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2021年十大热点应用趋势展望

根据SIA于2020年底发布的WSTS行业预测显示,2020年全球半导体年销售额将增长5.1%,2021年将增长8.4%,高于7月份发布的WSTS预测。

半导体行业的正向增长,反映出终端应用市场的持续爆发力。回顾2020年,除了新冠疫情下医疗设备行业带来的直接“红利”外,由此衍生的远程教育、远程办公以及由“宅经济”催生的智能家电、PAD、PC等市场也重现活力。oJxesmc

展望2021年,疫情催生的“线上”经济和“宅经济”仍将延续发力,而由5G带动的社会数字化变革也将迎来新风向,主要体现在5G基站及终端、AIoT、数据中心、智能座舱、智慧工厂、新能源汽车充电桩、Mini LED新型显示以及医美等市场的巨大市场潜力!oJxesmc

1、中国领衔5G商用,3年内模组下探至20美金

2020年,全球5G虽受新冠疫情影响但仍有不小进展。截至2020年底,全球41个国家约130家运营商正式商用5G网络,5G站点超过100万站,用户数达2.4亿,5G手机出货量达2.8亿部。oJxesmc

美国5G商用受限于频谱(仅限毫米波)的覆盖问题而延缓,截至2020年年底仅建成约5万个5G基站;德国由运营商德电领头于2020年规划建站1.6万个;法国规划2025年实现1.2万个5G站点部署;英国、瑞士、意大利等国进程均不及预期;韩国全球最早商用5G,政府正通过加大投资、减免税收与频谱费用等措施刺激商用进程。oJxesmc

相比之下,中国5G商用进程最快。截至2020年底,中国已建成70万个5G站点,占全球基站总数的70%,5G终端连接数超过1.8亿个,用户数超过2亿。在通信模组方面,截至2020年底,全球共发布300余款5G终端,中国模组厂商贡献了>50%的占比,尤其是工业模组中国占比高达70%以上。oJxesmc

模组价格是阻碍5G普及的关键原因之一。据《国际电子商情》统计,2020年5G模组单价在100美元左右,同期4G模组为15美元,预计2021年价格下降到70-80美元,2022年下降到40美元,2023年下探到20美元。oJxesmc

从终端出货量来看,预计2021年全球5G手机出货量在5亿部以上。5G CPE是继手机之后竞争的重要赛道,预计到2025年全球5G CPE销售将突破1亿台,市场规模达到600亿元。oJxesmc

因5G应用场景广泛,除手机和CPE外,5G赋能工业、教育、医疗、汽车应用的远程控制、机器视觉、视频回传、人员和设备定位等刚需,预计2021年将领先起量。在2020年疫情期间,智慧教育领域就催生出了5G+超高清远程互动教学、AR/VR沉浸式教学、全息课堂等众多新业态。此外,5G+工业应用中的摄像头、AGV、移动巡检、工控机、无人机等均有望在2021年爆发新商机。oJxesmc

2、物联网进化为智联网的“ABCDI”战略

全球物联网市场将于2025年踏入1万亿美元大关,并以“智联网”为终极目标不断革新。这一过程中,物联网产业逐渐展现出独有的“ABCDI”战略。oJxesmc

AIoT是智能物联网,基于IoT的广泛连接,融入AI技术的数据分析、深度学习能力,以便在更多场景下实现不同的“智能化应用”;BIoT是基于建筑物联网构建智慧城市,进一步提高IoT连接的广泛性、时效性和安全性,惠利于更多的普通民众;CIoT是面向需求侧的消费性物联网,即移动物联网,其应用涵盖的范围最广,但要求应用操作简单、易于推广;DIoT是配电物联网,是传统电网行业的信息化变革成果;IIoT是具有生产性质的工业物联网,要求达到最高标准的安全性、精密度和效率性。oJxesmc

其中,IIoT和CIoT的市场增长速度将齐头并进,预计有3倍到5倍的增长率。AIoT和DIoT受限于现有技术和应用水平,在科技较发达的国家及地区增速较快;而BIoT总体仍在积累阶段,疫情过后将会出现大量的防疫、医疗等细分应用。oJxesmc

