物联网关键技术及未来发展前景展望

  "物联网"(Internet of Things)，指的是将各种信息传感设备，如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的，是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。

　　在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，我们在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物(Human to Thing)和物与物(Thing to Thing)之间的沟通连接。

　　移动计算和网络国际会议在1999年就将传感网视为21世纪人类又一个发展机遇；2005年，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，从此“物联网”的概念日渐深入人心。加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本和韩国等国纷纷加强对传感网研究的投入，“智慧地球”、“U-Japan”、“U-Korea”等项目陆续提出。

　　我国在此领域布局较早，中科院10年前就启动了传感网研究，传感网标准体系已形成初步框架，目前我国与德国、美国等国一起，成为国际标准制定的主要国家之一。中国电信的M2M(Machine to Machine)平台从07年就开始搭建，建立在其基础上的系统应用横跨物流、交通、节能、环保、消防、车辆跟踪等多个行业。今年8月9日，温家宝总理在无锡视察的时候视察了中科院相应的技术研发中心，对于“物联网”应用提出了三点要求：一是把传感系统和3G中的TD技术结合起来；二是在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展；三是尽快建立中国的传感信息中心。9月11日，北京举行“传感器网络标准工作组成立大会暨‘感知中国’高峰论坛”，会上成立了传感器网络标准工作组，这为我国将来开展传感网标准制订工作，参与国际标准化、把握信息化浪潮奠定了基础。

　　物联网关键技术及未来发展前景展望

　　物联网产业链可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。

　　EPoSS在《Internet of Things in 2020》报告分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010-2015年物体互联，2015-2020年物体进入半智能化，2020年之后物体终端进入全智能化。

　　RFID是物联网发展的排头兵

　　RFID技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，最简单的RFID系统由电子标签(Tag)、读写器(Reader)和天线(Antenna)三部分组成，在实际应用中还需要其他硬件和软件的支持。

　　2008年全球RFID市场规模将从去年的49.3亿美元上升到52.9亿美元，这个数字覆盖了RFID市场的方方面面，包括标签、阅读器、其他基础设施、软件和服务等。RFID卡和卡相关基础设备将占今年市场的57.3%，达30.3亿美元。来自金融、安防行业的应用，如非接触支付、门禁控制将推动RFID卡类市场的增长。

　　全球标签使用数将达到21.6亿个，2007年为17.4亿个，而2006年仅为10.2亿个。在所有21.6亿个标签使用量中，强制性的货盘和货箱贴标应用的标签将为3.25亿个，即占总量的15%。IDTechEx也指出，除零售商强制要求应用外，零售业标签的总体应用量都呈上升趋势。英国零售商Marks&Spencer至今已采用了1亿个标签。

　　动物贴标应用快速增长，特别是中国和澳大利亚、新西兰等国家。IDTechEx预测今年动物贴标应用将消费900万个标签。智能纸质标签是最主要的标签应用形式，占标签总数的62.4%。这个比例在接下来10年内还会不断增长，IDTechEx预测到2018年，RFID纸质标签将占标签总数的99.1%。

　　易观国际预测，2009年中国RFID市场规模将达到50亿元，年复合增长率为33%，其中电子标签超过38亿元、读写器接近7亿元、软件和服务达到5亿元的市场格局。

　　MEMS传感器市场前景广阔

　　传感器是能感受规定的被测量，并能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器作为现代科技的前沿技术，被认为是现代信息技术的三大支柱之一。有市场报告显示，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。我国传感器市场的增长率超过15%，预计2009年为430亿元。

　　MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)是微机电系统的缩写，MEMS技术建立在微米/纳米基础上，是对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术，完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。MEMS传感器能够将信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。它还能够使得制造商能将一件产品的所有功能集成到单个芯片上，从而降低成本，适用于大规模生产。

　　MEMS传感器目前主要应用在汽车和消费电子两大领域。任天堂公司的Wii无线游戏机允许使用者通过运动和点击互相沟通和在屏幕上处理一些需求，其原理是将运动(例如挥舞胳膊模仿网球球拍的运动)转化为屏幕上的游戏行为。在2006年5月，任天堂和ADI宣布将ADI的ADXL330 iMEMS加速度计整合到任天堂的Wii游戏控制台中。加速度计帮助任天堂把视频游戏提升到一个新的水平。在苹果公司的iPhone中，通过对旋转时运动的感知，iPhone可以自动地改变其显示格式，以便消费者能够以合适的水平和垂直视角看到完整的页面或者数字图片。

　　根据ICInsight最新报告，预计在2007年至2012年间，全球基于MEMS的半导体传感器和制动器的销售额将达到19%的年均复合增长率(CAGR)，与2007年的41亿美元相比，五年后将实现97亿美元的年销售额。2007年到2012年间，基于MEMS的传感器和制动器的单位出货量将以27%的CAGR增长，2007年的出货量为13亿件，五年后将达43亿件。同期内传感器/制动器的单位出货量预计以23%的CAGR增长，2012年出货量将达到121亿件，在2007年的出货量是43亿件。若计入各类技术实现的传感器/制动器，则其市场总规模预计将达到119亿美元。根据该报告，基于MEMS的制动器在2007年将占据整体传感器/制动器市场份额的54%。们认为在物联网时代，MEMS传感器凭借着其体积小、成本低以及可与其他智能芯片集成在一起的巨大优势，必将成为传感器的主要生产技术。

