《AIoT星圖研究院:2024中國物聯網產業創新白皮書(296頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《AIoT星圖研究院:2024中國物聯網產業創新白皮書(296頁).pdf(296頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:186763859333 參編單位:發布單位:發布單位(排名不分先后)AIoT 星圖研究院深圳市物聯網產業協會廈門市物聯網行業協會上海市物聯網行業協會杭州市物聯網行業協會北京物聯網智能技術應用協會河南省物聯網行業協會重慶市物聯網產業協會成都物聯網產業發展聯盟無錫市物聯網產業協會蘇州市物聯網協會福建省物聯網行業協會青島市物聯網協會香港物聯網商會浙江省物聯網產業協會中關村物聯網產業聯盟寧波市物聯網智能技術應用協會珠海市物聯網行業協會陜西省物
2、聯網產業聯盟山東省物聯網協會臺灣物聯網協會湖南省物聯網行業協會合肥市物聯網行業協會參編單位中國移動通信集團有限公司 廣州技象科技有限公司IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:186763859335 版權與免責聲明本報告是 AIoT 星圖研究院和深圳市物聯傳媒有限公司的調研與研究成果。本報告內所有數據、觀點、結論的版權均屬 AIoT 星圖研究院和深圳市物聯傳媒有限公司擁有,任何單位和個人,不得在未經授權和允許的情況下,進行全文或部分形式(包含紙制、電子等)引用、復制和傳播。
3、不可斷章取義或增刪、曲解本報告內容。AIoT 星圖研究院和深圳市物聯傳媒有限公司擁有對本報告的解釋權。本報告所包含的信息僅供相關單位和公司參考,所有根據本報告做出的具體行為與決策,以及其產生的后果,AIoT 星圖研究院和深 圳市物聯傳媒有限公司概不負責。關于 AIoT 星圖研究院AIoT 星圖研究院是一家專注于物聯網領域的市場調研機構。以一線 AIoT 企業經營信息為基礎,致力于將復雜的物聯網產業輸出為簡潔、清晰的可視化數據信息。AIoT 星圖研究院立足于物聯傳媒與 IOTE 物聯網展近 20 年的專業積累、8000+客戶與 20W+用戶資源,將專業經驗與接地氣的行業調研結合,為 AIoT 產
4、業界等帶來最可信的信息情報、最全面的調研、最真實的趨勢、最權威的解讀、最專業的洞見。歡迎添加個人微信歡迎添加個人微信歡迎添加個人微信 報告分析師介紹姓名:肖女士 職位:AIoT 星圖產業研究院行業分析師 個人簡介:重點關注物聯網通信技術,主導撰寫了 中國 LoRa 產業市場調研報告(2020 版)、中國 5G NB-IoT 產業市場調研報告(2021 版)、非蜂窩低功耗遠距離物聯網技術市場研究報告(2022 版)、北斗室外物聯網定位市場調研報告(2023 版)、蜂窩物聯網系列之 LTE Cat.1 市場跟蹤調研報告(2023 版)、蜂窩物聯網系列之 5G 市場跟蹤調研報告(2023 版)。姓名
5、:露西 職位:AIoT 星圖產業研究院行業分析師 個人簡介:從事物聯網媒體與市場調研工作超 7 年,現為 AIoT 星圖研究院分析師,曾主導撰寫 中國智能人居產業研究報告(2022)、中國藍牙物聯網產業研究報告(2023)、中國 Wi-Fi 物聯網產業研究報告(2023)、中國物聯網平臺產業研究報告及案例集(2023),研究側重于小無線連接技術、物聯網平臺、云計算、企業服務等領域,熱愛傾聽、發現數字化浪潮下的商業故事。姓名:江毅誠 職位:AIoT 星圖研究院行業分析師 個人簡介:“用心觀察,留心分析,熱心分享”,側重無源物聯網、芯片等領域,致力于尋找行業發展的軌跡和趨勢。撰寫過中國智能倉儲市場
6、調研報告(2023 版)、2023中國 RFID 無源物聯網產業應用報告PART1 目錄/CONTENTS前言 01PART01 物聯網產業概述 02一、物聯網產業介紹 021、物聯網概念簡介 022、物聯網產業結構 03二、中國物聯網產業發展現狀 031、物聯網市場規模 032、物聯網市場結構 043、物聯網用戶規模 044、物聯網終端連接數 055、物聯網領域投融資情況 05三、物聯網產業面臨的問題與機遇 051、產業面臨的新挑戰 052、產業迎來的新機遇 06PART02 政策、法律法規及標準 07一、全國性政策梳理 071、感知層政策 072、通信層政策 083、平臺層政策 084、應
7、用層政策 09二、物聯網數據安全與數據合規 121、數據安全領域介紹 122、國內外物聯網數據安全和隱私保護相關法律法規 122.1 中國物聯網數據隱私保護相關法律法規 122.2 國外物聯網數據安全和隱私保護相關法律法規 133、數據隱私保護法律法規為物聯網產品服務帶來的合規挑戰 143.1 基于物聯網架構類型的常見合規挑戰 143.2 基于數據安全與隱私保護要求框架的常見合規挑戰 144、如何做好物聯網數據合規 154.1 量身定制數據合規策略和合規文化 154.2 落實法律法規,健全制度體系 16PART03 感知層 物理感知的樞紐 17一、感知行業背景介紹 171、感知行業簡介 172
8、、感知行業發展歷程 173、感知行業發展現狀 174、行業面臨的挑戰 18二、感知技術市場分析 181、RFID 無源物聯網 181.1 RFID 無源物聯網行業介紹 181.2 RFID 無源物聯網創新性體現 191.3 RFID 無源物聯網產業鏈介紹 201.4 RFID 無源物聯網市場運營分析 201.5 RFID 無源物聯網產業最新趨勢 242、毫米波雷達 242.1 毫米波雷達行業背景 242.2 毫米波雷達創新性體現 262.3 毫米波雷達產業鏈介紹 282.4 毫米波雷達市場運營分析 312.5 毫米波雷達發展趨勢分析 343、激光雷達:363.1 激光雷達行業背景 363.2
9、激光雷達創新性體現 393.3 激光雷達產業鏈介紹 403.4 激光雷達市場運營分析 413.5 激光雷達發展趨勢分析 454、柔性傳感器 454.1 柔性傳感器行業背景 454.2 柔性傳感器創新性體現 474.3 柔性傳感器產業鏈介紹 494.4 柔性傳感器市場運營分析 504.5 柔性傳感器發展趨勢分析 515、智能傳感器 525.1 智能傳感器行業背景 525.2 智能傳感器創新性體現 525.3 智能傳感器產業鏈介紹 555.4 智能傳感器市場運營分析 565.5 智能傳感器發展趨勢分析 576、3D 視覺傳感器 576.1 3D 視覺傳感器行業背景 576.2 3D 視覺傳感器創新
10、性體現 606.3 3D 視覺傳感器產業鏈介紹 616.4 3D 視覺傳感器市場運營分析 626.5 3D 視覺傳感器發展趨勢分析 647、MEMS 傳感器 657.1 MEMS 傳感器行業背景 657.2 MEMS 傳感器創新性體現 677.3 MEMS 傳感器產業鏈介紹:697.4 MEMS 傳感器市場運營分析 707.5 MEMS 傳感器發展趨勢分析 718、北斗及衛星高精度定位 728.1 北斗高精度定位行業背景 728.2 北斗高精度定位創新性體現 748.3 北斗高精度定位產業鏈介紹 758.4 北斗高精度定位市場運營分析 788.5 北斗高精度定位發展趨勢分析 799、5G 高精
11、度定位 809.1 5G 高精度定位行業背景 809.2 5G 高精度定位技術介紹 819.3 5G 高精度定位市場運營分析 839.4 5G 高精度定位發展趨勢分析 8410、UWB 定位 8410.1 UWB 定位行業背景 84IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933810.2 UWB 定位創新性體現 8510.3 UWB 定位產業鏈介紹 8710.4 UWB 定位市場運營分析 8810.5 UWB 定位發展趨勢分析 9211、藍牙定位:9311.1
12、 藍牙定位行業背景 9311.2 藍牙定位創新性體現 9511.3 藍牙定位產業鏈介紹 9711.4 藍牙定位市場運營分析 9811.5 藍牙定位發展趨勢分析 102PART04 傳輸層 信息傳輸管道 104一、物聯網通信行業背景介紹1041、物聯網通信簡介及主流連接技術 104二、創新性物聯網通信技術分析1051、5G(eMBB、RedCap 和 NB-IoT)1051.1 5G 技術介紹 1051.2 國內 5G 產業進程 1061.3 5G 標準與政策 1121.4 5G 市場運營分析 1151.5 5G 發展趨勢分析 1182、LTE Cat.1 1192.1 LTE Cat.1 產業
13、進程 1192.3 LTE Cat.1 市場運營分析 1232.4 LTE Cat.1 產業優勢與困境 1252.5 LTE Cat.1 產業未來發展趨勢 1253、6G 1273.1 6G 技術介紹 1273.2 6G 未來發展趨勢 1304、衛星通信 1314.1 衛星通信產業背景介紹 1314.2 衛星通信產業鏈介紹 1334.3 衛星通信市場分析 1354.4 衛星通信技術應用領域分析 1364.5 衛星通信行業展望 1385、星閃 1385.1 星閃技術介紹 1385.2 星閃技術產業化進程 1425.3 星閃技術發展展望 143 1436、藍牙 1446.1 藍牙物聯網技術起源與標
14、準介紹 1446.2 藍牙物聯網應用領域分析 1456.3 藍牙物聯網市場分析 1476.4 藍牙物聯網創新性分析 1497、Wi-Fi 1507.1 Wi-Fi 技術介紹 1507.2 Wi-Fi 市場分析 1527.3 Wi-Fi 應用領域分析 1557.4 Wi-Fi 產業發展特點與趨勢分析 1578、ZigBee 1588.1 ZigBee 技術介紹 1588.2 ZigBee 發展現狀 1598.3 ZigBee 應用領域 1618.4 ZigBee 發展趨勢分析 1619、LiFi 1629.1 LiFi 技術介紹 1629.2 LiFi 技術市場現狀 1639.3 LiFi 發展
15、趨勢分析 16410、NFC 16410.1 NFC 技術介紹 16410.2 NFC 應用領域分析 16611、Wi-SUN 16711.1 Wi-SUN 技術介紹 16711.2 Wi-SUN 應用領域發展介紹 16812、LoRa16912.1 LoRa 產業背景介紹 16912.2 LoRa 市場分析 17012.3 LoRa 產業鏈分析 17212.4 LoRa 應用領域分析 17312.5 LoRa 產業發展趨勢總結 17513、TPUNB 17513.1 TPUNB 技術簡介 17513.2 TPUNB 產品體系 18213.3 TPUNB 應用場景 18413.4 TPUNB
16、生態體系 18714、RBF 18814.1 RBF 技術簡介 18814.2 RBF 技術最新發展介紹 19114.3 RBF 應用場景 19215、ZETA 19515.1 ZETA 產業發展現狀 19515.2 ZETA 產業發展展望 19916、Chirp-IoT 19916.1 Chirp-IoT 技術簡介 19916.2 ChirpIoT 市場進展 20017、TurMass 20017.1 Turmass 技術簡介 20017.2 Turmass 市場進展 20118、WIoTa 20218.1 WIoTa 技術簡介 20218.2 WIoTa 應用領域分析 20319、LaKi
17、 20319.1 LaKi 技術簡介 20319.2 LaKi 市場進展 204PART05 平臺與軟件層應用實現的橋梁 205一、物聯網平臺產業分析 2051、物聯網平臺功能創新 2052、物聯網平臺產業格局 2063、物聯網平臺市場運營方式 207IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593394、物聯網平臺發展趨勢 208二、物聯網操作系統產業分析 2091、物聯網操作系統功能創新 2092、物聯網操作系統產業格局 2093、物聯網操作系統市場運營方式
18、2104、物聯網操作系統發展趨勢 211三、物聯網數據庫產業分析 2121、物聯網數據庫功能創新 2122、物聯網數據庫市場運營及發展趨勢 212四、物聯網大模型產業分析 2131、物聯網大模型功能創新 2132、物聯網大模型產業格局及運營方式 2143、物聯網大模型發展趨勢 214PART06 應用層百花齊放 215一、產業物聯網主要應用領域分析 2151、智慧城市 2151.1 智慧城市定義 2151.2 智慧城市產業鏈分析 2171.3 智慧城市市場分析 2181.4 智慧城市領域未來趨勢 2192、智能工業 2202.1 智能工業定義 2202.2 智能工業產業鏈分析 2222.3 智
19、能工業市場分析 2232.4 智能工業領域未來趨勢 2243、車聯網 2243.1 車聯網概況 2243.2 車聯網產業鏈分析 2263.3 車聯網市場分析 2274、智慧醫療 2294.1 智慧醫療定義 2294.2 智慧醫療產業鏈分析 2304.3 智慧醫療市場分析 2314.4 智慧醫療發展趨勢 2325、智慧園區 2325.1 智慧園區背景簡介 2325.2 智慧園區市場發展分析 2355.3 智慧園區建設創新方向與發展趨勢 2376、智慧農業 2386.1 智慧農業背景簡介 2386.2 智慧農業市場發展分析 2406.3 智慧農業發展機遇與未來趨勢 2427、智慧零售 2427.1
20、 智慧零售背景簡介 2427.2 智慧零售市場發展分析 2447.3 智慧零售發展趨勢分析 2458、智慧能源 2468.1 智慧能源定義與范疇 2468.2 智慧能源市場發展分析 2478.3 智慧能源發展趨勢分析 2489、智慧物流 2499.1 智慧物流定義與范疇 2499.2 智慧物流市場發展分析 2519.3 智慧物流發展趨勢分析 252二、消費物聯網方向 2531、消費物聯網發展特征與趨勢概述 2531.1 行業需求與發展驅動力分析 2531.2 行業商業模式與發展趨勢分析 2542、消費物聯網熱門單品的市場情況分析 2572.1 智能可穿戴設備 2572.2 智能攝像頭 2602
21、.3 掃地機器人 2643、消費物聯網熱門場景的市場情況分析 2673.1 家庭安防管理系統 2673.2 家庭能源管理系統 2723.3 全屋智能系統 273結語 276IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593310圖表目錄/CONTENTS圖表 1:物聯網體系架構 02圖表 2:2013-2023 年中國物聯網市場規模及增長情況(按銷售額)04圖表 3:物聯網產業各層級產值占比 04圖表 4:2018-2023 年物聯網用戶數量及比重統計情況 04圖表
22、 5:2019-2025 年中國物聯網終端連接數預測 05圖表 6:2018-2023 年中國物聯網行業投融資情況 05圖表 7:物聯網產業面臨的主要挑戰 05圖表 8:感知層主要政策匯總列表 07圖表 9:通信層主要政策匯總列表 08圖表 10:平臺層主要政策匯總列表 08圖表 11:應用層主要政策匯總列表 09圖表 12:智能網聯產品的個人數據的收集運用 12圖表 13:RFID Inlay 成本分析表 18圖表 14:中國 RFID 無源物聯網標簽總出貨量(單位:億個)20圖表 15:中國 RFID 無源物聯網產業總產值(單位:億元)21圖表16:中國UHF RFID標簽應用市場主要細分
23、領域出貨量分析與預測(單位:億個)21圖表 17:不同形態 UHF RFID 讀寫器出貨量分布(單位:萬臺)22圖表 18:中國 HF RFID 主要細分應用領域出貨量及預測(單位:億個)22圖表 19:中國 LF RFID 標簽出貨量預測(單位:百萬個)22圖表 20:中國 LF RFID 市場主要細分應用領域出貨量及預測(單位:百萬個)23圖表 21:2023 年國內 RFID 細分市場產值分布 23圖表 22:毫米波雷達基本特性及優缺點 25圖表 23:毫米波雷達主要應用場景 25圖表 24:無線電及毫米波頻段劃分圖 26圖表 25:毫米波功能及應用分類 26圖表 26:FMCW 汽車雷
24、達原理和組件 27圖表 27:毫米波雷達工作體制分類及優點 27圖表 28:中國康養雷達市場主要競品分析 28圖表 29:4D 毫米波雷達與傳統雷達的區別 28圖表 30:毫米波雷達產業鏈構成圖 29圖表 31:毫米波雷達各元器件占硬件總成本比重 29圖表 32:2019-2023 年國內毫米波雷達企業數量 31圖表 33:國產毫米波雷達企業成立時間段分 31圖表 34:各省市毫米波雷達企業數量占比 31圖表 35:各省市毫米波雷達代表性企業區域分布 32圖表 36:2018-2022 年中國毫米波雷達市場規模(單位:億元)32圖表 37:2018-2022 年中國毫米波雷達出貨量(單位:萬顆
25、)33圖表 38:中國車載毫米波雷達市場競爭格局 33圖表 39:本土 4D 成像雷達廠商市場化進度 34圖表 40:2022-2026 年中國毫米波雷達出貨量及預測(單位:萬顆)35圖表 41:毫米波雷達產品演進:微型化高集成 35圖表 42:毫米波雷達發展趨勢:高精度高分辨 36圖表 43:激光雷達技術路線維度 37圖表 44:激光雷達主流測距方式 37圖表 45:激光雷達掃描方式分類及原理 38圖表 46:激光雷達掃描方式分類及原理 38圖表 47:FMCW 工作原理 39圖表 48:禾賽科技 AT-128 轉鏡激光雷達實測點云 39圖表 49:激光雷達產業鏈上游 40圖表 50:激光雷
26、達產業鏈中游 41圖表 51:激光雷達產業鏈下游 41圖表 52:全球激光雷達解決方案按應用劃分的市場規模(按銷售額)42圖表 53:2020-2025 年全球不同等級智能駕駛滲透率情況 42圖表 54:2023 年中國車載激光雷達出貨量(單位:萬臺)43圖表 55:乘用車載激光雷達項目細節 43圖表 56:全球汽車和工業應用激光雷達細分市場規模(單位:百萬美元)45圖表 57:柔性觸覺傳感器特點及介紹 46圖表 58:柔性傳感器工作原理及優缺點 46圖表 59:半導體材料壓阻效應 48圖表 60:高分子復合材料壓阻效應(d)和隧穿效應(e)48圖表 61:觸覺傳感器設計原理及 3D 打印流程
27、,其中(b)為傳感器靈敏層 3D 打印 49圖表 62:柔性傳感器產業鏈 49圖表 63:柔性傳感器市場主要企業排名 50圖表 64:2022-2029 年全球柔性觸覺傳感器市場有望以 18%的復合增速增長50圖表 65:中國柔性傳感器行業市場規模 51圖表 66:中國柔性傳感器企業分布 51圖表 67:智能傳感器迭代情況 53圖表 68:智能駕駛不同級別的傳感器配置 54圖表 69:工業 4.0 下細分場景對物聯網的應用 54圖表 70:智能傳感器產業鏈圖譜 55圖表 71:2018-2026 年中國智能傳感器市場規模(單位:億元)56圖表 72:中國智能傳感器主要產品品類占比情況 56圖表
28、 73:中國智能傳感器下游應用情況占比 57圖表 74:飛行時間 ToF 測距原理示意圖 58圖表 75:雙目視覺測距原理示意圖 59圖表 76:結構光測距原理示意圖 59圖表 77:3D 視覺傳感器技術特點 59圖表 78:iToF 視覺方案測量原理示意圖 60圖表 79:3D 視覺傳感器產業鏈上游 61圖表 80:3D 視覺傳感器產業鏈中游 62圖表 81:3D 視覺傳感器產業鏈下游 62圖表 82:中國 3D 視覺感知市場規模(單位:億元)63圖表 83:3D 視覺傳感器市場份額分布(按行業)63圖表 84:3D 視覺傳感器市場份額分布(按技術)64圖表 85:2022 年中國機器視覺光
29、源(不含控制器)競爭格局(圖左)64圖表 86:2022 年中國機器視覺光源(含控制器)競爭格局(圖右)64圖表 87:MEMS 產品分類及主要特點 66圖表 88:MEMS 產品按應用領域分類 66圖表 89:波士頓動力機器狗所用傳感器(部分)68圖表 90:MEMS 產業鏈上游 69圖表 91:MEMS 產業鏈中游 70圖表 92:MEMS 產業鏈下游 70圖表 93:2020-2025 年中國 MEMS 市場規模及預測 70圖表 94:2020-2025 年中國 MEMS 市場結構及預測 71圖表 95:2023 年中國傳感器行業市場份額 71圖表 96:2023 年中國傳感器行業市場集
30、中度 71圖表 97:全球衛星定位系統一覽表 72圖表 98:北斗/RTK 定位方案 73圖表 99:衛星導航行業產業鏈環節 76圖表 100:北斗系統用戶段產業鏈圖譜 77圖表 101:2014 年-2021 年北斗用戶段產業鏈各環節產值占比變化情況78圖表 102:2006-2021 年我國衛星導航與位置服務產業總體產值(單位:億元)79圖表 103:5G 定位應用場景與行業 80圖表 104:中國 5G 定位終端設備出貨量分析(單位:萬個)83IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅
31、那)參展聯系:1867638593311圖表 105:UWB 定位模式及技術原理示意圖 85圖表 106:UWB-Beacon 產品價格趨勢(單位:元)85圖表107:中國 UWB 產品-IoT 企業級市場主要細分市場出貨量分析(單位:萬個)86圖表 108:UWB 產業鏈上游 87圖表 109:中國 UWB-IoT 企業級應用市場芯片出貨量(單位:萬片)89圖表 110:中國 UWB-IoT 企業級市場基站標簽出貨量分析(單位:萬個)89圖表 111:中國 UWB-IoT 企業級市場國產芯片國外芯片分立器件分析(單位:萬個)90圖表 112:中國 UWB-IoT 企業級應用市場產值分析(單位
32、:億元)90圖表 113:中國煤礦市場 UWB 產品出貨量分析(單位:萬個)91圖表 114:中國化工廠市場 UWB 產品出貨量分析(單位:萬個)91圖表 115:中國 UWB 四大市場出貨量預估(單位:萬個)92圖表 116:中國 UWB 四大市場產值預估(單位:億元)92圖表 117:藍牙 AoA 與 AoD 技術示意圖 94圖表 118:低功耗藍牙信道探測頻段分布 95圖表 119:CS 物理信道原理示意圖 96圖表 120:藍牙技術對比 96圖表 121:藍牙產業鏈上游 97圖表 122:藍牙產業鏈中游 98圖表 123:藍牙產業鏈下游 98圖表 124:中國藍牙 AoA/AoD-B
33、端市場基站與標簽出貨量(單位:萬個)98圖表 125:中國藍牙 AoA/AoD 市場產值分析(單位:億元)99圖表 126:中國藍牙 AoA/AoD 市場主要細分市場出貨量分析(單位:萬個)99圖表 127:藍牙 AoA 在不同細分行業的競爭優勢及未來市場格局分析 99圖表 128:中國藍牙 Beacon 市場出貨量分析(單位:萬個)100圖表 129:中國藍牙 Beacon 市場產值分析(單位:億元)100圖表 130:中國藍牙 Beacon 市場主要細分市場出貨量分析(單位:萬個)100圖表131:中國藍牙點對點定位消費級市場主要細分市場出貨量分析(單位:萬個)101圖表 132:中國藍牙
34、點對點定位消費級市場產值分析(單位:億元)101圖表 133:中國藍牙網關房間級定位市場出貨量分析(單位:萬個)102圖表 134:中國藍牙網關房間級定位市場產值分析(單位:億元)102圖表 135:市場主流物聯網通信技術匯總 104圖表 136:2023 年通信領域融資輪次分布 105圖表 137:2023 年通信領域企業融資金額分布 105圖表 138:1G 到 5G 的特性對比 106圖表 139:5G RedCap 芯片產品列表 108圖表 140:5G RedCap 模組產品列表 108圖表 141:國內各類 5G 終端款式及占比情況 110圖表 142:5G 三大應用場景 110圖
35、表 143:5G 典型應用與潛力應用 111圖表 144:RedCap 典型應用場景 112圖表 145:Relcase 15-Relcase 19 主要內容 112圖表 146:Relcase 17 主要演進方向 113圖表 147:5G 演進時間規劃 113圖表 148:5G 與 5G-A 對比 113圖表 149:5G-A 六大應用場景 114圖表 150:5G 重要政策梳理 114圖表 151:2022-2026 年 5G eMBB 模組出貨量(單位:萬片)115圖表 152:2022-2023 年 5G eMBB 模組各領域出貨量(單位:萬片)116圖表 153:2018-2026
36、年 5G NB-IoT 模組出貨量預測(單位:萬片)116圖表 154:2022 年 5G NB-IoT 模組各領域出貨量(單位:萬片)117圖表 155:2019-2025 年 5G eMBB 與 4G 終端成本趨勢對比(單位:美元)117圖表 156:中國 LTE 基站數量統計(單位:萬座)120圖表 157:國產 LTE Cat.1 芯片企業及產品匯總 120圖表 158:LTE Cat.1 應用場景分析 121圖表 159:LTE Cat.1 典型應用場景 122圖表160:2017-2027年國內LTE Cat.1 bis芯片總出貨量預測(單位:萬片)123圖表 161:LTE Ca
37、t.1 模組價格走勢預測(單位:元)124圖表 162:衛星通信系統對比 131圖表 163:不同衛星通信頻段的應用情況對比 132圖表 164:衛星通信發展史上重要節點事件 133圖表 165:中國衛星通信企業競爭梯隊 135圖表 166:中國在軌通信衛星運營商運營數量 TOP5 136圖表 167:衛星通信應用領域及現狀分析 137圖表 168:星閃通信無線系統架構圖 140圖表 169:SLE 和 SLB 的技術特點 141圖表 170:星閃多場景組合下的頻譜復用情況及可行性分析 142圖表 171:星閃典型應用場景的商用節奏 143圖表 172:藍牙 4.0 低功耗特性 144圖表 1
38、73:藍牙 5.0 在藍牙 4.X 基礎上引入了 2 類新的物理層 144圖表 174:藍牙物聯網應用分類 145圖表 175:藍牙物聯網兩大應用市場 146圖表 176:藍牙物聯網應用全景及熱度分布圖 146圖表 177:藍牙物聯網企業商業模式分析 147圖表 178:藍牙設備出貨量增長情況(單位:億片)148圖表 179:藍牙物聯網細分時長出貨量情況及預測(單位:億)149圖表 180:Wi-Fi 發展歷程 150圖表 181:Wi-Fi 標準組合 151圖表 182:歷代 Wi-Fi 標準特性 151圖表 183:Wi-Fi Halow 與其他技術對比 152圖表 184:按 Wi-Fi
39、 標準分類的全球市場規模情況 154圖表 185:按 Wi-Fi 標準分類的全球市場份額占比 154圖表 186:歷年全球 Wi-FiMCU 出貨量(單位:億顆)155圖表 187:歷年藍牙平臺設備和藍牙外圍設備的總量分布 155圖表 188:Wi-Fi 主要應用場景 156圖表 189:Wi-Fi Halow 應用場景分類 156圖表 190:Wi-Fi 個標準戰略要點呈現 157圖表 191:Zigbee 芯片出貨量(單位:百萬顆)160圖表 192:2019-2023 年我國光通信行業市場規模及增速 163圖表 193:LiFi 主要應用場景 163圖表 194:NFC 技術發展歷程 1
40、65圖表 195:NFC 應用的五種基本類型 166圖表 196:NFC 典型應用領域分析 166圖表 197:Wi-SUN 設定檔 167圖表 198:Wi-SUN FAN 和 Wi-SUN HAN 網絡的技術細節和區別 168圖表 199:LoRa 技術特性 169圖表 200:LoRa 各階段發展特點 170圖表 201:2017-2025 年全球 LoRa 終端年度出貨量情況(單位:億個)171圖表 202:2017-2025 年全球 LoRaWAN 網關年度出貨量情況(單位:萬個)171圖表 203:LoRa 典型應用領域 174圖表 204:TPUNB 技術特性 176圖表 205
41、:TPUNB 技術體系及能力 176圖表 206:TPUNB 三種工作模式 177圖表 207:TPUNB S-FSK 調制 177圖表 208:TPUNB 系統系統主要能力與性能指標 178圖表 209:TPUNB 物聯感知系統架構 179圖表 210:TPUNB 網絡架構 180圖表 211:TPUNB 感知平臺 TPaaS 平臺架構 181圖表 212:TPUNB 產品體系 182圖表 213:TPUNB 生態體系 187IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867
42、638593312圖表 214:RBF 技術性能參數 188圖表 215:RBF 技術網絡拓撲 189圖表 216:RBF 協議棧 190圖表 217:偽隨機序列跳頻示意圖 190圖表 218:終端節點與中心節點雙向對稱通信示意圖 191圖表 219:RBF 技術網絡模式 191圖表 220:RBF 智能家居&自動化方案 192圖表 221:公寓、別墅、小型商超三類場景需求與痛點分析 193圖表 222:基于 RBF 技術的公寓場景解決方案 193圖表 223:基于 RBF 技術的別墅場景解決方案 194圖表 224:基于 RBF 技術的小型商超場景解決方案 195圖表 225:ZETA 網絡
