作者:物女王(彭昭)

  物聯網智庫 原創

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  導 讀

  從2016年起,物聯網智庫每年度都會推出一份物聯網IoT產業生態全景圖譜。2019-2020年度最新版的IoT產業圖譜已在本週正式發佈,閱讀這份圖譜,是你跟蹤產業生態進展、收集IoT領域主要參與者信息、洞察行業未來發展趨勢的有效手段。在本文中你將看到關於IoT圖譜各層級、各板塊的深度解析。

  這是我在【物女心經】專欄寫的第121篇文章。

  從2016年起,物聯網智庫每年度都會推出一份物聯網IoT產業生態全景圖譜。2019-2020年度最新版的IoT產業圖譜已在本週正式發佈,閱讀這份圖譜,是你跟蹤產業生態進展、收集IoT領域主要參與者信息、洞察行業未來發展趨勢的有效手段。

  視野有多寬,觀察一個事物的深度就有多深。因此我們堅持從產業關聯的廣度和深度挖掘,探索物聯網如何對經濟結構的深刻變革帶來影響。

  經過過去一年的積累和努力,物聯網智庫與超過3000家物聯網企業進行了面對面交流或電話訪談,深入分析了300多家領先的IoT代表企業,發佈了十餘份垂直領域的物聯網產業動態圖譜,並最終彙總形成了2019-2020最新版的物聯網IoT產業全景圖譜。

  話不多說,2019-2020物聯網IoT產業圖譜的清晰大圖在此。

  IoT產業的完整版圖僅僅是個開始。

  在本文中你還將看到關於IoT圖譜各層級、各板塊的深度解析。

  01

  IoT一枝獨秀

  沒有階躍、沒有跳變,物聯網的一切都在潛移默化中發生着質變。

  如果站在年末回顧今年的發展,2019年很大概率會是市場對物聯網IoT技術方案落地驗證的開啓之年。

  爲什麼有這個判斷?

  因爲物聯網概念已提出了超過10年,幾年前多家權威機構以2020年爲節點,對物聯網連接數和市場規模給出誘人的預測,如今距離這一時間點僅剩不足一年,此前大部分預測基本~全都~未達~預期。

  沒錯,再強調一次,未達預期!

  業界不能再繼續拿着各類數字來畫餅,而需要實實在在檢驗物聯網技術方案落地的成果。

  1. 在2019年剛剛結束的第一季度,物聯網成爲了大環境變遷中的“一枝獨秀”。

  在宏觀經濟形勢日益嚴峻、外部環境複雜嚴峻、經濟面臨下行壓力的大背景下,面對種種考驗,物聯網在今年取得了良好的開局。

  物聯網連接數的激增已經不足爲奇。

  4月10日,華爲公佈目前NB-IoT芯片總髮貨量已經突破2000萬。2016年9月份,在3GPP標準發佈後的3個月,華爲即推出商用芯片Boudica120,成爲業界首款商用NB-IoT芯片。目前這款芯片的出貨量已突破700萬,性能更優越的Boudica150出貨量則突破1300萬。

  NB-IoT芯片的出貨量只是IoT連接數高歌猛進的一個縮影。截止2018年底,三大運營商物聯網連接數已達到7.68億,同比增速124%。而短距離物聯網連接數,將遠遠超過蜂窩物聯網的數量,因此可以肯定,國內物聯網總連接數已超過人口數量。

  2. 物聯網位列新興技術榜首,成爲多個領域發展的基石和主要驅動力。

  在畢馬威(KPMG)聯合全球半導體聯盟(GSA)最新發布的半導體行業趨勢與展望報告中,物聯網首次成爲推進芯片產業發展的第一驅動力。

  不久之前,畢馬威發佈的另一份市場研究,《2018全球科技創新報告》中,調查了超過750名全球科技行業領袖的意見。最終,在一堆令人眼花繚亂的科技新名詞中,物聯網IoT脫穎而出,位居新興技術榜首。

