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物联网产业爆发前夜:值得期待的亿万级“风口”

发布时间:2020-5-19 8:44:30    点击量:112
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01

产业链成熟,物联网进入垂直行业突破阶段

  过去的三十年,是互联网得到极大发展的三十年。伴随着互联网的萌芽、发展、 繁荣,诞生了一批伟大的互联网公司。截至 2019 年底,全球市值最大的前十家 公司有七家是互联网公司:微软、亚马逊、苹果、谷歌、脸书、阿里巴巴和腾 讯。随着全球物的连接数超越人的连接数,物联网正在成为跨行业、跨国别的 新一代商业基础设施,有望成为 ICT 领域未来三十年最大的投资机遇。
1.1 历史回顾:萌芽导入期、技术沉淀期、市场验证期
  物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等 信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与因特网连接起来,进行信息交换 和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网发 展历史悠久,可分为三个阶段:

 

  萌芽导入期(1982~2008 年): 1982 年卡内基梅隆大学的一个程序员,发明了互 联网可乐自动售卖机,这是可追溯的最早的物联网设备。1999 年美国召开的移 动计算和网络国际会议中首次提出“物联网”的概念;2008 年第一届国际物联 网大会举行,物联网设备数量首次超过人口数量。在这阶段主要是物联网相关 概念的导入和早期物联网设备的连接。

 

  技术沉淀期(2008~2016 年): 2013 年谷歌眼镜发布,物联网和可穿戴技术发 生革命性的进步,到 2016 年左右物联网产业生态各种要素已具备。在这个时 期,主要是一些传感、通信等技术试错和沉淀。MEMS 传感的普遍使用,通信 技术由 WiFi1 升级到 WiFi6,2G 升级到 5G,一些新的物联网应用如可穿戴、 智能家居等火爆出现。

 

  市场验证期(2016~2019 年):2016-2017 年物联网产业链上的各种要素已基本 完善,2017-2018 年物联网对于国民经济产业变革的规模效应初显,2018-2019 年是市场对物联网技术方案落地验证的开启之时。当前,技术、政策和产业巨 头的推动对于物联网产业的发展依然重要,但是不可忽视的是市场需求因素的 影响正在增强。

 

1.2 现状分析:国内物联网连接数从十亿向百亿级进发

 

  物联网产业链要素具备,进入连接放量期。据 GSMA 预测,2015 年全球物联 网连接数达 52 亿,2020 年为 126 亿,2025 年预计可达 252 亿。10 年内全球物 联网连接数增长 4 倍。据 MaChina 预测,中国物联网连接数由 2015 年的不到 10 亿,发展到 2020 年超过 70 亿,主要增量市场在蜂窝类的和非蜂窝类 LPWAN。物联网行业景气度持续,预计未来是物联网做大连接的 5 年。

 

1.3 未来展望:实现垂直领域的商业突破,再向其他行业复制
  物联网战略演进路径为连接、使能、业务。随着我国物联网从百万连接到千万 连接,现在已经达到十亿级连接,产业已跨越起步和发展初期,处于突破前夕, 未来要进入到规模复制阶段。

 

  起步:起始于 M2M 专业应用。物联网发展初期基于孤立的垂直架构,连接碎 片化,多依靠传感器、远程采样、A/D 转换、监控中心等方式实现控制,例如 电力、冶金、石化、铁路等领域的数据采集、集中监控。

 

  发展:IoT连接和云平台使能。云计算技术的成熟,物联网由M2M的点对点的 连接方式变成云平台的大连接模式。物联网厂商既能实现 IoT 连接,还能提供 个人、家庭、行业的云服务,智能家居、车联网、智能抄表商业落地迅速。

 

  突破:IoT 垂直应用商业突破。物联网在物不在网,垂直领域实现商业突破是 2020 年 IoT 的核心和关键。在连接与平台建设到位之后,基于云平台、数据算 法和 AI 在垂直专业的深入,集成商在垂直应用领域运用专业知识内化成集成化 软件。在一些典型业务,如安防、智能交通、工业 4.0、智能物流、公用服务设 施等领域有望率先实现商业突破。

 

  复制:IoE 水平平台能力延展。物联网不仅要实现在垂直应用的商业突破,还 要将一个行业的成功经验复制到其他行业中,最终达到万物互联。万物互联是 物联网的超集,要实现“人、流程、数据、事物、服务的智能连接”,达到一个 交互性强、平台开放的物联网生态。

02

技术升级、巨头入局、政策推动三力驱动

2.1 技术:通信技术驱动行业扩容,云计算、AI 等提高应用服务价值

 

  物联网分为感知层、网络层、平台层、应用层四个环节,每个环节技术的发展 都推动物联网产业的前进,当前技术的升级主要体现在网络层和应用层上。网 络层面上,2019 年 5G 的商用和 WiFi6 的推动进一步升级通信网络,原来进展 缓慢的车联网和工业物联网得到加速。应用层面上,云计算、AI、区块链等技 术与物联网的结合,提高了应用服务的价值。

 

(1)5G三大应用场景,催化物联网应用的成熟

 

  物联网蜂窝通信技术引爆新应用。1995-2015 年,20 年的时间内蜂窝 IoT 技术 缺乏创新,80%的 CIoT 连接仍依靠 GSM。2016 年 NB-IoT 打破了蜂窝技术发 展 IoT的关键瓶颈,具有低功耗、广覆盖、海量连接等特点,推动 CIoT连接增长 15 倍。随着 NB-IoT 逐步划入 5G 标准,将驱动智慧城市、智能家居、车联 网、工业互联网等领域跨越式发展。

 

  5G三大应用场景为物联网行业扩容。5G时代定义了三大场景:

 

  1) eMBB:增强型移动宽带。5G 速率较 4G 全方位提升,下行峰值速率可达 20Gbps,上行峰值速率可能超过 10Gbps,那些对网络速度要求很高的业务 能够在 5G时代推广,如云 VR、实时直播、安防监控等。

 

  2) uRLLC:超高可靠低时延通信。5G 支持单向空口时延最低 1ms 级别、高速 移动场景下可靠性 99.999%的连接。5G 的超低时延的特性可以支持敏感业 务的调度,为车联网、工业控制、智能电网等垂直行业,提供更安全、更 可靠的网络连接。特别助力于无人驾驶业务走向现实(3G 响应为 500ms, 4G为 50ms,5G要求 0.5ms)。

