物聯網經歷七年發展,產業內部層如何突破瓶頸

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物聯網被正式列為國家五大新興戰略性產業之一,開啟了我國物聯網發展的新紀元。

歷經七年,我國物聯網形成了包括晶片、設備、軟體、應用等相對完善的物聯網產業鏈,從市場規模來看,2016年物聯網市場規模高達9000億。

我國建成了全球最大的NB-IoT網絡,形成了最為活躍的物聯網應用市場。

物聯網產業內部層次分明,感知層、網絡層、平台層與應用層,各自形成獨立市場,各有專業玩家,呈現出不同生態。

從行業驅動到消費市場驅動,一個新的網絡生態系統將要形成,無數新的行業傳奇也將因此誕生。

而隨著物聯網應用的深入、移動智能終端特別是可穿戴式終端的興起,物聯網已來到了2.0時代。

我國建成了全球最大的NB-IoT網絡

傳感器是物聯網的核心

在物聯網各項基礎技術中,感知技術是物聯網的根底和核心,同時也是制約我國物聯網發展的最大瓶頸。

由於傳感器門類眾多,技術門檻不一,我國在常規的傳感器方面有所布局,但高精度的傳感器是短板。

數據顯示,我國傳感器市場中約70%的份額被外資企業占據,我國本土企業市場份額較小,而主要集中在技能層次低的領域。

未來傳感器的發展方向,也是物聯網的核心。

智能化、小型化傳感器MEMS利用傳統的半導體工藝和材料,集微型傳感器、微型執行器、微機械機構,以及信號處理和控制電路等於一體的微型器件或系統,是廣泛應用於衛星、運載火箭、航空航天設備、飛機、汽車、機器人等領域。

如果我國不能掌握MEMS傳感器的製造技術並主導其生產,無疑將阻礙本土物聯網產業前進的步伐。

技術和應用領域

晶片物聯網的「大腦」

作為物聯網的「大腦」,晶片是物聯網幾乎所有環節都必不可少的關鍵部件之一。

依據晶片功能的不同,物聯網產業中所需晶片既包括集成在傳感器、無線模組中, 實現特定功能的晶片,也包括嵌入在終端設備中,提供「大腦」功能的系統晶片——嵌入式微處理器,一般是MCU/SoC形式。

在物聯網晶片廠商中,既有傳統的國際半導體巨頭,如ARM、英特爾、高通、飛思卡爾、德州儀器、意法半導體等。

也有國內廠商包括:華為海思、展訊、北京君正等。

感知能力的不足,追根溯源是晶片問題。

國外廠商在無線通信晶片、傳感器晶片、嵌入式微控制設計等領域均占據一席之地,而國內廠商從特定細分領域入手,包括無線通信晶片、安全晶片等,在設計、製造、封測等也有涉足,但在傳感器晶片領域幾乎看不到國內企業的身影。

物聯網產業前進的步伐

長期投入來自科技突破

物聯網晶片是比較複雜的一個產業,涉及到研發、設計以及生產等環節,是一個高度分工協作的產業。

我國在材料、製程以及工藝等關鍵技術領域缺乏積累,物聯網基礎技術的薄弱,需要長期投入和重視,基礎技術的進步最大的動力來自於科技的突破。

以MEMS為例,用微加工技術將各種產品整合到基於矽的微電子晶片上,MEMS工藝與傳統的IC工藝有許多相似之處,如光刻、薄膜沉積、摻雜、刻蝕、化學機械拋光工藝等,但有些複雜的微結構難以用IC工藝實現,必須採用微加工技術製造。

包括矽的體微加工技術、表面微加工技術和特殊微加工技術。

除此之外,MEMS製造還廣泛地使用多種特殊加工方法,包括鍵合、LIGA、電鍍、軟光刻、微模鑄、微立體光刻與微電火花加工等。

而傳感晶片的生產製作過程尤為複雜。

而且,在晶片生產加工中,需要的中國產材料的使用率不足15%,高端製程和先進封裝領域,半導體材料的國產化率更低,且部分產品面臨嚴重的專利技術封鎖。

我國物聯網各細分領域都處於高速發展階段,但與此同時,我國在物聯網傳感器方面有待突破。

中國的物聯網經歷了七年多發展,無論是在技術還是應用領域,都取得了巨大的進步,但總體來看還存在不足。

而自主創新是必須要走的路,引進吸收和國際合作必不可少。

中國巨大的應用市場,以及越來越多的本土巨頭企業的加入,讓中國物聯網有了更遒勁的暗自生長的力量。

(揚 知)


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