事实上,没有一家企业可以满足于整个物联网市场的需求,因此“产业生态圈”将是整个物联网产业链发展壮大的“加速键”。oJxesmc

据观察,IoT产业生态可以划分成硬件、网络连接、平台及各领域的应用服务四个层次。其中,硬件是实现物联网运载功能的基本,芯片(通信芯片、定位芯片等)、传感器(物理传感器、化学传感器、生物传感器、RFID、摄像头等)和无线模组(通信模组、定位模组)等相关厂商将迎面朝阳。网络连接是根基、物联网平台是枢纽,两者的合作将更加紧密。最后的应用服务则是垂直行业拓展价值的出口,包括可穿戴设备、智能硬件、智能家居、车联网等消费类产业链正蓄势待发。oJxesmc

3、“社会数字化转型”催生数据中心大幅增长[!--empirenews.page--]

虽然人们已经习惯了网上购物、网络搜索、社交媒体和在线娱乐,但2020年新冠肺炎疫情的爆发让我们前所未有地依赖着这个数字世界——电子商务、游戏和视频直播在内的在线活动显著增加;远程办公、远程医疗和在线学习改变了人们的工作和教育模式——从某种意义上说,数字化几乎融入了我们生活的方方面面。oJxesmc

而当人们意识到自己所生活的世界和生活的方式将发生重大改变时,社会和企业也开始利用广泛普及的能力去扩展和改进数字化基础设施,他们对数字技术的态度从此前的“渐进式采用”转变为“变革性采用”,这成为了半导体行业的发展良机。oJxesmc

特别是在中国,由于云市场持续走强、电子商务等在线资源的使用增加,以及远程工作的激增,更多的数据中心和5G基础设施建设正在兴起,这些都是“新基建”项目的一部分。综合产业发展现状,《国际电子商情》认为2020年全球服务器出货量将比2019年增长9%左右。oJxesmc

在这一进程中,平顺的网络、虚拟化部署的普及以及无处不在的人工智能成为“社会数字化转型”的三大趋势,涉及的技术包括用于计算、存储、连接的高速骨干网络;基于人工智能的数据压缩;高性能存储与计算;分层人工智能;低延迟、高可靠、低功耗的无线网络连接等等。但与此同时,数据中心对能源的巨大消耗,也促使半导体行业必须采用创新方案去解决功耗加速的问题,并使“能耗曲线趋平”。oJxesmc

4、智能座舱竞争升温,驾驶员监控系统(DMS)被看好

智能座舱之所以能成为汽车智能化发展的重点,一方面原因在于随着消费者需求层次的不断提升,他们会逐步将对手机应用的喜好迁移到车载娱乐信息系统上,如导航、音乐、视频、社交功能等;另一方面则源于进入2019年后,自动驾驶商业化遇到了不小的挑战,而智能座舱功能的落地尽管要整合多个屏幕显示(中控、仪表、抬头等)、驾驶员监控、车联网、娱乐系统及部分辅助驾驶功能,但由于不涉及底盘控制,安全压力小,技术实现难度低、成果易感知,有助于迅速提升产品差异化竞争力。因此OEM在等待自动驾驶关键技术成熟的档口,开始逐步将精力转移到智能座舱的落地。oJxesmc

从“电子座舱”到“智能助理”,再到“人机共驾”,直至最终实现“第三生活空间”,智能座舱的发展历程通常被分作以上四个阶段。以“智能助理”阶段最有希望成为标配的驾驶员监控系统(DMS)为例,作为将于2022年在欧盟范围内强制执行的技术,其核心应用包括驾驶员疲劳检测和注意力集中监控,OEM厂商还可以通过手势控制等增值功能实现差异化竞争。长远来看,DMS将在汽车半自动驾驶中发挥关键作用,其市场份额预计将从2020年的1000万美元增长至2030年的21亿美元。oJxesmc

而在“人机共驾”阶段,考虑到在电子控制单元(ECU)向域控制器(DCU)的电子架构过度中,车载影音娱乐底层硬件的计算能力快速增强,“一芯多屏”正成为现实;自动驾驶辅助系统(ADAS)的丰富功能增加了驾驶员处理信息的难度,在面临即时性信息处理的需求下,更加需要智能交互与显示;AI引擎逐步成熟,大幅提升了智能化体验。在这一背景下,搭载安卓汽车车载信息娱乐(IVI)系统的新车出货量,将在2027年和2029年分别超过基于QNX和AGL的IVI系统出货量,并在2030年达到3600万辆的规模。oJxesmc

