2015年物聯網行業發展深度報告（重磅推薦）

來源：華泰證券

1. 網際網路發展的終極形態 —— 物聯網

1.1 物聯網 ：數字化生存時代

物聯網（IoT，Internet of Things）最早由美國麻省理工學院（MIT）自動識別中心（Auto-ID Center） 在 1999 年提出， 早期定義為依靠射頻識別 （RFID， Radio Frequency Identification）技術和設備，按照約定的通信協議與網際網路相結合，使物品信息實現智能化識別和管理，實現物品信息互聯而形成的網絡。

2005 年 11 月 17 日在突尼西亞舉行的信息社會世界峰會（WSIS，World Summit on the Information Society）上，國際電信聯盟（ITU，International Telecommunications Union）發布了《ITU 網際網路報告 2005：物聯網》 ，正式提出了物聯網概念。

物聯網時代中，一切物體可以通過網際網路主動進行數據交換與控制，當時報告指出射頻識別、傳感器技術、納米技術、智能嵌入將得到廣泛應用。

中國工信部對物聯網的定義：物聯網是通信網和網際網路的拓展應用和網絡延伸，它利用感知技術與智能裝臵對物理世界進行感知識別， 通過網絡傳輸互聯， 進行計算、 處理和知識挖掘，實現人與物、物與物信息交互和無縫連結，達到對物理世界實時控制、精確管理和科學決策目的。

它具有普通對象設備化、自治終端互聯化和普適服務智能化三個重要特徵。

目前的網際網路主要包括每一個人的虛擬映射和虛擬物體（貨幣、道具等等） ，而物聯網時代無論是物理世界中存在的物體抑或是虛擬物品都在網絡世界中存在自主標識。

物體可以實現與物體間自主的數據交流、環境感知、自主反應、智能控制。

在物理網時代，人類將實現真正的數字化生存。

在物聯網框架下實現對現實世界的數據化、智能化。

1.2 物聯網架構

目前主流看法認為物理網可以代替分為三層：感知層、網絡層和應用層。

感知層相當於人體的皮膚和五官，網絡層相當於人體的神經中樞和大腦，應用層相當於人的社會分工。

感知層主要通過傳感器技術與無線傳感網絡（WSN）實現對現實世界的信息採集與物體識別。

網絡層通過網際網路、移動網際網路各類通信協議與技術實現物理世界與虛擬世界的對接。

應用層則是人類社會功能的聚合， 智能交通、 智能生活、 智能製造、 智能物流等等不勝枚舉。

1.3 物聯網的商業模式重構

1.3.1 網絡端 生態化

在物聯網時代通過廣泛互聯的新硬體實現海量數據的採集與針對性的場景化智能生活體驗，由軟體企業提供專業化的大數據應用，由網際網路企業建立統一的雲端服務平台。

在未來網際網路企業建立的生態圈中，硬體是直接接觸 C 端的入口，端、雲、網架構中的物質基礎。

隨著物聯網的發展，通過 APP 挨個控制各種硬體，或者不同體系產品難以協作的局面都將被打破，場景化體驗將會推動具有強粘性的網絡生態圈快速發展，形成具有很強包容力的網絡場景，各種應用於服務都將聚集於少數的幾個生態圈，諸如蘋果、谷歌、BAT、樂視、小米等等。

對於網絡平台而言，完全依靠自身實現對人類生活的全覆蓋並不具備可操作性，而具備開放心態，整合社會資源，吸納更多垂直服務商，實現生態鏈企業共同發展的平台才具備在物聯網時代中成功的機會。

1.3.2 端服務端O2O化與硬體產品入口化

隨著網絡平台的建立，除了少數虛擬應用（網際網路遊戲等）以外，大量的應用將是以線上線下聯動的 O2O 方式呈現，線上大數據、雲計算能力與線下服務落地、硬體終端能力都將成為企業的競爭力。

物聯網時代中，包括健康、交通、醫療、教育、家居、社區等等諸多應用都適合建立垂直服務體系，這也就意味著無論是目前的線下服務商、硬體製造商、軟體提供商都將有機會建立屬於自己的垂直服務體系。

所以我們也確實看到這三類企業也都在進行這樣的轉型。

我們相信在未來垂直服務體系推進中，線下地推能力，服務落地能力將成為企業致勝的關鍵問題，也將是各大企業競爭的資源。

轉型過程中的企業，最重要的競爭力來自於人才與資源，人才方面關注公司的激勵機制、企業家的分享精神、適應新時代新事物的學習能力；資源方面關注公共事業性領域的優質線下資源獲取能力與卡位。

1.4 物聯網發展

IC Insights 數據顯示，2014 年具備連網及感測系統功能的物聯網整體產值約 483 億美元，同比增長 21%，到 2018 年規模可望達到 1036 億美元，2013 年至 2018 年複合成長率也將達 21%。

據工業和信息化部數據，2014 年我國整個物聯網的銷售收入達到 6000 億元以上。

近幾年我國物聯網產業發展的綜合增長率達到了 30%以上，充分體現了其強勁的發展勢頭。

我國傳感器產業整體素質參差不齊， 高端產品自給率不足。

根據賽迪顧問統計： 截至 2013 年底，我國從事傳感器的研製、生產和應用的企事業單位共 2000 多家，從事微系統研製、生產的企業有 50 多家， 產品種類共計 6000 多種， 年總產量 40 多億隻， 市場銷售額突破 1000億元。

