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无传感,不物联!2019智博会论坛对话“智能网联”新场景

当下,智慧化的生活场景不再遥不可及,最常见的应用是:将实时信息转化为数据,通过互联网把海量数据上传至云端处理器,再利用人工智能等技术对大数据进行归类分析,从而得出下一步操作指令;随后再次通过互联网把操作指令回传至装置设备,从而达到万物互联的智慧化场景。

事实上,这种闭环式的应用已经在智能家居、智慧楼宇中初显成效。但此过程中也发现,确保信息转化的快速性、准确性、差异性是极其困难的。对此,被称为“电子设备的五官”的传感器,适配上微处理器、人工智能、边缘计算等新技术,将会成为物联网系统中的关键组成部分。

日前,一年一度的中国国际智能产业博览会(简称智博会)在重庆举行。期间,以“智能网联 感物芯声”为主题的传感器与物联网高峰论坛在重庆市北碚区举行,来自国家工信部、信通院、各地产业协会、传感器制造商、物联网服务商等数百位国内政产学研的专家和代表齐聚一堂,探讨目前传感器和物联网两大产业的发展现况,挖掘未来“智能网联”的新场景和机遇。

传感器产业现状:高端依赖进口,中低端走出国门

传感器,看似简单的三个字,所涵盖的内容和应用非常之多。从概念上看,传感器是能感受被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置(GB/T7665-2005),它通常由敏感元件和转换元件组成,可以将物理量、化学量、生物量转换为便于算数、转换、处理、显示的电量。

传感器的种类多达数千种,包括加速度计、陀螺仪、磁传感器、压力传感器、温湿度传感器、流体传感器、红外图像仪、温度传感器、氧传感器、爆震传感器、光传感器、硅麦克风、近距离环境光、超声传感器、红外夜视仪、心电传感器、声学传感器、脑电波传感器等等。

中国信息通信研究院总工程师史德年罗列相关数据称,目前全球传感器应用最广泛的四大领域分别是通讯(23%)、汽车电子(23%)、医疗电子(18%)和工业电子(18%),它们之间的份额相差并不大。具体来看,智能手机带动了基于双摄像头的3D 感知技术快速发展,未来将开启3D地图、虚拟现实等新型应用,同时推动了指纹传感快速起量,新型指纹传感技术快速涌现;汽车传感器中,加速传感器、压力传感器、陀螺仪三者占据了超过95%的市场份额;工业电子中,传感器已经在石油、冶金、电力、机械、汽车、纺织、印刷业中成熟应用,但基本是一些上规模工厂正在推广使用;医疗电子方面,生物MEMS是医疗传感器的重点发展方向,由于其成本较高,我国在该领域基本处于空白阶段。

另一项数据显示,随着我国物联网的迅速崛起,传感器产业高发展内市场规模持续快增长,年均增速度超过 20%。2018年,我国传感器产业市场规模达到1472亿元人民币。预计到2022年,将增长至2327亿元人民币。

中国传感器与物联网产业联盟副秘书长、西安中星测控有限公司总经理谷荣祥认为,如果要比较准确地分析中国和国外的差距,必须要从细分领域来着手。他指出,从技术层面来看,目前中国高端传感器的进口量达到80%,反而中低端传感器方面发展迅猛,已有60%~70%品种基本满足市场需求。从应用领域来看,消费电子里有瑞声声学、歌尔声学两大MEMS声学传感器制造商,两家产值占到全世界的15%左右,供货给苹果、华为等响当当的顶级消费类品牌;工业传感器的水平差距慢慢在拉近、赶超,个别的通用型工业传感器已经广泛出口海外;再有汽车传感器方面,中国与国外先进水平差距较大,这是由于中国汽车产业的发展起步晚、缺乏较大规模的汽车厂商及品牌优势所致。

至于智能传感器,国家智能传感器创新中心研发副总裁焦继伟指出其四个发展特点:一是企业规模小,自主创新困难,多数产品在中低端领域,价格竞争激烈,附加值较低;二是产业化效率低,产业配套不足;三是传感器产品种类多,市场跨度大,不同行业的需求不尽相同,信息沟通渠道不畅通;四是传感器的技术壁垒高,开发周期长,社会资本将其评为高风险项目,导致资本不积极,缺乏长期战略投资。

