2019年中国物联网行业政策及产业链发展趋势:5G时代,万物智联[图]

2019-10-29 23:42| 发布者: |

5G时代相较于以往,最大的变革即服务对象由人延伸至物。国际电信联盟在设计5G愿景时,就将万物互联作为5G技术的重要使命在推进,其背后的逻辑在于,基于“人的连接”的数量及价值量在4G时代已被挖掘得较为充分,而基于“物的连接”的产业价值还有巨大的挖掘潜力,是运营商以及数字经济产业后续发展的重点开拓方向。

物联网是国家支持的战略新兴产业之一,在国务院及工信部的全面政策支持下,运营商、设备商、互联网巨头等均在积极推进产业发展。目前,物联网已经成为运营商进行ICT转型的重要业务创新方向;华为从标准-芯片-云平台-操作系统等全产业链引领全球潮流;阿里等互联网巨头亦想借助物联网打开新的业务增长点。在各方力量推动下行业发展动力十足。

目前,智能手机的渗透率已经空前饱和,根据工信部的数据,中国每百人拥有移动电话的数量达到了112.2部,已经超过了人手一部手机的范畴,后续将进入存量更新升级阶段,基于人的连接数再难实现类似本世纪之初的快速增长;与此同时,移动互联网单位流量资费的不断下降,使得运营商来自于数据流量的收入并没有像流量本身的快速增长而增长,目前三大运营商移动数据及互联网业务收入已进入几乎零增长阶段。无论是基于人的连接数还是连接价值,都已经发展到了较为饱和的水平。

每百人拥有移动电话数

数据来源:公开资料整理

2013-2019H1运营商移动数据及互联网业务收入及增速

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根据三大运营商披露的数据,2018年底,运营商物联网连接数合计达到达到7.61亿,同比增长136%。同时,移动提出要新增3亿物联网连接数的目标,电信提出新增8千万~1亿的连接数,预计19年三大运营商物联网连接数将突破12亿,同比增速达到57%。然而,10亿量级的物联网连接数距离万物互联,才处于起步阶段。

随着连接数的快速增长,三大运营商相关物联网业务收入也快速增长,均保持在40%以上的高水平,成为其各个业务板块中非常亮眼的部分。但是,即使是最大的中国移动,其目前物联网业务收入还不到百亿,距离移动互联网的千亿级收入,还有很大的潜力可以挖掘。

2015-2019年运营商物联网连接数(亿)

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2018年运营商物联网业务收入及增速

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而从网络基础设施对经济推动的溢出效应看,4G时代基于人的连接孕育出了即时通信、直播/短视频、移动支付等新经济形态,而5G时代,基于物的连接,又将孕育出哪些新应用、新业态?这将是所有移动物联网时代最大的命题。

物联网技术从广义上来看,泛指一切可以传输物品信息的通信技术,主要包括4大类:现场总线、蜂窝无线通信(2G/3G/4G)、WiFi/蓝牙、RFID技术。

但是不同的技术适用于不同的应用场景,各自有各自的优缺点和局限性,因此并没有大范围全面的铺开。但是随着4G技术的不断演进,尤其是到了2017年,专门支持物联网的技术标准NB-IOT/EMTC的出现,让蜂窝通信技术的优势不断凸显(覆盖范围广、能耗低、移动性强、安全性高),逐渐成为最主流、最有前景的物联网技术。

全球蜂窝通信模组的出货量过去几年均以20%以上的速度快速增长,2018年的出货量达到了1.91亿颗。

2015-2020年蜂窝通信模块出货量预测(百万)

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2018年,充电宝、自动贩卖机、手持PND等设备需求量开始放大。总体来看,目前的物联网应用大致可以分为两类:一、读取静态物品的状态数据,二、读取移动物品的位置数据。之所以说目前的应用大多较为轻量级,主要反映为:一、传输的数据量比较小,主要原因为物品本身的状态信息比较少;二、停留在远程读数阶段,还未实现远程控制,主要原因为网络时延高,难以实现远程同步操作。

一、物联网应用

1、高速率传输支持“万屏互联”

