物连网:目前在中国的地位,它的发展趋势及国际物联网的发展方向,中国如何应对物联网的起步.

物联网作为战略性新兴产业的重要组成部分，是促进相关产业集群发展的切入点，具有重要的战略意义和广阔的发展前景。我国具有较好的发展物联网产业的比较优势，同时也面临着一些瓶颈制约，如缺乏统一的发展战略、核心技术缺失、标准体系不完善、地址资源缺乏、规模化应用不足等，必须采取针对性的措施，促进我国物联网产业的发展。 物联网是把所有物品通过射频识别（RFID）等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理的一种网络。物联网产业是由物联网芯片与技术提供商、应用设备提供商、软件与应用开发商、系统集成商、网络提供商、运营及服务商以及物联网用户构成的产业集群。美国、欧洲、日本、韩国等发达国家和地区高度重视物联网产业的发展，我国也将物联网纳入战略性新兴产业，并将采取一系列政策措施。本文对我国物联网产业集群发展的优势及存在的问题进行了分析，并提出了相应的对策建议。 一、我国物联网产业集群发展的优势 （一）具有一定的技术积累 中科院早在1999年就启动了物联网（传感网）研究，先后投入资金数亿元；《国家中长期科学与技术发展规划（2006－2020年）》和"新一代宽带移动无线通信网"重大专项均将物联网（传感网）列入重点研究领域。国家科技部、发改委、工业信息化部还专门立项对物联网的关键技术---射频识别（RFID）的研究和应用进行支持。科技部专门在先进制造领域设立了"RFID"专项，投入1亿多元对19个专题、近30家企事业单位进行了大规模的资助，从RFID芯片、关键 技术的研发到行业应用的整个产业链进行资助和培育。目前，我国在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、移动基站等方面都已取得重大进展。 （二）在标准制定上具有一定的先发优势 在世界物联网领域，我国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的四大发起国和主导国之一，取得了在国际标准制定中的重要话语权。这将改变我国在计算机、互联网两次信息浪潮中双双落后的局面。目前，我国物联网（传感网）标准体系已形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案已被采纳。为加强物联网标准化工作，2009年9月11日，中国物联网（传感网）国家标准工作组正式成立。中国物联网标准联合工作组也在积极筹备过程中。 （三）具有了较好的产业集群发展的基础 一是技术研究和产业集群初具规模。2009年11月12日，江苏省、中科院、无锡市签署协议，共同建设"中国物联网研究发展中心"。同一天，中国移动宣布将在无锡成立中国移动物联网研究院，重点开展TD-SCDMA与物联网融合的技术研究与应用开发，并同时建设物联网数据中心，以支撑物联网相关业务的落地运营。23日，中国电信物联网应用和推广中心、中国电信物联网技术重点实验室在无锡成立。24日，中国联通与无锡签订协议，合作推进WCDMA与物联网融合。 2010年3月2日，上海物联网中心成立。在产业化组织方面，早在2005年9月，上海就成立了"电子标签与物联网产学研联盟"。2009年11月和12月，中关村物联网产业联盟、传感网（物联网）技术产业联盟筹备工作组相继成立。二是产业基地发展迅速。国家的大力支持下，2009年8月7日，首个国家物联网园区在无锡建立。11月13日，国务院正式批准在无锡建设国家传感网（物联网）创新示范区。各地的物联网产业基地建设也快速推进。 （四）具有广阔的市场发展潜力根据美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，意味着物联网产业要比互联网大30倍。因此，物联网被称为是"下一个万亿级的通信业务"。二、我国物联网产业化集群发展存在的问题 （一）缺乏一个明确统一的物联网发展战略和路线图 物联网作为战略性新兴产业，尚处于发展初期阶段，标准、技术、商业模式以及配套政策等还远没有成熟。与计算机和互联网相比，物联网的发展更加需要顶层设计、统筹规划和标准的统一。但到目前为止，我国物联网产业的发展，还基本上处于一种自发状态，部门之间、地区之间、行业之间的分割情况较为普遍，明确统一的国家物联网发展战略和路线图还没有出台，这种情况非常不利于我国当前及未来物联网产业的发展。在国家高度重视物联网产业的情况下，容易出现一哄而上的局面，从物联网相关企业股价的迅速飙升以及许多城市纷纷介入物联网建设，就可以看出这一点。 （二）物联网核心关键技术缺失 我国在物联网核心关键技术方面存在缺失，除下一代互联网等技术外，我国只有极少数企业拥有物联网核心技术。以RFID（射频识别）技术为例：RFID技术是物联网中的核心关键技术，但在全球RFID专利中，我国RFID专利申请量只有美国的65%，日本的457%3，而且多以实用新型为主，发明型专利数量较少。