物联网中的无线通信模组

物联网中的无线通信模组,第1张

随着5G的到来,物联网又一次成为热门话题。人们在物联网的信息轰炸中,或多或少的了解了“物联网是什么”。在这里面,芯片的话题,尤为瞩目,更加上中美贸易战的背景和华为被制裁的现状。人们对发展国产芯片的渴望,希望国产芯片强大的愿望,最为强烈。那么,在物联网领域,国产芯片行不行?又跟无线通信模组有什么关系?

什么是无线通信模组?

无线通信模组(下面简称模组),也可以叫无线通信模块,简单的来说就是芯片+软件的合体。它是物联网中的通信基础,是不同的物联网终端设备接入物联网的入口,为终端提供网络信息传输能力。

模组的价值何在?

模组的价值主要有两个方面:

集成芯片,整合不同的网络制式(2G/3G/4G/5G/NB), 满足不同的应用场景,提供稳定的硬件通信,简化应用厂商的工作;

定制烧录系统。可以根据应用厂商的需求,定制系统,比如:linux、android、rtms等等,提供软件开发的基础系统。

应用厂商,不需要直接面对芯片和软件,只需要知道,需要接入什么网络,在哪种系统上开发应用,然后直接购买现成的模组或者定制模组。这也是大部分应用厂商真正的使用方式。

模组的现状?

目前模组领域,基本上是一片红海。发展到现在,已经是很成熟的一个产业了。也出现了不少大的公司,国内厂商也很争气,占领了比较大的市场份额,比如:simcom、移远等等。而且,模组中使用的芯片以国内芯片为主,海思、展讯等等,都是应用规模比较大的芯片。

总之,模组是上游芯片,下游应用之间的一座桥梁。在物联网中的话语权还是比较重要的,应用厂商不会直面芯片,而是直接使用模组。所以,在物联网领域,不用担心国产芯片的发展,它一直很强也很好。

随着物联网的逐渐铺开,人们已经在生活中看到了越来越多的物联网模块:智能水表,共享单车,等等。目前的物联网仍然主要由运营商推动,物联网模块需要使用标准蜂窝协议与基站通讯。由于基站需要覆盖尽可能大的面积,因此物联网模块需要能做到在距离基站很远时仍能通讯,这就对于物联网模块的射频发射功率有了很高的要求;从另一个角度来说,物联网模块在做无线通讯时仍然需要消耗高达30mA的电流,这使得目前的物联网模组仍然需要配合较高容量的电池(如五号电池)才能工作,这也导致了物联网模组的尺寸很难做小。

为了能进一步普及物联网,必须克服这个功耗以及尺寸的限制。例如,如果未来要把物联网做到植入人体内,则不可能再搭配五号电池,而必须使用更小的电池甚至使用能量获取系统从环境中获取能量彻底摆脱电池的限制。为了实现这个目标,从通讯协议上说,可以使用更低功耗的自组网技术,类似BLE;而从电路实现上,则必须使用创新电路来降低功耗。

能量获取技术

根据之前的讨论,目前电池的尺寸和成本都已经成为了限制IoT设备近一步进入潜在市场的瓶颈。那么,有没有可能使用从环境中获得能量来支持物联网节点工作呢这种从环境中获取能量来支持物联网节点工作的模块叫做“能量获取”(energy harvesting),目前能量获取电路芯片的研究已经成为了研究领域的热门方向。

目前最成熟的能量获取系统可以说是太阳能电池。传统太阳能电池能提供较好的能量获取效率,但是付出的代价是难以集成到CMOS芯片上。最近,不少研究机构都在使用新型CMOS太阳能电池,从而可以和物联网节点的其他模块集成到同一块芯片上,大大增加了集成度并减小模组尺寸。当然,集成在CMOS芯片上的太阳能电池需要付出低能量输出的代价,目前常见的CMOS片上太阳能电池在室内灯光下能提供nW等级的功率输出,而在强光下能提供uW级别的功率输出,这就对物联网模组的整体功耗优化提出了很高的要求。另一方面,也可以将能量获取与小尺寸微型电池配合使用,当光照较好时使用太阳能电池而在光照较弱时使用备用电池,从而提升整体物联网模组的电池寿命。

