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金准人工智能 信通院物联网白皮书分享(下)

4.2 MMSEMS传感器产业取得一定进展,但短板仍较为突出

目前,本土传感器市场规模保持较快增长,2017年达到1300亿元,同比增长15.45%,近5年均保持两位数的增长率。我国在MEMS设计、代工生产、封装测试、应用已形成完整MEMS的产业链。设计环节,敏芯微电子、矽睿、深迪半导体等企业和上海微技术工业研究院、苏州纳米所等科研院所研发实力不断提升;制造环节,中芯国际、上海先进、华润上华等企业形成专业MEMS传感器代工能力;封测环节,华天科技、晶方科技、长电科技等传统半导体企业强化传感器布局;华为、中兴、联想等企业也持续推进传感器系统集成应用,提升传感器产品附加值。

MEMS传感器形成四大产业聚集区。华东地区MEMS企业数量最多,约占全国企业总数的60%,珠三角地区约占15.5%,环渤海及东北地区约占16%,中西部地区约占8.5%。华东地区主要以上海为核心,包括江苏省的苏、锡、常,以及浙江的杭、甬等地,受当地政府强劲的政策支持和集成电路产业链完备的优势,聚集了丰富的半导体人才资源,美新半导体、明皜传感器、深迪半导体、矽睿科技等MEMS产品初创公司不断涌现。环渤海地区主要以研发设计为主,多数是基于各大高校研究所的研究机构转变而来,技术来源和研发条件较好,但产线能力多偏向于科研型,能够实现大规模量产的企业很少,市场主要以高端小批量的MEMS传感器产品为主。珠三角地区以深圳为中心,主要以应用为主,市场嗅觉非常灵敏,资源整合能力很强,但关键部件的核心技术能力不强。中西部地区以郑州、武汉、太原等为主,企业通常从传统的传感器厂家转变而来,如歌尔、汉威等,产学研紧密结合,产业发展势头良好。

MEMS及先进传感器产业仍面临诸多问题。一是技术积累不足,全球排名前三十位的MEMS企业中仅有歌尔和瑞声是中国企业,但产品以单一的MEMS麦克风为主。国内企业基础研发能力的不足,多以采购核心的传感器和借助国内的电路设计企业来完成整个系统的开发,使国内的MEMS企业不得不依靠国外的技术,从事技术含量较低的MEMS产品,因此国内的企业过早地陷入了红海市场。二是产业生态不完善。产业链上总体上发展不均衡,代工平台,研发用的专业软件等关键技术节点存在瓶颈,大批量量产能力欠缺。三是产品种类不完整,现阶段全球范围内已有2万多种传感器产品,但国内仅有6000多种传感器,传感器产品品类严重不足。四是缺乏领军企业,与国外博世、Dalsa、Amkor、高通、苹果等相比,国内仅终端应用领域稍有优势,其它环节技术能力差距明显。

4.3芯片呈现多层次供应商格局,模组低价格竞争明显

大型厂商和创业团队形成多层次供应商争夺物联网芯片蓝海市场。除了传统基带芯片巨头外,国内多个小型创业团队也进军物联网芯片市场,尤其是在NB-IoT芯片领域形成大型厂商和创业团队共存的、多层次和多家竞争的供应商格局,供应商数量超过10家。包括移芯通信、智联安科技、芯翼信息、创新维度等创业团队已推出自研的NB-IoT芯片产品,并积累技术力量发力eMTC、LTE和5G芯片等更广阔的蓝海市场。LoRa芯片开始打破单个供应商的局面,阿里巴巴获得了SemtechLoRaIP授权,与国内芯片厂商翱捷科技合作推出首款LoRaSiP级芯片并形成批量供货。

模组价格已达到期望值,激烈竞争使厂商利润低下。在芯片成本降低、模组厂商设计优化和出货量增加的推动下,物联网模组成本快速下降。2018年8月,中国联通启动300万片NB-IoT模组招标,中标企业报价已低于业界预期的5美元;2018年10月底,中国移动启动了500万片NB-IoT单模模组招标,业界预期会将模组价格进一步拉低。同时,4G模组也在一些厂商推动下成本降至100元以下,加速4G模组出货量。不过,由于模组进入门槛较低,目前国内已有数十家模组企业,面对当前有限的需求,低价竞争非常激烈,预计未来行业整合在所难免。

4.4中国形成规模最大公共物联网网络,但盈利模式尚需探索

NB-IoT和LoRa两大阵营格局更加明显。一方面,在电信运营商、设备厂商、芯片厂商的推动下,NB-IoT在国内形成庞大的产业生态群体,应用行业数量不断增多。2017年6月,工信部发布《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》文件,从政策层面给予NB-IoT产业大力支持。另一方面,从2015年开始,国内大量中小企业涉足LoRa领域,产业生态开始形成,2018年阿里巴巴、腾讯两家互联网公司以最高级别成员身份加入LoRa联盟,在LoRaWAN标准、认证和全球市场中开始发挥作用,通过搭建平台方式吸引生态圈企业,并在杭州、深圳等地开始部署城域级试点网络。另外,全国多地广电厂商将LoRa作为其布局物联网业务的网络部署主要选择,LoRa在国内的产业生态力量大大加强,形成低功耗广域网络的另一较为明显的阵营。

