近20年，移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展催生物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如今智能硬件層出不窮，從智能手環(huán)到智能手表，從智能盒子到智能家居，無不是在強化硬件的遠(yuǎn)程操控力。智能化硬件之間的連接，讓數(shù)據(jù)、信息、控制實現(xiàn)互通，而硬件本身提供的各種服務(wù)又幫助人們實現(xiàn)方便簡單的智能化生活。
這實際上就是物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）。
物聯(lián)網(wǎng)潛力巨大，有望帶動萬億產(chǎn)業(yè)規(guī)模
物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為核心和基礎(chǔ)，旨在實現(xiàn)物與物之間在任何時間、地點的互聯(lián)，進行無所不在的計算，成為無所不在的網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)可以劃分成硬件、網(wǎng)絡(luò)連接、平臺及各領(lǐng)域的應(yīng)用服務(wù)四個主要層次。其中，傳感、模組等硬件是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)運載功能的柱石，網(wǎng)絡(luò)連接是基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)平臺是樞紐，而應(yīng)用服務(wù)則是垂直行業(yè)拓展價值的出口。
伴隨5G通信、大數(shù)據(jù)、云計算、AI等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與方案日趨成熟，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)具備全面推廣的條件。
比如，5G時代將實現(xiàn)毫秒量級的端到端時延和可達海量的連接數(shù)，無限拉近人與人、人與物、物與物之間的距離。過去不敢想象的場景正變?yōu)楝F(xiàn)實，例如，5G車路協(xié)同自動駕駛、5G遙控機器人高危作業(yè)，5G無人機巡檢電網(wǎng)、油氣管道，5G增強現(xiàn)實輔助加工等。這也是5G網(wǎng)絡(luò)三大應(yīng)用場景eMBB、mMTC和uRLLC中的兩個面向物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)級應(yīng)用領(lǐng)域的成果。
同時，感知技術(shù)成本降低加速物聯(lián)網(wǎng)終端智能化部署。
從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上劃分，物聯(lián)網(wǎng)可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層位于物聯(lián)網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)中的最底層，是物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)和物理實體基礎(chǔ)。沒有感知就沒有物聯(lián)數(shù)據(jù)的采集，也沒有網(wǎng)絡(luò)上物體的特征數(shù)據(jù)，感知是物聯(lián)網(wǎng)的先行技術(shù)，也是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的核心。
目前感知技術(shù)的成本正在大幅度降低，相比10年前，傳感器價格平均下降了54%，聯(lián)網(wǎng)處理器價格下降98%，帶寬價格下降97%。成本降低使得大規(guī)模智能化部署加速發(fā)展。平臺打破垂直行業(yè)信息孤島，為數(shù)據(jù)價值挖掘與商業(yè)模式變革奠定基礎(chǔ)。近年大移云智的快速發(fā)展，使數(shù)據(jù)提取、存儲、處理、利用能力大幅提高，各類平臺服務(wù)正成為物聯(lián)網(wǎng)海量連接的生態(tài)聚合點，為未來推動垂直行業(yè)商業(yè)模式變革奠定了良好基礎(chǔ)。
據(jù)悉，2015年全球的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)的中位數(shù)約有100億個，并預(yù)計將于2020年達到300億個，期間CAGR達到了24%。
