物聯網產業爆發前夜:值得期待的億萬級“風口”(上)

01
產業鏈成熟,物聯網進入垂直行業突破階段 過去的三十年,是互聯網得到極大發展的三十年。伴隨著互聯網的萌芽、發展、 繁榮,誕生了一批偉大的互聯網公司。截至 2019 年底,全球市值最大的前十家 公司有七家是互聯網公司:微軟、亞馬遜、蘋果、谷歌、臉書、阿里巴巴和騰 訊。隨著全球物的連接數超越人的連接數,物聯網正在成為跨行業、跨國別的 新一代商業基礎設施,有望成為 ICT 領域未來三十年最大的投資機遇。
1.1 歷史回顧:萌芽導入期、技術沉淀期、市場驗證期 物聯網是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等 信息傳感設備,按約定的協議,把任何物體與因特網連接起來,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網發 展歷史悠久,可分為三個階段:
萌芽導入期(1982~2008 年): 1982 年卡內基梅隆大學的一個程序員,發明了互 聯網可樂自動售賣機,這是可追溯的最早的物聯網設備。1999年美國召開的移 動計算和網絡國際會議中首次提出“物聯網”的概念;2008年第一屆國際物聯網大會舉行,物聯網設備數量首次超過人口數量。在這階段主要是物聯網相關 概念的導入和早期物聯網設備的連接。
技術沉淀期(2008~2016 年): 2013 年谷歌眼鏡發布,物聯網和可穿戴技術發 生革命性的進步,到 2016 年左右物聯網產業生態各種要素已具備。在這個時 期,主要是一些傳感、通信等技術試錯和沉淀。MEMS 傳感的普遍使用,通信 技術由 WiFi1 升級到 WiFi6,2G 升級到 5G,一些新的物聯網應用如可穿戴、 智能家居等火爆出現。
市場驗證期(2016~2019 年):2016-2017 年物聯網產業鏈上的各種要素已基本 完善,2017-2018 年物聯網對于國民經濟產業變革的規模效應初顯,2018-2019 年是市場對物聯網技術方案落地驗證的開啟之時。當前,技術、政策和產業巨 頭的推動對于物聯網產業的發展依然重要,但是不可忽視的是市場需求因素的 影響正在增強。

1.2 現狀分析:國內物聯網連接數從十億向百億級進發
物聯網產業鏈要素具備,進入連接放量期。據 GSMA 預測,2015 年全球物聯 網連接數達 52 億,2020 年為 126 億,2025 年預計可達 252 億。10 年內全球物 聯網連接數增長 4 倍。據 MaChina 預測,中國物聯網連接數由 2015 年的不到 10 億,發展到 2020 年超過 70 億,主要增量市場在蜂窩類的和非蜂窩類 LPWAN。物聯網行業景氣度持續,預計未來是物聯網做大連接的 5 年。

1.3 未來展望:實現垂直領域的商業突破,再向其他行業復制 物聯網戰略演進路徑為連接、使能、業務。隨著我國物聯網從百萬連接到千萬 連接,現在已經達到十億級連接,產業已跨越起步和發展初期,處于突破前夕, 未來要進入到規模復制階段。

起步:起始于 M2M 專業應用。物聯網發展初期基于孤立的垂直架構,連接碎 片化,多依靠傳感器、遠程采樣、A/D 轉換、監控中心等方式實現控制,例如 電力、冶金、石化、鐵路等領域的數據采集、集中監控。
發展:IoT連接和云平臺使能。云計算技術的成熟,物聯網由M2M的點對點的 連接方式變成云平臺的大連接模式。物聯網廠商既能實現 IoT 連接,還能提供 個人、家庭、行業的云服務,智能家居、車聯網、智能抄表商業落地迅速。
突破:IoT 垂直應用商業突破。物聯網在物不在網,垂直領域實現商業突破是 2020 年 IoT 的核心和關鍵。在連接與平臺建設到位之后,基于云平臺、數據算 法和 AI 在垂直專業的深入,集成商在垂直應用領域運用專業知識內化成集成化 軟件。在一些典型業務,如安防、智能交通、工業 4.0、智能物流、公用服務設 施等領域有望率先實現商業突破。
復制:IoE 水平平臺能力延展。物聯網不僅要實現在垂直應用的商業突破,還 要將一個行業的成功經驗復制到其他行業中,最終達到萬物互聯。萬物互聯是 物聯網的超集,要實現“人、流程、數據、事物、服務的智能連接”,達到一個 交互性強、平臺開放的物聯網生態。
02
技術升級、巨頭入局、政策推動三力驅動2.1 技術:通信技術驅動行業擴容,云計算、AI 等提高應用服務價值
物聯網分為感知層、網絡層、平臺層、應用層四個環節,每個環節技術的發展 都推動物聯網產業的前進,當前技術的升級主要體現在網絡層和應用層上。網 絡層面上,2019 年 5G 的商用和 WiFi6 的推動進一步升級通信網絡,原來進展 緩慢的車聯網和工業物聯網得到加速。應用層面上,云計算、AI、區塊鏈等技 術與物聯網的結合,提高了應用服務的價值。

