智能傳感設(shè)備行業(yè)發(fā)展趨勢報(bào)告

智能傳感設(shè)備行業(yè)發(fā)展趨勢報(bào)告

鼓勵(lì)各地在工業(yè)（產(chǎn)業(yè)）園區(qū)、智慧城市、美麗鄉(xiāng)村以及城市道路橋梁、市政管網(wǎng)、綜合管廊、交通物流、綠地景觀等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中統(tǒng)籌考慮智慧應(yīng)用需求，提前做好移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)設(shè)施建設(shè)或預(yù)留空間。物聯(lián)網(wǎng)硬件市場概況物聯(lián)網(wǎng)硬件是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要載體，物聯(lián)網(wǎng)的功能實(shí)現(xiàn)通常要求硬件具備信息采集、處理、連接等能力，以實(shí)現(xiàn)智能感知、交互、大數(shù)據(jù)服務(wù)等功能，通常包括計(jì)算、通信、傳感等功能模塊及設(shè)備。根據(jù)IoTAnalytics統(tǒng)計(jì)，2021年企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)總體支出增長22．4%，達(dá)到1，579億美元，預(yù)計(jì)2022年全球物聯(lián)網(wǎng)支出將增長23%。其中，物聯(lián)網(wǎng)硬件支出占比35%，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)支出占比36%，物聯(lián)網(wǎng)軟件支出占比26%。根據(jù)億歐智庫對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈主要環(huán)節(jié)價(jià)值分布的測算，傳感及通信硬件生產(chǎn)商在產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值分布中占比約30%-40%，通信服務(wù)提供商占比約5%-10%，垂直行業(yè)應(yīng)用解決方案（含智能硬件）占比約30%-40%。（一）邊緣計(jì)算硬件市場概況作為云計(jì)算的重要補(bǔ)充，邊緣計(jì)算當(dāng)前已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中扮演著不可或缺的角色。隨著邊緣計(jì)算的發(fā)展，一方面，越來越多的技術(shù)原廠投身其中，使邊緣計(jì)算的硬件能力得到快速提升，以覆蓋更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景；另一方面，隨著邊緣計(jì)算的廣泛采用，其應(yīng)用成本也在進(jìn)一步降低，邊緣計(jì)算具備廣闊的發(fā)展空間和市場前景。根據(jù)IDC2022年發(fā)布的《全球邊緣計(jì)算支出報(bào)告》，至2022年，全球在邊緣計(jì)算上的支出預(yù)計(jì)將達(dá)到1，760億美元，較2021年增長14．8%。硬件和服務(wù)支出將占所有邊緣支出的85%。企業(yè)和服務(wù)提供商在邊緣解決方案的硬件、軟件和服務(wù)上的支出預(yù)計(jì)將在2025年達(dá)到近2，740億美元。1、單板計(jì)算機(jī)市場概況單板計(jì)算機(jī)是基于印制電路板構(gòu)建的微型計(jì)算機(jī)，包括微處理器、內(nèi)存、以太網(wǎng)、輸入/輸出接口等。單板計(jì)算機(jī)幫助開發(fā)者將其產(chǎn)品設(shè)計(jì)快速推向市場，而無需付出較高的開發(fā)新硬件成本，開發(fā)者能更專注于軟件創(chuàng)新，因此越來越多地應(yīng)用于人工智能算法的開發(fā)。單板計(jì)算機(jī)需求增長的最重要因素之一是工業(yè)自動(dòng)化的普及。單板計(jì)算機(jī)兼具數(shù)據(jù)采集、處理和指令輸出等功能，在工業(yè)自動(dòng)化中主要應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備的智能控制，即根據(jù)預(yù)置的算法與實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備下達(dá)指令，使工業(yè)控制更加精細(xì)、高效。機(jī)器人技術(shù)、可編程邏輯控制器（PLC）、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集以及其他各種新技術(shù)的引入導(dǎo)致工業(yè)自動(dòng)化程度的提高，而工業(yè)自動(dòng)化又可通過提高生產(chǎn)力和效率來降低總體制造成本?；诖耍I(yè)自動(dòng)化在全球增速強(qiáng)勁，并強(qiáng)勢推動(dòng)未來單板計(jì)算機(jī)市場的增長。根據(jù)美國商業(yè)資訊統(tǒng)計(jì)，2020年全球單板計(jì)算機(jī)市場的市場規(guī)模為27．87億美元，預(yù)計(jì)到2027年將達(dá)到48億美元。預(yù)計(jì)全球單板計(jì)算機(jī)市場在預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為8．08%。2、邊緣計(jì)算服務(wù)器市場概況邊緣計(jì)算服務(wù)器是承載邊緣計(jì)算的功能的服務(wù)器設(shè)備。