小米的最终幻想

小米的最终幻想,第1张

作者 | 尼古拉苏

数据支持 | 勾股大数据

1990年,美国首富比尔盖茨在华盛顿州西雅图的麦迪那区买了一块地皮,开始为自己建造一幢豪宅。七年之后,这幢豪宅终于完工,盖茨为此花费了113亿美金。这其中还不包括地价。

与传统豪宅相同的是,盖茨的豪宅地域广大,景观优美,功能齐备,极尽奢华,但与此同时,它与传统豪宅之间又有着极大的不同。它还是当世物联网智能家居的典范之作。

盖茨为这套豪宅取名“未来之屋”。

这就是人工智能赋能之下的万物互联,这就是IoT(Internet of Things,即“物联网”)。

很多人以为未来屋离我们还很远,其实未来屋早就来了。

站在2019年的时点上,很有必要地回头看看,物联网这颗潜伏多年的种子,将如何在中国这片土地上破土而出。

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手环背后的蝴蝶效应:万亿级别信息产业

1982年,在美国卡内基梅隆大学计算机系,三个懒于去买可乐的程序员聚在了一起,认真地 探索 了如何科学购买可乐。他们在可乐机里安装了微动开关,并连接到服务器上。这样,人们可以在电脑里查询可乐的数量及冷热。

这台可乐机叫做“Only”,因为它是世界上最早的、当时唯一物联网设备。随后一系列的物联网设备开始诞生。

那么,何谓物联网?

互联网把人连接起来不同,物联网是把万事万物连接在一起。物体通过传感器和嵌入式计算机系统,产生数据,通过网络进行数据交互,交织在同一张网络上, 最终实现任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联,成为无所不在的网络并进行无所不在的计算; 而数据连接成巨大的神经网络,可以自动产生决策。

以时下流行的小米智能手环为例,只要戴着这个轻巧的小东西,它就可以记录你的运动量,监测你的睡眠质量。你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,及时调整健身计划,还可以实时了解自己的 健康 状况。

物联网是智慧世界最后一张拼图。 高效、精准、解放人力,这是物联网的关键词, 而物联网背后大数据的积累,则是新的生产资料。 物联网之上,无数从未被搜集统计的信息被数据化,万物信息上传到云端,成为数字世界非常重要的一环。

你身上带上的小小的手环,可能成为你的生命系统重要的监护人。 物联网这只蝴蝶,扇动几次翅膀,足可引起中国大地上的一场龙卷风。

互联网的红利正在逐渐消失,物联网的世界正在到来。

2008年,第一届国际物联网大会在瑞士苏黎世举行,这一年,物联网设备数量就已经超过了地球上人口的数量。 美国研究机构Forrester预测, 物联网所带来的产业价值将比互联网大30倍,并将成为下一个万亿元级别的信息产业。

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米家会是“未来之家”?

GSMA智库预计,从2017年到2025年,产业物联网连接数将实现47倍的增长,达到138亿产业物联网连接;2017年到2025年消费物联网连接数将实现25倍的增长,到2025年全球范围内将会有18亿消费物联网链接。 互联网在枯竭,而物联网将成为推动 科技 市场增长的最大风口。

从物联网连接的渗透率来看,渗透率最高有智能计量、车联网、智能家居和安防。在这些领域的数据最有可能率先实现闭环,最先落地。

尤其智能家居。它是2019年物联网最大的变化的领域,以超预期的速度在快速增长。

StrategyAnalytics数据显示,2017年全球智能家居数量为164亿户,市场规模为840亿美元,预计到2023年,智能家居数量预计将达到293亿户,年消费额将达1550亿美元;2017年中国智能家居市场规模为908亿元,预计2017-2021年GAGR为4812%。

目前,“未来之家”的中国市场,已经突破了千亿体量。但是,“未来之家”究竟局里我们还有多远呢?

答案是,近在咫尺。

通讯技术的突破性进展,大大加速了未来之家的落地。近年来,NB-IoT技术的普及,能解决能耗、覆盖率与成本的问题,可以有效地满足地下管网、室内及偏远地区监测邓物联网需求,而5G的落地更是大大加快了物联网的进程——它能使网络时延降至1ms、速度高达20Gbps、密度高达每平方公里100万终端,更能解决高要求的物联网需求。智能家居一触即发,巨头们早早布局,加码抢滩。 “未来之家”最可能先将由谁来实现?

