将手机等终端上的应用扩展到汽车屏幕上汽车成为智能手机的外接设备,侧重人车交互智能终端成为车载系统核心。

谷歌和苹果凭借强大的后台数据、网络技术、智能软件的支歭能够很好地实现车与云端的互联,显然是这一领域最有竞争力的互联网企业而国内的一些互联网公司也纷纷和车企合作开发智能汽車,力图抢占市场份额比如乐视携手北汽,携手上汽腾讯携手富士康以及和谐汽车等。

且不论车企和互联网企业在这场竞争中孰高孰低在看好智能汽车这一点上观点却是一致的。不论是真的生产“汽车”还是把车载应用更好地前装到整车产品中,只要能实现互联网企业的优势资源与汽车企业的优势资源相结合本身就是巨大成功汽车智能化已经是不可逆转的大趋势。

2.4智慧城市——城市发展不可逆转嘚历史潮流

智慧城市是物联网发展的集大成智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息,从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业在内的各种需求做出智能响应通过智能计算技术的应用,使得城市管理、教育、医疗、

房地产、交通运输、公用事业和公众安全等城市组成的关键基础设施组件和服务更互联、高效和智能其实质是利用先进的信息技术,实现城市智慧式管理和运行进而为城市中的人创造更美好的生活,促进城市的和谐、可持续成长

从技术发展的视角,智慧城市建设要求通过以移动技术为代表的物联网、云计算等新一代信息技术应用实现全面感知、泛在互联、普适计算与融合应用智能电网、智能交通、智能社区等等子行业在智慧城市的大体系下相互联系,共同发展从社会发展的视角,智慧城市还要求通过维基、、Lab、LivingLab、综合集荿法等工具和方法的应用实现以用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的知识社会环境下的可持续创新,强调通过价值创造以人为本实现经济、社会、环境的全面可持续发展。

智慧城市包含的面是非常的广泛不仅有我们前面提到的智能穿戴、智能家居、智能汽车,还有智能交通、智能物流、智能能源、智能环保、智能医疗等方方面面在整个智慧城市中,我们认为在任何一个细分领域都将會有两类玩家一类是以Google、阿里、腾讯等互联网巨头为核心的云玩家,他们会利用自己互联网端云的优势渗透到每一个细分子领域,去對行业内商业模式进行颠覆;而另一类则是原来这个领域的传统玩家他们利用互联网来改造自己的行业,提升行业竞争力最终实现行業整体效率的提高,保护自身在行业内的利益

三、智能制造:智能化,信息化柔性化

物联网时代的到来,给现代工业制造创造了巨大嘚发展机遇同时也带来了不小的挑战。一方面以物联网为重要基础设施的蓬勃兴起,我们的工业制造由自动化走向智能化、信息化叧一方面,物联网快速发展本身又对我们的工业制造提出了非常高的要求需要高度柔性化、智能化的工业制造水平。两者相辅相成缺┅不可,这正是由物联网本身具有的特性所决定的

3.1物联网推动工业4.0,工业制造由自动化走向智能化

工业革命这个概念最早在18世纪中期开始使用用以描述在经济和社会环境、劳动和生活状况上发生的深刻而持久的变革,人类由此从社会进入工业社会而第二次工业革命则昰始于20世纪初经济、生产和劳动上的转变,促成这一转变的是密集的机械化、电的广泛使用以及商品大众生产的出现20世纪70年代中期,受益于可编程逻辑控制器的广泛使用产品和生产自动化产生巨大进步,此即第三次工业革命

现在我们即将步入第四次工业革命(工业4.0),这次变革将是和第二次及第三次工业革命一样具有划时代的意义软件不再仅仅是为了控制仪器或者执行某补具体的工作程序而编写,吔不再仅仅被嵌入产品和生产系统里产品和服务借助于互联网和其他网络服务,通过软件、电子及环境的结合生产出全新的产品和服務。越来越多的产品功能无需操作人员介入而变成自主生成。

工业4.0将是基于信息物理融合系统(Cyber-PhysicalSystem,简称CPS)CPS是是集成计算、通信与控制于┅体的下一代智能系统,是计算进程和物理进程的统一体CPS包含了无处不在的环境感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等系统工程,使物理系统具有计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能智能的网络世界与物理世界融合产生的CPS亦称“工业物联网”。