 

  3) mMTC:海量连接。5G 网络每平方公里百万级的能力和多种连接方式,拉 近了万物的距离,实现人与万物的智能互联。5G 为 B 端用户或智能设备提 供网络切片、边缘计算等技术,智慧城市、智能家居/楼宇等广连接的应用 更容易实现。

 

  据信通院的测算,预计 5G 对我国经济活动增量市场达 12.3 万亿美元。其中 eMBB 主要用于虚拟现实、超高清视频等文娱领域,将驱动 4.4 万亿美元的经 济活动;mMTC 主要在智慧城市、智能家居等领域产生规模经济效益,将驱动 3.6 万亿美元的经济活动;uRLLC 主要支持工业自动化、自动驾驶汽车、远程 医疗等,将驱动 4.3 万亿美元的经济活动。

 

  NB-IoT/eMTC 或纳入 5G 标准,规模化商用在即。现在使用的低功耗广域物联 网(LPWAN)基本依靠 NB-IoT 和 eMTC,NB-IoT 每平方公里大约覆盖 4000 个终端,5G mMTC场景,ITU 给出的指标要求每平方公里100 万的终端,远超 过 NB-IoT 的覆盖强度。但是根据现实情况来看,很少有用户需要每平方公里 接入 100 万终端。现在实际的商用网络最多也就 1000 个终端,NB-IoT 完全满 足 ITU 关于 5G 物联网低功耗广覆盖的愿景和需求。因此在物联网应用还不明 确的情况下,推动 mMTC 全新技术的投入不经济。3GPP 也是希望继续利用 NB-IoT/eMTC的演进,并提出将现有的 NB-IoT/eMTC标准纳入 5G物联网。若 提案最终复核通过,那么在 2020年 6 月份的 ITU 会议之后,NB-IoT 将正式成 为 5G mMTC 的一个可以演进的方向。

  NB-IoT/eMTC 将成为主流蜂窝物联网连接方式。从目前数据来看,全球蜂窝 物联网连接数主要来自于传统的 2G/3G/4G,在未来 7 年中,传统蜂窝网络依然 会承载大量物联网连接,但 NB-IoT/eMTC 会逐渐超过 2G/3G/4G 成为主流连接 方式。从 GSMA 的预测数据中可以看出,2018 年底,通过 2G/3G/4G 连接的物联网终端数量在 6.94 亿左右,通过 NB-IoT/eMTC 这些基于授权频谱 LPWAN 技术连接的终端数为 6600 万。到 2025 年,2G/3G/4G 物联网连接数会增加到 13 亿,而 NB-IoT/eMTC 连接数则增加到 18 亿,占比从 2018 年的 9%上升到 2025 年的 42%。

 

(2)WiFi6 技术全面升级,剑指物联网应用
  WiFi6 标准落地,技术全面升级。WiFi 联盟于 2019 年 9 月正式推出 WiFi6 认 证计划,意味着 WiFi6 的标准正式统一落地,相比上一代的 WiFi 5,WiFi 全面 升级:

 

  1) 速度快:WiFi 6 最大传输速率由前者的 3.5Gbps,提升到了 9.6Gbps,理论 速度提升了近 3 倍;

 

  2) 频段广:WiFi 5 只涉及 5GHz,而 WiFi6 则覆盖2.4/5GHz,完整涵盖低速和 高速设备;

 

  3) 调制模式:WiFi6 支持 1024-QAM,高于 WiFi5 的 256-QAM,数据容量更 高,意味着更高的数据传输速度;

 

  4) 新技术:WiFi 6 加入了新的 OFDMA 技术,支持多个终端同时并行传输, 有效提升了效率并降低延时,其数据吞吐量大幅提升。

 

  WiFi6 性价比更高,将在室内场景大放异彩。当前的 WiFi 路由器支持多达 250 台设备同时连接,WiFi6 的路由器能够同时支持多达 1024 台设备,有助于将物联网设备高密度地连接到单个路由设备上。WiFi 在生活中的应用占总体的 70%, 这个数据和规模是 5G的两倍,如果需要通过 5G实现这些连接,运营商需要建 设很大基站,投入巨大成本,WiFi 和 5G 将共存互补。对于家庭和小企业这样 的场景,WiFi 6 可以证明是理想的,意味着单个无线路由器就足以连接大量物 联网设备,相较于 5G来说更经济。
  搭载 WiFi6 的终端趋多,WiFi6 芯片将迎来井喷。WiFi 6 全面出现在路由器设 备中,TP-Link、Arris 和 D-link 都在网状路由器系统中添加了 WiFi6。目前已有 多款移动端的设备搭载 WiFi6,iPhone11 和 11 专业版,其中包括 WiFi6,自九 月份推出已售出数百万台。联想、华硕、三星等公司也宣布搭载了 WiFi6 的新 型笔记本电脑。据 IDC 预计,2020 年 WiFi6 的终端装置出货量将高达 16 亿, 主要来自于 AP(Access Point)与智能手机。终端出货量带将带动WiFi6 通信芯片 出货量的暴涨,业内预估具备 WiFi 6 标准的芯片,全球出货量将由 2019 年的 约 3 亿套,快速成长到 2022 年超越 20 亿套,市场规模大幅超越 5G基带芯片出 货的规模。

(3)云计算、人工智能的成熟,提升物联网的应用价值
  物联网产生庞大数据洪流,云计算不可或缺。无论是面向消费者、企业还是工 业场景,无处不在的物联网设备都会产生庞大的数据洪流,云计算是物联网发 展不可或缺的一环。据 IDC 预测,2020 年物联网设备产生的数据达 33ZB。随 着 5G终端的应用,流量爆发式增长显著,到 2025 年物联网预计产生 175ZB的 数据量。全球需要足够的存储空间来满足物联网设备未来预期的数据存储需求, 云计算的发展对于物联网的推广发挥重要作用。

