智能硬件产业发展白皮书

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  为加快推进智能硬件产业发展,在工业和信息化部电子信息司指导下,赛迪智库电子信息产业研究所编写了《智能硬件产业发展白皮书》。本书全面梳理了全球和我国智能硬件产业的规模现状、产业链结构和主要特点,对虚拟现实产业的创新进展、应用推进、政策环境、主要企业、投融资的发展现状等做了详细的总结,对产业未来发展趋势进行了展望,并提出了若干建议,以期为我国虚拟现实产业发展和行业管理提供决策参考和依据。
  发展状况
  市场规模
  随着万物互联时代的到来,硬件智能化成为全社会的共识,在此背景下,智能硬件成为全球发展最快、市场潜力最大的行业之一。由于政府、科技企业的高度重视和大力投入,智能硬件产业得到了快速发展,出货量、装机量和市场规模显著提升。
  据市场调研机构艾媒咨询发布和赛迪智库整理的数据显示,2015年全球智能硬件出货量为13.9亿部,2016年达到18.8亿部,同比增长33%,2017年达到25.6亿部,2020年达到64亿部,年复合增长率在30%以上,在电子信息领域保持领先水平。
  全球智能硬件产业初步形成了包括智能可穿戴设备、智能医疗健康设备、智能汽车、无人机、智能服务机器人、智能车载设备等规模化产品领域,呈现出蓬勃发展态势,推动着传统行业的智能化升级。
  从细分产品来看,2016年全球智能手表出货量达到2010万块左右,较2015年的1940万块同比增长3.9%。预计到2020年,全球智能手表出货量将超过5000万块,年复合增长率达到23.0%。
  智能手机方面。IDC数据显示,2016年全球智能手机出货量达到15.1亿部,同比增长5.7%,增速低于2015年的两位数。其中,基于安卓操作系统的智能手机出货量达到12.5亿部,同比增长7.6%,市场占有率达到82.6%。预计2020年,全球智能手机出货量将达到19.2亿部,同比增长4.3%,年复合增长率为6%。
  智能服务机器人方面。据国际机器人联盟(IFR)数据,2014年全球服务机器人市场销售额为59.7亿美元,2011年到2014年期间销售额年复合增长率到达 11%。市场份额方面,专业服务机器人市场占比约63%;个人/家庭服务机器人市场占比约37%。预计2017年,全球服务机器人市场规模将达460亿美元,CAGR约为 17.4%。
  智能汽车方面。目前,全球智能汽车产业市场规模已突破300亿元,美国、德国、日本、韩国等智能汽车产业正处于快速发展阶段,预计未来五年将形成万亿元级的市场规模。智能汽车的飞速发展,促进带动了智能车载设备市场规模的快速增长。
  到2018年底,全球智能硬件市场规模达到300亿至500亿美元。自2013年起始,智能硬件市场投融资热度持续升温,互联网、信息技术、传统家电等行业巨头以及各种创业公司蜂拥而至。国内外主流市场研究机构也加强了对智能硬件领域发展的研究与分析。
  2016年是智能硬件行业大发展的一年,智能硬件创业的大潮席卷了整个科技圈,智能硬件已涉足健身运动、医疗健康、代步工具、家居娱乐等多个方面。伴随科技巨头的竞相涌入,智能硬件产业正加速升温,产业规模和产品产销量将有新的突破。
  全球范围内,智能硬件主要产品市场需求、关键技术指标和生产规模情况发展不均,智能手表、智能手环、智能家居、无人机、智能体温计、智能血压计、智能血糖仪、智能心电图机等需求量大的智能硬件产品相对成熟,生产规模相对较大。智能眼镜、扫地机器人等尚处于临界爆发和前瞻研究突破期,产业化进程相对缓慢。
  全球智能硬件产业尚处于发展初期、格局尚未成型,为我国智能硬件产业发展创造了历史性机遇。目前,我国智能硬件产业正进入逐步成长上量的黄金时期,加上我国大国大市场和移动互联网兴起的独特优势,为智能硬件产业发展創造了广阔的市场前景。
  根据市场研究机构数据,2015年我国智能硬件市场规模达到2750亿元,2016年达到3310亿元,同比增长21%。2018年,我国智能硬件产业规模超过4700亿元,接近5000亿元,同比增速维持15%以上,产业发展格局初步形成,产业应用水平明显提升。智能硬件在大众消费市场逐步普及,在全球市场将具有较强国际竞争力。