43、節點及其功能 196圖表 226:Advanced M-FSK 應用場景 197圖表 227:TurMass 主要應用領域 201圖表 228:WIoTa 網絡架構 202圖表 229:基于物聯網平臺開發比傳統開發的創新性 205圖表 230:物聯網平臺四大功能介紹 206圖表 231:開源和閉源的特征對比 208圖表 232:物聯網數據庫功能特征 212圖表 233:物聯網智慧城市應用架構示意圖 216圖表 234:全國及各省市“十四五”規劃中有關智慧城市的內容 217圖表 235:智慧城市產業鏈上游 217圖表 236:智慧城市產業鏈中游 218圖表 237:智慧城市產業鏈下游 218圖表
44、 238:2018-2024 年中國智慧城市市場規模(單位:萬億元)218圖表 239:我國各級城市開展智慧城市頂層設計情況 219圖表 240:工業互聯網概念全景圖 220圖表 241:我國工業互聯網應用成果(截至 2021 年)221圖表 242:智能工業政策梳理 221圖表 243:智能工業產業鏈上游 222圖表 244:智能工業產業鏈中游 222圖表 245:智能工業產業鏈下游 223圖表 246:2019-2025 中國智能工廠市場規模(億元)223圖表 247:2022 年我國智能工廠相關企業區域分布 TOP10 224圖表 248:車聯網相關政策 225圖表 249:車聯網多級多
45、業務云平臺示意圖 226圖表 250:車聯網產業鏈上游 226圖表 251:車聯網產業鏈中游 227圖表 252:車聯網產業鏈下游 227圖表 253:C-V2X 車聯網技術發展路徑 227圖表 254:2018-2024 全球車聯網市場規模(億美元)228圖表 255:2018-2024 中國車聯網市場規模(億元)228圖表 256:中國醫療服務模式發展歷程 229圖表 257:醫療物聯網的架構和應用 230圖表 258:智慧醫療產業鏈上游 230圖表 259:智慧醫療產業鏈中游 230圖表 260:智慧醫療產業鏈下游 231圖表 261:2018-2024 年中國智慧醫療市場規模(單位:億
46、元)231圖表 262:中國 Top6 醫院核心管理系統廠商市場份額(2021)231圖表 263:智慧園區建設價值及體現 233圖表 264:智慧園區體系架構 233圖表 265:不同園區特征和重點應用 234圖表 266:智慧園區驅動力分析 234圖表 267:智慧園區需求分析 234圖表 268:2019-2024 年中國智慧園區市場總體規模與增速(單位:億元,%)235圖表 269:智慧園區廠商類型 236圖表 270:智慧園區產業鏈上游企業名錄(不完全統計)236圖表 271:智慧園區產業鏈中游企業名錄(不完全統計)236圖表 272:智慧園區產業鏈下游企業名錄(不完全統計)237圖
47、表 273:智慧園區主要產品類別 237圖表 274:智慧園區創新建設方向分析 237圖表 275:智慧農業主要涵蓋領域 238圖表 276:智慧農業驅動力分析 240圖表 277:智慧農業需求分析 240圖表 278:2020-2026 年全球智慧農業市場規模及增長趨勢 241圖表 279:智慧農業產業鏈個環節企業類型及代表性企業 241圖表 280:智慧農業主要的市場化應用場景 242圖表 281:智慧零售驅動力分析 243圖表 282:智慧零售需求分析 243圖表 283:2024-2029 年全球智慧零售市場規模及增長趨勢 244圖表 284:智慧零售運營模式 244圖表 285:智慧
48、零售主要的市場化應用場景 245圖表 286:智慧能源驅動力分析 247圖表 287:智慧能源行業投入占比(單位:%)247圖表 288:智慧能源主要的市場化應用場景 248圖表 289:智慧物流技術架構 250圖表 290:智慧物流驅動力分析 250圖表 291:智慧物流行業投入占比(單位:%)251圖表 292:中國智能物流行業細分領域代表企業 252圖表 293:馬斯洛理論中的五類需求 253圖表 294:我國歷年老年人口數、人口比重表 253圖表 295:各企業消費類智能硬件品類分布,主要關鍵品類都積極入局 254圖表 296:目前市場上呈現的幾類高頻場景互聯智能 255圖表 297:
49、感知層主要應用技術及技術創新方向 255圖表 298:傳輸層主要應用技術及技術創新方向 256圖表 299:平臺與軟件層主要應用技術及技術創新方向 256圖表 300:硬件終端層主產品形態及產品創新方向 257圖表 301:各季度中國按類別的可穿戴設備出貨量 258圖表 302:各季度中國與印度市場可穿戴設備出貨量 258圖表 303:全球消費類 IPC 市場規模、出貨量及增速(單位:億元,百萬個)261圖表 304:國內消費類 IPC 市場規模及增速(單位:億元,百萬個)261圖表 305:螢石網絡的基礎服務和增值服務介紹 262圖表 306:智能攝像頭產業鏈圖譜 263圖表 307:歷年國
50、內掃地機器人銷量 264圖表 308:歷年國內掃地機器人銷售額 264圖表 309:歷年國內掃地機器人均價 264圖表 310:2023 年 1-10 月北美地區亞馬遜平臺上 800 元以上掃地機器人市場份額分布(下圖左)265圖表 311:2023 年 1-10 月亞馬遜平臺上德國掃地機器人市場份額分布(下圖右)265圖表 312:2023 年國內清潔電器分品類市場情況 266圖表 313:按場景分類的全球入侵報警產品及解決方案規模分布 267圖表 314:Roombanker Home Security 解決方案內容 269圖表 315:Roombanker Home Security 產
51、品矩陣及特征優勢 269圖表 316:Roombanker Home Security 方案的性能指標 272圖表 317:歐盟成員國 2023 上半年的家庭平均電價 273圖表 318:智能中控屏廠商推出的產品亮點 274圖表 319:不同企業屬性的全屋智能解決方案的特點歸納 275IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593301FOREWORD物聯網概念最早起源于 1999 年的麻省理工學院,而我國自 2009 年起也開始系統發展物聯網。作為新一代信息技
52、術的重要組成部分,物聯網既有對現有技術的綜合應用,又有對傳統技術的革新,其影響已滲入社會生產生活的方方面面,小至個人消費,大至智慧城市。十幾年來,物聯網相關的產業不斷升級、技術持續迭代,物聯網從最初的星星之火發展成為如今 AIoT 的燎原之勢。根據 IDC 發布 2023 年 V1 版 IDC全球物聯網支出指南顯示,2022 年全球物聯網總支出規模約為 7300 億美元,預計 2027 年接近 1.2 萬億美元,五年復合增長率為 10.4%。僅從國內這個市場來看,IDC 預測,2027 年中國物聯網支出規模將趨近 3000 億美元,位居全球第一,占全球物聯網總投資規模的 1/4 左右。從這些預
53、測數據可以看到物聯網市場規模之巨大。我們都清楚,觀察一棵樹苗成長時,因為其緩慢的生長過程,我們很難直觀地察覺到其細微的成長,要想感受其生命的力量需要將時間線拉長、再從各個角度去觀看。當我們“觀察”物聯網的時候,也是如此。即便我們總是說技術飛速發展,但是我們仍然很難從幾個星期、幾個季度這樣短時間跨度去感受技術的進步。因此,“觀察”物聯網需要將時間線拉長至幾年,同時需要耐心地從各種技術及應用領域進行剖析之后,才能明白物聯網的魅力,真正喚醒我們對于物聯網的認知?;诖?,在物聯中國團體聯席會的指導下,全國 30+個省市物聯網組織聯手合作,由深圳市物聯網產業協會、AIoT星圖研究院著手編制,通過對物聯網
54、產業長時間、全方位地觀察,針對中國物聯網產業做一次全面的梳理,形成一個物聯網系統性的知識“星球”2024 中國物聯網創新白皮書。本白皮書系統地介紹了物聯網產業的背景信息、法律法規、技術及應用、全國及各地區物聯網企業分析,其中以技術和應用作為兩大主線。技術線方面,系統地介紹了感知層(覆蓋了 RFID 無源物聯網、毫米波雷達、激光雷達、柔性傳感器、智能傳感器、3D 視覺傳感器、MEMS 傳感器、北斗高精度定位、GPS 高精度定位、5G 高精度定位、UWB 定位、藍牙 AoA 定位、慣性導航技術、超聲波技術、紅外技術等十幾種感知定位技術)、傳輸層(覆蓋了主流物聯網無線通信技術,如 5G eMBB、R
55、edCap、NB-IoT、LTE Cat.1、6G、衛 星 通 信、星 閃、藍 牙、Wi-Fi、ZigBee、NFC、LiFi、LoRa、TPUNB、RBF、ZETA、ChirpIoT、Wi-SUN、WIoTa、TurMass、LaKi 等超二十種通信技術)和平臺層(覆蓋了平臺、操作系統、數據庫以及大模型等多個方面)。應用線方面,將應用領域劃分成產業物聯網和消費物聯網兩個不同的應用方向,涉及智慧城市、智能工業、車聯網、智慧醫療、智慧園區、智慧農業、智慧零售、智慧能源、智慧物流九大熱門產業物聯網應用,并從熱門消費物聯網單品和應用場景兩個層面著手分析消費物聯網應用。正如何帆在其新書變量:看見中國社
56、會小趨勢中提到:每一種技術都有自己的性格,每一個市場也都有自己的性格,只有當技術的性格和市場的性格匹配起來,才是真正的佳偶天成。我們也希望通過本白皮書,能夠讓更多物聯網企業、從業者為其技術找到適配度最好的市場。前 言IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593302一、物聯網產業介紹1、物聯網概念簡介所謂物聯網,一個普遍被接受的觀點是:通過使用射頻識別(RFID)、傳感器、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息采集設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接
57、起來,進行信息交換和通訊,最終實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡?;谶@樣一個認知,通常物聯網的體系架構被劃分成感知層、傳輸層、平臺層和應用層四層。圖表 1:物聯網體系架構消費物聯網云服務,以計算為核心實現數據的匯總處理廣域網LPWAN局域網個人可穿戴設備管理平臺5G(eMBB/RedCap/NB-IoT)、LTE Cat.1、6G、衛星通信RFID 無源物聯網、毫米波雷達、激光雷達、柔性傳感器、智能傳感器、3D 視覺傳感器、MEMS 傳感器、北斗衛星高精度定位、5G 高精度定位、UWB 定位、藍牙 AoA 定位LoRa、TPUNB、RBF、ZETA、ChirploTM、Wi-S
58、UN、WloTa、TurMassTM星閃、藍牙、Wi-Fi、ZigBee、NFC、LiFi 等應用開發平臺接入管理平臺業務分析平臺智慧城市智慧園區智慧醫療車聯網智慧能源智慧零售智慧農業智能工業智慧物流教育智能硬件家庭智能硬件產業物聯網應用層平臺層傳輸層感知層制圖:AIoT 星圖研究院物聯網產業概述OVERVIEW OFTHE IOT INDUSTRY物聯網作為新一代信息技術的重要組成部分,如今被視為是實現數字產業化與推進產業數字化的關鍵技術底座,在推動數字經濟發展、賦能傳統產業轉型升級等方面發揮了重要作用。近年來,隨著新技術加速演進、運營模式不斷成熟,行業應用持續創新融合,物聯網產業在規模、生
59、態、體系等方面均實現了長足發展。1IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933032、物聯網產業結構從技術架構看,物聯網產業可自下而上分為感知控制、網絡傳輸、平臺服務和行業應用等四個主要層級。感知層:傳感器是物和物之間得以相連的起點,是將接收到的物理感知轉化為電信號的基本樞紐。傳感器技術經過數十年的發展,已經能夠將各種場景下大部分物理狀態信息采集轉化為電子信息系統可以處理的電信號。諸如溫度、濕度、壓力(重量)、氣壓(輪胎胎壓)、光照強度、氣體成分、指紋、面部
60、識別、速度和位移等,均可通過傳感器進行采集感知。傳感器采集的信息、輸入界面(按鍵、APP 遙控等)輸入的命令等,經過 MCU(單片機或微控制器)的分析和處理,再控制執行機構(電機、變頻壓縮機、音頻設備等),實現物聯網最終的功能。傳輸層:以無線傳輸為主。按照傳輸距離的不同,無線傳輸又可分為局域網(LAN)和廣域網(WAN)兩種。廣域網包括各蜂窩網絡技術(5G-eMBB、5G-RedCap、NB-IoT、Cat.1、6G 等)、LoRa/TPUNB/RBF 等 LPWAN 技術,其特點是通信范圍廣,適合于大范圍覆蓋的場景。局域網包括人們較為熟知的星閃、藍牙、Wi-Fi等,其特點是通信距離相對較短,
61、適合于室內低移動性場景。根據傳輸速率不同,可劃分為高速率、中速率及低速率業務,一般低速率場景占比更大,高速率價值量較高。其中,高速率業務主要使用 5G、6G 及 Wi-Fi 技術;中速率業務主要使用藍牙、RedCap、Cat.1 等技術;低速率業務,即 LPWAN(低功耗廣域網),主要使用 NB-IoT、LoRa、TPUNB、RBF 等技術。平臺層:硬件端具備物聯網能力后,需要平臺實現整個網絡和應用的具體實現。平臺按功能類型大致可以分為 4 類:1)CMP 設備管理平臺:遠程監控、設置調整、軟件升級、系統升級、故障排查、生命周期管理;2)DMP 連接管理平臺:連接配置和故障管理、保證終端聯網通
62、道穩定、網絡資源用量管理、連接資費管理、賬單管理、套餐變更、號碼/IP 地址/Mac 資源管理;3)AEP 應用使能平臺:提供成套應用開發工具、中間件、數據存儲功能、業務邏輯引擎、對接第三方系統 API;4)BAP 業務分析平臺:大數據分析服務和機器學習。但是,實際上很多通用化平臺兼具多個功能。應用層:應用層是物聯網運行的驅動力,提供服務是物聯網建設的價值所在。應用層的核心功能在于站在更高的層次上管理、運用資源。感知層和傳輸層將收集到的物品參數信息,匯總在平臺層進行統一分析、挖掘、決策,用于支撐跨行業、跨應用、跨系統之間的信息協同、控制、共享、互通,提升信息的綜合利用度。當前,物聯網應用可簡單
63、劃分為消費物聯網和產業物聯網兩大應用方向,前者包括個人穿戴、教育智能硬件、家庭智能硬件等,后者包含智慧城市、智能工業、車聯網、智慧醫療、智慧園區、智慧農業、智慧零售、智慧能源、智慧物流等。從參與主體看,物聯網產業的參與者包括芯片、模組、傳感器的設計生產制造企業,終端設備生產及集成企業,提供物聯網專有網絡及相關基礎設施建設服務的通信技術企業,提供公共網絡服務、平臺服務、行業應用解決方案的網絡運營商 IT 服務類企業與互聯網科技企業以及檢測認證機構等,各參與主體發揮自身技術優勢、產品優勢、市場優勢開展競爭與合作,形成了產業鏈較為完備的物聯網產業體系。二、中國物聯網產業發展現狀 1、物聯網市場規模近
64、幾年來,在政策與技術的支持下,我國逐步發展成為全球物聯網發展最為活躍的地區之一,技術、產品、服務持續創新,有效支撐了各行業對物聯網不斷細化、深化、實化的應用需求。加之近幾年廠商對物聯網這一概念的普及,民眾對物聯網的認知程度不斷提高,使得我國物聯網市場規模整體呈快速上升的趨勢。根據中國通信工業協會的數據,自 2013 年以來我國物聯網行業規模保持高速增長。隨著物聯網信息處理和應用服務等產業的發展,中國物聯網行業規模已經從 2013 年的 4896 億元增長至 2023 年超過 3 萬億元。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展
65、 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593304數據來源:中國通信工業協會 制圖:AIoT 星圖研究院 數據來源:工信部 制圖:AIoT 星圖研究院 數據來源:McKinney 制圖:AIoT 星圖研究院2、物聯網市場結構正如前文所述,物聯網技術體系可以分成感知層、網絡層(傳輸層)、平臺層和應用層四層。其中,物聯網產業應用層和平臺層貢獻了最大的附加值,平臺層和應用層涉及更多的軟件開發和服務創新,應用層緊貼最終用戶需求,并通過提供定制化解決方案來解決具體問題,提供了更多元的商業模式和收入來源,分別占比 35%和 34%;感知層中元器件種類多,產業價值大,占比達 21
66、%;傳輸層占比較少,僅有 10%。圖表 3:物聯網產業各層級產值占比3、物聯網用戶規模截至 2023 年底,三家基礎電信企業發展蜂窩物聯網用戶 23.32 億戶,全年凈增 4.88 億戶,較移動電話用戶數高 6.06 億戶,占移動網終端連接數(包括移動電話用戶和蜂窩物聯網終端用戶)的比重達 57.5%。圖表 4:2018-2023 年物聯網用戶數量及比重統計情況圖表 2:2013-2023 年中國物聯網市場規模及增長情況(按銷售額)IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18
67、67638593305數據來源:GSMA 制圖:AIoT 星圖研究院 4、物聯網終端連接數中國市場物聯網終端連接情況與全球情況同步,中商產業研究院預測,到 2025 年,企業市場將占據物聯網終端設備連接數一半以上的份額。就增速和規模而言,智能樓宇和智能制造是關鍵的垂直領域;消費者市場中,智能音箱和聯網家用設備將引領增長,而家庭安全是最大的垂直市場。圖表 5:2019-2025 年中國物聯網終端連接數預測5、物聯網領域投融資情況近年來,我國物聯網投融資事件數量整體呈現下降趨勢,2021 年有所回升,2022 年再度下降。截至 2023 年底,中國物聯網投資數量達 90 件,投資金額達 82.65
68、 億元。圖表 6:2018-2023 年中國物聯網行業投融資情況數據來源:IT 桔子 制圖:AIoT 星圖研究院 三、物聯網產業面臨的問題與機遇 1、產業面臨的新挑戰 隨著物聯產業不斷發展,舊的產業挑戰正在克服,新的產業挑戰也不斷涌現。從整個物聯網產業的角度來看,目前主要面臨以下幾個挑戰:圖表 7:物聯網產業面臨的主要挑戰類型具體挑戰描述技術類安全性物聯網安全的內涵在于保護聯網設備、設備的網絡及其所產生的數據,這也意味著物聯網安全問題橫跨整個物聯網體系,是物聯網采用面臨的最重大挑戰之一。隨著連接設備數量的不斷增加,網絡攻擊和數據泄露的風險變得更加突出。黑客可以利用物聯網設備中的漏洞來訪問敏感數
69、據或破壞基本服務。強大的安全措施、加密和定期更新對于保護用戶數據和維持用戶信任至關重要。標準與互操作性物聯網涉及到多種設備、協議和平臺,確保不同制造商的各種設備之間的無縫通信和數據交換變得復雜,缺乏統一的標準和互操作性可能導致設備之間無法有效地通信和協作。當前物聯網行業面臨的標準和互操作性挑戰包括設備之間的互聯互通、數據格式的統一、通信協議的標準化等??蓴U展性隨著連接設備的數量呈指數級增長,有效管理和維護這些設備變得更加困難,只有不斷提高物聯網網絡的可擴展性才能滿足對互聯設備不斷增長的需求。設備功耗許多物聯網設備均由電池供電,優化功耗對于延長設備使用壽命和減少對環境的影響至關重要。低功耗設計、
70、能量收集和高效通信協議是解決這一挑戰的一些方法??煽啃院脱舆t在自動駕駛汽車和工業自動化等實時應用中,可靠性和低延遲至關重要。確保物聯網設備與云或中央服務器之間的一致連接和最小延遲對于平穩高效的運營至關重要。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593306制圖:AIoT 星圖研究院2、產業迎來的新機遇一個產業的發展離不開政策的加持、技術的發展以及市場需求的驅動,我國物聯網產業之所以能夠實現從“追隨者”到“引領者”,離不開以上“三駕馬車”的共同作用。(1)國家政
71、策大力支持帶來的產業發展機遇:物聯網行業屬于國家政策支持、鼓勵發展的重點行業。近幾年工業和信息化部關于推動 5G 加快發展的通知、工業和信息化部辦公廳關于深入推進移動物聯網全面發展的通知等各種利好政策頻頻出臺,均明確提出應積極拓展移動物聯網技術的新產品、新業態和新模式,建立 NB-IoT、4G 和 5G 協同發展的移動物聯網綜合生態體系。同時,“十四五”規劃中劃定了 7 大數字經濟重點產業,包括云計算、大數據、物聯網、工業互聯網、區塊鏈、人工智能、虛擬現實和增強現實,提出應“推動物聯網全面發展,打造支持固移融合、寬窄結合的物聯接入能力”,“推動傳感器、網絡切片、高精度定位等技術創新,協同發展云
72、服務與邊緣計算服務,培育車聯網、醫療物聯網、家居物聯網產業”。在國家相關政策的大力推動下,物聯網行業將迎來新一輪的發展機遇。(2)仍然按照物聯網技術體系劃分來分析:1)感知層,隨著市場對智能設備的需求不斷上升,傳感技術已成 21 世紀最具有影響力的高新技術之一。目前全球傳感器種類約有 2 萬多種,我國已擁有科研、技術和產品約為一萬多種,被廣泛應用于航天、航空、國防科技、醫療設備以及工農業等各個領域。巨大的物聯網市場,勢必會推動感知層技術在中國的發展。2)傳輸層:通信技術是物聯網行業的基礎,不斷進步推動物聯網行業蓬勃發展。我國通信技術發展速度較快,已實現對 2G、3G 以及 4G 等不同通信制式
73、的全面支持,隨著 5G 時代的到來,5G 與物聯網深度融合,我國將步入“萬物互聯”時代。通信技術的進步為物聯網的應用創造了必要的技術環境,對物聯網的應用體驗起到了良好的效果,為物聯網產業發展提供了保障。3)平臺層:平臺化是引領新經濟發展的重要驅動力,以物聯網為主導的平臺經濟,是基于云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術之上的新型經濟模式。通過搭建產業互聯網平臺、構建新應用場景,以技術創新、模式創新為驅動,促進現有產能的共享、整合和升級,進而激發大量的創新創業活動,帶動新經濟的爆發式成長。當前,物聯網平臺正從“追求規?!毕颉吧钔趦r值”演進,從“建平臺”向“用平臺”過渡。未來,我們將看到越來越多
74、的行業平臺和場景應用涌現,物聯網平臺會成為產品和服務背后不可或缺的使能者,助力各行各業實現數字化、智能化轉型。(3)物聯網終端產品應用領域眾多,市場前景廣闊:消費和產業不斷升級驅動物聯網下游應用領域持續擴張,分化出如智能交通、智慧出行、移動支付、智能家居、智慧零售、智慧物流、智慧工業、智慧農業、公共服務等多種應用場景。新應用場景的出現為物聯網產業帶來了市場活力,催生了大量終端設備需求,拉動了物聯網終端市場規模的增長。消費物聯網方面,智能家居、智慧零售等應用場景的物聯網智能終端產品正持續進入人們的生活;產業物聯網方面,以智能交通、智慧物流、智慧工業為代表的智慧城市正步入全面建設階段,物聯網智能終
75、端產品已經從小范圍的局部性試驗擴展到全流程、全行業、全領域的應用,物聯網智能終端產品的應用范圍正在持續提升,行業前景日益廣闊。類型具體挑戰描述管理類數據管理物聯網設備會生成大量數據,有效處理這些數據是一個巨大挑戰。數據管理包括數據采集、存儲、處理和傳輸等環節,而數據分析則涉及到數據挖掘、模式識別、預測分析等方面。因此,開發高效的數據管理和分析技術是推動物聯網發展的關鍵之一。此外,在許多行業中,數據管理的挑戰還體現在數據歸屬的問題上。法規與遵從物聯網技術的快速發展需要明確的法規框架。解決圍繞物聯網的數據保護、隱私和道德問題需要政策制定者、行業利益相關者和技術專家之間的合作,以確保負責任的物聯網部
76、署。其他道德與社會影響隨著物聯網在我們生活的各個方面變得越來越普遍,道德問題也隨之出現。有關數據所有權、用戶同意以及自動化對工作的潛在影響的問題需要負責任地解決。人才短缺和技術普及物聯網技術涉及到多個領域,如傳感技術、通信技術、數據處理與分析等,需要跨學科的綜合能力和技術水平。然而,當前物聯網領域存在人才短缺的問題,尤其是缺乏具備物聯網綜合能力的高級人才。因此,加強人才培養和技術普及成為促進物聯網發展的重要舉措之一。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593
77、307一、全國性政策梳理1、感知層政策圖表 8:感知層主要政策匯總列表政策名稱發布日期主要內容關鍵詞國家水網建設規劃綱要2023.5完善水網監測體系。充分利用已有監測站網,加快重要江河干流優化與建設,加強水文水資源、水生態環境等監測,全面提升水網監測感知能力。推動新一代通信技術、高分遙感衛星、人工智能等新技術新手段應用,提高監測設備自動化、智能化水平,打造全覆蓋、高精度、多維度、保安全的水網監測體系。水網監測、檢測感知、檢測設備自動化城市燃氣管道等老化更新改造實施方案(20222025 年)的通知2022.6各地要根據本地實際,立足全面解決安全隱患。結合更新改造同步在燃氣管道重要節點安裝智能化
78、感知設備,完善智能監控系統,實現智慧運行,完善消防設施設備,增強防范火災等事故能力。感知設備、智能監控“十四五”現代物流發展規劃的通知2022.5推進物流智慧化改造。深度應用第五代移動通信(5G)、北斗、移動互聯網、大數據、人工智能等技術,加快物聯網相關設施建設,發展智慧物流樞紐、智慧物流園區、智慧倉儲物流基地、智慧港口、數字倉庫等新型物流基礎設施。加快高端標準倉庫、智慧立體倉儲設施建設,研發推廣面向中小微企業的低成本、模塊化、易使用、易維護智慧裝備。自動化、指揮決策、自動感知全國一體化政務大數據體系建設指南的通知2022.1依托高性能、高可用的大數據分析和共享能力,整合經濟運行數據,建立經濟
79、運行監測分析系統,即時分析預測經濟運行趨勢,進一步提升經濟運行研判和輔助決策的系統性、精準性、科學性,促進經濟持續健康發展;匯聚城市人流、物流、信息流等多源數據,建立城市運行生命體征指標體系,運用大數據的深度學習模型,實現對城市運行狀態的整體感知、全局分析和智能處置,提升城市“一網統管”水平。監測分析、預警監測、智能處置國家綜合立體交通網規劃綱要2021.2全方位布局交通感知系統,與交通基礎設施同步規劃建設,部署關鍵部位主動預警設施,提升多維監測、精準管控、協同服務能力。加強智能化載運工具和關鍵專用裝備研發,推進智能網聯汽車(智能汽車、自動駕駛、車路協同)、智能化通用航空器應用。鼓勵物流園區、
80、港口、機場、貨運場站廣泛應用物聯網、自動化等技術,推廣應用自動化立體倉庫、引導運輸車、智能輸送分揀和裝卸設備。構建綜合交通大數據中心體系,完善綜合交通運輸信息平臺。完善科技資源開放共享機制,建設一批具有國際影響力的創新平臺。交通感知、主動預警制圖:AIoT 星圖研究院政策、法律法規及標準POLICIES,LAWS,REGULATIONS AND STANDARDS2IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593308制圖:AIoT 星圖研究院2、通信層政策圖表
81、9:通信層主要政策匯總列表3、平臺層政策圖表 10:平臺層主要政策匯總列表政策名稱發布日期主要內容關鍵詞“數據要素”三年行動計劃(20242026 年)2023.12實施“數據要素”行動,就是要發揮我國超大規模市場、海量數據資源、豐富應用場景等多重優勢,推動數據要素與勞動力、資本等要素協同,以數據流引領技術流、資金流、人才流、物資流,突破傳統資源要素約束,提高全要素生產率;促進數據多場景應用、多主體復用,培育基于數據要素的新產品和新服務;加快多元數據融合,以數據規模擴張和數據類型豐富,促進生產工具創新升級,催生新產業、新模式,培育經濟發展新動能。數據要素、元數據政策名稱發布日期主要內容關鍵詞國
82、家水網建設規劃綱要2023.5完善水網監測體系。推動新一代通信技術、高分遙感衛星、人工智能等新技術新手段應用,提高監測設備自動化、智能化水平,打造全覆蓋、高精度、多維度、保安全的水網監測體系。通信技術、遙感衛星智能檢測裝備產業發展行動計劃(20232025 年)2023.2加快補齊產業基礎短板。改造升級一批在役檢測裝備。面向傳統制造領域數字化、網絡化、智能化發展需求,通過嵌入傳感器、控制器、通信模組等智能部件或裝置,改造一批生產線在役檢測裝備,促進制造裝備與檢驗測試裝備互聯互通,提升產品智能化水平,支撐數字化車間、智能工廠建設。通信模組、智能化擴大內需戰略規劃綱要(2022 2035 年)20
83、22.12加快建設信息基礎設施。建設高速泛在、天地一體、集成互聯、安全高效的信息基礎設施,增強數據感知、傳輸、存儲、運算能力。加快物聯網、工業互聯網、衛星互聯網、千兆光網建設,構建全國一體化大數據中心體系,布局建設大數據中心國家樞紐節點,推動人工智能、云計算等廣泛、深度應用,促進“云、網、端”資源要素相互融合、智能配置。工業互聯網、衛星互聯網、量子保密通信 十四五”國家綜合防災減災規劃2022.6應急衛星星座建設。依托國家綜合部門、國家航天部門與商業衛星協同,針對災害監測預警、應急搶險等決策需求,推動形成區域凝視衛星、連續監測衛星、動態普查衛星序列,構建全史種、全要素、全過程應急衛星立體觀測體
84、系。衛星通信、監測衛星鄉村建設行動實施方案2022.5推進數字技術與農村生產生活深度融合,持續開展數字鄉村試點。加強農村信息基礎設施建設,深化農村光纖網絡、移動通信網絡、數字電視和下一代互聯網覆蓋,進一步提升農村通信網絡質量和覆蓋水平。加快建設農業農村遙感衛星等天基設施。建立農業農村大數據體系,推進重要農產品全產業鏈大數據建設。光纖網絡、移動通信網絡、農村遙感關于推進以縣城為重要載體的城鎮化建設的意見2022.5推進數字化改造。建設新型基礎設施,發展智慧縣城。推動第五代移動通信網絡規?;渴?,建設高速光纖寬帶網絡。推行縣城運行一網統管,促進市政公用設施及建筑等物聯網應用、智能化改造,部署智能電