综上所述,中国传感器产业的发展长短板明显,关键还是要看如何落地、从场景中变现。

物联网产业现状:叫好不叫座,企业利润率不高

对于物联网(IoT)的概念,相信大家都不会陌生。物联网技术分为感知层、网络层和应用层,其中传感器与执行器、RFID、二维码、智能装置等位于感知层。

目前物联网产业应用分为三大主线,一是消费性物联网,主要是国民日常生活相关的消费电子、可穿戴设备、智能硬件、智能家居、车联网等规模化的消费类应用;二是生产性物联网,主要与工业、农业、能源等传统行业深度融合形成的产业物联网,借助物联网的优势实现降本增效;三是趋向未来的智慧城市物联网,基于物联网的城市立体化信息采集系统,构建出一个人与物、物与物高度网联的信息化智能社会。从全球范围内看,三大应用发展的速度基本同步;而中国本土的政策驱动型物联网应用,已经远远快于海外市场。

近年来物联网应用层出不穷,但一直未能激发出消费市场的热情。如今随着5G商用的临近,物联网或将迎来新的发展机遇。作为中国移动的子公司——中移物联网有限公司智能感知产业中心总经理李晋刚也在会上分享了其对“智能物联”的理解。他指出,国内IoT概念依旧火爆,但做IoT的公司盈利能力却不尽人意,中移物联网准备迎接5G通信的到来。

华为无线产品线产业发展部总裁朱成也强调了5G通信对万物互联的重要性。物联网设备设备每天都产生着海量的数据,随着链接终端指数级增长,只有高速率、低时延、广覆盖的5G通信才能承载传输海量数据,并上传至处理端进行分析操作。今年7月中国和3GPP联合向ITU提交“NR+NB-IoT”作为5G IMT2020,这意味着NB-IoT可在NB in-band部署,支持接入5G核心网,这将会是IoT产业步入5G商圈的一个重要机会。

“对此,在芯片方面,明年华为将发布NB-IoT芯片Boudica200,该款芯片将支持3GPP R15,拥有更高的集成度,安全性能也将进一步提升,同时还将拥有更好的开放性。” 朱成对未来充满希望。

两者如何结合?业者纷纷献言

了解完传感器与物联网两大产业现况,最关键的议题还是在于两者如何结合。

中电科技集团重庆声光电有限公司传感器中心副主任杨靖提出三个建议,一是另辟蹊径,要关注一些高端的新材料、新工艺、新技术的传感器,避免在红海市场中厮杀;二是构建平台,汇聚各大小企业的力量,快速形成产业规模优势;三是以应用市场为导向,找准应用刚需,提升产品和服务的附加价值。

中国载人航天工程原副总设计师、国际宇航科学院院士沈力平建议,在充分注重传感技术领域的基础理论、材料、工艺的同时,企业要突出重点,明确优先发展的方向。例如智能化传感器、MEMS无线网络化技术、微能量获取技术、新型敏感原理探索和实用研究、新型敏感材料研究、传感器/敏感元件长寿命、高可靠度研究、特殊恶劣环境使用的对抗措施研究等,这些都是又实用又有价值的研究议题。

万物工场总经理、联合创始人王勇用“感、智、慧、能”四个字,来展望万物互联的未来形态。“感”就是IoT感知层上的元器件,它们就像人体上的器官,感知外界环境的变化;“智”是数字化,把信息转换为数据;“慧”是人工智能,知道使用者心中的所思所感,需要算法、大数据、网络化;“能”是最后的赋能阶段,让人们真切感受到生活的便捷化和智慧化。

“从管理层面来看,中国传感器企业的突围战略也有四个,先做减法,满足场景体验;再做加法,增加传感器的技术水平;随后做乘法,快速复制可行性方案,达成指数级拓展;最后是除法,市场形成规模化之后,一定要把成本控制下来。”王勇分享道。

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Momo Zhong
国际电子商情(Electronics Supply and Manufacturing-China)助理产业分析师,专注于PCB、电子工程、移动终端、智能家居等上下游垂直领域。
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