（ID：icbank）来自Ctimes，感谢。在数字化实体天下中，物联网技术的利用相当普遍，市场潜能与商机庞大。麦肯锡(MGI)《物联网：超越市场炒作代价(The Internet of Things: Mapping the Value beyond the Hype)》报告预估，2025年全球物联网产值可望上看11.1兆美圆，约占全球经济的11%，9个首要物联网聪明利用处景包括工场、都会公共健康与交通运输、小我健康与健身、零售情况自动结帐、工作场所、物流与导航、自驾车范畴、家事自动化及家庭平安，以及办公室平安及能源。图一 : 2025年之前9大物联网聪明利用处景及预估最大产值。TrendForce资深分析师曾伯楷指出，新冠疫情使产业遭到周全性冲击，促使企业加速数位转型步伐，疫后新常态也会带动远距商机与终端产物需求。以物联网成长来说，2021年物联网已在数个首要范畴落地成形，如小我医疗、装备资安、公共城市及贸易制造等范畴，其中又以城市、家庭、制造与医疗成长最积极。聪明城市透过IoT、5G等科技整合城市根本扶植，进而赋能健康、农业、能源、修建、交通等范畴，完整资发生命周期模拟和串联互动；聪明家庭延续以家庭连网装备及平台为成长焦点，发挥聪明化、生态系与便当性等效益，并以语音及边沿AI为首要赋能技术；聪明制造藉由导入自动化、数位孪生(Digital Twin)、能源治理、猜测性保护等工具，辅佐厂商应对多变情况与疫情所带来的冲击；聪明医疗着眼相关产物性能、临床平安性与数据溯源性等面向，以越趋完善及成熟的产业情况和技术，在后疫情时代彰显其代价，并以感测技术与AI工具为产业成长的焦点主力。物联网的三大首要元件为感应器、数据贮存器及联网技术。以物联网无线通讯技术来说，大分短间隔通讯及长间隔通讯，前者如Zigbee、Wi-Fi、蓝牙、Z-wave等通讯技术，后者如LoRa、SigFox、NB-IoT等LPWAN（Low-power Wide-Area Network）低功耗广域网路。LPWAN可分为两类：一是工作于免授权频谱的LoRa、SigFox等技术，也被称为非蜂巢式LPWAN，二是工作于授权频谱下，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作计划)所支援的2G/3G/4G蜂巢式通讯技术，如EC-GSM、LTE Cat-M1、NB-IoT等，也被称为蜂巢式LPWAN。分歧无线技术对物联网要求的组网、功耗、通讯间隔与平安性各异，是以适用于分歧利用处景。短距无线通讯技术中，蓝牙、Wi-Fi、ZigBee利用最普遍。Wi-Fi是无线收集的根本，收集结构简单，适用于大量材料传输，如影音或AR/VR，弱点是耗电量大，传输范围小，是以Wi-Fi同盟为更远距的无线利用开辟IEEE 802.11ah标准，也称为Wi-Fi HaLow，利用免授权的900MHz频段传输，与LoRa、Sigfox都被归类为低功耗广域网路 (LPWAN)技术。蓝牙可用于手机、PDA等行动或穿着式装配，以及无线外围装备如蓝牙耳机、蓝牙键盘等，声音利用较成熟，采用调频技术，通讯频段为2.402GHz-2.480GHz，紧跟物联网成长，蓝牙4.2隐私功用更强大，传输速度更快，聪明家庭范畴采用Buletooth Smart技术的蓝牙装备相互之间可以欠亨过收集互联相同，即使忽然断网没有Wi-Fi，聪明家庭中的各项装备仍可以继续工作，2016年已推出5.0版，有用范围最远达300公尺，与蓝牙4.2的1.5MB/s传输速度相比，最快能到达2Mbps。ZigBee和Z-Wave多利用在自动控制范畴，其中，ZigBee被标准化为IEEE 802.15.4，有868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz等三频段，第三个频段为免付费、免申请的天下通用无线电频段。Z-Wave采无线网状收集技术，任何节点都能间接或间接地和通讯范围内的其他邻近节点相互通讯，美国工作频次为908.42MHz、欧洲为868.42MHz。Z-Wave传输间隔远，牢靠性高，但今朝较专注于聪明家庭范畴的成长，市占率不如ZigBee，欧美国家利用率较高。若将传统行动通讯技术(2G/3G/4G)应用于物联网，存在功耗大、本钱高档弱点，是以，低功耗广域网路(LPWAN)技术逐步遭到重视。IHS Markit报告指出，NB-IoT及LoRa是LPWAN中市占最高的物联网传输技术，预估2023年将有17亿台装配利用LPWAN。NB-IoT是由3GPP所支持，具有多毗连、低功耗、低本钱及广覆盖等上风，利用授权频段(Licensed Band)，是以在收集传输质量、数据平安方面都具有保障，加上可间接操纵现有LTE站台为根本，透过In-band方式升级为NB-IoT收集，是以深受Vodafone、Deutsche Telekom、中国移动、中国联通等电信商喜爱，逐步成为LPWAN支流技术，物来也将大量应用于5G场景，IHS预估NB-IoT 于2023年毗连数将长大至7亿3,980万，2018至2023年复合长大率达93.3%。图二 : 2018-2023年NB-IoT毗连数。利用非授权频段的LPWAN技术包括Sigfox、LoRa等，进入门坎低、搭建轻易。LoRa与Sigfox都具有长间隔、低功耗特点，可耽误电池寿命，有益大范围讯息传输，由于两者都利用免授权Sub-1GHz ISM频段，不需额外付出授权费，所以贸易化速度较快。