除了太阳能电池外,另一个广为人知的环境能量就是WiFi信号。今年ISSCC上,来自俄勒冈州立大学的研究组发表了从环境中的WiFi信号获取能量的芯片。先来点背景知识:WiFi的最大发射功率是30dBm(即1W),在简单的环境里(即没有遮挡等)信号功率随着与发射设备的距离平方衰减,在距离3m左右的距离信号功率就衰减到了1uW(-30dBm)左右,而如果有物体遮挡则会导致功率更小。俄勒冈州立大学发表的论文中,芯片配合直径为15cm的天线可以在非常低的无线信号功率(-33dBm即500nW)下也能工作给电池充电,能量获取效率在5-10%左右(即在距离发射源3m的情况下输出功率在50nW左右)。因此,WiFi信号也可以用来给物联网模组提供能量,但是其输出功率在现实的距离上也不大,同样也需要节点模组对于功耗做深度优化。

另外,机械能也可以作为物联网节点的能量获取来源。压电效应可以把机械能转换为电能,从而使用压电材料(例如压电MEMS)就能为物联网节点充电。使用压电材料做能量源的典型应用包括各种智能城市和工业应用,例如当有车压过减速带的时候,减速带下的物联网传感器上的压电材料可以利用车辆压力的机械能给传感器充电并唤醒传感器,从而实现车辆数量统计等。这样,机械压力即可以作为需要测量的信号,其本身又可以作为能量源,所以在没有信号的时候就无需浪费能量了!压电材料的输出功率随着机械能的大小不同会有很大的区别,一般在nW-mW的数量级范围。

唤醒式无线系统

传统的IoT无线收发系统使用的往往是周期性通讯或主动事件驱动通讯的方案。周期性通讯指的是IoT节点定期打开与中心节点通讯,并在其他时间休眠;事件驱动通讯则是指IoT节点仅仅在传感器监测到特定事件时才与中心节点通讯,而其它时候都休眠。

在这两种模式中,都需要IoT节点主动与中心节点建立连接并通讯。然而,这个建立连接的过程是非常消耗能量的。因此,唤醒式无线系统的概念就应运而生。

什么是唤醒式无线系统就是该该系统在大多数时候都是休眠的,仅仅当主节点发射特定信号时才会唤醒无线系统。换句话说,连接的建立这个耗费能量的过程并不由IoT节点来完成,而是由中心节点通过发送唤醒信号来完成。

当建立连接的事件由中心节点来驱动时,一切都变得简单。首先,中心节点可以发射一段射频信号,而IoT节点可以通过能量获取(energy harvesting)电路从该射频信号中获取能量为内部电容充电。当IoT节点的电容充电完毕后,无线连接系统就可以使用电容里的能量来发射射频信号与中心节点通讯。这样一来,就可以做到无电池 *** 作。想象一下,如果不是使用唤醒式无线系统,而是使用IoT主动连接的话,无电池就会变得困难,因为无法保证IoT节点在需要通讯的时候在节点内有足够的能量。反之,现在使用唤醒式系统,中心节点在需要IoT节点工作时首先为其充电唤醒,就能保证每次IoT节点都有足够能量通讯。

那么,这样的唤醒式无线系统功耗有多低呢在2016年的ISSCC上,来自初创公司PsiKick发表的支持BLE网络的唤醒式接收机在做无线通讯时仅需要400 nW的功耗,而到了2017年ISSCC,加州大学圣地亚哥分校发表的唤醒式接收机更是把功耗做到了45 nW,比起传统需要毫瓦级的IoT芯片小了4-6个数量级!