85、表和智能水表等感知終端。推行公共服務一網通享,促進學校、醫院、圖書館等資源數字化。高速光纖、5G國務院關于印發“十四五”國家應急體系規劃的通知2022.2充分利用物聯網、工業互聯網、遙感、視頻識別、第五代移動通信(5G)等技術提高災害事故監測感知能力優化自然災害監測站網布局,完善應急衛星觀測星座構建空、天、地、海一體化全域覆蓋的災害事故監測預警網絡。5G、衛星通信 十四五 數字經濟發展規劃2021.12積極穩妥推進空間信息基礎設施演進升級,加快布局衛星通信網絡等,推動衛星互聯網建設。衛星通信、衛星互聯網“十四五”信息通信行業發展規劃2021.11規劃 提出5項重點任務,包括全面部署5G、千兆光
86、纖網絡、IPv6、移動物聯網、衛星通信網絡等新一代通信網絡基礎設施,統籌優化數據中心布局,構建綠色智能、互通共享的數據與算力設施,積極發展工業互聯網和車聯網等融合基礎設施,加快構建并形成以技術創新為驅動、以新一代通信網絡為基礎、以數據和算力設施為核心、以融合基礎設施為突破的新型數字基礎設施體系。5G、千兆網絡、IPv6、移動物聯網、衛星通信IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593309政策名稱發布日期主要內容關鍵詞數字中國建設整體布局規劃2023.2提出到
87、 2025 年,基本形成一體化推進格局,數字中國建設取得重要進展。明確數字中國建設按照“2522”的整體框架進行布局,即夯實數字基礎設施和數據資源體系“兩大基礎”,推進數字技術與經濟、政治、文化、社會、生態文明建設“五位一體”深度融合,強化數字技術創新體系和數字安全屏障“兩大能力”,優化數字化發展國內國際“兩個環境”。數字基礎設施、數據資源體系關于加快場景創新以人工智能高水平應用促進經濟高質量發展的指導意見2022.8我國人工智能技術快速發展、數據和算力資源日益豐富、應用場景不斷拓展,為開展人工智能場景創新奠定了堅實基礎。但仍存在對場景創新認識不到位,重大場景系統設計不足,場景機會開放程度不夠
88、,場景創新生態不完善等問題,需要加強對人工智能場景創新工作的統籌指導。人工智能、應用、場景創新“十四五”數字經濟發展規劃2022.1建立健全數據安全治理體系,研究完善行業數據安全管理政策。建立數據分類分級保護制度,研究推進數據安全標準體系建設,規范數據采集、傳輸、存儲、處理、共享、銷毀全生命周期管理,推動數據使用者落實數據安全保護責任。健全完善數據跨境流動安全管理相關制度規范。進一步強化個人信息保護,規范身份信息、隱私信息、生物特征信息的采集、傳輸和使用,加強對收集使用個人信息的安全監管能力。數據安全管理、云計算、安全審查物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃(20212023 年)2021.9推
89、動技術融合創新。面向“5G+物聯網”,充分利用 5G 網絡的高可靠、低時延、大連接特點,豐富通信技術供給,拓展物聯網應用場景;面向“大數據+物聯網”,實現數據高效協同處理,深度挖掘物理世界數據價值;面向“人工智能+物聯網”,建立“感知終端+平臺+場景”的智能化服務;面向“區塊鏈+物聯網”,建立感知終端的信用體系,保障數據確權和價值流通。推動物聯網與 5G、人工智能、區塊鏈、大數據、IPv6 等技術深度融合應用取得產業化突破;物聯網新技術、新產品、新模式不斷涌現。區塊鏈、大數據、人工智能建設高標準市場體系行動方案2021.1實施智能市場發展示范工程。積極發展“智慧商店”、“智慧街區”、“智慧商圈
90、”、“智慧社區”,建設一批智能消費綜合體驗館。結合京津冀、粵港澳大灣區、長三角及海南自由貿易港等區域市場發展需求,針對跨境電商、跨境寄遞物流、跨境支付和供應鏈管理等典型場景,構建安全便利的國際互聯網數據專用通道和國際化數據信息專用通道。云計算、人工智能、區塊鏈政策名稱所屬應用發布日期主要內容“十四五”數字經濟發展規劃智慧城市2022.1統籌推動新型智慧城市和數字鄉村建設,協同優化城鄉公共服務。加快城市智能設施向鄉村延伸覆蓋,完善農村地區信息化服務供給,推進城鄉要素雙向自由流動,合理配置公共資源,形成以城帶鄉、共建共享的數字城鄉融合發展格局。數字中國建設整體布局規劃智慧城市2023.2普及數字生
91、活智能化,打造智慧便民生活圈、新型數字消費業態、面向未來的智能化沉浸式服務體驗。推動生態環境智慧治理,加快構建智慧高效的生態環境信息化體系,運用數字技術推動山水林田湖草沙一體化保護和系統治理,完善自然資源三維立體“一張圖”和國土空間基礎信息平臺,構建以數字孿生流域為核心的智慧水利體系。關于加快傳統制造業轉型升級的指導意見智能工業2023.12大力推進企業智改數轉網聯。立足不同產業特點和差異化需求,加快人工智能、大數據、云計算、5G、物聯網等信息技術與制造全過程、全要素深度融合。支持生產設備數字化改造,推廣應用新型傳感、先進控制等智能部件,加快推動智能裝備和軟件更新替代。以場景化方式推動數字化車
92、間和智能工廠建設,探索智能設計、生產、管理、服務模式,樹立一批數字化轉型的典型標桿。關于加快場景創新以人工智能高水平應用促進經濟高質量發展的指導意見智能工業2022.7鼓勵在制造、農業、物流、金融、商務、家居等重點行業深入挖掘人工智能技術應用場景,促進智能經濟高端高效發展。制造領域優先探索工業大腦、機器人協助制造、機器視覺工業檢測、設備互聯管理等智能場景。4、應用層政策圖表 11:應用層主要政策匯總列表制圖:AIoT 星圖研究院IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867
93、638593310政策名稱所屬應用發布日期主要內容“十四五”智能制造發展規劃智能工業2021.12面向裝備、單元、車間、工廠等制造載體,構建制造裝備、生產過程相關數據字典和信息模型,開發生產過程通用數據集成和跨平臺、跨領域業務互聯技術。面向產業鏈供應鏈,開發跨企業多源信息交互和全鏈條協同優化技術。面向制造全過程,突破智能制造系統規劃設計、建模仿真、分析優化等技術。五部門聯合開展智能網聯汽車“車路云一體化”應用試點工作車聯網2024.1建設智能化路側基礎設施。實現試點區域 5G 通信網絡全覆蓋,部署 LTE-V2X 直連通信路側單元(RSU)等在內的 C-V2X 基礎設施。開展交通信號機和交通標
94、志標識等聯網改造,實現聯網率 90%以上。重點路口和路段同步部署路側感知設備和邊緣計算系統(MEC),實現與城市級平臺互聯互通,探索建立多桿合一、多感合一等發展模式。提升車載終端裝配率。分類施策逐步提升車端聯網率,試點運行車輛 100%安裝 C-V2X 車載終端和車輛數字身份證書載體;鼓勵對城市公交車、公務車、出租車等公共領域存量車進行 C-V2X 車載終端搭載改造,新車車載終端搭載率達 50%;鼓勵試點城市內新銷售具備 L2 級及以上自動駕駛功能的量產車輛搭載 C-V2X 車載終端;支持車載終端與城市級平臺互聯互通。開展規?;痉稇?。鼓勵在限定區域內開展智慧公交、智慧乘用車、自動泊車、城市
95、物流、自動配送等多場景(任選一種或幾種)應用試點。國家車聯網產業標準體系建設指南(智能網聯汽車)(2023 版)車聯網2023.7到 2030 年,全面形成能夠支撐實現單車智能和網聯賦能協同發展的智能網聯汽車標準體系。制修訂 140 項以上智能網聯汽車相關標準并建立實施效果評估和動態完善機制,滿足組合駕駛輔助、自動駕駛和網聯功能全場景應用需求,建立健全安全保障體系及軟硬件、數據資源支撐體系,自動駕駛等關鍵領域國際標準法規協調達到先進水平,以智能網聯汽車為核心載體和應用載體,牽引“車-路-云”協同發展,實現創新融合驅動、跨領域協同及國內國際協調。國家車聯網產業標準體系建設指南(智能交通相關)車聯
96、網2021.3到2022年底,制修訂智能交通基礎設施、交通信息輔助等領域智能交通急需標準20項以上,初步構建起支撐車聯網應用和產業發展的標準體系;到 2025 年,制修訂智能管理和服務、車路協同等領域智能交通關鍵標準 20 項以上,系統形成能夠支撐車聯網應用、滿足交通運輸管理和服務需求的標準體系?!笆奈濉毙l生與健康科技創新專項規劃智慧醫療2022.11遠程醫療、移動醫療、精準醫療、智慧醫療等醫療模式快速發展,互聯網醫療、健康咨詢、康養服務等健康醫療服務新業態初具規模。但我國健康產業還存在一些明顯的短板,靶向新藥、高端診療設備、高附加值醫用耗材仍主要依賴進口,關鍵核心技術自主創新不足,迫切需要
97、加強科技創新,突破制約我國健康產業發展的技術瓶頸,提高健康產業國際競爭力。關于進一步完善醫療衛生服務體系的意見智慧醫療2023.3發揮信息技術支撐作用。發展“互聯網+醫療健康”,建設面向醫療領域的工業互聯網平臺,加快推進互聯網、區塊鏈、物聯網、人工智能、云計算、大數據等在醫療衛生領域中的應用,加強健康醫療大數據共享交換與保障體系建設。推進醫療聯合體內信息系統統一運營和互聯互通,加強數字化管理。加快健康醫療數據安全體系建設,強化數據安全監測和預警,提高醫療衛生機構數據安全防護能力,加強對重要信息的保護?!笆奈濉睌底纸洕l展規劃智慧園區2022.1優化升級數字基礎設施。加快建設信息網絡基礎設施,
98、推進云網協同和算網融合發展,有序推進基礎設施智能升級。充分發揮數據要素作用。強化高質量數據要素供給,加快數據要素市場化流通,創新數據要素開發利用機制。加快推動數字產業化。增強關鍵技術創新能力,加快培育新業態新模式,營造繁榮有序的創新生態。健全完善數字經濟治理體系。強化協同治理和監管機制,增強政府數字化治理能力,完善多元共治新格局。數字中國建設整體布局規劃智慧園區2023.2建設綠色智慧的數字生態文明。推動生態環境智慧治理,加快構建智慧高效的生態環境信息化體系,運用數字技術推動山水林田湖草沙一體化保護和系統治理,完善自然資源三維立體“一張圖”和國土空間基礎信息平臺,構建以數字孿生流域為核心的智慧
99、水利體系。加快數字化綠色化協同轉型。倡導綠色智慧生活方式?!笆奈濉蓖七M農業農村現代化規劃智慧農業2022.2加快推動遙感衛星數據在農業農村領域中的應用。推動農業生產加工和農村地區水利、公路、電力、物流、環保等基礎設施數字化、智能化升級。開發適應“三農”特點的信息終端、技術產品、移動互聯網應用軟件,構建面向農業農村的綜合信息服務體系。發展智慧農業。建立和推廣應用農業農村大數據體系,推動物聯網、大數據、人工智能、區塊鏈等新一代信息技術與農業生產經營深度融合。建設數字田園、數字灌區和智慧農(牧、漁)場?!笆奈濉睌底洲r業建設規劃智慧農業2023.2農業農村大數據體系初步建立。有序推進農業農村大數據
100、建設,加強政務信息資源整合共享,建成運行了農產品質量安全追溯、新型農業經營主體信息直報等數據綜合平臺,開設一站式市場信息發布服務窗口。開展糧、棉、油、糖、畜禽產品、水產品、蔬菜、水果等 8 類15 個品種的全產業鏈大數據建設試點,完善數據采集、處理、分析、應用機制,探索數據驅動引領農業高質量發展的路徑。中共中央 國務院關于做好 2023 年全面推進鄉村振興重點工作的意見智慧農業2023.2開展現代宜居農房建設示范。深入實施數字鄉村發展行動,推動數字化應用場景研發推廣。加快農業農村大數據應用,推進智慧農業發展。落實村莊公共基礎設施管護責任。加強農村應急管理基礎能力建設,深入開展鄉村交通、消防、經
101、營性自建房等重點領域風險隱患治理攻堅。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593311政策名稱所屬應用發布日期主要內容商務部等 13 部門關于促進家居消費若干措施的通知智慧零售2023.7支持家居企業加快數字化、智能化轉型升級和線上線下融合發展,培育一批產業鏈供應鏈高效協同的家居行業領跑企業。支持家居賣場、購物中心等設置智能家居體驗館、品質家居生活館等體驗式消費場景,探索家居零售與文娛休閑、創意設計等多業態融合發展。國家能源局關于加快推進能源數字化智能化發展
102、的若干意見智慧能源2023.3以數字化智能化技術加速發電清潔低碳轉型。發展新能源和水能功率預測技術,統籌分析有關氣象要素、電源狀態、電網運行、用戶需求、儲能配置等變量因素。加強規?;履茉椿刂悄芑夹g改造,提高弱送端系統調節支撐能力,提升分布式新能源智能化水平,促進新能源發電的可靠并網及有序消納,保障新能源資源充分開發。推動數字技術深度應用于核電設計、制造、建設、運維等各領域各環節,打造全面感知、智慧運行的智能核電廠,全面提升核安全、網絡安全和數據安全等保障水平。2023 年能源工作指導意見智慧能源2023.4加快建設智能配電網、主動配電網,提高接納新能源的靈活性和多元負荷的承載力,提升生產
103、生活用能電氣化水平,重點推進工業、建筑、交通等領域清潔低碳轉型。推動充電基礎設施建設,上線運行國家充電基礎設施監測服務平臺,提高充電設施服務保障能力。完善清潔取暖長效機制,穩妥有序推進新增清潔取暖項目,推動北方地區冬季清潔取暖穩步向好。能源領域 5G 應用實施方案智慧能源2021.6未來 3 5 年,圍繞智能電廠、智能電網、智能煤礦、智能油氣、綜合能源、智能制造與建造等方面拓展一批 5G 典型應用場景,建設一批 5G 行業專網或虛擬專網,探索形成一批可復制、易推廣的有競爭力的商業模式。研制一批滿足能源領域 5G 應用特定需求的專用技術和配套產品,制定一批重點亟需技術標準,研究建設能源領域 5G
104、 應用相關技術創新平臺、公共服務平臺和安全防護體系,顯著提升能源領域 5G 應用產業基礎支撐能力?!笆奈濉爆F代物流發展規劃智慧物流2022.5發展生產服務型國家物流樞紐,完善第三方倉儲、鐵路專用線等物流設施,面向周邊制造企業提供集成化供應鏈物流服務,促進物流供需規?;瘜?,減少物流設施重復建設和閑置。支持生態融合發展。統籌推進工業互聯網和智慧物流體系同步設計、一體建設、協同運作,加大智能技術裝備在制造業物流領域應用,推進關鍵物流環節和流程智慧化升級。關于支持國家級經濟技術開發區創新提升更好發揮示范作用若干措施的通知智慧物流2022.12鼓勵國家級經開區內制造業企業應用人工智能、大數據、工業云
105、等新技術,以工業互聯網平臺為依托,開展智能制造,提升數字化、網絡化、智能化發展水平。在產業鏈中運用智能采購、智能物流、供應鏈集成等技術,推動整體產業鏈融合和智能發展。鼓勵國家級經開區之間探索建立產業鏈供應鏈重點企業疫情防控跨區域互信制度,地方政府對納入互信制度的企業,予以復工復產、海關通關、物流運輸等方面的支持政策,保障原材料、成品等運輸暢通。中共中央國務院關于全面推進鄉村振興加快農業農村現代化的意見智慧物流2021.1加快完善縣鄉村三級農村物流體系,改造提升農村寄遞物流基礎設施,深入推進電子商務進農村和農產品出村進城,推動城鄉生產與消費有效對接。促進農村居民耐用消費品更新換代。加快實施農產品
106、倉儲保鮮冷鏈物流設施建設工程,推進田頭小型倉儲保鮮冷鏈設施、產地低溫直銷配送中心、國家骨干冷鏈物流基地建設。完善農村生活性服務業支持政策,發展線上線下相結合的服務網點,推動便利化、精細化、品質化發展,滿足農村居民消費升級需要,吸引城市居民下鄉消費。商務部等 13 部門關于促進綠色智能家電消費若干措施的通知消費物聯網2022.7鼓勵家電生產和流通企業開發適應農村市場特點和老年人消費需求的綠色智能家電產品。鼓勵有條件的地方對購買綠色智能家電產品給予相關政策支持。完善綠色智能家電標準,推行綠色家電、智能家電、物聯網等高端品質認證,為綠色智能家電消費提供指引。推進智能家電產品及插頭、充電器、遙控器等配
107、件標準開放融合、相互兼容、互聯互通。加快發展數字家庭,推廣互聯網智能家電全場景應用。數字化助力消費品工業“三品”行動方案(20222025 年)消費物聯網深化新一代信息技術創新應用,圍繞健康、醫療、養老、育幼、家居等民生需求大力發展“互聯網+消費品”,加快綠色、智慧、創新產品開發,以優質供給助力消費升級。充分運用大數據、云計算、人工智能等技術,精準挖掘消費者需求,以技術推動產品創新,以需求帶動產業革新,開發更多智能家電、智慧家居、服務機器人、可穿設備、適老化產品等智能終端新品。推進家居產業高質量發展行動方案消費物聯網2022.8到 2025 年,家居產業創新能力明顯增強,初步形成供給創造需求、
108、需求牽引供給的更高水平良性循環。在家用電器、照明電器等行業培育制造業創新中心、數字化轉型促進中心等創新平臺,重點行業兩化融合水平達到 65%,培育一批 5G 全連接工廠、智能制造示范工廠和優秀應用場景。反向定制、全屋定制、場景化集成定制等個性化定制比例穩步提高,綠色、智能、健康產品供給明顯增加,智能家居等新業態加快發展。在家居產業培育 50 個左右知名品牌、10 個家居生態品牌,推廣一批優秀產品,建立 500 家智能家居體驗中心,培育 15 個高水平特色產業集群,以高質量供給促進家居品牌品質消費。制圖:AIoT 星圖研究院IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展
109、:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593312來源:普華永道二、物聯網數據安全與數據合規1、數據安全領域介紹當下,物聯網技術已經廣泛應用于智能家居、工業制造、醫療保健、智能汽車等多個行業領域。并隨著 AI、云計算、大數據、6G 等技術的發展,物聯技術也正向智能化演進,設備入網、服務上云、跨設備交互和多應用集成,都促進了數據處理類型及運用方式的多樣化,同時,也讓數據的傳輸流轉變得更加復雜。圖表 12:智能網聯產品的個人數據的收集運用基于此,行業相關企業在提供對應的產品服務過程中,一方面需保障功能服務的穩定性可靠性(用戶體驗),確
110、保數據資產價值最大化(企業資產);另一方面,還需確保此過程中數據運用的安全與隱私保護。物聯網架構中的感知層、網絡傳輸層、應用層都需要共同關注到此問題,避免不安全的技術措施或不規范的操作行為帶來的數據泄露、丟失或隱私侵犯。比如物聯設備采集到的健康數據、位置數據等高敏感個人數據一旦泄露,不僅僅侵犯用戶隱私權,甚至可能威脅到用戶的財產安全與人身安全,企業聲譽也會受到不利影響,還可能因此承擔高額訴訟與罰款。因此,本節將以相關數據安全和隱私保護相關法律法規的整合分析為切入,展開解讀其對物聯網企業帶來的合規挑戰,并對物聯網企業開展數據安全和隱私保護工作提出可行之策。2、國內外物聯網數據安全和隱私保護相關法
111、律法規2.1 中國物聯網數據隱私保護相關法律法規目前我國數據安全和隱私保護方面已經形成以法律、行政法規、部門規章、地方性法規、以及相關國家標準、行業標準等相結合的綜合性規范體系,且仍在不斷完善數據安全和隱私保護相關的制度建設。從部門規章層級的規范來看,相關規定繁多,我國網信部門、工信部門、以及金融、衛生等行業主管機關在各自職責范圍內頒布了數據安全相關的規范文件,從算法推送、企業主體責任到個人信息保護的規定都有涉及,針對不同行業也有一些專門規定,主要有電信和互聯網用戶個人信息保護規定、App 違法違規收集使用個人信息自評估指南、兒童個人信息網絡保護規定、汽車數據安全管理若干規定(試行)、互聯網用
112、戶公眾賬號信息服務管理規定、數據出境安全評估辦法、互聯網平臺落實主體責任指南(征求意見稿)、常見類型移動互聯網應用程序必要個人信IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593313息范圍規定(國信辦秘字202114.號)、互聯網信息服務算法推薦管理規定、未成年人網絡保護條例(征求意見稿)、互聯網彈窗信息推送服務管理規定、粵港澳大灣區(內地,香港)個人粵港澳大灣區(內地,香港)個人動標準合同實施指引動標準合同實施指引等 100 多部規定。從國家以及行業標準層級來看
113、,有信息安全技術個人信息安全規范 GB/T35273-2020、信息安全技術-個人信息安全影響評估指南、信息安全技術-移動互聯網應用(App)收集個人信息基本要求 GB/T413912022等 60 多部規定。對法律法規等規范性文件中的相對原則性的規定給予了實踐層面的指導。從防范數據泄露、保障個人權益、提升數據管理能力等多方面做出細化的規定。物聯網企業可以根據該類標準實施內部的落地合規舉措。2.2 國外物聯網數據安全和隱私保護相關法律法規國外主要國家都已經出臺數據安全和隱私保護相關法律法規,且大部分法規的管轄均為“長臂管轄”,在數據處理上的合規性不以公司是否在當地注冊登記為前提,只要涉及到收集
114、當地自然人的數據,都被其納入管轄范圍。物聯網企業如果想要開拓海外業務,則需要重點關注此類相關法律法規要求,避免出海事業造成中斷或終止。下文主要介紹出海的常見地歐盟地區及美國的相關立法,以助企業對相關要求洞察一二。歐盟主要通過網絡信息系統安全指令(NISD)和通用數據保護條例(GDPR)兩部法律,分別從網絡安全防護和個人基本權利保障兩個方面來維護數據安全和隱私保護。歐盟議會于 2016 年 4 月 14 日通過通用數據保護條例(General Data Protection Regulations,GDPR),于 2018 年 5 月 25 日在各歐盟成員國內正式生效,號稱史上最嚴的數據安全保護
115、法律,規定了企業處理數據的一些原則和規定,還包括對于數據主體權利的細化,個人數據傳輸與跨境等規定。2016 年 8 月生效的網絡信息系統安全指令(Directive on security of network and information systems,NISD)是歐盟關于網絡安全的重要立法,旨在加強基礎服務運營商、數字服務提供商的網絡和信息系統安全,要求履行網絡安全風險管理、網絡安全事故應對與通知等義務。歐盟各個成員國也有相應的國內立法來完成對于 GDPR 的轉化,如法國的第 78-17 號法案,德國的聯邦數據安全法等。英國雖然已經脫歐,但是其也已經完成了 GDPR 的國內轉化,針對物
116、聯網行業值得一提的是,英國政府通過的產品安全和電信基礎設施法案(Product Security and Telecommunications Infrastructure Act 2022,簡稱“PSTI”)。該法案第一部分將于 2024 年 4 月 29 日強制實施,要求用數字技術連接產品到互聯網或到其他產品的制造商、進口商和分銷商須遵守新的網絡安全法規,違規企業將面臨高達 1000 萬英鎊或占其全球營業額 4%的罰款。此外歐盟無線電設備指令(RED)網絡安全授權法案正式推遲至 2025 年施行,該法規針對無線電設(含消費者物聯網產品)的市場進入提出了嚴格的要求,如防范網絡用、增強個人資料
117、與隱私的保護及防貨幣詐騙的安全規定,制造商在將其產品投放歐盟(EU)市場之前執行合格評定程序時可以選擇根據統一標準進行自我評估或者依靠安全實驗室和 SGS 公告機構提供的第三方評估報告,獲得歐盟類型的認證函。美國目前還沒有全國性的數據隱私法律(針對聯邦美國數據隱私和保護法案(ADPPA)的眾議院決議(HR)8152 已提交,但是還未成為法律,更未生效),各種規則散見于多部聯邦立法,有如加州消費者隱私法案(CCPA)等州級法律,以及特定行業的法規如健康保險可攜帶與責任法案(the Health Insurance Portability and Accountability Act of 199
118、6 Privacy and Security Rules,HIPAA)、金融服務現代化法(the Gramm-Leach-Bliley Act of 1999,GLBA)、兒童在線隱私保護法案(Childrens Online Privacy Protection Act,COPPA)等等。美國還通過了多個法案和法律文件來確保其對數據的控制以及在數字領域的優勢地位。在數據跨境流動方面,美國通過 澄清域外合法使用數據法案(Clarifying Lawful Overseas Use of Data Act,CLOUD),通過“長臂管轄”的方式擴大了其跨境數據執法權力,建立了對境外數據的管理者標準
119、,使美國能夠合法地獲取境外數據,同時限制其他國家獲取數據資源。美國還推動 APEC(亞洲太平洋經濟合作組織)的跨境隱私保護準則(APEC Cross Border Privacy Rules,CBPR),提倡數據自由流動。但是在 2023 年 10月底 WTO 就電子商務進行的新一輪談判中,美國貿易代表辦公室(USTR)放棄了美國長期以來的支持的數據流動自由化主張,可能不再支持保護跨境數據流動、禁止強制數據本地化、保護源代碼以及禁止各國在世界貿易組織(WTO)歧視數字產品的條款。值得一提的是,在物聯網方面,于 2020 年 1 月 1 日起實施生效加州IoT 設備網絡安全法規定了每個物聯網設備
120、都需要一個獨特且唯一的預編程密碼,企業應采取合理管理和控制措施確保個人信息的安全,并對不再需要保留IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593314的個人信息要求采取相應手段做到難以再恢復與識別,該法案還要求企業采取和維護與信息安全流程與實踐,以避免個人信息發生未經授權的訪問、破壞、使用、修改或披露等風險。但是該法案簡單粗暴的規定沒有考慮到物聯網設備的復雜性,收集數據的敏感性不同,應該采用的技術標準也不盡相同。3、數據隱私保護法律法規為物聯網產品服務帶來的合規
121、挑戰3.1 基于物聯網架構類型的常見合規挑戰在討論物聯網數據隱私合規挑戰時,離不開物聯網本身的架構特征所帶來的常見風險通常物聯網架構分為三個邏輯層,即感知層、網絡傳輸層和處理應用層,分別對應的合規挑戰有所不同,具體如下:(1)感知層其是底層負責數據的采集和傳感器網絡的組件,主要通過各種傳感器感知采集環境、設備和人體等信息,這些感知設備可以通過無線通信技術將采集的數據傳輸到網絡層進行處理和存儲。在這一層中,我們的很多個人信息可能被收集,常見的合規挑戰在于未經同意、過度收集或超范圍收集等情形,都會違背相關法律法規所要求的合法性、必要性及最小化原則。(2)網絡傳輸層其是中間層負責數據的傳輸和通信,其
122、包括移動通信網絡、互聯網以及其他私有網絡。在該層,采集的數據會經過各種傳輸協議和網絡設備進行傳輸,也提供了連接不同設備和平臺的橋梁,實現了數據的互通和交流。這一層中,企業最需要關注的挑戰是相關的傳輸技術是否安全,是否足夠先進能抵抗日益增強的攻擊技術。此外,傳輸中的是否采取了法規所要求的跨境合規機制也是需重點關注;(3)應用層其是物聯網的最上層,主要涉及行業應用或公共平臺,在本層通過對數據的分析和處理可以實現各種具體的應用場景和功能,如智能家居、智能交通、智慧城市等。在這一層中,數據的加工處理也需要遵從相應的規則,常見的合規挑戰在于自動化決策、用戶畫像侵犯用戶權利或超范圍的分析整合數據,也會面臨
123、相關法律法規規制的風險。智能互聯中的物聯網并不是獨立的靜態通信實體系統,而是一個復雜的動態環境。在這個環境中,所有的網絡實體都不能完全控制整個系統的交互協作和通信,給個人數據保護帶來挑戰,加之物聯網在感知層、網絡傳輸層以及應用層三個層面都有可能存在數據泄露的情形,隨著物聯網設備的普及以及科技的快速迭代,數據安全技術的發展卻未能跟上步伐。許多設備缺乏足夠的安全防護措施,容易受到攻擊,原有比較老的物聯網設備的安全性可能不足以防范可能的黑客攻擊,可能存在通信路徑破解率較高、個人數據暴露概率較高、數據丟包率不易控制等問題,導致數據泄露事件發生。3.2 基于數據安全與隱私保護要求框架的常見合規挑戰除去物
124、聯網本身的架構特征所帶來的常見挑戰外,數據安全與隱私保護本身要求的復雜性也是企業常見挑戰的原因之一,本節將基于對重點合規要求的分析解讀相關合規挑戰。(1)合規制度流程要求帶來的內控挑戰法律法規不斷更新,產品服務的迭代周期緊迫,企業在相關合規要求了解不足的情況下,必然會有意識不夠、制度規范不完善或存在滯后性的風險。如物聯網設備在收集和使用個人數據時,未經過用戶同意或未告知用戶。同時,也對企業的人員提出了更高的要求,可能需要專業的合規人員落實,否則哪怕想要進行相關制度設計也不成體系,有心無力。此外,公司整體戰略是否支持其支付更多的合規成本去進行相關數據隱私保護合規流程難以建立和落地的一大原因。(2
125、)數據處理合法性、必要最小及個人權利的保障帶來的產品服務功能影響根據相關法律法規要求,數據處理的合法性必須符合法律規定的原因,如基于用戶同意、合同履行或法定義務履行等。確立了合法性后,還需要明確必要性評估,進行透明度告知和最小化的產品設計等。如透明度要求通過隱私聲明等方式向IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593315個人展示是誰因為什么要收集哪些信息,信息會被用在哪些地方,會不會被第三方共享信息等等,這就要求產品服務過程中必須嵌入這一過程,且隨著產品更新
126、迭代,數據的場景和處理方式也發生了變化,此時就需要更新,這都需要企業的產品服務做出配合調整,無疑增加了資源投入和成本消耗。此外,最小化帶來的產品服務功能必須充分設計合理,在非必要語音控制的產品中集成收集語音數據的功能則不符合此要求,收集個人信息的范圍要與實現產品的功能與服務是密切相關的,且是直接的、必要的。此外,隨著相關法律法規賦予的個人信息主體對其數據的權利,其有權訪問、查閱、更正或刪除其信息,映射在企業都需要增加響應的服務節點、流程和維護流程等。都對產品服務帶來了合規的挑戰。(3)數據跨境及帶來的技術方案與合規方案的博弈數據跨境場景需要關注兩個類型,分別是從中國境內收集的數據傳輸到境外;從