Sigfox是由法国同名公司自行开辟，已在全球收集基地摆设，能同时在36个国家利用可连结网域及装备。LoRa传输间隔最远可达20千米，在一样功耗下比传统无线射频通讯间隔扩大约3-5倍，把握技术就能自行架设基站，弹性更大，终端利用电池或其他能量收集方式供电，电池寿命可达3-10年。由于LoRa讯号对建物的穿透力强，在高速移动时通讯比NB-IoT更稳定，适用处景包括聪明农业中的低功耗、低本钱传感器，大概可应用于产业自动化中的电池装备追踪监控、物流系统的追踪定位等。不外，LoRa和Sigfox的逐日传输次数有限制，所以比力合适利用在无实时通讯需求的范畴。TrendForce资深分析师曾伯楷指出，传统物联网多以感知层、收集层、系统层与利用层作为架构仓库，受物联网装备连线技术与标准各异的影响，通讯技术成为物联网架构中相当重要的一环，从蜂巢式的4G、5G、LTE-M、NB-IoT，到非蜂巢式的LoRa、Sigfox、Wi-Fi、Wi-SUN等，从聪明城市、工场、家庭甚至零售店面皆被普遍应用，范围也从地表拉升至太空，近期卫星通讯也渐成物联网重要的通讯技术之一。短间隔通讯及长间隔通讯各有好坏势。常见的长距通讯多为低功耗广域网路技术(LPWAN)，藉低本钱、远间隔、低功耗等通讯特征，在物联网诸多利用处景中成为最适切的通讯技术之一。短间隔通讯则以聪明家庭或封锁场域的连线为主，包括行之丰年的Wi-Fi、蓝牙等，本钱、功耗较高，传输速度快而且流量大。根基上，长、短距通讯因场景与需求较为清楚，所以采用挑选较为明白，首要应战在于各技术皆能堆叠利用的垂直范畴，有诸多层面会影响厂商决定，「本钱是最间接的考量身分，大概是来自于芯片商与标准制定话语权的角力，进一步延长为同盟、生态圈等若何强大，以吸引更多软硬件开辟商采用。」曾伯楷观察近期市场较为关注的物联网议题，短距通讯以Wi-Fi 6、低功耗蓝牙、UWB等技术为主，其中，Wi-Fi同盟于2021年公布Wi-Fi 6E认证计划，相较现行Wi-Fi 6上风在于支援6GHz，扩增最少1,200MHz频宽。高阶Wi-Fi 6E产物须合适OFDMA、TWT、MU-MIMO等八大特征，也必要合适WFA才能获得认证。另一方面，近期有很多厂商想将IEEE 802.11ax用于IoT，首要相中TWT才能，而且仅需2.4GHz频段与20MHz Channel Bandwidth，由此推估，IEEE 802.11ax技术未来有望用于IoT。至于在蓝牙方面，推估2021-2025年低功耗蓝牙装备出货量将长大3倍，曾伯楷相当看好资产追踪与聪明照明范畴的成长。另一个观察目标是，陪伴全球对健康议题的关注提升，使穿着装备需求增加，而且全球都在关注平安复工处理计划，是以，蓝牙技术同盟估计大幅增加对蓝牙RTLS的布署。至于蓝牙聪明家庭的成长也相当好，如阿里巴巴、小米均以蓝牙为聪明家庭结构，关注聪明家电、聪明照明两大范畴，首要着眼于可藉Mesh互联照明下降逾70%的能源本钱。长距通讯(LPWAN)成长方面，曾伯楷以为，LPWAN具有低本钱、远间隔、低功耗等通讯特征，即使流量小且提早较长，在物联网诸多利用处景中还是最适切的通讯技术之一，诸多物联网装备大宗多是以此技术为支流，综合考量政策力道、同盟与生态圈、摆设地区、连结数与产业利用等要素，现行市场很有公范畴重NB-IoT、私范畴以LoRa为首选、堆叠范畴则两者可并行的空气。至于在物联网垂直利用范畴上，资产追踪与供给链治理处理计划是延续快速长大的市场，2021年NB-IoT新增支援国家与地域以欧陆为主，首要瞄准跨境商机和周游利用，德国电信也扩上将NB-IoT周游办事扩及到20个国家，各家业者着眼的利用范围包括物流追踪、海运监控等，大概是由制造商按照需求间接为装备嵌入跨国收集切换与毗连功用。与此同时，LoRa同盟一样在2021年头积极强化技术与营运商的国际周游可行性与介入度，包括倡议Connect EU计划支持并激励LoRa同盟成员间的合作，更新技术标准以简化周游对接等，今朝全球已有27个国家可间接连结或透过Lacuna Space的卫星利用LoRa周游功用，同时聚焦于支援跨国客户的移动，以及牢固资产在物流和追踪方面的利用，实现资产全球追踪或本地最初一哩路的配送。行将迈入5G，通讯技术需求朝更大频宽、更高速度、更低提早成长，由于材料传输较为麋集、交换量更大，固然更耗电，是以LPWAN小材料量、长间隔传输及省电特征，近年来在物联网利用范畴中确切停顿快速，可是任何物联网无线元件技术都有优弱点及合适的利用处景，如聪明家庭闸道器多会包容1-3种通讯技术（如Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee等）。非论短间隔或长间隔无线通讯技术未来都可以自力、互补或共存，视终端需求挑选最合适的技术，惟有挑选合适的软件办事，才能把握物联网庞大的利用商机。*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者小我概念，半导体行业观察转载仅为了转达一种分歧的概念，不代表半导体行业观察对该概念附和或支持，倘使有任何异议，接待联系半导体行业观察。 明天是《半导体行业观察》为您分享的第2872内容，接待关注。
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