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物联网产业链深度分析报告

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2017年8月

正文目录

图表目录

1.物联网是对传统信息通信的革命

物联网是一场革命，是对传统信息通讯信的大挑战，它在人与人信息交流的基础上，创造性地提出了物体之间的数据传输和交流。

从发展趋势来看，物联网的发展可分为时间、地点和物件三个维度，随着物联网发展至成熟，将使所有物体可在任何时间、任何地点相互沟通，涵盖了“人与人”、“物与物”及“人与物”三大范畴。

物联网的应用范围相当广泛，可从穿戴式设备、智能汽车、智能家居、智能交通、智慧城市，到工业物联网等。

物联网通过智能感知、识别技术等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

当前物联网技术还是处于初级阶段，已具备较好的基础，技术发展已经取得显著成效，产业规模逐步扩大，但与其相关的各项技术还需要进一步地探索和完善。

图表1：

物联网概念图和应用范围

关于物联网的起源众说纷纭，其理念最早可追溯到比尔•盖茨1995年《未来之路》一书，书中提出物物相连，但限于当时的技术并未引起重视。

1998年，美国麻省理工学院创造性地提出了当时被称作EPC系统的物联网构想。

1999年，建立在物品编码、RFID技术和互联网的基础上，美国Auto-ID中心首先提出了物联网的概念。

2005年11月17日，在WSIS会议上，国际电信联盟发布了《ITU互联网物联网（IoT）。

在2009年由IBM提出智慧地球开始发展，2010年中国喊出感知中国，并且首次提出物联网的中文名称。

图表2：

物联网起源

目前，我国物联网已初步形成了完整的产业体系，具备了一定的技术、产业和应用基础。

根据工信部发布数据，我国物联网产业规模从2009年的1700亿元跃升至2015年超过7500亿元，年复合增长率超过25%。

公众网络机器到机器（M2M）连接数突破1亿，占全球总量31%，成为全球最大市场。

物联网产业已形成环渤海、长三角、泛珠三角以及中西部地区四大区域聚集发展的格局，无锡、重庆、杭州、福州等新型工业化产业示范基地建设初见成效。

涌现出一大批具备较强实力的物联网领军企业，互联网龙头企业成为物联网发展的重要新兴力量。

图表3：

物联网产业发展局域及示范基地

物联网标准体系加快建立，已完成200多项物联网基础共性和重点应用国家标准立项。

到2020年，具有国际竞争力的物联网产业体系基本形成，包含感知制造、网络传输、智能信息服务在内的总体产业规模突破1.5万亿元，智能信息服务的比重大幅提升。

推进物联网感知设施规划布局，公众网络M2M连接数突破17亿。

物联网技术研发水平和创新能力显著提高，适应产业发展的标准体系初步形成，物联网规模应用不断拓展，泛在安全的物联网体系基本成型。

图表4：

中国物联网市场规模

当前正值物联网爆发期，目前国际物联网市场前景广阔，根据工信部数据，到2020年，全球的物联网连接数将会达到约500亿个，市场份额将会达到1.7万亿美元，接近现有份额的3倍，其中我国物联网市场规模约为1.5万亿。

图表5：

机构对中国物联网市场规模预测出

今年以来，由于NB-IoT模块推出不达预期，运营商网络还在建设等因素，物联网指数处于震荡态势，我们认为随着华为NB-IoT模块开始出货，运营商物联网网络搭建完成，物联网相关标的亟待爆发。

图表6：

物联网指数VS.上证综指

2.各国政府、运营商和集成商联合推进物联网发展

国外对物联网的研发、应用主要集中在美、欧、日、韩等国家，最初的研发方向主要是条形码、RFID等技术在商业零售、物流领域应用，而随着RFID、传感器技术、近程通信以及计算技术等的发展，近年来其研发、应用开始拓展到环境监测、生物医疗、智能基础设施等领域。

如：

思科已经开发出“智能互联建筑”解决方案，为位于硅谷的美国网域存储技术有限公司节约了15%的能耗；美国政府目前正在推动与墨西哥边境的“虚拟边境”建设，该项目依靠传感器网络技术，据报导仅其设备采购额就高达数百亿美元。