  另一方面,無論是互聯網巨頭,還是傳統領軍企業,都在積極擁抱物聯網。需求方開始主動“拉動”物聯網的發展,也已成爲IoT產業擴張的一個典型特徵。

  3. 當然,還有一些不太好的消息,也從反面驗證了物聯網領域正在發生質變。

  和物聯網連接數的激增“遙相呼應”,物聯網設備的漏洞和殭屍網絡的增長也在一路狂奔。

  與安全相關的物聯網支出,也處於急劇上升通道。

  因爲,“萬物病毒”不僅殺傷面越來越大。

  而且種類越來越多。

  90%的設備與其他設備建立了非安全連接

  80%的設備,連同與之相關的雲平臺和移動組件,沒有足夠複雜的密碼

  70%的設備,連同與之相關的雲平臺和移動組件,攻擊者能夠通過枚舉法破解用戶帳戶

  70%的設備使用未加密的網絡服務

  哪裏有痛點,哪裏就有機會。

  物聯網安全解決方案提供商作爲一個獨立的角色,正在創造一個越來越大的產業。

  物聯網安全日益成爲一個吸引大量初創企業的地方,看好物聯網安全項目的投資機構也越來越多,屢創新高。

  未來已來,只是分佈不均。

  因此,基於對物聯網產業的跟蹤,物聯網智庫對IoT產業鏈各環節核心企業和機構持續調研,力求通過一張圖,讓更多的人瞭解到物聯網產業的生態全貌。

  02

  IoT圖譜解析

  從整體上來看,物聯網的版圖仍在不斷擴張。

  最新版IoT圖譜相比以往,最大的變化是將橫向的4層架構變爲5層架構,由於邊緣計算在物聯網業務中的重要性不斷提升,因此我們增加了邊緣層,從而形成了“端、管、邊、雲、用”這5層架構,同時輔以縱向的物聯網產業配套服務,構成完整物聯網版圖。

  結論是簡單的,關係是複雜的。

  邊緣計算並不是孤立的一層,在物聯網應用方案中,雲端計算、終端計算和邊緣計算是一個協同的系統,根據用戶場景、資源約束程度、業務實時性等進行動態調配,形成可靠、低成本的應用方案。

  雲計算廠商、IT廠商、運營商和垂直行業廠商等不同角色對於邊緣計算的概念、邊緣節點位置和邊緣計算能力都有不同理解,但面對物聯網方案實現雲、邊、端協同已達成共識。

  接下來,我將按照從下到上的IoT圖譜架構層次,逐層解讀。

  

  端,顧名思義,物聯網終端,即包括芯片、傳感器、電源、屏幕等硬件設備,也包含操作系統等軟件。

  如果把雲比作大腦,那麼物聯網終端設備就是遍佈全球的“神經末梢”,操作系統就是“突觸”。雖然終端數量龐大、功能與性能各異、應用極其廣泛,但萬變不離其宗,終端的主要承擔着數據採集以及將數據向網絡端發送的作用。

  端詳物聯網產業的“端”,值得關注的細分領域包括NB-IoT芯片、AI芯片以及物聯網操作系統。

  1. 一網打盡!國內外22家NB-IoT芯片廠商

  粗略來分,物聯網芯片可以被分爲通信芯片和計算芯片兩大類。低功耗廣域網絡通信,最重要的兩種技術莫過於NB-IoT和LoRa,其中LoRa芯片由Semtech獨家供應,但是NB-IoT芯片領域卻出現了“百家爭鳴”的盛景。

  細數這些NB-IoT芯片領域的玩家,包括國內的華爲海思、中興微電子、上海移芯、銳迪科、臺灣聯發科、創新維度、芯翼科技、松果電子、智聯安、ASR、簡約納、匯頂科技和國外的高通、英特爾、三星、Altair、思寬、Nordic、GCT、Riot Micro、CEVA總計22家企業。