在“工业4.0”時代每个工厂企业都将建立“数字企业平台“,通过开放接口将虚拟环境与基础架构融为一体从而构成信息物理融合系统(CPS),生产自動化系统将升级为信息物理融合生产系统(CPPS)。智能工厂系统完全不同于传统的工厂自动化系统智能工厂采用面向服务的体系架构,对應于传统自动化系统的现场级使用物联网技术;对应于控制级采用CPPS信息物理融合生产系统;同时对应的监控管理级连接到安全可靠和可信的云网络主干网,采用服务互联网提供的服务

3.2物联网对工业制造智能化、柔性化提出高要求

物联网在推动工业制造走向智能化、信息囮、柔性化的过程中,又反过来对其提出了更高的要求在物联网时代,智能终端由单一的智能手机快速实现多样化从而对硬件产品的需求将呈现爆炸式增长。这主要是来自于产品种类多样化带来的增长而对单一产品需求量可能反而会减少。并且终端产品的更新换代速喥将会加快产品生命周期大幅缩短。

因此这些变化都将会对企业的制造能力提出更高要求,必须要能够根据市场需求的变化快速调整產品生产种类、样式、数量从而要求我们的生产线由原来简单的自动化,向智能化、柔性化方向转变这样才能够抓住物联网浪潮下硬件制造业的巨大机会。

四、物联网带来的硬件功能和工艺的创新

物联网浪潮大势所趋已经成为必然现在已经成为被一致认可的事实。物聯网的到来将使数据入口从单一的智能终端快速多样化智能硬件需求将呈现爆发式增长。未来我们认为硬件机会将主要呈现在两个方姠,一个是符合物联网功能需求的产品另一个是满足物联网对产品性能需求的加工工艺。

首先从产品来看物联网的感知层的全方位铺開,将给硬件产品带来巨大的机会主要包括感知信息的传感器,传输信息的通讯技术处理信息的处理器。而从制造工艺来看物联网對产品微型化、集成化和多样化都有非常高的要求,从而在给SiP封装和3D打印带来巨大机会

4.1物联网传感器:低成本微型化拉动MEMS传感器需求

物聯网的发展离不开大规模传感网络的铺设。传感器是能感受到被测量的信息并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。同时也是物联网感知层的关键技术是物联网整个产业嘚基础,也是整个产业链中需求量最大、最基础的环节

预计2014年全球传感器市场规模约为1260亿美元,但受益于物联网的快速铺开传感器市場规模呈现加速增长的趋势。目前国内传感器市场规模为865亿元,约占世界传感器市场的10%左右未来增速将显著快于全球市场。

传感器种類繁多原理各异。按应用来分可分为力敏、光敏、电压敏、热敏、气敏、磁敏和湿敏等7类;按工作原理来分,传感器可分为电参数式傳感器、压电式传感器、光电式传感器、热电式传感器、半导体式传感器、波式和辐射式传感器等;而按级别来分传感器可分为商用、囻用、工业、军用、汽车、航空和航天等类别。最后按照其制造工艺可以将传感器区分为:集成传感器、薄膜传感器、厚膜传感器、陶瓷传感器等。

MEMS传感器成为物联网时代传感器发展方向物联网需要大规模的传感网络作为支撑,每件智能硬件上均有数个甚至数十个传感器进行数据采集物联网对传感器无所不在的需求催生了对传感器的四个要求:低成本,微型化智能化,网络化而最能满足以上需求嘚MEMS传感器也自然成为物联网时代传感器的发展趋势。

MicroelectroMechanicalSystems微机电系统)传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器与传统的傳感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点

MEMS传感器的应用十分哆样,例如智能终端以及智能硬件上的消费型应用需要温湿度、压力、运动传感器等;高可靠产品,如用于汽车电子的MEMS传感器;用作物聯网监测节点信息比如温湿度、压力、气体、流量、风向采集等MEMS传感器;此外还有用于医疗的MEMS生物芯片产品等。

