工业物联网是近几年我国物联网的一个重点发展方向?

工业物联网是近几年我国物联网的一个重点发展方向?,第1张

工业物联网是一种:数字时代先进生产模式,通过将感知技术、通信技术、传输技术、数据处理技术、控制技术,运用到生产、配料、仓储等所有阶段,实现生产及控制的数字化、智能化、网络化,提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。同时,通过云服务平台,面向工业客户,融合云计算、大数据能力,助力传统工业企业转型。

物联网、工业40等概念既有交集也有差异。随着工业化与信息化的深度融合,企业内部互联互通的需求渐增,通过接入网络进而达到提高产品质量和运营效率的需求更为强烈,工业物联网应运而生。

工业物联网是物联网领域重头戏,规模占比接近百分之二十

物联网在工业的应用,是物联网最重要的领域之一。目前,工业物联网在物联网领域占比最高,达到近20%的份额。展望未来,工业物联网也是物联网应用推广最主要的动力。预计,到 2020 年,工业物联网在整体物联网产业中的占比将达到 25%。

受政策、应用双推动,工业物联网产业规模快速增长

“中国制造 2025”、“智能制造”、“互联网+”等战略规划,“中国智造”已经成为未来制造企业的发展方向,而工业物联网正是实现“中国智造”的基础。

根据物联网在工业领域的产值贡献率来测算,2014年,国内物联网在工业领域需求规模为1260亿元;2016年,国内物联网在工业领域需求规模为1804亿元。2017年,国内物联网在工业领域需求规模约为2354亿元。预计在政策推动以及应用需求带动下,到 2020 年,工业物联网规模将突破 4500 亿元。

——以上数据来源参考前瞻产业研究院发布的《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

行业主要企业:大富科技(300134)、梦网集团(002123)、共进股份(603118)、胜宏科技(300476)、润和软件(300339)、立昂技术(300603)

定义

所谓“物联网”(Internet of
Things,IOT),又称传感网,指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网连接起来并形成一个可以实现智能化识别和可管理的网络。

早期的物联网是指依托射频识别技术的物流网络,随着技术和应用的发展,物联网的内涵已经发生了较大的变化。现阶段,物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力和执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网依托多种信息获取技术,包括传感器、射频识别(RFID)、二维码、多媒体采集技术等。物联网的几个关键环节可以归纳为“感知、传输、处理”。

物联网行业发展前景及趋势分析

1、产业物联网占比逐渐上升

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、市场规模不断增大

目前,物联网在全球呈现快速发展趋势,欧、美、日、韩等国均将物联网作为重要战略新兴产业推进,但在繁荣景象背后却仍存在着众多阻碍发展的因素。其中核心标准的缺失,尤其是作为顶层设计的物联网参考架构等基础标准目前仍处于空白,基于争夺物联网产业主导权,各国对国际标准方面的竞争亦日趋白热化。

新冠疫情对于物联网行业来说犹如达摩利斯之剑,一方面疫情导致全球技术供应链出现一定的停滞期,另一方面疫情助推中国物联网的渗透。2020年无人工厂、无人配送、无人零售、远程教学、远程医疗等“无接触经济”的爆发均离不开物联网技术的支撑。综合多方面的情况分析,前瞻认为未来5年中国物联网的发展将保持高速增长,到2026年市场规模超过6万亿元。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国物联网行业细分市场需求与投资机会分析报告》。

物联网人才需求攀升,人才供不应求矛盾凸显

物联网产业的迅速发展,使得相关产业人才也备受关注。有调查显示,未来五年,物联网人才需求量将达到1000万人以上。其中,智能交通、车联网市场人才需求约为20万;智能物流、物流于智能仓储方市场人才需求约20万;智能电网、智能于系能源店里产业人才需求将达百万;智能医疗、智能医疗设备支持于技术服务、智能医护管理等人才需求将超百万。总体来看,由于物联网涉及领域广泛,可以在众多的应用领域实现就业,因此,各个应用领域均对物联网人才有一定的需求,物联网人才的职业前景一片向好。但与此同时,全国开设物联网专业的院校有1000多所,每年毕业生规模不足10万人,供不应求态势很明显。

