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物联网AIoT产业研究智能革命开启AIo

发布时间:2022/9/2 15:14:18   

(报告出品方/作者:信达证券)

一、AIoT两大核心驱动:技术路径演进+智能互联应用爆发

AIoT行业是我们坚定看好的长期确定性投资方向,“技术路径演进+智能互联应用爆发”为两大核心驱动因素,从技术路径来看,物联网高中低速率齐发力,为下游应用的发展奠定了坚实的网络基础,从智能互联应用的发展来看,以智能家居、智能安防、智能穿戴、智能网联汽车等为代表的AIoT新应用有望相继爆发,AIoT长期发展具备“高确定性+高成长性”:

1)技术路径演进:物联网在技术路线上,高中低速均迎来转折点,将加速行业的发展。高速率层面,4G升级为5G,高速率、低延时、广连接三大特性较4G更好适配AIoT行业发展;中低速率层面,NB/Cat1取代2G\3G成为行业趋势,低速率广域网制式选择进一步明确;

2)智能互联应用爆发:年,物联网连接数首超非物联网连接数,对标移动互联网发展路径,智能手机出货量首超PC出货量提前预示移动互联网的大规模爆发,物联网连接数拐点同样预示下游智能互联应用的爆发机会。基于AIoT行业特性,物联网应用的爆发不会一蹴而就,呈现点阵状逐步爆发模式,随着5G建设的逐步推进、高中低速通信协议标准的进一步统一等,叠加各类硬件终端智能化渗透率不断提升,未来智能家居、智能安防、智能穿戴、智能网联汽车、智能健康、智慧城市、智慧养老等智能互联应用场景有望相继爆发,AIoT行业未来发展路径清晰、增长空间庞大,我们长期坚定看好AIoT行业的成长确定性。

AIoT产业链分为四大层级五大服务,平台层、应用与服务层占据较大附加值,为AIoT核心价值所在。AIoT产业链强调AI解决方案及开放平台,因此价值量主要分布于平台和应用及服务层,其中软件开发/系统集成/增值服务/应用服务类别价值占比最高,达到55%。

1、技术路径的演进:高中低速率齐发力,赋能万物互联

(1)高速率技术演进:4G向5G逐步升级

R16标准冻结,中低速领域NB-IOT纳入5G标准、Cat1取代2/3G网加速,5G三大应用场景技术标准落地,物联网技术路线朝两大方向进一步演进深化,为未来更多物联网应用场景的爆发奠定了网络基础:

1)高速率5G制式升级:4G加速升级至5G,满足超高速率需求;

2)LPWA(低功率广域网)演进:NB/Cat1加速替换2G/3G,实现低功耗的远距离传输,满足窄带业务需求。

物联网分为感知层、网络层、平台层和应用层四层架构,其中网络层分为有线和无线传输,物联网的无线网络传输按照距离和速率可分为近场通信、局域网、广域网,其中低功率广域网完成了传感器之间通信方式的标准化。

在广域网中,60%属于超低速业务,30%左右为中低速业务,10%为高速业务:

1)超低速业务:约占60%,由NB-IoT作为主要传输方式,不适用于移动场景且不具备定位功能,应用于抄表、路灯、智能停车等简单物联网,由于技术要求较低,最先得到发展,目前已产生现象级应用如智能抄表等;

2)中低速业务:约占30%,由Cat1和eMTC作为主要传输方式,其中Cat1逐渐成为主流,较NB-IoT传输速率更高且可用于移动场景如物流、智能穿戴设备等;

3)高速业务:约占10%,高速传输方式如5G和Cat4/6等,对技术要求较高,大多数应用尚处于研发调试状态如自动驾驶、远程医疗等。

政策端大力支持5G发展,5G领衔“新基建”。稳步推进5G发展,与年分别进行5G试点,工信部向三大运营商发放5G商用牌照。年5G迈入加速建设,运营商加速进行5G网络设备集采,截至12月,我国已建成全球最大的5G网络。截至年6月,最新数据显示5G网络建设稳步推进。

R16标准冻结,NB-IOT纳入5G标准,5G三大应用场景进一步落地,推动物联网纵深发展。5GR16标准规范冻结标志5G首个演进版本标准的完成,R16的升级主要体现在R15基础上提高了5G服务于下游应用的能力。国际电信联盟正式将NB-IOT纳入5G标准解决了此前mMTC场景一直存在的NB和eMTC之争,自此,ITU提出的5G三大应用场景eMMB、uRLLC和mMTC的技术标准得到初步确认,保障了物联网低中高速各个领域未来的均衡发展。