5、机器视觉赋能智慧工厂,但需警惕“制裁大棒”

在新冠疫情的冲击下,自动化程度越高的制造工厂受到的影响越少,越能提前复工复产、抢占市场先机。这让全球企业对工厂智能改造燃起昔日的热情。oJxesmc

数据显示,越来越多的机器视觉产品出现在工厂里。因为机器人+机器视觉技术这种操作相对简单、编程相对方便、导入生产时间相对短、收效较明显的综合方案,逐渐成为智能工厂升级的助推器。oJxesmc

以一座汽车生产车间为例,它需要上万个传感器,包括视觉、红外、射线、温湿度、振动、位移等各类传感器,同时还要配置搭载了工业摄像头的500台自主移动机器人(AMR)、数百台的自动导引车(AGV)以及2000部手持设备。oJxesmc

这些机器视觉产品除了应用在传统的运输货物、安全监控、考勤识别外,还正在拓展到精密自动化生产、物件追溯、进出库管理、质量检测等制造环节上。[!--empirenews.page--]oJxesmc

此外,机器视觉还可以结合XR技术应用到创新型硬件产品,以便于实现更高程度的人机协同。例如工业智能眼镜,可以替代如今普遍的手持设备,帮助一线员工更直观地进行虚拟培训及远程支持,预测其连接数量将从2021年的383万副增加到2025年的2500万副。未来还可能出现工业智能头盔、工业智能手套、工业智能工具手等新兴工业硬件。oJxesmc

值得一提的是,在中美贸易纠纷的大背景下,机器视觉技术及其应用行业已经成为“科技制裁大棒”的主要打击目标。在此提醒相关产业链,需要时刻警惕供应链风险,同时加快生态圈的信息共享、资源互补,进一步推动机器视觉与其他产业的深度捆绑,以产业大融合的利好效益去抵消外部不确定性。oJxesmc

6、“新基建”推升充电桩设备市场,2025年规模将超400亿元

充电桩作为新能源汽车的配套设施,其市场规模和布局数量与新能源汽车销量数据息息相关。oJxesmc

2020年11月,国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》指出:到2025年,新能源汽车新车销售量要达到汽车新车销售总量的20%左右。同时,《国际电子商情》综合数据显示,2020年中国新能源汽车销量突破110万辆,2020-2025年的CAGR将超过35%。预计到2025年,新能源汽车销量将达到约540万辆,届时纯电动汽车占新能源汽车市场份额90%以上。另外,截至2020年11月底,全国累计建设充电站4.3万座、换电站528座、各类充电桩149.8万个,车桩比约为3.1∶1。oJxesmc

综合以上数据可推出,在“新基建”加速的背景下,充电设施建设量也将大幅提高。随着车桩比进一步提升,车桩比例2:1的目标或将能在2025年实现。oJxesmc

充电桩主要由桩体、电气模块、计量模块等部分组成,其主要元器件有充电模块、功率器件(IGBT)、配电滤波、接触器、断路器、插头/插座、变压器、保护设备、电度表,电池、管理辅助设备、显示屏等。从成本构成来看:充电桩的充电模块约占总成本的50%,APE有源滤波约占15%,电池维护设备约占10%,监控设备约占10%。在充电站的成本结构中,充电机约占51%的成本,变压器约占9.7%,APE有源滤波约占7.3%,无功补偿SVG约占7.3%,电缆/电池维护设备/配电柜/监控设备均约占4.9%。oJxesmc

而建设一个充电站的投资成本约为250万元,其中配电设施成本在160万元左右;一个普通桩的成本均价在5千至2万元,一个快充桩的成本普遍在10-15万元之间。预计从2020年到2025年,中国充电桩设备市场将从62亿元跃升到439亿元。由此可大致推断出,2025年,充电模块器件市场至少有200多亿的红利是由充电桩/充电站设备带来。oJxesmc