  值得說明的是,據業內人士透露,英特爾和簡約納目前已經放棄了NB-IoT芯片,CEVA是IP供應商。

  2. 物聯網計算芯片彙總!四大類AI芯片強勢出擊

  隨着圖像識別、語音識別、車聯網等物聯網新應用的發展,傳統的CPU架構已經無法滿足這些日新月異的計算需求。於是,AI芯片藉着以“華爲mate系列”爲代表的產品開始逐漸走入大衆視野。

  與需要大量空間去放置存儲單元和控制單元而計算單元很少的CPU相比,AI芯片具有大量的計算單元,非常適合大規模並行計算的需求。

  基於通用性與計算性能的不同,可以把AI芯片分爲GPU、FPGA、ASIC、類腦芯片四大類。

  3. 物聯網操作系統成爲戰略制高點

  注:上圖無單獨操作系統logo的,以企業logo代替

  目前,物聯網操作系統尚未有明確的定義,但在物聯網設備不斷增加的背景下,已經迎來了多種路徑的發展。

  一條是基於Linux、Android、iOS等操作系統進行裁剪和定製,適應物聯網接入設備的需求;

  另一條技術路線是以傳統嵌入式操作系統和實時操作系統爲基礎,通過增加設備聯網等功能,滿足物聯網接入設備互聯需求,形成新的物聯網操作系統;

  第三條技術路線則是面向物聯網產生的新型操作系統。

  

  物聯網通信最早只是簡單的把兩個設備用信號線連接在一起,也就是所謂的物物相連,多采用有線方式。隨着大型物聯平臺的出現,有線連接在應對日漸增長的傳感器設備時越來越捉襟見肘,漸漸被無線連接取代。

  無線通信已經成爲物聯網的基礎,所以IoT圖譜中不再贅述有線連接。

  常見的無線網絡通訊技術有:WiFi、NFC、ZigBee、Bluetooth、WWAN(Wireless Wide Area Network,包括GPRS、3G、4G、5G等)、NB-IoT、Sub-1GHz等。它們在組網、功耗、通訊距離、安全性等方面各有差別,因此擁有不同的適用場景。

  WiFi、Bluetooth、WWAN是現階段物聯網的主力,佔所有應用的95%以上。ZigBee主要用在全屋智能領域,NB-IoT是針對IoT設計的下一代網絡。

  下圖爲不同通信方式的優缺點對比圖。

  其中廣域無線通信網絡按照頻譜資源和監管類型來分,可分爲授權頻譜網絡和非授權頻譜網絡兩大類。

  授權頻譜網絡主要由三大運營商參與,監管力度強,格局較爲固定,發展穩中有進。

  運行在授權頻譜上的通信方式一般都是由各大運營商來掌握,但是產業鏈還包括設備製造(芯片、模組、網關、基站、智能設備)、技術服務商、解決方案提供商等多重角色,各環節企業各司其職、相輔相成,使得授權頻段上運行的物聯網技術能夠在各行業應用中落地。

  目前LPWAN技術中,工作在3GPP授權頻譜上的三大類分別是eMTC,NB-IoT和EC-GSM-IoT。

  而在監管條件較爲寬鬆的非授權頻譜網絡領域,國內的物聯網創業者將有更多機會去發展豐富的廣域網絡通信技術,構建適用於不同物聯網場景的各類網絡服務,如LoRa、ZETA、RPMA、SigFox等。

  在非授權頻譜網絡產業鏈上的企業,包括通信底層元器件企業、通信設備製造商、網絡運營商、系統方案集成商、行業解決方案提供商等。這一領域最爲重要的通信技術是LoRa技術,彙集了利爾達、中興克拉、羅萬科技、博大光通、升哲科技、拓寶科技、唯傳科技、門思科技、瑞興恆方、鵬博士、NP-Link、陸普物聯等衆多玩家。

  另外,也有一些企業不採用主流的NB-IoT、LoRa等技術,而是青睞於其他廣域網絡技術,並運行在非授權頻段上,如西穀物聯的LDSW技術、九洲通訊的RPMA技術、縱行科技的ZETA技術等。