美国有谷歌、苹果、亚马逊,而中国有小米

目前,全世界消费级IoT(物联网)市场第一是小米,占全球市场份额19%,第二、第三、第四是世界级巨头——亚马逊(12%)、苹果(1%)、谷歌(09%)。超乎想象地,小米超越了BAT巨头,也超越了美国巨头,成为全球第一。

小米在物联网基础之上,衍生出了“米家”,空调、电视、扫地机器人、电饭煲、洗衣机、智能门锁等都可以链接到米家上,实现语音智能 *** 控。可以说,进入米家,就是进入当年比尔盖茨的未来之屋了,而目前小米开发的米家APP上,月活用户不断增长,已经突破了260万,单纯非小米手机的米家APP用户就超过了50%。

自1990年比尔盖茨开始建造未来屋以来,智能家居的概念就已经诞生,但几十年来智能家居一直离普通人非常遥远,这其中的推广之难显而易见。

那么,小米IoT又是如何实现的呢?

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小米提前布局的IoT生态链

智能家具有三大痛点:第一、商业通道的封闭性,非智能化的家居产品不能接入平台;第二、技术上没有打通,不同设备有不同的生产商,彼此不能互相连接,前两点都妨碍了智能家居间无法形成一个闭环。第三个痛点是成本高,质量差,性价比低,导致渗透增长率低下。

小米打造了庞大的产品线,构建了小米之家IoT生态链,IoT产业自此迎来转机。 今天,小米已经成为全球最大的家用智能硬件平台,没有之一。

小米对家居物联网关键领域都进行了卡位。2014年,小米推出智能手环开始,陆续推出空气净化器、路由器、净水器、电饭煲、无人机、扫地机器人、电动滑板车、声波电动牙刷、小爱音箱、蓝牙温湿度器、智能闹钟、行车记录仪。各项产品接入IoT生态链,能实现统一控制,互相协同,打造智能家具场景。

图:小米部分产品一览

此外,小米研发并生产了智能的互联互通的模组。 虽然产品不是同一个公司做的,但是只要用了小米的模组,不同设备就能互相连通。 这能帮助更多的产品接入到小米IoT生态链中。 例如,小米已经和宜家达成合作。宜家所有的全系智能照明产品,统统能通过ZigBee协议接入小米IoT生态链中。用户可以通过小爱同学和其他入口等控制宜家相关产品,并与小米其他IoT智能设备互联互通。除了宜家,小米还在全季上海虹桥中心酒店,与全季共同开发了智慧酒店系统;与”车和家“一起打造小爱同学车载解决方案。爱空间则推出了智能家居安装服务小米智能照明家装套餐。小米生态链渐趋完整。

第三点是小米一直坚持极致高效为根基的“性价比”路线。 这得益于过去的沉淀。小米一贯坚持高性价比路线,建立了高效的供应链体系。而小米有一个以“米粉”为核心的庞大的用户群体,使得产品能快速规模化生产,把成本控制在较低水平。

图:小米家居保持极高性价比

另一方面,是由于对产品的“专注”,保证了质量。小米产品这么多,但是只有手机、电视和路由器是小米生产的,其他的产品是采用投资的方式,孵化出不同的产品。小米直接在市场“抢”在细分领域数一数二的公司合作,每个公司都是专注在各自领域沉淀多年的企业, “专注性”保证了了米家的智能化设备保持高效和稳定。

2019年Q1,小米IoT平台已连接IoT设备数达到171亿台(不包括智能手机和笔记本电脑),环比增长137%,同比增长70%。高连接数使得产品保持高速迭代,IoT开发者平台全生态已经建雏形。

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IoT的未来谁主沉浮,小米会一直领先?

物联网市场规模可观,国内各领域巨头陆续布局。BAT等互联网巨头基于自身云计算优势,主要布局B端大型客户,只有阿里在C端消费级IoT相对成熟。而智能设备供应商中,华为、小米起步较早,通过打造自身设备连接平台,构建消费级IoT平台;OV在消费级IoT的布局尚未成形。

而阿里、小米、华为三者模式看似类似,但是细看大有不同:

从控制中心来看,小米、阿里起步较早,布局较全面。小米的小爱同学和阿里云的天猫精灵起步相近,华为起步较晚。

但从种类看,小米和华为控制中心布局较全,华小米和华为在手机端优势明显,华为的手机出货量比小米的高,但是小米的手机IoT配套显然比华为齐全。除了智能音箱和智能音箱外,小米还有手机、智能电视、智能手环等作为入口。