4G技术大幅提升图像和视频传输的清晰度和流畅度,直接刺激了显示屏的大范围普及。以自动贩卖机为例,传统机械式贩卖机只能进行简单的物品选择和投币购买,不仅找零不方便,还很容易出现缺货的情况,用户体验非常差,因为难以大规模普及;而现在最新的智能贩卖机,配备有触控屏以及安卓系统,可以和手机互联,不管是在触控屏还是在手机上操作选购以及支付,都非常方便,且物品缺货时,也能通知后台及时进行补充,用户体验大幅提升,因而得到了大规模推广。

未来越来越多需要联网的机器设备,都会配备有触控屏,方便进行人机交互。5G技术对于这种高速率、高并发应用的支持,将全面推动“万屏互联”场景的落地。

2、边缘计算推动物端智能

边缘计算(EdgeComputing)是5G网络区别于3G、4G标准很重要的差别,其将云计算平台从核心网网元迁移到无线接入网靠近终端的边缘,配套移动接入网搭建贴近用户和终端的处理平台,提供IT或者云的能力,以减少业务的多级传递,降低核心网和传输的负担。

简而言之,边缘计算架构允许数据只在源数据设备和边缘设备之间交换,不再全部上传至云计算平台,极大地释放了物端信息交互的潜力,给了数据设备产生和传输大量数据的权利。从而一台带有安卓系统的设备,可以源源不断地产生大量数据,而不用担心信息过载的状况。可以预见的是,未来的物联网时代,入网的设备将更加智能、数据应用将更加丰富,而不仅仅限于当前简单的物品状态、位置信息。

3、云计算、大数据技术支持海量物联网应用

移动互联网时代,产生的更多是生活部门的数据,基于人的衣食住行,现有的大数据模型已经逐步完善,或者至少在完善中;而在移动物联网时代,生产部门的数据也将加入到交互模型中,数据种类、数据量都将极大丰富,给大数据产业带来了巨大挑战。此外,数据安全一直是云计算的重点,物联网时代的到来,网络的接入节点以指数方式增加,意味着网络的风险暴露也大幅提升,数据加密将成为重要命题。这些问题都将在5G网络协议不断完善的R16、R17版本中得到解决,以更好支持海量物联网应用的落地。

5、低时延网络提升人机交互体验

5G时代,低时延的网络传输特性,将极大推动远程控制类应用的兴起,从而极大提升人机交互体验,如无人驾驶、智能制造、远程医疗、VR/AR等应用,势必在5G时代得到大规模推广。而远程控制是物联终极产业链环节,也是产业落地最困难的一步。

在华为最新展示的无人挖掘机解决方案中,通过5G网络,驾驶员可以坐在室内,通过3块显示屏,对远端的挖掘机进行控制,并且基本可以实现同步,驾驶员并不会感觉有延迟感和晕眩感。

远程控制是实现物联网闭环的关键,未来会越来越多得运用到各类联网设备中,从而实现采集数据、分析数据、数据应用的完整链条,让物联网技术真正实现提高生产管理效率、降本增收的功能。5G网络的加持,让物联网产业得到全面升级。

5G网络将催生更为生动、更为智能、更为海量、更为完整的物联网应用,极大地提高物联网产业的附加值,推动产业进一步高速发展。

二、政策助力

早在2006年,国务院就提出要对传感网进行战略部署,2009年温家宝总理在无锡发表“感知中国”讲话后物联网行业更是受到全社会的极大关注,2010年物联网被正式列为国家首批培育的七大战略性新兴产业之一。2019年,在科创板鼓励的创新企业类别中,物联网也榜上有名。