  物联网的价值在于数据分析服务,人工智能成数据转化关键。随着物联网在各 行各业的推广应用,每秒钟物联网终端都会产生海量数据。物联网的价值在于 数据分析,根据麦肯锡全球研究所的报告,到 2025 年物联网产业的年产值将达 到 11.1 万亿美元,而其中 60%将产生自对数据的整合和分析。但是物联网产生 的数据往往具有非结构化、碎片化、时空域等特性,大大提高了数据分析难度。 目前物联网企业尽管已经收集掌握了大量数据,但都未得到合理的使用,致使 蕴含在数据中的价值没能得到开发,而人工智能或将成为数据转化关键。
2.2 巨头:全产业链上巨头大规模入局
  物联网产业以前主要玩家是资本雄厚的互联网巨头,布局物联网多个层级,构 建物联网生态圈。目前可以看到的转变是,全产业链上的巨头大规模入局,共 同推进物联网的进展。产业链上的巨头主要可以分成三层:
  1) 感知层:主要为底层的硬件制造商,包括芯片厂商(高通、华为)、传感器 厂商(博世、博通)、模组厂商(Sierra Wireless、移远通信)等等,各厂商 纷纷推出重磅物联网产品,在研发成熟的硬件产品和降低元器件成本两方 面发挥重要作用。
  2) 网络层:主要为电信运营商,主导物联网网络建设,加快物联网网络的商 用节奏。电信运营商也利用自身网络通道的优势,向产业链的上下游双向 延伸。
  3) 应用层:主要为互联网巨头和传统行业巨头,互联网巨头着力的方向由 to C 端向 to B 端转,传统行业巨头(如海尔、美的、西门子)主动推进物联 网应用在自身所处领域的落地,并积极向其他行业复制。
(1)感知层:中国势力崛起,硬件价格下降
  中国半导体厂商实力提升,在细分领域可与国外竞争。我国大力发展半导体行 业近 20 年,主要厂商已形成自身优势,在某些细分领域成局部崛起态势。长电 科技全球封测市场占比排名第三,耐威科技 MEMS 代工规模全球第四,乐鑫科 技在物联网 WiFi MCU 通信芯片领域市场份额第一。5G基带芯片 5 家厂商中, 中国占据三席(华为、紫光展锐、联发科),移远通信物联网蜂窝模组全球出货 量第一。
  感知层硬件价格下降,物联网大规模商用成为可能。随着元器件技术成熟,和 商用规模扩大,元器件的价格下降趋势明显。据 IC insight 的数据,2007 年 MEMS 传感器的平均售价在 2.57 美元,2012 年 1.24美元,预计到 2022 年下降到 0.88 美元,平均售价每年下降 2%左右。无线模组价格下降更为明显,据移 远通信招股说明书,4G 模组产品由 2016 年的 170 元+降到 2018 年的 140 元左 右,现在价格低至 110 元。

(2)网络层:中国物联网网络建设位于世界前列
  4G 和 NB-IoT 基站建设已成规模,2020 年开始 5G 规模建网。截至 2019H1, 移动已建成 4G基站 271 万座,联通建成 4G基站 135 万座,电信建成 152 万座, 我国 4G 基站合计 558 万座。NB-IoT 在国内已实现千万级应用部署,总连接规 模超 7000 万,在全球超过 45 家运营商已经建成近 90 张 NB-IoT 网络,模组种 类超过 100 种,成为应用最为广泛的物联网技术之一。目前,国内三大运营商 NB-IoT 的基站总数约 90 万个,已实现广域覆盖,下一步的建设重点是解决深 度覆盖和精品覆盖。2019 年三大运营商 5G基站建设规模在 15 万座左右,20 年 开始进入 5G基站大规模建设周期。

  物联网连接的价值量不高,运营商向产业链上下游延伸。三大运营商都采取管 道+平台+解决方案的发展模式,利用网络管道优势,自研或合作建立云平台。 再以补贴或研发的形式延伸到至上游终端市场,获取连接的载体入口。对于生 态圈的建设,三大运营商依据自身资源禀赋,建立生态联盟,面向全行业开展 应用。

(3)应用层:互联网巨头和传统行业巨头推动商用落地
  互联网巨头由 To C 端战略转向 To B 端。过去几十年里,国内外的互联网巨头 基本都诞生于搜索、社交、电商、衣食住行等生活和消费领域。消费互联网发 展势头放缓,C 端的天花板隐约见顶,互联网巨头开始向 To B端产业互联网转 移。阿里、腾讯、百度等互联网巨头,将互联网积累的巨大优势向物联网领域 延伸,依靠其广阔的受众、技术积累、云平台优势,提供智能家居、公共事业、 智慧城市等解决方案,拓展新的商业模式。
  传统企业面向垂直行业赋能。垂直行业企业从所属行业切入,借助行业经验, 利用物联网技术解决行业痛点问题,打通细分行业中设备感知、数据处理和应 用使能服务一整套环节。GE 成立新的工业物联网软件业务,收入已达 12 亿美 元(基于 GE Digital 的销售额)。白电龙头海尔布局智能家居领域,推出 7 大品 牌智能生活解决方案。海尔智慧家庭目前全球成套用户近 2000 万,其中亚洲约 1303 万、美洲约 416 万、欧洲约 140 万、澳洲约 100 万。
2.3 政策:To B/To G 端政策驱动大,To C端需求驱动显现
  政策主要针对 To B 和 To G 端的应用制定。我国物联网行业政策主要围绕To B 和 To G端应用制定,涵盖了交通、农业、工业制造、医疗和智慧城市等物联网 应用。从国家层面到地方层面,政策的实施形式多数为试点形式展开,以及给 予了物联网企业税收优惠和补助政策。
  To C 端暂未有政策出台,但消费端需求驱动已显现。早在 2015 年,全国人大 代表雷军就提交了《关于加快制定智能家居国家标准的建议》的议案,但目前 暂未有相关政策出台。但需求端对于 To C 端物联网应用发展驱动力初显, 2019 年双十一智能家居成为销售黑马。截至 11 月 6 日,共有 5.4 万件智能门锁 接替了传统的“铁将军”, 5 万台智能投影仪将客厅变成了“家庭影院”。“近 12 万台扫地机器人将在“双 11”后入户“上岗”,头部品牌科沃斯单品预售已 破亿。