  另外,毋庸置疑的是,5G已成爲當下科技圈最熱門的話題。

  2019年工信部將頒發5G臨時商用牌照,5G元年開啓。工信部部長苗圩表示,80%的5G設施將用於物聯網,用於人與人通訊的只佔20%。

  4G改變生活、5G改變社會的宣傳口號已深入人心。和其他新技術類似,5G當前正在經歷着商用前的一段炒作期,多方力量對其態度非常狂熱,資本市場中5G概念遍地開花,各類媒體屢上頭條。

  不過,5G基礎設施的投資方的典型運營商對此依然保持謹慎態度。三大運營商在2018年發佈的財報中,對5G商用持“產業鏈有待成熟”、“投資需謹慎”的偏保守態度。

  

  萬物互聯時代,每人每秒創建的數據量的逐漸增多,給原有云計算模型帶來諸多挑戰。

  如此集中式的海量數據處理加重了雲數據中心的負擔,雲計算雖具有強大的處理性能,能夠處理海量數據,但是其網絡帶寬的有限性直接導致了數據傳輸時較低的時效性。

  邊緣計算作爲一個新興概念,不同的參與方也從不同的角度對其進行了定義。

  根據歐洲電信標準協會(ETSI)的定義,多接入邊緣計算是指在靠近人、物或數據源頭的網絡邊緣側,通過融合網絡、計算、存儲、應用等核心能力的開放平臺,就近提供邊緣智能服務,滿足行業數字化在敏捷聯接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。

  除此之外,ARM官方以及邊緣計算產業聯盟ECC等企業或機構也給出了相關解釋。雖然解釋不盡相同,但其含義基本一致。

  從物聯網產業視角看,邊緣智能作爲物聯網的匯聚和控制節點,其涉及到的產業生態涵蓋了硬件、軟件、設備、運營商、內容提供者、應用開發者等各個環節。

  隨着邊緣智能產業參與者數量的增多,分析其角色分佈,該領域對應產業生態框架圖如下:

  邊緣智能產業鏈大致可分爲兩大類:

  第一大類爲邊緣智能技術、產品、解決方案等核心業務提供商,涉及到研發、生產、經營、應用的閉環流程。主要涵蓋邊緣載體供應商、邊緣業務運營商、服務提供商和最終用戶,每一板塊下面又由多個子板塊構成邊緣智能產業鏈的分工。

  第二大類爲邊緣智能閉環流程提供標準制定、產業組織等服務,對應一些標準化組織推出邊緣智能端到端標準和參考架構,以及行業協會及聯盟等。

  目前,邊緣計算市場仍處於初期發展階段。業內預計,到2020年將有超過500億的終端與設備聯網,各行業企業均希望運用邊緣計算爲客戶提供更加智能、便捷的產品和服務,這也意味着邊緣計算必將成爲物聯網終端的發展方向。

  也正因此,邊緣計算市場吸引來多家知名企業佈局。分析目前主要的參與者,其大體可分爲互聯網公司、通信設備公司、運營商、芯片企業以及IT基礎設施供應商等。

  

  與往年不同,2019年我們從貼近物聯網業務的PaaS平臺和雲端通用能力入手,製作IoT圖譜。

  物聯網平臺具有承上啓下的作用,是物聯網產業鏈的樞紐。按照功能,可以將其劃分爲設備管理、連接管理、應用使能、業務分析等4個大類。

  事實上,截至目前,沒有一家公司能夠提供從終端設備管理到業務分析的完整服務,每家平臺公司都有自己的專注的領域和優勢,也就是說通信廠商、互聯網公司、IT公司、垂直行業廠商、創業企業都是基於自身定位,爲用戶提供以上4個方面的物聯網業務能力。

  1. 史上最全!物聯網PaaS平臺彙總之國內篇

  國內的主要物聯網PaaS平臺包括:

  2. 史上最全!物聯網PaaS平臺彙總之國外篇

  國外的主要物聯網PaaS平臺包括:

  SaaS層位於PaaS層之上,PaaS可以爲其賦予業務、數據、技術方面的能力,降低SaaS軟件開發企業的技術門檻,讓SaaS開發企業可以專注於業務。

  未來所有的應用,將是基於物聯網PaaS平臺上開發出來的SaaS應用,所以物聯網PaaS平臺將承載未來商業業務。

  因爲物聯網PaaS平臺的戰略性地位,在teknowlogy最新一期的物聯網年度調研中,邀請2,031名使用者對不同的物聯網平臺打分,最終的評分結果千差萬別。

  3. 推動從IoT到智聯網AIoT的升級,成爲2019年發展的主旋律

  物聯網智庫認爲,2019年,人工智能AI+物聯網IoT,也就是智聯網AIoT已經開始起步。

  據Sage預測,到2030年人工智能的出現將爲全球GPD帶來額外14%的提升,相當於15.7萬億美元的增長。

  根據推算,全球人工智能市場將在2020年達到6800 億元,複合增長率達26.2%。2017年,中國人工智能市場規模已達到了216.9億元,同比增長52.8%。到2020年,中國在人工智能的市場規模將達710億元,2015年到2020年間複合增長率爲44.5%。

  全球及中國人工智能市場增速(億人民幣)

  過去一年中,人工智能也在經歷一個打破炒作、尋求落地的過程,人工智能巨頭們開始探索如何爲國民經濟各行業賦能,其中與物聯網融合、藉助物聯網應用落地的渠道是人工智能賦能行業的重要一環。

  AI已在物聯網多個層面進行融合,終端側的AI、邊緣側AI、雲端AI能力架構都已具備。

  海康威視、曠視科技、地平線等,紛紛發佈了物聯網相關平臺和產品,期望通過智聯網AIoT實現更多的落地,同時也是開啓物聯網技術方案落地驗證的一種表現形式。

  

  與以往的物聯網應用分類不同,2019年我們將“用”這個層次,劃分爲消費驅動型、政府驅動型以及產業驅動型應用。

  消費驅動型的應用主要或者直接面向的是個人消費者,比如智慧家庭、穿戴、醫療健康、出行等。

  政策驅動型則與管理城市有關、與民生掛鉤,比如智慧消防、安防、照明、停車等。

  產業驅動型更多考慮的是相關企業看好並推動的行業,智能工業、智慧物流、車聯網、智慧農業等。

  總體來看,不論是消費驅動、政府驅動還是產業驅動,終端泛在化、智能化,數據多維化、共享化是未來的趨勢,而在廣泛分佈的智能終端的基礎上,基於數據的高效服務是各行業參與者關注的核心領域。

  “用”端物聯網產業圖譜(與比例無關)

  值得關注的細分領域極爲衆多,包括:智能家居、智能門鎖、智能音箱、智能穿戴、智慧零售、工業機器人、家庭服務機器人、智能公共事業、智能資產管理與追蹤、智慧農業應用、智能環保、智能教育等,有些領域彼此交織,構成了物聯網的應用生態。

  在上述各個領域,物聯網智庫此前都曾發佈垂直領域的動態圖譜,感興趣的朋友可以關注【物聯網智庫】公衆號,搜索關鍵詞【物聯網全景動態圖譜2.0】查詢。

  ----彩蛋----

  科創板潛在IoT標的企業圖譜

  科創板主要服務於符合國家戰略、突破關鍵核心技術、市場認可度高的科技創新企業。

  與主板、創業板不同,科創板更加註重企業科技創新能力,允許符合科創板定位、尚未盈利或存在累計未彌補虧損的企業在科創板上市,目的是推動互聯網、大數據、雲計算、人工智能和製造業深度融合。

  符合標準的物聯網企業將佔據重要地位,由物聯網智庫繪製的“科創板潛在物聯網標的公司圖譜”對此進行了清晰的梳理,其中涉及近200家潛在IoT標的公司。

  最後,播報一個好消息,今年是物聯網智庫首次、免費、完整的提供IoT圖譜報告全文的下載通道。

  還等什麼~~

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