常見的邊緣計(jì)算服務(wù)器由計(jì)算、存儲(chǔ)相關(guān)硬件、網(wǎng)絡(luò)模塊及邊緣計(jì)算軟件組成，可為人工智能計(jì)算提供高性能及快速響應(yīng)能力，增強(qiáng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)智能處理和深度學(xué)習(xí)能力。根據(jù)IDC《全球邊緣支出指南》預(yù)測，2024年全球邊緣計(jì)算市場將達(dá)到2，506億美元，2019-2024年預(yù)測期內(nèi)的復(fù)合年增長率為12．5%。到2024年，服務(wù)（包括專業(yè)和配置服務(wù)）將占所有邊緣支出的46．2%。硬件為第二大技術(shù)類別，占支出份額的32．2%，而其余21．6%將用于邊緣相關(guān)軟件。從國內(nèi)市場來看，根據(jù)IDC發(fā)布的《中國半年度邊緣計(jì)算服務(wù)器市場（2022年上半年）跟蹤報(bào)告》顯示，2022年上半年，中國邊緣計(jì)算服務(wù)器整體市場規(guī)模達(dá)到16．8億美元，預(yù)計(jì)全年將達(dá)到42．7億美元，同比增長25．6%。IDC預(yù)計(jì)，2021-2026年中國邊緣計(jì)算服務(wù)器市場規(guī)模年復(fù)合增長率將達(dá)到23．1%，高于全球的22．2%。（二）網(wǎng)絡(luò)通信硬件市場概況1、通信模組市場概況通信模組需要對(duì)不同芯片、器件進(jìn)行再設(shè)計(jì)與集成，涉及多種通信協(xié)議/制式、體積、功耗與工藝，核心部件通常為基帶處理器及射頻模塊，可用于網(wǎng)關(guān)、基站或內(nèi)置于硬件設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備與云端服務(wù)器的互通互連。根據(jù)MarketWatch預(yù)測，全球物聯(lián)網(wǎng)通信模組市場規(guī)模2021年為41．88億美元，到2028年將達(dá)到99．6億美元，復(fù)合年增長率為13．2%，市場空間廣闊。根據(jù)中國信通院預(yù)測，到2022年中國蜂窩物聯(lián)網(wǎng)模組市場規(guī)模為231．8億元，占無線通信模組比例為49．8%，復(fù)合增速達(dá)到28．92%；低功耗廣域網(wǎng)模組市場規(guī)模為157．9億元，占無線通信模組比例為36．2%，復(fù)合增速達(dá)到60．12%；局域物聯(lián)網(wǎng)模組市場規(guī)模為75．8億元，占無線通信模組比例為16．3%，復(fù)合增速達(dá)到12．53%。2、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)市場概況物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與路由器原理相似，由于本地設(shè)備和技術(shù)具有不同的接口，需要通過網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以適應(yīng)的協(xié)議和外部網(wǎng)絡(luò)連接。例如家庭路由器通過將局域網(wǎng)到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議套件（TCP/IP）與廣域網(wǎng)服務(wù)提供商（ISP）連接從而實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)連接。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)聚合來自物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中設(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)，在傳感器協(xié)議之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并向處理節(jié)點(diǎn)傳輸，其亦向終端節(jié)點(diǎn)傳達(dá)來自處理節(jié)點(diǎn)的指令。根據(jù)GlobalMarketInsight統(tǒng)計(jì)，2020年全球物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)市場價(jià)值達(dá)75億美元，預(yù)計(jì)到2027年將超過200億美元，預(yù)測期內(nèi)復(fù)合年增長率超過15%。邊緣部署將成為物聯(lián)網(wǎng)集成和與連接設(shè)備的關(guān)鍵組成部分。據(jù)GSMA統(tǒng)計(jì)，亞太地區(qū)或?qū)⒊蔀槿蜃钪匾奈锫?lián)網(wǎng)市場，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到110億的設(shè)備連接量?；谶B接設(shè)備數(shù)迅速增長，亞太地區(qū)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的需求也將大幅增加。（三）智能傳感硬件市場概況1、傳感器市場概況由于起步晚基礎(chǔ)弱，我國工業(yè)傳感器存在核心元器件技術(shù)缺失、創(chuàng)新能力弱等問題，國內(nèi)工業(yè)傳感器廠商競爭主要集中在低端市場，高端市場被美國、德國、日本等外資企業(yè)長期占據(jù)。