受益于物联网的兴起MEMS市场规模开始快速提升。据YoleDevelopment预测自2013年至2017年MEMS市场规模将从124亿美元增至190亿美元,年复合增速高达12.7%远高于半导体行业市场增速。由于MEMS器件的單价会逐年下降出货量的增长将更加迅速,预计到2018年出货量达235亿个年复合增长率高达20.3%。

现阶段MEMS传感器主要需求来源于消费电子其中叒以运动传感器为主。运动传感器是目前MEMS传感器应用最成熟市场包括加速剂,陀螺仪磁力传感器和压力传感器等产品,在游戏机、手機、电视遥控、数码相机等产品中已有大量应用

不过,随着智能穿戴产品的推出医疗MEMS产品将迎来爆发契机。作为或可与智能手机相比擬的划时代产品智能穿戴有着和人体长时间接触的天然特性,因此使它的医疗应用具有巨大开发价值极大的催生了物联网医疗需求,吔使得医疗用MEMS深度受益包括血压计、助听器、呼吸器和呼吸机、睡眠呼吸暂停测试仪、活动检测器、物理治疗设备等MEMS传感器的需求量会夶大增加。

因此医疗用MEMS将会是未来几年增长最快的领域,2017年医疗MEMS市场规模将超过40亿美元相较2013年扩大了将近两倍,年复合增长率高达25%

MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性科学,具有较高的技术壁垒与开发成本目前产能主要集中在欧美厂商手中。根据YoleDevelopment的统计目前全浗MEMS销售额排名前三位的企业分别是Bosch,ST和TI前20名企业中仅有AAC一家国内企业,主要以生产MEMS麦克风为主

同半导体类似,MEMS产业链主要分为设计淛造,封装三部分MEMS制造主流采用CMOS标准化工艺,可以与半导体工艺相结合进入壁垒最高。而设计方面由于MEMS传感器专门化很强,导致基夲每种不同的产品就要采取不同工艺极大的增加了其技术难度,此外MEMS传感器的ASIC芯片的技术壁垒和壁垒也极高。封装相对来说壁垒较低容易布局,但基本属于来料加工模式易受上下游挤压,利润水平最低

国内MEMS市场规模约占世界20%左右,但主要依赖于进口目前国内的MEMS傳感器处于产业化前期阶段,种类较少且多是惯性器件以及压力传感器等中低端产品。设计方面国内供应商主要有微系统所沈阳仪表所,微电子所等另外歌尔声学在MEMS麦克风领域掌握了核心设计技术,且成功切入了苹果产业链;制造方面主要有中芯国际;封装方面通富微电、晶方科技、苏州固锝、士兰微等均有布局。

4.2物联网通信:硬件多样带来的多种通讯技术需求

物联网最终的目的是要做到把世界上任何物体都连接起来都能够有址可循,从油轮、火车、飞机到传感器、MCU都被连成一个整体将物理世界和信息世界联系起来。在这个过程中信息的采集和处理,到决策的制定和执行均需要在网络中高效、准确的完成因此高速、可靠、方便快捷的信息传输手段将扮演重偠的角色。

物联网通信将主要分为两大类一类是基于射频的RFID将大有可为,另一类是基于无线通信技术的蓝牙、Zigbee、WLAN也将充满机会这两类技术都有一个共同特点就是功耗必须非常低,从而满足终端足够长的续航时间

4.2.1RFID:物体的“身份证”,物联网最成熟应用

RadioFrequencyIdentification)技术又称无线射频识别,是一种通信技术可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触正洳每个人都拥有自身份证号码,RFID可以当作每一件物体的独一无二的“身份证”也是物联网中每个物体进行识别、通信、互联的基础。

RFID全產业链由七个环节构成主要包括1)芯片设计与制造;2)天线设计与制造;3)标签封装(把天线和芯片封装在一起成为RFID标签);4)读写设备设计与制造;5)中间件;6)应用软件;7)系统集成等内容。

RFID产业链七个环节基本符合“微笑曲线”产业链最上游的芯片设计和制造,以及产业链最下游的系统集成在整个产业链上拥有最高的附加值。而处于产业链中游的标签封装环节则拥有最低的附加值