但我國傳感器小型企業占比近七成，產品以低端為主，高端產品進口占比較大，其中傳感器約 60％，傳感器晶片約 80％，MEMS 晶片基本 100％。

2. 物聯網創造智能生活：簡單、專注、高效

過去的二十多年間我們生活的世界發生了巨大的變革，計算機、網際網路、手機、智慧型手機不斷改變著人們的生活方式。

在智慧型手機和移動網際網路高度普及的今天，我們已經完全進入了數字信息化時代。

而隨著物聯網的興起，我們的生活將由數字化進一步邁向智能化，生活方式將會變得更加的簡單、專注、高效。

在這樣一個基於物聯網的智能生活時代，傳統意義上的網際網路入口概念將會變得泛在化，目前聚焦於智慧型手機上的用戶注意力和時間將被越來越多的智能硬體分散和去中心化。

最終形成海量入口-數據處理-服務平台的產業格局。

海量的入口將包括智能穿戴、智能家居、智能汽車、智能城市等等人們生活中可以普遍接觸到的硬體產品。

2.1 智能穿戴 —— 人體數據入口最佳選擇

智能穿戴產品是將人體自身連入物聯網的最佳選擇。

智能穿戴產品是個性化、移動化的硬體產品， 具有極強的數據搜集能力， 能夠將人類生活、 運動、 身體、 思維等信息數據化的功能。

這將為未來潛在的商業開發提供數據基礎；為用戶決策提供信息支持，成為全面協助個人信息處理與決策的智能化個人助理。

智能穿戴作為一個新產品市場 ， 其發展將遵循風暴市場理論 。

根據風暴市場理論，一種新產品、新技術的生命周期主要包括早期市場：激動人心的新產品推出；鴻溝：大眾市場尚不能接受不成熟的新產品；風暴：大眾普遍接受，產品供不應求；主街：市場發展繁榮，深入挖掘市場；生命終止。

其中鴻溝階段是產品能否成為市場主流的關鍵， 一旦跨越鴻溝， 意味著行業發展進入快車道，進入發展非常快速的風暴市場時期，需求增長快於生產的增長。

也就是目前市場常說的從 0到 1 的過程。

而後風暴市場，也即是主街市場階段，則是生產快速上升，產品供需緊張狀況緩解，出現一定程度的供過於求狀況，在這個階段市場的競爭將聚焦於性價比。

也就是所謂的從1到 N或者說經常面臨到破壞性創新的階段。

目前的智能穿戴行業，仍處於尚未跨越鴻溝的早期市場，而跨越鴻溝的最佳方法就是找到所謂的殺手級應用（Killer App） 。

一種產品的成功不能簡單依靠硬體的產品設計，更重要的來自於硬體產品背後的應用、服務。

iPhone 曾經的成功很大程度上看正是 iOS 作業系統和Appstore 商業模式的成功。

對於穿戴式設備，目前仍處於行業的培育期，商業模式遠談不上成熟，從未來應用的方向上看， 醫療保健、 信息娛樂、 健身運動類需求將成為未來市場空間最大、 增長速度最快的方向。

此外軍事、工業等應用也具有較為廣闊的市場空間。

特別是醫療保健與健身運動是目前模式成熟，潛在需求巨大的市場，也是目前各家穿戴式產品都在著力開發與耕耘的市場。

尤其是在歐美已開發國家，具有廣泛的社會基礎，近 2 年保持著極高的發展速度。

說對於智能穿戴的應用市場，我們認為應該將健康與醫療方向分開去看。

目前階段受到產品技術的限制，在無創情況下獲取的健康數據的準確度尚無法達到醫療級使用，這也意味著應用於醫療的智能穿戴市場仍是尚未真正啟動的潛力市場，由於醫療方向所具有的專業性，將會是垂直屬性較強的藍海市場。

而目前各類穿戴產品更多專注於健康 、 娛樂 、 社交等需求，因為相比於明確的醫療需求，這是更具有普適性的應用需求，具有廣泛的用戶基礎，網絡效應強，用戶黏著度高，成為網際網路企業必爭之地。

根據智能穿戴產品的基本訴求， 我們認為穿戴式設備對輕薄化要求將成為產品設計的硬約束條件，進而限制電池容量的配臵，並導致對交互方式、電力供給、材料設計、近場通訊等方面產生一系列影響。

從目前的趨勢看，智能穿戴設備的出貨量與日俱增，最成熟的手環類產品已經形成諸如Jawbone、Fitbit、Misfit、小米等數個品牌，而 2015 年蘋果 Apple Watch 開始銷售後將進一步推動行業的發展，為未來的高速成長奠定基礎。

預計 2018 年全球穿戴式設備出貨量將接近 2 億支，複合增長率高達 60%。

2.2 智能家居 —— 家庭數據入口首選

智能家居將成為人們最重要的生活場所家庭的數據入口 。

家庭是人類最重要的生活場所， 人們大部分的生活消費數據都產生於此，因此這裡同樣也成為了各大廠商的必爭之地。

所謂智能家居，主要是以家庭住宅為平台，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防範技術、自動控制技術、音視頻技術，將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，並實現環保節能的居住環境。

2014 年 1 月，網際網路巨頭谷歌宣布，以 32 億美元現金收購美國智能家居公司 Nest Labs，從而點燃了整個科技界對智能家居的激情。

Nest Labs 是由 iPod之父 Tony Fadell 與團隊成員 Matt Rogers 離開蘋果後創建了智能家居品牌，並分別發布了智能恆溫器 Nest 與智能煙霧探測器 Nest Protect，而兩款產品皆因為出色的工業設計與超前理念獲得業界一致口碑，成為智能家居潮中最具代表性的品牌。

2011 年 10 月 Nest 推出首個產品智能家居溫度控制計，售價 250 美元；2013 年 10 月推出第二款產品智能家庭煙霧報警器，售價 129 美元。

