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简单掌握物联网全产业链

发表时间:2017-08-17

物联网是一场革新,是对传统信息通讯信的大应战,它在人与人信息交流的根底上,创造性地提出了物体之间的数据传输和交流。 从开展趋势来看,物联网的开展可分为时刻、地址和物件三个维度,跟着物联网开展至老练,将使一切物体可在任何时刻、任何地址彼此交流,涵盖了“人与人”、“物与物”及“人与物”三大范畴。
物联网的使用规划相当广泛,可从穿戴式设备、智能轿车、 智能家居、智能交通、才智城市,到工业物联网等。物联网经过智能感知、辨认技能等通讯感知技能,广泛使用于网络的融合中,也因而被称为继核算机、互联网之后国际信息工业开展的第三次浪潮。 其时物联网技能仍是处于初级阶段,已具有较好的根底,技能开展示已取得显着成效,工业规划逐步扩展,但与其相关的各项技能还需求进一步地探究和完善。

物联网概念图和使用规划
关于物联网的来源众说纷纭,其理念最早可追溯到比尔•盖茨1995年《未来之路》一书,书中提出物物相连,但限于其时的技能并未引起注重。 
1998年,美国麻省理工学院创造性地提出了其时被称作EPC体系的物联网设想。 1999年,建立在物品编码、 RFID技能和互联网的根底上,美国AutoID中心首要提出了物联网的概念。 2005年11月17日,在WSIS会议上,国际电信联盟发布了《 ITU互联网物联网(IoT)。 在2009年由IBM提出才智地球开端开展,2010年我国喊出感知我国,而且初次提出物联网的中文名称。

物联网来源
物联网首要包含根底设施建造、渠道层和使用层三个层次,根底设施建造首要是硬件部分,包含芯片、 模组、传感器和通讯网络建造;渠道层首要是软件部分,包含渠道建造和体系集成及使用效劳供给商;使用层现在首要是表计类的使用,首要包含水表类三川才智、新天科技,燃气表类金卡智能等。

物联网工业链
依据麦肯锡数据,未来物联网设备层、衔接层、渠道层和使用层的价值占比分别为21:10:34:35,也就是根底设施建造层、渠道层和使用层的价值占比分别为31:34:35。 2020年我国物联网工业仅衔接层规划就达1500亿元,不考虑价值链的纵向延伸,体系集成商和电信运营商仅在根底设施层就将迎来千亿级的开展机遇。
MEMS传感器是重要的感知前端
传感器是物联网底层(感知)的重要部件,首要担任将环境中的化学、生物、物理信号转化为数字信息,并传输至后端进行数据处理。 传感器的存在和开展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体渐渐变得活了起来。

传感器类型
在供应侧,全球传感器商场首要被美国、日本、德国等国家占有。依据智研咨询的数据,2016年,美、日、德三国传感器占有全球传感器商场份额分别为27.0%、 20.5%和14.0%,合计占比为61.5%。而在国内,得益于国家方针,国产传感器对进口的代替逐步加快。

2016 年全球传感器商场份额
2011年,我国传感器进口占比约为85%,传感器芯片进口占比约为95%。而到2016年,传感器进口份额下降至60%,其间中心芯片份额降至80%,进口依靠程度显着改进。

国产与进口传感器情况
从需求侧看,全球传感器商场规划增速安稳。 2012年,全球传感器商场规划仅为950亿美元,2016年商场规划到达 1740 亿美元,复合增加率高达17.2%。工信部估量到2018年,全球传感器的商场规划将到达2660亿美元。

全球传感器商场规划(单位:亿美元)
与此一起,国内传感器商场也保持较快增加,2012年我国传感器商场规划仅为510亿元,2016年到达1400亿元,依据工信部的猜测,到2018年,我国传感器商场规划将到达2610亿元。

国产传感器商场规划(单位:亿美元)
物联网是智能时代的根底, 具有自学习、自确诊和自补偿才能、复合感知才能以及灵敏的通讯才能的MEMS适合用于物联网的数据感知。跟着MEMS制作工艺的逐步老练,可靠性不断提高,amp连接器,MEMS将逐步代替传统传感器成为物联网重要的数据进口。
在需求侧,依据Yole developpement的数据,2014年,全球MEMS的商场规划为121.8亿美元, 2014-2020 年,全球MEMS的商场规划将保持11.6%的复合增加率,到2020年,全球 MEMS的商场规划可达220亿美元,其间压力传感器增加最显着。