  政策强力催化,百亿物联网医疗市场被激活。2019 年 3 月 19 日,国家卫计委 发布《关于印发医院智慧服务分级评估标准体系(试行)的通知》,出台的医院 智慧服务分级评估标准涉及 5 个类别共 17 个评估项目,主要评估对象为二级、 三级医院。在这些评估项目中,我们认为医疗物联网企业可以深入参与的有: 急救衔接、标识与导航、信息推送、药品调剂与配送、健康宣教、远程医疗。 医院一般将医疗物联网的开支算作信息化建设费用,经产业链调研,三级医院 信息化建设支出占总支出的 10%,二级医院约为 5%。而三级医院的医疗物联 网支出占信息化支出的 20%,二级医院约 10%。根据国家卫计委的数据,2018 年二级医院总支出为 7600 万亿,三级医院总支出为 1.9 万亿,复合增速约为 10%,计算出由二级和三级医院物联网医疗建设带来的市场规模在 450 亿左右。

03

大颗粒应用场景展望

  碎片化应用中大颗粒场景更易实现规模效应。物联网的应用具有碎片化特点, 小颗粒的应用价值小,难以形成规模效应、打通商业实现的通道。在 To G/To C/To B 端应用中,未来可见成规模的物联网场景有智慧城市、智能家居、车联 网、工业物联网等。
  未来五年工业级物联网是行业主要驱动力,智能家居和智能楼宇连接数增 量最大。据 GSMA《2020 全球移动趋势报告》,2019 年全球连接数 100 亿,到 2025 年增长到 250 亿。未来五年连接数增长主要驱动力来自于工 业级应用,从细分领域来看,智能家居和智能楼宇的连接数增量最大,分 别增长 32 亿和 50 亿。

3.1 智慧城市:智能安防、公用事业、智能交通、共享经济多点开花
  智慧城市技术相关投资加码,试点工作范围扩大。IDC 预测,2023 年全球智慧 城市技术相关投资将达到 1894.6亿美元,中国市场规模将达到 389.2亿美元。中国市场的三大重点投资领域依次为弹性能源管理与基础设施、数据驱动的公 共安全治理以及智能交通。在预测期间内(2018-2023 年),三者支出将持续超 出整体智慧城市投资的一半。计算科技部、工信部、国家测绘地理信息局、发 改委所确定的智慧城市相关试点数量,截至 2019 年 9 月我国智慧城市试点数 量已经超过 700 个(其中部分城市有重叠),涉及交通、电网、零售、公共安全 等多个领域。
  安防是智慧城市重要应用场景,AI+安防带来更高成长空间。伴随高清视 频、AI、云计算等技术发展,安防系统正在经历由传统被动防御升级为主 动判断及预警的智能防御。安防市场是智慧城市的重点应用场景之一, IoT+AI 技术将大幅提升安防效率,逐步由“看得见”—“看得清”—“看 得懂”升级。我们认为,安防行业的需求主体正由 G 端向 B端及 C 端逐步 转移;此外,技术驱动下,行业的边界正在拓宽,未来 IoT+AI+视频监控 将进逐步下沉至自动驾驶、智慧医疗、环境监测等下游新兴应用,市场空 间将进一步提升。我们预计到 2020 年我国安防行业整体规模将超过 9000 亿元。

  NB-IoT 加速公用事业商用。NB-IoT 在国内大规模商用的案例,主要在以下几 个方面:1)智能抄表;现阶段 NB-IoT 水表和 NB-IoT 燃气表用户数均超过 1000 万大关;2)摩托追踪,目前大约有 300 万电动车应用 NB-IoT 实现对摩托 车的追踪;3)烟感探测器,大概在 200 万个烟感应用规模;4)白色家电,规 模约为 100 万,华为 2019 年 8 月发布针对家电领域的 NB-IoT 芯片。在海外, NB-IoT 已实现大规模商用的案例有:摩托车监控(泰国)、羊联网(挪威)、气 表(韩国)、智慧门锁(西班牙)、智慧停车(德国)。根据《我国水表行业“十 三五”发展规划纲要》指出,“十三五”期间智能水表(含智能应用系统)销售 收入占全部水表销售比例要达到 40%以上。我们认为智能水表的产量及渗透率 还有提升空间,到 2022 年渗透率能达到 40%。

  ETC 政策红利殆尽,智慧停车、智能交通新场景接力。交通运输部要求,到 2019 年 12 月底,全国 ETC 用户数量突破 1.8 亿,高速公路收费站 ETC 全覆 盖,高速公路不停车快捷收费率达到 90%以上。交通运输部发布的数据显示, 截至 11 月 6 日,全国 ETC 用户数量已达到发行总目标的 84.01%,这意味着 ETC 市场已接近饱和。我们认为,ETC 增量市场消失殆尽,下一个接力的交通 场景是智慧停车。国内停车设施建设速度无法满足汽车保有量的增长速度,停 车位供给缺口巨大,看好智慧城市中智慧停车的发展,建议关注智能停车场管 理龙头捷顺科技和 ETC龙头金溢科技。

  共享经济兴起,物联网移动资产管理成为新亮点。2018 年我国共享经济交易规 模 29420 亿元,比上年增长 41.6%。从市场结构来看,生活服务、生产能力、 交通出行三个领域共享经济交易规模位居前三,分别为 15894 亿元、8236 亿 元和 2478 亿元。从发展速度来看,生产能力、共享办公、知识技能三个领域 增长最快,分别较上年增长 97.5%、87.3%和 70.3%。物联网是共享经济的基础, 在对共享单车、共享充电桩等资产管理中发挥着不可或缺的作用,共享经济的 兴起也是物联网发展的新的一个增长点。共享经济和新零售的兴起,也带动联 网 Pos 机的增长,目前我国联网 Pos 机的保有量已超过 3000 万台。

