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1、 D 智能家居市場及技術分析智能家居市場及技術分析報告報告 智慧芽智慧芽 Discovery 科技創新情報平臺科技創新情報平臺 D 目錄目錄 總結總結.3 智能家居生活場景智能家居生活場景.4 智能家居介紹及發展歷史智能家居介紹及發展歷史.6 智能家居行業市場現狀智能家居行業市場現狀.7 市場規模和發展集中地市場規模和發展集中地.7 主要參與企業主要參與企業.7 資本市場投資情況分析資本市場投資情況分析.8 智能家居產業鏈及技術分析智能家居產業鏈及技術分析.10 產業鏈產業鏈.10 資本市場投資方向資本市場投資方向.10 學術科研方向學術科研方向.11 企業專利布局企業專利布局.13 D 總結

2、總結 智能家居（smart home，home automation），又稱智慧家庭，是一種方便的家庭布局和設置，在智能家居中，各種家用電器和設備可通過控制中心如手機等在任何地方實現遠程自動控制。智能家居中的設備通過物聯網技術相互連接，用戶可以對各種家庭生活場景進行遠程控制，如房門開關控制、溫度調節、濕度調節、光線開關和家庭影院等。據 Markets and Markets 發布的市場調研報告顯示，全球智能家居市場規模預計將從 2020 年的 789 億美元增長到2025 年的 1823 億美元，在預測期內的年均復合增長率為 18.23%。根據艾瑞咨詢的數據，國內智能家居市場規模在 2016

3、年為 620 億元，到 2022 年預計會增長到 2175 億元，年均復合增長率為 23.3%。從全球開源新聞媒體信息、全球投資交易總額、全球科研論文數量分布、全球專利數量分布這四個維度來看，全球智能家居的發展主要集中在美國和中國。目前智能家居行業處于高速發展階段，資本市場投資活躍、各大企業專利布局提高壁壘、科研主體對技術研究表示出極大的興趣。智能家居領域技術范圍廣，依賴物聯網技術、人工智能、半導體技術、通信技術和云計算平臺，終端產品呈現多樣化。資本市場的投資機構和企業專利布局偏向更加實用化的技術，如人工智能技術、數據處理等，以及終端應用方向如各種智能家居產品。投資機構主要有投資機構有 Int

4、el Capital、Techstars 和 Sequaia Capital，海爾、Samsung 和華為較為廣泛的布局在智能家居領域的專利。學術領域的科研主體主要為中國的中國科學院以及美國的華盛頓州立大學，研究方向分布在智能家居的“軟件”領域，包括云計算、嵌入式系統、人工智能、機器學習、即時計算和分布式計算。對于“硬件”領域主要有無線傳感器網絡的構建、人機交互設計、智能組網、無線網絡技術和底層架構設計。國外智能家居行業的公司有 Google、Amazon、Apple、Samsung Electronics，四家公司具有較硬的技術實力和深厚的資本加持，通過收并購和自研的形式擴張智能家居行業的版

5、圖。Google 在人工智能、大數據領域有較厚的技術背景，通過收購 Nest 構建統一家居通信協議，打造自己的家居生態圈。全球家用電子產品巨頭 Samsung 通過收購 smartThings 幫助其家電產品相互聯通，形成協同效應，并兼容不同的智能家居設備。Apple 著重發力打造自家HomeKit 智能家居平臺，讓 iPhone 成為智能家居的控制中心，發揮軟硬結合，生態系統的優勢。國內的主要公司是小米、海爾、美的和華為。小米通過投資加孵化的方式扶持小米生態鏈公司，設計生產智能家居產品并以小米手機作為控制終端將產品相聯，打造小米智能家居生態圈。華為是國內唯一一家在芯片、云計算和終端應用系統都