127、境外收集的數據傳輸到中國境內。值得強調一下的是,數據跨境中的“境”不單單指跨越物理邊界的過程,而是一個跨越司法管轄區域的事情,比如信息從境內傳輸到香港也算是出境,海外員工訪問國內服務器或者國內員工訪問海外子公司的服務器,都算是跨境。在跨境上,如有本地化要求的則需要考慮本地化建設相關系統,最大程度地避免遠程服務的情形。如在非有本地化要求的情況下,且必須投入遠程服務時,則必須充分了解轄區法律法規要求,采取可用可行的合規措施,如歐盟的標準合同條款機制、企業約束性規則機制,又如我國的安全申報評估、標準合同條款備案等機制。其中,需要企業以業務為基礎,充分評估技術方案與合規方案對應的投入,這其中的博弈和選
128、擇是合規挑戰的重要體現。(4)數據安全帶來的技術要求挑戰在物聯產品的架構特征下,數據安全的重要性不言而喻,只有各層各關鍵技術安全可靠了,相關的數據才不會在不安全的環節中傳輸流轉,安全是合規的底座也是風險保障的墻。相關法律法規中,均作出了技術措施安全性的要求,如加密、脫敏等技術,都會給關聯企業的技術架構帶來影響,構成核心挑戰之一。4、如何做好物聯網數據合規4.1 量身定制數據合規策略和合規文化1.建立可行的數據合規策略考慮合規措施與風險兼容的原則、數據處理活動的敏感性和可投入資源等因素,以確??尚行院涂沙掷m發展可以采用“由表及里,逐步推進”的方式,先解決外部網絡產品等易受用戶投訴及監管關注的高風
129、險場景的合規,達到“保底速贏”的目的,比如集中解決外部網絡產品等易受用戶投訴及監管關注的高風險場景的合規,完成隱私政策的修改和設置、暢通用戶行使權利的渠道、完成與第三方商業伙伴的數據處理協議等,然后再次基礎上再構建全面合規體系,構建層次化(自上而下管理,自下而上落實)、全面化(覆蓋數據全生命周期)和重點化(重點環節、重點領域、重點管控)的數據合規管理體系。2.建立合規文化和維護環境有效的合規文化可以消除合規風險,遏制違法違規行為和案件發生,是全面防范風險、提升經營管理水平、完善合規管理體系、從源頭預防風險的需要。企業要想真正實現合規治理,要構建良好的合規文化,內化于心,外化于行。合規文化建設分
130、三個階段,即服從、認同和內化。3.培養合規意識最后,要想從“要我合規”發展到“我要合規”,合規意識很重要。企業領導者、管理層和員工個人都要具備數據合規意識,并加強數據合規培訓和安全教育,讓合規觀念和意識應滲透到每個崗位、每個數據處理環節中。也有利于增強企業制定的數據合規管理制度的實際落地與開展。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933164.2 落實法律法規,健全制度體系宏觀上制定數據合規策略與建立合規文化后,企業更重要的是落實相關法律法規,健全健全制度
131、體系,筑構安全防范機制。1.設置合規組織機構企業需要設置相應的合規組織機構,工欲善其事,必先利其器,專業的人做專業的事,設置專門的信息保護負責人,并公開其聯系方式給用戶,境外企業還需要設置專門的首席數據保護官等等2.制定數據內部的管理制度與操作規范制定數據內部的管理制度與操作規范。重點需要關注的制度有數據分類分級制度、數據主體權利響應制度、數據安全事件管理制度、安全技術措施制度等等。由此才可以將數據安全和隱私保護嵌入到業務流程,對數據全生命周期進行規范。3.實操三步走在具體實操層面,企業可以通過三步走開展次合規工作:第一步,建立合規性清單,根據法律法規的要求,建立相應的合規性清單,將每一項法律
132、法規要求明白寫下來;第二步,差距分析,即根據企業具體情形,對照合規清單,一項一項的進行分析,有哪些目前可以做到,哪些是緊急的等等。包括對隱私風險分析、匿名化和脫敏處理、最小化數據收集、透明的隱私政策和用戶通知、審查第三方合作伙伴、用戶權利響應分析等等。第三步,全面測試以及搭建管理體系,消除合規差距后,可以進行數據合規的全面測試,從數據的收集、傳輸、存儲、處理等環節去測試是否存在風險,是否做到合規清單上規定的要求等等,最后搭建出相應的管理體系,定期更新等。這第三步其實也是制度建設的一部分,同時也需要組織機構的支持,這三點是相輔相成的??偨Y來說,技術發展日新月異,如融合 AI 技術和 IoT 技術
133、的人工智能物聯網(AIoT)已經出現,對應的全球各地各國的 AI 立法也雨后春筍起來。我們可以預見技術越復雜,法律越“不甘落后”的前景。企業的合規在基礎的財務合規、合同合規、勞動人合規、知識產權合規,也必然增加數據隱私合規的新課題。洞察了解、分析評估、行動守法是物聯網企業面對此前景的必然之策。注:本節內容由普華永道負責編寫,在此特別鳴謝對該報告的內容支持。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593317一、感知行業背景介紹1、感知行業簡介物聯網的感知層是整個
134、物聯網絡建立的基礎,利用各種設備,如傳感器、RFID、雷達、定位技術、超聲波、紅外等一系列技術手段,來獲取物體的位置、狀態、流通和分類的信息。從只有獲取了物品的信息,才能進行傳輸、存儲以及分析,所以,作為“物聯網”的基礎,其產品數量必然是最大且最復雜的。感知層的數據來源可以被分成主動采集生成信息和外部接受指令被動保存信息兩種類型。主動采集信息主要包括傳感器、北斗、GPS、雷達等等。主動型產品需要主動去記錄或者與目標實現交互才能獲取數據,存在一個采集數據的過程,且信息實時性高。外部接受指令被動保存信息主要包括 RFID、IC 卡、條形碼、二維碼等技術,在使用前先將信息儲存起來,等待被讀取。被動型
135、產品需要提前儲存數據,在使用過程中通過對信息的獲取來協助某些行為的完成。2、感知行業發展歷程目前看來,物聯網感知層已經歷了四個階段:階段一:2010 年之前,以 RFID 為主的連接/感知方式,開始賦能物流、零售和制造等領域;階段二:2010-2015年,多種通信協議崛起,物實現初步互聯,物聯網嚴格劃分感知層與傳輸層,傳感、通信各自發展;階段三:2015-2020 年,物進入半智能化,對環境數據的采集提出要求,感知技術開始升級,同時數據量增大,傳輸技術也高速迭代;階段四:2020 年之后,物進入全智能化,萬物互聯走向通感一體,傳感、通信再次趨向融合。3、感知行業發展現狀當前,感知層的發展情況,
136、主要體現在以下幾個特點:首先,感知層的融合主要體現于多傳感器融合。在物理層面,多傳感器融合表示一個芯片將集成多種傳感技術,一個設備將集成多個傳感器;而在背后,融合更表示多個傳感數據的融合,隨著信息與數據在種類和體量上增多,設備對環境、事物狀態的監測也會更加準確。其次,通感一體化概念的逐漸落地,使通信與感知之間的邊界變得更加模糊。作為同樣使用電磁波信號進行數據交互的通信與傳感技術,未來將通過對硬件的整合,以及對算法的優化,實現單硬件多用途的解決方案。最后,在感知層中新技術層出不窮,仍在不斷發展和迭代中。近年來,隨著自動駕駛的快速發展,毫米波和激光雷達作為感知層產品,其出貨量也在快速增加。柔性傳感
137、器、光電傳感器、MEMS 等傳感器技術也在向著微型化、低功耗的方向不斷演進。PERCEPTION LAYER-THE HUB OF PHYSICAL PERCEPTION感知層 物理感知的樞紐3IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933184、行業面臨的挑戰安全問題物聯網感知層在使用過程中會遇到許多安全問題,如設備安全性、數據隱私保護、身份認證、網絡攻擊等等,這對產品的軟硬件安全性能有許多的需求。在感知層,部分產品會結合數據清洗和融合來避免環境中的“噪音”
138、干擾感知層監測的準確性,但其算法的優化,仍存在一定的挑戰。市場創新能力偏弱傳感器在高精度、高敏感度、高穩定性等產品與國外產品仍存在一定的差距,中高檔傳感器產品大部分依賴國外產品,其國產化率與許多高端芯片處于一個水平。二、感知技術市場分析1、RFID 無源物聯網1.1 RFID 無源物聯網行業介紹(1)RFID 技術特點介紹RFID 技術,在感知層里面是近乎完美的 IoT 技術。首先,其產品的價格是市場上成本最低的連接方案,目前 UHF RFID 標簽產品市場價僅幾毛錢,除它之外,市場上最便宜的藍牙標簽芯片也要幾塊錢,而其他的技術產品價格則更高。RFID 標簽是典型的感知+通信一體化產品,雖然不
139、像傳感器可以主動采集周圍環境信息,但 RFID 芯片可以提前錄入各種信息并使用,這極大的降低了成本。其次,RFID 應用場景適用性廣,RFID 標簽已經廣泛應用于生活中很多消費品中,最常見有鞋服零售的商品標簽,機場行李托運的標簽、高端白酒等,未來在快遞包裹、食品、藥品等更多的產品中也將會大量使用。最后,RFID 標簽的使用門檻低,RFID 電子標簽非常輕便,跟貼紙一樣使用,用戶在使用的時候,拿一臺讀寫器產品掃一遍,就可以讀取完標簽的信息,非常便捷。最近兩年,我們看到了很多項目對于標簽的定制化要求變高了,比如抗金屬、抗液體甚至帶傳感器的標簽逐漸增加,從而衍生出特種標簽市場,為特定場景帶來簡單便捷
140、的物聯網解決方案。(2)RFID 無源物聯網成本測算從成本角度來看,UHF RFID 的標簽成本可以分為 6 個部分,即芯片、天線、生產設備投入、人工成本、其他的耗材成本以及其他運營成本,每個標簽成本占比見下表。圖表 13:RFID Inlay 成本分析表芯片天線生產設備投入人工成本其他耗材成本其他運營成本所占成本比例50%-60%10%-20%10%-20%5%-10%5%-10%5%-10%成本優化空間芯片工藝的提升可降低成本。此外,國產芯片最近幾年涌現了一批玩家,充分的競爭使得芯片價格有較大的優化空間。目前最主流的是蝕刻工藝,該工藝天線的成本優化空間不大。市場上的模切天線已經得到了 規模
141、化應用,此外,絲網印刷天線工藝有較大的潛力,新的工藝可促使天線成本更低。目前采用紐豹的標簽封裝機價格較貴,優化的方式為設備的國產替代,目前國產封裝設備在標簽廠使用也較為廣泛。復合設備基本實現了國產替代,并且價格已經較低。人工成本包括工人、銷售、研發人員等費用。人工成本在國內的市場環境下有上升趨勢。包括各種粘合膠水、PET 材料、紙質材料等。其中比較有代表性的是將芯片貼到天線的導電膠水,這個產品被國外品牌壟斷,并且該產品在成本中占比較大。包括廠房租金、水電費、交通費以及其他各類開支等。這一項幾乎沒有優化空間。制圖:AIoT 星圖研究院IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8
142、月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593319從上表中可以分析,標簽的成本優化的路徑有:芯片工藝的提升與國產化替代,可以降低芯片的成本;天線工藝的改進以降低天線成本;綁定機與復合機等設備的國產替代化以降低設備投入成本等。(3)RFID 技術小結降低成本,固然是整個 RFID 產業所關心的問題之一。但是,在成本不斷壓低的同時,創新也在這些領域不斷出現。芯片隨著工藝的演進,正在朝著更小的制程邁進。天線以鋁蝕刻天線為主,但近年來也出現了銀漿天線、絲網印天線、激光打印天線等一系列新材料與新技術。生產設備上,也出現了一些新玩家
143、的入局,為生產設備帶來更多的可能。下一節將聚焦創新,梳理 RFID 無源物聯網中的創新性體現。1.2 RFID 無源物聯網創新性體現(1)環保概念給 RFID 帶來的創新環保概念在 RFID 領域的深入,引導了工藝、材料等領域的環保。在 RFID 生產過程中,環保被越來越多地被提及,各個標簽領域的企業都在從不同角度嘗試提供 RFID 環保生產的解決方案。從工藝方面,有沖切、絲網印刷、激光、3D 打印、柔性打印等多種新型 RFID 標簽生產工藝來取代傳統的蝕刻工藝,從工藝角度來實現 RFID 生產的環保。從材料方面,傳統的 RFID 天線多使用鋁蝕刻天線或銅蝕刻天線,從可降解的角度來看,這兩種天
144、線都存在著一定的污染?,F在,新興材料開始逐漸出現。在天線端,涌現出納米銀漿天線以及石墨烯天線。在承印材料端,出現了紙基材料代替傳統 PET 塑料基材的產品。從設施方面,RFID 工廠也在變得越來越環保,許多大型 RFID 標簽生產商開始在工廠上裝載 BIPV,來降低生產過程中對電力資源的消耗。(2)“RFID+”概念的創新在主流的物聯網應用中,往往利用 RFID 身份賦予的特性,用 RFID 賦予物品獨一無二的“身份”。但是,在許多新興的應用場景中,RFID 作為一個感知的工具,與其他物聯網產品配合使用,可以發揮更大的功能。舉例來說,在冷鏈系統中,近年來出現許多使用 RFID 的案例。通過 R
145、FID、溫度傳感器與 WMS 的結合,使冷鏈產品能夠在出入庫和移庫時實時監控貨物的溫度變化。通過溫度傳感器采集數據并寫入標簽的芯片中,在 RFID 標簽接收到讀寫器信號時,將存儲的溫度數據上傳至云端進行處理,以實現實時預警的功能。RFID+,也能給企業帶來更大的效益。一個普通的 RFID 標簽,售價在幾毛錢的水平。而工業場景許多 RFID 都有抗金屬、傳感等其他需求,其 RFID 標簽的打包方案能夠有效應對特種條件、潮濕、金屬、化工腐蝕等情況,而價格可以達到幾塊錢一個產品,大大提升了 RFID 產品的價值。(3)RFID 應用領域的創新應用領域的創新,主要集中在強供應鏈需求的領域,如食品、藥品
146、、工業場景標準品、輪胎等產品,這些領域都有出現從 0 到 1 的 RFID 應用。食品方面集中在對于食品效期管理以及供應鏈管理的需求上,屬于從條形碼升級的管理方式,利用 RFID 的信息存儲能力,將有效期、產地等信息實時進行記錄,增加食品供應鏈的安全性和可溯源性。藥品管理屬于新興的 RFID 管理需求,近年來在歐美開始逐漸出現該應用領域的案例。根據透明市場研究(TMR)公司報告顯示,在 2030 年后,全球醫療領域的射頻識別(RFID)市場將增長近 10%,達到超過 25 億美元。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5
147、月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593320工業場景的 RFID 密集應用主要集中在新能源、汽車配件等近年來快速發展的行業,這些行業由于在近年的高速發展,積累了比較多的資金和訂單,于是有能力布局生產數字化。而 RFID 作為資產管理的最優方案,得到寧德時代等一眾企業的關注。輪胎方面的RFID應用主要集中在米其林等大型輪胎企業的應用,目前出貨量呈現快速放量的特點,以米其林為先行者,RFID 的應用逐漸擴展至中小型輪胎制造商。1.3 RFID 無源物聯網產業鏈介紹RFID 無源物聯網產業,根據標簽頻段,可以分為 UHF、HF、LF 三大塊產業,其中 UHF 產業規模最為
148、龐大,廣泛應用于鞋服零售、物流、航空等場景。其次是 HF 產業,主要應用于圖書、防偽溯源和各類智能卡等領域。LF 年出貨量較少,價格相對其他兩種標簽稍貴,主要應用于動物管理、門禁等場景。以一枚 RFID 標簽來梳理產業鏈,可以將其分為生產端和產品端。生產端的供應鏈由復合機、封裝機、檢測設備、噴碼/寫碼設備等組成。近年來在生產端,RFID產業鏈一直在追求高速封裝和復合以提升生產效率。產品端主要由RFID標簽、讀寫器、打印機組成。在產業鏈端,近年來一直有相互融合的趨勢,許多企業選擇打通 RFID 上下游,或者進行產業鏈間的交叉并購。如 Impinj 收購 voyantic 公司,在產業鏈中同時擁有
149、 RFID 芯片和檢測設備兩個業務。1.4 RFID 無源物聯網市場運營分析(1)RFID 標簽出貨量(含 UHF、HF、LF)從標簽總出貨量來看,2023 年中國 RFID 無源物聯網標簽總出貨量在 290 億個的水平,其中,UHF RFID 占據了出貨量的 90%,預計其出貨水平在 265 億左右。從產值角度來看,2023 年中國 RFID 無源物聯網產業總產值在 270 億人民幣,其中 UHF RFID 的產值占比達 80%。圖表 14:中國 RFID 無源物聯網標簽總出貨量(單位:億個)制圖:AIoT 星圖研究院IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:
150、IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593321(2)UHF RFID 產業出貨量聚焦于國內市場,從每個標簽的應用市場來看,鞋服市場對超高頻 RFID 標簽的應用最多,目前仍為主流市場,而其他市場如工業、電力等市場,雖然標簽應用數量不多,但標簽單價較貴,也在 RFID 市場中占據著一定的份額。圖表 16:中國 UHF RFID 標簽應用市場主要細分領域出貨量分析與預測(單位:億個)制圖:AIoT 星圖研究院2021202220232024E2025E2026E2027E2028E鞋服與商超零售4.55.06.08.011.014.
151、018.022.0快遞物流2.53.05.06.07.08.09.010.0圖書檔案2.52.83.03.44.04.85.56.5航空1.71.62.02.22.42.83.03.2珠寶與奢侈品1.00.91.01.21.41.61.82.0電力2.12.52.62.83.03.23.43.6酒店布草0.20.20.20.30.30.40.40.5醫療0.81.31.52.02.53.03.54.0工業1.21.51.82.22.63.03.54.0酒類0.80.91.01.21.41.61.82.0煙草0.80.80.80.90.91.01.11.2動物管理0.40.50.50.60.70
152、.80.91.03C 電子產品0.10.10.20.30.40.50.60.7票據0.30.30.30.30.40.40.50.5“RFID+X”標簽0.010.020.020.050.050.10.10.2其他(包括軍標、國標)2.092.583.083.553.954.85.96.6總計2124293542505968圖表 15:中國 RFID 無源物聯網產業總產值(單位:億元)制圖:AIoT 星圖研究院數據說明:1、因本報告總結的是中國 RFID 無源物聯網的總出貨量數據,所以,在 UHF RFID 部分,我們統計的是中國生產量數據。2、預計在未來的時間里,增量市場主要來自于 UHF 的
153、增長,而 HF 與 LF 則表現的很平滑。3 從出貨量角度來說,LF 與 HF 的占比很小,但是從產值角度來說,LF 與 UHF 的占比會明顯變大,因為單一的 LF 與 HF 標簽價值更高。4 HF 與 LF 的產值總量也表現的很穩定,但是 UHF 在快速增長,所以未來 UHF 在總產值的占比將越來越大。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593322制圖:AIoT 星圖研究院制圖:AIoT 星圖研究院制圖:AIoT 星圖研究院從超高頻讀寫器來看,不同形態的
154、 UHF RFID 讀寫器出貨量也存在著一定的差異。圖表 17:不同形態 UHF RFID 讀寫器出貨量分布(單位:萬臺)(3)HF RFID 產業出貨量從高頻標簽市場來看,RFID 的細分領域可以分為卡類應用與標簽類應用。其中卡類應用可以分為金融銀行卡、交通卡、校園卡、門禁卡,除此之外,其他卡類種類繁多,諸如消費會員卡、健身卡、門票卡等加起來也是一個非??捎^的數字。標簽類應用可以分為圖書檔案標簽、防偽溯源類標簽以及其他應用種類標簽。圖表 18:中國 HF RFID 主要細分應用領域出貨量及預測(單位:億個)(4)LF RFID 產業出貨量低頻 RFID 目前產業玩家比較少,尤其是芯片玩家更少
155、,我們綜合幾個主要的低頻芯片供應商的數據后,對整個低頻RFID 市場出貨量進行了評估與預測。圖表 19:中國 LF RFID 標簽出貨量預測(單位:百萬個)2021202220232024E2025E2026E2027E2028E手持機(包括平板、可穿戴等形態)28384050607790108打印機4555681012智能柜/箱12234579門禁/通道式讀寫器3456791011發卡器/網關等其他固定式讀寫器2534384351596673分立器件類讀寫器產品5517129777總計66881071191371651902202021202220232024E2025E2026E2027E
156、2028E金融3.01.00.50.50.50.50.50.5門禁0.50.50.50.40.40.30.30.3交通0.40.40.30.30.30.30.30.3校園0.40.40.30.30.30.30.30.3防偽溯源2.53.03.54.04.55.05.56.0圖書檔案2.52.52.53.03.03.53.54.0無人零售0.30.30.40.40.40.40.50.5電子產品配對0.10.20.20.30.40.50.60.7工業生產0.30.30.40.40.50.50.60.6電子價簽0.71.01.01.11.21.31.41.5其他2.02.02.12.22.32.42
157、.52.6總計12.711.611.712.913.815.016.017.3IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593323根據我們調研的數據,全球低頻 RFID 標簽的出貨量約 10 億左右,中國地區產能占比大約有 50%左右。低頻 RFID 標簽使用量最大的是動物管理,占比超過 60%,該領域主要的市場在國外,供應商也以海外企業為主;其次是門禁卡,該領域應用市場也以海外為主,不過供應商主要集中在國內;此外,還有汽車安全管理的量比較大,并且也一直比較穩定
158、,汽車鑰匙供應商海外企業占比也更大。圖表 20:中國 LF RFID 市場主要細分應用領域出貨量及預測(單位:百萬個)制圖:AIoT 星圖研究院制圖:AIoT 星圖研究院(5)RFID 無源物聯網細分市場從整個 RFID 市場產值的角度,可以將當今 RFID 產業在各行業所占比例進行量化,可以看到,鞋服零售在國內的市場產值占比并不大,僅在國內市場占了 40%的比例。占比第二大的是 RFID 在電力市場的應用,主要是因為電力使用的標簽價格較貴,其次便是工業、門禁、圖書等場景。圖表 21:2023 年國內 RFID 細分市場產值分布從增長的角度來看,鞋服零售、工業、防偽溯源領域等領域的 RFID
159、市場產值仍在高速的發展之中。鞋服零售領域,在國內主要的發展路徑集中在大型服裝企業和小型服裝企業。大型企業有海瀾之家、全棉時代、駱駝、安踏子品牌等,小型企業主要的應用規模集中在幾十萬標簽的水平,至于出現分化的原因可能是因為大型企業傾向于利用數字化來降本增效,而小型企業船小好調頭,故而積極的擁抱數字化。隨著新能源、汽車配件等行業的高速發展,工業領域對 RFID 的需求也在快速提升中。在2020-2022 年,新能源(光伏、風電、電車)領域飛速發展,滲透率持續提升,給行業帶來2021202220232024E2025E2026E2027E2028E動物領域(畜牧)2220202224262830動物
160、領域(寵物)555678910動物領域(禽類)45556666動物領域(科研實驗)345678910門禁121110109988汽車鑰匙1211101010101010電力65556677半導體載具55555555其他1615151618202224總計85818084899498102了大量的利潤。2022 年以后,高速發展期已過,新能源和汽配企業的發展路徑有兩條:往外走,向世界輸出高性價比的新能源產品;往內走,對原先產品或產線進行改進,提升能量轉換效率或提升產線工作效率。作為優秀的物聯網管理工具,RFID 快速進入了新能源企業的產線,為其提供高效的供應鏈管理能力。IOTE2025 上海站:
161、4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593324防偽溯源領域則更多是平行替代的發展方式。以快遞領域為例,2010 年左右,快遞行業還在使用四聯或五聯面單,需要用手寫的方式填寫信息。2012 年后,市場開始使用電子面單,發展至今滲透率已達到 70%以上。到 2021 年后,情況繼續發生變化,順豐使用條碼運單從消費者端開始記錄運輸信息,各大快遞公司的產線上,也開始使用 RFID 對集包袋進行管理。未來也注定會發展至單品級包裹對 RFID 標簽的使用??梢钥闯?,從手寫,到條形碼,再到 RF
162、ID,會是一個必然的發展路徑,這樣的路徑在食品、酒類等產品上也在進行著演進。1.5 RFID 無源物聯網產業最新趨勢對于 RFID 無源物聯網的產業發展趨勢,可以分成三個部分來討論,分別為超高頻 UHF、高頻 HF 和低頻 LF 發展趨勢。對于 UHF RFID 市場,國產 UHF RFID 的讀寫器芯片已經逐漸被市場接受與認可,根據 AIoT 星圖研究院的調研發現,從性能上國產芯片與國外芯片可能還有所差距,但國產芯片主打性價比與服務,尤其對于大項目來說,對成本要求高,而國產芯片有著更靈活的報價體系,且部分 G 端項目以及國企、軍工項目,也會優先考慮國產芯片,這讓國產 UHF 讀寫器芯片得到了
163、快速的發展。在標簽端,雖然國產 UHF RFID 芯片也有很多玩家,但市場占有率一直在一個比較低的水平。但由于國際市場缺芯的原因,給國產 UHF RFID 標簽芯片的發展提供了機會,讓許多大型需求場景開始試點國產芯片方案,如鞋服、航空等市場。其次,在需求端,近年來也看到許多對 UHF RFID 的大項目。從標簽的角度來看,超過億級標簽量的項目有電力系統、物流中轉系統、海外鞋服品牌國內電商銷售等等;從讀寫器的角度,寧德時代等企業也有超過 10 萬個讀寫器需求的大項目開始出現,這證明在國內的 RFID 市場,UHF 仍有強勁的需求。對于 HF RFID 市場,有兩個很清晰的趨勢。第一,HF RFI
164、D 與 NFC 的邊界逐漸模糊,HF 標簽大多可以和手機互動。在早期,NFC 相較于其他的 HF RFID 產品還有較為嚴格的區分,但隨著產業的發展,NFC 兼容了大部分的 HF RFID 協議,這就導致兩類產品的界限已經非常的模糊,當然,這帶來的好處就是可以用手機的 NFC 讀取大多數的 HF 標簽或者卡,增加了 HF 與消費者的互動。第二,HF 與 UHF 融合到一起的雙頻方案將會變得越來越多。目前 HF 產品最大的優勢是可以與手機互動,而 UHF 產品則是可以在供應鏈端實現快速的盤點,因此,將兩者能力結合在一起的雙頻方案成為市場的一個亮點,包括高端酒類、奢侈品、或者價值較高的貴重物品都適
165、合采用這種方案。對于 LF RFID 市場,低頻卡類市場在未來可能會出現一定程度的出貨量下滑,如門禁卡、醫院診療卡、消費會員卡等,在國內市場,這些卡類產品已經逐漸被移動支付方式所取代,而國外市場,HF 也在逐漸替代 LF 卡的應用場景,這導致 LF卡類出貨量將不斷減少。并且,對于低頻 RFID 市場來說,動物市場仍是,并將一直是最主要的市場,未來 LF RFID 的出貨規模和增量都將這個市場出現。據統計,目前 LF 在 RFID 動物管理的市場占比已經達到了 60%以上,因為在動物領域,LF RFID 相比于其他技術有著無法取代的優勢,比如抗液體干擾性能,隨著智慧農牧業產業的逐漸發展,LF R
166、FID 在動物管理(包括畜牧、貓犬寵物、實驗小白鼠、禽類等)的應用將處在不斷的增長之中。2、毫米波雷達2.1 毫米波雷達行業背景(1)毫米波雷達技術介紹毫米波雷達是指工作在毫米波波段的雷達,其頻域介于 30 300GHz,波長 110mm。毫米波雷達作為雷達系列中的高頻段產品,具有頻帶寬、波長短、大氣傳播損耗較大等基本特性,各特性對應的有確定概括如下圖所示。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593325在車輛環境感知領域,毫米波雷達是除車載攝像頭和激光雷達
167、外的另一主流方案。通過電磁波,實時反饋車輛與目標物體的距離、相對速度、方位角等信息,并將信息返回給輔助/自動駕駛系統以判斷車輛的行駛情況。毫米波雷達的核心功能包括測距、測速、測方位角、微動探測和4D成像等,通常雷達系統是通過同時測量2-3個功能參量而構成一個應用產品。(2)毫米波雷達應用場景毫米波雷達,主要的應用場景在車載,即車規級毫米波雷達。除此之外,還發展出工業級、消費級、醫療級等類別,根據應用場景的行業屬性可歸為 8 個主要的應用領域,分別是智能車載、智慧交通、安防監控、智能家居、健康監護、工業測量、智能裝備和其他,如下圖所示。圖表 23:毫米波雷達主要應用場景制圖:AIoT 星圖研究院
168、車載級應用是毫米波雷達最早的商用場景,同時也是當前毫米波雷達規模最大的應用市場;工業級應用場景最為廣泛,一般被劃分為工業級室內和工業級室外兩類,其中工業級室內場景包括智能家居、智慧康養、智能樓宇等,工業級室外場景包括智能交通、安防監控、工業測量等;消費級應用主要包括智能手機、智能手表等消費電子產品中的應用,是近年關注度較高的新興領域,未來具有較大的發展潛力。(3)毫米波雷達分類方式從頻率來分類,毫米波雷達有 24GHz、60GHz、77GHz、80GHz、120GHz 等頻段產品。目前,國內常用的毫米波雷制圖:AIoT 星圖研究院基本特性優點缺點波長短1.元件尺寸更小,結構更緊湊且重量輕;2.