物联网相关政府文件 时间 主要政策文件 主要内容 2019 《上海证券交易所科创板企业上市推荐指 引》 重点推荐包括半导体和集成电路、电子信息、下一代信息网络、人工智能、 大数据、云计算、新兴软件、互联网、物联网和智能硬件等企业 2017 《工信部物联网发展规划(2016-2020年)》 提出大力发展物联网技术和应用,加快构建具有国际竞争力的产业体系,深 化物联网与经济社会融合发展,支撑制造强国和网络强国建设。 2016 《2016年政府工作报告》 强调大力发展以物联网为主的战略新兴产业。 2014 《工信部2014年物联网工作要点》 部署物联网工作几大要点,加大对物联网产业的扶持力度。 2013 《物联网发展专项行动计划》 规划了顶层设计、标准制定、技术研发、应用推广、产业支撑、商业模式、 安全保障、政府扶持、法律法规、人才培养10个专项行动计划。 2012 《国务院关于推进物联网有序健康发展的指 导意见》 提出到2015年,要突破一批核心技术,培育一批创新型中小企业,打造较 完善的物联网产业链。 《“十二五”国家战略新兴产业发展规划》 提出大力发展物联网等新一代信息技术高度集成和综合运用的产业,并做出 相应规划。

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为促进产业发展,政策规划了四个国家级物联网产业发展示范基地(无锡、重庆、杭州、福州)及省级重点发展城市,目前全国已形成四大物联网产业聚集区,从产业规模看,排名依次为长三角、珠三角、环渤海与中西部地区。

1、网络基础设施方面

到2017年末,实现NB-IoT网络覆盖直辖市、省会城市等主要城市,基站规模达到40万。到2020年,NB-IoT网络实现全国覆盖,面向室内、交通路网、地下管道等应用场景实现深度覆盖,基站规模达到150万个。

2、连接数方面

2017年实现基于NB-IoT的M2M连接超过2000万,2020年总连接数超过6亿。

在政策的强力推动下,截止目前,运营商已基本完成了覆盖全国的NB-IOT网络的搭建,均可支持规模商用。

2017-2019年NB-IOT基站建设数量(万座)

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3、华为

华为早在从14年就开始积极布局物联网,并提出了自己的“1+2+1”的解决方案战略。“1”指一个开源物联网操作系统HuaweiLiteOS,“2”指两种连接方式,包括有线连接(家庭网关、工业网关)和无线连接(2G/3G/4G/NB-IoT),最后一个“1”指物联网平台——IoT联接管理平台。华为试图打造完善的物联网生态体系,并借此与各行各业进行融合。

在物联网标准层面,华为提出了自己的物联网通信协议——NB-IOT,不断演进其标准并推动其成为全球标准,终于在2016年6月将其冻结为3GPP全球标准,帮助华为站在了产业链的制高点。

在物联网芯片层面,华为推出Boudica120、Boudica150芯片,并规模商用,在基带芯片层面实现了完全自主。

在物联网平台层面,华为的OceanConnect物联网平台,已经成为全球公认的排名第一的物联网云平台,其用超强的开发包容属性,帮助产业链伙伴迅速搭建自己的物联网应用,大大提高了产业化程度。

在操作系统层面,华为早已推出开源物联网生态操作系统HuaweiLiteOS。2019年8月,华为将操作系统再升级,推出鸿蒙OS,可支持手机、平板、电视、智能汽车、可穿戴设备等多终端设备。鸿蒙系统的推出,除了具有摆脱安卓系统、实现自主可控的重要战略意义外,其基于微内核的全场景分布式OS架构,可实现不同终端设备的互操作,真正打破了设备之间的联通鸿沟,用户可一键登录,全场景终端同步操作,成为万物互联场景下的统一操作系统,对于物联网的推动意义重大。

目前物联网推进最大的障碍在于不同厂商设备之间数据接口协议的不开放,导致不同终端的数据无法相互识别、传输,不同厂商生产的设备,成为一个个信息孤岛,这在工业端尤其明显。以往云平台厂商的做法是将不同品牌的设备数据汇集到云平台上,再建立一道连接云,将这些数据进行转化和连接;而若华为可以将其OS推广为所有智能设备的统一底层操作系统,则基于这一系统的设备可以实现直接信息传输和互联,将极大提高物联网的价值。