兩年多時間，公司的智能家居溫度控制計出貨量已接近 120 萬，每個月銷量在 4 萬部左右，在美國市場占有率達到了 1%。

而光溫度控制計一項產品，Nest 已經獲得了至少 3 億美元的營收。

智能家居未來將分兩個階段推進。

第一階段是數字化、網絡化、信息化階段；第二階段將是從數字化到智能化的真正演進。

第一階段是數字化、網絡化、信息化階段。

目前我們所關注到的安全防護、環境監測、能源管理、照明管理、家庭娛樂等等正是在逐步建立起一個數字化、網絡化的家居環境。

這一階段將是原本由不同廠商生產，標準不同，風格不同的家用設備，開始具備互聯互通、遠程控制的功能。

這一階段的真正爆發時點將是在初步建立完整的家庭控制網絡，形成一定的整合平台之後。

正如蘋果產業鏈也經歷了從 iPhone 到 iPhone 4 四年的儲備與發展，形成了完善的AppStore 內容體系，進而帶動了智慧型手機整個行業行的爆發。

這一過程中，具有建立平台能力，具有用戶粘性的企業，最具市場競爭力，也最有希望獲取最大的市場份額，成為服務雲的提供商。

標準之爭將是各參與者博弈的重點，正如 Android系統橫掃 iPhone 以外的手機作業系統一樣。

由於智能家居網絡化的特徵，我們認為成本低廉、適用性強、通用性好、貼近客戶的標準最具有生命力。

第二階段是從數字化到智能化的真正演進。

真正智能化的家居生活將會使家居控制從被動、程式化走向主動、人性化的控制方式。

基於人工智慧、雲計算、大數據挖掘與預測建立的全新生活模式。

小米的硬體免費模式可能成為智能家居的推廣方式。

目前智能家居的瓶頸主要來自與成本方面，智能家居同傳統家電相比，售價大幅提升，降低了用戶購買慾望。

而小米以硬體免費模式推行智能家居，注重智能家居硬體的接口效應，首先以低價硬體大量鋪開市場，將用戶圈入在以 MIUI平台作為核心的生態，以後續運維、服務、網際網路內容作為主要盈利來源。

目前全球智能家居產業處於發展初級階段， 較大產業規模尚未形成， 但近幾年一直保持 30%以上高速增長，預計 2017 年全球智能家居市場規模將有望達到 960 億美元。

國內作為最具潛力的消費市場， 預計未來三年複合增長率有望高達近 50%， 2017 年達到近千億市場規模。

2.3 智能汽車 —— 車輪上的智能生活

汽車作為人類最重要的交通工具，同樣也是物聯網最重要的入口之一，車聯網蓬勃興起。

車聯網依託於雲計算、大數據技術、通信技術、搜索技術、導航、多媒體技術、支付等網際網路工具，圍繞用戶的車生活，整合線上與線下資源，為用戶提供完整和全面的智慧出行服務。

而智能汽車作為車聯網的硬體入口，將成為車聯網的主要載體。

智能汽車將具備更多與外界互聯、互動的功能，實現汽車的平台化，使汽車從代步工具轉變為集娛樂、社交等為一體的平台。

智能汽車作為車聯網的數據入口，同樣也已成兵家必爭之地，傳統車企和 IT巨頭都圍繞這一入口展開激烈爭奪。

傳統車企利用自身在汽車領域的技術積累，具有一定先發優勢。

它們更加關注車輛自身安全適用性，並圖謀在智能汽車技術上最大程度為汽車錦山添花。

各大廠商車載系統功能類似，主要用以實現導航、遠程語音服務、網際網路、影音娛樂、生活服務等五大基本功能。

其他包括緊急救援防盜追蹤、道路救援、保養通知等智能通信服務。

而 IT巨頭則依靠自身在網際網路領域的科技優勢，聚焦智能車載系統核心技術開發及整體解決方案。

除導航、娛樂、通信等基本服務外，還將手機等終端上的應用擴展到汽車螢幕上，汽車成為智慧型手機的外接設備，側重人車交互，智能終端成為車載系統核心。

谷歌和蘋果憑藉強大的後台數據、網絡技術、智能軟體的支持，能夠很好地實現車與雲端的互聯，顯然是這一領域最有競爭力的網際網路企業，而國內的一些網際網路公司也紛紛和車企合作開發智能汽車，力圖搶占市場份額，比如樂視攜手北汽，阿里巴巴攜手上汽，騰訊攜手富士康以及和諧汽車等。

且不論車企和網際網路企業在這場競爭中孰高孰低， 在看好智能汽車這一點上觀點卻是一致的。

不論是真的生產「網際網路+ 汽車」 ，還是把車載應用更好地前裝到整車產品中，只要能實現網際網路企業的優勢資源與汽車企業的優勢資源相結合本身就是巨大成功， 汽車智能化已經是不可逆轉的大趨勢。

2.4 智慧城市 —— 城市發展不可逆轉的歷史潮流

智慧城市是物聯網發展的集大成。

智慧城市就是運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能響應。

通過智能計算技術的應用， 使得城市管理、 教育、 醫療、

房地產、交通運輸、公用事業和公眾安全等城市組成的關鍵基礎設施組件和服務更互聯、高效和智能。

其實質是利用先進的信息技術，實現城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續成長。

從技術發展的視角，智慧城市建設要求通過以移動技術為代表的物聯網、雲計算等新一代信息技術應用實現全面感知、泛在互聯、普適計算與融合應用，智能電網、智能交通、智能社區等等子行業在智慧城市的大體系下相互聯繫，共同發展。

從社會發展的視角，智慧城市還要求通過維基、社交網絡、Fab Lab、Living Lab、綜合集成法等工具和方法的應用，實現以用戶創新、開放創新、大眾創新、協同創新為特徵的知識社會環境下的可持續創新，強調通過價值創造，以人為本實現經濟、社會、環境的全面可持續發展。

智慧城市包含的面是非常的廣泛，不僅有我們前面提到的智能穿戴、智能家居、智能汽車，還有智能交通、 智能物流、 智能能源、 智能環保、 智能醫療等方方面面。

在整個智慧城市中，我們認為在任何一個細分領域都將會有兩類玩家，一類是以 Google、阿里、騰訊等網際網路巨頭為核心的雲玩家，他們會利用自己網際網路端雲的優勢，滲透到每一個細分子領域，去對行業內商業模式進行顛覆；而另一類則是原來這個領域的傳統玩家，他們利用網際網路來改造自己的行業，提升行業競爭力，最終實現行業整體效率的提高，保護自身在行業內的利益。