近年來，隨著國產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策助力，國產(chǎn)傳感器正在快速追趕，向高端市場進(jìn)發(fā)。當(dāng)前，傳感器正在向智能化、微型化、多功能、低功耗、高精度等方向發(fā)展，傳感器的高端化趨勢是市場規(guī)模增長的重要驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)NextMoveStrategyConsulting預(yù)測，2019-2030年，全球傳感器行業(yè)規(guī)模將從1，638．4億美元增長至4，262．0億美元，行業(yè)增速長期保持在5%以上，市場空間廣闊。2、智能傳感設(shè)備市場概況智能傳感設(shè)備是一種涉及測量技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、信息處理技術(shù)、微電子學(xué)和材料科學(xué)等多種學(xué)科結(jié)合的新型傳感器系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)傳感器，智能傳感設(shè)備增加了微處理器元件，能夠通過算法模型修正采集的數(shù)據(jù)，有效提升在數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性與可靠性，且能夠同時(shí)采集多種維度的信息，具備更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。部分智能傳感器還可集成傳輸功能，可對(duì)采集、處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。根據(jù)MarketsandMarkets的報(bào)告《按類型、技術(shù)、最終用戶行業(yè)和地區(qū)劃分的智能傳感設(shè)備市場（2022-2027年）》預(yù)測，全球智能傳感設(shè)備市場規(guī)模預(yù)計(jì)將從2022年的458億美元增長到2027年的1，045億美元，復(fù)合年增長率為17．9%。工業(yè)4．0及物聯(lián)網(wǎng)的普及將有助于智能傳感器的廣泛使用，國防、汽車、醫(yī)療、智慧工業(yè)、智慧樓宇和消費(fèi)類電子是智能傳感設(shè)備的主要應(yīng)用領(lǐng)域。除以上應(yīng)用外，氣象與環(huán)境監(jiān)測也是智能傳感設(shè)備的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一。氣象與環(huán)境傳感器可實(shí)現(xiàn)氣象與環(huán)境數(shù)據(jù)的自動(dòng)觀測和傳輸，觀測的項(xiàng)目包括溫度、濕度、氣壓、風(fēng)、雨、能見度、云高、雷電、天氣現(xiàn)象等等，服務(wù)領(lǐng)域涵蓋國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)方面，主要包括氣象局、航空、減災(zāi)防災(zāi)、水利水文、交通、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。根據(jù)MarketsandMarkets預(yù)測，2021年至2027年，全球環(huán)境傳感器的市場規(guī)模將從14億美元增長至27億美元，復(fù)合增長率為10．3%。（四）物聯(lián)網(wǎng)硬件行業(yè)競爭格局物聯(lián)網(wǎng)硬件屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，涉及傳感、通信、計(jì)算、交互等多種硬件功能，具有技術(shù)選擇多、產(chǎn)品種類及形態(tài)豐富、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛等特點(diǎn)，目前尚未出現(xiàn)橫跨全產(chǎn)業(yè)鏈的大規(guī)模企業(yè)。行業(yè)內(nèi)競爭主要集中在各個(gè)細(xì)分功能領(lǐng)域，如通信模組領(lǐng)域的廣和通、移遠(yuǎn)通信等。當(dāng)前全球物聯(lián)網(wǎng)第一大技術(shù)來源國為中國。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì)，截至2021年12月15日，中國物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專利數(shù)量為200，268項(xiàng)，占全球物聯(lián)網(wǎng)專利數(shù)量的45．58%。從專利數(shù)量來看，中美兩國是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新的主要陣地。從我國物聯(lián)網(wǎng)專利申請數(shù)量的省份分布來看，廣東省物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專利的申請數(shù)量最多，截至2021年12月15日，共計(jì)申請33，637項(xiàng)；其次是江蘇省，共計(jì)申請21，608項(xiàng)。我國物聯(lián)網(wǎng)硬件產(chǎn)業(yè)主要分布在長三角、珠三角及環(huán)渤海地區(qū)，以上地區(qū)專業(yè)人才多、海內(nèi)外資本投入量大且具有龐大的消費(fèi)市場，電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，地方企業(yè)間競爭充分。從價(jià)值鏈角度，不同環(huán)節(jié)的競爭程度差異較大。