(1)5G三大應用場景,催化物聯網應用的成熟
物聯網蜂窩通信技術引爆新應用。1995-2015 年,20 年的時間內蜂窩 IoT 技術 缺乏創新,80%的 CIoT 連接仍依靠 GSM。2016 年 NB-IoT 打破了蜂窩技術發 展 IoT的關鍵瓶頸,具有低功耗、廣覆蓋、海量連接等特點,推動 CIoT連接增長 15 倍。隨著 NB-IoT 逐步劃入 5G 標準,將驅動智慧城市、智能家居、車聯 網、工業互聯網等領域跨越式發展。
5G三大應用場景為物聯網行業擴容。5G時代定義了三大場景:
1) eMBB:增強型移動寬帶。5G 速率較 4G 全方位提升,下行峰值速率可達 20Gbps,上行峰值速率可能超過 10Gbps,那些對網絡速度要求很高的業務 能夠在 5G時代推廣,如云 VR、實時直播、安防監控等。
2) uRLLC:超高可靠低時延通信。5G 支持單向空口時延最低 1ms 級別、高速 移動場景下可靠性 99.999%的連接。5G 的超低時延的特性可以支持敏感業 務的調度,為車聯網、工業控制、智能電網等垂直行業,提供更安全、更 可靠的網絡連接。特別助力于無人駕駛業務走向現實(3G 響應為 500ms, 4G為 50ms,5G要求 0.5ms)。
3) mMTC:海量連接。5G 網絡每平方公里百萬級的能力和多種連接方式,拉 近了萬物的距離,實現人與萬物的智能互聯。5G 為 B 端用戶或智能設備提 供網絡切片、邊緣計算等技術,智慧城市、智能家居/樓宇等廣連接的應用 更容易實現。
據信通院的測算,預計 5G 對我國經濟活動增量市場達 12.3 萬億美元。其中 eMBB 主要用于虛擬現實、超高清視頻等文娛領域,將驅動 4.4 萬億美元的經 濟活動;mMTC 主要在智慧城市、智能家居等領域產生規模經濟效益,將驅動 3.6 萬億美元的經濟活動;uRLLC 主要支持工業自動化、自動駕駛汽車、遠程 醫療等,將驅動 4.3 萬億美元的經濟活動。

NB-IoT/eMTC 或納入 5G 標準,規模化商用在即。現在使用的低功耗廣域物聯 網(LPWAN)基本依靠 NB-IoT 和 eMTC,NB-IoT 每平方公里大約覆蓋 4000 個終端,5G mMTC場景,ITU 給出的指標要求每平方公里100 萬的終端,遠超 過 NB-IoT 的覆蓋強度。但是根據現實情況來看,很少有用戶需要每平方公里 接入 100 萬終端。現在實際的商用網絡最多也就 1000 個終端,NB-IoT 完全滿 足 ITU 關于 5G 物聯網低功耗廣覆蓋的愿景和需求。因此在物聯網應用還不明 確的情況下,推動 mMTC 全新技術的投入不經濟。3GPP 也是希望繼續利用 NB-IoT/eMTC的演進,并提出將現有的 NB-IoT/eMTC標準納入 5G物聯網。若 提案最終復核通過,那么在 2020年 6 月份的 ITU 會議之后,NB-IoT 將正式成 為 5G mMTC 的一個可以演進的方向。
NB-IoT/eMTC 將成為主流蜂窩物聯網連接方式。從目前數據來看,全球蜂窩 物聯網連接數主要來自于傳統的 2G/3G/4G,在未來 7 年中,傳統蜂窩網絡依然 會承載大量物聯網連接,但 NB-IoT/eMTC 會逐漸超過 2G/3G/4G 成為主流連接 方式。從 GSMA 的預測數據中可以看出,2018 年底,通過 2G/3G/4G 連接的物聯網終端數量在 6.94 億左右,通過 NB-IoT/eMTC 這些基于授權頻譜 LPWAN 技術連接的終端數為 6600 萬。到 2025 年,2G/3G/4G 物聯網連接數會增加到 13 億,而 NB-IoT/eMTC 連接數則增加到 18 億,占比從 2018 年的 9%上升到 2025 年的 42%。