3. 智能製造：智能化，信息化，柔性化

物聯網時代的到來，給現代工業製造創造了巨大的發展機遇，同時也帶來了不小的挑戰。

一方面， 以物聯網為重要基礎設施的工業 4.0蓬勃興起， 我們的工業製造由自動化走向智能化、信息化。

另一方面，物聯網快速發展本身又對我們的工業製造提出了非常高的要求，需要高度柔性化、智能化的工業製造水平。

兩者相輔相成，缺一不可，這正是由物聯網本身具有的特性所決定的。

3.1 物聯網推動工業 4.0 ，工業製造由自動化走向智能化

工業革命這個概念最早在 18 世紀中期開始使用，用以描述在經濟和社會環境、勞動和生活狀況上發生的深刻而持久的變革，人類由此從農業社會進入工業社會。

而第二次工業革命則是始於 20 世紀初經濟、生產和勞動上的轉變，促成這一轉變的是密集的機械化、電的廣泛使用以及商品大眾生產的出現。

20世紀 70年代中期， 受益於可編程邏輯控制器的廣泛使用，產品和生產自動化產生巨大進步，此即第三次工業革命。

現在我們即將步入第四次工業革命 （工業 4.0） ， 這次變革將是和第二次及第三次工業革命一樣具有劃時代的意義。

軟體不再僅僅是為了控制儀器或者執行某補具體的工作程序而編寫，也不再僅僅被嵌入產品和生產系統里。

產品和服務藉助於網際網路和其他網絡服務， 通過軟體、電子及環境的結合，生產出全新的產品和服務。

越來越多的產品功能無需操作人員介入，而變成自主生成。

工業 4.0 將是基於信息物理融合系統（Cyber-Physical System,簡稱 CPS） 。

CPS 是是集成計算、通信與控制於一體的下一代智能系統，是計算進程和物理進程的統一體。

CPS 包含了無處不在的環境感知、嵌入式計算、網絡通信和網絡控制等系統工程，使物理系統具有計算、通信、精確控制、遠程協作和自治功能。

智能的網絡世界與物理世界融合產生的 CPS亦稱「工業物聯網」 。

在「工業 4.0」時代，每個工廠企業都將建立「數字企業平台「，通過開放接口將虛擬環境與基礎架構融為一體，從而構成信息物理融合系統（CPS）, 生產自動化系統將升級為信息物理融合生產系統（CPPS） 。

智能工廠系統完全不同於傳統的工廠自動化系統，智能工廠採用面向服務的體系架構，對應於傳統自動化系統的現場級使用物聯網技術；對應於控制級採用 CPPS 信息物理融合生產系統；同時，對應的監控管理級連接到安全可靠和可信的雲網絡主幹網，採用服務網際網路提供的服務。

3.2 物聯網對工業製造智能化、柔性化提出高要求

物聯網在推動工業製造走向智能化、信息化、柔性化的過程中，又反過來對其提出了更高的要求。

在物聯網時代，智能終端由單一的智慧型手機快速實現多樣化，從而對硬體產品的需求將呈現爆炸式增長。

這主要是來自於產品種類多樣化帶來的增長，而對單一產品需求量可能反而會減少。

並且終端產品的更新換代速度將會加快，產品生命周期大幅縮短。

因此，這些變化都將會對企業的製造能力提出更高要求，必須要能夠根據市場需求的變化快速調整產品生產種類、 樣式、 數量。

從而要求我們的生產線由原來簡單的自動化， 向智能化、柔性化方向轉變，這樣才能夠抓住物聯網浪潮下硬體製造業的巨大機會。

4. 物聯網帶來的硬體功能和工藝的創新

物聯網浪潮大勢所趨已經成為必然，現在已經成為被一致認可的事實。

物聯網的到來將使數據入口從單一的智能終端快速多樣化，智能硬體需求將呈現爆髮式增長。

未來，我們認為硬體機會將主要呈現在兩個方向，一個是符合物聯網功能需求的產品，另一個是滿足物聯網對產品性能需求的加工工藝。

首先從產品來看，物聯網的感知層的全方位鋪開，將給硬體產品帶來巨大的機會，主要包括感知信息的傳感器，傳輸信息的通訊技術，處理信息的處理器。

而從製造工藝來看，物聯網對產品微型化、集成化和多樣化都有非常高的要求，從而在給 SiP 封裝和 3D 列印帶來巨大機會。

4.1 物聯網傳感器：低成本微型化拉動 MEMS 傳感器需求

物聯網的發展離不開大規模傳感網絡的鋪設。

傳感器是能感受到被測量的信息，並能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

同時也是物聯網感知層的關鍵技術，是物聯網整個產業的基礎，也是整個產業鏈中需求量最大、最基礎的環節。

預計 2014 年全球傳感器市場規模約為 1260 億美元，但受益於物聯網的快速鋪開，傳感器市場規模呈現加速增長的趨勢。

目前，國內傳感器市場規模為 865 億元，約占世界傳感器市場的 10%左右，未來增速將顯著快於全球市場。

全球傳感器市場超過千億美元

國內傳感器市場高速增長

傳感器種類繁多，原理各異。

按應用來分，可分為力敏、光敏、電壓敏、熱敏、氣敏、磁敏和濕敏等 7 類；按工作原理來分，傳感器可分為電參數式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器、半導體式傳感器、波式和輻射式傳感器等；而按級別來分，傳感器可分為商用、民用、工業、軍用、汽車、航空和航天等類別。

最後按照其製造工藝，可以將傳感器區分為：集成傳感器、薄膜傳感器、厚膜傳感器、陶瓷傳感器等。

MEMS 傳感器成為物聯網時代傳感器發展方向。

物聯網需要大規模的傳感網絡作為支撐，每件智能硬體上均有數個甚至數十個傳感器進行數據採集。

物聯網對傳感器無所不在的需求催生了對傳感器的四個要求：低成本，微型化，智能化，網絡化，而最能滿足以上需求的MEMS 傳感器也自然成為物聯網時代傳感器的發展趨勢。

MEMS(Microelectro Mechanical Systems 微機電系統)傳感器是採用微電子和微機械加工技術製造出來的新型傳感器。

與傳統的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適於批量化生產、易於集成和實現智能化的特點。

MEMS 傳感器的應用十分多樣， 例如智能終端以及智能硬體上的消費型應用， 需要溫濕度、壓力、運動傳感器等；高可靠產品，如用於汽車電子的 MEMS 傳感器；用作物聯網監測節點信息，比如溫濕度、壓力、氣體、流量、風向採集等 MEMS 傳感器；此外還有用於醫療的 MEMS 生物晶片產品等。