国内NB-IoT基站已超过100万个,从广覆盖开始走向深度覆盖。中国电信借助其800MHz的优质频谱资源,于2017年5月率先建成全球最大的NB-IoT网络,开通31万NB-IoT基站,到2018年9月基站数已扩展到40万,进一步推进深度覆盖。2017年10月中国移动启动NB-IoT工程无线和核心网设备设计和可行性研究集采,工程费达395亿元,目前已实现348个城市NB-IoT连续覆盖和全面商用。2018年5月,中国联通实现30万NB-IoT基站商用。三家运营商完成超百万NB-IoT基站商用,中国已建成全球最大的NB-IoT网络,网络优化和深度覆盖将是下一步布局重点。

连接和收入增速剪刀差明显,物联网难以成为运营商新的增长动力。国内三大运营商物联网连接数实现飞速增长,金准人工智能专家统计,截止2018年中旬,中国移动物联网连接数达到3.84亿,2018年11月中国电信物联网连接数达到1亿。不过,运营商每一物联网连接的收入在持续下滑,连接数增长速度远远快于收入增长速度的“剪刀差”形态非常明显。目前,物联网业务收入占其整体收入的比例非常小。在ARPU值不断下滑、剪刀差扩大的情况下,物联网的网络收入在短期内很难成为运营商新的增长动力,急需寻找新的转型创新方式。

4.5物联网平台之争进一步升级,探索商业模式闭环和转型增多

物联网平台市场步入沉淀阶段。2017年以来,国内物联网连接数实现爆发式增长,国内主要平台取得快速发展。但国内物联网平台的市场格局仍相对稳固,平台企业并未随着应用规模跃升而大幅增加。经过数年运营,部分平台厂商经营出现困境,开始探索新的商业模式和转型方式。大型企业除了不断强化自身平台功能外,还重点加强对边缘计算、AI等能力以及对工业、汽车、家居等垂直行业的支持,如阿里云IoTLink平台、华为Ocean connect平台不断联合行业合作伙伴持续孵化多样化解决方案。第三方中小平台厂商面对大型企业物联网平台,逐渐调整竞争策略,一部分为大型企业平台提供专业模块的支持,成为大型平台的紧密供应商,另一部分更专注于自身优势的垂直行业,不断加强方案落地能力。

五、我国物联网发展展望与推进策略建议

5.1我国物联网发展

国家战略部署对物联网发展提出新要求。发展物联网成为国家落实创新驱动、培育发展新动能、建设制造强国和网络强国、实现智慧社会、工业互联网、军民融合等一系列国家重大战略部署的重要举措。物联网成为全面构筑经济社会数字化转型的关键基础设施,根据国家战略部署新要求,我国将紧抓物联网发展新机遇,加快推进物联网基础设施升级,加快培育新技术、新产业,推动传统行业数字化转型,拓展经济发展新空间,充分发挥物联网对经济发展、社会治理和民生服务的关键支撑作用,推进国家治理体系和治理能力现代化,打造国际竞争新优势。

应用需求升级为物联网带来新机遇。一是传统产业智能化升级将驱动物联网应用进一步深化。当前物联网应用正在向工业研发、制造、管理、服务等业务全流程渗透,农业、交通、零售等行业物联网集成应用试点也在加速开展。二是消费物联网应用市场潜力将逐步释放。全屋智能、健康管理可穿戴设备、智能门锁、车载智能终端等消费领域市场保持高速增长,共享经济蓬勃发展,“双创”新活力持续迸发。三是新型智慧城市全面落地实施将带动物联网规模应用和开环应用。全国智慧城市由分批试点步入全面建设阶段,促使物联网从小范围局部性应用向较大范围规模化应用转变,从垂直应用和闭环应用向跨界融合、水平化和开环应用转变。

物联网产业发展问题仍面临诸多挑战。我国物联网产业核心基础能力薄弱、高端产品对外依存度高、原始创新能力不足等问题长期存在。此外,随着物联网产业和应用加速发展,一些新问题日益突出。主要体现为,一是产业整合和引领能力不足。当前全球巨头企业纷纷以平台为核心构建产业生态,通过兼并整合、开放合作等方式增强产业链上下游资源整合能力,在企业营收、应用规模、合作伙伴数量等方面均大幅领先。而我国缺少整合产业链上下游资源、引领产业协调发展的龙头企业,产业链协同性能力较弱。二是物联网安全问题日益突出。数以亿计的设备接入物联网,针对用户隐私、基础网络环境等的安全攻击不断增多,物联网风险评估、安全评测等尚不成熟,成为推广物联网应用的重要制约因素。三是标准体系仍不完善。一些重要标准研制进度较慢,跨行业应用标准制定推进困难,尚难满足产业急需和规模应用需求。

