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  • 中国智能硬件调研报告

    千次阅读 2019-12-07 17:03:19
    title: 中国智能硬件调研报告 update: 2019-12-07 14:53:27 description: 中国智能硬件调研 一、介绍   随着万物互联时代的到来,硬件智能化成为全社会的共识,在此背景下,智能硬件成为全球发展 最快、市场潜力最大...

    title: 中国智能硬件调研报告
    update: 2019-12-07 14:53:27
    description: 中国智能硬件调研

    一、介绍

      随着万物互联时代的到来,硬件智能化成为全社会的共识,在此背景下,智能硬件成为全球发展 最快、市场潜力最大的行业之一。由于政府、科技企业的高度重视和大力投入,智能硬件产业得到了快速发展,出货量、装机量和市场规模显著提升。

      随着智能化、互联网化与社会经济、人民生活的结合日益紧密,以可穿戴设备、智能家居设备、机器人等为代表的智能硬件正在蓬勃兴起,掀起新一轮的终端产业变革。近几年,相关产品形态快速创新,向生产生活各领域渗透,并通过对传统设备的智能化改造,大大提升原有产业附加值、延伸产业链,加速推动新的生产组织模式变革。

      根据市场研究机构数据,2015年我国智能硬件市场规模达到2750亿元,2016年达到3310亿元, 同比增长21%。2018年,我国智能硬件产业规模超过4700亿元,接近5000亿元,同比增速维持15%以上,产业发展格局初步形成,产业应用水平明显提升。智能硬件在大众消费市场逐步普及,在全球市场将具有较强国际竞争力。[1]

    二、什么是智能硬件

      智能硬件是继智能手机之后的一个科技概念,通过软硬件结合的方式,对传统设备进行改造,进而让其拥有智能化的功能。智能化之后,硬件具备连接的能力,实现互联网服务的加载,形成“云端”的典型架构,具备了大等附加价值。

      智能硬件是一个科技概念,指通过将硬件和软件相结合对传统设备进行智能化改造。而智能硬件移动应用则是软件,通过应用连接智能硬件,操作简单,开发简便,各式应用层出不穷,也是企业获取用户的重要入口。

      改造对象可能是电子设备,例如手表、电视和其他电器;也可能是以前没有电子化的设备,例如门锁、茶杯、汽车甚至房子。

      智能硬件已经从可穿戴设备延伸到智能电视、智能家居、智能汽车、医疗健康、智能玩具、机器人等领域。比较典型的智能硬件包括Google Glass、三星Gear、FitBit、麦开水杯、咕咚手环、Tesla、乐视电视等。

      智能硬件是以平台性底层软硬件为基础,以智能传感互联、人机交互、新型显示及大数据处理等新一代信息技术为特征,以新设计、新材料、新工艺硬件为载体的新型智能终端产品及服务。随着技术升级、关联基础设施完善和应用服务市场的不断成熟,智能硬件的产品形态从智能手机延伸到智能可穿戴、智能家居、智能车载、医疗健康、智能无人系统等,成为信息技术与传统产业融合的交汇点。[2]

    三、典型产品简介

      目前在智能硬件行业比较大的一些公司有谷歌,苹果,百度,奇虎360,JAWBONE NIKE,Microsoft,三星,华为,小米等。对于智能硬件应用领域大致有如下几种:智能家居,智能可穿戴设备,智能交通,智能医疗以及其他领域的智能硬件。

    (一)智能家居

      智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等)连接到一起,提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比,智能家居不仅具有传统的居住功能,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,提供全方位的信息交互功能,甚至为各种能源费用节约资金。[3]

      比较典型的智能家居产品如百度近期发布的小度在家1S。
    小度在家1s

      小度在家1S采用全球顶级设计与全新硬件配置,它由来自加州的Sonos智能音响工业设计师Wai-loong Lim操刀设计,造型典雅,自然融入家居,线条简洁,稳重大气;在音质方面,通过18项硬件升级和28项算法改进,为用户带来更澎湃的音效;相比小度在家,小度在家1S无线数据传输速度提升100%,视频通话更清晰、追剧听歌更流畅,家庭影音娱乐体验更上一层楼。

      在内容资源上,小度在家1S通过与爱奇艺、QQ音乐、蜻蜓FM、斗鱼等多品牌合作,已拥有千万级音乐曲库,海量视频内容及优质的有声及儿童教育资源,不止于此,小度在家1S还最新引入了百度视频资源,并与喜马拉雅达成合作,接入喜马拉雅开放平台全量内容,涵盖喜马拉雅最优质的1亿+精品音频内容,为用户提供更丰富的声音内容收听体验。