  随着智能手表主要系统平台及大数所服务平台的搭建完毕,基于健康大数据的服务类产品逐步成熟,预计到2020年,我国智能手表市场规模将增长到300亿元。
  智能医疗健康设备2016年市场规模达到26亿元,同比增长136%,2018年达到150亿元的规模,保持100%以上的复合增长率。智能服务机器人2015年的市场份额为50亿元,2016年市场规模达到73亿元,同比增长45%,2018年达到125亿元的规模。
  智能工业领域2015年的市场份额为1486亿元,2016年市场规模达到1583亿元,同比增长6.5%,2018年达到1983亿元的规模,增速相对平稳。
  智能车载设备领域,2014年市场份额为43亿元,2015年的市场份额为93亿元,同比增长高达116%。2016年,智能车载设备领域的国内市场规模达到158亿元,同比增长116%。2018年达到378亿元的规模,复合增长速度超过40%。
  民用无人机方面,2014年我国民用无人机产品销售规模为15亿元,2015年突破20亿元,2016年达到接近40亿元,同比增速超过100%。2018年民用无人机的销售市场规模超过100亿元,保持90%以上的复合增长速度。值得注意的是,我国大疆创新公司在消费级无人机领域保持市场领先地位,全球市场占有率超过70%。
  主要特点
  各大厂商纷纷在智能硬件领域长线布局,智能硬件产业飞速发展,主流产品如智能手环、智能手表、智能插座、智能路由器、智能电视、智能家居与智能健康、智能驾驶汽车、消费级无人机等产品等纷纷涌现,智能硬件开始向大众市场渗透。智能硬件是一个快速发展的产业领域,新产品、新技术、新应用、新模式层出不穷,产业边界在不断变化,并呈现以下主要特点。   根据目前的产业状况,以产品的形态来看智能硬件包括可穿戴设备、智能家居、智能车载、智能无人系统、智慧健康以及其他面向消费和工业领域的智能化产品。智能硬件在本质上,是基于智能芯片、大规模集成电路、互联网及移动互联网、软件与应用、大数据和云计算、人工智能和虚拟现实、新能源和新材料以及生物技术等前沿技术领域的发展,跨界融合而形成的全新的产品形态。
  目前,发达国家均认可智能硬件是抢占未来信息化制高点的重要的途径和战略举措。在国际上,以苹果、谷歌、微软、Facebook、特斯拉、高通等为代表的国际巨头,投入大量资源进行智能硬件技术研发和市场培育;在国内,百度、阿里、腾讯、小米、京东、乐视、360、华为、联想等企业也投入巨资构建自己的产业生态体系,快速推动智能硬件产业的发展。
  当前,全球正处于万物互联时代,物联网社会已经到来。随着前沿技术发展、企业和资本的广泛参与,智能硬件正快速的拓展到经济与社会的各个领域,释放和催生工业、农业、服务业、节能环保、商贸流通、交通能源、公共安全、社会事业、城市管理等各个领域的新需求。智能硬件通过产生全新的生产制造和商业应用模式,激发大众创业、万众创新活力,大幅提高产业发展的质量和效率,为经济结构调整和产业转型升级创造了全新的发展空间,形成新的经济增长极。
  伴随各大领域企业竞相构建智能硬件生态,行业发展已从单品之争转向平台之争,平台的重要性日益凸显。在智能硬件底层软硬件技术公共服务平台方面,国内外直接或间接竞争对手有苹果智能家居平台HomeKit和车载信息平台CarPlay、三星智能家居平台SmartHome、Google智能家居系统Brillo和车载信息平台Android Auto、百度智能健康设备平台dulife、小米生活服务平台MIUI 6、阿里巴巴物联网平台、腾讯“QQ物联”智能硬件开放平台、杰升科技机智云等。
  存在问题
  近年来,虽然智能硬件产业发展速度较快并取得了一定成绩,但在行业发展过程中仍旧暴露出芯片平台多元化、支撑初创企业的发展环境氛围不浓厚、技术产品标准不统一等亟待解决的问题:
  芯片平台多样化导致开发难度大。目前,国内外不同厂商发布了针对智能硬件的芯片产品,包括英特尔、高通、联发科、展讯、君正等,采用包括X86、ARM、MIPS等不同芯片架构,同时在传感器、通信、电池管理等芯片上也有不同厂家的解决方案,并采取不同的通信技术,芯片及元器件和技术的多样化增大了智能硬件企业尤其是初创企业的软硬件产品开发难度。
  缺乏针对初创型企业的服务支撑。目前全球智能硬件企业多是初创型企业,这些企业由于技术基础积累较弱,普遍缺乏软硬件协同研发能力,难以给出有较强市场竞争力的解决方案,同时在供应链整合、融资、工程设计、销售渠道建设等方面实力不强甚至缺乏,而全球又缺乏针对创新型企业的技术及服务支撑,多种因素叠加从而严重制约了企业发展。
  尚没有形成全球统一的产品标准。一方面,智能硬件由于产品种类繁多,单品特性缺乏,没有统一的产品形态,智能硬件之间的互联互通能力不足,技术和产品标准规范较为散乱,未能形成全球统一的产品标准。另一方面,目前智能硬件企业基本都是竞争关系,标准、专利都是独立且封闭的,产品仅能实现同一品牌的连接与交互,企业间缺乏有效协作。
  产业链上下游资源整合能力较差。智能硬件产业链涉及上游软件开发和应用平台开发,中游的芯片、元器件、传感器及配件制造,下游的终端产品生产组装和营销服务等多个环节,具有软硬融合、产品与服务融合、跨界应用等特征。但由于产业发展处于初期,产业链各环节相对独立,缺乏协同整合。另外,我国在智能硬件芯片、关键元器件、操作系统等高价值环节竞争力存在不足,产业链上下游整合能力弱于美国等发达国家。
  关键技术和核心元器件不够成熟。当前,智能硬件全球范围内技术不成熟是普遍现象,关键技术和核心元器件仍需一段发展突破期,导致一些产品达不到要求。例如智能可穿戴设备的续航能力弱、虚拟现实设备存在眩晕性等。我国在产业共性关键技术、底層软硬件和核心基础元器件等领域的自主创新能力不足,核心技术仍被国外公司掌握,技术和产品创新割裂。
  创新应用水平和生态体系建设不足。一是产品形态创新不足。当前,国内智能硬件产品主要为可穿戴设备、智能家居、智慧医疗健康、智能车载、无人系统等方面,虽然产品数量和种类较多,但大多数产品出现高度同质化现象。单个产品的功能也较简单,且同一领域的企业竞相布局同样产品。
  二是应用能力不足。面向智能硬件产品开发的应用相对不多,产品设计和制造缺乏统一标准来指导,交通、医疗、教育、工业等潜力巨大的市场基本相对空白,智能硬件与很多行业应用尚未打通。
  三是生态体系不够完善。尽管国内外互联网企业、信息技术企业、家居等企业不断推动构建以企业自有产品为核心的智能硬件产业生态,但许多企业尚停留在创意设计阶段,缺乏技术产品创新所需的工作环境、中小规模生产制造能力、敏捷/协同制造服务等产业环境;在量产阶段,缺乏统一的标准规范、检验检测等支撑能力,在上下游供应链、销售渠道、产品质量安全等方面还有很多问题。
  创新进展
  技术产品创新
  智能硬件产业发源于智能终端产业,产品大部分的芯片、传感器、元器件都是智能终端同类产品的小型化,研发设计和生产制造模式也基本延续了智能终端产业。在智能硬件产品形态不断获得突破的同时,已基本构建出类似智能终端的产业链,上游芯片和元器件、操作系统、开发平台、整机制造等方面都出现了比较成熟的产品,已经形成了全球范围内分工明晰、产业链环节相对完善的生态体系。
  智能硬件产业链一级环节主要有,关键元器件、生产制造、系统平台/云服务、营销渠道、整机等,二级环节主要包括,芯片、屏幕、电池、传感器、组装/代工/生产、云服务与大数据平台、识别控制与交互技术、系统平台、线上、线下、众筹平台、应用商店、智能腕带、智能车载系统、智能头盔、无人机、智能机器人、医疗健康设备、工业级智能硬件等,涉及的企业覆盖国内外大中小型企业,主要有ARM、英特尔、TI、联发科、高通、展讯、华为、三星、博通等芯片企业,LG、索尼、京东方等屏幕企业,富士康、闻泰、英业达、日月光等代工厂商,以及暴风影音、HTC、Oculus、索尼、大疆、零度智控、新松等整机产品企业,京东金融、众筹网等众筹平台,迪信通、大中电器、企业实体体验店等销售网点。
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