物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)可以分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三層。感知層通過(guò)傳感器、RFID 等獲取物體的多維數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞、路由和控制，可依托公眾電信網(wǎng)絡(luò)，也可以依托企業(yè)專用通信網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用層包括應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施、中間件和各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施、中間件相當(dāng)于物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)，為各種應(yīng)用提供通用的計(jì)算分析能力及資源調(diào)用接口。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用則涵蓋了物品追蹤、環(huán)境感知、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智能家居、可穿戴設(shè)備、智慧醫(yī)療等領(lǐng)域。

物聯(lián)網(wǎng)的分層

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物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈

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    物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈最先爆發(fā)的是上游的模塊芯片，然后再往下游的終端和應(yīng)用傳遞。物聯(lián)網(wǎng)的終端未來(lái)數(shù)量將以百億計(jì)，芯片和模塊需求將形成一個(gè)海量市場(chǎng)，當(dāng)芯片和模塊形成量產(chǎn)，配套的運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)改造完畢后，適應(yīng)各行業(yè)各應(yīng)用場(chǎng)景的硬件產(chǎn)品才會(huì)開(kāi)發(fā)出來(lái)。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商將給予大量補(bǔ)貼來(lái)教育用戶，加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。預(yù)計(jì)2017 底到 2018 年將會(huì)有大量物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用涌現(xiàn)。而根據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前芯片和硬件的價(jià)值比重 20-30%，而軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)層面目前占比 20-35%，解決方案占 20%-40%。

    判斷2 年內(nèi)硬件價(jià)值將會(huì)快速上升，而硬件成熟之后增長(zhǎng)極將主要轉(zhuǎn)到軟件應(yīng)用和解決方案端。

    物聯(lián)網(wǎng)硬件分為終端側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)。網(wǎng)絡(luò)側(cè)的投資由于所需要更新?lián)Q代的設(shè)備不多，因此占比不高，因此終端側(cè)的機(jī)會(huì)將是投資考慮的重點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)終端包括傳感器，射頻芯片，控制芯片和 eSIM，傳感器負(fù)責(zé)外圍感知，射頻芯片負(fù)責(zé)外部通訊接口，控制芯片負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)初步處理和外圍控制，eSIM 只有在運(yùn)營(yíng)商物聯(lián)網(wǎng)中工作，負(fù)責(zé) ID 鑒權(quán)。

    一、傳感器

    大多數(shù)傳感器的工作原理是物理效應(yīng)的應(yīng)用，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。利用各種物理效應(yīng)將被測(cè)信號(hào)量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

    目前傳感器的主流發(fā)展方向是微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）。MEMS 是指尺寸在幾毫米乃至更小的傳感器裝?，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級(jí)，是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)。MEMS 因?yàn)榫哂形⑿突�、智能化、多功能、高集成度等特點(diǎn)，非常適于大批量生產(chǎn)，成本很低。

    據(jù)物聯(lián)網(wǎng)白皮書(shū)，2015 年全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)一萬(wàn)億元，出貨量超過(guò)五百億顆，預(yù)計(jì)到 2020 年將會(huì)翻一番，其中 MEMS 傳感器價(jià)低量大，占據(jù)約 8%的產(chǎn)值份額和 35%的出貨量。當(dāng)前，信息通信、汽車電子、醫(yī)療電子和工業(yè)電子是傳感應(yīng)用最廣泛的四大領(lǐng)域。

    國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面，近幾年中國(guó) MEMS 市場(chǎng)增速高于全球市場(chǎng)，主要原因是全球電子設(shè)備產(chǎn)業(yè)不斷向亞太遷移，以及中國(guó) 3C 產(chǎn)品和汽車電子產(chǎn)品持續(xù)保持較快增長(zhǎng)勢(shì)頭所致。2015 年，中國(guó) MEMS 市場(chǎng)銷售額 308.4 億元，占全球市場(chǎng)的 34.1%，同比增長(zhǎng)了 16.1%。

    中國(guó) 3C 和汽車電子市場(chǎng)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，帶動(dòng)加速傳感器、陀螺儀、硅麥克風(fēng)和壓力傳感器等產(chǎn)品的需求向上，但同時(shí)智能手機(jī)需求逐漸飽導(dǎo)致整個(gè)市場(chǎng)增速低于 2014 年。所有類型的 MEMS 中，加速度計(jì)、壓力傳感器由于廣泛應(yīng)用而在細(xì)分產(chǎn)品市場(chǎng)份額居前列。隨著物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的打開(kāi)，海量終端的涌現(xiàn)，2017 年中國(guó) MEMS 的市場(chǎng)有望出現(xiàn)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

2013-2015 年中國(guó) MEMS 市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)

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2015年中國(guó) MEMS 市場(chǎng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

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    二、eSIM

    SIM 由 GSMA 在 2010 年提出，其在物理上還是一張 SIM 卡，但 eSIM 內(nèi)嵌在手機(jī)中，可通過(guò)遠(yuǎn)程編程的方式來(lái)支持不同的運(yùn)營(yíng)商。首先，eSIM 最明顯的優(yōu)點(diǎn)就是體積小，按照 GSMA 的說(shuō)法，eSIM 可以幫助設(shè)備制造商減少大約 90%左右的傳統(tǒng)設(shè)備空間體積。其次，實(shí)體 SIM 卡需預(yù)留卡槽或插拔托盤(pán)，防震和防潮效果很脆弱，eSIM 通過(guò)嵌入解決了可靠性問(wèn)題。再次，由于 eSIM 卡可通過(guò)遠(yuǎn)程編程管理，運(yùn)營(yíng)商可以實(shí)現(xiàn)空中寫(xiě)卡，運(yùn)營(yíng)商則不需要 SIM 卡的分銷或零售渠道，可以降低運(yùn)營(yíng)成本。

eSIM 體積與傳統(tǒng) Sim卡對(duì)比

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傳統(tǒng) SIM 卡與嵌入式 SIM 卡的使用方式和生命周期對(duì)比

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    根據(jù)數(shù)據(jù)，2011 年~2014 年 eSIM 出貨量分別達(dá)到 460 萬(wàn)、700 萬(wàn)、1000 萬(wàn)和 1700 萬(wàn)，增速分別達(dá)到 52%、54%、60%，呈加速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù)預(yù)測(cè)，到 2020 年，全球 eSIM 的出貨量將達(dá)到 2.05 億，未來(lái)幾年的年復(fù)合增長(zhǎng)率可以達(dá)到百分之百。

    三、控制芯片和通信芯片

    控制芯片又稱微控制單元，它集成了處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM、ROM)以及 I/O 周邊端口，再加上嵌入式軟件形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)合做控制，如遙控器，小家電，汽車電子、馬達(dá)和機(jī)器人手臂等。

    根據(jù)數(shù)據(jù)，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用相關(guān)的全球微控制器(MCU)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以11%的復(fù)合年成長(zhǎng)率(CAGR)成長(zhǎng)，從 2014 年的 17 億美元增加到 2019 年的 28 億美元的市場(chǎng)規(guī)模。

MCU 市場(chǎng)預(yù)計(jì)

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    相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2017-2022年中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)供需預(yù)測(cè)及投資戰(zhàn)略研究報(bào)告》

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