一方面,从BOSS直聘2019年春招人才需求数据可以看到,与物联网相关的嵌入式工程师人才需求同比增速超过46%,同时,光传输工程师和无线射频工程师的需求同比增幅也均超过80%。表明物联网人才紧缺程度高于其他技术职位,市场对该类人才的需求旺盛。

另一方面,从薪酬水平来看,2019年春招旺季,与物联网相关的嵌入式工程师的平均招聘薪酬达到18132元,部分物联网嵌入式工程师的薪资在23万元/月以上,均处于相对较高的水平。而市场愿意给予物联网人才更好的薪资待遇,也与市场上人才相对稀缺密切相关。

此外,在2019年4月3日,我国人力资源社会保障部、市场监管总局、统计局正式向社会发布的13个新职业中,物联网工程技术人员、物联网安装调试员就在其中。预计未来在行业发展带动下,物联网相关人才需求还将日益增长。

具体来看,对于物联网工程技术人员来说,该职业是物联网行业最新诞生的、也是相对热门的一大人才需求。其定义及主要工作任务如下:

而对于物联网安装调试员来说,从2018年8月,支付宝宣布刷脸支付大规模商业化之后,不到一年时间已在全国300多个城市落地,这种连手机都不用掏“靠脸吃饭”的支付方式迅速占领了年轻人的市场。现在无人商店、刷脸支付已经成为未来的趋势,对物联网安装调试员的需求顺势产生。

值得一提的是,在物联网产业中,在与刷脸支付相关的产业链上下游,诞生的研发生产和安装调试人员就已经达到50万,且规模还在不断扩大中。据统计,支付宝刷脸设备、无人货柜的安装调试员平均年薪达到15-20万。而尽管未来物联网产业将蓬勃兴起,但物联网产业人才缺口却较大,尤其需要技能型、应用型人才。未来几年,物联网领域的安装调试员需求量在20万以上,职业前景备受看好。