3.2 智能家居:全屋智能落地,远程医疗实现突破
  消费者对智能家居采用持 续增长,2023 年达到万亿 规模。 据 Strategy Analytics《2019 年全球智能家居市场》预测,到 2019 年,智能家居相关硬件、 服务和安装费用上的支出将达到 1030 亿美元,并将以 11%的复合年均增长率 增长到 2023 年的 1570 亿美元。截至 2018 年底,全球已有 2 亿多家庭拥有至 少一台智能家居设备;到 2023 年,随着全球将有 30%的宽带家庭会使用智能 家居设备,使用智能家居的家庭将会再增加 1 亿。到 2023 年底,将有超过 64 亿台智能家居设备在使用或平均每个使用智能家居的家庭将拥有 21 台设备。

  从抢夺智能家居入口到全屋智能竞争格局。智能家居发展初期,硬件种类较少, 布局者主要争夺智能音箱这一入口级设备。2016 是智能音箱元年,Amazon 发 布多形态产品,阿里、小米等入局混战,之后进入低价放量周期。智能音箱全 球出货量每季度再创新高,预计 2022年智能音箱销售量突破 1.5亿台,市场销 售额 74 亿美金,占智能娱乐的 18.5%。2018 年开始,家庭场景中智能设备种 类增多,智能门锁、智能照明、智能摄像头、智能开关等智能单品的普及,全 屋智能解决方案成为新的潮流。
  地产商、家电厂商、云厂商合作共赢,推动全屋智能解决方案的落地。全屋智 能实现的障碍主要有:1)通信协议不统一;2)仅靠地产和家装企业难以完成 IoT 和云服务集成化交付;3)全屋智能建成后,统一迭代升级困难。地产商、 家装商、云厂商协同一致,解决全屋智能中“智能孤岛”的难题。云厂商如华 为的 HiLink 开放平台,推出“IoT 开发使能三件套”,解决了智能设备通信协议 不统一的难题,同时为合作的家电厂商赋能,目前已有 600 家加盟生态伙伴。家电厂商下沉到整装市场,如海尔发布三大整装品牌,满足不同人群的一站式 全屋整装需求,目前终端销售渠道突破 1000 家,并在 3 年内以每年 2000家速 度递增,到 2021 年突破 5000 家。地产商在智能家居浪潮中也积极开放合作, 华为合作的地产商有绿地、中海地产等 10 家知名地产商,海尔与万科集团、 鲁能集团 8 大地产企业战略合作。从 2019 年双十一的数据来看,智能家居跃 然成为销售黑马,智能控制器龙头和而泰、拓邦股份有望受益。

  中国在远程医疗领域实现多项“世界首次”的突破。2020 年 1 月 24 日,中兴 通讯与四川电信助力四川大学华西医院与成都市公共卫生临床医疗中心首次实 现两例新型冠状病毒肺炎 5G 远程会诊。2019 年 3 月,中国人民解放军总医院 成功完成全国首例基于 5G 的远程人体手术,远在海南的神经外科专家凌至培 为身在北京的患者实施了帕金森症“脑起搏器”植入手术。2019 年 6 月,北京积水潭医院院长田伟利用 5G 技术,同时远程操控两台天玑骨科手术机器人, 为浙江嘉兴和山东烟台的两名患者实施手术。这也是全球首例骨科手术机器人 多中心 5G 远程手术。根据前瞻产业研究院,我国 2019 年远程医疗市场规模为 190 亿元,预计到 2023 年增长至 392 亿元。
  远程医疗的突破将带动可穿戴设备的普及。5G 技术推动远程医疗的突破,预计 未来医疗康复、家庭护理、日常保健等场景的医疗需求增多,加快可穿戴设备 普及速度。据 Gartner 数据,目前全球可穿戴设备出货量接近 400 万台,未来两 年出货量超过 500 万台。

3.3 车联网:车路协同化发展,C-V2X为核心价值链
  5G 赋能推动车联网的爆发式增长。2018 年工信部印发《车联网(智能网联汽 车)产业发展行动计划》指出,必须加快基于 5G 设计之车联网无线通讯技术 (5G-V2X)等关键技术研发及部分场景商业化应用,积极建置通讯和运算整合之 车联网体系架构。5G商用加快车联网从 LTE-V2X向 5G -V2X跨越,在实现基 本的车联网安全业务的基础上,5G-V2X 实现高级复杂的车联网业务,如提供 传感器信息共享、无信号灯协作式通行、汽车支付等等。预计 5G 会加速车联 网的落地,在 2020 年 H2-2021 年 H1 车联网将开启高速增长态势。根据中国 联通数据显示,预计 2020年,全球 V2X市场将突破 6500 亿元,中国 V2X 用 户将超过 4000 万,渗透率超过 20%,市场规模超过 2000 亿。

  建设节奏:“单体智能”率先放量,“协同智能”即将登场。我们认为 2020 年 是车联网元年,智慧的车、聪明的路以及车路协同这三个维度的建设将协同推 进,但不同维度上的建设可能存在结构性分化。车侧和路侧的单体智能仍将持 续,但车路协同(网侧)将是接下来建设的重点。具体来看:1)车侧:L1/L2/L3 自动驾驶渗透率将持续提升,感知器件与辅助驾驶系统厂商充分益。2)路侧:智能化建设整体滞后,不同路段基于载体完善度不同建设重点将出现 分化。3)网侧:网络建设、硬件先行,作为车联网核心基础设施与价值链环节 有望最先实现规模化落地。
  C-V2X 产业链的相关硬件将是车联网前期建设中最主要的投资机遇。车联网平 台和应用实现的基础是连接,因此 C-V2X 发展初期将以做大连接为主,此阶段 相关硬件厂商最为受益。C-V2X 产业链相关硬件按上下游分为通信芯片、通信 模组及硬件终端。其中,硬件终端可以分为车侧、路侧和网侧三部分,其中车 侧主要是集成了 C-V2X 通信模组的车载单元(V2X OBU),路侧主要是 V2X 路侧单元(V2X RSU),网侧则包括交换机、路由器、无线基站、差分基准站、 边缘服务器、DPI设备等众多设备。
3.4 工业物联网:5G掀起工业物联网产业变革
  IIoT 重塑制造业数字化基础,2023 年全球工业物联网市场规模预计可达 3100 亿美元。物联网技术的迅速发展以及制造企业数字化的迫切需求,全球物联网 市场规模扩大。根据 IoT Analytics 预测,全球工业物联网市场为 64 亿美元, 到 2023 年增长到 310 亿美元,复合增长率 37%。其中占比最多的为加工制造 业、运输行业和公用事业。据 CCID 预测,2020 年我国工业互联网市场规模将 达到 7700 亿元以上,年复合增速约 18%。