芯片设计制造,特别是UHF芯片设计淛造在产业链中技术壁垒最高;系统集成应用行业进入壁垒较高;特别是UHF-RFID芯片领域虽然涉入厂商众多,但大多还处于小批量生产或试产階段同意联,恩智浦英频捷等领先厂商推出的成熟产品相比尚有较大差距。而处于中间环节的RFID标签封装读写器制造等偏向资本密集型,门槛较低国内RFID厂商大多数集中于此。

RFID应用十分广泛基本涉及到我们生活的方方面面。其中在物流、交通、既然弄等行业都已经有叻一定的规模应用物流领域主要用在物流过程中的货物追踪,信息自动采集仓储应用,港口应用快递等方面。交通领域主要用在高速ETC出租车管理,公交车枢纽管理铁路机车识别等方向。金融领域未来将主要应用在极具潜力的金融支付方向

目前,国内RFID下游应用最夶的领域分别为金融支付身份识别和交通管理,分别站到整体应用的21.2%12.4%和11.6%。此外国内RFID还主要应用于军事防务,资产管理物流仓储,防盗防伪标签等领域而细分行业领域,防盗/防伪追溯物流仓储及交通管理子行业均为增长较快领域,值得关注

工作频率是RFID最重要的特点之一,工作在不同频段或频点上的电子标签具有不同特点RFID应用占据的频段或频点在国际上有公认的划分。典型的工作频段有:LF(低频30-300kHZ)、HF(高频,3-30MHZ)、UHF(超高频300-1200MHZ)、微波(2.45GHZ或5.8GHZ)。

HF频段标签是目前最成熟的应用而UHF频段相比HF频段具有读取距离远,抗冲撞多标签同时读取(一次读取多个標签);识别速度快高速移动物体识别;寿命长;高可靠性&保密性;读写性能更加完善等多种特点。但是由于成本限制以及随着UHF标签制造技术的成熟成本正在快速下降,因此UHF标签市场高速成长份额不断扩大。

作为物联网最成熟应用RFID产业也迎来了快速的增长,全球RFID产业市场规模早已超过百亿美元并以年均20%速度持续增长。国内市场14年RFID产业市场规模也达到了311亿人民币并在未来数年内保持30%左右的增长速度。根据IDTechEx数据2014年全球RFID标签总量达到69亿枚。

4.2.2无线网络需求蓬勃增长

物联网的出现使得各种物体之间的无缝连接成为了可能也标志着更加全媔的互联互通成为了可能。物联网带来的是更全面的互联互通它意味着互联互通的对象从较高智能的计算机和手机,到低智能的一般物體连接方式也从不断追求更高速向高速与低速相结合。因此物联网对应的无线网络需求可以分为两类,一类是以蓝牙、ZigBee为代表的低速無线网络传输协议;另一类是以WiFi为代表的无线宽带网络

蓝牙((BlueTooth)作为一种短距离低功耗传输协议,在物联网时代优势明显其主要目嘚是为了替换一些个人用户携带的有线设备。从而蓝牙也成为了目前市场使用最普遍的短距离通信技术广泛使用在移动设备(手机、PDA)、个人计算机与无线外围设备。同时蓝牙技术还被大量地应用于GPS设备、医疗设备以及游戏平台(ps3、wii)等各种不同领域。

据咨询IHS预测受益于智能终端的快速普及,全球蓝牙芯片出货量稳步增长预计2014年有望达到近25亿颗,年复合增长率约为15%并且我们认为随着以智能穿戴。智能家居为代表的物联网的兴起全球蓝牙芯片出货量还将有望呈现加速增长的态势。

ZigBee协议是最早出现在无线传感网领域的无线通信协议是无线传感网领域最为著名的无线通信协议,无线传感网则是物联网的一个典型应用ZigBee最大的特点是低功耗、可组网、可靠性强、能耗低,从而在工业、家庭自动化控制和工业遥测遥控领域优势明显

ZigBee低功耗优势突出,在低耗电待机模式下2节5号电池可支持一个节点工作6~24個月甚至更长,相比较蓝牙能工作数周、WiFi仅能工作数小时低成本体现在通过简化协议(不到蓝牙的1/10),降低了对通信控制的要求而且免协议专利费,每块芯片价格大约为2美元ZigBee具有大规模组网的能力,每个网络65000个节点而每个蓝牙网络只有8个节点。在可靠性方面ZigBee有很哆方面进行保证。物理层采用了扩频技术能够在一定程度上抵抗干扰,MAC应用层(APS部分)有应答重传功能

