物联网四大关键技术,物联网半导体的兴起

浏览:852   发布时间: 2022年05月27日

物联网半导体的兴起

IoT Analytics是物联网(IoT)和工业4.0市场洞察和竞争情报的领先提供商,它对IoT半导体市场进行了广泛的研究,发现半导体的表现明显优于技术行业。

IoT Analytics是物联网(IoT)和工业4.0市场洞察和竞争情报的领先提供商,它对IoT半导体市场进行了广泛的研究,发现半导体的表现明显优于技术行业。

费城半导体指数追踪了全球30家最大半导体公司的价值,在过去五年中增长了5倍(从2016年1月的80美元增至2021年1月的416美元)。该指数不仅轻松击败了飞黄腾达的纳斯达克指数(在同一时间段内上涨了2.8倍),还击败了云计算等其他科技指数(例如,SKYY指数在同一时间段内上涨了3.5倍)。

半导体——表现强劲的科技行业

半导体企业这种惊人的价值表现可归因于许多因素。IoT Analytics首席执行官Knud Lasse Lueth在评论研究结果时表示:“最值得注意的是,由于一些新兴技术需要更多、更高价值的半导体元件,该行业从中获利。关键驱动因素包括大数据分析、移动通信、游戏、互联和半自动汽车,以及在很大程度上,互联物联网(IoT)设备的快速增长。”

物联网分析公司高级分析师Satyajit Sinha补充道:

“根据我们的估计,活跃的物联网设备连接数量从2015年的36亿增长到2020年的117亿。到2025年底,我们预计物联网连接总数将达到300亿个。物联网半导体市场的崛起是广泛的,涉及大多数行业领域,包括工业、汽车、能源和公用事业以及医疗保健。”

近年来,智能手表和小型无线配件等消费物联网设备的需求量特别高,这促使几年前还没有生产物联网设备的几家公司进入物联网生态系统(例如,许多智能手机制造商)。

当前的物联网设备爆炸将继续推动物联网半导体市场,并可能在更高的生产量下导致进一步的半导体创新。IoT Analytics关于这一主题的最新报告预测,IoT半导体组件市场将以19%的复合年增长率增长,从2020年的330亿美元增长到2025年的800亿美元。特别是,四个组件将成为焦点:物联网微控制器(MCU)、物联网连接芯片组、物联网AI芯片组和物联网安全芯片组和模块。

推动物联网半导体发展的四大关键因素

1.物联网微控制器(MCU)

与许多其他技术主题相比,物联网具有一组不同的用例和应用程序。所有这些应用程序都需要不同级别的性能和功能。通常,mcu(而不是mpu)非常适合提供所需的灵活性(例如,在处理能力方面),同时为应用程序提供非常经济的硬件选择。

一个有趣的趋势是,物联网MCU现在已经从通用MCU演变而来,有时正在成为物联网应用特定的MCU,以满足特定物联网应用的确切要求(例如,在2020年第4季度,恩智浦推出了S32K3汽车物联网MCU系列)。

基于这些趋势,IoT Analytics预计,IoT MCU在一般MCU市场的渗透率将从2019年的18%增长到2025年的29%。尤其是32位mcu,它可以在诸如著名的Raspberry-Pi之类的设备中找到,代表了物联网应用的最佳位置。

2.物联网连接芯片组

物联网连接芯片组是所有物联网连接设备的核心,是最大的物联网半导体市场(2020年占所有物联网半导体的35%)。近年来,由于缺乏全球公认的物联网连接标准,以及不同用例和应用程序的不同要求,导致了各种各样的连接选项。

蜂窝物联网。蜂窝芯片组目前在物联网连接芯片组的市场增长中扮演着重要角色。IoT Analytics预计,在5G(用于低延迟和高带宽的IoT应用)和LPWA(用于低功耗、低带宽、低成本的IoT应用)的推动下,2020-2025年间,全球蜂窝IoT芯片组市场的复合年增长率将达到37.5%。许可/蜂窝LPWA市场和非许可LPWA市场推动了基于LoRa的芯片组和基于NB IoT的芯片组继续主导这一细分市场。

无线局域网。WLAN芯片组由新的Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E标准驱动,这些标准为物联网Wi-Fi芯片组市场创造了高增长机会。Wi-Fi 6的吞吐量几乎是Wi-Fi 5的四倍,升级Wi-Fi 6为带宽要求更高的物联网应用打开了大门,例如增强现实耳机。