在政策方面，美国将物联网发展和重塑智能制造业优势结合，希望借此重新占领全球制造业至高点。

欧盟于通过Horizon2020计划，旨在利用科技创新促进经济成长、增加就业。

韩国在2014年提出IoT物联网基本规划，从服务平台网络到终端设备与信息安全，全面建构开放式物联网IoT生态体系。

日本IT战略本部在2009年发布了发布了新一代的信息化战略“i-Japan战略2015”，其目标是“实现以国民为中心的数字安心、活力社会”。

图表7：

国外物联网布局及其发展目标

我国从2010年开始，频繁出台物联网相关政策，推进物联网的普及。

划拨专项资金，制定物联网标准，并提出到今年底基站规模达40万个，到2020年建成基站规模150万个。

图表8：

国内政策支持

各国运营商，系统集成商以及政府的大力推动，加速物联网的快速普及。

从物联网主导运营角度来看，有两种模式：

一种是运营商主导物联网运营，如法国电信运营商Orange凭借其强大的研发实力，建立了统一业务应用平台，提供物联网应用，是欧洲物联网业务的领导者；日本NTTDoCoMo除与手机厂商合作外，还利用自己的平台资源、客户资源和影响力聚集了大批内容提供商、系统集成商，整合了平台、手机、内容等资源。

另一种是系统集成商主导物联网运营，如Accenture、IBM、InCodeWireless等，有能力集成各种设备和软件为一个即插即用的解决方案，同时兼容物联网的技术和协议。

欧美运营商是物联网市场的积极开拓者，如美国运营商AT&T提前布局物联网战略，成为运营商开拓物联网市场的佼佼者，占美国物联网43%的市场份额，在全球财富1000强中，99%的企业正在应用AT&T为其提供的物联网服务。

图表9：

各国运营商的物联网战略

目前物联网里单独应用的产品逐渐减少，越来越多的通过系统集成，建立产品与软件的大范围应用。

系统集成是整个产业链中最关键的环节，系统集成商需根据不同客户的需求，将物联网的硬件部分和软件部分集成为一套具体的、完整的解决方案。

系统集成商的发展一方面反映了物联网业务的应用推广程度，另一方面也是影响应用推广的重要因素。

图表10：

国内主要集成商及其服务行业

国内系统集成商大多服务于某一特定行业，如金智科技、银江科技等，部分系统集成商在提供集成服务以外，也提供配套的软件产品和行业解决方案。

国内系统集成市场规模保持16-23%的高速增长，随着国家政策的支持，加之云计算、移动互联网等新技术驱动，物联网发展中系统集成的需求将大量增长，势必成为发展势头最猛的一个环节。

3.物联网产业链

物联网主要包括基础设施建设、平台层和应用层三个层次，基础设施建设主要是硬件部分，包括芯片、模组、传感器和通信网络建设；平台层主要是软件部分，包括平台建设和系统集成及应用服务提供商；应用层目前主要是表计类的应用，主要包括水表类三川智慧、新天科技，燃气表类金卡智能等。

图表11：

物联网产业链

根据麦肯锡数据，未来物联网设备层、连接层、平台层和应用层的价值占比分别为21：

10：

34：

35，也就是基础设施建设层、平台层和应用层的价值占比分别为31:

34:

35。

2020年我国物联网产业仅连接层规模就达1500亿元，不考虑价值链的纵向延伸，系统集成商和电信运营商仅在基础设施层就将迎来千亿级的发展机遇。

图表12：

未来物联网价值占比

图表13：

2020年我国物联网市场规模（亿元）

3.1MEMS传感器是未来主流，国内已经形成MEMS全产业链布局

传感器是物联网底层（感知）的重要部件，主要负责将环境中的化学、生物、物理信号转化为数字信息，并传输至后端进行数据处理。

传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。

图表14：

传感器类型

在供给侧，全球传感器市场主要被美国、日本、德国等国家占据。

根据智研咨询的数据，2016年，美、日、德三国传感器占据全球传感器市场份额分别为27.0%、20.5%和14.0%，合计占比为61.5%。

而在国内，得益于国家政策，国产传感器对进口的替代逐步加速。

2011年，我国传感器进口占比约为85%，传感器芯片进口占比约为95%。

而到2016年，传感器进口比例下降至60%，其中核心芯片比例降至80%，进口依赖程度明显改善。

图表15：

2016年全球传感器市场份额

图表16：

国产与进口传感器情况

从需求侧看，全球传感器市场规模增速稳定。

2012年，全球传感器市场规模仅为950亿美元，2016年市场规模达到1740亿美元，复合增长率高达17.2%。

工信部预计到2018年，全球传感器的市场规模将达到2660亿美元。

与此同时，国内传感器市场也保持较快增长，2012年中国传感器市场规模仅为510亿元，2016年达到1400亿元，根据工信部的预测，到2018年，中国传感器市场规模将达到2610亿元。

图表17：

全球传感器市场规模（单位：

亿美元）

图表18：

国产传感器市场规模（单位：

亿元）

物联网是智能时代的基础，具有自学习、自诊断和自补偿能力、复合感知能力以及灵活的通信能力的MEMS适合用于物联网的数据感知。

随着MEMS制造工艺的逐渐成熟，可靠性不断提高，MEMS将逐步取代传统传感器成为物联网重要的数据入口。

在需求侧，根据Yoledeveloppement的数据，2014年，全球MEMS的市场规模为121.8亿美元，2014-2020年，全球MEMS的市场规模将维持11.6%的复合增长率，到2020年，全球MEMS的市场规模可达220亿美元，其中压力传感器增长最明显。

图表19：

全球MEMS传感器市场规模统计及预测

目前MEMS传感器最成熟的主要是无力传感器部分，包括声学、光学、力学等，在物联网领域，率先应用的，主要是力学和光学传感器。

图表20：

MEMS传感器类型

MEMS传感器产业链包括芯片设计、制造、封装测试、方案提供和系统应用，国内在系统应用领域，利用传统的半导体工艺和材料，已经形成集微型传感器、微型执行器、微机械机构，以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统，已经形成MEMS全产业链布局。

这种小体积、低成本、集成化、智能化传感系统是未来传感器的重要发展方向。

图表21：

物联网领域MEMS传感器产业链

3.2华为走在NB-IoT芯片前端，国内进口无线模组也逐年减少

在一直由海外主导的芯片产业，华为走在了NB-IoT芯片前端

芯片是物联网的核心设备，处于产业最上游，是物联网时代的开路先锋和战略制高点。

2015年全球物联网芯片市场规模达45.8亿美元，预计未来20年，其数量也将增长到1万亿。

ICInsights预测，今年与芯片生产相关的物联网半导体市场将增长到213亿美元，同比增长16.2%，2015年至2020年的复合年增长率为14.9％，2020年市场规模将达311亿美元。

未来物联网芯片将超过PC、手机芯片领域，成为最大芯片市场。

图表22：

物联网半导体市场规模

图表23：

物联网芯片种类及产商

芯片领域一直为高通、TI、ARM等国际巨头所主导。

我国芯片产业发展较晚，国内芯片企业数量虽多，但设计以及制造水平都落后于国外，核心芯片主要还是依赖进口。

国内芯片制造厂商有华为海思、展讯通信、国民技术、大唐电信、长电科技、顺络电子等。

近年来，我国加大半导体投入，在NB-IoT芯片领域，华为走在了世界前端：

华为的芯片供应能力最强，从2014年开始投入NB-IoT芯片研发，2015年推出了基于预标准的芯片原型产品。

2016年9月份，在3GPP标准公布后的3个月，作为主导方的华为便火速推出NB-IoT商用芯片Boudica120，也是业内第一款正式商用的NB-IoT芯片。

Boudica120在2017年6月底开始大规模商用，月发货能力可达百万片以上，另一款产品嵌入定位的Boudica150正在测试，预计2017年四季度大规模商用。