因此,金准人工智能专家认为,我国必须重新审视物联网对经济社会发展的基础性、先导性和战略性意义,牢牢把握物联网发展的新一轮重大转折机遇,进一步聚焦发展方向,优化调整发展思路,持续推动我国物联网产业保持健康有序发展,抢占物联网生态发展主动权和话语权,为我国国家战略部署的落地实施奠定坚实基础。

5.2我国物联网发展的策略建议

“建平台”与“用平台”双轮驱动,加快形成物联网平台的应用体系。面对当前综合性物联网平台缺乏和中小企业应用物联网的需求,从“供给侧”和“需求侧”两端发力,实施物联网平台培育工程和行业应用上平台工程,打造资源富集、良性互动的物联网平台生态。一是积极培育物联网平台。将平台作为物联网建设的核心内容,通过示范引领、分类施策,依托现有资源集中支持平台发展、参与全球竞争。围绕提升总体设计、数据采集、设备连接、互联互通、数据处理、人工智能等物联网平台基础能力,支持建设一批国家级、行业级、企业级的物联网平台。二是组织实施行业应用上平台工程,鼓励物联网平台在产业聚集区落地,加强资源整合和对接。鼓励地方通过政府通过补贴等方式支持行业物联网应用的数据和业务逻辑向云端平台侧迁移,打造平台能力建设与平台行业用户使用双向迭代、互促共进的技术、产业、人才支撑体系和商业模式。

“补短板”和“建生态”相互促进,构建我国物联网的产业发展体系。物联网的发展既需要补齐技术产业短板,也需要加快构建新生态,“补短板”是“建生态”的基础,“建生态”为“补短板”创造新机遇。一是补齐核心技术的短板。针对我国高端智能传感器、物联网芯片、物联网的管理与安全、物联网数据开放利用与隐私保护等物联网发展的主要短板,以自主创新为核心,充分整合调动各类创新资源,打造产业联盟、创新中心、重点实验室等融合创新载体,增强公共服务能力,加强研发布局和协同创新,加快形成覆盖技术研发、标识解析、标准测试等的公共服务体系。二是打造具有竞争力的物联网产业生态。下大力气以物联网终端、操作系统和云平台一体化为突破口,整合产业链上下游,培育连接产业链上下游需求的“中间群体”,构建完善的产业生态。深入推进“宽带中国”战略,进一步提升4G网络覆盖率,推动窄带物联网深度覆盖,加快推进5G商用,构建泛在的信息基础设施。开展物联网“双创”,积极打造特色产业基地和产业园区,重点支持互联网企业、行业企业构建以龙头企业为核心,鼓励大型互联网企业、基础电信企业搭建专业创新创业孵化平台,打造大中小企业梯次协同发展格局。充分发挥产业联盟、行业协会整合产业链资源的优势,支持产业界建设共性技术开放、软件代码开源、开发工具共享的开源社区。推进城市级物联网感知设施的统筹布局,以城市部件标识体系和全域环境监测体系为基础打造数字孪生城市,助力智慧城市建设。

“促应用”和“定标准”共同推进,实现我国物联网与行业发展的深度融合和规模应用。行业应用是物联网发展的核心目标,而要实现规模化应用,需要同步开展跨行业物联网标准制定,才能逐步形成“以产业促标准研制,以标准促规模扩大”的良性发展局面。一是大力推动物联网在热点行业中的应用。围绕车联网和智慧交通、智能制造和工业互联网等关系国计民生的重要行业和关键领域,大力推广物联网新技术、新产品、新模式和新业态,发展丰富的智能化服务。全力支持医疗健康服务等市场需求旺盛、应用模式清晰的领域,复制推广成熟模式,以规模应用带动技术、产品、解决方案不断成熟,不断降低部署成本。探索利用物联网关键水平环节的开放共享构建开环大规模应用的推进方式,推动物联网数据的共享利用和应用模式的完善,把一个个“盆景”变成一片片“风景”。二是推动跨行业物联网标准的制定。支持我国行业企业、行业标准化组织等参加物联网国际标准化,与电信网络运营商、设备制造商、互联网服务提供商共同推进国际标准化,加速对窄带物联网、短距离网络技术等物联网网络信息技术的自主创新和国际标准研制,通过产业联盟主导、设立试验性物联网测试床等措施,实现跨行业、跨产业行业共同制定物联网标准。

“保安全”与“促发展”相互促进,加快构建可信的物联网安全保障体系。推进物联网架构安全、异构网络安全、数据安全、个人信息安全等关键安全技术研发和产业化,强化安全标准的研制、验证和实施,加强安全技术服务平台建设,满足公共安全体系中安全生产、防灾减灾救灾、社会治安防控、突发事件应对等保障要求,确保工业、能源、电力、交通等重要系统的安全可控。对医疗、健康、养老、家居等物联网应用,加强相关产品和服务的评估测评和监督管理。

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