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2017年物联网发展趋势以及如何颠覆芯片产业?

2016-12-28
类别:业界动态
eye 163
文章创建人 拍明


  半导体芯片行业近两年出现大规模并购风潮背后的原因何在?汹涌而来的物联网浪潮带给芯片产业怎样的冲击?为何一边是芯片公司对应用市场的迷茫,而另一边硬件产品开发者却又找不到合适的芯片?

  芯片产业并购“疯”潮背后的困境与焦虑

  半导体芯片行业在2015年发生史上规模最大的并购“疯”潮之后,2016上半年稍微平息,到下半年又“疯”波再起,接连出现几桩大规模的并购案例,包括高通收购NXP、ADI收购凌力尔特(Linear),瑞萨收购Intersil。

  这背后透露出整个半导体芯片产业的困境与焦虑。在互联网和移动互联网时代,芯片技术决定了终端产品的升级换代,芯片有清晰而广大的产品应用市场。他们是整个消费电子市场的金字塔顶端。

  但是,台式机电脑出货量已经连续8个季度下降,智能手机市场饱和,增长趋于停滞。更重要的是,物联网时代的来临宣告了芯片产业辉煌地位的终结。物联网碎片化的应用导致通用处理器芯片不再通用,如下图所示,仅仅智慧家庭产业就可以细分为如此众多的垂直细分市场,使得芯片厂商对自己芯片的定位和应用迷茫,尖端技术却找不到用武之地,只能用并购的规模化效应来暂时化解这种困境。

物联网智慧家庭生态全景图.jpg

  趋势一:碎片化、定制化代替标准化芯片

  

  传统芯片设计由底层IP架构定义,芯片公司只需关注上游IP设计和下游方案开发公司,至于这颗芯片最终用在什么具体产品上,对芯片的设计影响不大。而实际上,在互联网和移动互联网时代,芯片的应用相对固化和泛化,一颗核心芯片十几万甚至上百万的销量并非鲜见。

  但是到了物联网时代,应用的碎片化导致很难再有一颗芯片会有如此广泛的应用,需要由具体的产品应用来提出对芯片定义的要求。芯片公司不仅要知道客户(模块商、方案商)在哪里,有什么需求,还需要知道客户的客户(硬件产品开发商)在哪里,有什么需求。

  甚至最终的产品开发商会越过模块商、方案商对芯片提出定制化要求,而这种芯片定制化的趋势将会越来越明显。因为市场上的存量芯片难以满足物联网的创新应用需求,定制化可以保证设计出来的芯片是最终产品所需要的。比如,美的最近向灿芯定制了一款用于空调上的Wi-Fi通信芯片,因为高通的同款芯片针对消费电子市场开发,不适合家电市场。

  在未来物联网时代,为了适应碎片化的应用市场,芯片公司在芯片定义上将逐渐丧失主动权,更可怕的是,芯片的定价权可能会随同定义权一起丧失。


  趋势二:IP与特定功能算法的深度结合

 

  物联网应用强调场景化,即使是同一类芯片,应用于不同的场景,对芯片要求也随之改变。比如同样是视频芯片,用于监控摄像,环境光线是渐变的,对画面动态范围要求不高;而用于运动相机和车载视频,由于位置不断移动,环境光线变化明显剧烈,对画面动态范围要求就会高很多。

  另外,很多物联网终端设备(比如智能可穿戴设备、智能家居设备)并不需要处理大量的数据。芯片的处理性能不是最关键的,反而芯片与具体应用、具体场景的结合更重要。比如用在智慧养老场景下的加速度传感器跌倒算法、用在智慧安防场景下的多人红外感应算法等。

  因此芯片设计需要从应用出发,考虑如何支持应用于实际场景的功能算法,算法与芯片的结合将越来越深度化。目前,一些芯片公司已经看到了这样的趋势,不仅做芯片设计,还结合芯片的应用场景开发对应的算法。