      值得一提的是,小度在家1S儿童模式全面升级,拥有行业最优儿童唤醒识别、儿童专属TTS音色和对话以及更适合儿童的交互界面,让孩子全程交互无障碍。儿童模式还专为孩子再增加三重保护:时长保护、距离保护和内容保护,不论是孩子离屏幕太近还是观看时间过长,小度都会及时提醒,同时会过滤掉不宜儿童视听的内容,呵护孩子的身心健康。

    (二)智能可穿戴设备

    &emps; “穿戴式智能设备”是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称,如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。广义穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能,例如:智能手表或智能眼镜等,以及只专注于某一类应用功能,需要和其它设备如智能手机配合使用,如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等。随着技术的进步以及用户需求的变迁,可穿戴式智能设备的形态与应用热点也在不断的变化。

      典型的智能可穿戴设备如小米手环。
    小米手环
      小米手环的主要功能包括查看运动量,监测睡眠质量,智能闹钟唤醒等。可以通过手机应用实时查看运动量,监测走路和跑步的效果,还可以通过云端识别更多的运动项目。

      小米手环能够自动判断是否进入睡眠状态,分别记录深睡及浅睡并汇总睡眠时间,帮助用户监测自己的睡眠质量。

      小米手环配备了低功耗蓝牙芯片及加速传感器,待机可达30天。另外,它支持IP67级别防水防尘,意味着日常生活,甚至是洗澡都无须摘下。

    (三)智能交通

      智能交通:智能交通是一个基于现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。它的突出特点是以信息的收集、处理、发布、交换、分析、利用为主线,为交通参与者提供多样性的服务。

      智能交通的发展跟物联网的发展是离不开的,只有物联网技术概念的不断发展,智能交通系统才能越来越完善。智能交通是交通的物联化体现。

      21世纪将是公路交通智能化的世纪,人们将要采用的智能交通系统,是一种先进的一体化交通综合管理系统。在该系统中,车辆靠自己的智能在道路上自由行驶,公路靠自身的智能将交通流量调整至最佳状态,借助于这个系统,管理人员对道路、车辆的行踪将掌握得一清二楚。

      如百度地图今年推出的智能停车系统。
    百度智能停车
      该系统不仅可以有效地解决当地车主出行“停车难”的问题,而且也为银川的智能城市建设提供了助力,为其它城市的交通问题提供了参考。据悉,此次百度在银川推出的智能停车系统,基于多维停车大数据之上,然后进一步结合政府的实时监控,实现了停车场资源的规范化、智能化,甚至可以平均减少车主寻找车位10%的停车时间。同时该系统不仅可以方便驾驶员导航出行时的停车位,甚至还能在停车后准确的找到车辆的停放位置。

      该系统可在一定程度上查询到目的地附近的停车位,以及了解其车位的使用情况,如果车位紧张,系统将自动提醒并及时提供替换方案。甚至驾驶员还能够使用停车助手,提前预约车位并在地图上一键发起导航,再也不用担心遇见停车位正好停满的情况。

      同时在陌生的停车场停车,很容易发生找不到车辆停放位置的尴尬情况。如今在百度地图智能停车系统的帮助之下,驾驶员在抵达车位并一键降锁之后,系统将自动记录车辆停放位置。所以在反向寻车时,车主只需用百度地图一键发起寻车,即可在步行导航的指引下轻松找到车辆的停放位置。

    (四)智能医疗

      智能医疗是通过打造健康档案区域医疗信息平台,利用最先进的物联网技术,实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动,逐步达到信息化。 在不久的将来医疗行业将融入更多人工智慧、传感技术等高科技,使医疗服务走向真正意义的智能化,推动医疗事业的繁荣发展。在中国新医改的大背景下,智能医疗正在走进寻常百姓的生活。

      典型产品如结合了人工智能技术的达·芬奇手术机器人系统。
    手术机器人
      它主要分为两个部分:手术台和由医生远程操控的系统终端。在手术台设有一个拥有三个机械臂的机器人,由它负责进行手术,精准度和灵活性都比人类医生来得好,尤其适用于高难度的手术。而在系统终端,医生所操控的计算机拥有可拍摄二维图像的摄像机,并将人体内的情况利用三维图像清晰地显示出来,让医生可以监控整个手术过程。目前这款手术机器人已经协助完成了近300万例的手术。