受益於物聯網的興起， MEMS市場規模開始快速提升。

據 Yole Development 預測， 自 2013年至 2017 年 MEMS 市場規模將從 124 億美元增至 190 億美元， 年複合增速高達 12.7%，遠高於半導體行業市場增速。

由於 MEMS 器件的單價會逐年下降，出貨量的增長將更加迅速，預計到 2018 年出貨量達 235 億個，年複合增長率高達 20.3%。

現階段 MEMS 傳感器主要需求來源於消費電子，其中又以運動傳感器為主。

運動傳感器是目前 MEMS 傳感器應用最成熟市場。

包括加速劑，陀螺儀，磁力傳感器和壓力傳感器等產品，在遊戲機、手機、電視遙控、數位相機等產品中已有大量應用。

不過，隨著智能穿戴產品的推出，醫療 MEMS 產品將迎來爆發契機。

作為或可與智慧型手機相比擬的劃時代產品，智能穿戴有著和人體長時間接觸的天然特性，因此使它的醫療應用具有巨大開發價值，極大的催生了物聯網醫療需求，也使得醫療用 MEMS 深度受益，包括血壓計、 助聽器、 呼吸器和呼吸機、 睡眠呼吸暫停測試儀、 活動檢測器、 物理治療設備等 MEMS傳感器的需求量會大大增加。

因此，醫療用 MEMS 將會是未來幾年增長最快的領域，2017 年醫療 MEMS 市場規模將超過 40 億美元，相較 2013 年擴大了將近兩倍，年複合增長率高達 25%。

MEMS 技術是一種典型的多學科交叉的前沿性科學，具有較高的技術壁壘與開發成本，目前產能主要集中在歐美廠商手中。

根據 Yole Development 的統計，目前全球 MEMS 銷售額排名前三位的企業分別是 Bosch，ST和 TI。

前 20 名企業中僅有 AAC 一家國內企業，主要以生產 MEMS 麥克風為主。

同半導體類似， MEMS產業鏈主要分為設計， 製造， 封裝三部分。

MEMS 製造主流採用 CMOS標準化工藝，可以與半導體工藝相結合，進入壁壘最高。

而設計方面，由於 MEMS 傳感器專門化很強， 導致基本每種不同的產品就要採取不同工藝， 極大的增加了其技術難度， 此外，MEMS 傳感器的 ASIC 晶片的技術壁壘和專利壁壘也極高。

封裝相對來說壁壘較低，容易布局，但基本屬於來料加工模式，易受上下游擠壓，利潤水平最低。

國內 MEMS 市場規模約占世界 20%左右，但主要依賴於進口。

目前國內的 MEMS 傳感器處於產業化前期階段，種類較少，且多是慣性器件以及壓力傳感器等中低端產品。

設計方面國內供應商主要有上海微系統所，瀋陽儀表所，北京微電子所等，另外歌爾聲學在 MEMS麥克風領域掌握了核心設計技術，且成功切入了蘋果產業鏈；製造方面主要有中芯國際；封裝方面，通富微電、晶方科技、蘇州固鎝、士蘭微等均有布局。

4.2 物聯網通信： 硬體多樣帶來的多種通訊技術需求

物聯網最終的目的是要做到把世界上任何物體都連接起來， 都能夠有址可循， 從油輪、 火車、飛機到傳感器、 MCU 都被連成一個整體， 將物理世界和信息世界聯繫起來。

在這個過程中，信息的採集和處理，到決策的制定和執行均需要在網絡中高效、準確的完成，因此高速、可靠、方便快捷的信息傳輸手段將扮演重要的角色。

物聯網通信將主要分為兩大類，一類是基於射頻的 RFID 將大有可為，另一類是基於無線通信技術的藍牙、Zigbee、WLAN 也將充滿機會。

這兩類技術都有一個共同特點就是功耗必須非常低，從而滿足終端足夠長的續航時間。

4.2.1 RFID ：物體的「身份證」 ，物聯網最成熟應用

RFID(Radio Frequency Identification)技術，又稱無線射頻識別，是一種通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標並讀寫相關數據， 而無需識別系統與特定目標之間建立機械或光學接觸。

正如每個人都擁有自身份證號碼， RFID 可以當作每一件物體的獨一無二的 「身份證」 ，也是物聯網中每個物體進行識別、通信、互聯的基礎。

RFID 全產業鏈由七個環節構成，主要包括 1)晶片設計與製造；2)天線設計與製造；3)標籤封裝(把天線和晶片封裝在一起成為 RFID 標籤)；4)讀寫設備設計與製造；5)中間件；6)應用軟體；7)系統集成等內容。

RFID 產業鏈七個環節基本符合「微笑曲線」 ，產業鏈最上游的晶片設計和製造，以及產業鏈最下游的系統集成，在整個產業鏈上擁有最高的附加值。

而處於產業鏈中游的標籤封裝環節則擁有最低的附加值。

晶片設計製造，特別是 UHF 晶片設計製造在產業鏈中技術壁壘最高；系統集成應用行業進入壁壘較高；特別是 UHF-RFID 晶片領域，雖然涉入廠商眾多，但大多還處於小批量生產或試產階段，同國外意聯，恩智浦，英頻捷等領先廠商推出的成熟產品相比尚有較大差距。