蓝牙。物联网蓝牙芯片组市场目前由音频娱乐和智能家居设备驱动。相对较新的Bluetooth 5芯片组市场主要集中在物联网应用程序上,使新兴应用程序能够使用信标和基于位置的服务(如资产跟踪)以及针对多个应用程序和用例的更大灵活性。

3.物联网AI芯片组

许多应用程序需要更复杂的数据分析,并且需要实时执行这些数据分析。近年来,这使得物联网边缘对嵌入式人工智能芯片的需求不断增加。IoT Analytics预计,2019-2025年间,全球IoT AI芯片组的复合年增长率将达到22%。

这种增长是由三种不同类型的芯片组提供的并行计算驱动的:gpu、asic和fpga。基于FPGA的AI芯片组对于云计算和5G时代都具有特别重要的意义。这些芯片有助于减少延迟,改善内存访问,并使设备之间的通信更加节能。传统上,数据中心使用FPGA作为CPU的侧车加速器。

然而,最近,微软等公司已经开始在高速以太网直接连接到FPGA而不是CPU的数据通道中使用FPGA。

4.物联网安全芯片组和模块

根据诺基亚的《2020年威胁情报报告》,物联网设备目前占观察到的受感染设备的32.7%。到2020年,物联网感染的比例增加了100%。物联网设备威胁的增加需要不断调整安全解决方案。在许多情况下,传统的软件安全性被认为不足以满足整个安全体系结构的要求。因此,在从边缘设备到云的数据流的同时,有一个独特的需求来保护硬件。(瀚云科技)

尽管公司在实现嵌入式硬件安全性方面通常有各种选择,但在MCU/SoC级别实现嵌入式硬件安全性被证明是最可取的,因为它允许数据安全地通过内部总线。这可以通过将安全元素(SE)和物理不可压缩函数(PUF)嵌入设备内的系统来实现。

另一个重要的安全特性是secure enclave/PUF中的“密钥注入”和加密密钥管理,以确保设备的安全身份,并创建设备内以及从设备到云的数据流的安全隧道。这种集成支持使用非对称加密的“硬件信任根”。它还为数据从芯片到云的安全流动创建了一个安全隧道,确保了静态和传输中的数据安全。

见解

物联网半导体市场仍处于起步阶段。随着被归类为“物联网”的半导体组件的渗透率预计将从2019年的7%增长到2025年的12%,物联网MCU、物联网连接芯片、物联网AI芯片组和物联网安全芯片组等主题在未来几年将变得越来越重要。很难想象半导体指数能在未来五年内再增值5倍。但可以肯定的是,物联网比以往任何时候都将成为这些半导体公司的驱动力,并能提供重要的新业务。

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物联网未来发展的四大趋势

信息产业经过多年的高速发展,经历了计算机、互联网与移动通信网两次浪潮,物联网被称为世界信息产业第三次浪潮,代表了下一代信息发展技术,物联网是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升,将各种感知技术、现代网络技术和人工智能与自动化技术聚合与集成应用,使人与物智慧对话,创造一个智慧的世界。

未来物联网的发展有四大趋势:

趋势一

中国物联网产业的发展是以应用为先导,存在着从公共管理和服务市场,到企业,行业应用市场,再到个人家庭市场逐步发展成熟的细分市场递进趋势。目前,物联网产业在中国还是处于前期的概念导入期和产业链逐步形成阶段,没有成熟的技术标准和完善的技术体系,整体产业处于酝酿阶段。物联网概念提出以后面向具有迫切需求的公共管理和服务领域,以政府应用示范项目带动物联网市场的启动将是必要之举。进而随着公共管理和服务市场应用解决方案的不断成熟、企业集聚、技术的不断整合和提升逐步形成比较完整的物联网产业链,从而将可以带动各行业大型企业的应用市场。待各个行业的应用逐渐成熟后,带动各项服务的完善、流程的改进,人应用市场才会随之发展起来。

趋势二

物联网标准体系是一个渐进发展成熟的过程,将呈现从成熟应用方案提炼形成行业标准,以行业标准带动关键技术标准,逐步演进形成标准体系的趋势。物联网概念涵盖众多技术、众多行业、众多领域,试图制定一套普适性的统一标准几乎是不可能的,标准的开放性和所面对的市场的大小是其持续下去的关键和核心问题。随着物联网应用的逐步扩展和市场的成熟,哪一个应用占有的市场份额更大,该应用所衍生出来的相关标准将更有可能成为被广泛接受的事实标准。