来自UCSD的45 nW超低功耗唤醒式接收机

反射调制系统

唤醒式接收机主要解决了无线链路中如何低功耗接收信号的问题,但是在如果使用传统的发射机,则还是需要主动发射射频信号。发射机也是非常费电的,发射信号时所需的功耗常常要达到毫瓦数量级。那么,有没有可能在发射机处也做一些创新,降低功耗呢

确实已经有人另辟蹊径,想到了不发射射频信号也能把IoT节点传感器的信息传输出去的办法,就是由华盛顿大学研究人员提出的使用发射调制。反射调制有点像在航海和野外探险中的日光信号镜,日光信号镜通过不同角度的反射太阳光来传递信息。在这里,信号的载体是太阳光,但是太阳光能量并非传递信号的人发射的,而是作为第三方的太阳提供的。类似的,华盛顿大学研究人员提出的办法也是这样:中心节点发射射频信号,IoT节点则传感器的输出来改变(调制)天线的发射系数,这样中心节点通过检测反射信号就可以接收IoT节点的信号。在整个过程中IoT节点并没有发射射频信号,而是反射中心节点发出的射频信号,这样就实现了超低功耗。

华盛顿大学的Shyam Gollakota教授率领的研究组在反射调制实现的超低功耗IoT领域目前已经完成了三个相关项目。去年,他们完成了passive WiFi和interscatter项目。Passive WiFi用于长距离反射通信,使用WiFi路由器发射功率相对较高的射频信号,而IoT节点则调制天线反射系数来传递信息。多个IoT节点可以共存,并使用类似CDMA扩频的方式来同时发射信息。interscatter则用于短距离数据传输,使用移动设备发射功率较低的射频信号,而IoT节点则调制该射频信号的反射来实现信息传输的目的。Passive WiFi和interscatter芯片的功耗都在10-20微瓦附近,比起动辄毫瓦级别的传统IoT无线芯片小了几个数量级,同时也为物联网节点进入人体内等应用场景铺平了道路。

Passive WiFi(上)与Interscatter(下)使用反射调制,分别针对长距离与短距离应用。

Passive WiFi和Interscatter还需要使用电信号因此需要供电,而Gollakota教授最近发表的Printed WiFi则是更进一步,完全不需要供电了!

在物联网的应用中,许多需要检测的物理量其实不是电信号,例如速度,液体流量等等。这些物理量虽然不是电物理量,但是由于目前主流的信号处理和传输都是使用电子系统,因此传统的做法还是使用传感器电子芯片把这些物理量转化为电信号,之后再用无线连接传输出去。其实,这一步转化过程并非必要,而且会引入额外的能量消耗。Printed WiFi的创新之处就是使用机械系统去调制天线的反射系数,从而通过反射调制把这些物理量传输出去。这样,在IoT节点就完全避免了电子系统,从而真正实现无电池工作!

目前,这些机械系统使用3D打印的方式制作,这也是该项目取名Printed WiFi的原因。

上图是Printed WiFi的一个例子,即转速传感器。d簧、齿轮等机械器件在上方测速仪旋转时会周期性地闭合/打开最下方天线(slot antenna)中的开关,从而周期性地(周期即旋转速度)改变最下方天线的反射特性,这样中心节点只要通过反射射频信号就能读出旋转速度。最下方的图是该传感器在不同转速时的反射信号在时间域的变化情况,可见通过反射信号可以把转速信息提取出来。

超低功耗传感器

物联网节点最基本的目标就是提供传感功能,因此超低功耗传感器也是必不可少。目前,温度、光照传感器在经过深度优化后已经可以实现nW-uW数量级的功耗,而在智能音响中得到广泛应用的声音传感器则往往要消耗mW数量级甚至更高的功耗,因此成为了下一步突破研发的重点。

在声音传感器领域,最近的突破来自于压电MEMS。传统的声音传感器(即麦克风)必须把整个系统(包括后端ADC和DSP)一直处于活动待机状态,以避免错过任何有用的声音信号,因此平均功耗在接近mW这样的数量级。然而,在不少环境下,这样的系统其实造成了能量的浪费,因为大多数时候环境里可能并没有声音,造成了ADC、DSP等模组能量的浪费。而使用压电MEMS可以避免这样的问题:当没有声音信号时,压电MEMS系统处于休眠状态,仅仅前端压电MEMS麦克风在待命,而后端的ADC、DSP都处于休眠状态,整体功耗在uW数量级。而一旦有用声音信号出现并被压电MEMS检测到,则压电MEMS麦克风可以输出唤醒信号将后面的ADC和DSP唤醒,从而不错过有用信号。因此,整体声音传感器的平均功耗可以在常规的应用场景下可以控制在uW数量级,从而使声音传感器可以进入更多应用场景。