5G时代物联网迎来质变关键节点,智能家居、车联网等场景逐步爆发。5G在峰值速率、体验速率、时延、连接数密度等关键性能指标上远优于4G,NB技术被纳入5G标准,其“广覆盖、大连接、低成本、低功耗”等特点符合窄带低速物联网应用领域的发展要求。预测-是物联网成长期,5G带动应用场景扩展,智能家居、车联网、医疗健康、智能楼宇、智能交通等各类特定场景M2M应用有望逐步崛起。

5G技术应用相关标准和发展路线不断明确,国内5G连接数引领全球。5G发展在国家政策的大力支持下不断加速,发展过程中应用标准逐渐明晰,明确指出未来技术发展方向,强调2G/3G转网,加快推进NB-IoT、4G和5G协同的移动物联网体系。预测我国5G连接数在年将破5亿,在年有望破8亿,引领全球5G发展。

(2)中低速率技术演进:NB/CAT1替换2G/3G

NB-IoT作为低速物联网技术代表,应用场景丰富,市场规模迅速扩张。根据数据显示NB-IoT网络年占据蜂窝物联网市场13%的份额,年预计会提高到20%,年可以达到40%。

NB-IOT拥有广覆盖、大连接、低成本、低功耗四大优势,能有效解决“能耗、覆盖、成本”等问题。广覆盖即一个NB-IoT基站可以覆盖10km的范围,且在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,相当于提升倍覆盖区域的能力;大连接指一个扇区NB-IoT可以支持10万个连接,且支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络机构;低成本即单个NB连接模块不超5美元,NB-IoT模组价格仅用了两年时间就与2G模块价格持平,目前基本已经降到15元以下;低功耗凸显NB-IoT模组的超长使用寿命,通常情况下,一个终端模块的待机时间可长达10年。

LTE-Cat1主要应用于中速率市场,同时具备“低成本、中速率、移动性、可语音”四大优势,解决了NB-IoT未涉及的移动与定位领域。Cat1凭借其低成本优势,具有超越并逐步淘汰eMTC的趋势。在中低速率的蜂窝网络标准中,通常有Cat1和Cat-M1两种标准,Cat1相比较之下具有绝对成本优势,其终端可以直接接入现有的4G网络,而eMTC的使用必须要重新建设基础设施和升级网络,成本较高。总的来说,在中低速领域,Cat1较eMTC更具成本优势,较NB通信能力更强,可以传输更大的数据,具备移动性、实时性和语音功能,在语音数据传输业务领域起到关键作用。

2、智能互联应用爆发:物联网连接数首超非物联网,各大应用赛道接力发展

年物联网连接数首次超过非物联网连接数,连接作为万物互联的最底层架构,是全产业链中最先开始发展的,是最具指引的先行参考指标。此次连接数的变化也提前预示AIoT下游智能互联应用将逐步爆发,但不同于移动互联网的井喷式爆发,物联网下游应用相对较分散,同时不同细分赛道对应不同技术难度,应用的爆发将按照技术攻克程度分批次进行,呈现阶段性点阵状爆发。

年物联网连接数首超非物联网连接数,行业拐点出现。5G基站建设的逐步完善进一步夯实物联网发展基础,据报告显示年全球物联网连接数首次超非物联网连接数,-年物联网连接数从8亿增长到亿,复合增速达31%,预计年后以22%的复合增长率,到年物联网连接数将达到亿,高于非物联网连接数近两倍。

连接是万物互联的基础,连接数既代表终端的增长,更预示未来AIoT市场规模的扩大。万物互联,连接是全产业链中最先开始发展的,终端和平台均基于连接而生,大量的连接产生大量的数据,带动大量的应用爆发,物联网应用将得到多维度的发展,物联网行业规模随之扩大。预测从年到年,全球物联网连接数将从亿增长到亿,复合增速达到17%。国内的物联网市场也蓬勃发展,连接数的爆发将带动一系列物联网产业链的盈利,数据显示年国内物联网产业链市场规模可超1.6万亿元,到年可突破3万亿规模,复合增长率达到13%左右。