6、有布局的國內企業，得益于華為巨大的技術優勢，將會加大與主流家電企業間的戰略合作，充分利用自己在軟件上優勢。至于海爾和美的，家電產品銷量上的優勢十分明顯，它需要一個開放的平臺，讓自己的產品互聯互通，同時能和其它產品協同，因此與互聯網等科技公司的合作會彌補技術上的缺失，充分利用科技公司在人工智能、大數據、通信等技術領域的優勢。隨著芯片技術、傳感器技術、邊緣技術、人工技術等領域的發展，未來的智能家居會實現去中心化，各種技術達到無縫整合，實現終極無感的階段。設備會根據人當時的狀態自發的進行變化，如調節溫度、燈光亮度，會主動分析及預測人的活動并做出相應的反應，而不是通過單獨的設備控制。生物識別將會成為新

7、的識別模式，新智能材料將使家庭更精簡、更節能，多功能設備將作為平臺，使單功能設備過時?？傊?，未來的智能家居更是一個無縫銜接的統一系統，將會越來越接近電影鋼鐵俠中主人公 Tony Stark 的家。D 智能家居生活場景智能家居生活場景 提起全屋智能家居場景，比爾蓋茨的“Xanadu 2.0”或許能給到大家最為直觀的感覺，作為 IT 巨擘，比爾蓋茨為自己的家設計了無數的互動軟件和高科技功能，在近 30 年前就將住宅“全智能化”，力求人在屋外也可以隨時掌控屋內的一切動態?！癤anadu”，在捷克文的意思為“室外桃園”，來源于電影第四力量。比爾蓋茨于 1990 年開始打造“Xanadu 2.0”，用時

8、 7 年之久，鋪設電纜將近 84 公里，耗資 6300 萬美元將其建造成一座高科技莊園。1 圖表 1“Xanadu 2.0”遠景 這座高科技莊園，從本質上來說其實就是智能家居，不僅是微軟技術實力的對外展示，還展示了人類未來智能生活場景。比爾蓋茨曾在 1995 年出版的未來之路中預言：“在不遠的未來，沒有智能家居系統的住宅會像不能上網的住宅一樣不合潮流?！? 比爾蓋茨的“Xanadu 2.0”滿足了大眾對智能家居的一切幻想，“Xanadu 2.0”的智能家居系統由智能安防、智能家電、智能環境控制、智能監控組成。3 智能安防：入口處安裝有“人臉識別”系統，若無許可則會被系統認定入侵，引發報警，監控

9、攝像頭可讓主人全方位查看家中一切情況。智能家電：廚房內的冰箱會記錄食材存放時間，各種烹飪鍋內都有測溫裝置并與控制裝置相連，保證烹飪時菜肴不過熱爆炸或外溢。智能環境控制：這座豪宅內置了高科技傳感器系統，能夠隨時監控室內溫度和照明情況。地板中的傳感器會在 15 厘米內追蹤人的足跡，在感應到人來時會自動打開照明，在離去時會自動關閉。不僅如此，豪宅內三層圓頂私人圖書館內的光線會隨著外界陰晴變化而進行調整。1 https:/ https:/ 3 https:/ D 圖表 2“Xanadu 2.0”智能監控 圖表 3“Xanadu 2.0”廚房 圖表 4“Xanadu 2.0”臥室 圖表 5“Xanadu

10、 2.0”私人圖書館 同樣，林志穎的豪宅也被稱為“全球最智能的未來私宅”，可實現語音、遠程操控全屋智能家電。另外，電影鋼鐵俠中的主人公 Tony Stark 的豪宅可以說最具未來感、最具智能感，電影中房屋完全由智能管家 J.A.R.V.I.S.管理，J.A.R.V.I.S.具有獨立思考能力，會幫 Tony Stark 處理各種事務、計算各種信息，滿足了我們對未來智能家居的各種幻想。得益于目前物聯網、通信、半導體和人工智能技術的發展，智能家居不再是尋常人家遙不可及的產物，不再是對未來生活憧憬的幻想。在智能家居生活中，人不再是生硬地生活在家中，而是與家有機的融合在一起，真正成為了家庭生活的享受者。