超低功耗MCU

物联网节点里的最后一个关键模组是MCU。MCU作为控制整个物联网节点的核心模组,其功耗也往往不可忽视。如何减小MCU的功耗MCU功耗一般分为静态漏电和动态功耗两部分。在静态漏电部分,为了减小漏电,可以做的是减小电源电压,以及使用低漏电的标准单元设计。在动态功耗部分,我们可以减小电源电压或者降低时钟频率来降低功耗。由此可见,降低电源电压可以同时降低静态漏电和动态功耗,因此能将电源电压降低的亚阈值电路设计就成了超低功耗MCU设计的必由之路。举例来说,将电源电压由12V降低到05V可以将动态功耗降低接近6倍,而静态漏电更是指数级下降。当然,亚阈值电路设计会涉及一些设计流程方面的挑战,例如如何确定亚阈值门电路的延迟,建立/保持时间等都需要仔细仿真和优化。在学术界,弗吉尼亚大学的研究组发布了动态功耗低至500nW的传感器SoC,其中除了MCU之外还包括了计算加速和无线基带。在已经商业化的技术方面,初创公司Ambiq的Apollo系列MCU可以实现35uA/MHz的超低功耗,其设计使用了Ambiq拥有多年积累的SPOT亚阈值设计技术。在未来,我们可望可以看到功耗低至nW数量级的MCU,从而为使用能量获取技术的物联网节点铺平道路。

结语

随着物联网的发展,目前第一代广域物联网已经快速铺开走进了千家万户。然而,广域物联网节点由于必须满足覆盖需求,因此射频功耗很难做小,从而限制了应用场景(例如人体内传感器等无法使用大容量电池的场景)。局域物联网将会成为物联网发展的下一步,本文介绍的能量获取技术配合超低功耗无线通信、MCU和传感器可望让物联网节点突破传统的限制,在尺寸和电池寿命方面都得到革命性的突破,从而为物联网进入可植入式传感器等新应用铺平道路。

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现状:我国已形成基本齐全的物联网产业体系,部分领域已形成一定市场规模,网络通信相关技术和产业支持能力与国外差距相对较小,传感器、RFID等感知端制造产业、高端软件和集成服务与国外差距相对较大。仪器仪表、嵌入式系统、软件与集成服务等产业虽已有较大规模,但真正与物联网相关的设备和服务尚在起步。

我国已形成了较完整的敏感元件与传感器产业,产业规模稳步增长。我国形成了RFID低频和高频的完整产业链以及以京、沪、粤为主的空间布局,2009年市场规模达到85亿元并成为全球第3大市场。我国仪器仪表产业连续多年实现20%以上的增长,2009年产值超过5000亿元,企业数量为5000多个,小型企业数量占比达到90%。

在物联网网络通信服务业领域,我国物联网M2M网络服务保持高速增长势头,目前M2M终端数已超过1000万,年均增长率超过80%,应用领域覆盖公共安全、城市管理、能源环保、交通运输、公共事业、农业服务、医疗卫生、教育文化、旅游等多个领域,未来几年仍将保持快速发展,预计“十二五”期间将突破亿级。三大电信企业在资源配置方面积极筹备,加紧建设M2M管理平台并推出终端通信协议标准,以推进M2M业务发展。国内通信模块厂商发展较为成熟,正依托现有优势向物联网领域扩展。国内M2M终端传感器及芯片厂商规模相对较小,处于起步阶段。尽管我国在物联网相关通信服务领域取得了不错的进展,但应在M2M通信网络技术、认知无线电和环境感知技术、传感器与通信集成终端、RFID与通信集成终端、物联网网关等方面提升服务能力和服务水平。

在物联网应用基础设施服务业领域,虽然不是所有云计算产业都可纳入物联网产业范畴,但云计算是物联网应用基础设施服务业中的重要组成部分,物联网的大规模应用也将大大推动云计算服务发展。国内云计算商业服务尚在起步,SaaS已形成一定规模,而真正具有云计算意义的IaaS和PaaS商业服务还未开展。目前,我国在云计算服务的基础设施(IDC中心)建设、云计算软硬件产业支持和超大规模云计算服务的核心技术方面与发达国家存在差距。云安全方面,我国企业具有一定的特点和优势。随着物联网应用的规模推进、互联网快速发展和国家信息化进程的不断深入,我国云计算服务将形成巨大的市场需求空间,“十二五”期间将呈现快速发展态势。