生產(chǎn)制造商的競爭最為激烈，主要由于國內(nèi)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈成熟，生產(chǎn)環(huán)節(jié)門檻較低，只需要簡單的貼片、焊接設(shè)備及模具即可完成生產(chǎn)，因而我國物聯(lián)網(wǎng)硬件制造商數(shù)量眾多，產(chǎn)品及服務(wù)同質(zhì)化嚴(yán)重，市場競爭激烈；研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)一般對(duì)企業(yè)的技術(shù)實(shí)力和資本投入有較高要求，同時(shí)針對(duì)產(chǎn)品性能要求嚴(yán)格，需要較多人力物力投入，門檻較高，且不同企業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)具有差異性；銷售環(huán)節(jié)主要依賴企業(yè)的品牌聲譽(yù)及渠道能力，其中品牌聲譽(yù)來自企業(yè)的技術(shù)實(shí)力及差異化服務(wù)能力，銷售渠道要求企業(yè)投入一定的渠道開拓及維護(hù)成本，對(duì)企業(yè)的資金實(shí)力有一定要求，競爭格局相對(duì)穩(wěn)定。打造移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿工程建設(shè)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)資源庫，開展創(chuàng)新與應(yīng)用實(shí)踐案例征集入庫工作，提供交流推廣、投融資需求對(duì)接等服務(wù)；從資源庫中遴選一批最佳案例打造移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿工程，通過標(biāo)桿工程帶動(dòng)百萬級(jí)連接應(yīng)用場景創(chuàng)新發(fā)展；進(jìn)一步擴(kuò)展移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的適用場景，拓展基于移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新產(chǎn)品、新業(yè)態(tài)和新模式。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)（一）物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的依賴程度較高，過往的通信網(wǎng)絡(luò)主要由運(yùn)營商布設(shè)大型基站來實(shí)現(xiàn)，低功耗廣域網(wǎng)建設(shè)面臨通信標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、運(yùn)營商布設(shè)不均勻等痛點(diǎn)。2021年12月，LoRa通信被國際電信聯(lián)盟（ITU）正式批準(zhǔn)為低功耗廣域網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)，有利于指引全球運(yùn)營商統(tǒng)一通信標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)同建設(shè)全球覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，從而為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用發(fā)展提供廣覆蓋、穩(wěn)定可靠的通信網(wǎng)絡(luò)保障。1、數(shù)字經(jīng)濟(jì)與產(chǎn)業(yè)數(shù)字化需求推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)快速發(fā)展隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐加快，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為新型基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。受益于傳感器成本的降低與傳輸技術(shù)的升級(jí)，物聯(lián)網(wǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)成熟度大幅提升，對(duì)垂直領(lǐng)域的滲透率快速提升，連接數(shù)大幅增加。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、智慧能源、智慧零售等領(lǐng)域帶來高端應(yīng)用需求，驅(qū)動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)鏈延伸等方面實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，促使物聯(lián)網(wǎng)從小范圍局部性應(yīng)用向較大范圍規(guī)模化應(yīng)用轉(zhuǎn)變，從垂直應(yīng)用和閉環(huán)應(yīng)用向跨界融合、水平化應(yīng)用轉(zhuǎn)變。2、物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)技術(shù)升級(jí)驅(qū)動(dòng)市場需求釋放物聯(lián)網(wǎng)是技術(shù)驅(qū)動(dòng)型行業(yè)，新技術(shù)的推出與原技術(shù)的淘汰將進(jìn)一步挖掘存量市場需求。