11、D 智能家居介紹智能家居介紹及發展歷史及發展歷史 智能家居（smart home，home automation），又稱智慧家庭，是一種方便的家庭布局和設置，在智能家居中，各種家用電器和設備可通過控制中心如手機等在任何地方實現遠程自動控制。智能家居中的設備通過物聯網技術相互連接，用戶可以對各種家庭生活場景進行遠程控制，如房門開關控制、溫度調節、濕度調節、光線開關和家庭影院等。發展歷程發展歷程 1901 年至 1920 年，大眾對智能家居產生了朦朧的憧憬，電力逐漸被引入到千家萬戶，當時的家用電器被人們稱為智能產品。1965 年至 1966 年，西屋電器（Westinghouse Electric

12、）工程師 James Sutherland 發明了 Echo IV 第一臺家庭智能中控主機，該主機能幫人們計算購物清單、調控室內溫度、控制家用電器的開關。同時，霍尼韋爾公司（Honeywell）研發了世界第一臺智能廚房電腦。1975 年，首個針對智能家居通信的協議 X10 電力載波技術協議開發并獲得專利。X10 能夠在房屋的電路網絡中發送控制信號來控制設備的運作。1984 年，世界第一幢智能大樓 City Place Building 在美國康州誕生，大樓配備了遠程通信系統、辦公自動化和自動監控設備。1997 年，現代意義上的第一座智能家居豪宅 Xanadu2.0 建成，智能住宅不再是科幻小說

13、中人們對未來美好家庭生活的幻想，已經成為了現實。2000 年開始，智能家居行業迅速發展，相關技術日趨成熟，智能家居產品進入普通大眾的選購清單。1999 年和2003 年，Z-wave 和 Zigbee 通信協議獲得成熟開發，解決了設備之間的數據傳輸問題。2010 年，Nest Labs 成立并在第二年發布第一款智能產品 Nest Learning Thermostat。2012 年，SmarThings 成立并發起眾籌開發智能家居產品，總共募集到 120 萬美金的資金。2013 年，微軟智能家居實驗室 Lab of Things 建立。國外大科技公司如Apple、Amazon、Google 先

14、后發布智能家居產品和控制平臺。國內廠家如小米、華為、海爾、美的等也采取自行研發和收購并購的方式布局智能家居行業，打造自己的智能家居生態圈。D 智能家居行業市場智能家居行業市場現狀現狀 市場規模和發展集中地市場規模和發展集中地 據 Markets and Markets 發布的市場調研報告顯示，全球智能家居市場規模預計將從 2020 年的 789 億美元增長到2025 年的 1823 億美元，在預測期內的年均復合增長率為 18.23%。4 根據艾瑞咨詢的數據，國內智能家居市場規模在 2016 年為 620 億元，到 2022 年預計會增長到 2175 億元，年均復合增長率為 23.3%。5 從全

15、球開源新聞媒體信息、全球投資交易總額、全球科研論文數量分布、全球專利數量分布這四個維度來看，全球智能家居的發展主要集中在美國和中國。其中美國在新聞媒體宣傳和資本市場中投資交易總額中占據優勢。在學術科研方面，美國和中國幾乎齊頭并進，引領著全球智能家居的科研方向，但是印度也慢慢積蓄著科研的力量，緊緊追趕著歐美的腳步。在專利方面，中國在數量上一枝獨秀，遙遙領先于美國，可以發現中國企業在智能家居方面持續取得技術進步，抓緊專利布局，構建專利壁壘。圖表 6 智能家居領域新聞媒體信息數量地域分布 圖表 7 智能家居領域投資情況（交易總額）地域分布 圖表 8 智能家居領域學術科研地域分布 圖表 9 智能家居領