而處於中間環節的 RFID 標籤封裝，讀寫器製造等偏向資本密集型，門檻較低，國內 RFID廠商大多數集中於此。

RFID 應用十分廣泛，基本涉及到我們生活的方方面面。

其中在物流、交通、既然弄等行業都已經有了一定的規模應用。

物流領域主要用在物流過程中的貨物追蹤，信息自動採集，倉儲應用，港口應用，快遞等方面。

交通領域主要用在高速 ETC，計程車管理，公交車樞紐管理，鐵路機車識別等方向。

金融領域未來將主要應用在極具潛力的金融支付方向。

目前，國內 RFID 下游應用最大的領域分別為金融支付，身份識別和交通管理，分別站到整體應用的 21.2%，12.4%和 11.6%。

此外，國內 RFID 還主要應用於軍事防務，資產管理，物流倉儲，防盜防偽標籤等領域。

而細分行業領域，防盜/防偽追溯，物流倉儲及交通管理子行業均為增長較快領域，值得關注。

工作頻率是 RFID 最重要的特點之一，工作在不同頻段或頻點上的電子標籤具有不同特點。

RFID 應用占據的頻段或頻點在國際上有公認的劃分。

典型的工作頻段有：LF(低頻，30-300kHZ)、 HF(高頻， 3-30MHZ)、 UHF(超高頻， 300-1200MHZ)、 微波(2.45GHZ或 5.8GHZ)。

HF 頻段標籤是目前最成熟的應用，而 UHF 頻段相比 HF 頻段具有讀取距離遠，抗衝撞多標籤同時讀取(一次讀取多個標籤)；識別速度快，高速移動物體識別；壽命長；高可靠性&保密性；讀寫性能更加完善等多種特點。

但是由於成本限制以及隨著 UHF 標籤製造技術的成熟，成本正在快速下降，因此 UHF 標籤市場高速成長，份額不斷擴大。

作為物聯網最成熟應用，RFID 產業也迎來了快速的增長，全球 RFID 產業市場規模早已超過百億美元， 並以年均 20%速度持續增長。

國內市場 14 年 RFID 產業市場規模也達到了 311億人民幣，並在未來數年內保持 30%左右的增長速度。

根據 IDTechEx 數據， 2014 年全球RFID 標籤總量達到 69 億枚。

4.2.2 無線網絡需求蓬勃增長

物聯網的出現使得各種物體之間的無縫連接成為了可能， 也標誌著更加全面的互聯互通成為了可能。

物聯網帶來的是更全面的互聯互通，它意味著互聯互通的對象從較高智能的計算機和手機，到低智能的一般物體，連接方式也從不斷追求更高速向高速與低速相結合。

因此，物聯網對應的無線網絡需求可以分為兩類，一類是以藍牙、ZigBee 為代表的低速無線網絡傳輸協議；另一類是以 WiFi 為代表的無線寬頻網絡。

藍牙（（BlueTooth ）作為一種短距離低功耗傳輸協議，在物聯網時代優勢明顯，其主要目的是為了替換一些個人用戶攜帶的有線設備。

從而藍牙也成為了目前市場使用最普遍的短距離通信技術，廣泛使用在移動設備（手機、PDA） 、個人計算機與無線外圍設備。

同時藍牙技術還被大量地應用於 GPS 設備、醫療設備，以及遊戲平台（ps3、wii）等各種不同領域。

據諮詢機構 IHS 預測，受益於智能終端的快速普及，全球藍牙晶片出貨量穩步增長，預計2014 年有望達到近 25 億顆，年複合增長率約為 15%。

並且我們認為隨著以智能穿戴。

智能家居為代表的物聯網的興起，全球藍牙晶片出貨量還將有望呈現加速增長的態勢。

ZigBee 協議是最早出現在無線傳感網領域的無線通信協議，是無線傳感網領域最為著名的無線通信協議，無線傳感網則是物聯網的一個典型應用。

ZigBee 最大的特點是低功耗、可組網、可靠性強、能耗低，從而在工業、家庭自動化控制和工業遙測遙控領域優勢明顯。

ZigBee 低功耗優勢突出，在低耗電待機模式下，2 節 5 號電池可支持一個節點工作 6~24 個月甚至更長，相比較藍牙能工作數周、WiFi 僅能工作數小時。

低成本體現在通過簡化協議（不到藍牙的 1/10） ，降低了對通信控制的要求，而且免協議專利費，每塊晶片價格大約為2 美元。

ZigBee 具有大規模組網的能力，每個網絡 65000 個節點，而每個藍牙網絡只有 8個節點。

在可靠性方面，ZigBee 有很多方面進行保證。

物理層採用了擴頻技術，能夠在一定程度上抵抗干擾，MAC 應用層(APS 部分)有應答重傳功能。

目前市場上 ZigBee 晶片提供商有：TI（Chipcon） ，Freescale，Ember，Jennic，Atmel，Integration，NEC，OkI，Renesas 等 9 家。

其中 TI，Frescale，Ember，Jennic 是市場上主導的供應廠商，這四大廠商基本上壟斷了整個 90%的市場份額。

四大巨頭勢力都比較均衡，Jennic 之前在整體實力和名氣上可能稍有欠缺，但自從被 NXP 收購後，至少在行業影響力方面可以和其它三家的競爭對手平分秋色了。

WiFi 是當今社會應用最為廣泛，為大眾最為熟知的一種通訊技術，同樣也是物聯網背景下重要無線通訊方式之一，是無線寬頻技術的代表。

WiFi 相對於藍牙和 ZigBee 兩種通訊方式優勢在於有更大的帶寬，能夠實現更快的交互功能，對於物聯網中需要進行大量信息傳輸的地方，WiFi 則成為了最佳選擇。

4.3 MCU 與 與 FPGA ：低成本高能效的物聯網控制解決方案

低成本 低功耗證 優勢保證 MCU 在物聯網時代的高速發展。

物聯網是把任何物品與網際網路連接起來，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的網絡，當面對的都是單純的數據，並不需要追求無止境的運算效能時，低成本低功耗的 MCU 足以完成對物聯網系統信息的收集和控制。