2018年6月27日,公安部正式发布《网络安全等级保护条例(征求意见稿)》(以下称“《等保条例》”),标志着《网络安全法》(以下称“《网安法》”)第二十一条所确立的网络安全等级保护制度有了具体的实施依据与有力抓手。《等保条例》共八章七十三条,包括总则、支持与保障、网络的安全保护、涉密网络的安全保护、密码管理、监督管理、法律责任和附则。相较于2007年实施的《信息安全等级保护管理办法》(以下称“《管理办法》”)所确立的等级保护10体系,《等保条例》在国家支持、定级备案、密码管理等多个方面进行了更新与完善,适应了现阶段网络安全的新形势、新变化以及新技术、新应用发展的要求,标志着等级保护正式迈入20时代。
《等保条例》的具体规定
《管理办法》由公安部、国家保密局、国家密码管理局、国务院信息工作办公室共同发布,作为等保10体系的核心规定,其法律效力为部门规范性文件。另根据《管理办法》第一条规定,其制定依据为国务院行政法规《计算机信息系统安全保护条例》。
《等保条例》虽尚在征求意见稿阶段,根据《行政法规制定程序条例》第五条,行政法规的名称一般称“条例”,国务院各部门和地方人民政府制定的规章不得称“条例”,因此,《等保条例》应当属于行政法规范畴。此外,《等保条例》第一条规定了其制定依据为《网安法》与《保守国家秘密法》。
综上可知,《管理办法》为依据行政法规制定的部门规范性文件,而《等保条例》则属于依据国家法律制定的行政法规,显然,无论是自身法律效力亦或法律依据的效力位阶,等保20均优于等保10。
等级保护的适用范围
对于适用范围,《等保条例》概括性地规定为适用于网络运营者在我国境内建设、运营、维护、使用网络,开展网络安全等级保护以及监督管理工作,而个人及家庭自建自用的网络除外,内容较为简略。2018年1月19日,全国信息安全标准化技术委员会发布了《信息安全技术网络安全等级保护定级指南20(征求意见稿)》(以下称“《定级指南20》”),为等保的具体适用提供了指引。
等保10体系中,《管理办法》在第十条明确提到信息系统运营、使用单位应当依据本办法和《信息系统安全等级保护定级指南》(以下称“《定级指南10》”)确定信息系统的安全保护等级。因此,《定级指南20》的出台很大程度上得益于《定级指南10》的已有规定。
相比《定级指南10》将等级保护的对象笼统地定义为信息安全等级保护工作直接作用的具体的信息和信息系统,《定级指南20》细化了网络安全等级保护制度定级对象的具体范围,主要包括基础信息网络、工业控制系统、云计算平台、物联网、使用移动互联技术的网络、其他网络以及大数据等多个系统平台。另外,作为定级对象的网络还应当满足三个基本特征:第一,具有确定的主要安全责任主体;第二,承载相对独立的业务应用;第三,包含相互关联的多个资源
根据《定级指南20》,定级对象在满足上述基本特征后仍需遵循相关要求。对于电信网、广播电视传输网、互联网等基础信息网络,应分别依据服务类型、服务地域和安全责任主体等因素将其划分为不同的定级对象,而跨省业务专网既可以作为一个整体定级,也可根据区域划分为若干对象定级。对于工业控制系统,应将现场采集/执行、现场控制和过程控制等要素应作为一个整体对象定级,而生产管理要素可以单独定级。对于云计算平台,则应区分为服务提供方与租户方,各自分别作为定级对象。对于物联网,虽然其包括感知、网络传输和处理应用等多种特征因素,但仍应将以上要素作为一个整体的定级对象,各要素并不单独定级。采用移动互联技术的网络与物联网类似,应将移动终端、移动应用、无线网络等要素与相关有线网络业务系统作为整体对象定级。对于大数据,除安全责任主体相同的平台和应用可以整体定级外,应单独定级。
网络等级
《等保条例》继受了《管理办法》所确立的五级安全保护等级体系,但进一步强化了对公民、法人和其他组织合法权益的保护。《管理办法》并未在主文中规定当遭受破坏后会对公民、法人和其他组织合法权益产生特别严重损害的信息系统应当如何定级,《定级指南10》仅在之后定级要素与安保等级关系的表格中显示上述信息系统应列为第二级,而《等保条例》则进行了相应修改,当等级保护对象受到破坏后,会对公民、法人和其他组织的合法权益产生特别严重损害时,相应系统应当定为第三级保护对象。具体等级划分请参照以下表格:
网络安全保护义务
《管理办法》第五条规定信息系统的运营、使用单位应当依照该办法及其相关标准规范履行信息安全等级保护的义务和责任,但并未明确对应的义务。作为《网安法》配套法规的《等保条例》则沿袭了《网安法》已有的规定,就网络运营者的一般和特殊安全保护义务、网络产品和服务采购、应急预案制定等进行了详细的规定。
对于安全保护义务,除《网安法》第二十一条已经明确的内容外,一般网络运营者还应:一、建立安全管理和技术保护制度,建立人员管理、教育培训、系统安全建设、系统安全运维等制度;二、落实机房安全管理、设备和介质安全管理、网络安全管理等制度,制定 *** 作规范和工作流程;三、在收集使用和处理个人信息时采取保护措施防止其泄露、损毁、篡改、窃取、丢失和滥用;四、落实违法信息发现、阻断、消除等措施,落实防范违法信息大量传播、违法犯罪证据灭失等措施;五、落实违法信息发现、阻断、消除等措施,防范违法信息大量传播和违法犯罪证据的灭失。第三级以上的网络运营者除上述义务外,还应当着重落实网络安全管理负责人、关键岗位技术人员的安全背景审查和持证上岗制度,同时定期开展等级测评工作。
对于网络产品和服务采购,网络运营者应当采购、使用符合国家法律法规和有关标准规范要求的网络产品和服务,第三级以上网络运营者应当采用与其安全保护等级相适应的网络产品和服务,对重要部位使用的网络产品,还应当委托专业测评机构进行专项测试。2017年6月1日生效的《网络关键设备和网络安全专用产品目录(第一批)》与国家认监委等四部门于2018年3月15日发布的《承担网络关键设备和网络安全专用产品安全认证和安全检测任务机构名录(第一批)》对网络运营者使用的网络产品的要求进行了详细的规定,因此建议网络运营者在采购网络产品和服务要求供应商提供专业机构出具的安全认证或检测证书,以减少运营法律风险。
对于应急预案的制定,第三级以上网络的运营者应当按照国家有关规定,制定网络安全应急预案,定期开展网络安全应急演练。除及时记录并留存事件数据信息,向公安机关和行业主管部门报告外,网络运营者还应当为重大网络安全事件处置和恢复提供支持和协助。根据工信部《公共互联网网络安全突发事件应急预案》,报告网络安全事件信息时,还应当说明事件发生时间、初步判定的影响范围和危害、已采取的应急处置措施和有关建议等。
网络安全保护要求
近年来,随着人工智能、大数据、物联网、云计算等的快速发展,安全趋势和形势的急速变化,2008年发布的《GB/T22239-2008 信息安全技术 信息系统安全等级保护基本要求》(简称等保10)已经不再适用于当前安全要求。从2015年开始,等级保护的安全要求逐步开始制定20标准,包括5个部分:安全通用要求、云计算安全扩展要求、移动互联安全扩展要求、物联网安全扩展要求、工业控制安全扩展要求。2017年8月,公安部评估中心根据网信办和安标委的意见将等级保护在编的5个基本要求分册标准进行了合并形成《网络安全等级保护基本要求》一个标准。等保10标准更偏重于对于防护的要求,而等保20标准更适应当前网络安全形势的发展,结合《网安法》中对于持续监测、威胁情报、快速响应类的要求提出了具体的落地措施。