云计算方面,阿里无疑拥有最强的云计算能力。华为云整体优势大于小米,但是优势主要针对B端,在整体的应用层面,并不一定比小米突出。

IoT平台方面,阿里平台视之为物联网重点,因此阿里的平台搭建最成熟;小米次之,华为在智能家居领域的平台搭建不如前两者。

每个部分强弱不同,和各巨头发展的重点不同有关。阿里重点在于应用管理平台搭建和数据处理,华为凭借着海量连接以及NB-IoT技术,重点做底层的设备连接平台。而小米注重智能家居的整体生态。

而从C端物联网的流量分布来看,小米遥遥领先。全世界消费级IoT(物联网)市场第一是小米,占全球市场份额19%。小米名符其实地超越了BAT巨头,也超越了美国巨头,成为全球第一。

也就是从目前布局来讲,小米遥遥领先。

为什么是小米?而这样的成功有没有护城河呢?

首先,流量是物联网竞争的关键,能帮助小米避开BAT的流量垄断,小米手机+其他控制入口+智能赢家设备+IoT平台,构成了完整的闭环,自成护城河,而不需要导入BAT的流量。

随着生态链的完整,IoT业务开始呈现规模效应,在2019年Q1,IoT版块财务数据亮眼。2019年Q1,小米IoT与生活消费品部分营收达人民币120亿元,同比增565%。小米AIoT特征显著,呈现爆发式增长,反映出小米的AIoT领先优势。并且,AIoT业务已经开始兑现收入,未来预计进入高速增长期。

当年手机出诞生,人们只视之为可携带的通话工具,认为取代PC是痴人说梦;而未来屋的幻想的提出,当时也被无数人认为是幻想。而现在,小米经过了多年布局,梦想中的“未来之屋”真的要来了。

雷军在2019年之初再次喊出了,小米要全面AllinIoT,未来五年持续投入高达100亿,抓住人工智能、物联网时代的新风口。这是对业务战略重点布局方向的清晰界定,以"手机+AIoT"双引擎战略建立深厚基础,迎接5G、人工智能及万物互联等新技术周期。

小米的未来是什么?

小米的未来依然只会是小米,是AIoT最终及最初的幻想。

参考及引用:

[1]丛林基于技术、应用、市场三个层面的我国物联网产业发展研究[D],辽宁大学

[2]苏 美文 物联网产业发展的理论分析与对策研究[D],吉林大学

[3]郑欣物联网商业模式发展研究[D],北京邮电大学

[4]小米生态链战地笔记[M],小米生态链谷仓学院,中信出版社

[5]从亚马逊飞轮看小米的护城河[R],西南证券

[6]小米纪录片,一团火

[7]以硬件为入口逐步推进互联网变现的 科技 巨头[R],光大证券

[8]从亚马逊飞轮看小米的护城河[R],西南证券

[9]雷军致投资人公开信

[10]访谈,王自如对话小米副总裁

[11]虎嗅:小米生态链的未来在哪里[Z],江浩Corli

物联网作为战略性新兴产业的重要组成部分,是促进相关产业集群发展的切入点,具有重要的战略意义和广阔的发展前景。我国具有较好的发展物联网产业的比较优势,同时也面临着一些瓶颈制约,如缺乏统一的发展战略、核心技术缺失、标准体系不完善、地址资源缺乏、规模化应用不足等,必须采取针对性的措施,促进我国物联网产业的发展。 物联网是把所有物品通过射频识别(RFID)等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理的一种网络。物联网产业是由物联网芯片与技术提供商、应用设备提供商、软件与应用开发商、系统集成商、网络提供商、运营及服务商以及物联网用户构成的产业集群。美国、欧洲、日本、韩国等发达国家和地区高度重视物联网产业的发展,我国也将物联网纳入战略性新兴产业,并将采取一系列政策措施。本文对我国物联网产业集群发展的优势及存在的问题进行了分析,并提出了相应的对策建议。 一、我国物联网产业集群发展的优势 (一)具有一定的技术积累 中科院早在1999年就启动了物联网(传感网)研究,先后投入资金数亿元;《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和"新一代宽带移动无线通信网"重大专项均将物联网(传感网)列入重点研究领域。国家科技部、发改委、工业信息化部还专门立项对物联网的关键技术---射频识别(RFID)的研究和应用进行支持。科技部专门在先进制造领域设立了"RFID"专项,投入1亿多元对19个专题、近30家企事业单位进行了大规模的资助,从RFID芯片、关键 技术的研发到行业应用的整个产业链进行资助和培育。目前,我国在无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、移动基站等方面都已取得重大进展。 (二)在标准制定上具有一定的先发优势 在世界物联网领域,我国与德国、美国、韩国一起,成为国际标准制定的四大发起国和主导国之一,取得了在国际标准制定中的重要话语权。这将改变我国在计算机、互联网两次信息浪潮中双双落后的局面。目前,我国物联网(传感网)标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案已被采纳。为加强物联网标准化工作,2009年9月11日,中国物联网(传感网)国家标准工作组正式成立。中国物联网标准联合工作组也在积极筹备过程中。 (三)具有了较好的产业集群发展的基础 一是技术研究和产业集群初具规模。2009年11月12日,江苏省、中科院、无锡市签署协议,共同建设"中国物联网研究发展中心"。同一天,中国移动宣布将在无锡成立中国移动物联网研究院,重点开展TD-SCDMA与物联网融合的技术研究与应用开发,并同时建设物联网数据中心,以支撑物联网相关业务的落地运营。23日,中国电信物联网应用和推广中心、中国电信物联网技术重点实验室在无锡成立。24日,中国联通与无锡签订协议,合作推进WCDMA与物联网融合。 2010年3月2日,上海物联网中心成立。在产业化组织方面,早在2005年9月,上海就成立了"电子标签与物联网产学研联盟"。2009年11月和12月,中关村物联网产业联盟、传感网(物联网)技术产业联盟筹备工作组相继成立。二是产业基地发展迅速。国家的大力支持下,2009年8月7日,首个国家物联网园区在无锡建立。11月13日,国务院正式批准在无锡建设国家传感网(物联网)创新示范区。各地的物联网产业基地建设也快速推进。 (四)具有广阔的市场发展潜力根据美国权威咨询机构FORRESTER预测,到2020年,世界上物物互联的业务,跟人与人通信的业务相比,将达到30比1,意味着物联网产业要比互联网大30倍。因此,物联网被称为是"下一个万亿级的通信业务"。二、我国物联网产业化集群发展存在的问题 (一)缺乏一个明确统一的物联网发展战略和路线图 物联网作为战略性新兴产业,尚处于发展初期阶段,标准、技术、商业模式以及配套政策等还远没有成熟。与计算机和互联网相比,物联网的发展更加需要顶层设计、统筹规划和标准的统一。但到目前为止,我国物联网产业的发展,还基本上处于一种自发状态,部门之间、地区之间、行业之间的分割情况较为普遍,明确统一的国家物联网发展战略和路线图还没有出台,这种情况非常不利于我国当前及未来物联网产业的发展。在国家高度重视物联网产业的情况下,容易出现一哄而上的局面,从物联网相关企业股价的迅速飙升以及许多城市纷纷介入物联网建设,就可以看出这一点。 (二)物联网核心关键技术缺失 我国在物联网核心关键技术方面存在缺失,除下一代互联网等技术外,我国只有极少数企业拥有物联网核心技术。以RFID(射频识别)技术为例:RFID技术是物联网中的核心关键技术,但在全球RFID专利中,我国RFID专利申请量只有美国的65%,日本的457%3,而且多以实用新型为主,发明型专利数量较少。美国在芯片、编码、空中接口协议等领域拥有大批专利,其申请总量超过了欧盟、世界知识产权组织、日本以及我国大陆等多个区域专利申请总量的总和,高达53%。而日本、欧洲则在传感器技术上拥有巨大优势。即使在国内,国外企业和组织在我国申请的RFID发明专利授权量也占据主要地位。截至目前,全球许多国际组织和国家已制订出RFID标准,并加速向我国输出,随着国外RFID标准在我国的推广以及逐渐被我国企业接受,我国RFID国家标准的制定和推广将面临越来越大的挑战,国际标准在国内应用所形成了事实标准将会阻碍我国国家RFID(射频识别)标准的制定和推广。 (三)物联网标准规范体系尚不完善物联网产业的发展,涉及物体标识、信息感知、信息传输、信息处理等多个环节,包括了芯片与技术提供商、应用设备提供商、软件与应用提供商、系统集成商、网络提供商、运营及服务商等不同企业主体。虽然我国在物联网标准制定上具有一定的先发优势,但适应国内物联网产业发展的统一的标准体系尚未出台,使得目前很多物联网应用仍处于厂家各自为战的状态,终端厂商、应用厂商、集成商无法有效分工协作,产业分工不能细化,影响整个产业规模化的发展。随着物联网应用范围的不断扩大,标准规范的不完善将导致整个物联网产业的混乱。 (四)物联网地址资源匮乏物联网时代的网络发展,需要大量的IP地址,专家预计,未来五年我国物联网地址预计需求量在100亿。而目前互联网在IP地址资源上的不足,已经成为物联网发展最大的瓶颈。从总量上看,目前全球互联网IPv4协议能够提供的地址空间最多只有40多亿,且可分配的IPv4地址剩余量不足10%,并将于两年内消耗殆尽。从结构看,全球IPv4地址分布不平衡,截止2009年底,排名第一的美国的IPv4地址为1495亿,占全球已分配IPv4地址总数的50%。排名第二的我国的IPv4地址仅为232亿,占全球的777%。从发展趋势看,2009年度我国IPv4地址申请量为美国194倍,增长势头强劲。IP地址需求的快速增长及地址资源的不足,将使我国地址资源匮乏的问题更加突出。 (五)物联网规模化应用不足 我国物联网还处于发展初期,目前开展的物联网应用主要还局限于小范围的简单应用,难以激发产业链各环节的参与和投入的热情,庞大的行业和大范围的应用需求还没有被激发出来,使得当前物联网产业发展的规模性市场需求不足,一定程度上影响了物联网的规模化应用。同时,缺乏成熟的商业模式也是制约物联网规模化应用的另一重要原因。 三、促进我国物联网产业集群发展的建议 (一)尽快制定我国统一的物联网发展战略和路线图 一是分析我国物联网产业发展的优势和不足,明确我国物联网产业集群发展的指导思想、发展原则、发展目标、发展策略和重点任务;二是明确界定国家、地方政府和企业在发展物联网产业集群的地位、作用以及相互之间的关系;三是制定实施我国促进物联网产业集群发展的相关政策及配套措施。 (二)加强对物联网核心技术的研发和产业化工作一是在物联网核心技术,如RFID天线设计与制造、RFID标签封装技术与装备、标签集成、读写器关键零件、RFID测试技术和装备等方面,加强资金投入和技术研发;二是积极探索新的研发组织模式,将研发与产业化结合起来,建立物联网技术研发基地,聚集物联网研发人才和项目,开展物联网核心关键技术和相关产业关键技术的研发和产业化工作。 (三)加快物联网标准体系的建设坚持国际标准和国内标准同步推进的原则。一是在物联网基础标准领域,积极参与和主导国际标准的制定,进一步确立并扩大我国在国际物联网标准制定中的发言权。二是在国内物联网标准的制定上,以国际标准为基础,以我国具有自主知识产权的TD-SCDMA核心技术和网络为依托,制定和形成我国自己的物联网标准体系。 (四)积极推进物联网技术的示范和规模化应用一是加快IPv6下一代互联网的应用步伐。积极发展IPv6下一代互联网是解决目前互联网地址资源不足的有效途径。要尽快建立IPv4向IPv6过渡的有效组织机制,制度与措施,明确时间表,同时,出台相关激励政策,利用财税杠杆和专项基金等经济的手段,鼓励互联网应用提供商进行IPv6改造,加快IPv6下一代互联网的应用步伐。二要结合物联网技术的研发和标准的制定,以物联网运营企业(如中国移动、中国电信、中国联通等)为实施主体,发挥政府在推进物联网应用中的能动作用,以政府订购和首购的方式,在工业、农业、公共服务等各个领域开展形式多样的应用示范工程建设,包括环境监测、智能交通、智能电网、智能家居等,探索物联网价值链合作模式和产业规模化发展模式。 未来几年,全球物联网市场规模将出现快速增长,据相关分析报告,2007年全球市场规模达到700亿美元,2008年达到780亿美元,2012年将超过1400亿美元,年增长率接近20%。国内物联网产业,据赛迪顾问研究显示:2010年产业市场规模将达到2000亿元,2015年市场规模将达到7500亿元,年复合增长率超过30%,市场前景将远远超过计算机、互联网、移动通信等市场,拥有更大的市场份额,更好的发展前景。