數(shù)據(jù)來源：公開資料整理
預(yù)測未來5—10年，物聯(lián)網(wǎng)會是對中國經(jīng)濟和GDP產(chǎn)生最大影響的一個市場。公開資料顯示，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模已從2009年的1700億元躍升至2016年超過9300億元，并預(yù)計2020年達到18300億元，期間CAGR達到了18%。
數(shù)據(jù)來源：公開資料整理
在火爆的物聯(lián)網(wǎng)推動下，未來整個傳感器行業(yè)將迎來較大的發(fā)展空間。但在傳感器市場全球化、壟斷化的今天，中國傳感器的前進之路充滿著迷茫。以下是編者在物聯(lián)網(wǎng)火爆下，對我國傳感器行業(yè)的一些思考。
傳感器是大數(shù)據(jù)“挖掘機”，是物聯(lián)網(wǎng)的重中之重
物聯(lián)網(wǎng)的根本就是數(shù)據(jù)，而傳感器是大數(shù)據(jù)“挖掘機”，是其中非常主要的器件。傳感器把物理世界的信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字世界信號，其類別非常廣、非常多，從傳統(tǒng)的氣壓、CIS圖像、麥克風(fēng)到運動傳感器。
物聯(lián)網(wǎng)市場應(yīng)用新趨勢方面，物聯(lián)網(wǎng)具有碎片化，多樣化，跨領(lǐng)域，跨平臺，時效性的特點。而現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的“碎片化”特征趨弱，出現(xiàn)一些市場需求量超過每年數(shù)千萬套的單一應(yīng)用產(chǎn)品，例如：智能音箱、防丟器、行車記錄儀等等，使得定義專用芯片實現(xiàn)更好的集成度及性價比成為必要及可能。
同時在過去一段時期，常見的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)的設(shè)備及系統(tǒng)中的傳感器模塊增加了互聯(lián)互通性，使之成為物聯(lián)網(wǎng)中的一類終端節(jié)點。
5G標(biāo)準(zhǔn)對物聯(lián)網(wǎng)/車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的支持，克服了藍(lán)牙BLE,Zigbee,LoRa/Sigfox等無線互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的局限性，為物聯(lián)網(wǎng)終端的普及提供了平臺化的基礎(chǔ)。
在傳感器產(chǎn)品的演進趨勢方面，
第一階段主要在工業(yè)領(lǐng)域，市場用量少，單價高，良率低，以追求性能為主。
第二階段主要在消費類，市場用量劇增，MEMS傳感器進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化階段，價格顯著下滑，以滿足基本功能為主。
第三階段主要在類工業(yè)，對產(chǎn)品的功能及性能提出更多要求，產(chǎn)品線有了更多基于性能升級的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
第四階段集中于物聯(lián)網(wǎng)市場，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場的快速增長使得傳感器的功能和用途，以數(shù)據(jù)的采集和有效使用作為考量點，傳感器節(jié)點具備連接性功能也越來越普遍。
5G將會給傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)帶來什么變化？
誠如上面所提的，物聯(lián)網(wǎng)的根本就是數(shù)據(jù)。因此，毫無疑問5G是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要前提。
縱觀整個社會的發(fā)展，從煤開始到石油，再到電力，最后到數(shù)據(jù)。而數(shù)據(jù)流動的平臺就是5G,如果沒有5G數(shù)據(jù)流不通。如果沒有暢通的流動數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)的價值就大打折扣。