美国在芯片、编码、空中接口协议等领域拥有大批专利，其申请总量超过了欧盟、世界知识产权组织、日本以及我国大陆等多个区域专利申请总量的总和，高达53%。而日本、欧洲则在传感器技术上拥有巨大优势。即使在国内，国外企业和组织在我国申请的RFID发明专利授权量也占据主要地位。截至目前，全球许多国际组织和国家已制订出RFID标准，并加速向我国输出,随着国外RFID标准在我国的推广以及逐渐被我国企业接受，我国RFID国家标准的制定和推广将面临越来越大的挑战，国际标准在国内应用所形成了事实标准将会阻碍我国国家RFID（射频识别）标准的制定和推广。 （三）物联网标准规范体系尚不完善物联网产业的发展，涉及物体标识、信息感知、信息传输、信息处理等多个环节，包括了芯片与技术提供商、应用设备提供商、软件与应用提供商、系统集成商、网络提供商、运营及服务商等不同企业主体。虽然我国在物联网标准制定上具有一定的先发优势，但适应国内物联网产业发展的统一的标准体系尚未出台，使得目前很多物联网应用仍处于厂家各自为战的状态，终端厂商、应用厂商、集成商无法有效分工协作，产业分工不能细化，影响整个产业规模化的发展。随着物联网应用范围的不断扩大，标准规范的不完善将导致整个物联网产业的混乱。 （四）物联网地址资源匮乏物联网时代的网络发展，需要大量的IP地址，专家预计，未来五年我国物联网地址预计需求量在100亿。而目前互联网在IP地址资源上的不足，已经成为物联网发展最大的瓶颈。从总量上看，目前全球互联网IPv4协议能够提供的地址空间最多只有40多亿，且可分配的IPv4地址剩余量不足10%，并将于两年内消耗殆尽。从结构看，全球IPv4地址分布不平衡，截止2009年底，排名第一的美国的IPv4地址为1495亿，占全球已分配IPv4地址总数的50%。排名第二的我国的IPv4地址仅为232亿，占全球的777%。从发展趋势看，2009年度我国IPv4地址申请量为美国194倍，增长势头强劲。IP地址需求的快速增长及地址资源的不足，将使我国地址资源匮乏的问题更加突出。 （五）物联网规模化应用不足 我国物联网还处于发展初期，目前开展的物联网应用主要还局限于小范围的简单应用，难以激发产业链各环节的参与和投入的热情，庞大的行业和大范围的应用需求还没有被激发出来，使得当前物联网产业发展的规模性市场需求不足，一定程度上影响了物联网的规模化应用。同时，缺乏成熟的商业模式也是制约物联网规模化应用的另一重要原因。 三、促进我国物联网产业集群发展的建议 （一）尽快制定我国统一的物联网发展战略和路线图 一是分析我国物联网产业发展的优势和不足，明确我国物联网产业集群发展的指导思想、发展原则、发展目标、发展策略和重点任务；二是明确界定国家、地方政府和企业在发展物联网产业集群的地位、作用以及相互之间的关系；三是制定实施我国促进物联网产业集群发展的相关政策及配套措施。 （二）加强对物联网核心技术的研发和产业化工作一是在物联网核心技术，如RFID天线设计与制造、RFID标签封装技术与装备、标签集成、读写器关键零件、RFID测试技术和装备等方面，加强资金投入和技术研发；二是积极探索新的研发组织模式，将研发与产业化结合起来，建立物联网技术研发基地，聚集物联网研发人才和项目，开展物联网核心关键技术和相关产业关键技术的研发和产业化工作。 （三）加快物联网标准体系的建设坚持国际标准和国内标准同步推进的原则。一是在物联网基础标准领域，积极参与和主导国际标准的制定，进一步确立并扩大我国在国际物联网标准制定中的发言权。二是在国内物联网标准的制定上，以国际标准为基础，以我国具有自主知识产权的TD-SCDMA核心技术和网络为依托，制定和形成我国自己的物联网标准体系。 （四）积极推进物联网技术的示范和规模化应用一是加快IPv6下一代互联网的应用步伐。积极发展IPv6下一代互联网是解决目前互联网地址资源不足的有效途径。要尽快建立IPv4向IPv6过渡的有效组织机制，制度与措施，明确时间表，同时，出台相关激励政策，利用财税杠杆和专项基金等经济的手段，鼓励互联网应用提供商进行IPv6改造，加快IPv6下一代互联网的应用步伐。二要结合物联网技术的研发和标准的制定，以物联网运营企业（如中国移动、中国电信、中国联通等）为实施主体，发挥政府在推进物联网应用中的能动作用，以政府订购和首购的方式，在工业、农业、公共服务等各个领域开展形式多样的应用示范工程建设，包括环境监测、智能交通、智能电网、智能家居等，探索物联网价值链合作模式和产业规模化发展模式。 未来几年，全球物联网市场规模将出现快速增长，据相关分析报告，2007年全球市场规模达到700亿美元，2008年达到780亿美元，2012年将超过1400亿美元，年增长率接近20%。国内物联网产业，据赛迪顾问研究显示：2010年产业市场规模将达到2000亿元，2015年市场规模将达到7500亿元，年复合增长率超过30％，市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等市场，拥有更大的市场份额，更好的发展前景。