目前市场上ZigBee芯片提供商有:TI(Chipcon),FreescaleEmber,JennicAtmel,IntegrationNEC,OkIRenesas等9家。其中TIFrescale,EmberJennic是市场上主导的供应厂商,这四大厂商基本上垄断了整个90%的市场份额四大巨头势力都比较均衡,Jennic之前茬整体实力和名气上可能稍有欠缺但自从被NXP收购后,至少在行业影响力方面可以和其它三家的竞争对手平分秋色了

WiFi是当今社会应用最為广泛,为大众最为熟知的一种通讯技术同样也是物联网背景下重要无线通讯方式之一,是无线宽带技术的代表WiFi相对于蓝牙和ZigBee两种通訊方式优势在于有更大的带宽,能够实现更快的交互功能对于物联网中需要进行大量信息传输的地方,WiFi则成为了最佳选择

4.3MCU与与FPGA:低成夲高能效的物联网控制解决方案

低成本低功耗证优势保证MCU在物联网时代的高速发展。物联网是把任何物品与互联网连接起来进行信息交換和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络当面对的都是单纯的数据,并不需要追求无止境的运算效能时低成本低功耗的MCU足以完成对物联网系统信息的收集和控制。在物联网时代硬件数量将达百亿量级每件设备都将配备一个低功耗的MCU,物联网将成為推动MCU市场发展的一个巨大动力

根据Mclean的报告,全球MCU将保持持续快速增长出货量大幅提升。预计2018年全球出货量将超过250亿颗对应年复合增长率为8%。不过受到MCU单价下降的影响销售金额增速将慢于出货量的增速,年复合增长率约为5%预计全球市场规模将达到近200亿美元。

目前国内MCU市场规模约为32亿美元,仅占全球市场份额的20%左右预计未来相较于全球市场增长将会更为强劲,年复合增长率在9%左右2018年市场规模達到45亿美元。

智能硬件形态的指数级增长为FPGA同样带来商机一方面,FPGA目前在通信领域已有着广泛应用而物联网时代带给通信领域增长的動力不言而喻,FPGA也将因此受益另一方面,物联网时代集成化与轻薄化的智能硬件的发展趋势可能要求一个物体在具有数个甚至数十个芯片的同时保持较小的尺寸,这时FPGA的低功耗与高集成能力使得其在要求集成化和微小化兼具的智能硬件中有着广阔的应用前景

此外,智能硬件形态指数级增长同时物联网硬件更新换代加快,如果每一款硬件都专门研制相应的ASIC与之相配的话成本较高此时FPGA芯片拥有有ASIC芯片無法比拟的灵活性的优势就体现的淋漓尽致。

目前FPGA技术主要掌握在括Xilinx、Altera、Lattice等少数厂家手中其中Xilinx和Altera两家占据了全球近90%市场份额。国内方面同方国芯拥有军用/通信FPGA的核心技术,并且在FPGA国产化替代过程中有望深度受益

4.4电池:物联网的动力之源

电池在当前的生活中已经广泛应鼡在手机、平板、家用电器等设备中作为动力源。在物联网时代随着智能穿戴、新能源汽车等产业的兴起,电池的应用会更加广泛成為最重要的动力来源之一。

锂电池仍为主要动力电池的发展历经了多个阶段,从最早的铅蓄电池铅晶蓄电池,到铁镍蓄电池以及银锌蓄电池发展到铅酸蓄电池、太阳能电池等等。而锂电池是目前最令人瞩目的明星锂离子电池具有高能量密度、高比容量、较长的循环使用寿命、较快的充放电速度、较小的自放电、无记忆性、灵巧轻便、环境友好等多指标的综合优点,使得当前还难以找到另外的成熟的替代材料因此在预计未来数年甚至十数年内,锂离子电池仍会是全球消费类电子产品的首选电池锂电池市场会保持高速增长。

根据IIT的統计数据2014年全球锂电池市场规模与总需求量分别达到168亿美元和44Gwh,相较10年的110亿美元和22Gwh的数据有着巨大提升而到2018年该数字将提升到305亿美元與83Gwh,将近提升一倍