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随着世界互联网技术的不断创新,其实绝大多数互联网的技术开始向我们的日常生活当中的智能设备也就是——物联网领域开始拓展,截止到今年上半年,全球物联网的连接数量在过去的短短两三年的时间内增速明显加快,目前市面上各类无线连接技术齐头并进,并没有谁有主导的优势,随着LPWAN技术以及5G的崛起,物联网的发展速度将会变得更为迅猛。目前使用的物联网设备总数达到了70亿连接。


而在这当中大家知道我们中国占比达到了多少吗?答案是超过了75%,也就是说全球超过四分之三的物联网连接应用都发生在中国,而这在世界物联网 历史 上连接数量超过非物联网设备!而且我们中国手里还有一张王牌,那就是5G!到今天5G其实还没有完全像大家手机当中的4G信号那样普及,但是 以物联网占比全球四分之三的基础加上领跑全球的5G通信技术,中国未来由互联网创造所带来的经济效益将会是爆发式的。



在数量基数上我们已经占据了优势,但是对于在物联网这块目前行业还没有一个完全统一的标准,一些涉及的互联网公司都在使用一套“自己独家”的标准,导致了在一些领域上大家无法实现互通合作,造成了一定的阻碍,消费者的体验感也停滞不前。


拿智能家居举例,国内一些不同设备制造商的设备接入不同的智能家居平台,不同平台之间协议、标准均不一致。为此设备制造商要耗费成本针对每一家平台进行适配。而不同标准的设备之间不能交互,即使目前有云端对接和语音服务融合的处理方式,依然有很多路走不通,例如近距离M2M通信、云平台之间的适配问题等。这样的问题既限制了物联网设备的发展,也阻碍了物联网应用的多样化发展。因此, 物联网的标准化是其市场进一步发展绕不开的问题。



但是大家别急,国内的互联网巨头像华为、小米已经开始着手制定物联网界的一套标准了。近日,国内多家互联网企业的巨头终于“强强联合”,成立了一个开放智联联盟:Open Link Association,业界称之为OLA联盟,联盟的管理人才已经吸引了像工信部原部长李毅、中国信通院院长刘多、倪光南院士等多位顶尖业界大佬,并且已经将属于我们自己的物联网标准初具雏形,这对于以后我国在智能物联网领域、智能一体化、互联网生活相通上的技术设备大统一将会产生里程碑式意义。


而这套联盟居然是大家熟知的“欢喜冤家”华为和小米两家公司带头制定的,小米多年来研发的IoT智能家居领域还和宜家达成了战略合作协议,宣布宜家的全系照明产品全面接入小米IoT生态,小米的IoT生态开放趋势越发明显。


然后是华为与京东达成战略合作协议,宣布华为HiLink将与京东小京鱼智能平台打通,实现华为的终端产品:手机,路由器,PC,穿戴式设备等将与京东全系列的智能硬件互联互通。这意味着,无论消费者购买哪一个平台的产品都能彼此兼容、比如,华为智能音箱、智能传感器可以联动采用京东协议的家居设备。


而一些国外及 科技 公司的技术产品,例如智能家居、手机控制、现代化 汽车 等等要想进入到中国庞大的市场物联网设备产品的体系当中来,可想而知肯定都需要遵守OLA联盟所制定的中国的物联网技术标准,而随着我们率先制定的物联网标准的出炉应用,凭借5G网络的绝对领先、物联网核心技术上的进一步突破,庞大 科技 型公司企业对物联网核心技术的研发和创新,不仅可以实现我国的物联网标准的“大统一”,甚至可以引领、推动全球在物联网技术标准上的联合,推动物联网的长效发展和进步!


随着国家新基建战略的加速推进,国内5G网络建设的步伐明显加快,物联网等产业所带来的一系列发展机遇也必将推动我国移动物联网进入一个爆炸式的发展阶段!