IDC全称为Internet Data Center，互联网数据中心。只提供场地和机柜的数据中心，一般称为DC(Data Center)，而同时提供带宽服务的，一般称IDC(互联网数据中心，Internet Data Center)，两者有时不作严格区分。IDC是指一种拥有完善的设备(包括高速互联网接入带宽、高性能局域网络、安全可靠的机房环境等)、专业化的管理、完善的应用级服务的服务平台。在IDC平台基础上，IDC服务商为企业和ISP、ICP、ASP等客户提供互联网基础平台服务以及各种增值服务。

全球IDC行业投资现状：投资规模呈快速增长趋势

云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术快速发展，数据呈现爆炸式增长，互联网数据中心建设成为大势所趋。2020年在疫情的影响下，全球数据中心IT投资规模下降，但世界主要国家和企业纷纷开启数字化转型之路，在这一热潮推动下，全球数据中心IT投资正在逐步回复，呈现快速增长趋势。根据Gartner的数据显示，2021年全球数据中心IT投资规模达到2073亿美元，同比增长67%，预计2022年投资规模将达2186亿美元。

全球IDC行业建设现状：向着大型化、集约化发展

2010年以来全球数据中心平稳增长，从2017年开始，伴随着大型化、集约化的发展，全球数据中心数量开始缩减。据Gartner统计，截至2020年数据中心共计422万个，初步核算2021年全球数据中心数量进一步下降，在41万个左右。

以超大规模运营商的大型数据中心数量角度来看，随着行业集中度的逐步提升，全球超大型数据中心数量总体增长。据Synergy Research Group的最新数据，截至2021年超大规模提供商运营的大型数据中心总数增加到700个左右，较2020年同比增长1725%。根据Synergy Research Group最新预测，凭借目前已知的314个未来新超大规模数据中心的规划，运营数据中心的安装基数将在三年内突破1000个大关，并在此后继续快速增长。

注：2021年数据截止2021Q3。

全球IDC行业市场规模体量：数据量的爆发增长带动市场规模发展

随着物联网、电子政务、智慧城市等领域的发展以及云计算的发展也将进一步推动IDC领域的发展。依据IDC发布的《数据时代2025》报告，随着5G、物联网的发展，2010-2021年数据呈现爆发式增长状态，2020年全球数据量为60ZB，初步统计2021年达到70ZB;预计2025年全球数据量将达到175ZB。

数据量的爆发式增长使得市场对IDC行业愈发青睐，据中国信通院的数据显示，2017-2021年间，全球IDC市场规模均保持正增长，且年均增速在10%左右。2021年全球IDC行业市场规模为6793亿美元，同比增长99%。

全球IDC行业市场前景预测：即将迎来其新一轮的发展机遇

可以预见，在未来几年，IDC产业将迎来其新一轮的发展机遇。此外，随着网络系统日趋复杂，伴随网络的带宽逐步提高，用于网络维护的成本投资逐步增加，网络管理难度也在日益加大，在这种情况下，以资源外包的网络服务方式逐渐受到企业重视，并取得长足的发展。另外，各国政府加大了对电信宽带的投资力度，促进电信和互联网的融合。根据中国信通院预测，2022年全球ID行业市场收入将达7465亿美元，增速总体保持平稳，2022-2027年年复合增长率在10%左右，到2027年行业规模将超过1200亿美元。