16、域專利數量地域分布 主要參與企業主要參與企業 通過對新聞媒體信息數據的整合和分析，我們可以發現在新聞媒體中，被較多提到的企業有 Google、Amazon、Apple、Samsung Electronics。最近 6 個月內，全球媒體關于智能家居的討論熱度不斷升高，熱度主要圍繞在Amazon、Google 和 Apple 這三家公司。在全球智能家居市場中，Google、Amazon、Apple 和 Samsung Electronic 具有較硬的技術實力和深厚的資本加持。Google 在 2014 年 1 月 14 日收購了智能家居產品開發和生產商 Nest。Samsung Electroni

17、c 于 2014 年 8 月收購家居自動化公司 smartThings。兩筆收購拓展了 Google 和 Samsung Electronic 在智能家居行業的版圖，同時極大的增加了兩家公司智能家居產品的技術儲備和產品研發能力。Amazon 和 Apple 本身具有較為深厚的技術功底和產品設計能力，陸續在市場上推出了自己的產品和智能家居平臺。4 https:/ https:/ D 圖表 10 智能家居領域全球新聞媒體提及最多的企業 資本市場投資情況分析資本市場投資情況分析 各大科技公司和家用電器公司積極布局智能家居領域，資本市場對智能家居行業的關注度逐漸提高。智能家居領域投資資本市場交易數量和

18、交易總額從 2011 年起穩步增加，智能家居行業持續受到資本關注。2014 年全年的交易金額達到最大，這一年在智能家居行業發生了兩筆重大的收購，google 用 32 億美元收購 Nest，三星以 2 億美元收購了 smartThings，用來擴張自己在智能家居領域的版圖。在全球智能手機市場增長趨于放緩的情況下，Samsung、Apple 以及 Google 都希望在新市場中有所斬獲。從這三家國際公司的選擇來看，在智能家居市場里，先擁有硬件已經成為共識。蘋果有 HomeKit，Google 有 Nest，而Samsung 則擁有 SmartThings。蘋果通過 HomeKit 開放，接入第三

19、方智能家居產品，讓 iPhone 成為智能家居的控制中心，發揮軟硬結合，生態系統的優勢；Google 則從 Nest 入手，構建統一的智能家居通信協議；至于Samsung，智能手機、家電產品銷量上的優勢十分明顯，它需要一個開放的平臺，讓自己的產品互聯互通，同時能和其它產品協同。圖表 11 智能家居領域投資交易情況 全球智能家居行業的投資種類豐富，包括風險投資、種子投資、天使投資、IPO、債券融資、政府資助等主要融資類型。但是，目前來說主要以風險投資和種子投資為主。從側面說明智能家居行業目前整體處于發展階段，并且智能家居行業的競爭較為激烈。D 圖表 12 智能家居領域投資類型 風險投資輪數主要分

20、布在種子輪和 A 輪。創業公司的創業輪次（融資輪次）與其業務發展里程碑相對應。種子輪的公司基本處在驗證用戶需求中，而 A 輪的公司處在驗證商業模式中。A 輪和種子輪的公司一般處于初創階段，用戶需求、商業模式、技術壁壘還在發展。風投公司在此時進入收益較大。側面反映智能家居行業處于發展的初期階段，被資本市場的關注度高，大量初創公司進入到該行業，競爭激烈。圖表 13 智能家居領域風險投資輪數分布 D 智能家居產業鏈智能家居產業鏈及技術分析及技術分析 產業鏈產業鏈 智能家居，以住宅為平臺，依賴物聯網技術、人工智能、通信技術和云計算平臺，將家居設備有機互聯，使家居設備能夠集中管理、遠程控制和聯動使用，實