在物联网相关信息处理与数据服务业领域,信息处理与数据分析的关键技术主要是数据库与商业智能。我国数据库产业非常薄弱,知名企业只有三四家,只占国内市场10%左右的份额。商业智能(BI)领域我国虽然技术相对落后,但已形成了一定规模,国内现有BI厂商有近500家,但高端市场仍由国际厂商垄断。整体而言,我国拥有自主知识产权的数据库产品、BI产品和掌握关键技术的软件企业少,产业链不完整,缺乏产品线完整、软硬结合、竞争力强的国际企业。

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传媒:
推荐的3家公司表现不错,继续坚定推荐。
国联股份:TO B工业品电商,最早创立于2000年,做黄页手册,06年转为网上撮合,积攒了客户资源后往电商转型。目前注册用户300万,都是需求精准的客户。受疫情影响,老客户消费下降30%,但是新客户200%增长,目前老客户备货量已经恢复到疫情前,新增长的客户也留下来了,复购率超过94%。长期看,工业品电商公司比较少,对团队要求高,需要对材料有深入了解,TO C电商容易复制线下场景,但是TO B业务是谨慎理性的备货,每单都是合同,需要对细分品类非常了解,既要有对工业品材料的了解又要有互联网思维。公司找到了合理的商业模式,通过集采红利,在交易环节、运输环节取代经销商,自己不备货,不承担原材料价格波动风险,不涉及供应链金融业务,减少了很多风险。过去5年公司复合增速没有低过90%,今年明年做到60%没有,公司目前交易量占行业壁垒不到1%,长期看是蓝海市场。
锋尚文化:目前没有太多可比公司。主要业务是高端文化创意,最高端的是国家大型项目,奥运会开幕、春节晚会分会场等,在文化设计里面是对设计水平要求最高的。另外就是类似宋城演艺的景区秀的总包,从剧本创作、设计、到灯光舞台,首演成功后业务就接下,不涉及运营那块,虽然没有长期稳定的运营收入,但也减少了很多风险,因为国内景区运营很多亏损。赛道不是特别大,但是公司作为竞争优势最明显的品牌,大型国家项目背书,再去拿下沉订单就会容易,未来能做文旅秀,互联网平台、电视台晚会、光影博物馆网红打卡等项目。公司以创意设计为主,不涉及工程,没有垫资,现金流很好,上市前有5-6亿在手现金,上市融了20亿,未来通过其他方式转化为EPS,比如说参股好项目,目前在郑州项目参股了40%,未来看落地后的运营效果。长期看好公司,疫情过去后文旅需求增加,明后年的冬奥会、建党100周年、全运会等大型活动是非常多的
三人行:国内比较好的4A公司,客户包括大的国企央企、大的消费品牌公司,原有老客户的量在增长,比如说伊利投放的量越来越大,新客户也在不断持续,今年突破运营商、银行、快消品的可,出现了 汽车 的一汽大众、一汽奔腾,京东、快手互联网作为媒体投放平台之外转为化为广告主,未来看好 汽车 、互联网客户的增长。
通信:
前3季度总体收入6000亿,同比增长37%,净利润242亿,出现了同比下降。毛利率略有下降,疫情影响下全行业的管理、销售费用率下滑。联通和中兴通讯占行业一半,剔除后,营收同比增长1%,利润下降4%。单3季度收入2100亿,同比增8%,净利103亿,同比增长6%,3季度情况比前3季度好。剔除两家公司后,营收同比6%,利润同比增40%,3季度中兴通信对行业的影响非常大。