    四、特点

      各大厂商纷纷在智能硬件领域长线布局,智能硬件产业飞速发展,主流产品如智能手环、智能 手表、智能插座、智能路由器、智能电视、智能家居与智能健康、智能驾驶汽车、消费级无人机等产品等纷纷涌现,智能硬件开始向大众市场渗透。智能硬件是一个快速发展的产业领域,新产品、 新技术、新应用、新模式层出不穷,产业边界在不断变化,并呈现以下主要特点[4]。

      根据目前的产业状况,以产品的形态来看智能硬件包括可穿戴设备、智能家居、智能车载、智能无人系统、智慧健康以及其他面向消费和工业领域的智能化产品。智能硬件在本质上,是基于智能芯片、大规模集成电路、互联网及移动互联网、软件与应用、大数据和云计算、人工智能和虚拟现实、新能源和新材料以及生物技术等前沿技术领域的发展,跨界融合而形成的全新的产品形态。

      目前,发达国家均认可智能硬件是抢占未来信息化制高点的重要的途径和战略举措。在国际上, 以苹果、谷歌、微软、Facebook、特斯拉、高通等为代表的国际巨头,投入大量资源进行智能硬件技术研发和市场培育;在国内,百度、阿里、腾讯、小米、京东、乐视、360、华为、联想等企业也投入巨资构建自己的产业生态体系,快速推动智能硬件产业的发展。
    当前,全球正处于万物互联时代,物联网社会已经到来。随着前沿技术发展、企业和资本的广泛参与,智能硬件正快速的拓展到经济与社会的各个领域,释放和催生工业、农业、服务业、节能 环保、商贸流通、交通能源、公共安全、社会事业、城市管理等各个领域的新需求。智能硬件通过产生全新的生产制造和商业应用模式,激发大众创业、万众创新活力,大幅提高产业发展的质量和效率,为经济结构调整和产业转型升级创造了全新的发展空间,形成新的经济增长极。

      伴随各大领域企业竞相构建智能硬件生态,行业发展已从单品之争转向平台之争,平台的重要 性日益凸显。在智能硬件底层软硬件技术公共服务平台方面,国内外直接或间接竞争对手有苹果智能家居平台HomeKit和车载信息平台CarPlay、三星智能家居平台SmartHome、Google智能家居系统Brillo和车载信息平台Android Auto、百度智能健康设备平台dulife、小米生活服务平台 MIUI 6、阿里巴巴物联网平台、腾讯“QQ 物联”智能硬件开放平台、杰升科技机智云等。

    五、发展现状

    (一)智能硬件产品形成一定的比较优势

      可穿戴设备发展较快,企业保持全球前列。从全球市场看,据IDC最新数据显示,2016年第三季度全球可穿戴设备出货量排名中,小米公司占据第二,市场份额约为16.5%。我国企业步步高凭借儿童智能手表等产品,出货量也处于全球领先地位。从国内市场看,2016年第二季度中国可穿戴设备市场出货量为954万台,同比增长81.4%。中国可穿戴设备市场的高速增长主要依靠本土厂商在细分市场的精耕细作,及其综合实力的快速成长,这主要体现在4个方面:产品由硬向软的转变;功能由小到大的成长;渠道由点向面的覆盖;市场由内向外的扩张。智能家居稳步增长,应用标准和平台逐步形成。由于智能电视渗透率即将步入瓶颈,增长速度逐步放缓,而小家电及其他智能家居产品还未进入爆发期,因此国内智能家居市场总体仍将保持增长,但是增长速度在缓慢下降。家居平台和应用标准逐步形成,我国企业海尔、阿里巴巴、百度、小米等均已建立不同类型 的智能家居应用平台,如海尔的平台具备较完善的软 件和硬件开发API标准、大数据平台、开放的SDK等。 此外,互联网企业在布局智能家居时都在寻求适合的 跨界模式,与传统家居跨界合作频繁,以求相互取长补短增强竞争力。 我国无人机企业一家独大,带动形成成熟的区域产业链。我国企业大疆科技占据全球无人机市场约70%的份额,其中80%销量出口国外。核心技术方面,大疆自主研发的无人机飞控系统和航拍设备的性能业界领先,除自用外,还为下游制造企业提供飞控系统、任务设备和动力设备,加强产业主导能力的大疆的快速发展带动珠三角地区形成完整的无人机产业链,涵盖机架、电池、电机、云台、飞控系统、整机集成、投资、供应链服务、爱好者社区等关键节点,并辐射北京、上海。但如今Intel、高通、3DRobotic等国际企业布局加 快,加强了在消费级无人机芯片、飞控技术上的研发,同时“效仿”安卓的产业生态策略,以基础技术开源为手段加快对产业链下游的控制,我国无人机产业面临开源技术生态竞争,存在控制力下降的风险。