物联网的发展前景很不错,具体如下:
1更安全的保护措施。在新技术出现之初,它的技术力量几乎都集中在创新上,导致监管水平低下,这就使业界的兴奋、激进和政策、监管的滞后常常形成鲜明的对比。由于物联网设备和基础设施的价格下降,企业在物联网设备上的应用也越来越普遍,这种创新和应用一旦普及,各种新技术的风险也突显出来。
2更普遍使用智能消费品设备。IoT所覆盖的行业人群广泛,从智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源等行业应用,到私人智能家居、个人、智能汽车等应用,无论是降低成本,还是提高中国居民的生活质量,都将是中国居民生活质量的巨大提升。

2017年中国半导体封装测试技术与市场年会已经过去一个月了,但半导体这个需要厚积薄发的行业不需要蹭热点,一个月之后,年会上专家们的精彩发言依然余音绕梁。除了“封装测试”这个关键词,嘉宾们提的最多的一个关键词是“物联网”。因此,将年会上的嘉宾观点稍作整理,让我们再一起思考一下物联网时代的先进封装。
智能手机增速放缓

半导体下游市场的驱动力经历了几个阶段,首先是出货量为亿台量级的个人电脑,后来变成十亿台量级的手机终端和通讯产品,而从2010年开始,以智能手机为代表的智能移动终端掀起了移动互联网的高潮,成为最新的杀手级应用。回顾之前的二三十年,下游电子行业杀手级应用极大的拉动了半导体产业发展,不断激励半导体厂商扩充产能,提升性能,而随着半导体产量提升,半导体价格也很快下降,更便宜更高性能的半导体器件又反过来推动了电子产业加速发展,半导体行业和电子行业相互激励,形成了良好的正反馈。但在目前, 智能手机的渗透率已经很高,市场增长率开始减缓,下一个杀手级应用将会是什么?