169、可獲得更窄波束,提高分辨率和精度;3.比微波有更大的多普勒頻移,因此對低速目標有具有更強的探測識別能力。1.制造精度要求高;2.太窄的波束不利于目標的搜索,不合適做大范圍搜索;3.多普勒頻移更大,要求接收機有更寬的頻帶。頻帶寬1.可使用窄脈沖或寬帶調頻信號來研究目標的精細特征;2.頻段不擁擠,能有效地消除相互干擾;3.距離分辨率更高。/大氣傳播損耗較大1.不易互相干擾,電磁污染少;2.相比紅外和光波,對環境適應性更強。壞天氣時作用距離下降,尤其在暴雨中可能導致目標被遮擋。圖表 22:毫米波雷達基本特性及優缺點IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC
170、 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593326制圖:AIoT 星圖研究院資料來源:AIoT 星圖研究院功能名稱典型應用產品圖例功能介紹測距雷達物位計對容器中物料的高度進行連續測量無人機定高雷達探測無人機與地面或植被的距離測速汽車雷達測量探測目標的相對速度交通測速雷達提供精確的車輛速度及定位信息測方位角汽車雷達測量目標的方位角參數測風雷達對風場進行精細化測量微動探測人體存在傳感器可以精確探測到人體靜止存在生命體征檢測雷達持續檢測呼吸、心跳等生命數據,體動、離床記錄等4D 成像汽車 4D 雷達通過測量目標的距離、速度、方位角和高度,對目標進行精
171、確辨別。2.2 毫米波雷達創新性體現(1)毫米波雷達技術創新性毫米波雷達在物聯網領域屬于比較新興的產品,隨著4D毫米波雷達的發展,在2019年,毫米波雷達進入了消費品市場,發展出安防、家居、康養、監測等新場景。從技術角度來看,FMCW 調頻連續波雷達是現在的主流方案。相對于其他的技術而言,FMCW 可進行多目標探測,距離與速度探測,并可對目標進行連續追蹤,系統敏感性高且誤報率低。但是,FMCW 也存在著后端信號處理復雜和線性調頻獲得難度大兩個不足。達頻段為 24GHz、60GHz 和 77GHz、80GHz、120GHz。24G 毫米波雷達在各方面性能比較成熟,且成本較低,適用的領域會更廣,例
172、如交通、安防、智能家居、康養醫療等;77GHz 毫米波雷達在精度上相比 24GHz 更高,主要應用于車載領域,且應用規模已超過 24GHz。圖表 24:無線電及毫米波頻段劃分圖按照功能分類,可以將毫米波雷達分成測距、測速、測方位角、微動探測和 4D 成像等多種用途,通常雷達系統是通過同時測量 2-3 個功能參量而構成一個應用產品。圖表 25:毫米波功能及應用分類IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593327來源:4D 毫米波雷達:智駕普及的新路徑-華泰證券
173、工作體制脈沖體制(脈沖多普勒雷達)連續波體制CW 恒頻連續波FSK 頻移鍵控PSK 相移鍵控FMCW 調頻連續波優勢測量方法簡單,精度較高;技術成熟可探測目標速度可探測移動目標的位置與速度;探測時間短,精度高利用二相碼或四相碼調制載頻測量距離和速度可多目標探測,距離與速度探測;可目標連續跟蹤,系統敏感性高且誤報率低;測量距離遠,分辨率高;技術成熟,成本低不足結構要求復雜,成本高;高分辨率占用寬帶大;作用距離有限不能測量距離難以進行多目標同事探測技術不成熟后端信號處理復雜;線性調頻度獲得難度大兩種體制毫米波雷達電磁波輻射能量簡圖零差型 FMCW 調頻連續波LFMCW 線性調頻連續波LFSCW 線
174、性步進調頻連續波相位噪聲性能較差,若收發天線公用,還需要一個環行器嗎,使得收發通道的隔離度變差,而且增加了成本探測精度高,調制方式相對簡單,后端處理相對復雜。車載毫米波雷達最常用的工作模式FMCW 與 FSK 模式聯合使用,大大提高探測精度、分辨率;對基準頻率源要求苛刻,增加了硬件設計難度,簡化了后端基帶數字信號處理來源:AIoT 星圖研究院圖表 26:FMCW 汽車雷達原理和組件圖表 27:毫米波雷達工作體制分類及優點其次,4D 毫米波雷達和毫米波雷達點云成像技術也是毫米波雷達領域的新技術。傳統的 3D 毫米波雷達,對于靜物測量和不處于毫米波水平面的物體的監測會產生誤差,影響自動駕駛的安全性
175、。而 4D 毫米波雷達突破了傳統雷達的局限性,可以檢測距離、速度、水平方位和俯仰方位四個參數,使得4D毫米波雷達能達到更高的分辨率,并擁有更加密集的目標點云,更適合與深度學習框架結合。從性能角度來看,未來 4D 毫米波雷達的分辨率將會逼近 16-64 線的激光雷達。(2)毫米波雷達應用創新性從應用角度來看,新應用場景主要集中在人體呼吸心跳監測、睡眠質量監測、跌倒檢測等領域。近年來新出現的毫米波雷達應用,主要集中在家居和康養場景,產品頻段集中在 24G/60G/77G 為主,價格在千元左右的水平。未來,我們將會看到,更多的基于毫米波雷達技術的產品開始進入到家居和康養場景的全屋智能系統,通過與其他
176、物聯網產品的配合,使毫米波雷達發揮出更強大的作用。從市場發布的康養雷達產品來看,國內已發布共約 30 余款康養類雷達產品,主要為 C 端客戶提供基于毫米波雷達的監測服務。FMCW 調頻連續波分類IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593328來源:AIoT 星圖研究院來源:NXP 官網對汽車這個毫米波雷達應用最多的場景來說,近年來也出現了許多創新。目前主流的毫米波雷達車載應用主要還是以3D 毫米波雷達為主,4D 毫米波雷達整體市場仍處于蓄勢待發的狀態,僅有寶
177、馬、上汽、理想、長安、問界的部分車型有搭載 4D 毫米波雷達。從應用的角度來看,4D 毫米波雷達與傳統毫米波雷達相比,增加了俯仰角的參數,并且角度分辨率可達到亞度(100 萬元ValeoScala 21A6L否202250 萬元奔馳ValeoScala 21S 級不詳2022100 萬元IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593345資料來源:Yole汽車和工業應用的激光雷達 20213.5 激光雷達發展趨勢分析1.激光雷達技術路線多樣,當前仍處于多技術路線
178、并行階段激光雷達技術目前在技術路線上還有許多分支,并且每個分支都有產業玩家在努力推動。從測距方法來看,ToF 測距法是當前市場的主流方案,但 FMCW 被業內人士更加看好,被譽為“自動駕駛的終極方案”。從光源角度來看,EEL 為早期的技術主流,但隨著激光雷達價格的下降,許多廠家開始采用基于 VCSEL 技術的雷達以降低其生產成本,但在功率方面還有一定的局限。從掃描方式來看,機械式激光雷達仍占據行業主要地位,半固態/固態式具備良好前景。機械式激光雷達主要應用于 Robotaxi 等領域,而半固態激光雷達是目前乘用車量產裝車所采用的的主流產品。2.多傳感器融合+激光雷達上車將會是未來自動駕駛領域的
179、普遍趨勢不同類型的傳感器各有優劣,因而單一的傳感器難以滿足復雜的自動駕駛各類應用場景。多傳感器信息融合(MSF)利用計算機技術,對多傳感器或多源的信息和數據進行多層次、多空間的組合處理不同傳感器優勢互補,在不同使用場景中發揮各自功能,從而有效地提高系統的冗余度和容錯性,最終幫助做出有效判斷和決策。而激光雷達依靠 3D 點云掃描等技術,對自動駕駛的感知精確度提升有很大的幫助,將會是自動駕駛領域不可或缺的技術之一。3.集成化方向發展,SoC 替代 FPGA 是行業趨勢激光雷達接收的信號需要在處理系統經過放大處理和數模轉換,經由信息處理模塊計算,獲取目標表面形態、物理屬性等特性,最終建立物體模型?,F
180、階段主控芯片 FPGA 為行業主流,遠期企業自研 SoC 有望逐步替代。目前 FPGA 主控芯片市占率較高,但隨著主流廠商對于性能及整體系統需求的提升,下一步的發展方向逐步向片上集成芯片(SoC)遷移。將探測器、前端電路、算法處理電路、激光脈沖控制等幾個不同模塊集成在一塊芯片內,能夠同時進行數據的采集與處理,甚至直接輸出點云圖像。4、柔性傳感器4.1 柔性傳感器行業背景(1)柔性傳感器技術介紹提起柔性傳感器,沒法離開的是人形機器人產業。柔性傳感器的出現,為人形機器人的技術可行性提供了一種方案,而人形機器人產業的發展也促進了大量柔性傳感器的研究與產業化。故介紹柔性傳感器必須得關注人形機器人的應用
181、與發展。圖表 56:全球汽車和工業應用激光雷達細分市場規模(單位:百萬美元)IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593346來源:AIoT 星圖研究院人形機器人要走進家庭,與人類進行安全可靠的交互以及完成家務等一系列工作,觸覺感知是必不可少的功能之一。目前市場上對于人形機器人的觸覺解決方案為柔性傳感器,柔性傳感器又稱為“電子皮膚”,能夠實現與環境接觸力、溫度、濕度、震動、材質、軟硬、粗糙形狀等物理量的檢測,是機器人直接感知環境作用的重要傳感器,有助于智能化的
182、人形機器人實現產業化落地。觸覺感知是機器人獲取外界環境信息的重要途徑,其中壓力檢測是觸覺感知的重要方面。所謂“柔性”是指觸覺傳感器具有類似人類皮膚的物理特性,即具備一定的柔度可覆蓋在載體表面測量受力信息,從而感知目標對象的特征信息。因此,柔性壓力傳感技術的發展對機器觸覺感知領域至關重要。圖表 57:柔性觸覺傳感器特點及介紹柔性傳感器特點特點介紹柔韌性像人皮膚一樣具有柔韌性,其傳感材料通常非剛性材料。多功能性柔性傳感器通常兼具多個功能,為復合傳感器,在工作時向終端返回多種交互數據以輔助終端的決策。延展性能夠覆蓋在非規則、非平面的機器人本體表面,并在表面上有一定的擴展性,且傳感器分辨率高。變形性在
183、保證測量準確度和靈敏度的同時,柔性傳感器能夠實現任意彎曲變形、有一定的彈性。柔性傳感器分類分類調節參數介紹優點缺點電阻式傳感器電阻值電阻式觸覺傳感器是利用傳感單元電阻值變化情況來檢測施加力的位置和大小的,由于原理簡單,生產成本相對較低。頻率響應高,空間分辨率高,噪音干擾小,易結構化可重復性差,遲滯,功率消耗高,工藝復雜電容式傳感器電容值電容式傳感器通過電容值的變化來檢測外部作用力的大小,具有動態響應好、結構簡單以及靈敏度高等優點。靈敏度高,空間分辨率高,動態范圍大體積比電阻式更大、存在滯后誤差、存在寄生電容,對噪聲敏感,測量電路復雜壓電式傳感器電荷壓電傳感器是利用壓電材料在受力變形時產生電壓的
184、特性來完成冊立功能的,用于之輩柔性壓電式觸覺傳感器陣列的主要材料為 PVDF(聚偏二氯乙烯)頻率響應高,靈敏度高,動態范圍大,可靠性高空間分辨率差,測量電路復雜,僅適用動態檢測其他柔性傳感器(光纖、超聲波、場效應晶體管式)光強度、超聲波等目前還有研究者利用光纖式、超聲波式、場效應晶體管式等相關原理來進行觸覺傳感器的研究,并取得了一定的成果??臻g分辨率高,無電器干擾,響應速度快整體結構缺乏柔性,對彈性體依賴性強;價格貴;易受外部干擾根據上述的特點,可以發現,柔性觸覺傳感器很適合應用在工業機器人、服務機器人、醫療機器人、消費電子、可穿戴智能設備、智能家居、智能汽車等領域。根據新思界產業研究中心數據
185、,預計 2022-2027 年期間觸覺傳感器市場規模CAGR 13.1%;其中美國是全球最大的觸覺傳感器市場,需求占比達到 75%以上。而國內柔性傳感器處于較弱勢的地位,是我國重點攻堅的 35 項“卡脖子”技術之一,市場目前的對外依賴度超過 90%。(2)柔性傳感器產品分類按照工作原理,可以將柔性傳感器分成以下五類:壓阻式(電阻)、壓電式、電容式、仿生式和其他(光纖式、超聲波式、晶體管式)。圖表 58:柔性傳感器工作原理及優缺點IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867
186、638593347不同類型的柔性傳感器,其調節原理和優缺點各不相同,在實際應用中,會根據場景的具體需求來選擇對應的柔性傳感器。(3)柔性傳感器應用場景柔性傳感器具有許多優良的特性,其產品主要應用于機器人領域。除此之外,柔性傳感器還被廣泛應用于包括生物醫學、虛擬現實和自動化等領域。1、機器人領域柔性傳感器的靈活性和可塑性,使其成為機器人行業中的重要元素。機器人需要能夠響應環境變化的傳感器,以幫助它們保持平衡、感知世界、導航和操作。柔性傳感器可以被應用于機器人的頭部、眼睛、手臂、手掌和腳部等部分。它們能夠使機器人掌握更為精確的空間感知能力,更加智能化的操作。2、生物醫學領域柔性傳感器在生物醫學應用
187、領域中,尤其是患者的實時監測場景有著許多重要應用。例如,柔性傳感器可以用于監測心臟、肌肉和神經刺激器的運動。同時,柔性傳感器還可以安裝在病人護理設備上,用于監測病人的體溫、呼吸、血氧水平等。這一技術也有助于通過移動、可穿戴設備檢測并記錄患者活動和睡眠情況,并可與醫療醫生系統集成的管理平臺進行交互操作,搜集病人體征數據以輔助醫療診斷。3、虛擬現實領域柔性傳感器可以被用于虛擬現實的設備中,如 MR、VR 等,從而讓虛擬與現實世界的交互更加真實逼真。通過柔性傳感器捕捉用戶的實時反饋與動作,來增強用戶在虛擬世界的真實感。例如,智能手套可以通過柔性傳感器捕捉手指和手掌的動作,從而實現將真實的手勢動態反映
188、到虛擬環境中。4、工業自動化領域自動化領域是另一個柔性傳感器應用的領域,如工業質檢、生產檢測中都有大量應用。柔性傳感器可以通過感應溫度、濕度、風速、氣壓、光照等物理量來檢測其周圍環境,從而為工業機器人等產品提供更恰當的反饋,輔助其任務的執行。同時,柔性機械臂可以用于復雜和危險的環境中,如災難救援、醫療手術、生物采樣等領域,實現對目標物體的精準操作和避障能力。4.2 柔性傳感器創新性體現1、柔性壓阻式壓力傳感器被認為是下一代柔性壓力傳感器的理想選擇柔性壓阻式傳感器以器件結構簡單、靈敏度高、響應快、制造成本低、穩定性好等優點,被市場上的玩家們認為是下一代柔性壓力傳感器的理想選擇。劣勢是體積大,不易
189、實現微型化;功耗高,接觸表面易碎;易受噪聲影響。柔性壓阻式壓力傳感器的原理是利用彈性材料的電阻率隨壓力大小的變化而變化的性質制成,將接觸面上的的壓力信號轉換為電信號。主要分為兩大類:一類是基于導電橡膠、導電塑料、導電纖維等復合型高分析導電材料制成的器件;導電橡膠是將玻柔性傳感器分類分類調節參數介紹優點缺點仿生傳感器因產品而異對于大多數動物和昆蟲而言,其觸須也是一種重要的觸覺感知器官。因此,柔性仿生觸須傳感器也是柔性傳感器的一種,主要用于位置和距離測量,以及接近感知。靈敏度高,針對特定任務性能卓越應用場景比較單一,價格高來源:AIoT 星圖研究院IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日
190、深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593348來源:柔性壓阻式壓力傳感器的研究進展 李鳳超,天風證券研究所2、材料技術、加工工藝上的創新是柔性觸覺傳感器的關鍵技術創新點功能敏感材料是柔性傳感器之本。在產業化時,柔性傳感器材料選擇包括敏感材料(有機聚合物、碳納米管、石墨烯等)和基底材料(PDMS、PET 等),針對合適的場景選擇對應的材料至關重要。敏感材料的早期研究主要集中在對聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物的壓電柔性材料上,現在主要集中在基于柔軟、韌性好的壓敏導電橡膠和薄膜電容器上。新型加工技術為高密度大陣
191、列的觸覺傳感器的實現創造了新的可能,是產業界和學術界的主要研發方向。2021年6月,上海高等研究院提出了一種石墨烯-PDMS 微球油墨 3D 打印制備柔性傳感器的方法。2023 年 11 月英國曼徹斯特大學、牛津大學、索爾福德大學和中國吉林大學的研究人員組成的團隊發布最新研究成果,通過使用定制的 3D 打印機,將石墨烯/CNT/硅橡膠和涂有銀粉的硅樹脂復合材料直接打印在工作表面上,以高效經濟的方式制造觸覺傳感器。在靈敏度、傳感范圍和線性度方面與大多數已發布的高性能觸覺傳感器相似。璃鍍銀、鋁鍍銀、銀等導電顆粒均勻分布在硅橡膠中,受到壓力時導電顆粒發生接觸導致電阻率發生變化。另一類是根據半導體材料
192、的壓阻效應制成的器件,其基片可直接作為測量傳感元件,擴散電阻在基片內組成惠斯通電橋。當基片受到外力作用時,電阻率發生顯著變化導致各電阻值發生變化,電橋就會產生相應的電壓信號輸出。圖表 59:半導體材料壓阻效應圖表 60:高分子復合材料壓阻效應(d)和隧穿效應(e)IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593349來源:中國科學院來源:AIoT 星圖研究院柔性傳感器產業鏈上游柔性傳感器產業鏈下游蘇州能斯達藍點觸控機器人埔慧科技體征監測力感科技宇立儀器應用端海伯森
193、技術生物醫學鑫精誠自動化韌和科技坤維科技昊志機電虛擬現實鈦深科技航空航天慧聞科技3、大陣列、多功能、降成本是柔性觸覺傳感器重點發展方向 智能化機器人未來想要擁有類人觸覺,要求觸覺傳感器向著高密度、高靈敏、響應快、多功能、集成化和高性價比發展。目前,多功能柔性觸覺傳感技術仍是國內“卡脖子”技術。大陣列,是指通過對柔性傳感器的結構進行設計,以不同結構實現柔彈性,提高靈敏度的一種技術路徑。具體結構有金字塔結構、多孔結構、兩層框架式節點結構等。通過任意的剪裁和拼接,來為柔性傳感器提供良好的可擴展性。目前,單個傳感單元的靈敏度、柔彈性等指標都已經得到較大提升,但擴展為大面積的柔性傳感器不僅要考慮電極層、
194、觸點位置的布置,還要求后續的處理電路相對簡單,易于陣列化。多功能,主要是因為傳統的觸覺傳感器均為單一功能,這與皮膚的多功能相比差距比較大。除了壓感以外,研究能夠感知物體形狀、材質、表面紋理、溫度、濕度等多功能結合的柔性觸覺傳感器是未來的發展方向之一。4.3 柔性傳感器產業鏈介紹圖表 62:柔性傳感器產業鏈圖表 61:觸覺傳感器設計原理及 3D 打印流程,其中(b)為傳感器靈敏層 3D 打印IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593350來源:QY Resea
195、rch,AIoT 星圖研究院整理來源:QY Research,柔性觸覺傳感器或將在人形機器人時代大放異彩開源證券柔性傳感器產業由于處于剛興起的狀態,整體規模并不龐大,且產業鏈關系較為簡單。根據 QYResearch 數據,2022 年全球柔性觸覺傳感器約 15.3 億美元市場。柔性傳感器的上游公司主要負責柔性傳感器的研發與制造,而下游行業客戶直接與上游實現產學研合作,針對下游產品和場景的需求開發合適的產品。全球柔性觸覺傳感器市場主要參與者分布在北美和歐洲。全球范圍內柔性觸覺傳感器生產商主要包括 Novasentis、Tekscan,Inc.、JapanDisplayInc.(JDI)、Baum
196、er Group、Fraba Group、Syntouch、Canatu、Sensel、FORCIOT、鈦深科技等。圖表 63:柔性傳感器市場主要企業排名2022 年,全球前五大廠商占有大約 57.1%的市場份額。海外大陣列多功能柔性觸覺傳感器平均 1 片的價格高達 15 萬元,國內廠商若實現以更低的成本制造相近性能的產品,未來有望成為多功能大陣列柔性傳感器產業化的中堅力量。4.4 柔性傳感器市場運營分析根據 QYResearch 數據,2022 年全球柔性觸覺傳感器約 15.3 億美元市場,預計 2029 年全球柔性觸覺傳感器市場規模將達到 53.2 億美元,2022-2029CAGR 為
197、17.9%,醫療及機器人領域需求為市場增長的主要驅動力。圖表 64:2022-2029 年全球柔性觸覺傳感器市場有望以 18%的復合增速增長2018 年2022 年2029 年7181,5345,32220.9%17.9%IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593351來源:AIoT 星圖研究院根據智研究咨詢數據顯示,中國柔性傳感器需求較大,2022年中國柔性傳感器需求量為4923萬個,產量僅為1634萬個;2022 年國產柔性傳感器市場規模達 3.12 億
198、元,同比增長 31.6%;國產化率逐步提高,2022 年中國柔性傳感器國產化率為32.50%。4.5 柔性傳感器發展趨勢分析1、材料的迭代發展,材料科學的進步會促使傳感器使用更先進的柔性材料。生物柔性傳感器的研究中材料起著重要的作用,材料選擇的優劣直接決定了傳感器的性能和可靠性。未來生物柔性傳感器的研究將更加深入,會涌現出更加先進的材料,這些材料具有更好的可塑性、強度、導電性和光學性能。目前人們正在研究的材料包括具有形狀記憶效應的合金材料、納米線和納米片材料、無機材料和有機材料等。這些材料的優缺點不同,在不同的應用場景下各有優勢,未來的發展將會根據研究的方向和需要進一步的探索和發展。2、柔性傳
199、感器結構上趨向復雜化,功能上趨向仿生。結構上,未來柔性傳感器會越來越注重結構差異性,通過設計和加工技術來實現不同的功能。例如,將傳感器的柔性基底和橡膠層結合到一起,形成高強度和高靈敏度的傳感器組合板,針對不同的場景進行監測,能夠達到更加豐富的功能。此外,在傳感器的工作原理上也會有所創新,比如利用光電效應來制作傳感器,利用光的折射來檢測各種生物化學參數等。這種新的技術可以將傳感器的檢測范圍擴大多倍,并且大幅度提升傳感器的功能。功能上,柔性傳感器的主要應用場景為機器人、可穿戴設備和醫療領域,其核心的需求都是模仿人的感知能力,故柔性傳感器對參數的要求,也會逐漸趨向于人的感知,知覺不止一種,而是包含觸
200、覺、冷熱覺、對物體的感覺、粗糙度等等一系列參數的模擬。目前柔性傳感器主要為終端提供的是觸覺,如果要打造具有具身智能的智能體,那么模擬人體或動物體的感覺必然不止一種,這會是柔性傳感器未來發展的趨勢,多功能的復合傳感器,目的是模仿感覺系統。3、柔性傳感器發展處于初期,未來在國內將呈現產業化集群發展的態勢。傳感器產品多品種、小批量、高要求、廣應用的特點,以及行業本身依附性強、產業鏈長、技術密集、投資密集等屬性導致傳感器行業入局門檻較高,產業格局較分散,再加上國內傳感器起步時間較晚,因而國產傳感器比國外面臨的困難更大?,F階段柔性傳感器產業的技術積累主要集中在北美和歐洲等地區,國內柔性傳感器技術相對較薄
201、弱。但國內許多企業依靠產業化的方式,橫向整合傳感器資源,在未來可能能夠加速在柔性傳感器領域的技術沉淀。圖表 65:中國柔性傳感器行業市場規模圖表 66:中國柔性傳感器企業分布IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933525、智能傳感器5.1 智能傳感器行業背景(1)智能傳感器定義智能傳感器系統書上對智能傳感器的定義:“傳感器與微處理器賦予智能的結合,兼有信息檢測與信息處理功能的傳感器就是智能傳感器(系統)”;模糊傳感器也是一種智能傳感器(系統),將傳感器與
202、微處理器集成在一塊芯片上是構成智能傳感器(系統)的一種方式。早期的智能傳感器是指集成了處理器,可實現數據處理功能的傳感器。隨著 MEMS 技術、通訊技術、計算機技術,特別是微系統技術、人工智能等前沿技術的交叉融合,當前智能傳感器多指集傳感器、通信模塊微處理器、驅動與接口和軟件算法于一體的系統級器件,具有自學習、自診斷和自補償能力,以及感知融合和靈活的通信能力,是未來智能系統的關鍵元件。(2)智能傳感器特點從特點上來看,智能傳感器并不只有傳感的功能,而是以微處理器為內核擴展了外圍部件的計算機檢測系統。相比一般傳感器,智能式傳感器有如下顯著特點:1.智能傳感器提高了傳感器的精度智能傳感器通過軟件系
203、統輔助傳感器的工作,對傳感器搜集的信息進行快速處理,通過軟硬件配合修正各種確定性系統誤差(如傳感器輸入輸出的非線性誤差、服度誤差、零點誤差、正反行程誤并等,而且還可適當地補償隨機誤差、降低噪聲,提升傳感器的工作精度。2.智能傳感器的主動性,提高了傳感器在場景中的可靠性不同于傳感器的被動搜集信息,智能傳感器多會主動對環境信息進行采集,并通過軟件端對數據進行分析,能夠為決策提供可被量化的數據支持。智能傳感器的系統高度集成,這消除了傳統傳感器結構的某些不可靠因素,改善整個系統的抗干擾性能;同時它還有診斷、校準和數據存儲等功能(對于智能結構系統還有自適應功能),具有良好的穩定性。3.提高了傳感器的性能
204、價格比,促成了傳感器多功能化智能傳感器多為多功能傳感器,傳統傳感器的使用,一次性只針對一個物理量進行監測,如溫度、濕度、紅外、雷達等等,但智能傳感器通常會對物理量的測量進行集成,將多傳感器多參數進行綜合測量,通過編程擴大測量與使用范圍,針對使用場景進行傳感器的定制化集合方案,以場景交付為核心提供方案。這樣的集成化方案相比于單一功能的普通傳感器,性能價格比明顯提高。擁有上述三種特點的一種或多種,即為智能傳感器,所以,整個智能傳感器從定義的角度,包含了許多種類的產品。5.2 智能傳感器創新性體現(1)智能傳感器技術路徑創新性智能傳感器的技術路徑,可以從通信模塊、微處理器、存儲單元、制造工藝、傳感單
205、元/敏感材料五個部分來進行分析。在智能傳感器中,通信模塊的演進,是在不斷兼容更多的通信技術的。從最早的 RS-232 和 UART 協議,到后來使用LTE、Zigbee、Wi-Fi、LoRaWAN 等各類技術,而未來也會繼續兼容各種全新的通信協議,以達成對更多環境下的監測。微處理器和存儲單元的變化總體是在往小型化、高性能發展。制造工藝也在不斷的進步過程中,老的工藝由于散熱、能耗等一系列問題,在市場上的平均份額在逐漸降低。而傳感材料的發展呈開枝散葉的狀態,有越來越多的材料作為傳感單元,組成了許多新式的智能傳感器。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSW
206、C 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593353圖表 67:智能傳感器迭代情況圖片來源:中國(無錫)物聯網研究院整理隨著 MEMS、低能耗的模擬和數字電路技術、低能耗的無線射頻(RF)技術以及各種微能量技術的發展,智能傳感器逐漸朝著小體積、低成本、低功耗、高集成的微傳感器方向發展,同時也推動了各元器件的快速迭代。首先,納米技術是近年來智能傳感器領域大量出現的傳感器技術之一。納米傳感器技術是一種利用納米材料制造出的傳感器,具有高靈敏度、高響應速度、高精度等特點。納米傳感器的制造原理是利用納米材料的表面化學反應、量子尺寸效應和表面電子結構等特性
207、生成新的物理、滑雪和生物響應,這種技術現在被廣泛用于生物醫學、工業測量、環境檢測、食品安全等領域。其次,隨著碳中和國策的持續推進,傳感器對于能源的消耗也在不斷減少,呈現出傳感器微能量甚至無源的趨勢。在達成無源或微能量的具體技術上面,目前行業內處于一個百花齊放的狀態??傮w來說,這類微能量傳感器的主要原理是利用環境中存在的光、風、熱、摩擦、慣性等方式所產生的微能量來提供傳感器工作能量的技術。最后,軟件算法也是在智能傳感器中快速發展的技術。傳統的傳感器多屬于被動元器件,只能被動的接收環境中的物理量,而隨著 AI 技術的發展,越來越多的傳感器通過軟硬件的配合,或直接將算法嵌入到主板,給傳感器安上了一個
208、“智慧大腦”,來利用傳感器搜集到的信息,或修正傳感器在檢測過程中出現的系統性誤差和離群點,以協助傳感器得到更加有確定性的數據。(2)智能傳感器應用場景創新性目前,智能傳感器已經廣泛應用于工業、汽車、消費電子、醫療、環境、通信等多個領域。隨著人工智能技術的成熟以及物聯網技術的不斷發展,智能傳感器的應用場景將變得更加多元。同時,隨著聯網節點的持續增長,對智能傳感器的數量和智能化程度也會產生基于場景的特定化需求。如自動駕駛領域的快速發展,為毫米波雷達、激光雷達、氣體傳感器等智能傳感器產業帶來了百億級增量。未來,工業互聯網、智能家居、新型工業化、車聯網、智慧城市、智慧農業等新興產業領域的發展都將為智能
209、傳感器行業帶來更加廣闊的市場空間。1、車聯網應用智能網聯汽車代表著當前汽車行業的未來發展方向。為了實現車輛的網絡化和智能化,必須具備復雜的環境感知、智能決策和協同控制等功能,以達到“安全、高效、舒適、節能”的行駛標準,并最終實現無人駕駛。實現汽車智能化的關鍵在于智能傳感器,它們已廣泛應用于車速、胎壓、溫度、燃料、剎車等方面,推動了車用毫米波雷達、激光雷達等百億級產業的發展。通信模塊微處理器存儲單元制造工藝傳感單元/敏感材料熱電偶 熱電阻熱敏電阻 應變式電阻 電容式變磁電阻第一代第二代第三代第四代未來傳統機械加工機械表面處理精密加工 鍵合封裝電化學表面處理集成光學工藝厚薄膜工藝 硅平面技術半導體