目前5G技術(shù)、邊緣計(jì)算技術(shù)逐漸成熟，提升用戶在通信與智能服務(wù)方面使用體驗(yàn)，推動(dòng)通信與云計(jì)算市場釋放潛力。5G的規(guī)?；逃脦硇碌氖袌鰴C(jī)遇。作為最新一代移動(dòng)通信技術(shù)，5G依托全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具備高速率、低延時(shí)、高可靠性、大帶寬等優(yōu)勢。以5G技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的核心傳輸技術(shù)，能夠進(jìn)一步滿足市場對(duì)實(shí)時(shí)性、隱私性等方面的需求。邊緣計(jì)算將算力下放到小型服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)乃至設(shè)備終端，能夠?qū)K端采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)處理和壓縮，有利于緩解大數(shù)據(jù)時(shí)代下云計(jì)算的數(shù)據(jù)傳輸壓力，滿足用戶對(duì)智能化服務(wù)的時(shí)效性、安全性等方面的需求。（二）物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)1、物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)碎片化和高成本問題受技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、行業(yè)應(yīng)用需求高度定制化等因素影響，盡管物聯(lián)網(wǎng)孕育出萬億級(jí)別的市場，產(chǎn)業(yè)內(nèi)仍存在明顯的碎片化特征，僅有小范圍的設(shè)備能夠彼此相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)互認(rèn)、互通、互操作，而在更大的范圍內(nèi)，設(shè)備仍然是孤立的。物聯(lián)網(wǎng)碎片化問題導(dǎo)致不同廠家設(shè)備和產(chǎn)品之間的互聯(lián)互通和可操作性差，用戶體驗(yàn)不佳，企業(yè)規(guī)?；l(fā)展受到阻礙。此外，受產(chǎn)業(yè)需求復(fù)雜多樣、垂直行業(yè)壁壘等因素影響，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用難以跨產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)真正規(guī)?；涞兀瑢?dǎo)致終端客戶成本較高，阻礙產(chǎn)業(yè)普及與滲透。2、物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)技術(shù)安全問題物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?；瘧?yīng)用促使物聯(lián)網(wǎng)不斷與人工智能、邊緣計(jì)算、IPv6、容器、微服務(wù)等新技術(shù)加快融合，這些新技術(shù)給物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來功能性提升的同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)安全防護(hù)措施帶來了新的挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)安全產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，架構(gòu)設(shè)計(jì)及安全標(biāo)準(zhǔn)支持不足，疊加物聯(lián)網(wǎng)安全核心終端的產(chǎn)業(yè)成熟度不高，存在應(yīng)用服務(wù)的安全穩(wěn)定性較差、數(shù)據(jù)泄露等問題。營造有序市場環(huán)境移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)應(yīng)將物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)納入騷擾電話和垃圾短信管控體系，健全物聯(lián)網(wǎng)騷擾電話和垃圾短信的監(jiān)測、發(fā)現(xiàn)和處置機(jī)制，依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)卡功能限制要求，嚴(yán)格規(guī)范短信、語音等功能使用，按照最小必要原則為用戶開通物聯(lián)網(wǎng)功能；強(qiáng)化移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品進(jìn)網(wǎng)監(jiān)管，引導(dǎo)企業(yè)依法依規(guī)推出各類移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品；加強(qiáng)事中事后監(jiān)管，對(duì)各類違法違規(guī)行為加強(qiáng)懲治，打造公平良好市場環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)低功耗廣域網(wǎng)發(fā)展概況（一）廣域網(wǎng)與低功耗廣域網(wǎng)簡介根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)傳輸距離的不同，物聯(lián)網(wǎng)可分為局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)。