　　目前上市公司中歌尔声学已经掌握MEMS芯片设计、MEMS半导体封装等多项核心技术，2008年申请相关专利高达44项，主要应用在MEMS麦克风的生产制造。我们认为公司将在物联网时代MEMS传感器领域占据竞争优势。

　　智能终端备受期待

　　法国Violet公司推出了Nabaztag小兔子，通过wi-fi路由连接网络，可为主人提供所需的各类新闻等，能够讲5国语言，在主人接收到邮件或信息时，会发出语音提醒。此外它还能识读Ztamps标签上的信息，并实时连网，随时呈现动态信息。我们认为随着物联网推进，家用电器的智能化将是未来发展趋势。上市公司中的拓邦电子是家电智能控制应用领域的行业先行者，未来发展值得关注。

　　集成电路产业有望迎来发展新机遇

　　在物联网时代，每个物体上都要加装一个甚至多个芯片，集成电路产业规模将迎来发展新机遇。产业链内设计、生产与封测企业将受益。

　　2005年集成电路产量达到266亿块，销售收入由2000年的186亿元提高到2005年的702亿元，年均增长30.4%，占世界集成电路产业中的份额由1.2%提高到4.5%。市场规模迅速扩大，2005年我国集成电路市场规模较2000年翻了两番，达到3800亿元，占全球比重达25%，成为全球仅次于美国的第二大集成电路市场。

　　从技术方面，32位CPU芯片、网络路由交换芯片、GSM/GPRS手机基带芯片、TD-SCDMA基带芯片、数字音视频和多媒体处理芯片、第二代居民身份证芯片等一批中高端产品相继研发成功并投入市场，产品设计能力达到0.18微米，集成度超过千万门；集成电路芯片生产线工艺水平达到12英寸0.13微米，90纳米工艺技术研发取得进展，与国外先进水平之间的差距明显缩小。

　　目前在集成电路设计方面，代表公司有大唐微电子、士兰微和上海贝岭，集成电路制造方面则有中芯国际、华虹NEC等，集成电路封测方面的代表公司主要有通富微电和华天科技。

　　电信设备商最受益于物联网

　　物联网是技术升级，不是技术革命

　　物联网所涉及的关键技术，比如射频技术、分布式计算、传感器、嵌入式智能、无线传输及实时数据交换和互联网都是目前较为成熟的技术，并在相关领域已得到广泛的应用。物联网的新颖之处在于利用这些技术的交叉与融合，建立一个“物物”相连的网络，从而完成远程实时数据交换与控制，方便人们生产生活。

　　物联网是互联网应用的拓展与深化。物联网不是重新建设一套平行于互联网的系统，而是充分利用互联网所提供的信息高速公路，完成自身所具备的实时数据读取、信息交换、远程控制等特色功能。因此，物联网是互联网的创新应用，而并非新的技术革命。

　　当下最大的投资机会在于电信设备商

　　物联网的商业建设尚处于萌芽阶段。

　　目前市场最热衷的是做身份识别产品和应用的厂商，它们在研发一部分技术(如RFID芯片和二维码引擎技术)的同时，真正做的是行业或企业的闭环应用(如公交一卡通、不停车收费系统以及铁路、物流行业的跟踪系统)。在制造业—使用者—服务业的产业链中形成开环应用才是RFID的长远目标。什么样的商业模式能够主导未来开放式的RFID应用？哪类企业能够在开放式RFID应用市场中胜出？当下的A股市场无法给出确切的答案。

　　从物联网的产业下游转移到确定性较高的产业上游上来，即从“节点”转移到“网络”上来。

　　物联网业务的广泛开展必将对运营商的网络建设提出更高的要求，而迅速发展的P2P、网络视频、高清影视等其他业务已经使得目前的网络疲于招架，因此网络的升级、扩容、优化、融合势在必行。网络运营商的网络建设投资将对上游的通信设备制造商产生实质性利好，而且这个市场竞争格局已经非常清晰。

　　具体而言，网络的升级换代对光纤产业将产生实质性利好，受益的公司包括烽火通信、中天科技、亨通光电、中兴通讯、光讯科技、三维通信等国内领先的光纤制造商、通信设备提供商。在物联网建设进程中，这些公司最先受益，确定性最高。

　　电信运营商是物联网的积极推动者，物联网丰富电信网络的应用。受累于巨大的网络投资开支，与网络设备提供商相比，其受益较晚，并且下游物联网可行的商业模式尚未确立，运营商将承受一定的不确定性。就三家电信运营商而言，包含强势固网的全业务运营商中国电信和中国联通在行业用户的ICT(信息通信技术，Information and Communications Technology)建设中一直处于领导地位，其全业务模式十分便于将通信网络与物联网相关信息管理的企业内网实现对接，完成对物联网的全程管控。由于资源所限以及历史原因，单纯的移动运营商中国移动目前能够实现的物联网应用还处于初级阶段。