7、“颜值经济”时代,激光医美设备机遇到来

在“颜值经济”时代,人们的审美意识更强烈,对美的要求也不断提升。近年来,医美市场的发展与日俱增。《国际电子商情》综合数据显示,中国医美市场早2018年就突破了2000亿元,2018-2022年期间,年复合增长率约为20%左右,到2022年,市场规模将超过4800亿元。不过,一般传统医美机构的获客营销成本大致在三至五成,药品器械的成本只占二至三成。oJxesmc

医美设备涉及到的元器件有:激光器及其他光学器件、印制电路板、显示屏、晶体管、电容电阻、芯片、电源模块、变压器、电机等,这些器件可组装成激光/射频/超声刀/超声波等功能不同的设备。其中,激光医疗美容是当前增长较快的子市场之一。2020年,中国激光美容服务市场规模突破120亿元,2021年将增至134.5亿元。该市场的增长也加大了激光美容仪的需求。2020年,中国激光美容仪的市场规模约为11.6亿元,到2021年将增至13.5亿元。oJxesmc

目前,主流的医疗激光设备供应商有以色列的飞顿、美国的科医人和赛诺秀、德国的欧洲之星、中国的奇致激光、半岛医疗、吉斯迪、中国和以色列合资的赛诺龙等。不过,由于国内美容技术起步较晚,约80%的中高端激光医美设备市场被外资设备厂占据。oJxesmc

另外,国内制造商在射频及超声刀医美设备方面的表现仍待提升,虽然基于射频设备的热玛吉、热拉提等项目已经得到国内外市场的验证,但是相关设备的核心技术主要掌握在美国、以色列企业手中。目前,第五代热玛吉设备和超声刀设备均暂未取得国家药监局的认证。oJxesmc

8、miniLED出货量将增长180%,挤占白光OLED市场[!--empirenews.page--]

WOLED(白光OLED)当代仍是OLED大尺寸面板市场的主流解决方案,以2020年LGD在广州持续推进8.5代WOLED工厂产量为代表。但在喷墨印刷OLED技术正式成熟之前,采用蒸镀技术的WOLED作为大尺寸OLED面板解决方案,成本也依旧居高不下。oJxesmc

在大尺寸面板领域,miniLED作为LCD技术的延伸,始终被认为是LCD向OLED过渡的重要解决方案。在国内10.5代工厂最具成本效益的65寸面板产品上,部分miniLED产品开始采用量子点加强的薄膜层,不过在背光成本上,仍然达到了QDEF(LCD量子点加厚薄膜)的2倍之多。oJxesmc

乐观面在于随技术的进步,miniLED如今与OLED的成本变化已经构成了剪刀叉的趋势,目前65寸4K miniLED面板成本比WOLED低了10%,虽然仍远高于传统LCD面板,但miniLED已表现出相较WOLED的竞争力,并逐步挤占WOLED的市场。当然无论是miniLED,还是纯粹的QDEF、量子点技术都在其中占据了愈发重要的位置。oJxesmc

2021年,miniLED出货量预计将增长近180%,更多的电视制造商将发布miniLED背光的LCD电视。三星预计此类电视目标年出货量会达到200万台。除电视外,新款iPad Pro可能在屏幕面板上采用miniLED背光。oJxesmc

miniLED背光在显示上,相比LCD具备天然的局部调光优势,可显著增大显示画面的对比度,与此同时在不牺牲亮度的情况下就获得更高的效率。因此miniLED背光也更易于制造满足HDR标准的显示器产品。另外将miniLED背光与QDEF做结合,最终面板还能获得广色域的显色,最终获得可与OLED面板接近或媲美的画质。oJxesmc

随着供应链技术及应用市场的逐步成熟,miniLED背光面板成本也正稳步下降,预计miniLED将主要应用在电视、笔记本电脑和平板设备上。预计到2025年,miniLED面板年总出货量将超4800万台。oJxesmc

9、PC处理器性能飞跃,AMD将吃下“半壁江山”

PC处理器在持续长达十多年的性能匍匐之后,竟然于摩尔定律放缓之际,出现了性能与效率的大幅提升,这在半导体行业十分难得。即便是这样,直到2020年下半年才姗姗来迟的10nm SuperFin工艺,以及Skylake微架构沿用数年的大背景,让Intel PC处理器性能与效率领先十多年的神话在2020年终结。oJxesmc