—— 更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国IDC（互联网数据中心）市场前瞻与投资战略规划分析报告》

2月17日，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局四部门联合印发通知，宣布将在京津冀、长三角等8地启动建设国家算力枢纽节点，规划10个数据中心集群。

继“南水北调”“西电东送”“西气东输”等工程之后，又一个国家重大战略工程拉开了序幕。

毕竟，在碳中和目标确定的背景下，数据中心减碳压力明显。国家发改委人士公开表示，加大数据中心在西部布局，将大幅提升绿色能源使用比例，就近消纳西部绿色能源，同时通过技术创新、以大换小、低碳发展等措施，持续优化数据中心能源使用效率。

促进东西部协同联动

所谓“东数西算”，“数”指数据，“算”是算力，即对数据的处理能力。“东数西算”是通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系，将东部算力需求有序引导至西部，优化数据中心建设布局，促进东西部协同联动。

分析人士认为，“东数西算”工程的本质，在于解决目前各类数字经济业态蓬勃发展所需要的算力需求与我国算力增长速度之间不匹配的矛盾。

国家发改委高技术司相关负责人表示，目前，我国数据中心规模已达500万标准机架，算力达130EFLOPS（每秒一万三千亿亿次浮点运算）。随着数字技术向经济 社会 各领域全面持续渗透，全 社会 对算力需求仍十分迫切，预计每年仍将以20%以上的速度快速增长。

同时，我国数据中心大多分布在东部地区，西部地区数据中心上架率仍处在较低水平。《2021年中国数据中心市场报告》显示，目前全国整体上架率为501%，华东、华北、华南约在65% 68%，华中为39%，而西部地区的西北和西南分别为 34%和41%，低于平均水平。

然而，由于土地、能源等资源日趋紧张，在东部大规模发展数据中心难以为继，需要通过技术和空间的重新配置来缓解这种矛盾。

从工程推进节奏来看，数据中心的布局调整呈梯次推进。一方面，对于后台加工、离线分析、存储备份等对网络要求不高的业务，可率先向西转移，由西部数据（内蒙古、贵州、甘肃、宁夏）中心承接。另一方面，对于网络要求较高的业务，比如工业互联网、金融证券、灾害预警、远程医疗、视频通话、人工智能推理等，可在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等东部枢纽布局，确保算力部署与土地、用能、水、电等资源的协调可持续。

西部地区的能源潜力

值得注意的是，数据中心的布局之所以向西部转移，首先在于数据中心迫切的减碳需求。

作为能耗和碳排放贯穿其全生命周期的能耗“巨兽”，近年来，数据中心能耗和碳排放增长迅速。

据生态环境部环境规划院专家测算，2021年，全国数据中心能源消耗达到2166亿千瓦时，较2020年增加44%，占全 社会 用电量的26%左右；二氧化碳排放量约135亿吨，较2020年增加3915万吨，占全国二氧化碳排放量的114%左右。

同时，上述专家预测，“十四五”“十五五”期间，在钢铁、水泥、化工、有色等行业逐步实现碳达峰并进入平台期时，数据中心成为二氧化碳排放持续增长的少数行业。

到2025年，全国数据中心能源消耗总量将达到3500亿千瓦时，约占全 社会 用电量的4%，电能利用率（PUE）130；二氧化碳排放21亿吨，占全国二氧化碳排放量的比例接近2%，碳排放强度（CUE）为076。到2030年，全国数据中心能源消耗总量5915亿千瓦时，占全 社会 用电量5%以上，电能利用率（PUE）降到130以下；二氧化碳排放约34亿吨，占全国二氧化碳排放量的比例接近3%。

另一方面，我国西部地区资源充裕，特别是可再生能源丰富，具备发展数据中心、承接东部算力需求的潜力。据了解，西部地区可再生能源资源占全国资源总量的70%以上。其中，风力资源占85%以上,太阳能资源占90%左右。

更重要的是，数据中心的算力及负荷需求将大幅提升绿色能源使用比例，缓解我国可再生能源资源与用电负荷的时空矛盾。

尽管目前我国弃风、弃光率不断下降，风光消纳不断向好，但从区域分布来看，西部尤其是西北部地区仍是消纳“洼地”。

全国新能源消纳监测预警中心公布的数据显示，2021年，全年光伏利用率达98%，风电利用率达969%，但其中青海地区的风电利用率为893%，光伏利用率为862%；新疆和蒙西的风电利用率分别为927%及9110%。