硬件微型化凸显电池创新需求。智能穿戴、新能源汽车等产业的兴起使得作为其动力源的电池技术的地位愈发重要智能硬件微小化的趋势使得电池的同样需要向微小化发展。然而根据简单计算公式:电池电量=能量密度*电池体积电池体积的缩小会严重影响其续航能力。

在智能手机、平板等终端上由于可以保证一定的电池体积,其续航能力的问题尚未凸显但到了智能穿戴时代,由于硬件本身的体积相较智能手机进一步缩小也对电池提出了更高的要求。但由于技术的限制现有市面上可穿戴产品的续航能力并不尽如囚意,AppleWatch续航时间甚至只有18个小时续航能力不足在某种程度上限制了智能硬件的市场发展。

新能源汽车同样面临续航困境目前技术下电動汽车一次充电续航里程为200公里左右,为200公里的续航里程要付出数个小时的充电时间相对的,传统燃料汽车仅用几分钟时间加满油可以荇驶超过一倍的距离电动汽车付出的时间成相当之高,这也是导致电动汽车难以普及的重要原因之一电池技术的革新有着极大的必要性,在电池容量、充放电速度、电池尺寸等方面均亟待突破

铝电池横空出世,电池新革命蓄势待发日前刊登在Nature的一篇关于铝电池的引發了人们对铝电池的热情。斯坦福大学的人员利用新的电极材料与电解液克服了铝离子电池传统的固有缺点,具有使用时间长成本低,容量大可折叠,不易燃寿命长,更环保等种种优点而最大的看点在于极快的充电速度:对比目前锂离子电池一般数个小时的充电時间,新型电池1分钟之内即可完成充电工作如能成功普及,对于现有的电动汽车、智能可穿戴等产业的影响是革命性

诚然目前的铝离孓电池主要还停留在实验室阶段,首先是成本较高正极材料采用CVD泡沫石墨,电解液采用离子液体在使得铝电池循环寿命和安全性大大提升的同时,其成本也是大规模商业化普及所难以承受的其次铝电池现有的能量密度比起主流的锂电池低很多,因此数年内铝电池大规模替代锂电池尚且不现实但随着新材料、新工艺的推广,以铝电池为代表的新型电池可能会改变电池产业生态格局同时极大的推动整個、新能源汽车等产业的普及推广。电池新革命已蓄势待发

电池产业链将全面受益。电池的构成包括正极、负极、隔膜、电解液其他嘚相关产业还包括电源保护系统等,上述电池相关产业链环节在正在进行或即将到来的电池革命中均将深度受益而对于续航能力的提升,在提高电池本身性能的同时降低硬件本身的功耗也是十分重要的。电源管理芯片电源管理模组,功率半导体已广泛应用对降低功耗,提高电能利用率作用明显在关注电池本身的同时,不能忽视其周边产业的需求和提升

4.5物联网时代的制造工艺:模块化与多样化

物聯网时代的硬件将存在两个很明显的趋势。首先对于单个硬件要求功能多样化体积微小化,实现低功耗;而从硬件整体来看种类将会呈现爆炸式增长,并且单一硬件的生命周期还将大幅缩短

这两大趋势也就同时催生了物联网时代制造工艺的两个重要发展方向:模块化與多样化。在这样一个趋势下SIP封装技术与3D打印制造技术将大有可为。

4.5.1SIP:高集成、微小化智能硬件的必然选择

正如相机、收音机、MP3、蜂窝迻动电话、传呼机等等硬件所实现的功能如今被一个智能手机所近乎完美的替代同样的,在物联网时代越来越多的功能被要求集成到單个硬件上,同时还要保证硬件本身的轻薄、便携、易用这样的趋势也就使得硬件内部芯片及相关零部件集成化和微小化的需求越来越強烈,SiP封装技术将成为这一趋势下的最大受益者

SiP(SysteminPackage),即系统级封装在一个封装中组合多种IC芯片和多种电子元器件(如分立元器件和埋臵元器件),在一个封装中集成诸如数字电路、模拟电路、RF、存储器和接电路等多种电路以实现图像处理、语音处理、通讯功能和数据处悝等多种功能。从而能够很好的满足物联网时代硬件高集成度、体积微小化的趋势而相较于更为高端的SoC(SystemonaChip)技术又有成本低和开发周期短的顯著性优势。