物联网可能成为下一个杀手级应用

根据IHS的预测,物联网节点连接数在2025年将会达到700亿。

从数量上来看,物联网将十亿量级的手机终端产品远远抛在后面,很可能会成为下一波的杀手级应用。但物联网的问题是产品多样化,应用非常分散。我们面对的市场正从单一同质化大规模市场向小规模异质化市场发生变化。对于半导体这种依靠量的行业来说,芯片设计和流片前期投入巨大,没有量就不能产生规模效应,摊销到每块芯片的成本非常高。

除了应对小规模异质化的挑战, 物联网需要具备的关键要素还包括 :多样的传感器(各类传感器和Sensor Hub),分布式计算能力(云端计算和边缘计算),灵活的连接能力(5G,WIFI,NB-IOT,Lora, Bluetooth, NFC,M2M…),存储能力(存储器和数据中心)和网络安全。这些关键要素会刺激CPU/AP/GPU,SSD/Memory,生物识别芯片,无线通讯器件,传感器,存储器件和功率器件的发展。

物联网多样化的下游产品对封装提出更多要求

物联网产品的多样性意味着芯片制造将从单纯追求制程工艺的先进性,向既追求制程先进性,也最求产品线的宽度发展。物联网时代的芯片可能的趋势是:小封装,高性能,低功耗,低成本,异质整合(Stacking,Double Side, EMI Shielding, Antenna…)。

汽车电子的封装需求: 汽车电子目前的热点在于ADAS系统和无人驾驶AI深度学习。全球汽车2016年产销量约为8000万台,其中中国市场产销量2800万台,为汽车电子提供了足够大的舞台。ADAS汽车系统发展前景广阔,出于安全考虑,美国NHTSA要求从2018年5月起生产的汽车需要强制安装倒车影像显示系统。此外,车道偏离警示系统(LDW),前方碰撞预警系统(FCW),自动紧急刹车系统(AEBS),车距控制系统(ACC),夜视系统(NV)市场也在快速成长。中国一二线城市交规越来越严格也使得人们对ADAS等汽车电子系统的需求提升。ADAS,无人驾驶,人工智能,深度学习对数据处理实时性要求高,所以要求芯片能实现超高的计算性能,另外对芯片和模块小型化设计和散热也有要求,未来的汽车电子芯片可能需要用25D技术进行异构性的集成,比如将CPU,GPU,FPGA,DRAM集成封装在一起。

个人移动终端的封装需求: 个人消费电子市场也将继续稳定增长,个人消费电子设备主要的诉求是小型化,省电,高集成度,低成本和模块化。比如个人移动终端要求能实现多种功能的模块化,将应用处理器模块,基带模块,射频模块,指纹识别模块,通讯模块,电源管理模块等集成在一起。这些产品对芯片封装形式的要求同样是小型化,省电,高集成度,模块化,芯片封装形式主要是“Stack Die on Passive”,“Antenna in SiP”,“Double Side SiP等。比如苹果的3D SiP集成封装技术,从过去的ePOP & BD PoP,发展到目前的是HBW-PoP和FO-PoP,下一代的移动终端封装形式可能是FO-PoP加上FO-MCM,这种封装形式能够提供更加超薄的设计。

5G 网络芯片的封装需求: 5G网络和基于物联网的NB-IOT网络建设意味着网络芯片市场将会有不错的表现。与网络密切祥光的大数据,云计算和数据中心,对存储器芯片和FPGA GPU/CPU的需求量非常大。通信网络芯片的特点是大规模,高性能和低功耗,此外,知识产权(IP)核复杂、良率等都是厂商面临的重要问题。这些需求和问题也促使网络芯片封装从Bumping & FC发展到25D,FO-MCM和3D。而TSV技术的成功商用,使芯片的堆叠封装技术取得了实质性进展,海力士和三星已成功研发出3D堆叠封装的高带宽内存(HBM),Micron和Intel等也正在联合推动堆叠封装混合存储立方体(HMC)的研发。在芯片设计领域,BROADCOM、GLOBAL FOUNDRIES等公司也成功引入了TSV技术,目前已能为通信网络芯片提供25D堆叠后端设计服务。