  我国目前尚处于工业自动化向信息化演进中,距离工业智能化尚有较大距离。 工业互联网是产业升级的必然方向,但我国制造业目前整体信息化水平较低, 多数制造业尚处于自动化改造期,3C 行业自动化率仅在 15%~25%之间,无法 完全脱离人力操作。从工业机器人的指标来看,2018 年我国工业机器人密度为 每万人 63 台,低于世界平均水平。工业智能化程度高的国家如德国、日本工 业机器人保有量的增长率从 2000 年开始就已经饱和,只有个位数的增长了, 我国工业机器人保有量一直维持在 30%以上的增长率。我国目前工业自动化程 度不够,还在向信息化演进当中。

  5G+工业互联网应用,我国制造业数字化进程有望加速。工信部近日印发《关 于印发“5G+工业互联网”512 工程推进方案的通知》,明确到 2022 年,将突 破一批面向工业互联网特定需求的 5G 关键技术。通知指出,通过打造 5 个产 业公共服务平台,构建创新载体和公共服务能力;加快垂直领域“5G+工业互 联网”的先导应用,内网建设改造覆盖 10 个重点行业;打造一批“5G+工业互 联网”内网建设改造标杆、样板工程,形成至少 20 大典型工业应用场景;培 育形成 5G 与工业互联网融合叠加、互促共进、倍增发展的创新态势,促进制 造业数字化、网络化、智能化升级,推动经济高质量发展。

  华为推出 5G 工业模组,掀起工业物联产业变革。2019 年 10 月 23 日,华为重 磅推出全球首款商用的 5G 工业模组,把 5G 应用扩展工业物联网。2020 年 2 月,在主题为“5G 创造新价值”的华为 2020 新产品与解决方案伦敦发布会上, 华为开启了“5G合作伙伴创新计划”,未来 5 年该计划即将投入 2000 万美金。华为联合移远通信、长虹控股、爱联科技、中国移动终端等行业伙伴,在伦敦 发布了基于上海海思 5G模组中间件的一系列行业类和消费类模组,以加速 5G在千行百业的规模商用。目前华为 5G 工业模组已实现超过 1000 个工业应用, 具有 1000 个 IoT 合作伙伴,覆盖超过 100 个产品类别。

04

行业空间测算:厘清物联网增量市场

  市场上对于物联网行业规模的描述通常直接引用一些咨询机构的预测数据,其 弊端在于不清楚对于物联网的界定以及估算方式。我们认为不能囫囵吞枣的把 与物联网概念相关的所有经济活动都统称为物联网,因为有些设备在没有运用 物联网技术时就已经存在,物联网的加入既有新增,有时也是此消彼长。另外 我们认为对于物联网的空间测算应该要从产业链的角度去看,因为物联网的产 业链条细长,不是全产业链同时爆发,而是按照产业链递进生成的。
4.1 物联网是将传统设备“智能化”再“联网化”
  物联网的增量市场在感知层的若干硬件、网络层运营商流量费、平台和应用服 务。物联网给传统行业赋能的过程就是将传统设备先“智能化”再“联网化”, 囊括了“传统设备改造”期间的所有“增量市场”。在这个过程中产生的增量市场主要有 4 个部分:
  1) 感知层:MEMS 传感、MCU芯片、通信芯片、模组以及其他元器件;
  2) 网络层:运营商作为网络通道,收取的流量费;
  3) 平台层:平台商对设备进行管理或应用使能;
  4) 应用层:集成方案解决商提出垂直行业的解决方案。

4.2 物联网产业链价值多分布在平台与应用
  应用层价值占比在 35%-45%。中国电信科技委主任韦乐平认为,物联网产业 链中,终端和传感器价值占比 25%,网络连接占比 10%,平台层占比 20%,应 用和服务占比 45%。麦肯锡的研究显示,物联网产业链上感知层占比 21%、传 输层占比 10%、平台层占比 34%、应用层占比 35%。物联网高价值量在应用服 务,占比可达 35%-45%。

4.3 从量和价两方面解构物联网市场规模
  物联网的量即为连接数。参考 Gartner、IoT Analytics、GSMA、MaChina、IDC 五家咨询机构对于全球物联网连接数的预测,预计 2020 年全球物联网连接数达 到 99 亿-281 亿,2025 年连接数达 215 亿-416 亿。我们选取位于中位数的 GSMA 的预测数据作为物联网量的测算,并用当年的连接数减去前年的连接数 得到新增连接数,即为当年物联网设备出货量,暂不考虑设备的替换周期。

  物联网的价不仅是指价格,更是单连接价值。我们通过产业链调研和公开资料 分析,得到下列单连接价值量:
  1) 根据产业链调研,单连接要用到 1-2 个 MCU,单连接价值在 10元左右,单 连接 MEMS 的价值也在 10 元。据 IC insight 给出的判断,MEMS 和 MCU 的平均售价下滑趋势企稳。随着物联网复杂应用的展开,特别是车联网和 工业互联网的落地,单连接用到的 MCU 和 MEMS 个数增多,给予单连接 价值每年 2%的增长趋势。
  2) 通信芯片的测算,假设新增连接数中 80%为局域通信,20%为广域通信, 分别与局域和广域通信芯片价格相乘得到市场空间。
  3) 无线模组市场空间参考 TSR对无线模组出货量的判断,以及 GSMA 对于无 线模组产品结构和价格的预测,算出整个无线模组市场的空间,当前在 230 亿左右,到 2025 年超过 800 亿市场空间。在之后感知层的合计中,为 避免模组与通信芯片重复计算,感知层只统计 MEMS、MCU 和通信芯片的 市场空间
  4) 根据移动 2019 年中报数据,物联网连接数为 6.93 亿,物联网收入为 52 亿 元,算出 ARUP 值约为 15 元。当前物联网连接多为低流量连接,预计 5G 应用落地,ARUP 会升高,给一个 5%的增速。
  5) 2016 年物联网平台 360 家,2017 年全球知名的平台 450 家(全球 500 强之 外),2018 年死了三分之一,集中度提高,马太效应呈现。预计当前物联网 平台 300 家,市场规模在 400 亿。根据物联网产业链价值分布,我们认为 应用层价值是平台层的 2 倍,平台层规模在 800 亿。