国家发改委人士表示，下一步，还将强化能源布局联动，加强数据中心和电力网一体化设计，推动可再生能源发电企业向数据中心供电。支持数据中心集群配套可再生能源电站。

西部证券研报显示，通过“东数西算”能够将高耗电的数据中心放置在西部具有丰富风、光、水电资源的地区，不仅能够实现减碳目标，也能够拉动新能源及配套设施的建设需求。

大数据和物联网将如何影响数据中心
如今，大数据正在不断拓展和扩大。据科学日报2013年的报道，全世界范围内所有数据的90％都是在过去两年中产生的。凡尔纳环球公司技术服务总监豪尔赫巴尔塞尔斯指出，全球各地有25亿个互联网用户，在美国就有大约25亿个用户，特别是在过去的十年，用户的数量和水平呈现爆炸式增长。
从我们的Fitbits到手机摄像头，所有连接到互联网的各种类型的设备数量庞大，这些设备所产生的数据和未来的潜力导致计算和存储的需求呈指数增加。大数据和物联网将如何影响数据中心？这是巴尔塞尔斯在将要召开的数据中心全球会议和博览会上演讲的主题。本次会议将包括许多专题会议，将会涉及数据中心的管理者和经营者面对的问题，以及数据中心的新技术。大量的计算和存储需求产生更多的电力需求巴尔塞尔斯说，他说其演讲主题重点是围绕数据中心的管理者和经营者所问的问题。比如“我们现在的电力基础设施能否处理所有产生的数据呢？我们能提供足够的电力吗？”。这还将引出了下一个问题：“你知道你的数据中心现在获得的电力，那么在5年或10年或15年以后呢，那时该如何应对？“为了支持计算和存储今天的需求，“我们的数据中心需要质量可靠、高效节能的，采用可再生能源的充足电力。”他说。不断增长的数据需求导致更大的电力需求和成本。凡尔纳全球公司位于冰岛凯夫拉维克的数据中心，已经建立了围绕可再生能源接入，可靠和具有成本效益的电源策略。探讨电力因素对数据中心影响，巴尔塞尔斯对此具有独特的视角。
电力的底线巴尔塞尔斯表示，从财务的角度来看电力是很重要的。当数据中心管理者展望未来计划的成本，在如何计算电力定价时，却不知道未来会发生什么。电力成本在今天的数据中心设施的位置产生巨大的影响。当客户着眼于市场的发展趋势时，其共同点就是“电力的价格”。巴尔塞尔斯说。需求改变位置“你看目前人们不在大都市地区建设新的数据中心。在过去的十年中，数据中心都尽量远离人口中心，向偏远地区地区发展。比如美国西北太平洋地区的华盛顿州、俄勒冈、甚至美国犹他州，”他说。“而全球数据中心位于北欧地区，包括冰岛。”他举例说，Facebook在瑞典建设和数据中心，其电网是超级可靠的。而谷歌公司在芬兰建设的数据中心，从2015年开始，其电力来自可再生能源。（根据此前DCK的报道：谷歌公司在芬兰的哈米纳数据中心将在2015年主要采用风能发风，谷歌公司与一个陆上风电场供电公司签署了补充协议，因此该数据中心将采用100％的可再生能源发电。）这种供电可靠性在美国当前却不可用。“例如，海湾地区的电力并不是持续的。其可靠性不高。”巴尔塞尔斯说。北方气候的另一个好处是较低的散热需求。“在数据中心的总体成本中，冷却成本占到发电成本的30％到40％。”他说，“数据中心正在寻找那些终年有凉爽的气候的地点。”这减少了降低服务器的进气温度所需要产生的冷空气（无论是通过传统的冷却方式，或通过蒸发冷却）。实用的可靠性我们日前依赖的全天候的电力基础设施并不是都那么可靠。巴尔塞尔斯说人们往往很快忘记供电可靠性的问题。他引用了桑迪飓风和2003年美国东北电网导致大面积停电的事例。“2003年的事故导致5000万人受灾。我们这么快就忘记了，”他说。“电力的可靠性是一个让人关注的问题，不只是在美国，在全世界也是如此。”

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