高通的进展在全世界范围也是非常快的，拥有同时支持NB-IoT和eMTC的双模芯片，2015年10月底高通推出了LTE调制解调器MDM9207-1和MDM9206，其中MDM9206支持LTECatM1（eMTC），但通过软件更新升级后，可实现支持NB-IoT/eMTC双模式。

更多的NB-IoT芯片厂商如英特尔、锐迪科、索尼等芯片厂商的测试版本也都已推出，预计在2017年Q3进入价格竞争状态。

图表24：

NB-IoT芯片商

NB-IoT的爆发离不开芯片厂商的支持，从模组芯片采用的厂商来看，目前市场上的NB-IoT模组还是以华为海思和高通的芯片为主。

高通的芯片目前已经获得超过60家的OEM厂商和模块厂商的配套设计，已经有100多款通信模组面世，中兴在通信模组方面具有显著的集成和增长优势，而华为是国内芯片研发的翘楚。

图表25：

NB-IoT芯片模组产业链

NB-IOT芯片这一领域不会形成大量市场参与者，但竞争依然激烈。

华为、高通是参与制定NB-IOT规则的厂商，得以率先领跑。

国内的大唐、展讯等厂商也在布局。

就连ARM也准备抢搭NB-IoT的这股热潮。

目前芯片在几十万—百万的量产级别上，价格是5美元/个，在千万-亿的量产级别上价格可以下降至1美元/个。

中国电信准备投入3亿元，在3类模块上补贴20元/模块左右。

在这样的政策下，芯片和模组的成本在短期内会降低，从而可以替代2G传统的GSM、GPRS的通讯模组场景，形成替代的价格优势，加速应用的落地。

无线模组进口量逐渐缩小

无线模组是物联网接入网络和定位的关键设备。

无线模组可以分为通信模组和定位模组两大类。

常见的局域网技术有WiFi、蓝牙、ZigBee等，常见的广域网技术主要有工作于授权频段的2/3/4G、NB-IoT和非授权频段的LoRa、SigFox等技术，不同的通信对应不同的通信模组。

在无线模组方面，国外企业仍占据主导地位，包括Telit、SierraWireless等，国内厂商今年来快速发展，能够提供完整的产品及解决方案的模组厂商有华为、中兴通讯、环旭电子、移远通信、芯讯通、中移物联网公司、上海庆科、利尔达等。

图表26：

国内外物联网模组供应商

未来用于物联网的无线模块，会朝着更加集成化、小型化、多样化的方向发展，无线模块价格仍会继续走低。

物联网的发展离不开无线模块的支持，无线模块的整合发展成为了物联网的基础。

未来，无线模块会随着物联网在各个行业领域应用中，以实现“智能化物件或动物”，这其中无线传感器网络的应用需求最为强烈。

随着我国本土企业的迅速发展，未来无线模块需求增大的同时，进口将慢慢减小。

预计2022年，我国无线模块进口量为1.11亿只，需求量为194.2亿只，进口量占比为0.57%。

图表27：

我国无线模块未来市场需求估计（亿只）

3.3运营商加速NB-IoT基站建设

NB-IoT与LoRa是专门针对物联网的应用场景开发的低功耗广域网（LPWA）技术的典型代表，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术，都有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少等特点，都适合低功耗物联网应用，都在积极扩建自己的生态系统。