局域網(wǎng)通信距離相對(duì)較短，一般在200米范圍內(nèi)，適用于室內(nèi)、低移動(dòng)性場景，如智慧家居、智能倉庫等；廣域網(wǎng)通信范圍大，可達(dá)15公里以上，適用于大范圍、移動(dòng)性場景，如智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智慧能源、智慧城市等。廣域物聯(lián)網(wǎng)包括基于免授權(quán)頻譜的LoRa、Sigfox等技術(shù)以及基于授權(quán)頻譜下的2/3/4/5G蜂窩通信、NB-IoT等技術(shù)構(gòu)筑的物聯(lián)網(wǎng)。其中，低功耗廣域網(wǎng)（簡稱LPWAN）是一種以低速率進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的無線通信技術(shù)，具備低帶寬、低功耗、遠(yuǎn)距離等特性，可以滿足物聯(lián)網(wǎng)通信中對(duì)于覆蓋和續(xù)航的不同技術(shù)要求。在廣域物聯(lián)網(wǎng)場景中，低功耗廣域網(wǎng)可以滿足長距離、低功耗的需求，傳輸距離在復(fù)雜的城市環(huán)境中可以超過傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，空曠地域甚至高達(dá)15公里以上，且穿透性較強(qiáng)，適用于惡劣環(huán)境，支持窄帶數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)通信成本極低。由于該網(wǎng)絡(luò)通常采用低數(shù)據(jù)傳輸速率，加上網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中引入多種節(jié)電技術(shù)，基于低功耗廣域網(wǎng)的設(shè)備功耗極低，電池供電可以支撐數(shù)年甚至十年以上。不同的無線通信技術(shù)在傳輸速度、功耗、安全性、組網(wǎng)能力等方面存在著較大差異。行業(yè)業(yè)務(wù)產(chǎn)品主要服務(wù)于廣域物聯(lián)網(wǎng)場景，其中智能傳感設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備主要服務(wù)于低功耗廣域網(wǎng)場景。（二）低功耗廣域網(wǎng)市場規(guī)模根據(jù)GSMA預(yù)測，2022年低功耗廣域網(wǎng)連接數(shù)將超越傳統(tǒng)的2G、3G及4G網(wǎng)絡(luò)，成為物聯(lián)網(wǎng)連接中的主導(dǎo)技術(shù)。根據(jù)GlobalMarketInsight統(tǒng)計(jì)，全球LPWAN市場規(guī)模2022年超過50億美元，預(yù)計(jì)2023-2032年將以約50%的復(fù)合增長率增長，至2032年將超過3，500億美元。隨著大量的低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)涌現(xiàn)以及應(yīng)用案例的推廣，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，目前國內(nèi)外已經(jīng)形成了以LoRa、Sigfox和NB-IoT/eMTC為主導(dǎo)的技術(shù)路線。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)調(diào)研機(jī)構(gòu)IoTAnalytics的監(jiān)測數(shù)據(jù)，2021年采用以上技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)占所有低功耗廣域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的份額超過96%。其中NB-IoT與LoRa分別以47%和36%的全球市場份額占據(jù)前兩名，兩者合計(jì)占比83%，是低功耗廣域網(wǎng)通信領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)。（三）低功耗廣域網(wǎng)競爭格局目前，全球低功耗廣域網(wǎng)的部署雖然以LoRa、Sigfox和NB-IoT/eMTC為主導(dǎo)，但是基于非授權(quán)頻譜的LoRa、Sigfox技術(shù)和應(yīng)用相對(duì)成熟，并且得到了產(chǎn)業(yè)界和金融界的大力支持，加入LoRa、Sigfox通信網(wǎng)絡(luò)生態(tài)的企業(yè)日益增加。而傳統(tǒng)運(yùn)營商主導(dǎo)的NB-IoT/eMTC網(wǎng)絡(luò)也在快速推進(jìn)，NB-IoT/eMTC可以基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的升級(jí)快速切入，但是由于低功耗廣域網(wǎng)的應(yīng)用對(duì)終端的生命周期要求較長（通常為5-10年），因此早期的LoRa、Sigfox占據(jù)了時(shí)間窗口先機(jī)。在發(fā)展時(shí)間方面，LoRa網(wǎng)絡(luò)的部署和應(yīng)用時(shí)間較早。