  比如瑞芯微推出图像处理器芯片RK1108,内置CEVA的DSP核,支持自己开发的图像优化算法,如静态和动态降噪、在弱光环境下自动提升画面清晰度等。同样,君正推出的视频图像处理芯片T10,也支持自己开发的一些列算法,如运动侦测、物体跟踪、人脸检测、车牌识别等,而且君正还在不断加大算法开发的力度。

IP与特定功能算法的深度结合


  趋势三:智慧家庭潜力巨大,服务反向定义芯片


  智能手机的爆发替代电脑,给半导体行业带来了又一次的繁荣。如今智能手机行业巅峰已过,智慧家庭产业逐渐兴起。这将是比智能手机大10倍的又一新兴市场,同样会给半导体行业带来又一次更大的繁荣。

  但是,智慧家庭产业比智能手机复杂得多。手机只是一个产品,所有的技术和功能都只由这一个产品来实现。智慧家庭涉及到的产品品类众多,连接的硬件单品数量庞杂。同时,智慧场景的实现由家居单品动作逐渐过渡到多产品组合联动,安防、健康、教育这些与服务相关的场景更需要云端的支持。


智慧家庭潜力巨大,服务反向定义芯片

  这种分层级的生态架构对芯片的要求各不相同。终端电器设备完成特定的生活功能,芯片定义需要内置特定的功能算法。比如智能洗衣机除了常规的电机控制,还需要识别出衣物的材质,决定针对不同材质衣物的最佳洗护模式。

  家庭中枢除了家庭网关之外,还有一类可以控制多个电器实现一个完整的智能场景。这涉及到计算能力在终端与云端的分配,并非所有的信息分析和判断都交给云端处理。比如领耀东方的Smartbox产品,它可以控制家中的环境电器(包括风扇、空调、净化器、加湿器等),通过传感器检测家庭空气质量,然后控制环境电器协同工作,营造出舒适的空气环境。

  类似于Smartbox这样的家庭中枢,介于终端设备与云平台之间,它不需要云平台强大的运算能力和大数据处理能力,也不像终端设备执行具体功能。它使用的芯片需要与联动模型算法结合,让多个智能家居产品之间能够协调工作。

  云平台除了要做大数据处理,也需要与线下O2O结合提供增值服务。从家庭服务出发倒推出实现方案,以方案来定义芯片的技术实现。尤其在医疗健康领域,这种反向定义更为明显。比如,统捷公司提供的针对老年人的一整套医护方案,他们将中医号脉诊断的专家经验算法模型化,以算法模型为基础选择需要检测的人体体征参数及其精度,然后定义芯片如何实现,最终开发出能够检测出算法模型所需要的人体体征参数。

    这种由服务需求出发提炼出专家算法,并以此定义芯片的方式会更加普遍。因为,在智慧家庭领域,与智能硬件相关的服务才是最有价值的。

  总结:传统芯片产业由技术到产品的technology marketing思维在物联网与智慧家庭产业里逐渐失效,需要由“产品—服务—盈利模式”的应用思维来重新定义芯片设计与开发,能与具体应用场景和服务深度结合的算法芯片才具有长久的生命周期。否则,技术、资金、时间资源大量投入也换不回用户的称赞和订单。 

物联网 

物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是:“Internet of things(IoT)”。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。

发展

传媒影响

第一物联网对于传媒来讲在信息社会的信息基础之下为我们国家的信息传播拓展了新的疆界,物联网代表着人们生活方式的转变。

第二在传媒领域可以为我们国家物联网的发展提供一个很好的支持,这个过程离不开传媒领域的梳理和引导。

第三物联网和传媒在未来人才需求上可以形成对接的接口,我们必须使信息技术的从业人员同时具有人际传播的素养。

最后一点也是比较重要的一点,我们要看到物联网和传媒在深远方向上的一个融合,传媒代表了大众化和信息化的一种载体,而物联网又使得万事万物进入到信息互联当中。

关键技术

在物联网应用中有三项关键技术

1、传感器技术:这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

2、RFID标签:也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

3、嵌入式系统技术:是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

关键领域


    RFID;