LoRa主要在1GHz以下的非授权频段，包括433、868、915MHz等，在应用时不需要额外付费。

而NB-IoT和蜂窝通信使用1GHz以下的授权频段，一般处于500MHz和1GHz之间的频段对于远距离通信是最优的选择。

2017年将是NB-IoT网络商用的元年。

技术上两者并没有太大优劣之分，应用范围很多也都一样。

区别在于NB-IOT采用运营商统一部署覆盖全国的网络进行收费运营的方式，而LoRa可以让企业搭建属于自己的网络实现业务运营。

LoRa已有成熟的商用，而NB-IoT才刚刚开始。

NB-IoT网络包括NB-IoT终端，NB-IoT基站，NB-IoT分组核心网，IoT连接管理平台，和行业应用服务器。

需要升级现网基站支持NB-IoT业务，部署NB-IoT业务专用的EPC（CloudEdge），需要新部署IOT连接管理平台。

图表28：

NB-IOT网络

NB-IoT基站是移动通信中组成蜂窝小区的基本单元，主要完成移动通信网和UE之间的通信和管理功能。

即通过运营商网络连接的NB-IoT用户终端设备必须在基站信号的覆盖范围内才能进行通信。

基站不是孤立存在的，属于网络架构中的一部分，是连接移动通信网和UE的桥梁。

基站一般由机房、信号处理设备、室外的射频模块、收发信号的天线、GPS、各种传输线缆等组成。

NB-IoT基站连接还需要通过COAP协议和UDP协议来完成。

图表29：

连接NB-IOT基站所需协议

中国移动今年前5个月的物联网连接数增量已达到去年全年水平，连接数占比较大的领域包括车联网、智能单车、金融、能源和可穿戴设备等。

中国移动今年将在全国346个城市启动物联网建设，年底前实现部分重点城市商用，计划全年智能连接数总规模达到2亿户。

基站建设方面有两种方式，一是直接建立FDD基站，二是利用原来900M的2GGSM基站插板卡升级。

中国电信和中国联通都支持FDD的4G基站，可直接在4GFDD基站上升级实现部署。

中国电信2016年10月确立了800MHz组网能力，规范要求支持NB-IOT网络建设；2017年1月，完成了实验网建设，并率先发布NB-IoT企业标准（V1.0），启动NB-IoT七省12城大规模外场试验；2017年5月，NB-IOT基站达到30万；2017年6月，完成端到端业务运营级测试，完成800M的全网部署，正式启用商用化工作。

目前中国电信全网NB-IoT基站的部署已完成近50%，2017年6月底中国电信建成全球最大的NB-IoT网络。

中国联通2015年5月建立全国统一物联网平台；2016年，中国联通在超过5个城市启动基于900MHz、1800MHz的NB-IoT外场规模组网试验，以及6个以上业务应用示范，基于NB-IoT的智能停车项目也在2016年底正式商用；2017年，中国联通物联网连接数突破5000万个，其在上海、北京、广州、深圳等10余座城市均开通了窄带物联网试点；2017世界移动大会期间发布了物联网新一代连接管理平台，并倡议全球运营商以及物联网产业链各方，以更加“开放、包容和互信”的姿态，打造物联网“全球连接”能力。

3.4国内公司主要通过搭建细分领域的配套平台进入物联网

物联网平台是物联网应用和服务支撑的基础平台，通过感知层及网络层获得数据后，物联网平台层将对数据进行必要的路由，处理，分析优化，以及边缘计算的定制等功能，为物联网应用提供完善的PaaS平台支持。

前端大量传感器等终端接收的数据经由网关传至物联网平台上，物联网平台对所有数据进行筛选，储存数据“属性”，如位置、温度、电池余量等。

对于实时要求高，数据量大的传感网络，网关上需要拥有边缘计算能力，以便在边缘对传感器的请求直接进行处理，或对数据进行制定的预处理。

根据物联网平台功能的不同，可分为以下三种类型：

设备管理平台（DMP）：

通过传感器定时接受终端数据，对物联网终端设备进行故障排查、远程监控、系统升级、生命周期管理等功能。

所有终端数据均可储存在平台云端中；连接管理平台（CMP）：

通过对网关连接的监测与管理，保障终端联网通道的稳定，同时可以进行IoT资费管理、网络资源用量管理、IP地址资源管理等；应用开发平台（AEP）：

主要为IoT开发者提供应用开发工具和后台技术支持服务，包括业务逻辑引擎、API接口、平台架构和操作、交互界面等，此外还提供高扩展数据库和数据模型、实时数据处理、智能预测离线数据分析、数据可视化展示应用等。