单看x86市场,AMD的PC处理器市场份额几乎已占据38%。在过去10年中,AMD的PC处理器市场份额曾一度下探到17.5%。而目前,Intel与AMD的桌面市场份额已十分接近,Intel已滑落至51.7%,仅领先AMD不到3个百分点。oJxesmc

从技术上来说,这主要得益于AMD Zen架构的诞生。2017年AMD抛弃了沿用了十几年的Bulldozer微架构,进行多层级的技术革新,在Zen初代和Zen 2达成了多核性能相比Intel的赶超,2020年末的Zen 3架构更是将AMD一直以来单核性能/IPC的短板彻底补上。oJxesmc

更重要的是,AMD从2017年开始转而与台积电合作,以Fabless的身份,在Zen 2架构之上以更灵活的方式为桌面处理器应用7nm工艺。反观Intel,则不仅在10nm工艺量产问题上遭遇阻碍,而且7nm工艺又再度延后了半年(即便Intel 7nm相当于台积电5nm工艺)。这对Intel当前面对的PC处理器窘境而言,可谓雪上加霜。Intel作为曾经全球最先进的晶圆Foundry,也终于在这两年开始落后于台积电。oJxesmc

从Intel的规划来看,预计在2021年新推的桌面级Rocket Lake仍将采用14nm工艺,表明其制造问题仍未得到根本解决;另一方面,Intel不排除将部分产品转给三方代工,亦成为其PC处理器市场发展的一大变数。来年AMD的Zen 3的大举来袭,以及传言中的5nm Zen 4,都对Intel造成了极大的压力。oJxesmc

预计在PC处理器领域,AMD还将吃下更多市场份额。加上苹果M1的催化,Intel在PC处理器市场上的处境,恐将比2006年Athlon 64上市之际更为不利。而对消费用户而言,PC处理器则难得出现了持续2-3年的性能推进小高潮,且此趋势预计还将推进1-2年。oJxesmc

10、AR/VR爆发尚早,5G是“必要但不充分条件”

AR/VR于2016年迎来元年,曾吸引全球超过200家巨头注资30多亿美金,同时又于2016年底泡沫破灭大批企业倒闭,投资热情冷却,主要原因归结于AR/VR软硬件及内容不成熟,无法支撑应用落地。oJxesmc

2016-2020年,AR/VR投资由狂热走向理性,这期间AR/VR产业发展已基本解决主要技术难题,如轻量化、像素网格化和眩晕问题。但AR/VR仍未爆发,市场仅限于“发烧友”级别的小众市场。在这期间,全视野内容产业链的缺失是最大掣肘,因此出现了Facebook、微软、苹果、谷歌等硬件巨头巨资收购AR/VR内容提供商的大量案例。[!--empirenews.page--]oJxesmc

在国际巨头锲而不舍的引领下,自2019年下半年开始,以华为、OPPO、vivo为代表的国产手机厂商也相继发布AR/VR新品,加上2020年新冠肺炎疫情开创了远程办公和远程消费者互动的新时代,市场再次把目光投向了AR/VR产业,所有关联企业都开始加大投入,而这次业界为AR/VR普及造的热词是“5G”。oJxesmc

那么,5G会是其普及爆发的决定性因素吗?在《国际电子商情》看来,5G是推动AR/VR向前发展的必要条件,而非充分条件!5G的作用有二:一是减少AR/VR工作时延至毫秒级,增强用户体验;二是5G促使VR/AR产业二次获能,加速VR/AR向教育、医疗、社交等多领域渗透,但5G仍不会解决AR/VR在硬件、应用软件、内容生态方面的顽固性问题。oJxesmc

2020年全球AR/VR市场规模仅为60亿美元左右。从长远来看,我们不否认AR/VR的商业价值,它将根植于各行各业的应用,但《国际电子商情》预判,2023年之前AR/VR不会迎来真正的爆发。oJxesmc

当然,2021年作为过渡期,依赖5G智能手机作为运算主力的便携式VR眼镜等产品形态,可能掀起终端跨领域整合的热潮。但值得注意的是,AR/VR从硬件到软件到内容的生态打造,都仅限于少数巨头不离不弃多年坚守,注定这终将只是少数巨头的游戏。oJxesmc

本文为《国际电子商情》2021年1月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击 这里oJxesmc

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