回顾移动互联网发展轨迹,智能手机出货量首超PC出货量带来行业拐点,孕育下游应用的大爆发。非物联网连接主要存在于人与人之间的通信,在整个互联网发展历程中,智能手机出货量首超PC出货量标志着移动互联网的拐点,后续移动互联网的增长速度远超桌面互联网,移动互联网的高速发展带动了大面积应用类软件的诞生和爆发,下游应用类软件的崛起与移动互联网形成良性生态圈,互相促进。

运营商大力布局物联网,我国移动连接数全球占比过半,有望助推物联网行业发展。移动互联网用户市场接近饱和,运营商纷纷转战物联网市场,国内物联网迅速发展。据数据,年H1我国运营商占据全球移动物联网连接数的份额达到75%,我国移动连接数占比最高。年底中国移动的物联网连接数为8.73亿,同比减少1.24%;联通物联网连接数为2.38亿,同比增加27.27%;电信物联网连接数为2.38亿,同比增加51.59%。

物联网自身行业特性决定下游智能应用爆发将按照“分段爆发、循序渐进”的节奏,基本按照下游应用通信距离由近到远、速率由低到高驱动诞生,可以分为三大发展阶段,驱动力各有不同:

1)近距离通信及LPWA驱动阶段:物联网按照通信距离可分为近距离及远距离,近距离通信主要有近场通信和WLAN,WLAN包含蓝牙及wifi技术,除wifi以外,近距离通信均为低速率通信;远距离包含低速的LPWA及高速的蜂窝2/3/4/5G。第一阶段的物联网下游爆发主要涉及低速率通信应用,以WLAN及LPWA为主,低速业务技术门槛较低,最早爆发。

2)中低速率应用驱动迈向高速应用驱动阶段:第二阶段物联网智能应用的爆发驱动力呈现明显的过渡趋势,由中低速率驱动,过渡到高速驱动,主要是由于中低速技术切入较快,生活实用场景广泛。此外,高速驱动应用初现形态,目前尚未爆发,但已具备量产能力。

3)高速应用驱动阶段:物联网应用爆发后期,主要掣肘因素在于技术难关,高速业务以5G为主,对技术要求高,应用爆发也会相应延后。

二、智能革命:智能互联应用方兴未艾,AIoT空间广阔

智能家居行业历经多年发展,目前处于从单品智能向全屋智能过渡阶段,智能家居行业发展两大核心催化为“价格的持续降低”与“巨头推进”。智能家居内部细分赛道众多,未来市场空间及增速根据各个细分赛道性质不同而有所不同。

1)智能门锁:预计到年达万套,-年复合增速为38%;

2)智能安防:预计到年全球智能安防产品中IPC市场容量有望达到万只,-年复合增速为21%;

3)智能家电:预计到到年市场规模预计可达到.3亿美元,-年复合增速为18%;

4)智能照明:预计到年全球智能照明与联网控制器的全年销售额有望达到亿美元,-年复合增速约15%;

5)平台层:预计到年全球PaaS市场规模将超亿美元,-年复合增速为17%;

1、智能家居:鸿蒙出鞘,智能家居提速发展

智能家居行业历经多年发展,目前处于从单品智能向全屋智能过渡阶段。智能家居概念逐渐进入国内大众视野,我国智能家居起初只是智能建筑行业的细分市场之一,后续经历概念形成蓄势期、细分市场摸索期等,逐步发展起来。

1)—年:智能家居产业参与者不断丰富,从传统家电、电气等领域巨头逐步扩展到设备和互联网巨头,同时互联网、手机等企业开始搭建平台式连接生态圈,“全屋智能”概念逐步被提及;

2)-年:千万级的“爆品”开始涌现,同时各种智能设备开始接入平台生态,智能家居从“单品智能”迈向“智能互联”阶段;

3)年至今:国内外巨头持续推动底层互联互通协议的开发,鸿蒙诞生的主旨就在于推动万物智联,未来,在5G+AIoT的全面赋能下,智能家居发展逐步提速,未来将逐步进入到“主动智能”阶段。

智能家居设备目前正处于智能互联阶段,未来将深度融合大数据、人工智能、机器学习等技术达到以用户为中心的主动智能阶段,从智能家居的设备发展程度出发可分为三个发展阶段:

1)智能单品阶段:智能家居设备发展从1.0智能单品阶段起步,主要以产品为中心做到单品智能,设备通过感知技术接收信号并做出反应,从而实现智能化控制,增加用户使用便捷性,但是各单品间的孤立分散导致用户使用体验较差;

2)智能互联阶段:以场景为中心应用物联网技术实现各智能设备间互联互通,可以根据不同场景同步转变状态,保持家居设备与住宅环境的协调一致,并通过组合构建“全屋智能”;

3)主动智能阶段:未来以用户为中心的阶段,通过大数据、人工智能、机器学习等技术构建用户画像,围绕人的需求,提供准时化、个性化、智慧化的服务。

三个阶段的时间界限并不明确,它们是相互重叠、循序渐进、并行发展的。全屋智能迎来多项催化因素,智能家居有望成为物联网行业最具确定性爆发趋势的细分赛道之一。

智能家居行业发展两大核心催化为“价格的持续降低”与“巨头推进”:

1)价格的持续降低:智能家居普及与爆发的首要前提为智能单品价格足够亲民,国外的智能家居单品价格已经从上百美元/台降低到几十美元/台,国内智能家居产品中也是百元以下产品更具吸引力;

2)巨头的推进:巨头重视智能家居赛道的卡位,凭借品牌、技术、资金等优势构筑生态体系。从全球来看,CSA联盟正式发布Matter协议的规范草案和开源资料,协议由智能家居巨头联手推出,将作为智能家居新的连接标准,有望帮助全屋智能体系实现更加顺畅的交互;从国内来看,华为延续年提出的1+8+N全场景战略,并官宣品牌升级计划,“HUAWEIHiLink”与“PoweredbyHarmonyOS”两大品牌合并成为“HarmonyOSConnect”,该智能终端操作系统旨在成为全场景智慧生态的底座,为不同设备的智能化、互联与协同提供统一的语言。

华为HarmonyOS2正式发布,定位万物互联时代新系统。6月2日华为召开HarmonyOS及全场景新品发布会,HarmonyOS2正式登场,未来将重点围绕运动健康、智慧办公、影音娱乐、智能家居和智慧出行五大场景打造“全场景智慧生活”。鸿蒙OS希望能够实现万物的智能互联功能,它通过将任意个孤立设备连接成“超级终端”,提供了流畅、安全的无缝衔接跨平台能力,实现了“超级终端”内硬件设备之间的信息共享与服务共享,让用户能够像使用一台设备一样任意调用超级终端内的设备与服务,鸿蒙的加入有望推动智能家居产业链提速发展。

(1)智能家电:小家电创新潜力与渗透率提升空间大

基数体量较大,未来发展前景十分广阔。年全球家电消费规模预计增长到亿美元,全球智能家电市场规模预计同比增幅26.8%,突破亿美元的体量,到年市场规模可接近亿美元,到年复合增速为19%。

智能大家电品类已渐趋成熟,小家电多样化创新潜力巨大,智能养宠产业成行业新亮点。

(2)智能门锁:亚太成为新增长极,我国发展前景可期

“庞大市场+城镇化”驱动我国智能门锁增长,北美等发达地区智能门锁市场庞大,亚太地区有望成为新增长极。由于发达地区对智能门锁重视程度较高,美洲和欧洲智能门锁市场份额位居前列。我国受益于庞大的人口体量和城镇化建设,市场增速较快,未来前景可期。

智能门锁行业多股力量涌动,头部玩家、生态伙伴、创业新秀群雄逐鹿。全球智能锁三大头部玩家均具备成熟且丰富的产品线,专业实力雄厚。互联网龙头也争相推出智能锁相关业务和生态规划,创业新秀也紧随其后,纷纷入场。

(3)智能照明:发展提速,三年规模有望翻倍

未来三年,智能照明全球市场规模有望翻番。据Omedia数据,年全球智能照明与联网控制器的全年销售额将达亿美元,相比年规模将翻倍,-年复合增速约15%。智能照明系统从自然规律和人体健康角度出发,通过调光调色和场景控制来为人们提供更舒适的工作生活环境。随着人们对健康的不断重视和智能照明认识的深入,产业有望快速变革,迈向发展新台阶。

(4)智能健康:智能化为健康设备带来新生态,市场潜力大

健康产业市场潜力巨大,将迎来发展黄金期。随着生活水平的提升,人们对健康的

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