开发者无需考虑底层数据与连接等问题，可以实现快速开发、部署和管理，从而缩短时间，降低成本。

图表30：

物联网运营服务平台架构

就物联网平台层企业而言，主要分为三类厂商。

一类是以搭建连接管理平台为主，主要代表为Cisco、国内三大电信运营商；二类是以搭建设备管理和应用开发平台为主，代表为IBM、BAT、京东等互联网巨头；三类是以各自细分领域的配套平台厂商为主，代表为宜通世纪、和而泰、上海庆科等。

图表31：

物联网平台提供商

由IBM开发的WatsonIoTPlatform是典型的应用服务管理平台（AEP）。

通过WatsonIoTPlatform，用户可以将包括芯片、传感器、智能穿戴设备在内的各种设备连接到下游的应用以及行业解决方案。

WatsonIoTPlatform可以通过物联网云服务以及数据分析功能展现强大的扩展性，为企业用户提供产品创新和转型所需的建议。

图表32：

IBMWatsonIoTPlatform

WatsonIoTPlatform拥有四大功能模块。

在连接侧，通过云服务快速、安全地管理包括传感器、芯片、智能穿戴设备在内的各种终端，确保终端设备连接至下游应用及行业解决方案。

在信息管理侧，通过丰富的数据分析工具识别海量存储数据中的价值数据，实现元数据管理。

在分析侧，通过认知分析从海量结构化和非结构化数据中寻找规律性并作出预测，从而提升决策水平。

在风险管理侧，通过分析物联网格局及时识别并发现风险，并采取主动保护措施，预防意外事件的发生。

图表33：

IBMWatsonIoTPlatfrom平台功能模块

3.5下游表计类应用率先开启，随着成本下降及网络发展，越来越多的领域普及开来

随着信息化水平逐步提升，社会对生产效率和智能化生活水平需求的日益提高，物联网应用覆盖范围将不断拓展，市场前景十分广阔。

目前，物联网下游行业主要为各类应用行业，包括智能水务、智能电网、智能安防、智能家居、智能物流、智能交通、智能医疗、云计算等行业。

下游各领域发展不一，其中我国物联网市场化程度最高的是智能交通、智能电网、智能IC卡，其应用相对更加成熟，三大领域占物联网产值超过50%。

贴近民生的智能医疗和智能家居潜在需求也很迫切。

图表34：

物联网下游各类应用行业

智能硬件是指集成了传感器件和通信功能，可接入物联网并实现特定功能或服务的设备，它是物联网的承载终端。

按照面向的购买客户来划分，可分为ToB和ToC类：

ToB类：

表计类（智能水表、智能燃气表、智能电表等）、车载前装类、工业设备及公共服务监测设备等；

ToC类：

主要指消费电子，如智能穿戴、智能家居等。

虽然物联网产业化已经达到一定规模，但是下游大规模应用仍然不成熟。

大规模产业化的过程至少还要5至10年进行技术积累、突破和创新。

图表35：

物联网表记类智能硬件厂商

目前我国各类表记智能化水平参差不齐，其中最成熟的市场是智能电表，其渗透率达90%，智能水表整体渗透率较低，只有15%，但在推行阶梯水价的背景下增长迅速，前景乐观。

智能燃气表经多年发展渗透率超过50%，而智能热量表市场空间较小，且季节性较强，在北方较为常见，渗透率约15%，相比之下，智能水表，燃气表未来的市场空间更大。

以物联网水表为例，国内的智能水表和国外起步时间相当，行业发展迅猛，2015年我国智能水表产量为1520万台，行业市场规模约36.6亿元，智能水表渗透率为18.2%，预计到2022年我国智能水表行业产量将达到4100万台。

目前，我国智能水表的发展还存在一系列问题：

智能水表技术复杂，研发投入壁垒高，普通水表企业无力持续更新技术。

水表的下游自来水公司众多，且占有主导地位，水表行业竞争激烈。

未来，智能水表会逐渐取代机械水表，渗透率不断提高，其趋势不容置疑！

图表36：

物联网表记类智能硬件厂商

图表37：

中国智能水表产量及渗透率

目前，全球智能水表消费量最大的区域是亚洲，2015年亚洲智能水表消费量为2007.4万台，占全球消费量的55.3%。

虽然市场还不成熟，但中国和印