在物聯網時代硬體數量將達百億量級，每件設備都將配備一個低功耗的 MCU，物聯網將成為推動 MCU 市場發展的一個巨大動力。

根據 Mclean 的報告，全球 MCU 將保持持續快速增長，出貨量大幅提升。

預計 2018 年全球出貨量將超過 250 億顆，對應年複合增長率為 8%。

不過受到 MCU 單價下降的影響，銷售金額增速將慢於出貨量的增速，年複合增長率約為 5%，預計全球市場規模將達到近 200億美元。

目前，國內 MCU 市場規模約為 32 億美元，僅占全球市場份額的 20%左右。

預計未來相較於全球市場增長將會更為強勁， 年複合增長率在 9%左右， 2018 年市場規模達到 45 億美元。

智能硬體形態的指數級增長為 FPGA 同樣帶來商機。

一方面，FPGA 目前在通信領域已有著廣泛應用，而物聯網時代帶給通信領域增長的動力不言而喻，FPGA 也將因此受益。

另一方面，物聯網時代，集成化與輕薄化的智能硬體的發展趨勢可能要求一個物體在具有數個甚至數十個晶片的同時保持較小的尺寸，這時 FPGA 的低功耗與高集成能力使得其在要求集成化和微小化兼具的智能硬體中有著廣闊的應用前景。

此外，智能硬體形態指數級增長，同時物聯網硬體更新換代加快，如果每一款硬體都專門研製相應的 ASIC 與之相配的話成本較高， 此時 FPGA 晶片擁有有 ASIC 晶片無法比擬的靈活性的優勢就體現的淋漓盡致。

目前 FPGA 技術主要掌握在括 Xilinx、Altera、Lattice 等少數廠家手中， 其中 Xilinx 和 Altera兩家占據了全球近 90%市場份額。

國內方面，同方國芯擁有軍用/通信 FPGA 的核心技術，並且在 FPGA 國產化替代過程中有望深度受益。

4.4 電池：物聯網的動力之源

電池在當前的生活中已經廣泛應用在手機、平板、家用電器等設備中作為動力源。

在物聯網時代，隨著智能穿戴、新能源汽車等產業的興起，電池的應用會更加廣泛，成為最重要的動力來源之一。

鋰電池仍為主要動力 。

電池的發展歷經了多個階段，從最早的鉛蓄電池，鉛晶蓄電池，到鐵鎳蓄電池以及銀鋅蓄電池，發展到鉛酸蓄電池、太陽能電池等等。

而鋰電池是目前最令人矚目的明星。

鋰離子電池具有高能量密度、高比容量、較長的循環使用壽命、較快的充放電速度、較小的自放電、無記憶性、靈巧輕便、環境友好等多指標的綜合優點，使得當前還難以找到另外的成熟的替代材料，因此在預計未來數年甚至十數年內，鋰離子電池仍會是全球消費類電子產品的首選電池，鋰電池市場會保持高速增長。

根據 IIT的統計數據， 2014年全球鋰電池市場規模與總需求量分別達到 168億美元和 44Gwh，相較 10 年的 110 億美元和 22Gwh 的數據有著巨大提升。

而到 2018 年該數字將提升到 305億美元與 83Gwh，將近提升一倍。

硬體微型化凸顯電池創新需求。

智能穿戴、新能源汽車等產業的興起使得作為其動力源的電池技術的地位愈發重要。

智能硬體微小化的趨勢使得電池的同樣需要向微小化發展。

然而根據簡單計算公式：電池電量=能量密度*電池體積，電池體積的縮小會嚴重影響其續航能力。

在智慧型手機、平板等終端上，由於可以保證一定的電池體積，其續航能力的問題尚未凸顯。

但到了智能穿戴時代，由於硬體本身的體積相較智慧型手機進一步縮小，也對電池提出了更高的要求。

但由於技術的限制， 現有市面上可穿戴產品的續航能力並不盡如人意，Apple Watch續航時間甚至只有 18 個小時。

續航能力不足在某種程度上限制了智能硬體的市場發展。

新能源汽車同樣面臨續航困境， 目前技術下電動汽車一次充電續航里程為 200 公里左右， 為200 公里的續航里程要付出數個小時的充電時間。

相對的，傳統燃料汽車僅用幾分鐘時間加滿油可以行駛超過一倍的距離，電動汽車付出的時間成相當之高，這也是導致電動汽車難以普及的重要原因之一。

電池技術的革新有著極大的必要性，在電池容量、充放電速度、電池尺寸等方面均亟待突破。

鋁電池橫空出世，電池新革命蓄勢待發 。

日前刊登在 Nature 的一篇關於鋁電池的論文引發了人們對鋁電池的熱情。

史丹福大學的研究人員利用新的電極材料與電解液，克服了鋁離子電池傳統的固有缺點，具有使用時間長，成本低，容量大，可摺疊，不易燃，壽命長，更環保等種種優點，而最大的看點在於極快的充電速度：對比目前鋰離子電池一般數個小時的充電時間，新型電池 1 分鐘之內即可完成充電工作，如能成功普及，對於現有的電動汽車、智能可穿戴等產業的影響是革命性。

誠然目前的鋁離子電池主要還停留在實驗室階段，首先是成本較高，正極材料採用 CVD泡沫石墨，電解液採用離子液體，在使得鋁電池循環壽命和安全性大大提升的同時，其成本也是大規模商業化普及所難以承受的。

其次鋁電池現有的能量密度比起主流的鋰電池低很多，因此數年內鋁電池大規模替代鋰電池尚且不現實。

但隨著新材料、新工藝的推廣，以鋁電池為代表的新型電池可能會改變電池產業生態格局，同時極大的推動整個可穿戴設備、新能源汽車等產業的普及推廣。

電池新革命已蓄勢待發。

電池產業鏈將全面受益。

電池的構成包括正極、負極、隔膜、電解液，其他的相關產業還包括電源保護系統等， 上述電池相關產業鏈環節在正在進行或即將到來的電池革命中均將深度受益。

而對於續航能力的提升，在提高電池本身性能的同時，降低硬體本身的功耗也是十分重要的。

電源管理晶片，電源管理模組，功率半導體已廣泛應用，對降低功耗，提高電能利用率作用明顯。

在關注電池本身的同時，不能忽視其周邊產業的需求和提升。

4.5 物聯網時代的製造工藝：模塊化與多樣化

物聯網時代的硬體將存在兩個很明顯的趨勢。

首先對於單個硬體要求功能多樣化，體積微小化，實現低功耗；而從硬體整體來看，種類將會呈現爆炸式增長，並且單一硬體的生命周期還將大幅縮短。

這兩大趨勢也就同時催生了物聯網時代製造工藝的兩個重要發展方向：模塊化與多樣化。

在這樣一個趨勢下，SIP 封裝技術與 3D 列印製造技術將大有可為。

4.5.1 SIP ：高集成、微小化智能硬體的必然選擇

正如相機、收音機、MP3、蜂窩行動電話、傳呼機等等硬體所實現的功能如今被一個智慧型手機所近乎完美的替代，同樣的，在物聯網時代，越來越多的功能被要求集成到單個硬體上，同時還要保證硬體本身的輕薄、便攜、易用。