  当前感知层变现能力较强,未来平台层和应用层大有机会。我们认为当连接数 达到百亿级别,在特定行业里实现商业突破后,接下来是将经验复制到其他行 业,物联网的进程会加速。目前可以观察到,在感知层的模组厂商已经实现了 行业突破,加速复制到智慧农业、智慧能源、智慧城市等其他领域。应用层进 展较慢,大多数厂商还在面向垂直领域优化商业模式,等实现商业突破开始复 制其他行业时,平台和应用层的商业机会更广。当前市场规模在 2000 亿元左右, 感知层占比 30%,预计到 2025 年市场规模达万亿,感知层占比降到 20%以下。

05

行业策略与投资建议

5.1 整体策略:把握三波投资浪潮,重点布局产业链领军企业
  我们认为,物联网从兴起到成熟,会经历三次投资浪潮。具体来看:
  第一波:连接变现。从人人联网到亿物互联,连接的数量将定义物联网未来可 能的市场空间。未来的五年将是物联网做大连接的五年,核心受益的是传感、 芯片、模组、终端等硬件厂商。
  第二波:流量变现。海量的连接产生海量的数据,带来海量的数据传输、存储 和计算需求。运营商、云计算产业链将充分受益新的物联网数据浪潮。同时数 据、计算和智能下沉到边缘,边缘计算崛起,边缘云和边缘智能将成为新的产 业方向。
  第三波:应用变现。随着连接的广泛建立,以及云计算、大数据、人工智能等 技术的发展,传统的行业应用和服务将不断升级。同时数字版图将超越物理世 界,各种新的应用创新层出不穷,在物的广泛连接之上还将实现数据的融合和 服务的连接,推动新的“结果经济”商业模式出现。具备行业 know how、连接 规模和数据智能优势的玩家将成为最大赢家。

5.2 连接变现:规模为王,关注传感、芯片、模组、终端龙头厂
  物联网带来 MEMS 产业的第三次浪潮中,中国厂商主要受益于封测和代工环 节。汽车电子、消费电子、物联网推动MEMS 市场规模阶段性扩大,Top 30厂 商占据 MEMS 市场约 90%的份额,博通、博世双雄称霸。当前中国厂商主要受 益于封测和代工环节:长电科技在半导体封测市场份额全球第三;耐威科技收 购 MEMS 代工市场份额第三的 Silex,带动业务占公司业务比例也从 2016 年的 20%,增长到现在的 45%。

  物联网 MCU 兴起,2025 年有望占据 2 成份额。全球 MCU 下游应用最多的是 汽车电子,占比约 33%,IC insight 认为当前汽车电子中有 9%的 MCU 是用于 车的联网。经过我们的测算,目前物联网对于 MCU 的贡献在 10%左右,到 2025 年有望提升到 15%-20%。

  全球 Top10 厂商占据 MCU 市场 85%以上份额,国内市场被外商占据。根据 Ihs 数据,2018 年全球 MCU 市场中 Top 10 厂商均为外资厂商,占市场份额 85%以上,主要玩家有美国微芯、意法半导体、瑞萨科技、德州仪器和恩智浦。 中国市场 Top 10厂商仅有中颖电子、兆易创新两家内资公司榜上有名,2018 年 我国 MCU市场前八大厂商为外资厂商,合计收入占比达到了 87.30%。
  中国 MCU 厂商在智能家居领域大有作为。中国 MCU 厂商与国外巨头规模差 距较大,且一些大的半导体厂商开辟了 MCU 的新业务,如兆易创新在存储业 务的基础上,MCU 业务的市场规模已有 4 亿。华润微电子在功率半导体的主业上,涉入智能传感器和智能控制两个面向物联网的新业务。中国在智能家居 MCU的市场份额位于第一,东软载波在智能家居 MCU的布局有望变现。

  广域和局域芯片全面突破。全球主要的基带芯片厂商只有 7 家:高通、英特尔、 华为、联发科、紫光展锐、中兴、三星,根据 Strategy Analytics 报告,高通、 海思、联发科、三星 LSI 和英特尔在 2019 年第二季度占据了全球蜂窝基带处理 器市场收入份额前五名。高通保持了 43%的基带市场收入份额领导地位,紧随 其后的是海思,收入份额为 15%,联发科则为 14%。5G 时代英特尔掉队,华 为和紫光展锐有望追上队列。WIFI物联网芯片中,乐鑫科技在 WiFi MCU 市场 上份额第一。
  模组行业中国厂商超越国外是大势所趋。随着国内厂商的成本优势和全球化战 略的扩张,国外厂商的生存空间被压缩,国内厂商 2014-2018 年复合增长率普 遍在 40%以上,国外厂商在 10%左右。Sierra wireless 2019Q3 季度营收同比下 降 14.5%,Telit 营收同样出现负增长情况。而国内厂商依然保持 50%增长率的 高歌猛进的态势,海外销售占比提升带动毛利率提升 1-2 个百分点,国内厂商 抢占国外厂商市场份额的情况还将持续。国内重点模组厂商有:1)移远通信布 局 2G、3G、4G、5G、NB 和 GNSS 模组,产品广泛用于无线支付、车载运输、 智慧能源、智慧城市、智能安防、无线网关、工业应用、医疗健康和农业环境 等众多领域。2)移为通信主要涉及物联网景气度较高的行业,做好一个行业再 扩散到其他领域,目前在传统车载、物品追踪以及个人追踪产品的基础上,延 伸至动物溯源及共享经济领域。3)高新兴布局车联网,成为吉利、长安、比亚 迪等大型整车厂的供应商,提供 4G/5G车规级模组和 T-Box 终端。