分板块看,光模块、物联网,军工信息化、北斗业绩非常不错,通信设备、光钱光缆压力大。光模块重点公司新易盛15亿,天孚通信8800万,光迅18亿,基本上都超预期。4季度到明年,行业利润存在压力,2季度末3季度初是业绩最好的点,基站推进比较紧,是拉货最好的阶段,由于财务惯性的3季度表现还是不错,但是4季度会往下走,基站建设量不如之前那么大。3季度好的板块在4季度存在压力,但是都是短暂压力,到了明年进入到新的建设节奏,明年算上广电和移动合建,加上宏基站,明年100万站是大概率,110-120万站也有可能。
中兴通讯3季度业绩低于预期,低了几个亿。压力主要在于毛利率,在2季度已经有所反应,有5-6%的下滑,3季度下降趋势进一步确认。2-3季度体现了5G低毛利率的水平,今年两次重次重点设备招标,移动无线2期把价格压到了16万,下降速度很快,给公司比较大的压力。除此以外费用率、现金流都在往好的方向走,对未来还是充满信心,明年价格还是会下降,但是幅度比今年收窄,公司降成本能力强,利润有d性。
广和通和移远通信业绩相当不错,甚至超市场预期。物联网赛道未来几年业绩兑现不断出现,移远通信净利率低,收入增长、行业卡位很明确。广和通深耕高价值赛道,具备龙头投资价值。
亿联网络之前有质疑,通过事实证明是盈利能力很强,在全球在具备强竞争力的龙头,在未来视频通信领域还是具备全球抗衡的能力。公司和可选消费影响,受到疫情压制,明年疫情消退、海外逐步恢复后,还有不出错的机会,明年还是新产品的爆发。
计算机:
中小市值:
春风动力:业绩和股价表现都不错,国内两轮车、海外四轮车需求比较旺盛,明年有2款新车型车型放量。发动机产能4条线,年底达产2条,明年产能明年放出来,明年产能和爆款车型都会出来。
安车检测:检测进度低于预期,影响了业绩。后续需求是确定的,订单持续落地;检测服务重点观察青岛推进进度和检测站的并购进度,青岛在国内检测站领域是比较乱,如果经过赋能后数据持续向好的表现,比较有说服力;最后看并购基金逐渐落地。
上海新洋:3季报业绩不错,墙布经销端增长非常快,单季度同比增长105%。另外保碧进场,通过物业平台模式去突变,目前在前景准备的阶段,年底明年量就体现出来。公司产品力非常好,一刷就上墙,销售模式从纯C端转型B2B2C,有了大B渠道加持,墙布放量值得期待,3季度墙布创了 历史 新高,有1600多万,后续10-12月预计还是不错。保碧基金带来赋能后,量上来的话股价反应会非常剧烈。
电子:
上周板块有一些调整,苹果链波动比较大,原因是苹果3季报中手机销量下滑比较明显,市场感觉低于预期。3季度手机销量下降其实市场早有预期,逻辑是今年新机延后生产和发货。另外电话会中强调,各渠道库存水位比较低,做了老品清库存的工作,都是为了4季度的超预期作准备。首批预订和销售数据还是不错的,Pro系列有加单,库克强调iPhone的需求很旺盛,主要是供应不足的问题,3季度零部件是很多厂商备了货,但不一定是全部同步,导致了供给不足。今年在少备货1个月的情况,总量不比去年差,手机业务占比高的公司更集中4季度。3季度没那么好是有预期,稼动率低了盈利有影响,还有3季度汇率以上,还有零部件库存问题,4季度现金流和库存改善。鹏鼎电话中,公司降到了10月往后需求比较好,3季度差一点,4季度坚持完成全年目标。以此类推,立讯手机占比不多,4季度也是比3季度好。其实苹果营收和盈利符合或者超预期,非手机业务快速增长,MAC和PAD 30-40%增长,手表新的两款产品在售,也是超预期的。Airpod有分歧,但我们认为今年9000万,明年12亿有希望,AirPods pro质量有小问题,苹果官方说免费更换。主要是设计的小纰漏,固件升级有问题,通过固件优化可以解决,和组装环节没有关系,而且比例也有限。对明年苹果链全系产品增长、业绩增长有信心,继续看好苹果链公司对台系从组装到零件的替代逻辑,调整后迎来优质公司的布局机会。