這樣的趨勢也就使得硬體內部晶片及相關零部件集成化和微小化的需求越來越強烈，SiP 封裝技術將成為這一趨勢下的最大受益者。

SiP（System in Package） ，即系統級封裝，在一個封裝中組合多種 IC 晶片和多種電子元器件(如分立元器件和埋臵元器件)，在一個封裝中集成諸如數字電路、模擬電路、RF、存儲器和接電路等多種電路，以實現圖像處理、語音處理、通訊功能和數據處理等多種功能。

從而能夠很好的滿足物聯網時代硬體高集成度、體積微小化的趨勢。

而相較於更為高端的SoC(System on a Chip)技術又有成本低和開發周期短的顯著性優勢。

SiP 技術可以分為兩個層級：一個是基於晶片封裝級別的 SiP，以半導體產業鏈上封測環節的企業為代表，如日月光、長電科技、華天科技；一個是基於 PCBA 級別的 SiP，以電子製造服務企業為代表，如環旭電子。

在半導體技術演進路徑上，IC 封裝 SiP 趨勢非常明顯，並且隨著物聯網的到來，這一趨勢還將呈現加速發展之勢。

物聯網時代，對於硬體產品的要求是要求集成度提高的同時還需要降低生產成本。

然而隨著晶片製造工藝製程的不斷提高，希望通過提高工藝製程來降低晶片體積提高集成度難度越來越大，成本越來越高。

SiP 技術則是直接在晶片封裝環節進行系統集成，這樣能夠在滿足產品集成度要求的情況下，大大降低生產難度，在成本上也能滿足產品需求。

隨著 Apple Watch 的正式登場，PCBA 級 SiP 技術也成為了最熱門的話題， 同樣也是未來物聯網時代的重要發展趨勢。

從蘋果披露的產品設計圖可以看出，小小的一塊 S1 模組中整合了多顆晶片以及大量的電子元器件，產品精密度達到了目前工業水平的極致。

採用 SIP 技術可以實現：1、減少系統開發時間，加速產品進入市場；2、集成不同半導體工藝技術晶片；3、採用隔間屏蔽方式解決晶片間電磁干擾問題；4、減少 PCB 主板布線複雜度，縮短元件連接路程；5、節省主板面積，實現多維空間利用；6、節省後續 SMT工序

目前來看， 全球範圍內 SIP微小化模組的主要應用為 iPhone/iPad中 Wifi模組及 Apple Watch中的 S1 模組。

從目前的技術趨勢看，移動電子產品中射頻通信模塊、觸摸屏控制模塊、攝像頭模塊、指紋支付模塊、計算存儲控制模塊、傳感器模塊等都具備從 PCBA 獨立成為模塊的條件。

從iPhone 6 拆解看，由於產品緊湊度的不斷提升，PCBA 面積不斷縮小，產品的模塊化將大大有利於未來 iPhone 產品的薄型化、輕型化。

受到移動電子產品行業輕薄化、模塊化的趨勢推動，結合產業鏈調研信息，我們預測 2015年將在智慧型手機中出現新的應用突破， 大大打開 SIP 業務的發展空間，突破速度超越市場預期。

而從長期看，SIP 市場從 2013 年到 2017 年可望實現 10 倍的行業增長。

4.5.2 3D 列印：柔性製造的高級階段

物聯網時代的硬體多樣性，以及硬體生命周期的大幅縮短激發了敏捷、柔性製造的需求，而3D 列印技術堪稱柔性製造的高級階段，採用該製造工藝能帶來製造複雜物品不增加成本、產品多樣化不增加成本、零時間交付、設計空間無限、材料無限組合、精確的實體複製等等一系列優點，在要求柔性製造，快速響應的未來物聯網市場上具有廣闊的應用前景。

特別是在製作小批量，構型複雜的硬體方面，對比傳統機加工手段優勢尤為巨大。

事實上 3D 列印並非新鮮技術， 早在上個世紀 50 年代美國就出現 「增材製造」的初步概念，60 年代末金屬 3D 列印技術興起，到 80 年代已經實現了商業化。

市場上已然出現多種面對企業用戶或者家庭用戶的 3D 印表機， 在軍工、高端製造業等特殊領域也早有應用(例如北航王華明團隊採用雷射 3D 列印技術製作的飛機結構件)。

然而 3D 列印也有其缺點所在，比如精度較低，製造部件大小受限，大規模量產成本反而高於傳統工藝等。

目前階段 3D 列印技術的優勢與局限

目前 3D 列印技術受到現有發展階段的限制，因此還尚未得到大規模的工業應用，目前主要還是應用於概念測試和模具開發領域。

但隨著技術的不斷進步，3D 列印在未來物聯網硬體爆炸的時代有著巨大的用武之地。

據 Wohlers Associate 預計，2017 年全球 3D 列印市場規模有望達到 50 億美元，2021 年更是會達到 108 億美元，行業呈現加速增長態勢。

5. 物聯網浪潮下受益的公司

通過前面對物聯網浪潮下硬體行業未來的發展趨勢進行深入分析， 我們認為將主要有兩類企業將最具投資機會。

一類是符合物聯網工藝發展趨勢，具有智能化、信息化、柔性化等工業4.0 製造能力的企業或者是有模塊化製造能力的企業，他們將從眾多電子元器件製造商中脫穎而出。

另一類是物聯網帶來對一些硬體產品的爆炸式需求，這類產品的供應商同樣將是機會巨大，主要包括傳感器、RFID、微處理器、電池等領域。