顯然物聯(lián)網(wǎng)是傳感器的一個非常大的風(fēng)口。其實物聯(lián)網(wǎng)這個概念特別在我國提出也蠻長時間了，約在 08、09年就開始提了，當(dāng)時國家還在無錫成立了傳感器中心，在這十年間，中國也做了很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，但都不是很成功，也沒有很多的量，但這種狀況在5G起來以后就完全改變了。
傳感器表面上看是不同的場景，但應(yīng)用發(fā)展的核心就是大數(shù)據(jù)。端口的話在云上的。如果沒有5G這樣的通訊，它的數(shù)據(jù)顆粒度以及多種數(shù)據(jù)的價值就很難體現(xiàn)出來。如果物聯(lián)網(wǎng)這個市場沒有像現(xiàn)在這樣起來，那對傳感器來講，它的風(fēng)口的到來就受很大的限制。
哪些傳感器會先在物聯(lián)網(wǎng)中起來？
物聯(lián)網(wǎng)這個市場非常有意思，一方面到今天為止沒有看到我們以傳統(tǒng)消費電子產(chǎn)品眼光來看的所謂的Killer Product,殺手級產(chǎn)品。另一方面物聯(lián)網(wǎng)的確是完全遍布在我們周圍，是一個非常廣的市場。
這兩方面看似矛盾，但卻合理。
因為雖然我們很難在物聯(lián)網(wǎng)上看到一個像手機這樣所謂的殺手級產(chǎn)品，但是物聯(lián)網(wǎng)有很多應(yīng)用已經(jīng)是悄然的在起來。
舉個很簡單的例子，馬路上攝像頭，不是一個傳統(tǒng)的消費類產(chǎn)品，但你如果去看這個產(chǎn)業(yè)在過去5—8年的發(fā)展，它實際上已經(jīng)拉動了好幾個公司變成很大的公司了，包括硬件公司、算法公司，你如果去看人工智能的幾個獨角獸公司，它基本上都和這個市場的發(fā)展緊密相關(guān)。
看物聯(lián)網(wǎng)市場，肯定要撇開我們過去看消費類市場的觀念。
第一，物聯(lián)網(wǎng)市場范圍很廣，可能會需要很多的定制，而不僅僅是通用產(chǎn)品。大量的定制需求，這將使傳感器有更多的價值體現(xiàn)。
第二，物聯(lián)網(wǎng)市場我感覺就是像互聯(lián)網(wǎng)+的概念落地。物聯(lián)網(wǎng)分兩類，一個工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，一個消費類，我們過去講的比較多的是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的，實際上在中國消費物聯(lián)網(wǎng)會有更加快速的發(fā)展。
傳感器在消費應(yīng)用方面的趨勢
1、智能傳感器之后，可穿戴毫無疑問是個很大的爆發(fā)性市場。
因為智能手機是從電話開始的這樣一個基本通信功能基礎(chǔ)上疊加了很多智能的功能，但是可穿戴是完全不一樣的角度，它是以人本來的需求開始的，更加切合人對電子產(chǎn)品使用的方便性的需求，以及比如現(xiàn)在可穿戴里面很多對人的身體、運動狀況的檢測、包括體征的檢測，所以更加是以人為本的產(chǎn)品。
可穿戴產(chǎn)品實際上起來了很長時間了， 8年前美國一些公司像Fitbit很早開始做，但是沒有起來很快，有幾個很大的原因。
第一，當(dāng)時的硬件技術(shù)也不夠好。
第二，是通訊技術(shù)沒有很好的發(fā)展起來，現(xiàn)在5G平臺上面可穿戴的傳感器技術(shù)包括我們的運動傳感器，功耗下降非常多，包括像MCU base、藍(lán)牙等等的，這個跟七、八年前的差異及進步都非常大。
現(xiàn)在可穿戴不是單單的可穿戴，實際跟手機已經(jīng)構(gòu)成了非常緊密的關(guān)系，很大的計算量可以用手機完成，但是一些非常個性化的跟人有關(guān)的計算就在可穿戴完成。包括你的手表，手表又結(jié)合了TWS耳機，這樣構(gòu)成一個閉環(huán)，對人體征的檢測，包括一些簡單的通訊都能夠很好的完成了。
2、未來傳感器會在性能和價格中找到平衡。
價格競爭在消費市場當(dāng)然是永恒的主題。
傳感器提供了兩個概念，一個是功能，還有一個性能。越來越多的應(yīng)用跟性能有關(guān)，性能好需要有更加高精度的傳感器，或者下面的ASIC處理會更加復(fù)雜。過去手機應(yīng)用沒有對傳感器要求主要在功能層面，沒有高性能的要求，可能大家就會單純的追求低價，但隨著對性能的要求起來以后，未來傳感器的趨勢會在性能和價格當(dāng)中找到一個合適的平衡。
傳感器的性能涉及兩個方面，第一是單個傳感器的精確度，第二是能否做到多種數(shù)據(jù)的結(jié)合，通過多種數(shù)據(jù)能夠算出一些東西來，產(chǎn)生新的性能，新的數(shù)據(jù)。