中国物联网产业发展前景:物联网将继续保持高速增长

1、发展前景:市场规模不断扩大,产业物联网占比逐渐上升

物联网是中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间,在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新活动日趋活跃,创新要素不断积聚。物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。中国以加快转变经济发展方式为主线,更加注重经济质量和人民生活水平的提高,采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级传统产业,提升传统产业的发展质量和效益,提高社会管理、公共服务和家居生活智能化水平。未来巨大的市场需求将为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。综合多方面的情况分析,前瞻认为未来6年中国物联网的发展将保持高速增长,到2027年市场规模超过7万亿元。


根据信通院于2020年12月发布的《2020中国物联网白皮书》,2019年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半,预计到2025年,物联网连接数的大部分增长来自于产业市场,产业物联网的连接数将占到总体的61%。由此来看,未来产业物联网的市场发展潜力大于消费物联网。

2、发展趋势:重点城市带动周边城市发展,分工协作格局将进一步显现

国内物联网产业已初步形成环渤海、长三角、珠三角,以及中西部地区等四大区域集聚发展的总体产业空间格局。其中,长三角地区产业规模位列四大区域的首位。未来中国物联网产业空间演变将呈现出三大趋势:


中国工业互联网产业发展前景及趋势预测

1、工业互联网发展趋势:步入快速发展阶段

工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物,

通过人、机、物的全面联网,促进制造资源泛在连接、d性供给与高效配置。工业互联网正在推动制造业创新模式、生产方式、组织形式和商业范式的深刻变革。在实体经济、数字经济、软件产业共同发展的新体系中,工业互联网成为我国制造业在中国制造2025目标下、工业40时代的新的发展思路。

工信部、财政部等部委最近密集出台了《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》《工业互联网+安全生产”行动计划(2021-2023年)》《工业互联网专项工作组2020年工作计划)》等多项旨在推进工业互联网发展的产业支持政策。业内普遍认为,随着产业支持政策的不断落地,工业互联网应用将进一步普及,产业发展也将进入快速发展期。在政策引导和市场推动的情况下,工业互联网行业仍然是一片蓝海。

我国工业互联网布局不断完善,且我国工业互联网基础设施布局各方面成果初现,但仍有很大进步空间。

2、工业互联网前景预测:工业互联网将随着物联网技术的进步而快速发展

考虑到工业互联网的跨界性质,很多产业可能将会从中受益,尤其是中小软件企业、互联网企业包括大数据、云计算等企业、智能制造企业等。作为物联网中的重要组成部分,工业互联网发展将会随着物联网技术的进步而得到快速发展,芯片、传感器、通信模组网络等行业的技术进步将会带动工业企业的新一轮效率提升,帮助电力、航空、医疗、铁路、能源等行业提高生产率。前瞻根据近年来的相关政策以及年复合增速测算出2027年中国工业互联网核心产业经济规模将达到243万亿元左右,渗透产业经济规模将达539万亿元,合计为782万亿元。这将为智能机器人、新型工业软件等软硬件领域带来发展机遇。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》、《中国工业互联网产业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

1月20日,运营商 财经 网发布了《2018年通信行业报告》(以下简称“报告”),本次报告涵盖十大板块,涉及运营商、设备商、云计算、物联网等四个行业领域,并推出了各项排名及年度榜单。

电信业务量收差显“鸿沟” 短信业务结束7年负增长

根据工信部相关部门的统计,截止2018年11月,电信用户规模已达到156亿,其中4G用户超过116亿,2G/3G清退工作成效明显,目前对于第二卡槽的争夺将是运营商的重点。

2018年1-11月,我国电信业务总量完成57844亿元,同比增长1392%;电信业务收入完成11981亿元,同比增长29%。通信业依旧“双增”平稳,11个月近三倍完成工信部定调的预期目标,不过值得注意的是,电信业务量收剪刀差已经达到48倍。

值得注意的是,近四年我国移动互联网流量增长15倍,今年手机上网流量616亿GB,同比增长20490%,呈“井喷式”发展。但在激烈价格战的背景下,这不意味着流量消费带来了通信行业的收入增加。

报告特别指出,在今年短信业务结束了7年负增长局面,1-11月短信业务量为74117亿元,实现8%的正增长。在类别上,点对点短信业务占比逐年下滑,目前占比不到20%;主要是企业短信增长,诸如服务登陆、身份验证等,成为短信业务由亏转增关键。