21、現家庭環境管理、安全防衛、影音娛樂與家居生活有機結合。主要應用場景包括智能家電、智能娛樂、智慧安防、智能環境控制等。智能家居產業鏈上下游較長，參與者遍布芯片設計、制造，傳感器提供商，通訊模塊，智能控制器，智能終端，全屋智能解決方案提供商。按技術層級分類，可分為：基礎層：底層的物聯網技術和智能語音、視覺識別、生物識別等 AI 技術。技術層：芯片和傳感器等元器件供應商，通信模塊和智能控制器等中間供應商。應用層：智能家居管理控制平臺（云服務、操作系統）、終端產品、全屋智能解決方案。圖表 14 智能家居領域產業鏈示意圖 資本市場資本市場投資方向投資方向 風投領域較為活躍的投資機構如下 10 家，并且每

22、家風投機構投資的側重點和布局各有差異。結合 Discovery 數據庫中的投資數據，我們可以發現 Intel 最近投資了物聯網醫療、物聯網安全、人工智能圖像處理、智能醫療監控、人工智能芯片等領域。Techstars 最近投資了數據傳輸安全、動作識別、終端智能控制軟件系統、智能廚房、語音識別技術、可穿戴設備、健康監控、數據處理系統平臺等領域。Sequoia 主要投資物聯網安全、各類操作平臺系統和物聯網醫療。D 圖表 15 智能家居領域投資方交易數量排名 投資細分技術反應資本市場認為有發展前景的技術領域。主要大方向是智能家居和物聯網，同時智能家居是物聯網的一個應用場景。技術層面細分主要有軟件和設備

23、方向，包括設備之間的通信、數據分析處理、人工智能技術。圖表 16 智能家居領域投資細分技術排名 學術學術科研方向科研方向 智能家居行業的學術研究論文數量從 2011 年開始穩步增加。2018 年開始增長放緩?？蒲兄黧w對于智能家居行業的關注在逐步上升。圖表 17 智能家居領域學術文獻發表趨勢 D 主要研究主體為中國科學院和美國華盛頓州立大學。圖表 18 智能家居領域主要學術研究主體 學術領域的研究分支為嵌入式系統、物聯網、人工智能、人機交互和通信。熱門學術研究主要分布在智能家居的“軟件”領域，包括云計算、嵌入式系統、人工智能、機器學習、即時計算和分布式計算。對于“硬件”領域主要有無線傳感器網絡的

24、構建、人機交互設計、智能組網、無線網絡技術和底層架構設計。實際應用場景有活動識別和物聯網醫療。圖表 19 智能家居領域學術熱門研究領域細分 D 企業企業專利布局專利布局 智能家居行業專利申請量逐年增加，相關技術不斷發展，相關智能家居行業公司抓緊技術布局。2011 年至 2016年授權比均高于 50%，技術發展處于初期階段，大量專利空白需要填補。2017 之后，由于很多專利還在審查中，因此授權比下降，但是從提交的專利數量來看，技術發展勢頭依然迅猛。2019 年專利申請量達到高峰。圖表 20 智能家居領域專利申請與授權趨勢 全球專利申請人中，青島海爾通過子公司進行廣泛的專利布局，提高在智能家居技術

25、領域的國際競爭力，由于海爾同時也是家用電器生產制造商，因此在海爾的智能家居布局中，將會以打造產品生態圈，實現自己品牌家用電器的互通互聯。同時我們也可以看到華為也在抓緊進行專利申請，提高專利占有量。圖表 21 智能家居領域全球專利權人排名 D 智能家居行業在中國布局專利的企業主要以國內企業和在華有大量業務的家電公司，如海爾和三星。除了海爾及其子公司的專利布局外，傳統國內家用電器企業，美的、格力也在積極的進行著專利的布局。圖表 22 智能家居領域專利受理國為中國的申請人排名 D 智能家居行業的專利主要布局在數據傳輸、移動通信、無線通信、數據處理和圖像處理等領域。這些技術領域均屬于智能家居的最底層核心支撐技術，在這些技術領域布局，將會提高企業的技術壁壘，構筑護城河。圖表 23 智能家居領域專利技術布局