210、工藝 CMOSMEMS 柔性工藝光纖技術 磁膜技術先進 MEMS先進封裝 微流控微納工藝差動變壓器 電渦流式壓電晶體 壓電陶瓷光敏電阻 光電池光敏管光纖傳感 超聲波傳感 激光/紅外傳感 氣敏材料 半導體氣體傳感視覺傳感 電化學型NDIR 生物傳感(酶 免疫 微生物)微機械結構基因芯片量子傳感超導傳感腦電傳感MROM PROMEPROM EEPROMNAND FlashNOR Flash3D NAND LPDDReMMCMRAM PRAM 3DXPoint STT-MRAMIntel 4004 MCS-4Intel8080/8085TMS-1000MCS-48 M6800Zilog Z80 MC
211、S-51MCS-96Atmel AVR FreescaleHC05/08 MotorolaMC68HC TI MSP430MIPS M4K ArmCortex-MRISC-V GigaDevice GD32VST STM32 TI TMS3264bit AI+MCU無線 MCU 異構計算 感內計算RS-232 UARTGSM BluetoothUMTS CDMA2000TD-SCDMA WCDMALTE WiMaxZigBee Wifi5G LoRaWANSigfox NB-IoT6G Wifi7 衛星互聯網微域通信IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IO
212、TSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593354圖源:麥肯錫,中國銀河證券研究院報告未來,隨著智能汽車的普及和智能化水平的提升,將進一步推動智能傳感器產業的發展。根據羅蘭貝克的數據,到2030 年,全球 L3 及以上級別的乘用車滲透率預計將從 2025 年的 2.4%提升到 20%。這意味著對雷達、攝像機、熱管理等智能傳感器的需求會逐漸提升。2、智慧工業應用在傳統工業領域,對傳感器的需求就一直存在。而隨著工業 4.0 的發展,對傳感器的功能需求和數量需求提出了更高的要求。工業場景中有許多的細分場景,可分為石化、建材、港口、紡織、家電、
213、機械等多個細分應用場景。在不同的應用場景中,所產生的具體需求也不盡相同。以石化場景為例,智能傳感器在該場景下需要側重滿足生產能效管控、工藝合規校驗、危險場景提醒、?;瘹夤瘫O控等一系列需求,為細分場景的智能化提供底層支撐。圖表 69:工業 4.0 下細分場景對物聯網的應用對于智慧工業場景的規模,在 2022 年工信部提及,智能制造裝備產業規模近 3 萬億元,市場滿足率超過 50%;現已培育出 1700 余家引領行業發展的數字化車間/智能工廠和 5500 余家區域領軍企業。而智能工廠需要使用大量的智能傳感器在工廠中時刻搜集工廠運營數據,以協助整個工廠的智慧化運營。圖表 68:智能駕駛不同級別的傳感
214、器配置IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933555.3 智能傳感器產業鏈介紹隨著工業 4.0、智慧養老等一系列政策的頒布與落實,給予智能傳感器領域快速發展的機遇?,F在,我國智能傳感器產業鏈已基本形成從上游設計、材料、裝備到中游制造、封裝、測試再到下游汽車電子、消費電子、工業控制等終端應用的完整產業鏈條,智能傳感器產業鏈初步成型,各環節均有重點企業布局。圖表 70:智能傳感器產業鏈圖譜來源:中國(無錫)物聯網研究院整理(1)智能傳感器產業鏈上游智能傳感器
215、的產業鏈上游主要為原材料、產品設計軟件以及生產設備供應商為主。其中的半導體材料和設備是集成電路和傳感器產業的基礎,故而半導體產業鏈與智能傳感器產業鏈的上游有許多重合的地方。其中材料部分又可以被細分為制造材料(如硅、鍺、鎳、銅、金等)和封裝材料(如金屬、陶瓷、塑料等)。我國在這方面雖然起步較晚,但隨著政策的大力推動,現已逐步實現大部分中低端產品的國產化。產品設計方面,在高精制造技術等部分新興領域國內與國外的差距較小,部分龍頭企業的制造工藝已達到領先水平,但在傳感材料、設計軟件工具等其他領域與國外仍有一定的差距。(2)智能傳感器產業鏈中游產業鏈中游為智能傳感器器件的軟件方案設計、加工制造與封裝測試
216、方。在整個智能傳感器產業鏈中游,加工制造與封裝測試環節相對穩定,整體市場規模處在一個比較平穩的階段。而軟件方案設計隨著下游場景對智能化的需求,仍保持著較快速度的增長,并且都更加緊密的結合了下游場景,與下游場景中的需求和痛點緊密連結。從技術角度來看,產業鏈中游內,我國的封裝測試產業處于國際領先水平,全球前 10 大封測企業中有 4 家來自中國大陸,合計份額約為 25%。過去,我國加工制造環節相對薄弱,先進的代工廠較為稀缺,如今也加快了 MEMS 產線的布局。如國家智能傳感器創新中心實現了國內首條 12 英寸先進傳感器中試線的成功通線。(3)智能傳感器產業鏈下游產業鏈下游是終端產品制造。智能傳感器
217、的下游應用市場非常廣泛,我國智能傳感器在消費、汽車、工業、醫療電子四大領域占比較為均衡。當前,我國是全球智能傳感器的最大應用市場,同時作為全世界唯一擁有聯合國產業分類中全部上游上游上游原材料產品設計加工制造封裝測試制造與測試設備中游下游消費電子領域工業控制領域汽車電子領域醫療電子領域其他領域設計、原材料、生產設備 有研半導體 美新半導體 中航微電子 京元電子 北方華創 江豐電子 瑞聲科技 中芯國際 上海華嶺 中電科電子設備 敏芯微電子 華潤上華 歌爾聲學 西北機器 格科微 士蘭微 美新半導體 高德紅外 瑞聲科技 深迪半導體 清溢光電 大金氯化工 明皓傳感 四方光電 美泰科技 北儀創新 滬硅產業
218、 歌爾聲學 聯華電子 芯奧微 思比科 華虹集團 共達電聲 盛美半導體 康森斯克 罕王微電子 矽??萍?上海先進半導體 日月光 長電科技 固锝電子 紅光股份 中微半導體 陶式化學 豪威科技 格科微 同欣電子 深科達 芯源微 阿石創 高德紅外 中航電測 矽品科技 芯達科技 芯奧微 美納科技 華天科技 力冠微電子 匯頂科技 國高微系統 晶方科技 賽爾微電子智能傳感器生產制造終端產品制造IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593356數據來源:中國信通院、中商產業研
219、究院整理數據來源:Wind、中商產業研究院整理工業門類的國家,我國智能傳感器的應用根基較為穩健,應用市場規模仍將保持穩定增長。從細分應用市場來看,智能傳感器已經廣泛的應用于通訊電子、消費電子、工業、汽車電子、智慧農業、環境監測、應急監測、安全保衛、醫療診斷、交通運輸、智能家居、機器人技術等眾多領域。其中,由于政策和產業資金的支持,機器人、交通運輸、應急監測等場景在未來的幾年內將會保持高速的發展態勢。5.4 智能傳感器市場運營分析(1)智能傳感器市場規模近年來,我國大力支持智能傳感器技術及產業,陸續推出智能傳感器專項政策支持,助力智能傳感器產業進入快速發展期。從既往的數據來看,2018 年-20
220、22 年,中國智能傳感器的市場規模保持著年復合增長率為 8.19%,平穩成為國內的千億級市場。2023 年開始,隨著 AI 概念的火熱,隨著在傳感器端輔以小模型輔助信息處理以及對傳感器算法迭代日益增長的需求,智能傳感器在未來將保持更加高速的發展,預計未來幾年將達到 10.06%的年復合增長率。圖表 71:2018-2026 年中國智能傳感器市場規模(單位:億元)(2)智能傳感器產品類別及應用智能傳感器的產品品類主要包括 MEMS 傳感器、CIS 圖像傳感器、雷達傳感器、射頻傳感器、指紋傳感器等,從產品占比情況來看,MEMS 傳感器和 CIS傳感器的占比較大,兩者分別占比 29.7%和 26.5
221、%,合計占比56.2%。其次,雷達也是一個值得關注的類別,在未來幾年,隨著自動駕駛的普及以及養老產業的發展,毫米波雷達、激光雷達等智能傳感器將迎來快速的爆發,其產品規模在未來的智能傳感器中的占比會越來越多,預計將占到 25%以上。圖表 72:中國智能傳感器主要產品品類占比情況IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593357從應用領域看,我國智能傳感器產品現在主要應用于汽車電子、工業制造、網絡通信、消費電子和醫療等領域。其中,汽車電子對智能傳感器的應用占比最大
222、,且在未來汽車對智能傳感器的需求類型和需求量還將持續拓展。圖表 73:中國智能傳感器下游應用情況占比數據來源:中商產業研究院整理5.5 智能傳感器發展趨勢分析1、智能傳感器的微型化和集成化,使其能滿足更多場景需求。作為精密元件或零部件,大多都以微型化為主要發展方向。智能傳感器也不例外,更高集成度、更小體積的智能傳感器有利于提升產品的適應性,降低產品的重量和功耗,提高智能傳感器的應用性能、擴展應用范圍。微型傳感器是基于半導體集成電路技術發展的MEMS 技術,利用微機械加工技術將微米級的敏感組件、信號處理器、數據處理裝置封裝在一塊芯片上,具有體積小、成本低、便于集成等明顯優勢,并可以提高系統測試精
223、度?,F在已經開始用基于 MEMS技術的傳感器來取代已有的產品。隨著微電子加工技術特別是納米加工技術的快速發展,傳感器技術還將從微型傳感器進化到納米傳感器。智能傳感器發展日益趨向集成化,正在向傳感融合、系統集成以提升附加價值方向轉型升級,即從離散器件向傳感與數據處理一體化集成的智能傳感器轉型發展。MCU 或板上系統將 MEMS 傳感器所需的模數轉換接口電路、信號處理電路、數據輸出電路集成,系統級封裝(Si)或片上系統(SOC)再將 MCU 與 MEMS 傳感器一體化集成,形成智能傳感器節點。2、智能傳感器對應用場景的專業化,逐漸衍生出定制化傳感元件。智能傳感器目前已經廣泛運用于消費電子、汽車、工
224、業、醫療、通信等各個領域,隨著人工智能和物聯網技術的發展,應用場景將更加多元。同時,隨著聯網節點的不斷增長,對智能傳感器數量和智能化程度的要求也不斷提升。未來,在對智能傳感器需求較大的場景,將會出現越來越多定制化的智能傳感器,針對場景的需求,提供個性化的服務。這樣針對單一場景專業化的智能傳感器也可以有效的節約邊緣算力、降低傳感器參數冗余,從未減少開發成本和資源浪費。3、智能傳感器,兼具智能和多傳感器融合發展態勢,單設備面對一個場景產生多功能集成產品。隨著設備智能化程度的不斷提升,單個設備中搭載的傳感器數量也逐漸增加,通過多傳感器的融合與協同,提升了信號識別與收集的效果,也提高了智能設備器件的集
225、成化程度,節約了內部空間。例如,在慣性傳感器領域,加速度計、陀螺儀和磁傳感器呈現出集成化的趨勢,融合了多功能的慣性傳感器組合在消費電子和汽車領域的應用越來越廣泛。6、3D 視覺傳感器6.1 3D 視覺傳感器行業背景(1)3D 視覺傳感器定義3D 視覺感知是通過 3D 攝像頭能夠采集視野內空間每個點位的三維座標信息,通過算法復原智能獲取三維立體成像,不會輕易受到外界環境、復雜光線的影響,技術更加穩定,能夠解決以往二維視覺的體驗和安全性較差的問題。3D 視覺IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴
226、塞羅那)參展聯系:1867638593358資料來源:Advances in sensing and processing methods for three-dimensional robot vision是機器視覺的一種,和 2D 視覺相比,由于 2D 平面視覺無法獲得物體的空間坐標信息,所以不支持與形狀相關的測量諸如物體平面度、表面角度、體積或者區分相同顏色的物體之類的特征或者在具有接觸側的物體位置之間進行區分,而且 2D視覺測量物體的對比度,這意味著特別依賴于光照和顏色/灰度變化測量精度易受變量照明條件的影響。隨著測量精度要求越來越高,被測物體條件越來越復雜,2D 系統的缺陷也愈發突出
227、,而 3D 視覺感知技術不斷獲得突破在精度、靈活性和速度方面都是 2D 無可比擬的,所以空間機器視覺檢測有逐漸取代 2D 視覺的趨勢。(2)3D 視覺傳感器分類方式3D 視覺成像技術是機器人信息感知的一種最重要的方法,通過使用相關儀器來獲取物體的圖像數據信息,然后再對獲取的數據信息進行分析處理,利用三維重建的相關理論重建出真實環境中物體表面的輪廓信息,讓機器人感知周圍環境中物體的輪廓和距離,為后續執行指令動作參考使用。3D 視覺成像技術可分為光學和非光學成像方法。目前應用最多的還是光學方法,包括:飛行時間(ToF)法、雙目視覺法、結構光法、激光掃描法、激光散斑法、干涉法、照相測量法、激光跟蹤法
228、等等,常用的為前三種方法。飛行時間 ToF(Time of flight)法是主動測距技術的一種,可從發射極向物體發射脈沖光,遇到物體反射后,接收器收到反射光時停止計時,由于光和聲在空氣中的傳播速度是不變的,從而通過發射到接收的時間差來確定物體的距離,進而確定產生的深度信息。圖表 74:飛行時間 ToF 測距原理示意圖雙目視覺(Stereo)法的工作原理來源于人類的雙目視覺系統,也就是說從不同的視角通過兩個相同的相機捕獲同一個位置下的左右兩側圖像進行匹配,然后再利用三角測量原理獲取物體的深度信息,通過這些深度信息重建出物體的三維模型。此外基于類似原理還衍生出多目視覺法,是在雙目視覺的基礎上,增
229、加一臺或者多臺攝像機作為輔助進行測量,從而獲得不同角度下同一物體的多對圖像。多目視覺法大多數的理論與雙目視覺法是相同的,唯一不同的是,多目視覺采用了三個或三個以上的攝像頭進行環境中目標物體的獲取,使得當測量物體的表面傾斜的角度太大導致其中的一個或兩個攝像機不能接收到漫反射光時,其他的攝像機可繼續工作。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593359圖表 75:雙目視覺測距原理示意圖資料來源:Advances in sensing and processing
230、 methods for three-dimensional robot vision資料來源:Structured-light 3D surface imaging:a tutorial結構光(Structured-light)法的基本工作原理是投影儀向目標物體投射特定的結構光照明圖案,由相機攝取被目標調制后的圖像,再通過圖像處理和視覺模型求出目標物體的三維信息。按照投影圖像的不同,結構光法可分為點結構光法、線結構光法、面結構光法、網絡結構光和彩色結構光法。常用的投影儀主要有液晶投影儀(LCD)、數字光調制投影儀(DLP)、激光 LED 圖案投影儀。圖表 76:結構光測距原理示意圖三種技術在
231、各方面的區別,具體如下表所示:圖表 77:3D 視覺傳感器技術特點算法方案飛行時間法雙目視覺結構光測量方式主動式被動式主動式工作原理根據紅外光、激光的飛行時間(相位差異)直接測量距離雙相機,基于視差原理進行 RGB 圖像特征點匹配,三角測量法主動投射已知編碼圖案,提升特征匹配的效果,三角測量法分辨率低,一般低于 640 x480,Kinect2 是 512x424高,可達 2K 分辨率中等,可達 1080 x720幀率較高,可達上百幀一般在 30fps一般在 30fpsIOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-1
232、5 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593360來源:3D 深度相機調研 AIoT 星圖研究院整理算法方案飛行時間法雙目視覺結構光測量范圍可以測量較遠距離,0.1m-100m受基線限制,一般只能測量較近的舉例,距離越遠誤差越大,一般在 2m(基線 10mm)以內0.1m-10m測量精度測量精度最高可達厘米,Kinect 深度誤差在 1.5cm 左右京劇率可達毫米精度,2m 內誤差千分之五(5mm)近距離能夠達到高精度:0.01mm-1mm軟件復雜度低非常高中戶外工作情況受環境影響較小,功率小時影響較大黑暗或者紋理特征不明顯等環境干擾室外強光下干擾較大,功率小時幾乎無法工作功耗功耗較
233、大,需全面照射較大,算法功耗一般,需要局部趨于投射圖案價格依測量范圍、幀率不同;幾千-幾百萬非常便宜:千元量級歲精度價格不同:1mm級精度千元量級;0.1mm 精度萬元量級;0.01mm 精度幾十萬量級。應用場景無人駕駛車,機器人,Kinect2,在手機中,ToF 由于測距廠,一般用于3D建模、AR 應用,AR 測距?;谑謾C的雙目應用較少,商用場景較少機器人,Kinect1,手機(iPhone,華為)中 3D 結構光主要用于人臉解鎖、支付、美顏等場景6.2 3D 視覺傳感器創新性體現(1)3D 視覺傳感器的技術創新性對于 ToF 飛行時間法,技術上有 dToF 和 iToF 兩種創新的測量方
234、式。dToF-Direct ToF,直接測量飛行時間,即測量發射脈沖與接收脈沖的時間間隔。dToF 核心組件主要有 VCSEL、單光子雪崩光電二極管 SPAD,以及時間數字轉換器(TDC)。dToF 會在單幀測量時間內發射和接收 N 次光信號,然后對記錄的 N 次飛行時間做直方圖統計,其中出現頻率最高的飛行時間 ToF 用于計算目標距離。對于 dToF 來說,目前技術難點在于難以達到較高的精度,這對脈沖信號的精度和時鐘同步的精度要求非常高。iToF-Indirect ToF,間接測量飛行時間,大部分間接測量方案都是采用了一種測相位偏移的方法,即發射正弦波/方波與接收正弦波/方波之間相位差。iT
235、oF 向場景中發射調制后的紅外光信號,再由傳感器接收場景中待測物體反射回來的光信號,根據曝光(積分)時間內的累計電荷計算發射信號和接收信號之間的相位差,從而獲取目標物體的深度。對于iToF 來說,技術難點集中于算法端,需要通過融合算法來不斷提升對物體判斷的準確度。圖表 78:iToF 視覺方案測量原理示意圖對于雙目視覺技術,其創新性主要集中在軟件算法端。通過雙目視覺技術可以探測到障礙物的位置和狀態信息,并在虛擬世界構建狀態信息的地圖,基于視覺和慣性測量單元(IMU)融合的視覺慣性同步定位建圖(VI-SLAM)導航定位算法來實現對現實世界的模擬與同步。融合方式有如下特點:(1)對環境的魯棒性,在
236、室內無 GPS 以及室外 GPS 信號弱或受干擾環境表現良好;(2)定位精度高,一方面通過將 IMU 估計的位姿序列和相機IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593361估計的位姿序列對齊可以估計出相機軌跡的真實尺度,另一方面 IMU 可以很好地預測出圖像幀的位姿以及上一時刻特征點在下幀圖像的位置,提高特征跟蹤算法匹配速度和應對快速旋轉的算法魯棒性,最后 IMU 中加速度計提供的重力向量可以將估計的位置轉為實際導航需要的世界坐標系中?;?VI-SLAM 的
237、導航定位算法一直是無人機和無人駕駛領域的研究熱點,利用視覺技術構建 SLAM,通過實時跟蹤、局部建圖的優化線程等技術來完善 SLAM 地圖的信息,保證了機器人與地圖的全局一致性。(2)3D 視覺傳感器的應用創新性在 3D 視覺傳感器的應用中,視覺傳感器的技術間融合以及多技術融合也是 3D 視覺傳感器發展的特點之一。3D 視覺傳感器的應用場景,以在自動駕駛和機器人兩個領域為主。隨著機器人的智能化水平提升,對其感知性能的要求也在快速增加,尤其體現在感知精度、感知范圍,以及多維度感知(全對象檢測識別、三維精準測距)等方面的需求,刺激了多種視覺傳感器技術結合的發展。在機器人領域的應用中,TOF+多攝像
238、頭、結構光+定制化算法設計、雙目視覺+TOF 是三種比較常見的組合方式,將使人形機器人在“學習”、“具身”、“理解”三大維度上得到更大程度的提升。在“學習挑戰”方面,人形機器人將能夠通過深度拍照+視覺效應+方向感實現增量/類增量學習;在“具身挑戰”方面,其將能夠達到理想的主動視覺實現;在“理解挑戰”方面的進展則主要取決于感知-決策系統軟硬件一體化發展水平的迭代,在這一方向上的終極目標是:幫助人形機器人實現“聯合理解”(Joint Reasoning),即以緊密耦合的方式共同地對語義和幾何進行推理,從而使語義和幾何可以相互共同聯系。汽車自動駕駛及輔助駕駛的實現,需要感知車身周圍的駕駛環境。相較于
239、目前汽車環視系統使用的 2D 技術只能獲取平面圖像,3D 視覺感知可以生成車輛周圍的三維點云圖,精確捕捉道路、建筑物、障礙物等目標的形狀和位置信息,幫助車輛進行精確定位、路徑規劃、障礙物避讓等關鍵任務。市場方面,特斯拉的 FSD 方案就通過純視覺結合算法的方式實現其全自動駕駛,如果搭載 3D 視覺方案,其精確度將會進一步提升。6.3 3D 視覺傳感器產業鏈介紹(1)3D 視覺傳感器產業鏈上游產業鏈上游主要為提供各類 3D 視覺傳感器硬件的供應商或生產商,其中上游模組組裝是最有價值的環節。在上游模組領域,由于需求較為分散,因此形成了較為分散的市場格局,不同的細分領域中有不同的頭部企業。3D 視覺
240、感知行業的整體發展與上游核心元器件的升級迭代緊密相關,因此產業鏈上游元器件的定制化研發是未來趨勢。從技術路線來看,多數 3D 視覺感知技術如 iToF、dToF 等依然處于起步發展階段,整體行業也處于發展期。圖表 79:3D 視覺傳感器產業鏈上游3D 視覺產業鏈上游索尼思特威大立光AMS三星Viavi玉晶光電馭光科技韋爾股份五方光電新旭光學菲尼薩來源:AIoT 星圖研究院IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933623D 視覺產業鏈中游3D 視覺產業鏈下游
241、奧比中光3D 視頻大恒圖像工業維視智造生物識別??低暀C器人凌云光游戲跨維智能物體識別極視角眼動追蹤深度視覺自動駕駛征途新視消費電子來源:AIoT 星圖研究院來源:AIoT 星圖研究院(2)3D 視覺傳感器產業鏈中游產業鏈中游為 3D 視覺感知方案及算法提供商。從產業集聚的角度來看,目前 3D 視覺解決方案提供商主要集中于東部沿海地區,中西部地區尚在發展階段。從行業特性來看,由于 3D 視覺感知屬于技術密集型行業,且技術和產品更新迭代速度快,研發周期較長且投入大,因此頭部企業具有較強競爭優勢。3D 視覺感知行業有全產業鏈融合發展的趨勢,從技術發展路徑來看,未來識別距離遠、抗干擾性強以及功耗較低
242、的 TOF 方案有望成為主流應用。圖表 80:3D 視覺傳感器產業鏈中游(3)3D 視覺傳感器產業鏈下游產業鏈下游主要是根據終端的各類應用場景而開發的應用方案。產業應用終端主要是基于 3D 視覺感知技術的各類應用場景客戶,涵蓋消費級和工業級。目前消費電子市場是 3D 視覺感知技術最大的應用領域之一。從發展趨勢來看,未來應用領域將從工業級向消費級過渡,行業滲透率有望繼續提升。隨著下游的應用場景逐漸增多,也將倒逼產業鏈中游主要3D 視覺感知技術快速進化,推動行業加快發展。圖表 81:3D 視覺傳感器產業鏈下游6.4 3D 視覺傳感器市場運營分析(1)3D 視覺傳感器市場規模當今,隨著科技的不斷進步
243、和應用場景的不斷擴展,3D 視覺傳感器正成為各行各業的關鍵技術之一。從早期的智能手機人臉識別到工業自動化,從無人駕駛汽車到人形機器人,3D 視覺傳感器的應用正在逐漸成熟。隨著其在諸多領域的廣泛應用,3D 視覺傳感器的市場規模也在快速增長。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593363(2)3D 視覺傳感器產品類別及應用從行業的角度來看,據 Yole Dveloppement 數據,2019 年消費電子/工業/國防軍工/汽車/醫療規模占全球 3D 成像和傳感
244、市場規模的比例分別為 40%/21%/17%/17%/5%,預計 2025 年將分別達到 54%/11%/8%/25%/2%;其中,消費電子和汽車領域擴張速度最快,預計 2025 年分別達到 82 億美元和 37 億美元,復合增速均超過 25%。從技術的角度來看,六大技術路線均已具備商業化應用市場,結構光、ToF 和 Lidar 技術在消費電子和汽車自動駕駛領域的適用性使其市場占比高于其他技術,預計未來的市場份額將進一步提升。圖表 83:3D 視覺傳感器市場份額分布(按行業)3D視覺感知產業未來五年將逐漸從高速發展期向穩定發展期過渡。預計未來隨著3D視覺感知的行業滲透率逐漸提升,行業整體由高速
245、發展期向成熟期過渡,市場規模增長率會逐漸下降(2017-2022 年五年復合增長率為 37.72%,2023-2027五年復合增長率為 30.16%)。未來 3D 視覺感知行業在政策、下游需求、技術進步等多重因素的推動下有望持續擴張。根據測算結果,中國 3D 視覺感知行業規模 2026 年達到 76.13 億元,2027 年達到 96.57 億元,2023-2027 年五年復合增長達到 30.16%。圖表 82:中國 3D 視覺感知市場規模(單位:億元)來源:中國機器視覺產業聯盟 整理:AIoT 星圖研究院IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC
246、世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593364來源:Yole來源:Y 數據來源:前瞻研究院、高工研究院、國泰君安證券 ole6.5 3D 視覺傳感器發展趨勢分析1.3D 視覺感知行業的市場集中度會隨著技術的集中而進一步加劇,在未來頭部效應會更加明顯頭部企業奧比中光、奧普特、天準科技等將逐漸實現 3D 視覺感知技術的國產替代,未來世界 3D 空間視覺感知市場中中國將占據更多市場份額。而3D視覺感知屬于技術密集產業,進入門檻較高,頭部企業深耕機器視覺領域,擁有領先技術、完善的產業體系、資金和人才等方面的優勢還將進一步占據市場份額。圖表 84:3D
247、 視覺傳感器市場份額分布(按技術)(3)3D 視覺傳感器競爭格局國外的 3D 視覺傳感器市場正在快速擴張,基恩士一家占據 50%以上的市場份額。而國內 3D 工業視覺市場處于發展早期階段,產業鏈不成熟,尚未形成穩定的市場格局。國內 3D 視覺企業多為初創企業,國內 3D 視覺企業主要集中在下游設備組裝和集成環節,憑借方案的性價比、以深度定制以及服務能力獲得客戶,但其主要核心零部件(機器人運動算法、應用工藝包,核心 3D 相機)主要為外購。圖表 85:2022 年中國機器視覺光源(不含控制器)競爭格局(圖左)圖表 86:2022 年中國機器視覺光源(含控制器)競爭格局(圖右)IOTE2025 上
248、海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933652.3D 視覺傳感器結合大模型實現降本增效,可能推動更廣泛的商業化落地過去的工業機器視覺系統主要針對垂直場景的少量數據進行小模型的訓練。由于模型參教量有限,過往模型能夠處理的問題的復雜程度也受到限制。在這一訓練模式下,想要針對新的場景進行工業機器視覺的應用,需要更大量的相關場景數據以及對模型進行重新訓練。而視覺大模型賦能機器視覺產業變革主要體現在兩方面:.數據成本、訓練成本高的場景將有望實現降本增效。大模型在廣泛下游場景中具備優異
249、能力,因而有望大幅降低定制化開發產品的成本,帶來機器視覺產品毛利率的提升和應用場景拓展的加速。.因樣本數量不足而導致機器視覺難以應用的場景將得以拓展。由于大模型在零樣本或者少量樣本上的優秀表現,機器視覺將在這些領域得以拓展,比如從代碼驅動變為視覺驅動的機器人領域、流程工業場景等。3.融合,將是 3D 視覺傳感器的發展方向在許多場景,3D 視覺傳感器都不會在一個產品中獨立使用,而是集成多種技術于一個產品來達成目標。以自動駕駛汽車為例,純視覺方案缺乏景深、速度加速度信息,導致特定場景無法識別和及時處理的問題,仍然無法解決。7、MEMS 傳感器7.1 MEMS 傳感器行業背景(1)MEMS 技術介紹
250、MEMS 即微機電系統,是在微電子技術基礎上發展起來的多學科交叉的前沿技術領域,是一種利用集成電路(IC)制造技術和微結構加工技術把微傳感器、微執行器、微電源、控制電路、高性能電子集成器件等子系統集成在一塊或者多塊芯片上的微型集成系統,其尺寸約為幾毫米乃至更小,其內部結構一般在微米甚至納米量級,是一個獨立的智能系統。MEMS 基于微細加工技術和半導體工藝,將微傳感器、微執行器和電子線路、微能源相結合,可實現微觀尺度的傳感和控制。其常用材料為硅基材料,在特殊應用場景下會采用聚合物基材料。MEMS 產品的優點包括微型高效、功能集成化、可批量生產等,缺點是新產品研發流程長、封裝難度高?,F在,MEMS
251、 已廣泛應用于消費電子、汽車工業、生物醫療、人形機器人等高新技術領域。(2)MEMS 傳感器與智能傳感器的區別MEMS 傳感器和智能傳感器是目前應用最廣泛的傳感器類型,它們都能感知環境并將數據傳輸到相關設備,但是它們之間還是存在著一些聯系和區別。MEMS 只是一個工藝,而智能傳感器的特點在元器件產品的智能化。MEMS(微機電系統)傳感器是一種微型化的電子設備,內部集成了微型機械結構、電路、傳感器等組件,能夠實現物理和化學量的測量和控制。MEMS 傳感器具有體積小、低功耗、低成本等優勢,廣泛應用于汽車、醫療、航空航天等領域。MEMS 傳感器適用于高速、高頻、快速響應的應用環境,例如行車安全氣囊、