    (二)核心技术环节仍然薄弱

      MCU与短距离芯片仍处于追赶阶段,低功率广域网芯片抢占先机。在MCU方面,中国本土的MCU供应商在2016年稳步增长,代表企业如中颍、Gigadevice 和晟矽微都保持14%的年增长速度,但国产MCU主要仍以低端4/8位单片机为主,大部分仍用于消费电子、 家电、水表等专用市场。在短距离通信芯片方面,2015年国内Wi-Fi芯片迅速增长,国内大多厂商均成立于2000年以后,以中小型企业为主,成熟应用产品仍较少。在NB-IoT方面,我国相关技术发展较早,并利用先发优势,计划推出相应芯片,如华为海思作为 NB-Io主导方,计划推出NB-IoT商用芯片。新型传感器缺乏布局,产品性能与国外差距明显。我国传感器总体水平较国外差距较大,对于新型传感器缺乏布局。运动传感器普及度较高,ST、博世等国际大厂技术领先(性能稳定)、规模大(ST累计90亿 颗)。而国内传感器品类单一、规模小,技术水平总体较低。如格科威和豪威CMOS传感器出货量占据全球一半的市场份额,但是市场规模合计只有15%,充分体现我国CMOS传感器主要面向低端市场,缺少高端产品。此外,在光线、温湿度、距离、心率传感器等趋势性 应用领域基本空白。AMOLED产业为韩国三星垄断,柔性显示发展较慢。在AMOLED方面,小尺寸AMOLED面板三星的市占率逾95%,为打破垄断现状,国内厂商在此领域纷纷布局,京东方(2013年年底)、和辉光电(2014年年底)成功量产,华星光电、国显光电、天马、信利等企业也积极建设AMOLED生产线。在柔性显示方面,三星 显示器主宰了市场,国内企业仍处于追赶状态,产业链相对不够成熟,相关材料及设备均要依赖进口,人才和技术仍是弱项。

    六、未来发展趋势

    (一)随着国家战略性扶持力度的加大,智能硬件的发展将呈现出不断增长的趋势[5]。

      在中央及地方政策不断完善。国家出台一系列政策,成立联盟或产业基地,发力支持智能硬件产业的发展。包括国务院《关于积极推进“互联网+”行动的指导 意见》、发改委《“互联网+”人工智能3年行动实施方 案》、工信部《新兴智能硬件产业创新发展专项行动》、北京成立中关村智能硬件联盟、上海成立“科技50”智能硬件产业基地等。此外,产业相关标准正在完善,包括《智能硬件白皮书》、《中国可穿戴联盟标准》等。

    (二)智能机器人的使用将会是未来发展的重头戏。

      现在智能产品普及率高,人们享受到了科技带给人们的便利。但是,相对于智能手表,智能手环等智能产品而言,智能机器人的使用还不是很广泛,普及性不高。国外科学家们正在努力开发智能机器人,使之成为未来智能硬件产业的一个“开拓者”。在未来可能会面临一种情况,如:繁重的家务活、精细的手术、有危险的技术操作等一些体力劳动工作,都可以依靠机器人来完成,甚至一些脑力活动也能被机器人所取代。在未来,智能机器人的使用也将会实现爆炸式的增长。相关数据显示,在 2014 年,美国、德国等国家每10个工业人员,就会使用1台以上工业机器人。全球工业已经进入以大数据、云计算、智能机器人和 3D 打印技术等为典型代表的“第四次工 业革命”[6]。在未来,智能机器人将在工业领域大展身手。

    七、参考文献

    [1]赛迪智库. 智能硬件产业发展白皮书[N]. 中国计算机报,2018-12-24(008).
    [2]2019-2023年中国智能硬件行业深度调研及投资前景预测报告.
    [3]李天祥编. ANDROID物联网开发细致入门与最佳实践[M]. 2016 第14页.
    [4]AVC.2016上半年智能硬件行业发展总结与趋势展望[R]. AVC,2016.
    [5]易观智库.中国创新智能硬件市场发展专题研究报告[R]. 易观智库,2015.
    [6]李碧生.把握智能制造机遇 推动工业转型升级——西安工业经济智能制造革命浅析[J].经济研究导刊,2018,(19):46-47.

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  • 中国信息通信研究院:移动智能终端暨智能硬件白皮书(2016).pdf
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