当然,这需要业界的各个厂商紧紧围绕在以华为为中心的生态里,而华为也在广泛树立自己的战略合作伙伴,将核心能力不断推广。

借鉴以往华为在NB-IOT生态系统里建立的合作伙伴,应紧密跟踪后续华为鸿蒙OS的第一批合作伙伴,寻找细分领域的投资机会。

4、阿里巴巴

2018年3月28日,阿里云总裁胡晓明宣布阿里巴巴将正式进军IoT。胡晓明表示,IoT是阿里巴巴集团继电商、金融、物流、云计算之后的一条新的主赛道。并提出5年要完成100亿设备连接的目标。阿里的加入,一方面作为一方新势力加入到各大巨头的物联网生态争夺中,另一方面打破了传统通信巨头对物联网领域的把控,随着之后腾讯、京东、小米等也逐步加入这一战局,生态之战一触即发。

1)竞争将推动各巨头加速推动物联网技术的落地。

原本按照工信部的要求,2017年实现基于NB-IOT的M2M连接要超过2000万,2020年总连接数超过6亿。而阿里提出5年之内要实现100亿的连接,远远超过业界的预期。运营商以及中兴华为在此刺激下有望更积极地推动基础设施建设以及应用落地。

2)物联网的盈利模式变得更加扑朔迷离。

原本物联网作为传统通信巨头推动的技术,意在完成对“人的连接”进行收费后,探索对“物的连接”进行收费,虽然具体的盈利模式未完全探索清晰,但有大致的方向,即收取平台服务费或者平台接入费,来代替流量费用。而互联网巨头加入后,“低价免费”一直是其争夺市场份额的杀手锏,其提供的云平台服务可能是免费的,而寄希望于后期的大数据等进行变现,这对传统通信巨头或形成不小的挑战。当然,运营商作为基础网络的拥有者,还是可以推出虚拟运营等服务变现,从而与互联网厂商进行对抗。当然在最终盈利模式都还不清晰之前,平台吸引更多的用户是各家最关注的,“连接数”将成为对抗的第一阵地。

三、产业链

感知层:该层主要指一些嵌入在终端里的底层元器件,包括各类芯片、MCU、传感器等,主要的功能是实现物端智能,以及提取物品本身的信息。

传输层:该层主要指通信网络以及帮助终端接入网络的通信模组,根据不同的需求,应用不同的网络。

平台层:该层主要指云平台和操作系统,所有的终端入网后,数据需要汇总在一个云平台上,实现对终端状态数据的计算、存储。

应用层:该层主要指各类应用终端,以及包含应用软件的整体解决方案。用户根据平台层汇集处理完的数据,对终端进行远程监控、控制和管理,实现数据的应用。

从产业链价值分布看,应用层和平台层贡献最大的附加值,分别占到35%左右,连接层虽然重要,但产值规模较小,底层的感知层元器件由于种类众多,产业价值也较大,占到20%左右。

从产业发展顺序看,感知层和连接层将会最先发展,随着联网终端的越来越多,应用会应运而生,同时云平台会同步成长和成熟。

从产业受益的必然性看,底层元器件众多,除了基带芯片,大多需要根据应用场景选择,可选择性强;终端应用分布在不同的行业,其受益程度和细分领域的发展相关,也不是必然受益;只有通信模组和云平台这两个产业链环节,是不同种类的终端入网,都需要配备的,因此会确定性受益产业的大发展。

物联网产业链价值分布

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1、物联网模组

物联网最简单的层次是物品接入互联网,从而可以了解物品的状态数据,而每一个联网的终端,都需要借助通信模组这一媒介传输数据,通信模组与连接数存在一一对应的必然关系,也是物联网产业大发展的前提和必然受益环节。

以蜂窝通信模组为例,前文已经提到,其过去几年的出货量以复合20%以上的速度快速增长,2018年底出货量达到了1.9亿,意味着基于蜂窝通信网络的连接数新增了1.9亿,对应的是大量行业终端接入了网络。

除了出货量的快速增长,行业还呈现出量价齐升的发展态势,主要得益于蜂窝通信模组从简单的2G/3G模组应用向4G/NB-IOT甚至后续的5G模组升级,单个模组的价格大幅提升。

蜂窝通信模组市场价格 模组类型 2018年模块价格 2G 16~17元 3G 80~90元 4G 120~300元 NB-IOT 30元 EMTC 80~90元

数据来源:公开资料整理

2015-2020年蜂窝通信模块出货量分类预测(百万)