  物联网终端领域百花齐放,关注大颗粒行业和通用场景。物联网具备海量的碎 片化应用场景,建议关注头部的行业和应用场景的物联网终端产业投资机会。 大颗粒的行业包括公用事业(水、电、气)、车联网、交通、安防、医疗、教育 等等;通用场景包括设备和宠物追踪、基于 AR/VR 的设备维修检测等等。
5.3 流量变现:运营商和云产业链充分受益,边缘计算崛起
  从人的流量到物的流量,运营商有望迎来新流量红利。2019 年 H1,国内三大 运营商连接数总和 9.5 亿,预计全年三大运营商连接数达到 11~12 亿。物联网 连接数占运营商总连接数 25%以上,收入占比仅为 1%~2%,物联网收入与连接数结构不成比例。当前连接多为 2G 等低数据量的连接,未来随着 4G、5G 连 接占比提升,同时连接数规模走向百亿,运营商将迎来基于亿物互联的流量红利。

  海量的连接产生海量的数据以及由此带来的海量的计算和存储需求。亿物互联 带来的数据洪流将持续云计算产业链(IDC/服务器/网络设备/光模块)迎来加速 发展的机遇。从这个角度看,云计算基础设施提供商包括具备资源优势的第三 方 IDC、服务器、数通设备和光模块厂商仍处在长的上升周期中。
  物联网的发展将带来边缘计算的崛起。海量的物联网终端和 5G 网络将推动数 据下沉到边缘,同时带来边缘侧的数据存储和计算需求。作为一种运算架构, 边缘计算的产生是为了解决万物互联背景下集中式运算架构中带宽和延迟两大 瓶颈问题,IDC预计 2020 年超过 50%的数据需要在网络边缘侧分析与处理。另 据 IDC 预测,全球物联网数据总量将从 2018 年的 33ZB(zettabytes)增长至 2025 年的 175ZB,年均复合增长率达 61%。

  七大类市场玩家积极布局跑马圈地,边缘计算的未来赢家将从中产生。目前, 边缘计算市场主要玩家包括:1)硬件设备厂商,如服务器厂商、通信设备厂商、 工业设备厂商等,致力于推出边缘计算基础硬件和设备;2)ICT 基础设施厂 商,如数据中心运营商、铁塔公司等,重点布局方向是数据中心以及铁塔与边缘 计算的融合;3)电信运营商,为边缘计算市场最积极的玩家者之一,以网络优 化以及 5G 商用为主要目的,当前均在积极探索将靠近用户的边缘机房进行数 据中心化改造以承载边缘计算服务;4)芯片厂商,致力于核心组件边缘计算芯 片的研发和大规模商用;5)云计算公司,也是整个市场上最积极的玩家之一, 尤其是巨头公司近几年布局相当频繁。如亚马逊推出了可以让 AWS 无缝扩展 到设备上的 Greengrass,微软推出了混合云解决方案 AzureStack 以及可视化开 发工具包 Azure IoT Edge,Google 推出了将机器学习带到边缘设备上的 Google Edge TPU 芯片以及 Cloud IoT Edge 平台,阿里云推出了 Link Edge 云端边缘计 算平台等;6)专业产品/服务提供商,如各行业的应用服务商,致力于结合边 缘计算对其产品或服务进行升级;7)相关组织, 如产业联盟、开源社区等, 致力于边缘计算相关标准和框架的制定以及理论发展引导。
边缘计算的长期发展主题依然是云化和智能化,边缘云及边缘智能将成为产业 上的重点布局方向。长期看,在云计算、AI 的技术和产业上有着深厚积累及前 沿布局的平台型公司(如亚马逊、微软、阿里、谷歌等)有望成为边缘计算浪 潮最大的受益者。短期看,相关基础设施及硬件厂商,如芯片厂商 Intel、ARM、 华为海思,服务器厂商 HP、Dell、浪潮信息,通信设备厂商诺基亚、中兴通讯 等将率先受益。同时,参照云计算产业链的发展,部分布局或转型较早的细分 应用/服务厂商有望充分享受行业成长红利从而获取更多市场份额,建议关注积 极推动 CDN 演进升级为边缘计算系统的网宿科技,视频安防龙头海康威视等在 边缘计算领域的进展。
5.4 应用变现:长期走向“结果经济”,短期物联网平台商和集成商受益
  长期看,随着连接的广泛建立,以及云计算、大数据、人工智能等技术的发展, 传统的行业应用和服务将不断升级。同时数字版图将超越物理世界,各种新的 应用创新层出不穷,在物的广泛连接之上还将实现跨行业数据的融合和服务的 连接,推动新的“结果经济”商业模式出现。具备行业 know how、连接规模 和数据智能优势的玩家将成为最大赢家。

  短期看应用变现通道打通,聚焦平台商和集成方案提供商。物联网领域的最直 接的商业模式就是帮助各行各业通过终端设备抓取数据,然后应用软件在后台 去判断分析,做出决策。在一些大型的垂直行业已有巨头布局,下游应用场景 又比较分散,要做到行业整合步伐比较缓慢。但是应用变现在提高企业效率, 节省成本方面效用较大,市场价值量高。目前,在这方面布局的公司有:虹软 科技,移动摄像图像处理领域先行者,促进视觉人工智能技术在智能手机、智 能汽车、物联网等领域落地;鸿泉物联,致力于为“两客一危”商用车提供智 能联网管理系统,未来有望成为中国商用车联网系统的领航者。

06

重点公司(略)

 

6.1 移远通信:模组行业龙头,全球销售体系完善
6.2 移为通信:小而美的物联网终端厂商,具备全球竞争力
6.3 乐鑫科技:WiFi MCU通信芯片龙头,开源生态铸就壁垒
6.4 华润微电子:全产业链一体化,提前布局物联网传感器及控制器
6.5 高新兴:战略聚焦车联网及公安业务,转型蜕变再出发
6.6 博通集成:深耕无线通讯十余年,ETC 和 IoT支撑业绩节节高升
6.7 和而泰:深耕智能控制器业务,毫米波乘 5G+卫星互联网东风
6.8 浪潮信息:乘风而起,进击全球第一
6.9 虹软科技:视觉算法为器,开拓 AIOT 大市场
6.10 鸿泉物联:专注车联网市场十年,引领商用车联网系统市场
6.11 乐心医疗:可穿戴+云服务的健康 IoT龙头,外延并购 TWS 业务

……

  

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