    传感网;

    M2M;

    两化融合。


应用模式

根据其实质用途可以归结为两种基本应用模式:

对象的智能标签。通过NFC、二维码、RFID等技术标识特定的对象,用于区分对象个体,例如在生活中我们使用的各种智能卡,条码标签的基本用途就是用来获得对象的识别信息;此外通过智能标签还可以用于获得对象物品所包含的扩展信息,例如智能卡上的金额余额,二维码中所包含的网址和名称等。

对象的智能控制。物联网基于云计算平台和智能网络,可以依据传感器网络用获取的数据进行决策,改变对象的行为进行控制和反馈。例如根据光线的强弱调整路灯的亮度,根据车辆的流量自动调整红绿灯间隔等。

建设情况

物联网在实际应用上的开展需要各行各业的参与,并且需要国家政府的主导以及相关法规政策上的扶助,物联网的开展具有规模性、广泛参与性、管理性、技术性、物的属性等等特征,其中,技术上的问题是物联网最为关键的问题;

物联网技术是一项综合性的技术,是一项系统,国内还没有哪家公司可以全面负责物联网的整个系统规划和建设,理论上的研究已经在各行各业展开,而实际应用还仅局限于行业内部。关于物联网的规划和设计以及研发关键在于RFID、传感器、嵌入式软件以及传输数据计算等领域的研究。

一般来讲,物联网的开展步骤主要如下:

(1)对物体属性进行标识,属性包括静态和动态的属性,静态属性可以直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器实时探测;

(2)需要识别设备完成对物体属性的读取,并将信息转换为适合网络传输的数据格式;

(3)将物体的信息通过网络传输到信息处理中心,由处理中心完成物体通信的相关计算。

用途和问题

用途范围

物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景:当司机出现操作失误时汽车会自动报警;公文包会提醒主人忘带了什么东西;衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如:一家物流公司应用了物联网系统的货车,当装载超重时,汽车会自动告诉你超载了,并且超载多少,但空间还有剩余,告诉你轻重货怎样搭配;当搬运人员卸货时,一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”,或者说“亲爱的,请你不要太野蛮,可以吗?”;当司机在和别人扯闲话,货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋,该发车了!”

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中,具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,然后将“物联网”与现有的互联网整合起来,实现人类社会与物理系统的整合,在这个整合的网络当中,存在能力超级强大的中心计算机群,能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制,在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,达到“智慧”状态,提高资源利用率和生产力水平,改善人与自然间的关系。

应用案例


 物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。

 系统铺设了3万多个传感节点,覆盖了地面、栅栏和低空探测,可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单,购买防入侵微纳传感网1500万元产品。

 ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制。

 首家手机物联网落户广州

 将移动终端与电子商务相结合的模式,让消费者可以与商家进行便捷的互动交流,随时随地体验品牌品质,传播分享信息,实现互联网向物联网的从容过度,缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式,可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。

 这种智能手机和电子商务的结合,是“手机物联网”的其中一项重要功能。预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半,至2015年手机物联网市场规模达6847亿元,手机物联网应用正伴随着电子商务大规模兴起。

 与门禁系统的结合

 一个完整的门禁系统由读卡器、控制器、电锁、出门开关、门磁、电源、处理中心这八个模块组成,无线物联网门禁将门点的设备简化到了极致:一把电池供电的锁具。除了门上面要开孔装锁外,门的四周不需要设备任何辅佐设备。整个系统简洁明了,大幅缩短施工工期,也能降低后期维护的本钱。无线物联网门禁系统的安全与可靠首要体现在以下两个方面:无线数据通讯的安全性包管和传输数据的安稳性。

 与云计算的结合

 物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术,如云计算、模式识别等技术,云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现:首先,云计算是实现物联网的核心。 其次,云计算促进物联网和互联网的智能融合。