2013年，Semtech發(fā)布了第一代LoRa芯片，并于2014年推出第一個(gè)試驗(yàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。2017年，NBIoT芯片、模組陸續(xù)推出。相較NB-IoT/eMTC，LoRa因其商業(yè)應(yīng)用的時(shí)間較早，已積累相當(dāng)數(shù)量的用戶基礎(chǔ)。雖然LoRa芯片專利技術(shù)主要由Semtech掌握，但得益于LoRa是一個(gè)開放的全球化標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，產(chǎn)業(yè)鏈中的各環(huán)節(jié)均有大量企業(yè)參與，這種技術(shù)的開放性、競爭與合作的充分性促使LoRa快速發(fā)展，帶來生態(tài)繁榮。在市場參與度方面，LoRa網(wǎng)絡(luò)的參與者類型更加多元化，除傳統(tǒng)的電信運(yùn)營商參與建設(shè)外，其他企業(yè)也可參與LoRa網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。在技術(shù)特征方面，LoRa與NB-IoT的技術(shù)參數(shù)相近，其廣覆蓋、低功耗、大連接、低成本的特點(diǎn)均契合低功耗廣域網(wǎng)的要求，但二者布網(wǎng)方式的差異性弱化了二者的競爭關(guān)系。NB-IoT主要依賴于傳統(tǒng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)，在發(fā)達(dá)地區(qū)通信穩(wěn)定性高，但在偏遠(yuǎn)地區(qū)信號(hào)覆蓋欠佳。LoRa布網(wǎng)靈活，部署運(yùn)營成本低，適用于搭建戶外環(huán)境、工業(yè)園區(qū)等需要長周期低功耗數(shù)據(jù)監(jiān)測的網(wǎng)絡(luò)覆蓋場景。這種布網(wǎng)差異使得LoRa與NB-IoT形成一定程度的互補(bǔ)關(guān)系。對(duì)于下游應(yīng)用企業(yè)，定制化項(xiàng)目出于成本與數(shù)據(jù)安全性考慮往往優(yōu)先選擇采用LoRa技術(shù)搭建私有網(wǎng)絡(luò)。隨著廣域物聯(lián)網(wǎng)需求端的挖掘，應(yīng)用導(dǎo)向型的生態(tài)模式使平臺(tái)層與應(yīng)用層的價(jià)值日益凸顯，適合自建網(wǎng)絡(luò)的LoRa技術(shù)在數(shù)據(jù)管理服務(wù)及資產(chǎn)運(yùn)營上擁有相對(duì)優(yōu)勢。綜上，在未來較長時(shí)間內(nèi)，NB-IoT與LoRa兩種通信技術(shù)在全球廣域物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)?huì)長期互補(bǔ)共存。目前，NB-IoT在國內(nèi)低功耗廣域網(wǎng)領(lǐng)域仍占據(jù)主流地位，市場參與者以傳統(tǒng)通信運(yùn)營商為主。2021年，LoRa被國際電信聯(lián)盟（ITU）正式批準(zhǔn)成為低功耗廣域網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn)，隨著LoRa技術(shù)的快速發(fā)展，未來全球各地LoRa網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及終端設(shè)備的部署數(shù)量將快速增長，進(jìn)一步推動(dòng)廣域物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的完善和行業(yè)市場競爭格局發(fā)展。（四）低功耗廣域網(wǎng)主要運(yùn)營商中國電信成立于2002年，是國內(nèi)三大通信運(yùn)營商之一。中國電信于2017年啟動(dòng)NB-IoT布局與建設(shè)，截至2020年8月，中國電信已部署超過41萬NBIoT基站，全國NB-IoT整體覆蓋率超過97％。中國移動(dòng)成立于1997年，是國內(nèi)三大通信運(yùn)營商之一。中國移動(dòng)于2017年開始發(fā)展NB-IoT業(yè)務(wù)，截至2018年6月，中國移動(dòng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)全國346個(gè)主要城市城區(qū)NB-IoT連續(xù)覆蓋。截至2019年底，中國移動(dòng)NB-IoT基站保有量達(dá)23．2萬。中國聯(lián)通成立于2001年，是國內(nèi)三大通信運(yùn)營商之一。中國聯(lián)通于2017年開始NB-IoT的規(guī)模商用部署，于2018年5月完成30萬個(gè)NB-IoT基站升級(jí)，全國范圍均有覆蓋。德國電信成立于1995年，是歐洲最大的電信運(yùn)營商之一，旗下品牌TMobile為美國四大電信運(yùn)營商之一。德國電信于2017年在德國啟用NB-IoT商用，截至2022年12月，德國電信通過與其他運(yùn)營商漫游協(xié)作的方式在全球超30個(gè)國家及地區(qū)提供NB-IoT通信服務(wù)。威瑞森電信設(shè)立于2000年，是美國最大的移動(dòng)運(yùn)營商之一。于2019年推出NB-IoT計(jì)劃，其NB-IoT網(wǎng)絡(luò)同年已覆蓋全美92%以上人口。F．OrangeOrange前身為法國電信，成立于1988年，是法國最大的電信運(yùn)營商之一，同時(shí)也是非洲的主要運(yùn)營商之一。