三大运营商改革动作频频 业务架构加速调整

在三大运营商总体营收格局上,中国移动仍然全面领跑,尤其是宽带业务成为“亮点”。

不过值得一提的是,目前中国联通“混”已完成,正向“改”纵深。同时,中国联通“瘦身健体“改革取得很大成效,各级管理机构大大精简。

从整体来看,受流量漫游费取消、4G流量下调资费价格等影响,ARPU值下降不可逆,运营商增量不增收压力加剧,由此引发的“价格战”竞争也似乎难以遏制,引发业内的担心。运营商 财经 网的报告呼吁,三大运营商应尽快停止价格战,实现和谐共赢。

云市场收入规模超千亿 公有云五家份额占比近八成

报告指出,2018 年全球云计算行业持续增长,我国行业规模超千亿级,而随着2020年新增的百万上云企业,云计算市场前景更加广阔。但就目前来看,云市场规模效应凸显,全球市场占有率前五名占据着709%的市场份额。

报告显示,未来三年公有云与私有云的增速将有所减缓,但随着政务、工业等传统行业的上云加快,私有云增长空间大,并且运营商在私有云上占有明显的优势。

针对2018年云计算厂商的市场表现和综合实力,腾讯云、天翼云等占据公有云前列,在私有云行列中,天翼云、华为云、沃云、大云以及浪潮云排名靠前。

报告还分别对IaaS、PaaS和SaaS的市场形势进行了总结,目前云市场总体以IaaS、SaaS层为主要市场,PaaS层“腹背受敌”趋向与IaaS层融合。

此外,报告指出,自2017年至2018年获得融资的大部分云服务商主要领域在私有云,其中青云、华云、云途腾均获获10亿以上融资,而从2018年云市场发展来看,资本战、价格战、卡位战的竞争路径已经向价值战过渡。

物联网NB-IoT市场开始爆发 呈现四大趋势

就物联网前景来看,2019年可谓是关键。2019年全球联网设备数量将达到245亿个,到2020年全球将有超过60%的企业和组织应用物联网产品和方案,而2018年我国虽已初步形成完整的产业体系,但尤其是工业物联网增长空间还有很大。

2018年是NB-IoT技术大火的一年,中国联通与中国移动分别开出300万片与500万片NB-IoT通信模块项目大单,加速了物联网布局。目前,三大运营商基站数过百万,范围基本覆盖全国。

报告指出,目前物联网呈现出四大趋势:一是市场动力加码,向规模化市场聚焦,二是物联转向智联,边缘核心成为重点,三是应用范畴扩大,向低功耗技术演进,四是马太效应增强,产业竞争进入白热化。

同时,报告还详细分析了物联网网络、平台、模组、传感器、芯片等关键环节进展情况,并对产业链企业进行了排名。在物联网芯片厂商方面,联发科、紫光展锐发展居前列。而在2018年表现优异的模组厂商中,高新兴、上海移远通信、中移物联网等位居前列。

针对2018年国内物联网企业的综合实力与影响力,华为、中国移动、阿里巴巴、中国电信、小米、海康威视、海尔集团、中国联通等八家企业位居前列。

通信设备商巨头喜乐不均 重大事件频发

“中兴遭禁”、“大唐烽火合并为中信科”、“华为孟晚舟事件”,2018年无疑是设备商领域动荡的一年,不过也这是设备商收益颇丰的一年。报告指出,承载网带来光纤光缆、传输接入设备以及光模块海量需求,终端元器件研发、网优/测试服务等都直接受益。

报告指出,专利技术对设备商的重要性愈加明显,综合2018年创新研发设备厂商来看,华为、中国信科、烽火通信、普天、中天 科技 等企业名列前茅。

在营收上,2018上半年,华为上半年营收超3257亿。值得注意的是,除了系统设备领域,中国的光纤光缆厂商成长较快,2018上半年,中天 科技 营收额最高达到157亿,亨通光电次之,通鼎互联、长飞营收较少。

但在服务器、路由器等领域,仍是外资品牌占据优势。

运营商 财经 网还总结了运营商、终端、云计算及物联网产业链各种榜单,给企业提供决策参考。


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