3、位置物理空間信息至關(guān)重要。
除了我們講的手表、耳機等等，還有很多消費類應(yīng)用。我們定義為是類工業(yè)產(chǎn)品，像掃地機器人，還有如pos機等，現(xiàn)在pos機上面安裝了越來越多安裝運動傳感器來做它的跟蹤。相信這樣的概念會很快大規(guī)模的應(yīng)用到高價值的物流上面去。
同時現(xiàn)在的所有的智慧家居有關(guān)的應(yīng)用，包括甚至智慧門鎖等，同樣越來越多的安裝了以運動傳感器為基礎(chǔ)的一些定位的傳感器系統(tǒng)。
4、模組化的傳感器毫無疑問是個方向。
隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，每一個單元的基本配置包括通訊、算法等，而如果當(dāng)中采用傳感器模組，就可以接受到更多不同的信號，產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)量和價值。模組化相當(dāng)于把傳感器的一個觸角延展出去。舉個例子，如市內(nèi)導(dǎo)航，除了運動傳感+陀螺以外，還需要磁傳感器放在一起做融合算法，能夠有更好的定位。
5、手機將加入各種新的傳感器應(yīng)用。
未來將有更多新的傳感器會加到手機里面，一方面是因為大家可能會充分手機這個大計算平臺；另一方面是依托手機實現(xiàn)一個新的特色功能。比如在視覺方面，如果會把非智能紅外傳感器加入到手機上，用戶將會產(chǎn)生一些新的感受，如在很暗的地方照樣可以看到圖像。另外，一些新的傳感器功能如手持式的超聲，加到手機后，能以手機為硬件基礎(chǔ)，真正達到家用的效果。
傳感器公司的核心競爭力，如何在外資的突圍中崛起？
傳感器公司的競爭核心還是產(chǎn)品技術(shù)本身，因為傳感器就是類似模擬器件，模擬器件跟數(shù)字器件的差別很大，數(shù)字器件往往是看芯片的規(guī)模。而傳感器像模擬器件一樣，它的核心是性能，往往是性能提高10％，售價有可能提高10％—20％的。
而性能的提升，核心還是在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)工藝的研發(fā)。
第一，我們希望我們的研發(fā)能夠使整個產(chǎn)品的技術(shù)做到全球的1.5流，用2-3年做到全球一流，對一個初創(chuàng)公司可能不是一個非常現(xiàn)實的目標(biāo)，因為我們前面的一流的公司都已經(jīng)做了10年、20年甚至更長時間。在過去10年、20年的產(chǎn)品研發(fā)投入迭代遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們現(xiàn)在的投入。對我們來說一個可能的機會是后發(fā)優(yōu)勢，因為過去很多研發(fā)的試錯都已經(jīng)看到過了，不需要重蹈覆轍。但為什么我們目標(biāo)不是二流，很簡單，越來越多的傳感器應(yīng)用，尤其是物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的傳感器應(yīng)用，二流產(chǎn)品的性能/可靠性是達不到的。
第二，傳感器的下一個主要窗口就是物聯(lián)網(wǎng)。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，中國毫無疑問在全球是擁有應(yīng)用場景最多的地方。物聯(lián)網(wǎng)需要很多的定制，本地化的服務(wù)，本地化的方案，甚至器件的設(shè)計定制，都變得非常關(guān)鍵。作為一個本土企業(yè)，在跟外資企業(yè)的競爭當(dāng)中，針對本土化的服務(wù)、產(chǎn)品的定制會有更多優(yōu)勢。芯片未來和應(yīng)用結(jié)合越來越深度，本地化非常重要，這也是我們的優(yōu)勢。
中國傳感器設(shè)計和制造企業(yè)的發(fā)展還是很重要，未來這么重中之重的環(huán)節(jié)，如果我們受制于人，肯定未來發(fā)展是危險的。
半導(dǎo)體這個產(chǎn)業(yè)是非常全球化的。無論是中美的摩擦，還是日韓的摩擦，最后都以半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)作為勝負(fù)手。美國限制華為導(dǎo)致華為相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)受阻；日本的半導(dǎo)體化學(xué)品供應(yīng)商停供，就造成了巨大的半導(dǎo)體企業(yè)三星和海力士生產(chǎn)不順。另外，臺積電占了Foundry全球60％的量，在最領(lǐng)先制程，12納米，7納米甚至5納米基本都是只有它能夠大量生產(chǎn)。所以這是一個非常全球化的、分工協(xié)作的產(chǎn)業(yè)。