全球 MEMS 传感器商场规划核算及猜测
现在MEMS传感器最老练的首要是无力传感器部分,包含声学、光学、力学等,在物联网范畴,首先使用的,首要是力学和光学传感器。

MEMS传感器类型
MEMS传感器工业链包含芯片规划、 制作、封装测验、方案供给和体系使用,国内在体系使用范畴,利用传统的半导体工艺和资料,现已构成集微型传感器、微型执行器、微机械组织,以及信号处理和控制电路,直至接口、通讯和电源等于一体的微型器件或体系,现已构成MEMS全工业链布局。 这种小体积、低本钱、集成化、智能化传感体系是未来传感器的重要开展方向。

物联网范畴 MEMS 传感器工业链
国产走在NB-IoT芯片前端
芯片是物联网的中心设备,处于工业最上游,是物联网时代的开路先锋和战略制高点。 2015年全球物联网芯片商场规划达45.8亿美元,估量未来20年,其数量也将增加到1万亿。 IC Insights猜测,本年与芯片出产相关的物联网半导体商场将增加到213亿美元,同比增加16.2%,2015年至2020年的复合年增加率为14.9%,2020年商场规划将达311亿美元。未来物联网芯片将超越PC、手机芯片范畴,成为最大芯片商场。

物联网半导体商场规划

物联网芯片种类和厂商
芯片范畴一向为高通、 TI、 ARM等国际巨子所主导。我国芯片工业开展较晚,国内芯片企业数量虽多,但规划以及制作水平都落后于国外,中心芯片首要仍是依靠进口。国内芯片制作厂商有华为海思、展讯通讯、国民技能、大唐电信、长电科技、顺络电子等。 近年来,我国加大半导体投入,在NB-IoT芯片范畴,华为走在了国际前端:
华为的芯片供应才能最强,从2014年开端投入NB-IoT芯片研制,2015年推出了基于预规范的芯片原型产品。 2016年9月份,在3GPP规范发布后的3个月,作为主导方的华为便火速推出NB-IoT商用芯片Boudica120,也是业界第一款正式商用的NB-IoT芯片。 Boudica120在2017年6月底开端大规划商用,月发货才能可达百万片以上,另一款产品嵌入定位的Boudica150正在测验,估量2017年四季度大规划商用。
高通的开展在全国际规划也是非常快的,具有一起支撑NB-IoT和eMTC的双模芯片,2015年10月底高通推出了LTE调制解调器MDM9207-1和MDM9206,其间MDM9206支撑LTE CatM1(eMTC),但经过软件更新晋级后,可完成支撑NB-IoT/eMTC双模式。
更多的NB-IoT芯片厂商如英特尔、锐迪科、索尼等芯片厂商的测验版别也都已推出,估量在2017年Q3进入价格竞争状况。

NB-IoT 芯片商
NB-IoT的迸发离不开芯片厂商的支撑,从模组芯片选用的厂商来看,现在商场上的NB-IoT模组仍是以华为海思和高通的芯片为主。高通的芯片现在现已取得超越60家的OEM厂商和模块厂商的配套规划,现已有100多款通讯模组问世,中兴在通讯模组方面具有显着的集成和增加优势,而华为是国内芯片研制的翘楚。

NB-IoT 芯片模组工业链
NB-IOT芯片这一范畴不会构成很多商场参加者,但竞争依然剧烈。华为、高通是参加拟定NB-IOT规矩的厂商,得以首先领跑。国内的大唐、展讯等厂商也在布局。就连ARM也预备抢搭NB-IoT的这股热潮。现在芯片在几十万—百万的量产级别上,价格是5美元/个,在千万-亿的量产级别上价格能够下降至1美元/个。我国电信预备投入3亿元,在3类模块上补贴20元/模块左右。在这样的方针下,芯片和模组的本钱在短期内会下降,然后能够代替2G传统的GSM、 GPRS的通讯模组场景,构成代替的价格优势,加快使用的落地。
无线模组是物联网接入网络和定位的关键设备。无线模组能够分为通讯模组和定位模组两大类。常见的局域网技能有WiFi、蓝牙、 ZigBee等,常见的广域网技能首要有工作于授权频段的2/3/4G、 NB-IoT和非授权频段的LoRa、 SigFox等技能,不同的通讯对应不同的通讯模组。
在无线模组方面,国外企业仍占有主导地位,包含Telit、 Sierra Wireless等,国内厂商本年来快速开展,能够供给完整的产品及解决方案的模组厂商有华为、中兴通讯、环旭电子、移远通讯、芯讯通、中移物联网公司、上海庆科、利尔达等。