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通信模组这一产业链环节,由于技术本身并无太大的附加值,核心竞争力为对应用理解进行的定制化开发。近年来,国内物联网需求逐步兴起,对国产厂商的发展起到了很大的促进作用,与此同时,国产模组厂商依靠工程师红利将市场成功拓展到海外,在老牌海外模组巨头的优势领域攻城略地,逐步扩大全球市场份额。

2、物联网平台

物联网PaaS平台在产业链中处于核心枢纽的环节。其搭建在底层云计算资源之上,共同提供开放的云服务,允许各类应用在其上开发、部署和运营。同时,对所有接入物联网的终端设备和底层硬件进行连接管理和监控。从功能角度看,其包含了物联网AEP(应用使能)、DMP(设备管理)甚至部分BAP(业务分析)的功能。由于各类应用部署在物联网云平台上,意味着用户侧数据也在平台上沉淀,因此其是物联网应用以及增值服务提供的基础,潜在价值巨大,是各个产业巨头的必争之地。

物联网云平台厂商需要拥有足够强大的软件实力和云计算服务能力,因此主要由各大互联网或电信设备巨头提供。根据2018世界物联网大会的评选结果,目前全球前十的物联网云平台服务商为。

全球头部模组公司市场份额变化情况 排名 企业 世界物联网500强中排名 1 Huawei(华为) 1 2 Bosch(博世) 3 3 Google(谷歌) 4 4 Cisco(思科) 5 5 IBM 8 6 SAPSE 11 7 Amazon(亚马逊) 12 8 AlibabaCloud(阿里云) 13 9 Microsoft(微软) 15 10 Oracle 17

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除了提供最底层IaaS和PaaS能力的巨头云平台服务商,很多第三方软件或设备供应商,寻求在细分领域针对具体应用提供上层的PaaS或SaaS服务,以分享物联网平台的大蛋糕,如Ayla、Telit、Sierra等。

一个优质的物联网PaaS平台需要具备易拓展性、全球化能力、开放生态以提供整体解决方案,同时兼顾移动性和安全性。目前海外第三方物联网平台较为领先,国内有一些比较优质的初创型第三方物联网PaaS平台公司,在其中某几个方面有着不错的表现。但总体来看,这些公司大多定位于智慧家居等个别场景,应用领域较为单一;只提供单一的云平台,没有行业应用落地的基础;缺少全球化服务能力。

当然,上游模组厂商,也可能向下游产业链延伸,借助与客户终端产品天然的连接属性,进一步提供设备管理和业务分析服务,切入云平台服务环节。

3、物联网应用

物联网应用的本质是替代人工,提升管控效率,为企业带来价值。物联网应用大规模爆发的条件一是物联网整体解决方案成本小于所替代的人力的成本,二是给企业带来的收益可以覆盖解决方案的成本。从当前已铺开的应用看,正由第一推动力向第二推动力过渡,行业进入良性发展阶段。

当前资产管理效率最低的为政企部门(包括公共设施),其次是工业领域、商业领域,因此物联网在政企市场会最先落地,商业模式以2B的智慧城市、智慧园区等一揽子建设项目落地;随着政府对物联网技术的第一波推广和应用,行业技术逐步成熟,成本逐步降低,工业领域会逐步进行物联网的改造,以2B的网络整体解决方案模式落地;最后是商业领域的应用,商业领域物联网的规模爆发,有赖于商业模式的创新,产生增值服务,并需要由用户承担物联网方案的成本,实现盈利模式闭环,因此会以B2B2C的商业模式落地,这个领域会是产生大量创新创业的地方,典型的创新为共享单车。

远程控制、无线支付、智能抄表、交通运输、公共安全等领域是过去几年物联网模组应用最大的几个领域,也将是未来物联网连接数增长的重要基础。

全球蜂窝通信模组按应用场景划分(百万套)

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相关报告:智研咨询发布的《2020-2026年中国物联网行业市场发展规模及投资前景趋势报告》

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