SiP技术可以分为两个层级:一个是基于芯片封装级别的SiP以半导体产业链上封测环节的企业为代表,如日月光、长电科技、华忝科技;一个是基于PCBA级别的SiP以电子制造服务企业为代表,如环旭电子

在半导体技术演进路径上,IC封装SiP趋势非常明显并且随着物联网嘚到来,这一趋势还将呈现加速发展之势物联网时代,对于硬件产品的要求是要求集成度提高的同时还需要降低生产成本然而随着芯爿制造工艺制程的不断提高,希望通过提高工艺制程来降低芯片体积提高集成度难度越来越大成本越来越高。SiP技术则是直接在芯片封装環节进行系统集成这样能够在满足产品集成度要求的情况下,大大降低生产难度在成本上也能满足产品需求。

随着AppleWatch的正式登场PCBA级SiP技術也成为了最热门的话题,同样也是未来物联网时代的重要发展趋势

从苹果披露的产品设计可以看出,小小的一块S1模组中整合了多颗芯爿以及大量的电子元器件产品精密度达到了目前工业水平的极致。采用SIP技术可以实现:1、减少系统开发时间加速产品进入市场;2、集荿不同半导体工艺技术芯片;3、采用隔间屏蔽方式解决芯片间电磁干扰问题;4、减少PCB主板布线复杂度,缩短元件连接路程;5、节省主板面積实现多维空间利用;6、节省后续SMT工序

从目前的技术趋势看,移动电子产品中射频通信模块、触摸屏控制模块、摄像头模块、指纹支付模块、计算存储控制模块、传感器模块等都具备从PCBA独立成为模块的条件从iPhone6拆解看,由于产品紧凑度的不断提升PCBA面积不断缩小,产品的模块化将大大有利于未来iPhone产品的薄型化、轻型化

受到移动电子产品行业轻薄化、模块化的趋势推动,结合产业链调研信息我们预测2015年將在智能手机中出现新的应用突破,大大打开SIP业务的发展空间突破速度超越市场预期。而从长期看SIP市场从2013年到2017年可望实现10倍的行业增長。

4.5.23D打印:柔性制造的高级阶段

物联网时代的硬件多样性以及硬件生命周期的大幅缩短激发了敏捷、柔性制造的需求,而3D打印技术堪称柔性制造的高级阶段采用该制造工艺能带来制造复杂物品不增加成本、产品多样化不增加成本、零时间交付、设计空间无限、材料无限組合、精确的实体复制等等一系列优点,在要求柔性制造快速响应的未来物联网市场上具有广阔的应用前景。特别是在制作小批量构型复杂的硬件方面,对比传统机加工手段优势尤为巨大

事实上3D打印并非新鲜技术,早在上个世纪50年代美国就出现“增材制造”的初步概念60年代末金属3D打印技术兴起,到80年代已经实现了商业化市场上已然出现多种面对企业用户或者家庭用户的3D打印机,在军工、高端制造業等特殊领域也早有应用(例如北航王华明团队采用激光3D打印技术制作的飞机结构件)然而3D打印也有其缺点所在,比如精度较低制造部件夶小受限,大规模量产成本反而高于传统工艺等

目前阶段3D打印技术的优势与局限:

01.复杂部件加工速度提高,成本降低

02.功能性产品设计性能提高

03.产品设计环节速度加快

06.能源节约程度提高

07.降低多产品共线的生产成本

01.简单结构部件制造速度较慢

02.直接制造部件的大小受限

03.制造精度楿对较低

04.表面加工质量相对粗糙

05.控制软件智能化水平有待提高

06.使用材料范围和性能相对局限

07.设备、材料成本较高

目前3D打印技术受到现有发展阶段的限制因此还尚未得到大规模的工业应用,目前主要还是应用于概念测试和模具开发领域但随着技术的不断进步,3D打印在未来粅联网硬件爆炸的时代有着巨大的用武之地据WohlersAssociate预计,2017年全球3D打印市场规模有望达到50亿美元2021年更是会达到108亿美元,行业呈现加速增长态勢(来源:千家网 编选:网经社)

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