国内外物联网模组供货商
未来用于物联网的无线模块,会朝着愈加集成化、小型化、 多样化的方向开展,无线模块价格仍会持续走低。物联网的开展离不开无线模块的支撑,无线模块的整合开展成为了物联网的根底。
未来,无线模块会跟着物联网在各个职业范畴使用中,以完成“智能化物件或动物”,这其间无线传感器网络的使用需求最为激烈。跟着我国本乡企业的迅速开展,未来无线模块需求增大的一起,进口将渐渐减小。估量2022年,我国无线模块进口量为1.11亿只,需求量为194.2亿只,进口量占比为0.57%。

我国无线模块未来商场需求估量(亿只)
云渠道是物联网的关键
物联网渠道是物联网使用和效劳支撑的根底渠道,经过感知层及网络层取得数据后,物联网渠道层将对数据进行必要的路由,处理,剖析优化,以及边际核算的定制等功用,为物联网使用供给完善的PaaS渠道支撑。 前端很多传感器等终端接纳的数据经由网关传至物联网渠道上,物联网渠道对一切数据进行挑选,贮存数据“特点”,如位置、温度、电池余量等。关于实时要求高,数据量大的传感网络,网关上需求具有边际核算才能,以便在边际对传感器的恳求直接进行处理,或对数据进行拟定的预处理。
依据物联网渠道功用的不同,可分为以下三种类型:
设备办理渠道(DMP):经过传感器守时承受终端数据,对物联网终端设备进行毛病排查、长途监控、体系晋级、生命周期办理等功用。一切终端数据均可贮存在渠道云端中;
衔接办理渠道(CMP):经过对网关衔接的监测与办理,保证终端联网通道的安稳,一起能够进行IoT资费办理、网络资源用量办理、 IP地址资源办理等;
使用开发渠道(AEP) :首要为IoT开发者供给使用开发东西和后台技能支撑效劳,包含事务逻辑引擎、 API接口、渠道架构和操作、交互界面等,此外还供给高扩展数据库和数据模型、实时数据处理、智能猜测离线数据剖析、数据可视化展示使用等。开发者无需考虑底层数据与衔接等问题,能够完成快速开发、布置和办理,然后缩短时刻,下降本钱。

物联网运营效劳渠道架构
就物联网渠道层企业而言,首要分为三类厂商。一类是以建立衔接办理渠道为主,首要代表为Cisco、国内三大电信运营商;二类是以建立造备办理和使用开发渠道为主,代表为IBM、 BAT、京东等互联网巨子;三类是以各自细分范畴的配套渠道厂商为主,代表为宜通世纪、和而泰、上海庆科等。

物联网渠道供给商
由IBM开发的Watson IoT Platform是典型的使用效劳办理渠道(AEP)。经过Watson IoT Platform,用户能够将包含芯片、传感器、智能穿戴设备在内的各种设备衔接到下流的使用以及职业解决方案。 Watson IoT Platform能够经过物联网云效劳以及数据剖析功用展示强壮的扩展性,为企业用户供给产品创新和转型所需的主张。

IBM Watson IoT Platform
在衔接侧,经过云效劳快速、安全地办理包含传感器、芯片、智能穿戴设备在内的各种终端,保证终端设备衔接至下流使用及职业解决方案。在信息办理侧,经过丰厚的数据剖析东西辨认海量存储数据中的价值数据,完成元数据办理。在剖析侧,经过认知剖析从海量结构化和非结构化数据中寻找规律性并作出猜测,然后提高决议计划水平。在危险办理侧,经过剖析物联网格式及时辨认并发现危险,并采纳自动保护措施,防止意外事件的发生。


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