不受制于人不代表我們自我封閉、關(guān)門發(fā)展，可能更重要的是如何把我們國家的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，跟全球其他地區(qū)的半導(dǎo)體更加緊密的合作在一起，變成缺一不可的一環(huán)。
我們整個國內(nèi)傳感器在全球的排位里面跟其他半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品相比，排位是比較落后的。今天去看全球前30家傳感器公司，中國只有2家，而這二家也不是完全傳統(tǒng)的做傳感器芯片的公司，它更多是在傳感器的封裝和應(yīng)用，國內(nèi)傳感器過去來主要是從軍工研究所開始比較多，產(chǎn)品主要針對軍工或者部分工業(yè)，現(xiàn)在有些也逐步走向無人駕駛，但基本上還是處于一個多品種、量小、高單價的市場。雖然近幾年，我們國內(nèi)傳感器公司在一些消費類市場有了長足的發(fā)展，但中國傳感器走向世界的路還是蠻長的。
國內(nèi)的公司受到規(guī)模、研發(fā)能力、市場品牌等限制，基本上只能做單個的。但是歐美大的公司，都是采用向客戶提供一整套的方案的策略。
傳感器技術(shù)路線實際上就是很寬泛的問題，它是非摩爾定律上面的，即超越摩爾定律。實際上傳感器有很多不同的辦法實現(xiàn)，比如我們講的陀螺，有人用的是光纖陀螺，也有用石英的，用半導(dǎo)體方法做我們叫MEMS.所以對傳感器來講每個產(chǎn)品它有自己的發(fā)展路線，且在不同應(yīng)用領(lǐng)域有不同的發(fā)展路線。
如果以物聯(lián)網(wǎng)作為主要的方向，下一代傳感器有幾個關(guān)鍵的方向：
第一，就是組合傳感器的的形式。
第二，它需要有一定的性能，同時有較低的功耗，當(dāng)然尺寸跟成本都還是有一定要求。
第三，封裝技術(shù)將不同功能的器件封裝在一起。
傳感器只是挖掘了一個數(shù)據(jù)出來，如果能夠在端口就有很快的處理及傳輸，例如邊緣計算，在慣導(dǎo)傳感器里面就放入ARM來做一個本地化的計算。另外，為達到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求，傳感器封裝的技術(shù)會從只是傳統(tǒng)的把傳感器封裝出來發(fā)展到更加側(cè)重把不同功能的器件封裝在一起。如同我們現(xiàn)在嘗試的把傳感器、MCU,memory、藍(lán)牙等通訊的芯片封裝在一起。當(dāng)然規(guī)模再大以后，不同大的芯片通過封裝組合在一起，那也是個更遠(yuǎn)的業(yè)態(tài)。
各大傳感器設(shè)計公司路線差異會蠻大的，比如麥克風(fēng)產(chǎn)品國內(nèi)做的比較多，有的是朝一個低成本的方向走，還有的朝高性能的方向走，它們是完全不一樣的產(chǎn)品路線。有的是組合不同應(yīng)用放在一起，比如京東方，它希望以屏為端口，切入到像物聯(lián)網(wǎng)的市場。它這個屏的載體就不只是屏了，它里面要放很多別的器件才能變成真正的載體，應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)。
最后，中國半導(dǎo)體發(fā)展的關(guān)鍵，在于不能自我封閉、關(guān)門發(fā)展。
對中國半導(dǎo)體發(fā)展，特別是在現(xiàn)在這樣大的環(huán)境下，我們不要自我封閉，不要關(guān)著門發(fā)展。這個行業(yè)是個非常國際化的產(chǎn)業(yè)，而且產(chǎn)業(yè)鏈非常長。從剛才講的原材料開始，如很多化學(xué)品，一直到終端市場，整個產(chǎn)業(yè)鏈非常長。
材料方面，日本、歐洲這些地方可能發(fā)展比較早；設(shè)備方面歐洲、美國、日本、韓國比較領(lǐng)先；制造方面，現(xiàn)在臺灣整個芯片制造跟封裝的能力，產(chǎn)能跟技術(shù)是最好的；應(yīng)用市場方面，毫無疑問中國處于非常好的位置。
因此，如何把我們的優(yōu)勢，與各個地方、各個環(huán)節(jié)發(fā)展的優(yōu)勢結(jié)合在一起，走出一條我們自己中國半導(dǎo)體發(fā)展之路，這才是比較關(guān)鍵的。而在這個過程中重要的一點，不能自我封閉、關(guān)門發(fā)展。
本文主要參考自孫臻的《傳感器是未來世界的核心》，并經(jīng)過較大篇幅的修改。