上游晶圆代工厂供应端对封装的影响

一方面,下游市场需求非常旺盛,另外一方面,大基金带领下的资本对晶圆代工制造业持续大力投资,使得上游的制造一直在扩充产能据SEMI估计,全球将于2017年到2020年间投产62座半导体晶圆厂,其中26座在中国大陆,占全球总数的42%。目前晶圆厂依然以40

nm以上的成熟制程为主,占整体晶圆代工产值的60%。未来,汽车电子,消费电子和网络通信行业对芯片集成度、功能和性能的要求越来越高,主流的晶圆厂中芯和联电都在发展28nm制程,其中台积电28nm制程量产已经进入第五年,甚至已经跨入10Xnm制程。

随着晶圆技术节点不断逼近原子级别,摩尔定律可能将会失效。如何延续摩尔定律?可能不能仅仅从晶圆制造来考虑,还应该从芯片制造全流程的整个产业链出发考虑问题,需要 对芯片设计,晶片制造到封装测试都进行系统级的优化。 因此, 晶圆制造,芯片封测和系统集成三者之间的界限将会越来越模糊。 首先是芯片封测和系统集成之间出现越来越多的子系统,各种各样的系统级封装SiP需要将不同工艺和功能的芯片,利用3D等方式全部封装在一起,既缩小体积,又提高系统整合能力。Panel板级封装也将大规模降低封装成本,提高劳动生产效率。其次,芯片制造和芯片封测之间出现了扇入和扇出型晶圆级封装,FO-WLP封装具有超薄,高I/O脚数的特性,是继打线,倒装之后的第三代封装技术之一,最终芯片产品具有体积小,成本低,散热佳,电性能优良,可靠性高等优势。

先进封装的发展现状

先进封装形式在国内应用的越来越多,传统的TO和DIP封装类型市场份额已经低于20%,

最近几年,业界的先进封装技术包括以晶圆级封装(WLCSP)和载板级封装(PLP)为代表的21D,3D封装,Fan Out WLP,WLCSP,SIP以及TSV,

2013年以前,25D TSV封装技术主要应用于逻辑模块间集成,FPGA芯片等产品的封装,集成度较低。2014年,业界的3D TSV封装技术己有部分应用于内存芯片和高性能芯片封装中,比如大容量内存芯片堆叠。2015年,25D TSV技术开始应用于一些高端GPU/CPU,网络芯片,以及处理器(AP)+内存的集成芯片中。3D封装在集成度、性能、功耗,更小尺寸,设计自由度,开发时间等方面更具优势,同时设计自由度更高,开发时间更短,是各封装技术中最具发展前景的一种。在高端手机芯片,大规I/O芯片和高性能芯片中应用广泛,比如一个MCU加上一个SiP,将原来的尺寸缩小了80%。

目前国内领先封装测试企业的先进封装能力已经初步形成

长电科技王新潮董事长在2017半导体封装测试年会上,对于中国封测厂商目前的先进封装技术水平还提到三点:

SiP 系统级封装: 目前集成度和精度等级最高的SiP模组在长电科技已经实现大规模量产;华天科技的TSV+SiP指纹识别封装产品已经成功应用于华为系列手机。

WLP 晶圆级封装 :长电科技的Fan Out扇出型晶圆级封装累计发货超过15亿颗,其全资子公司长电先进已经成为全球最大的集成电路Fan-In WLCSP封装基地之一;晶方科技已经成为全球最大的影像传感器WLP晶圆级封装基地之一。

FC 倒装封装: 通过跨国并购,国内领先企业获得了国际先进的FC倒装封装技术,比如长电科技的用于智能手机处理器的FC-POP封装技术;通富微电的高脚数FC-BGA封装技术;国内三大封测厂也都基本掌握了16/14nm的FC倒装封装技术。


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