 与TD结合

 物联网发展是确保TD成功的重大契机。TD-SCDMA是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信系统,是宽带无线通信网络,TD的发展需要数据业务的拉动,物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务,具有广阔的应用前景,能够充分发挥TD网络优势,有助于促进TD产业链的成熟。

 完善现有网络,发挥TD优势,积极推动无线传感器网络与TD网络融合,构建适于物联网应用的GPRS/TD/WSN(无线传感器网络)融合网络,大力发展适于TD网络承载的物联网业务,提升TD的核心竞争力,给物联网的发展以强有力的支撑,是中国移动的发展思路。

 与移动互联结合

 物联网的应用在与移动互联相结合后,发挥了巨大的作用。

 智能家居使得物联网的应用更加生活化,具有网络远程控制、摇控器控制、触摸开关控制、自动报警和自动定时等功能,普通电工即可安装,变更扩展和维护非常容易,开关面板颜色多样,图案个性,给每一个家庭带来不一样的生活体验。

 与指挥中心的结合

 物联网在指挥中心已得到很好的应用,网连网智能控制系统可以指挥中心的大屏幕、窗帘、灯光、摄像头、DVD、电视机、电视机顶盒、电视电话会议;也可以调度马路上的摄像头图像到指挥中心,同时也可以控制摄像头的转动。网连网智能控制系统还可以通过3G网络进行控制,可以多个指挥中心分级控制,也可以连网控制。还可以显示机房温度湿度,可以远程控制需要控制的各种设备开关电源

 物联网助力食品溯源,肉类源头追溯系统

 从2003年开始,中国已开始将先进的RFID射频识别技术运用于现代化的动物养殖加工企业,开发出了RFID实时生产监控管理系统。该系统能 够实时监控生产的全过程,自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫生检验、检疫等关键环节的有关数据,较好的满足质量监管要求,对于过去市场上常出现的肉 质问题得到了妥善的解决。此外,政府监管部门可以通过该系统有效的监控产品质量安全,及时追踪、追溯问题产品的源头及流向,规范肉食品企业的生产操作过 程,从而有效的提高肉食品的质量安全。[5] 


发展问题

尽管我国已大量生产射频标签,但仍然存在四大问题制约发展。首先,芯片和读写器核心模块严重依赖进口。其次,射频标签自主技术标准缺位。再次,市场因素制约射频标签规模化推广。第四,民营企业处于竞争劣势,风险投资态度谨慎。

发展趋势

物联网将是下一个推动世界高速发展的“重要生产力”,是继通信网之后的另一个万亿级市场。

物联网环境

业内专家认为,物联网一方面可以提高经济效益,大大节约成本;另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究,工业和信息化部会同有关部门,在新一代信息技术方面正在开展研究,以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

此外,普及以后,用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器,为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照对物联网的需求,需要按亿计的传感器和电子标签,这将大大推进信息技术元件的生产,同时增加大量的就业机会。

物联拥有业界最完整的专业物联产品系列,覆盖从传感器、控制器到云计算的各种应用。产品服务智能家居、交通物流、环境保护、公共安全、智能消防、工业监测、个人健康等各种领域。构建了“质量好、技术优、专业性强,成本低,满足客户需求”的综合优势,持续为客户提供有竞争力的产品和服务。物联网产业是当今世界经济和科技发展的战略制高点之一,据了解,2011年,全国物联网产业规模超过了2500亿元,预计2015年将超过5000亿元。

2014年2月18日,全国物联网工作电视电话会议在北京召开。中共中央政治局委员、国务院副总理马凯出席会议并讲话。他强调,要抢抓机遇,应对挑战,以更大决心、更有效措施,扎实推进物联网有序健康发展,努力打造具有国际竞争力的物联网产业体系,为促进经济社会发展做出积极贡献。