Orange2017年已初步完成法國全國范圍的LoRa網(wǎng)絡(luò)部署，目前已覆蓋超3萬座城市、超95%的法國人口。SK電訊前身為韓國行動(dòng)電信，成立于1984年，是韓國最大的電信運(yùn)營商之一。SK電訊于2016年即完成基于LoRa的全韓國網(wǎng)絡(luò)部署，已覆蓋99%的韓國人口。氦元素平臺(tái)為NovaLabs于2019年開始運(yùn)營的基于LoRa的共享網(wǎng)絡(luò)社區(qū)。其利用LoRa網(wǎng)關(guān)覆蓋廣、安裝便捷、網(wǎng)關(guān)鋪設(shè)成本低等特性發(fā)動(dòng)由普通民眾共建、共享的全球化LoRa網(wǎng)絡(luò)部署。目前平臺(tái)已基本完成歐洲、北美主要城市的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。（五）低功耗廣域網(wǎng)的共享網(wǎng)絡(luò)模式1、共享網(wǎng)絡(luò)模式簡介傳統(tǒng)運(yùn)營商市場主要由政府主導(dǎo)，由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商向政府購買授權(quán)頻段，建立通信基站，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋并將通信服務(wù)銷售給用戶。LoRa產(chǎn)業(yè)生態(tài)的擴(kuò)展，加上開源軟硬件的發(fā)展，一些組織開始探索共享商業(yè)模式，將自發(fā)性、分散化的應(yīng)用逐漸化零為整，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)模。其中典型的案例為荷蘭的TTN（TheThingsNetwork）組織與美國的氦元素平臺(tái)（TheHeliumNetwork）。在基于LoRa技術(shù)的共享網(wǎng)絡(luò)模式下，網(wǎng)絡(luò)提供商可使用ISM頻段，通過購買網(wǎng)關(guān)設(shè)備并安裝于自有物業(yè)的樓頂、園區(qū)等即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，并將網(wǎng)絡(luò)流量銷售至終端用戶。氦元素平臺(tái)通過引入基于區(qū)塊鏈激勵(lì)機(jī)制，將數(shù)字資產(chǎn)作為獎(jiǎng)勵(lì)形式發(fā)放給參與共享網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)的網(wǎng)關(guān)鋪設(shè)者，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)使用者通過購買并消耗以上數(shù)字資產(chǎn)獲得網(wǎng)絡(luò)流量以開展物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。通過數(shù)字資產(chǎn)獎(jiǎng)勵(lì)及消耗機(jī)制，氦元素平臺(tái)在2021年迎來了爆發(fā)，網(wǎng)關(guān)數(shù)從2020年末的1．4萬快速增長到45萬。截至2022年底，超過180個(gè)國家及地區(qū)開始部署氦元素平臺(tái)的網(wǎng)關(guān)，平臺(tái)累計(jì)部署的網(wǎng)關(guān)數(shù)量超98萬臺(tái)。氦元素平臺(tái)區(qū)塊鏈為構(gòu)建無線基礎(chǔ)設(shè)施創(chuàng)建了一個(gè)去中心化的模型，為形成大規(guī)模的基于LoRa網(wǎng)絡(luò)的低功耗物聯(lián)網(wǎng)覆蓋提供了一種安全且經(jīng)濟(jì)高效的方式。2、共享網(wǎng)絡(luò)模式具備成本優(yōu)勢與靈活延展的特點(diǎn)傳統(tǒng)通信運(yùn)營商通常需要巨額資金投入以支持基站建設(shè)、初期用戶的引入以及后續(xù)的基站維護(hù)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)提供商，相較于建設(shè)大型基站的網(wǎng)絡(luò)部署模式，基于網(wǎng)關(guān)的共享網(wǎng)絡(luò)無需負(fù)擔(dān)高昂的固定成本，網(wǎng)關(guān)設(shè)備運(yùn)行功耗極低，具備天然的運(yùn)營成本優(yōu)勢；對(duì)于網(wǎng)絡(luò)使用者，在流量資費(fèi)方面，共享網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)較傳統(tǒng)通信運(yùn)營商明顯下降，具備較強(qiáng)的價(jià)格競爭力。氦元素平臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)資費(fèi)以美元計(jì)價(jià)，每十萬個(gè)數(shù)據(jù)包費(fèi)用折合1美元。共享網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商還可通過網(wǎng)絡(luò)漫游方式提供網(wǎng)絡(luò)延展性，更好地滿足下游客戶的通信需求。以氦元素平臺(tái)為例，其通過與Actility、Senet、X-TELIA等北美物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商建立了漫游合作關(guān)系，提升LoRa網(wǎng)絡(luò)在北美地區(qū)的通信質(zhì)量及覆蓋范圍，并通過與物聯(lián)網(wǎng)