趋势三

随着行业应用的逐渐成熟,新的通用性强的物联网技术平台将出现。物联网的创新是应用集成性的创新,一个单独的企业是无法完全独立完成一个完整的解决方案的,一个技术成熟、服务完善、产品类型众多、应用界面友好的应用,将是由设备提供商、技术方案商、运营商、服务商协同合作的结果。随着产业的成熟,支持不同设备接口、不同互联协议、可集成多种服务的共性技术平台将是物联网产业发展成熟的结果。物联网时代,移动设备、嵌入式设备、互联网服务平台将成为主流。无论终端生产商、网络运营商、软件制造商、系统集成商、应用服务商,都需要在新的一轮竞争中寻找各自的重新定位。

趋势四

针对物联网领域的商业模式创新将是把技术与人的行为模式充分结合的结果。物联网将机器人社会的行动都互联在一起,新的商业模式出现将是把物联网相关技术与人的行为模式充分结合的结果。中国具有领先世界的制造能力和产业基础,具有五千年的悠久文化,中国人具有逻辑理性和艺术灵活性兼具的个性行为特质,物联网领域在中国一定可以产生领先于世界的新的商业模式。

数字孪生智慧园区的四大关键技术

随着5G、物联网、大数据等技术的快速发展,建设数字孪生智慧园区已成为各大园区的发展趋势,不断推动着园区数字化转型。那么究竟数字孪生智慧园区有哪些关键技术体现呢?

数字孪生智慧园区

北京智汇云舟科技有限公司成立于2012年,专注于创新性的“视频(实时实景数字孪生)”技术研发与应用。公司依托自研三维地理信息引擎(3DGIS),融合建筑信息模型(BIM)、视频监控(Video)、人工智能(AI)及物联网(IOT)等多种技术,自主研发“视频孪生(实时实景数字孪生)”底层引擎,并在此基础上推出了“云舟披萨”低代码PaaS开发平台、实景孪生虚实融合一体机、行业解决方案等多个系列的产品。

数字孪生智慧园区

凭借领先的技术基础,智汇云舟持续助力各行业数字化转型,以及推动产业协作的数字化升级。公司先后参与了许多重点项目建设,应用领域涉及智慧城市、智慧园区、数字乡村、轨道交通、军工、雪亮工程(平安城市)、司法监管、应急指挥、机场、工厂、学校、医院、场馆等全行业场景。

在数字孪生智慧园区的建设上其核心关键技术体现为以下四类:

一、BIM技术

以园区建筑BIM数据为基础构建智慧园区三维模型,通过数字化模拟出建筑物所有的真实信息。BIM技术会将建筑物的所有信息整合到同一个模型里面,通过这项技术可以在其中看到项目初期、项目施工及运行维护的所有状态进展。并且根据信息操作协同工作,提升建设周期内的效率和降低损耗。

数字孪生智慧园区

二、3DGIS技术

3DGIS技术是在计算机可视化的发展当中对传统技术的一次升级,将现实世界当中的东西更为直观的表达,在传统的二维平面内表达基础上进行了空间信息量的提升,使得空间信息更为完整和具有真实映射。这样可以通过空间展示更真实的平台,使得更直观化的展示出园区的画面,从而在对园区进行管理及技术分析的时候更精准的判断。

三、物联网技术

物联网技术包含了GPS定位系统、RFID、广域网,是在互联网技术上的一次升级拓展,实现物与物之间的关联,在物与物之间实现通讯交互。分为前端采集感知系统、物联网关接入统一管理,物联通讯网络传输可以使得前端获取到的信息数据能快速传输到后端控制应用当中。物联网平台可以实现将前端设备统一接入,为前端感知系统提供存储、解析、转发等服务,降低了应用系统维护的成本。

四、新型测绘

相比传统测绘,新型测绘优势明显。自动化和软件画水平更高,可以快速生产出二维三维测绘成果;服务范围扩大智能更新,利用机载、车载、船载等新型设备;数据生产效果更高、实时性更好、种类更丰富可满足三维需求;通过实体建库技术,实现不同精度不同层次不同时相的数据集成。新型测绘的核心技术主要在于高度采集装备、三维建模技术、多源数据融合技术以及移动互联数据更新等。

这些就是数字孪生智慧园区建设中会用到的关键技术,以关键技术为核心融入5G

、人工智能等多种前沿技术共同打造数字孪生应用平台,最终为园区管理者提供清晰全面、精准实用的可视化平台,让管理工作从此变得更加高效。