(2)WiFi6 技術全面升級,劍指物聯網應用 WiFi6 標準落地,技術全面升級。WiFi 聯盟于 2019 年 9 月正式推出 WiFi6 認 證計劃,意味著 WiFi6 的標準正式統一落地,相比上一代的 WiFi 5,WiFi 全面 升級:
1) 速度快:WiFi 6 最大傳輸速率由前者的 3.5Gbps,提升到了 9.6Gbps,理論 速度提升了近 3 倍;
2) 頻段廣:WiFi 5 只涉及 5GHz,而 WiFi6 則覆蓋2.4/5GHz,完整涵蓋低速和 高速設備;
3) 調制模式:WiFi6 支持 1024-QAM,高于 WiFi5 的 256-QAM,數據容量更 高,意味著更高的數據傳輸速度;
4) 新技術:WiFi 6 加入了新的 OFDMA 技術,支持多個終端同時并行傳輸, 有效提升了效率并降低延時,其數據吞吐量大幅提升。

WiFi6 性價比更高,將在室內場景大放異彩。當前的 WiFi 路由器支持多達 250 臺設備同時連接,WiFi6 的路由器能夠同時支持多達 1024 臺設備,有助于將物聯網設備高密度地連接到單個路由設備上。WiFi 在生活中的應用占總體的 70%, 這個數據和規模是 5G的兩倍,如果需要通過 5G實現這些連接,運營商需要建 設很大基站,投入巨大成本,WiFi 和 5G 將共存互補。對于家庭和小企業這樣 的場景,WiFi 6 可以證明是理想的,意味著單個無線路由器就足以連接大量物 聯網設備,相較于 5G來說更經濟。 搭載 WiFi6 的終端趨多,WiFi6 芯片將迎來井噴。WiFi 6 全面出現在路由器設 備中,TP-Link、Arris 和 D-link 都在網狀路由器系統中添加了 WiFi6。目前已有 多款移動端的設備搭載 WiFi6,iPhone11 和 11 專業版,其中包括 WiFi6,自九 月份推出已售出數百萬臺。聯想、華碩、三星等公司也宣布搭載了 WiFi6 的新 型筆記本電腦。據 IDC 預計,2020 年 WiFi6 的終端裝置出貨量將高達 16 億, 主要來自于 AP(Access Point)與智能手機。終端出貨量帶將帶動WiFi6 通信芯片 出貨量的暴漲,業內預估具備 WiFi 6 標準的芯片,全球出貨量將由 2019 年的 約 3 億套,快速成長到 2022 年超越 20 億套,市場規模大幅超越 5G基帶芯片出 貨的規模。

(3)云計算、人工智能的成熟,提升物聯網的應用價值 物聯網產生龐大數據洪流,云計算不可或缺。無論是面向消費者、企業還是工 業場景,無處不在的物聯網設備都會產生龐大的數據洪流,云計算是物聯網發 展不可或缺的一環。據 IDC 預測,2020 年物聯網設備產生的數據達 33ZB。隨 著 5G終端的應用,流量爆發式增長顯著,到 2025 年物聯網預計產生 175ZB的 數據量。全球需要足夠的存儲空間來滿足物聯網設備未來預期的數據存儲需求, 云計算的發展對于物聯網的推廣發揮重要作用。

物聯網的價值在于數據分析服務,人工智能成數據轉化關鍵。隨著物聯網在各 行各業的推廣應用,每秒鐘物聯網終端都會產生海量數據。物聯網的價值在于 數據分析,根據麥肯錫全球研究所的報告,到 2025 年物聯網產業的年產值將達 到 11.1 萬億美元,而其中 60%將產生自對數據的整合和分析。但是物聯網產生 的數據往往具有非結構化、碎片化、時空域等特性,大大提高了數據分析難度。 目前物聯網企業盡管已經收集掌握了大量數據,但都未得到合理的使用,致使 蘊含在數據中的價值沒能得到開發,而人工智能或將成為數據轉化關鍵。(未完待續....)
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