2017年中国半导体封装测试技术与市场年会已经过去一个月了,但半导体这个需要厚积薄发的行业不需要蹭热点,一个月之后,年会上专家们的精彩发言依然余音绕梁。除了“封装测试”这个关键词,嘉宾们提的最多的一个关键词是“物联网”。因此,将年会上的嘉宾观点稍作整理,让我们再一起思考一下物联网时代的先进封装。
智能手机增速放缓

半导体下游市场的驱动力经历了几个阶段,首先是出货量为亿台量级的个人电脑,后来变成十亿台量级的手机终端和通讯产品,而从2010年开始,以智能手机为代表的智能移动终端掀起了移动互联网的高潮,成为最新的杀手级应用。回顾之前的二三十年,下游电子行业杀手级应用极大的拉动了半导体产业发展,不断激励半导体厂商扩充产能,提升性能,而随着半导体产量提升,半导体价格也很快下降,更便宜更高性能的半导体器件又反过来推动了电子产业加速发展,半导体行业和电子行业相互激励,形成了良好的正反馈。但在目前, 智能手机的渗透率已经很高,市场增长率开始减缓,下一个杀手级应用将会是什么?

物联网可能成为下一个杀手级应用

根据IHS的预测,物联网节点连接数在2025年将会达到700亿。

从数量上来看,物联网将十亿量级的手机终端产品远远抛在后面,很可能会成为下一波的杀手级应用。但物联网的问题是产品多样化,应用非常分散。我们面对的市场正从单一同质化大规模市场向小规模异质化市场发生变化。对于半导体这种依靠量的行业来说,芯片设计和流片前期投入巨大,没有量就不能产生规模效应,摊销到每块芯片的成本非常高。

除了应对小规模异质化的挑战, 物联网需要具备的关键要素还包括 :多样的传感器(各类传感器和Sensor Hub),分布式计算能力(云端计算和边缘计算),灵活的连接能力(5G,WIFI,NB-IOT,Lora, Bluetooth, NFC,M2M…),存储能力(存储器和数据中心)和网络安全。这些关键要素会刺激CPU/AP/GPU,SSD/Memory,生物识别芯片,无线通讯器件,传感器,存储器件和功率器件的发展。

物联网多样化的下游产品对封装提出更多要求

物联网产品的多样性意味着芯片制造将从单纯追求制程工艺的先进性,向既追求制程先进性,也最求产品线的宽度发展。物联网时代的芯片可能的趋势是:小封装,高性能,低功耗,低成本,异质整合(Stacking,Double Side, EMI Shielding, Antenna…)。

汽车电子的封装需求: 汽车电子目前的热点在于ADAS系统和无人驾驶AI深度学习。全球汽车2016年产销量约为8000万台,其中中国市场产销量2800万台,为汽车电子提供了足够大的舞台。ADAS汽车系统发展前景广阔,出于安全考虑,美国NHTSA要求从2018年5月起生产的汽车需要强制安装倒车影像显示系统。此外,车道偏离警示系统(LDW),前方碰撞预警系统(FCW),自动紧急刹车系统(AEBS),车距控制系统(ACC),夜视系统(NV)市场也在快速成长。中国一二线城市交规越来越严格也使得人们对ADAS等汽车电子系统的需求提升。ADAS,无人驾驶,人工智能,深度学习对数据处理实时性要求高,所以要求芯片能实现超高的计算性能,另外对芯片和模块小型化设计和散热也有要求,未来的汽车电子芯片可能需要用25D技术进行异构性的集成,比如将CPU,GPU,FPGA,DRAM集成封装在一起。

个人移动终端的封装需求: 个人消费电子市场也将继续稳定增长,个人消费电子设备主要的诉求是小型化,省电,高集成度,低成本和模块化。比如个人移动终端要求能实现多种功能的模块化,将应用处理器模块,基带模块,射频模块,指纹识别模块,通讯模块,电源管理模块等集成在一起。这些产品对芯片封装形式的要求同样是小型化,省电,高集成度,模块化,芯片封装形式主要是“Stack Die on Passive”,“Antenna in SiP”,“Double Side SiP等。比如苹果的3D SiP集成封装技术,从过去的ePOP & BD PoP,发展到目前的是HBW-PoP和FO-PoP,下一代的移动终端封装形式可能是FO-PoP加上FO-MCM,这种封装形式能够提供更加超薄的设计。