马凯指出,物联网是新一代信息网络技术的高度集成和综合运用,是新一轮产业革命的重要方向和推动力量,对于培育新的经济增长点、推动产业结构转型升级、提升社会管理和公共服务的效率和水平具有重要意义。发展物联网必须遵循产业发展规律,正确处理好市场与政府、全局与局部、创新与合作、发展与安全的关系。要按照“需求牵引、重点跨越、支撑发展、引领未来”的原则,着力突破核心芯片、智能传感器等一批核心关键技术;着力在工业、农业、节能环保、商贸流通、能源交通、社会事业、城市管理、安全生产等领域,开展物联网应用示范和规模化应用;着力统筹推动物联网整个产业链协调发展,形成上下游联动、共同促进的良好格局;着力加强物联网安全保障技术、产品研发和法律法规制度建设,提升信息安全保障能力;着力建立健全多层次多类型的人才培养体系,加强物联网人才队伍建设。

创新2.0模式

邬贺铨院士指出,物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。因此,应用创新是物联网发展的核心,以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。物联网及移动泛在技术的发展,使得技术创新形态发生转变,以用户为中心、以社会实践为舞台、以人为本的创新2.0形态正在显现,实际生活场景下的用户体验也被称为创新2.0模式的精髓。

其中,政府是创新基础设施的重要引导和推动者,比如欧盟通过政府搭台、PPP公私合作伙伴关系构建创新基础设施来服务用户,激发市场及社会的活力。用户是创新2.0模式的关键,也是物联网发展的关键,而用户的参与需要强大的创新基础设施来支撑。物联网的发展不仅将推动创新基础设施的构建,也将受益于创新基础设施的全面支撑。作为创新2.0时代的重要产业发展战略,物联网的发展必须实现从‘产学研’向‘政产学研用’,再向‘政用产学研’协同发展转变。

两化融合

2012年2月14日,中国的第一个物联网五年规划——《物联网“十二五”发展规划》由工信部颁布。

《规划》公布不久,工信部批复广东顺德创建“装备工业两化深度融合暨智能制造试点”,顺德提出在智能产品方面将打造一批“无人工厂”。

制造业的无人化或许将为中国制造业的升级提供一条路径。李广乾认为,智能化是信息化与工业化“两化融合”的必然途径,其技术核心无疑就是物联网,但要权衡好投入与产出,量力而行。

邬贺铨则指出,以前提“两化融合”还比较泛泛,而物联网是“两化融合”的切入点,可以大大促进信息化的应用。物联网大量的应用是在行业中,包括智能农业、智能电网、智能交通、智能物流、智能医疗、智能家居等等。国家发展物联网的目的,不仅是产生应用效益,更要带动产业发展。有了物联网,每个行业都可以通过信息化提高核心竞争力,这些智能化的应用就是经济发展方式的转变。

在2012年,中国物联网产业市场规模达到3650亿元,比上年增长38.6%。从智能安防到智能电网,从二维码普及到“智慧城市”落地,物联网正四处开花,悄然影响人们的生活。专家指出,伴随着技术的进步和相关配套的完善,在未来几年,技术与标准国产化、运营与管理体系化、产业草根化将成为我国物联网发展的三大趋势。

行业现状

就像互联网是解决最后1公里的问题,物联网其实需要解决的是最后100米的问题,在最后100米可连接设备的密度远远超过最后1公里,特别是在家庭,家庭物联网应用(即我们常说的智能家居)已经成为各国物联网企业全力抢占的制高点,作为目前全球公认的最后100米主要技术解决方案,ZigBee得到了全球主要国家前所未有的关注,这种技术由于相比于现有的WiFi、蓝牙、433M/315M等无线技术更加安全、可靠,同时由于其组网能力强、具备 网络自愈能力并且功耗更低,ZigBee的这些特点与物联网的发展要求非常贴近,目前已经成为全球公认的最后100米的最佳技术解决方案。



责任编辑:Davia

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标签: 物联网 芯片

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