252、運動追蹤等。而智能傳感器則是一種能夠自主運行和處理數據的傳感器設備,內部集成了處理器、存儲器和通信模塊等組件。智能傳感器能夠主動實現智能化處理和分析數據,可以實現更加精確的測量和控制。主動性即是智能傳感器的一個顯著特征。近年來,智能傳感器廣泛應用于物聯網、可穿戴設備、智能家居等領域。智能傳感器適用于需要處理海量數據、實時響應的應用環境,例如環境檢測、智能家居控制等。MEMS 傳感器和智能傳感器之間的聯系在于,智能傳感器中也集成了 MEMS 傳感器的技術,可以實現更加精確的測量和控制。同時,智能傳感器的智能化處理和分析能力也使得 MEMS 傳感器的數據處理更加高效和精確。因此,MEMS傳感器和智
253、能傳感器在應用場景和技術水平上有很大的交叉和聯系。然而,MEMS 傳感器和智能傳感器的區別在于,智能傳感器具有自主運行和處理數據的能力,可以獨立完成大部分測IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593366MEMS 產品分類及相關介紹類別相關介紹領域主要產品MEMS 傳感器MEMS 傳感器是一種檢測裝置,能夠將感受到的信息按一定規律變換成電信號或其他形式的信息,以滿足系統對信息傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求慣性傳感器加速度計、陀螺儀、磁傳感器、慣性傳
254、感組合壓力傳感器壓力傳感器聲學傳感器微型麥克風、超聲波傳感器環境傳感器氣體傳感器、濕度傳感器、顆粒傳感器、溫度傳感器光學傳感器傅里葉變換紅外光譜、指紋識別、被動紅外及熱電堆、高光譜、環境光、三原色、微輻射熱計、視覺、三維視覺MEMS 執行器MEMS 執行器是一種實現機械運動或者產生力和扭矩等行為的器件,主要負責接收由傳感器送來的電信號并將其轉化為微動作或微操作光學 MEMS數字微鏡器件、自動聚焦設備射頻 MEMS濾波器、諧振器、微開關微型揚聲器微型揚聲器微型結構微針、探針微流控制器噴墨打印頭、微閥門MEMS 產品按應用領域分類應用領域用途工業檢測在石油、化工、電梯、鋼鐵、機城等工業中,完成各種
255、信息檢測,并將信息通過自動控制和計算機處理進行反饋,實現生產過程、質量、工藝、安全等方面控制消費電子在智能家居、手機、平板、游戲機等產品中,利用 MEMS 技術集成加速計、陀螺儀、地磁計等各類傳感器,為消費電子產品的交互增添多樣性汽車對行駛速度、距離、發動機轉速、安全氣囊、防盜裝置、防滑系統、排氣循環系統等參數進行測量和控制醫療對人體表面和內部溫度、血壓、血液和呼吸流量、心腦電波、腫瘤等進行高精度診斷環境保護對大氣污染、水質污染、噪聲等進行實時監控航空航天精確測量飛行器飛行速度、加速度、距離、周圍環境、內部狀態等量和控制任務,而 MEMS 傳感器通常需要配合其他設備才能實現相關功能。此外,智能
256、傳感器的處理能力更加強大,能夠實現更加復雜的數據分析和處理,而 MEMS 傳感器則更加專注于在測量和控制功能上。(3)MEMS 產品分類目前,MEMS 產品主要分為 MEMS 傳感器和 MEMS 執行器兩大類,還有傳感+執行、結構、能源等類型的新興MEMS 領域。圖表 87:MEMS 產品分類及主要特點來源:AIoT 星圖研究院來源:AIoT 星圖研究院按照應用領域來分類,MEMS 傳感器在工業、消費、汽車、醫療、環境保護、航空航天等領域。其中,在消費電子領域的 MEMS 傳感器用量最大,而工業監測、汽車、醫療等領域都是在近年內保持著快速增量的應用場景。圖表 88:MEMS 產品按應用領域分類
257、IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933677.2 MEMS 傳感器創新性體現(1)MEMS 工藝創新性傳感器的工作原理并不復雜,多是通過頂層的敏感材料層與外界信息進行反應,從而釋放電子,引起電導率或電阻率變化。而 MEMS 傳感器,核心難點在于其制造工藝。MEMS 芯片制造采用光刻、干法刻蝕、濕法刻蝕、薄膜沉積、氧化、擴散、注入、濺射、蒸鍍、鍵合等基本工藝步驟來制造復雜三維結構的微加工技術,該工藝與半導體 IC 的生產工藝有許多重合之處。隨著多年發展,
258、MEMS 領域也出現了一些專門的工藝,例如各向異性濕法蝕刻、晶圓鍵合、深反應離子蝕刻等,但這些新工藝的應用仍然僅限于 MEMS 領域,暫時沒有見到反哺應用于 IC 行業的跡象。生產工藝的創新,主要集中在光刻技術與刻蝕技術上的創新。光刻技術是 MEMS 制造中的圖形轉移工藝,用于實現精細結構的制造。在光刻技術中,納米壓印光刻(NIL)和極紫外光刻(EUV)等先進光刻技術逐漸成為研究熱點。此外,還有通過無掩膜曝光(MLE)等技術實現光刻膠的動態圖案化,為單個芯片的注釋提供了一個可能的方案??涛g方面,干法刻蝕具有各向異性,可實現高深寬比結構的刻蝕;而濕法刻蝕可用于去除犧牲層,兩種技術各有優劣,但是整
259、個刻蝕技術的核心在于提高刻蝕選擇性和均勻性。其次,封裝技術也是 MEMS 工藝中難度大且比較關鍵的工藝。MEMS 傳感器和執行器一直在追求微型化、成本降低和性能提高。隨著技術的發展,MEMS 正朝向 NEMS(納機電系統)演進,尺寸變得更小,以適應終端設備小型化和多樣化的需求。在封裝中,真空封裝結構越發普及,為保護微觀結構和保證 MEMS 性能穩定性起到了很大的作用。如英飛凌的密封雙模技術,通過將 MEMS 技術與巧妙的 ASIC 設計相結合,降低功耗,提高音頻質量,實現極低的失真,同時具備防水和防塵功能,為耳機類產品的優化提供了優化。(2)MEMS 材料創新性硅是最常用的半導體材料,它具有良
260、好的機械強度和熱穩定性,廣泛應用于加速度計、壓力傳感器等 MEMS 器件中?;衔锇雽w材料具有更高的電子遷移率和光學特性,適用于光電器件、光纖通信等領域。在 MEMS 中常用氮化硅或氧化硅作為 MEMS 的結構層或絕緣層。而金屬材料主要用于 MEMS 中的導體和連接體,以金、鋁、鎳等金屬制品為主,具體選擇時要根據工藝兼容性、成本等方面來確認材料的選擇。新型材料方面,聚合物材料是一個優秀的材料選擇,可用于 MEMS 中的結構層和犧牲層,具有低成本、易加工和生物相容性等優點。常見的聚合物包括聚酰亞胺、聚二甲基硅氧烷等,根據工藝要求及性能需求進行選擇。其次,碳納米材料也是近年來被研究的熱點材料之一
261、。碳納米管和石墨烯等碳納米材料具有優異的力學、光學和熱血性能,應用于 MEMS 中可提高 MEMS 器件的性能和穩定性,但制備工藝和成本仍需要進一步的優化。此外,生物相容性材料也是新型材料發展的一個重點方向,其應用場景主要為醫療和康養場景,隨著老齡化的進程,這個市場對物聯網技術的需求也日益增加。針對生物 MEMS 應用,常用生物降解聚合物、生物活性陶瓷等產品作為 MEMS的材料,以降低對生物組織的副作用。到現在,隨著 MEMS 材料的敏感機理與材料多元化,目前能夠實現產業化傳感器品類已超過 25000 種。(3)MEMS 應用創新性1.在生物醫藥、康養監控領域的應用我國的生物醫藥領域使用 ME
262、MS 傳感器的頻率較高,主要可用于臨床化驗、健康指數的檢測等多項內容。使用的MEMS 主要為壓力傳感器、微型流體傳感器等多種系統。將 MEMS 傳感器應用到醫用口服液當中,可通過口服方式將芯IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593368片送入人體,實現對身體目標器官的檢驗與分析。在康養監控領域,主要是用于家庭設備設施管理功能、老年人群的慢病監測與管理功能、老年人精神撫慰所需的個人情感陪護功能三個方向。使用的 MEMS 主要為 MEMS 硅麥、微型生化分析傳
263、感器、慣性傳感器等多種傳感器。此外,在生物醫療應用方面,MEMS 傳感器還可介入到手術之前來發揮功能,從而降低術中所形成風險,為提高手術的成功率提供重要的保障。2.雙碳背景下,在氣體監測領域中的應用許多國家以及國際組織一直在致力于制定各種指南、法規和標準,以監測工業、醫療、戶外、室內辦公以及住宅環境中的空氣質量和氣態污染物水平。在碳達峰、碳中和的背景下,政企端對氣體的監測需求逐漸增加,尤其是對溫室氣體的監測。結合項目所提出的具體要求,接入對應的監管平臺中,將項目各監控子站的數據同步上傳到監管平臺,同時還需依據運營平臺數據庫及界面風格的具體要求,對設計進行統一設置,為后續的數據等層面對接提供便利
264、。為實現上述要求,可對廢氣排放企業的運營管理系統 E-MES 進行二次開發,以協助企業對各種氣體排放數據的掌握。3.在機器人、汽車等技術密度高的行業中應用在機器人應用場景中,MEMS 傳感器被廣泛用于工業自動化和工業 4.0 實施中,幫助機器人和 AGV 等設備實現精準感知和控制。使用的 MEMS 主要為 MEMS 陀螺儀角速度計、觸摸傳感器、柔性傳感器、慣性測量單元 IMU 等等,為機器人行動做輔助、并賦予機器人許多模擬其他物種的能力。圖表 89:波士頓動力機器狗所用傳感器(部分)來源:AIoT 星圖研究院無論是對路況的監控,還是對車輛內氣體監測,都會使用大量的 MEMS 傳感器。在自動駕駛
265、邁向 L3 及更高級別的過程中,利用 MEMS 傳感器與其他自動駕駛技術融合以形成高性能、低成本、可批量化的慣導系統成為關鍵。自動駕駛領域使用的 MEMS 主要為慣性傳感器、加速度計等。而車內主要使用安全氣囊感應器、壓力傳感器等 MEMS 傳感器。4.在航空航天領域中的應用MEMS 傳感器能夠在航空航天領域具有更為理想的應用前景,不但可將其安裝在航行裝置的核心部分,同時還可依據安裝位置來實施更為精準的操作,提高控制的精準性。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:186763
266、8593369如在飛機飛行期間,可通過 MEMS 傳感器來分析氣流環境、聲學等信息,同時對系統的控制部件進行研究,在保證飛機平穩運行的前提下,提高燃料系統的運行效果,減少飛機飛行產生的噪音。此外,MEMS傳感器還可用于對宇宙的探索,將其植入到探測設備中,可實現數據的傳輸,輔助完成拍攝的工作內容。7.3 MEMS 傳感器產業鏈介紹:(1)MEMS 產業鏈上游在半導體產業鏈上游,原材料、芯片設計、生產設備共同組成 MEMS 產業鏈。半導體材料是 MEMS 傳感器最主要的原材料之一,在國產化政策支持、半導體產業資本支持力度不斷加大以及我國晶圓產能持續擴張等因素的帶動下,我國半導體材料市場規模加速擴張
267、,到2021年我國半導體材料市場規模達119.3億美元,同比增長 22.2%。電子陶瓷也是傳感器中常見的材料類型之一。得益于下游電子工業、光纖通訊、國防軍工等眾多行業的巨大市場需求,電子陶瓷行業市場規模不斷擴大。2016-2020 年,我國電子陶瓷行業市場規模從 449.8 億元快速增長至 763.2 億元。圖表 90:MEMS 產業鏈上游MEMS 產業鏈上游原材料滬硅產業安集科技雅克科技有研新財江西銅業芯片設計歌爾股份漢威科技敏芯微士蘭微美芯科技生產設備北方華創中微公司拓荊科技至純科技華海清科來源:AIoT 星圖研究院(2)MEMS 產業鏈中游在半導體產業鏈中游,主要由 MEMS 生產和封裝
268、測試兩個產業組成中游,承擔起對 MEMS 加工制造以及封裝測試的工作。半導體和傳感器行業,其產業鏈多以九宮格方式呈現,故部分分析將 MEMS 產業鏈梳理成設計-加工-封裝-應用,也有將其梳理成材料-設計-應用的形勢。本報告主要以 MEMS 生產和封裝視為 MEMS 產業鏈中游。在產業鏈中游,主要是 MEMS 生產企業,即半導體產業中的 Foundry 廠,負責從傳感器設計公司拿到圖紙,并生產傳感器;另一部分是封裝測試企業,負責將生產好的一盤晶圓分割,封裝,并測試其性能,將 MEMS 傳感器交到客戶手上。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界
269、物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593370MEMS 產業鏈中游MEMS 生產中芯國際華天科技上海先進晶方科技封裝測試華虹宏力長電科技耐威科技歌爾股份來源:AIoT 星圖研究院圖表 91:MEMS 產業鏈中游(3)MEMS 產業鏈下游MEMS 的產業鏈下游分布廣泛,主要涉及工業、醫療、汽車電子、消費電子、航空航天、國防軍工、環境監測、無線通信等領域。在不同的下游,對 MEMS 也有著不一樣的需求。如,氣體 MEMS、濕度 MEMS 在環境監測領域有著大量的應用,而壓力 MEMS、熱 MEMS 傳感器等產品主要用于汽車等應用場景。根據具體應用場景
270、的需求,企業也需要進行一定程度的定制化開發以滿足行業的特定需求。圖表 92:MEMS 產業鏈下游MEMS 產業鏈下游工業航空航天醫療國防軍工汽車電子消費電子環境監測無線通信來源:AIoT 星圖研究院7.4 MEMS 傳感器市場運營分析(1)MEMS 傳感器市場規模及市場結構微電機系統(MEMS)市場是一個不斷增長且充滿活力的領域,涉及到各種各樣的應用,從消費電子產品到醫療設備再到工業自動化等。隨著技術的不斷進步和創新,MEMS 市場規模不斷擴大,并且在許多領域都扮演著關鍵角色。圖表 93:2020-2025 年中國 MEMS 市場規模及預測來源:賽迪顧問,AIoT 星圖研究院整理IOTE202
271、5 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593371數據來源:賽迪咨詢,AIoT 星圖研究院整理據工信部中國電子信息產業發展研究院 2023 年 11 月發布的2023 中國傳感器企業高質量發展白皮書預測,2023年中國傳感器市場規模達 3324.9 億元,中國智能傳感器市場規模為 1429.6 億元,中國增速高于全球增速水平;預測 2023年中國 MEMS 市場規模 1137.3 億元,未來三年(2023-2025 年)平均增長率達 17%,其中 2024 年增長率或超過
272、18%為三年中最高。圖表 94:2020-2025 年中國 MEMS 市場結構及預測從市場結構來看,消費電子在現在及未來仍將是 MEMS 市場占據最主要地位的應用場景。其次,汽車得益于近年來自動駕駛的發展,是 MEMS 應用領域中增長最快的場景,未來也會持續保持強勁的增長趨勢。(2)MEMS 傳感器市場份額當前,我國傳感器市場仍舊由外資主導,國內供給能力略有不足,全球龍頭企業如愛默生、西門子、博世、意法半導體、霍尼韋爾等跨國公司占據約 60的國內市場份額,尤其在高端市場,約 80的傳感器芯片依賴海外企業,剩余的份額也只要集中在幾家上市公司手中。從國內格局看,當前市場較集中,我國傳感器行業 TO
273、P5 企業占據了國內傳感器市場約 40以上的份額,其余約 60為中小企業,產品或主要集中在中低端,或未實現大規模應用。圖表 95:2023 年中國傳感器行業市場份額7.5 MEMS 傳感器發展趨勢分析1.MEMS 小型化的特點,為多傳感器技術融合的未來提供優勢MEMS足夠小,可以將多種功能的MEMS集成在同一個產品中,輔以AI算法的加強,完成許多復雜的具體任務。比如,來源:AIoT 星圖研究院圖表 96:2023 年中國傳感器行業市場集中度IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯
274、系:1867638593372系統代稱系統全稱系統簡介軌道類型系統組成頻段服務特點GPS全球定位系統,Global Positioning System GPS 是美國于 1973 年開始研發的新一代空間衛星定位導航系統,也是世界第一個全球衛星導航系統。該系統在上世紀五六十年代即開始研制(那時還不叫 GPS),原本是為軍事服務,之后不斷演變、逐漸完善,在 1991 年的海灣戰爭中直接影響了戰局,這也成為我國發展北斗系統的契機。目前,GPS 在軌衛星 24 顆,可為全球用戶提供低成本、高質量的定位導航服務,商業應用開發最深入。MEO28 顆衛星(24顆組網衛星和 4顆備份衛星)L1 1575.4
275、2SPS,PPS發展最早,成熟度最高,定位精度10 米(軍用可達0.1 米)GLONASS 格洛納斯系統,Global Orbiting Navigation Satellite System由前蘇聯(俄羅斯)于1976年開始研發的全球衛星導航系統,也是繼 GPS 之后第二個全球衛星導航系統。由于受到蘇聯解體及俄羅斯經濟衰退等因素影響,一度沒有足夠資金進行衛星補網,最少時在軌衛星僅有六、七顆。所幸 2010 年前后,GLONASS 逐漸恢復全球服務能力,由于具備一定先發優勢,它的商用開發程度目前仍優于北斗。此外,由于采用了獨特的編碼體制,理論上來說,GLONASS 系統的整體抗干擾性更強,發生
276、緊急事態時有潛在的安全性優勢。MEO30 顆衛星L1 1602.00L2 1246.00L3 1202.025SPS,PPS抗干擾性更強,定位精度1.2 米對食物的新鮮度檢驗。儲存中食物的緩慢變質往往無法準確通過觀察法來監控,利用 MEMS 傳感器、電導率傳感器等多種傳感器進行融合,結合 AI 處理算法,對食物新鮮度進行評估。2.MEMS 傳感器不止于當前的尺寸,而向 NEMS 傳感器繼續演進隨著終端設備體積的不斷減小和種類的日益豐富,微電子加工技術,特別是納米加工技術,迎來了快速發展的時代。在這種背景下,智能傳感器向著更小的尺寸不斷演進,成為了行業的主要趨勢。類似于MEMS技術,NEMS(納
277、米機電系統)專注于微納米尺度領域的系統技術,但其尺寸更為微小,對納米級尺度的控制和應用具有重要意義。3.MEMS 智能化趨勢正在進行中,未來 MEMS 多以集成的形態出現隨著人工智能、物聯網和大數據等技術的不斷進步,對 MEMS 傳感器智能化的需求不斷增加。因此,MEMS 傳感器的智能化成為了一個重要的技術發展方向。目前,一些國內領先的 MEMS 傳感器制造商已經成功實現了將 MEMS 傳感器與微控制器(MCU)、無線通信模塊以及電池等進行集成。這樣的集成架構使得 MEMS 傳感器系統具備了自主計算、存儲、分析、通信和控制的能力,從而提高了傳感器的響應速度和能源利用效率。8、北斗及衛星高精度定
278、位8.1 北斗高精度定位行業背景(1)衛星定位系統概況目前全球主要有 6 大衛星定位系統,包含 4 個全球性衛星定位系統和 2 個區域性衛星定位系統。全球性衛星定位系統分別是中國的北斗衛星導航系統(BDS)、美國的全球定位系統(GPS)、歐盟的伽利略衛星導航系統(Galileo)、俄羅斯的格洛納斯系統(GLONASS);區域性衛星定位系統分別是日本的準天頂衛星系統(QZSS)、印度的區域導航衛星系統(IRNSS)。根據 UCS 衛星數據信息,截至 2022 年 4 月 30 日,全球在軌衛星數量為 5465 顆,其中導航衛星 154 顆,占比 2.82%,中國、美國、俄羅斯、歐盟在軌導航衛星數
279、量分別為 49 顆、34 顆、28 顆、28 顆,中國采用高軌衛星,美國、俄羅斯和歐盟采用中軌衛星,使用中高軌衛星部署導航系統成本低廉,20-30 顆衛星即可覆蓋全球。圖表 97:全球衛星定位系統一覽表IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593373來源:AIoT 星圖研究院從以上表格可以看出,目前獨立擁有全球衛星定位系統的國家只有美國、俄羅斯以及中國。由于衛星的位置精確可知,在 GPS 觀測中,可得到衛星到接收機的距離,利用三維坐標中的距離公式,利用 3
280、顆衛星,就可以組成 3 個方程式,解出觀測點的位置(X,Y,Z)??紤]到衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差,實際上有 4 個未知數,X、Y、Z 和時鐘差,因而需要引入第 4 顆衛星,形成 4 個方程式進行求解,從而得到觀測點的經緯度和高程(2)北斗方案類型目前常用的北斗/RTK 定位方案主要以多技術融合的方式呈現,具體如下圖所示:圖表 98:北斗/RTK 定位方案系統代稱系統全稱系統簡介軌道類型系統組成頻段服務特點BDS北斗衛星導航系統,BeiDou Navigation Satellite System中國自行研制的全球衛星導航系統,也是繼 GPS、GLONASS 之后的第三個成熟的衛星導航系
281、統。MEOIGSOGEO55 顆衛星(部分已退役MEO,IGSO,GEO三類軌道分別為27,3,5)B1 1561.098B2 1207.14B3 1268.52OS,AS,WADS,SMS起步晚發展快,可實現厘米級、毫米級的高精度定位Galileo伽利略衛星導航系統,Galileo Satellite Navigation System由歐盟發起,旨在建立一個由歐盟運行、管理并控制的全球衛星導航系統。系統目前仍然在建設過程中,性能方面雖然民用精度表現良好,但系統穩定性和可靠性表現不佳。MEO24 顆衛星(21顆工作衛星和 3顆備份衛星)E1 1575.42E5a 1176.45E5b 120
282、7.14E6 1278.75OSCSPRS更安全、穩定、可靠,水平和垂直導航精度分別可達到 20 厘米和 40 厘米QZSS準天頂衛星系統,Quasi-Zenith Satellite System 日本為了滿足飛行服務區和城市峽谷等信號遮蔽區的用戶對導航定位服務的需求而建設的區域衛星導航系統。IGSOGEO5 顆衛星(預計未來 7 顆)L1 1575.42L2 1227.60L5 1176.45E6 1278.75GCSGASPRSEWSMCSNavIC區域衛星導航系統由印度空間研究組織發展的自由區域型衛星導航系統。IGSOGEO7 顆衛星(印度及其鄰近地區)L5 1176.45S 2492
283、.028SPS,RS參數說明缺點 如果室外有高建筑物或大型金屬體信號的遮擋或可視衛星數量不達標,無法實現定位;需要采用慣導的方式補償。北斗不提供無線數據通訊功能,標簽需要支持 4G/NB/LORA 無線數據通訊功能。采用 RTK 服務,必須使用 4G/NB 通訊;自主部署 RTK差分基站,可以采用 LORA 無線通訊。不支持室內定位場景,需要室內定位需求,還需要在室內考慮藍牙或 UWB 定位室外圍繞大型金屬體或高建筑物場景的室外電子圍欄,無法實現;缺點 如果室外有高建筑物或大型金屬體信號的遮擋或可視衛星數量不達標,無法實現定位;需要采用慣導的方式補償。北斗不提供無線數據通訊功能,標簽需要支持
284、4G/NB/LORA 無線數據通訊功能。采用 RTK 服務,必須使用 4G/NB 通訊;自主部署 RTK差分基站,可以采用 LORA 無線通訊。不支持室內定位場景,需要室內定位需求,還需要在室內考慮藍牙或 UWB 定位室外圍繞大型金屬體或高建筑物場景的室外電子圍欄,無法實現;IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593374來源:AIoT 星圖研究院基于雙頻定位模塊的米級精度室外定位解決方案能同時支持 GPS、北斗、GLONASS、GALILEO、QZSS 的
285、衛星信號,且支持接收 L1+L5 雙頻衛星信號的雙頻多模定位模塊。該系列模塊定位芯片抗多徑性能得到提升,使其在密集高樓峽谷內的定位更準確。雙頻定位模塊可以不依賴于其他因素,通過對比兩路信號的延遲,用計算來消除電離層帶來的誤差,將定位精度進一步提高?;?GNSS+INS 組合導航模塊的慣性導航室外定位解決方案在車載終端接入基于 GNSS/INS 組合導航定位的高精度組合導航模塊,充分利用慣性導航系統和衛星導航系統優點,憑借高精度六軸慣性器件和成熟的慣性算法,無需里程計或速度信號接入,獲得最優的導航結果;尤其是當衛星導航系統無法工作時,利用慣性導航系統使得導航系統繼續工作,保證導航系統的正常工作
286、,提高車載導航系統的穩定性和可靠性?;?RTK 定位模塊的厘米級精度室外定位解決方案集成單頻/雙頻 RTK 算法,同時支持 BDS、GPS 雙星系統,配合全國北斗增強網的高精度定位服務,可以達到實時的分米級定位精度特性高性能的、特殊定制的多系統導航定位模塊。把原本復雜的 RTK 技術細節進行了合理的包封,用戶可以像使用普通單點定位 GPS 產品那樣直接使用,得到的卻是厘米級的定位精度?;?RTK 定位模塊的厘米級精度室外定位解決方案,利用高精度定位技術,內置于終端產品/設備中的高精度定位模塊結合實際視圖情況,快速、準確定位其所在位置,管理員可通過管理平臺查看終端產品/設備的實時位置以及歷史
287、行進軌跡。在實際應用中,以不同的應用場景和場景需求來決定使用的具體技術類型。8.2 北斗高精度定位創新性體現(1)北斗特色功能:短報文短報文作為一種基礎通信功能,指衛星定位終端和北斗衛星或北斗地面服務站之間能夠直接通過衛星信號進行雙向的信息傳遞。短報文不僅可點對點雙向通信,其提供的指揮端機可進行一點對多點的廣播傳輸,這使得北斗終端可從單一的定位設備升級為通導一體設備,具備指揮能力。目前,北斗全球短報文通信業務已經開通。從北斗二號到北斗三號,北斗系統短報文功能不斷強化,利用 3 顆 GEO 衛星,采用廣義 RDSS 體制和 RNSS 短報文通信體制,升級了短報文通信服務,還可以通過星間鏈路實現全
288、球短報文通信。北斗三號全球短報文(GSMC)容量為 560 比特(約 40 漢字),區域短報文(RSMC)容量為 14000 比特(約 1000 漢字),支持簡單的圖片和語音發送,這使得北斗三號裝備的通信能力大幅增強??紤]到北斗三號在短報文性能上的提升和拓展,融合了導航和通信功能的北斗裝參數說明成本及功耗北斗+4G/NB(100-150+流量費,100mA)北斗+LORA(100-150 以內,100mA),需要部署 LORA 基站,LORA 的通訊帶寬 0.5K/300 米,LORA 基站覆蓋區域標簽數量小于 200-300;+慣導:成本增加 100,功耗增加 30mA;缺陷:慣導的有效時間
289、 10 秒以內,長期(大于 10 秒)情況慣導失效;RTK:成本增加 500-700,資費 300 每年,功耗增加 100mARTD:成本增加 200-300,資費 300 每年,功耗增加 100mA北斗+4G/NB 沒有區域低功耗模式,相對待機時長一般一周;北斗+LORA(基于 LORA 的區域低功耗模式,相對待機時長一般 1 個月)適用場景北斗+4G/NB+慣導:物流車輛定位,工廠內以及工廠外都需要定位,高精度可選 RTK/RTD;無人機等應用;北斗+LORA+慣導:只需要在固定大型室外區域,沒有太多大型金屬體或高建筑物,無需室外電子圍欄要求。大型室外工地場景,人員/車輛定位;精度可選 R
290、TK/RTD。如果存在室內地上/地下空間,如果要求不高,可增加 BLE 信標定位;如果定位要求高,增加 UWB 信標定位。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593375備在北斗三號中成為了新的增量賽道,其價值量相較于單一的導航裝備或有顯著提升。(2)北斗定位規劃:建設 PNT 體系所謂 PNT 體系即定位(Positioning)、導航(Navigation)、授時(Timing)體系組成的時空體系,是人類得以在紛繁信息中準確描述時間和空間的關鍵技術。以大
291、數據為例,其挖掘利用就有賴于用定位、導航、授時來尋找線索、發現規律從而提供決策,否則就是一堆“亂數據”“雜數據”。目前常見的 PNT 信息,都是由全球衛星導航系統提供的。不過,不管是哪個全球定位系統都具有一個天然的“脆弱性”,即“信號弱、穿透能力差、易被欺騙、易被干擾”。未來,中國擬加快推進以北斗系統為核心的國家綜合 PNT 體系建設,爭取到 2030 年前后,構建基準統一、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家綜合 PNT 體系。PNT 體系演進的四大方向:提高時鐘精度、增加衛星數量、增加導航頻率、通過地基增強系統。要實現綜合 PNT 體系的發展,離不開移動通信運營網絡的同步升級。未來,移動通信
292、運營網絡仍需在以下幾個方面著重開展工作:一是升級基站的時鐘系統?;緯r鐘板升級到具有 B1、B2 和 L1、L2 四頻接收,具有相位差分計算能力。時鐘精度至少提高一到二個數量級,位置精度可以達到毫米級。與之配套的衛星接收天線要采用具有多星多頻的測量級天線,第一代簡易的 GPS 單頻天線,北斗單頻天線或將兩個天線疊加在一起的雙頻天線,由于其具有窄帶特性和相位中心誤差太大,帶來時鐘和定位解算誤差太大,不能滿足需求,需要進行更換。二是增加 CORS 功能模塊。增加多星多頻的綜合解析運算和固定點的統計分析能力。CORS 站的精度在 1-10mm,終端距離 CORS 站越遠,結算精度越差,由于現在建設的