5G 网络芯片的封装需求: 5G网络和基于物联网的NB-IOT网络建设意味着网络芯片市场将会有不错的表现。与网络密切祥光的大数据,云计算和数据中心,对存储器芯片和FPGA GPU/CPU的需求量非常大。通信网络芯片的特点是大规模,高性能和低功耗,此外,知识产权(IP)核复杂、良率等都是厂商面临的重要问题。这些需求和问题也促使网络芯片封装从Bumping & FC发展到25D,FO-MCM和3D。而TSV技术的成功商用,使芯片的堆叠封装技术取得了实质性进展,海力士和三星已成功研发出3D堆叠封装的高带宽内存(HBM),Micron和Intel等也正在联合推动堆叠封装混合存储立方体(HMC)的研发。在芯片设计领域,BROADCOM、GLOBAL FOUNDRIES等公司也成功引入了TSV技术,目前已能为通信网络芯片提供25D堆叠后端设计服务。

上游晶圆代工厂供应端对封装的影响

一方面,下游市场需求非常旺盛,另外一方面,大基金带领下的资本对晶圆代工制造业持续大力投资,使得上游的制造一直在扩充产能据SEMI估计,全球将于2017年到2020年间投产62座半导体晶圆厂,其中26座在中国大陆,占全球总数的42%。目前晶圆厂依然以40

nm以上的成熟制程为主,占整体晶圆代工产值的60%。未来,汽车电子,消费电子和网络通信行业对芯片集成度、功能和性能的要求越来越高,主流的晶圆厂中芯和联电都在发展28nm制程,其中台积电28nm制程量产已经进入第五年,甚至已经跨入10Xnm制程。

随着晶圆技术节点不断逼近原子级别,摩尔定律可能将会失效。如何延续摩尔定律?可能不能仅仅从晶圆制造来考虑,还应该从芯片制造全流程的整个产业链出发考虑问题,需要 对芯片设计,晶片制造到封装测试都进行系统级的优化。 因此, 晶圆制造,芯片封测和系统集成三者之间的界限将会越来越模糊。 首先是芯片封测和系统集成之间出现越来越多的子系统,各种各样的系统级封装SiP需要将不同工艺和功能的芯片,利用3D等方式全部封装在一起,既缩小体积,又提高系统整合能力。Panel板级封装也将大规模降低封装成本,提高劳动生产效率。其次,芯片制造和芯片封测之间出现了扇入和扇出型晶圆级封装,FO-WLP封装具有超薄,高I/O脚数的特性,是继打线,倒装之后的第三代封装技术之一,最终芯片产品具有体积小,成本低,散热佳,电性能优良,可靠性高等优势。

先进封装的发展现状

先进封装形式在国内应用的越来越多,传统的TO和DIP封装类型市场份额已经低于20%,

最近几年,业界的先进封装技术包括以晶圆级封装(WLCSP)和载板级封装(PLP)为代表的21D,3D封装,Fan Out WLP,WLCSP,SIP以及TSV,

2013年以前,25D TSV封装技术主要应用于逻辑模块间集成,FPGA芯片等产品的封装,集成度较低。2014年,业界的3D TSV封装技术己有部分应用于内存芯片和高性能芯片封装中,比如大容量内存芯片堆叠。2015年,25D TSV技术开始应用于一些高端GPU/CPU,网络芯片,以及处理器(AP)+内存的集成芯片中。3D封装在集成度、性能、功耗,更小尺寸,设计自由度,开发时间等方面更具优势,同时设计自由度更高,开发时间更短,是各封装技术中最具发展前景的一种。在高端手机芯片,大规I/O芯片和高性能芯片中应用广泛,比如一个MCU加上一个SiP,将原来的尺寸缩小了80%。

目前国内领先封装测试企业的先进封装能力已经初步形成

长电科技王新潮董事长在2017半导体封装测试年会上,对于中国封测厂商目前的先进封装技术水平还提到三点:

SiP 系统级封装: 目前集成度和精度等级最高的SiP模组在长电科技已经实现大规模量产;华天科技的TSV+SiP指纹识别封装产品已经成功应用于华为系列手机。

WLP 晶圆级封装 :长电科技的Fan Out扇出型晶圆级封装累计发货超过15亿颗,其全资子公司长电先进已经成为全球最大的集成电路Fan-In WLCSP封装基地之一;晶方科技已经成为全球最大的影像传感器WLP晶圆级封装基地之一。

FC 倒装封装: 通过跨国并购,国内领先企业获得了国际先进的FC倒装封装技术,比如长电科技的用于智能手机处理器的FC-POP封装技术;通富微电的高脚数FC-BGA封装技术;国内三大封测厂也都基本掌握了16/14nm的FC倒装封装技术。


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