293、 CORS 站太少,結算精度只能達到分米級。如果將基站增加具有CORS 功能,終端距離基站非常近,定位精度可以達到厘米級。三是建立基站與終端之間的修正誤差因子發布機制。增加給終端發布基站所在區域的電波傳播誤差因子/修正因子的發布功能,使得終端能夠及時獲得結算所需當地電波傳播的參數,使得終端結算精度達到厘米級。我國還將按照聚焦核心、重塑結構、賦能融合的思路,在 2035 年前,建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時(PNT)體系。在下一代綜合 PNT 體系發展方面,將采用標準化解決方案綜合利用多種手段,以滿足用戶最大共性需求。進一步提升衛星導航能力,實現分米級高精度定位能力以及全
294、球完好性服務;利用通信系統資源實現新質 PNT 能力,通過相互賦能,實現通信可達區域即可導航;微自主 PNT,實現自主獲取導航定位授時信息。同時,在供給側與需求側同步發力,打通 PNT 能力生成鏈條,讓 PNT 真正好用又能用好。聚焦標準化解決方案、融合各項技術與系統、借力科技革命,為全球用戶提供基準統一、覆蓋無縫、安全可靠、便捷高效的 PNT 服務,為未來智能化發展提供核心支撐。當前,北斗全球系統已建成開通,北斗規模應用市場化、產業化、國際化發展進入關鍵階段,以下一代北斗系統為核心的國家綜合定位導航授時體系工程啟動建設在即。8.3 北斗高精度定位產業鏈介紹(1)北斗系統產業結構北斗系統由空間
295、段、地面段和用戶段三大部分組成??臻g段由由航天科技集團下屬單位主抓,地面段的研制生產以中電科集團等為主導,用戶段的產品及系統市場化特征較為明顯,參與主體眾多,包括軍工集團下屬公司、地方國企參軍公司及較多民參軍企業。衛星導航產業鏈中的中間段及地面段兩個環節,是國家核心基礎設施,主要由國家投資完成,而導IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593376來源:AIoT 星圖研究院航用戶段產業鏈環節,主要通過市場運作來滿足社會需求。導航用戶段可以細分為上中下游,如后續
296、小結所示。圖表 99:衛星導航行業產業鏈環節(2)北斗定位產業鏈上游上游包括芯片、模組、天線、板卡、慣導及毫米波雷達、導航地圖等產業鏈環節,相關產品已輸出到 100 余個國家和地區。在北斗產業鏈中,以芯片為核心的上游核心器件是驅動北斗系統的元功能模塊,以下將針對北斗芯片展開介紹。北斗芯片包含射頻芯片、基帶芯片及微處理器的芯片組,相關設備通過北斗芯片可以接收由北斗衛星發射的信號,從而完成定位導航的功能。如今,北斗衛星導航定位芯片等基礎核心部件的性能指標已追上甚至超越國際廠商,同時價格優勢逐漸凸顯。在北斗系統建設早期,國產北斗芯片受限于工藝、價格等因素,主要應用在專用領域,如公安、消防、應急救援、
297、航海、精準農業、測繪等領域,所以參與芯片設計的企業以科研院所為主。隨著北斗三號系統的建成并提供全球服務,國內外一大批專業企業進入該領域。未來,北斗芯片將朝著集成化、高精度+高動態化、多系統融合方向發展,實現核心技術自主可控,并提升國產北斗芯片的海外市占率。(3)北斗定位產業鏈中游北斗定位產業鏈中游主要覆蓋車載終端、系統集成、國防安全終端、接收機、數據采集器、移動終端等產業。終端產品分為專業終端產品和消費終端產品。專業終端產品包括高精度測繪終端、授時終端等產品,北斗導航系統的應用最早也是體現在此類終端產品上;消費終端產品主要包括各類導航終端,這也是民營企業較為容易進入的終端市場,其規模相對于專業
298、終端要大得多,北斗導航系統在消費終端的應用廣度和深度主要取決于產品價格的下降和技術的進步。據不同應用場景,室外定位終端的應用可分為交通運輸、個人穿戴、汽車風控等:交通運輸(物流車隊管理和物流貨物追蹤、管理等)、個人穿戴(老人智慧看護、學生智慧校園管理等)、汽車風控(汽車租賃風險管控、共享出行車輛管理等)、農業(農機管理、畜牧管理等)、共享兩輪車(共享單車資源調度、管理、車輛防丟等)及其他。解決方案商處于北斗產業鏈用戶段中下游,該環節算法是行業核心競爭力。國內高精度衛星定位導航企業從上世紀 90 年代的國外產品經銷商向實現自主可控產品技術轉型,逐漸向具有高技術壁壘的產業鏈上游,如芯片、算法等領域
299、延伸。在同樣的硬件環境下,算法優劣直接影響到 GNSS 等產品的測量精度。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593377圖表 100:北斗系統用戶段產業鏈圖譜芯片廠商板卡/模組平臺/運營服務廠商平臺/運營服務廠商北斗系統用戶產業鏈圖譜平臺/運營服務廠商測試認證北斗星通海格通信合眾思壯夢芯科技北云科技耐威時代金維信息國科微電子華大北斗振芯科技中科微電子泰斗微電子復控華龍聯發科北方雷科博通集成北斗星通北斗星通海格通信北斗星通矩陣電子博海創業九洲星熠華信天線振芯
300、科技邁希澤可信華成天地股份佳利電子金維信息北斗教儀科技艾福電子聯適導航北云科技振芯科技健博通華測導航華智通訊科維北斗恒達微波東方紅松盛科技九合物聯三水亞創國星通信曼克維泰宣科技百年星中斗科技晟達通訊喜訊科技戴柏通信大通信息天磁通創宇星通承拓電子跨線橋僑華科技奧亞電子英佳創星傳北斗中法天線 北斗國芯華鴻通訊星火北斗比格信息指尚導航沃達孚愛博潤中國衛星盛緯倫康帕斯云通通訊聯和安業睿德通訊峰華經緯真點科技迪安通訊中森通信索沃德國信軍創云頂通訊幾米物聯維力谷晶禾電子仕研電子金鑫電子北天通訊離車信息吉歐電子合正電子博納雨田四維圖新星輿科技衛導信息超圖軟件希德電子廣嘉北斗六分科技金采科技海格晶維海格通信中
301、海達振芯科技中海達超越檢測安弗施移為通信海積信息合眾思壯天海藍導航天地星聯星宇芯聯摩比天線華力創通華力創通北斗(長沙)導航產品檢測認證嘉康電子卡爾曼合眾思壯海格通信中海達海格通信衛導信息華日通訊南方衛星金乙昌司南導航 北斗檢測中心 鼎耀科技航光衛星司南導航華測導航睿翔訊通南方測繪仁千電氣正呈科技天銳星通中科信通粵海信南通創信信維通信含悅電子中元創新斯沃德金維信息千尋位置通宇通訊雷科防務德海電子英杰特碩貝德磐鈷智能三和欣創億星電子東方聯星華力創通飛宇信天宸北斗同訊電子納可科技禾電訊蒼穹數碼百傲電子太昌電子佳晟通訊金牌科技正大信維君創飛星網天線華信泰博格斯盟升科技匯創新高天成華海時空奇點星河微電子
302、路暢科技易訊通訊萬位數字奧佳實業際上導航中天訊格林恩德中天鴻大威海五洲海宣電子七維頻控國飛電子薩伏威億勝盈科運特科技星展測控中斗科技中天浩天海達世導通國智恒華信泰福大北斗迭慧智能特高科技耕華科技旦迪通信博實結博緯通信九天利建安威無線尚禹河北和芯星通可為科技中亞通茂杰瑞自動化沅溯電子四川九洲守遠通訊湖北中寰南斗星瑞達科訊大顯科技航微科技尚遠科技奇果物聯創鑫電賽格導航深泰微波千導位置星宇芯聯六點整北斗宏成智能方位角來源:AIoT 星圖研究院 制圖:AIoT 星圖研究院IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日
303、(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593378數據來源:2022 中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書制圖:AIoT 星圖研究院(4)北斗定位產業鏈下游從北斗產業鏈來看,下游是基于運營維護服務的各種應用領域,通過對衛星信號的處理、轉化,提供衛星定位系統平臺作為北斗地面段和空間段的接口,有針對性地集成各種軟硬件平臺,服務于終端用戶并收取服務費形成收入的模式,如實時路況信息、定位、導航及通信等。成熟國家運營服務可以占到其導航產業的 70%以上,而在我國北斗產業中,2015年運營服務占比僅為 25%,直到 2021 年占比達到了 47.29%,可見該產業鏈環節的發展空間巨大,成長速度迅猛。8
304、.4 北斗高精度定位市場運營分析(1)北斗高精度定位產業鏈各環節產值占比目前,我國導航用戶段已形成了較為完整的產業鏈,可將上、中、下游進一步細化為基礎器件、基礎軟件、基礎數據、終端集成、系統集成以及運營服務六個組成部分。圖表 101:2014 年-2021 年北斗用戶段產業鏈各環節產值占比變化情況根據歷年來中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書數據顯示,整個用戶段產業鏈上游環節產值占比不斷下降,包括細化到基礎器件、基礎軟件和基礎數據的產值占比都是下降狀態,但是產值由于具有核心技術支撐,議價能力較強,占比下降幅度相對較少。中游的終端集成、系統集成環節偏組裝和制造性質,附加值相對較低,產值占比下降的
305、幅度較大,尤其終端特別明顯。下游運營服務環節附加值相對較高,產值也隨應用場景和規模擴展,占比出現較明顯的增長,成為產值主要增長點??傮w上,我國衛星導航產業鏈上游產值占比下降較緩慢,下游產值占比明顯提升。(2)中國衛星導航產業市場規模我國衛星導航產業產值持續增長。伴隨著北斗導航系統“三步走”建設和應用拓展,我國衛星導航行業產值持續增長。根據2024 中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書顯示,2023 年我國衛星導航與位置服務產業總體產值達到 5362億元,較 2022 年增長 7.09。其中,包括與衛星導航技術研發和應用直接相關的芯片、器件、算法、軟件、導航數據、IOTE2025 上海站:4 月
306、 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593379數據來源:2024 中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書 制圖:AIoT 星圖研究院終端設備、基礎設施等在內的產業核心產值同比增長約 12.28,達到 1454 億元人民幣,在總體產值中占比為 31,增速高于上一年。由衛星導航應用和服務所衍生帶動形成的關聯產值同比增長約 18.20,達到 3236 億元,在總體產值中占比達到 69。2011 年至 2021 年間,我國衛星導航產業產值年均復合增速達到 20.95%,近年來相對增速略有下降,但絕
307、對增長相當可觀,行業仍處在快速增長周期。圖表 102:2006-2021 年我國衛星導航與位置服務產業總體產值(單位:億元)單看芯片這一環節,2021 年中國 GNSS 芯片市場規模達到 100.1 億元,占全球 GNSS 芯片市場總份額的 27.65%。在2021-2027 預測期間內,預計 GNSS 芯片市場將以 6.58%的復合年增長率穩步增長,預計 2027 年全球 GNSS 芯片市場總規模將會達到 532.15 億元。8.5 北斗高精度定位發展趨勢分析1.高精度定位不僅只有北斗,未來行業發展會更傾向于技術融合發展。北斗與地面網絡協同、多種地面定位技術的協同以及室內外協同的高精度無縫定
308、位技術已成為未來的發展趨勢,如融合慣性導航、視覺、圖像識別等感知技術,此外還將促進北斗與 5G、物聯網、車聯網、衛星互聯網等新技術的融合創新。重點突破短報文集成應用、融合衛星/基站/傳感器的室內外無縫定位、自適應防欺騙抗干擾等關鍵技術,加快推進高精度、低功耗、低成本、小型化的北斗芯片及關鍵元器件研發和產業化。2.在北斗的各個領域,國產替代趨勢更加明顯。北斗用戶段上游芯片、板卡與天線的國產替代均已取得較大進展,上游元器件的國產化水平不斷提升:高精度市場,國產替代已基本完成。但從芯片層面看,我國導航芯片技術已經邁入先進國家的行列,國產替代的趨勢已經不可阻擋。3.北斗衛星產品正向著多模多頻的形態發展
309、。從定位可靠性來說,北斗衛星定位正在由依靠單模單頻、單模雙頻的定位方式,開始向多模多頻系統發展,從場景和效果角度來看,高連續、高可靠的、瞬時高精度定位方向將會成為重點研究方向。4.北斗衛星產業鏈的企業業務縱向延伸加劇。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593380來源:5G 定位能力開放產業白皮書由于衛星導航行業下游較分散,行業內企業橫向并購的整合往往較為困難,規模效應不明顯。因此行業內企業大多采取縱向延伸的策略,通過收并購或自主研發,進入上下游環節,提升
310、供應鏈能力,提升整體核心競爭力,從而獲得更好經營業績。尤其,處于中下游的企業向上游不斷拓展,多家衛星導航行業的終端制造商和系統集成商,抓住北斗三號系統建成開通、高精度需求有望快速增長的機遇,開始自主研發衛星導航芯片等基礎器件,向產業鏈上游延伸。目前上市公司中已有多家企業形成了覆蓋上下游全產業鏈的布局,如海格通信、北斗星通、華測導航、中海達、振芯科技、華力創通、合眾思壯、司南導航等。未來,形成覆蓋上下游全產業鏈布局的衛星導航頭部企業仍將會有增長。此外,除了在北斗用戶段尋求業務拓展,形成覆蓋用戶段上下游全產業鏈布局以外,更有甚者,部分企業業務布局觸及到商業雷達衛星星座。9、5G 高精度定位9.1
311、5G 高精度定位行業背景(1)5G 定位市場需求近年來,隨著 5G 技術的飛速發展,室內定位迎來了新的突破。相較于基于 4G 的蜂窩定位,5G 的到來為定位精度帶來了質的飛躍。傳統蜂窩定位受到信號帶寬、同步以及網絡部署等因素的影響,其定位精度一般在幾十米左右。而在5G時代,大帶寬、多天線以及高精度同步技術的支撐下,定位精度得以大幅提升。目前在仿真/測試場景下,室內定位精度可達23米,這在很大程度上彌補了衛星定位在室內及隧道環境下的不足。然而,需要明確指出的是,5G 最擅長的領域是室內定位,而不是大范圍定位。其穿透力相對較差,因此在大范圍定位方面并非其強項。值得一提的是,在自主代客泊車的地下停車
312、場定位領域,5G 技術展現出了顯著的優勢。與完全依靠概率算法的攝像頭方案相比,基于 5G 通訊的物理定位具有更高的準確度、穩定性和魯棒性。地下停車場由于照度低、光線變化劇烈等特點,并不適合采用基于攝像頭的純視覺方案。隨著 5G 技術的不斷演進,室內定位領域將迎來更多的創新與應用。不僅是地下停車場,在物流倉庫、工業、?;葓鼍爸械膬瀯菀矔饾u顯現,為智能化應用提供更強有力的支撐。5G 定位主要應用場景如下:圖表 103:5G 定位應用場景與行業IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展
313、聯系:1867638593381(2)5G 定位原理根據 2020 年中凍結的 3GPP R16 協議版本,5G 網絡標準首次引入了定位能力。除了傳統的 E-CID、OTDOA 和UTDOA 等定位技術外,5G 定位結合了 5G 的寬頻譜和多波束特性,進一步支持了 multi-RTT、UL-AoA 和 DL-AoD 等多種定位技術。根據 R16 協議的要求,5G 定位能力可以達到室內 3 米 80%以及室外 10 米 80%的精度,滿足了普通商用場景對米級定位的需求。目前,3GPP R17 協議正在研討和制定 5G 定位能力的持續增強。在 2021 年 3 月,3GPP 正式通過了新的 WID
314、(工作項目描述)LPHAP(低功耗高精度定位)。LPHAP 的目標是將定位精度大幅提高至 0.5 米 90%甚至更高的精度,并且將定位終端的電池續航能力提升到 月 級甚至 年 級。這標志著 3GPP 將深度耦合了 5G 通信及定位能力,為 5G賦能垂直行業持續加碼。從 5G 定位原理來進行分類,定位技術大致可以分為三種類型:基于三角關系和運算的定位技術、基于場景分析的定位技術和基于臨近關系的定位技術。1、基于三角關系的定位技術:這種定位技術根據測量得出的數據,利用幾何三角或雙曲線關系計算被測物體的位置。它是最主要的、也是應用最廣泛的一種定位技術。2、基于場景分析的定位技術:這種定位技術對定位的
315、特定環境進行抽象和形式化,用一些具體的、量化的參數描述定位環境中的各個位置,并將這些信息集成在一個數據庫中。業界習慣上將上述形式化和量化后的位置特征信息形象地稱為信號“指紋”。觀察者根據待定位物體所在位置的“指紋”特征查詢數據庫,并根據特定的匹配規則確定物體的位置。3、基于臨近關系的定位技術:這種定位技術根據待定位物體與一個或多個已知位置參考點的臨近關系來定位。通常需要標識系統的輔助,以唯一的標識來確定已知的各個位置。其中最常見的例子是移動蜂窩通信網絡中的 Cell ID。假設待定位物體分別位于三個Cell中,由于各個Cell中參考點的位置已知,所以根據待定位物體所在Cell可以粗略確定其位置
316、(即Cell 中參考點的位置)。9.2 5G 高精度定位技術介紹(1)5G 高精度定位技術優勢5G 定位具備的一些技術優勢包括:1、高載波頻率 5G 采用高頻或者毫米波通信,高頻波具有嚴重的穿透損失性質,所以不會有多路徑衰減的 干擾;高頻電磁波幾乎只能以直線路徑(Line of Sight,LOS)的方式傳遞,電磁波繞射、散射及反射的干擾問題不大,而直線是最容易計算距離的路徑類型。2、高帶寬 5G 頻譜尤其是毫米波(mmWave)具有移動通訊中前所未有的大帶寬,當傳輸帶寬越大,信號的取樣間隔越短,毫米波系統便具備較高的原始分辨率,可測量的最小距離越小,代表精確度越高。3、天線數量極多5G 支持
317、多輸入多輸出(Multi-input Multi-output,MIMO)技術,在基站設置大規模的多天 線數組,利用多根發射天線與多根接收天線的組合提升頻譜的效率,提供更多的空間自由 度。更多的訊號角度信息增加,定位的分辨率就能跟著提升,判別更精準的地理位置。4、網絡密度高 IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593382由于 5G 覆蓋范圍小且容易遭到建筑物遮蔽,如果要達到都市內普及,運營商須大規模部 署小型 5G 基站。高密度基站代表有許多可供參考的資源
318、節點,可以提供高密集度的位置信息達到更精準的定位。5、室內室外一張網、通信定位一張網5G 室內外一張網(室外 5G 宏站、室內 5G 室分站),既可以滿足設備終端通信的要求,同時可以實現低功耗高精度定位的應用,一網多用,大幅度降低客戶的使用成本。隨著 3GPP Rel-17 版本的凍結,5G 定位技術將逐漸走向成熟。針對一般商用場景,R17 定位精度目標從室內 3 米、室外 10 米提升到了亞米級,定位的時延要求小于 100ms。在工業物聯網場景,R17 定位精度誤差要求小于 20cm,定位的時延要求小于 10ms。R17 通過優化差分定位降低終端和基站收發時延的影響,支持多路徑信號測量上報,
319、輔助 信息發送等提高到達角和離開角的測量精度,從而提高定位精度。R17 通過定義按需發送 的定位導頻信號,降低定位測量的請求回應時間、終端測量時間及測量 Gap 激活時間等降 低時延。通過支持 RRC 非激活狀態終端的定位測量、信令和流程等降低功耗,并支持GNSS 定位的完好性判決增強,以及 A-GNSS 定位增強,實現更優的 GNSS(全球導航衛星系統)輔助定位性能。目前 5G 定位產業仍然處于起步階段,在定位精度、終端產品形態、定位終端功耗及成本 等方面還有待進一步優化提升,5G 定位垂直行業應用解決方案也有待進一步完善和豐富。5G 定位芯片作為產業鏈上游的重要環節,需要廠商通過聯合上下游
320、合作伙伴,在精度、功耗、成本等方面實現突破,推出 5G 定位。(2)5G 高精度定位 R18 標準規劃 R18 作為 5G-Advanced 的首個版本,內容中包含了如下與定位有關的規劃:基于測距的服務定位算法的范疇十分廣泛,其中包括基于測距的定位算法。這類算法通過測量點與點之間的距離或角度信息來實現定位。目前,基于測距的定位算法在智能家居、智慧城市、智慧交通、智慧零售、工業 4.0 等領域備受青睞。然而,不同行業對于這些算法的應用有著各自不同的需求,包括距離精度、角度信息精度、最大測距范圍、測距時延等性能指標。針對這一挑戰,R18 將專注研究測距服務需求的相關規范。這些規范包括 UE 之間的
321、測距操作、運營商對許可頻譜下的測距功能的控制、測距的 KPI(距離精度和方位精度等)和安全性等方面。工業物聯網場景的低功耗高精度定位在工業物聯網領域,低功耗高精度定位技術的重要性不言而喻。一方面,工業物聯網設備需要實現高精度定位,以獲取實時位置信息,但這會導致更多電池電量的消耗。另一方面,這些設備通常部署在一些危險場景,如發電廠、化工廠、礦場等生產作業區域,頻繁更換電池非常不方便。因此,迫切需要研究增強的低功耗技術,以延長電池使用壽命,滿足工業物聯網對高精度定位的需求。目前,雖然3GPP 已經定義了低精度定位(定位精度約為 10 米),但無論是定位精度還是功耗方面,都未能達到工業物聯網場景對低
322、功耗高精度定位的要求。個人物聯網個人物聯網(PIT)是指圍繞個人和家庭場景的物聯網,其終端設備包括家庭里的門感、電燈開關、烤箱、電視、空調、洗衣機、冰箱,以及語音助手等家電家居設備,還包括圍繞個人的相機、耳機、手表、汽車、單車等設備,其通信距離通常在幾十米以內。雖然3GPP已經制定了針對工業物聯網的NB-IoT和eMTC標準,但此前的標準尚未關注個人物聯網領域。目前,個人物聯網領域采用的通信技術多種多樣。在智能家居場景中,PIT 網絡內可采用 Z-Wave、Zigbee、藍牙、NFC 和 WLAN 等多種非 3GPP 無線技術。同時,PIT 網絡需要通過互聯網或移動通信網絡將家庭內的智能網關與
323、云端或手IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593383來源:AIoT 星圖研究院機連接,以實現遠程監控和管理。然而,這種復雜的連接方式帶來了一系列問題,包括連接復雜、配置繁瑣,以及網絡不穩定等隱患,例如互聯網連接的不穩定性。為了解決這些問題,R18 將致力于研究如何增強 5G 系統對于 PIT 的支持。具體而言,將探討通過本地 RAN 網關實現PIT網絡與5G核心網之間的連接,并研究基于5G系統支持的PIT網絡的相關用例和技術指標要求,以提高其性能和穩定性
324、。(3)5G 高精度定位融合方案5G 融合定位架構利用定位和通訊基站共部署、融合定位解算平臺、應用業務融合等關鍵技術,提供室內外應用場景解決方案,主要方案有 5G NR 定位、5G+UWB/藍牙 AOA 高精度室內定位、5G+iBeacon/AoA 藍牙室內定位、5G+Wi-Fi 室內定位、5G+SLAM 融合定位方案、5G+北斗高精度定位方案等方案。9.3 5G 高精度定位市場運營分析(1)5G 高精度定位終端出貨量5G 定位技術標準是屬于 3GPP 框架下的一種通用標準,所以這個市場上的主要玩家就是蜂窩通信產業鏈上的巨頭企業。國內的主要玩家主要有華為、中國移動、中國電信、中國聯通這幾大運營
325、商,以及目前主打高精度定位能力的國產 5G Redcap 芯片供應商北京智聯安科技有限公司?;?AIoT 星圖研究院對 5G 定位的市場綜合信息,對未來的市場的出貨量做出如下預測:圖表 104:中國 5G 定位終端設備出貨量分析(單位:萬個)5G 定位終端芯片在 2023 年度已經基本完成了商用前的所有準備,我們預計在 2024 年會出現批量化的應用場景,并且在今后幾年都將會保持良好的增長趨勢。(2)5G 定位的應用場景5G 在面向普通消費者的 2C 市場的同時,也將面向更為重要的、有著廣闊持續增長空間的 2B 市場。2B 市場帶來的全新商業模式和消費模式,將為 5G 產業發展注入新的動力,
326、可以說 5G 是為行業應用而生,而 LBS 地理位置服務作為移動運營商必備能力,是新業務創新不可或缺的基礎服務?;?G 網絡定位技術,有八個核心的應用場景,分別是緊急定位、個人業務、智慧園區、資產追蹤、礦井隧道、機場地鐵、醫療衛生、智慧工廠。IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:18676385933849.4 5G 高精度定位發展趨勢分析1.5G 與生產應用的深度融合,促進 5G 賦能持續走深。在工業互聯網、智慧交通等 5G 深耕領域,5G 從垂直大類走向細分集群,從服
327、務企業走向融入生產,從改變通信模式到重塑生產過程,為大工業場景及危險場景提供更多的位置數據。2.5G 定位更多作為一種附加功能,是基于 5G 網絡衍生出來的技術。使用 5G 定位作為其工作場景定位方式的方案,多是在早前已經布局 5G 通訊技術的場景。其場景中早有 5G 基站和5G 核心網的布局,而 5G 定位對場景來說屬于錦上添花。5G 定位是 5G 移動網絡通過測量無線信號來確定 UE 地理位置信息的技術,它的優勢十分明顯,即可以真正做到用戶隨時、隨地無差別地獲得基于定位信息的地理信息服務,滿足無線世界中“何人、何事、何時、何地”的確定位置的要求。3.5G 與多種定位技術結合使用,發揮出 1
328、+1 2 的效能。在 5G 定位實際使用過程中,并不是只有 5G 一種技術在工作。如上文中所示,5G 定位在應用時往往會結合其他技術輔助定位,以期實現對更多信息的獲取。同時,傳統定位技術+5G 網絡,往往會得到極大的增強,多種技術融合使用,能夠對應用場景帶來更大的效能。10、UWB 定位10.1 UWB 定位行業背景(1)UWB 定位產業發展歷程與概況UWB(Ultra Wideband)是一種無載波通信技術,利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據?,F代意義上的超寬帶 UWB 數據傳輸技術,又稱脈沖無線電(IR,Impulse Radio)技術。UWB 出現于 1960 年,在 70 年代獲
329、得了重要的發展,其中多數集中在雷達系統應用中,包括探地雷達系統等。美國國防部在 1989 年首次使用了 超帶寬 這一術語。為了研究 UWB 在民用領域使用的可行性,自 1998 年起,美國聯邦通信委員會(FCC)對超寬帶無線設備對原有窄帶無線通信系統的干擾及其相互共容的問題開始廣泛征求業界意見。2002 年,美國 FCC(美國聯邦通信委員會)正式將 3.1 GHz-10.6 GHz 頻帶作為室內通信用途對 UWB 開放,標志著 UWB 開始用于民用無線通信。隨后幾年中,一些國家和地區如日本、新加坡和歐盟等的無線電管理部門都頒布了類似的法令。中國從 2006 年開始進行 UWB 頻譜規劃的準備工
330、作。2008 年 12 月 12 日,中國自己的 UWB 頻譜規劃正式發布,包括 UWB 信號的射頻指標、應用場所限制、設備核準等方面的內容。2023 年初,工信部無線電管理局發布了超寬帶(UWB)設備無線電管理規定(征求意見稿),根據新版規定,未來國內 UWB 技術的使用頻段為:7235-8750MHz。(2)UWB 技術的用途與原理UWB 主要有三大功能:通信、雷達、定位。其中通信主要用于家庭多媒體設備的視頻傳輸,應用時常將 UWB 的安全性能與 NFC 結合一起,保障無線支付更加安全。雷達則是 UWB 在早期的主要應用,由于其空間分辨能力和目標識別能力,使其作為探地雷達、穿墻雷達大量應用
331、于軍用產品上。UWB 定位是現階段產業發展最主要的方向。UWB 定位的特點:精度高,定位精度可達厘米級。容量大,相較于IOTE2025 上海站:4 月 22-24 日 深圳站:8 月 海外展:IOTSWC 世界物聯網解決方案展 5 月 13-15 日(西班牙巴塞羅那)參展聯系:1867638593385示意圖定位模式ToF(到達時間)TDoA(到達時間差)AoA/DoA(出發角與到達角)技術原理ToF 通過分別測量移動終端與三個或更多基站之間信號的傳播時間來定位,它采用圓周定位TDoA 基于到達時間差定位,系統中需要有精確時間同步功能。同步后標簽發送廣播報文,基站收到后,標記報文的時間戳,利用
332、服務器計算得出目標的位置AoA 定位一般是基于相位差的方式計算出到達角度,一般不單獨使用,由于 AoA 涉及到角度分辨率的問題,若單純 AoA 定位,若離基站越遠,定位精度就越差來源:AIoT 星圖研究院來源:AIoT 星圖研究院其他的無線定位技術,有更大的容量。時延低。而 UWB 的主要應用領域集中在監獄、醫院、工廠、倉儲廠、發電廠、地下礦井隧道的人員物品定位。根據算法的不同,UWB 定位模式主要分為三種:ToF(到達時間)、TDoA(到達時間差)、AoA/DoA(出發角與到達角),目前很多產品與方案會同時支持多種算法,在應用場景進行靈活運用。圖表 105:UWB 定位模式及技術原理示意圖1
333、0.2 UWB 定位創新性體現(1)UWB 定位的技術創新性從技術功能的角度來看,UWB 在現在的行業應用中主要以定位應用為主,其優勢在于厘米級的精度定位。隨著 UWB在定位市場的逐漸成熟,其功能也不再局限于定位,而是開始拓展其早期的定位與通信功能,協助搭載 UWB 技術的產品達成更多的功能實現。如家庭多媒體設備傳輸,或將 UWB 的安全性與 NFC 技術相結合,用以保障無線支付的安全性。從產品形態的角度來看,UWB-Beacon 作為一種新的工作模式,通過將傳統的 UWB 進行迭代,類似于 5G-Redcap的模式,通過電池供電而節省 UWB 方案部署中的弱電施工等工作,以達到節省成本的目的,也在許多細分行業中出現了應用。因為采用電池供電,對功耗要求較高,一般只進行廣播(下行 ToF/TDoA),定位數據解算在標簽上或通過標簽回傳到后臺服務器進行,通常不加 PA,價格也比較便宜,目前市場