电子元器件行业市场分析报告八

电子元器件行业市场分析报告八2021年7月AIoT：产业链逐渐完善，下游应用层先后爆发“AIoT”即“AI+IoT”，即人工智能技术（AI）与物联网（IoT）在实际应用中的落地融合。物联网采集底层数据，人工智能技术处理、分析数据并实现相应功能，两项技术相互促进。AIoT作为一种新的IoT应用形态，以数以十亿计的低成本、小型、低功耗的设备为基础，实现对资产、流程、系统等的智能化跟踪、识别、监控和管理，可以极大地提升社会的信息化程度和运行效率。图1：AIoT是人工智能技术与物联网在实际应用中的落地融合数据来源：亿欧，2021年全球AIoT开发者生态白皮书AIoT主要分为感知层、传输层、平台层和应用层四层。（1）感知层为AIoT的基础部件，包括RFID、传感器、摄像头、车载雷达、AI算法等，主要用于信息获取；（2）传输层是AIoT进行信息传输的网络通道，主要包括局域网、低功耗广域网、蜂窝网等无线通信；（3）平台层是各种信息汇集处理的云平台，包括底层支撑平台、连接管理平台、解决方案平台等；（4）应用层是AIoT的主要赋能终端，包括智慧城市、智能工业、智能家居等等。在AIoT价值比例方面，传感器/芯片占AIoT总价值的10%，模组/智能终端占AIoT总价值的15%，通信服务占总价值的10%，平台服务占比约为10%，而软件开发/系统集成/增值服务/应用服务则占比达到55%。图2：AIoT价值比例方面，传感器/芯片占AIoT总价值的10%4of101数据来源：亿欧，2021年全球AIoT开发者生态白皮书2020年全球AIoT的终端连接数首次超过非AIoT的连接数，AIoT发展进入全新时刻。根据IoTAnalytics的数据，从2010年到2020年，全球所有设备连接数CAGR为9.39%，这一增速主要由AIoT设备贡献。2020年全球AIoT连接数达到117亿个，超过非AIoT连接数的99亿个。图3：2020年全球AIoT的连接数首次超过非AIoT的连接数全球AIoT与非AIoT连接数对比454035302520151050物联网连接数（单位：十亿） 非物联网连接数（单位：十亿）数据来源：IoTAnalytics，国泰君安证券研究备注：非AIoT设备包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑以及固定电话，AIoT设备则是这些非AIoT设备之外的终端、网关设备等AIoT对实体经济的融合赋能，使2022年AIoT全球市场享有约5000亿美金的市场空间，而中国物联网全球市场占比有望接近30%，增速可观。根据涂鸦智能市场战略部和Gartner共同发布的《2021全球AIoT开发者生态白皮书》，受益于城市端AIoT业务的规模化落地及边缘计算的初5of101步普及，2019年全球AIoT市场规模达到2264亿美元，预计以28.65%的增长速度，到2022年将达到4820亿美元。而中国则从2019年的550亿美元增长到2022年的1280亿美元，CAGR高达32.5%。相比于物联网连接数量的快速增长，由于AIoT在落地过程中需要重构传统产业价值链，过程中既需要适应传统产业的特性、平衡传统利益链条，也要与生态合作伙伴共同搭建最适宜产业AI赋能的架构体系，因此未来几年将处于较为稳定的发展节奏。经过未来几年的产品优化、渠道打通、商业模式验证，将于远期迎来高速增长。图4：全球AIoT市场规模快速增长600500CAGR=28.65%482400300226.38200100020192022E全球AloT市场规模(十亿美元）

图5：万物互联数据规模持续增长9079.4807060 CAGR=34.91%50403013.602019 2025E万物互联数据规模（ZB）数据来源：2021全球AIoT开发者生态白皮书 数据来源：2021全球AIoT开发者生态白皮书图6：中国AIoT市场规模增速最快AloT规模(10亿美元)日韩 CAGR=23.6%欧盟中国美国

CAGR=30.2%CAGR=32.5%CAGR=26.1%0 20 40 60 80 100 120 140 1602022E 2019数据来源：2021全球AIoT开发者生态白皮书2009年是中国AIoT元年，2010年AIoT首次写入政府工作报告；AIoT概念在数字主线（digitalthread）和边缘分析（edgeanalytics）技术附近达到炒作的高光时期，之后进入破灭的低谷期。经过一系列的大浪淘沙，AIoT技术逐渐成熟，于2018年再次写入政府工作报告，进入产业化发展的平稳期图7：AIoT的技术曲线6of101数据来源：Gartner《hypecyclefortheinternetofthings2020》疫情助推终端需求数字化转型，AIoT加快普及进程。根据AIoT聚焦报告的数据，2020年企业中使用、购买、试验AIoT项目的比例均有所增加，其中使用比例增加11%，购买比例增加2%。另外，多数企业也开始加速数字化进程，39%的企业表示，未来应对疫情，他们加快了数字化计划；71%的公司至少进行了一项新技术投资以应对数字化计划。图8：企业几乎都接触过AIoT数据来源：物联网聚焦报告2020随着AIoT技术日益成熟及应用场景的不断丰富，AIoT应用层多场景需求逐步爆发。应用层包括消费驱动类的智能穿戴、智能家居、智能照明，政策驱动类的智慧城市、智慧安防以及产业驱动类的智能工业、智慧物流等。从技术端来看，目前AIoT应用集中在通过视觉识别、语音交互、预测规划等核心技术实现效率的提升，这种以通用性核心技术为内核的特性使得产品设计逻辑将围绕采集和分析有价值的通用信息，则产品形态不再有强烈的行业鸿沟，行业竞争围绕着高价值通用信息带来7of101的数据分析，相应的竞争业态将更加复杂。在此过程中，G端和C端场景问题可通过识别比对、便捷交互得到较大程度解决，AIoT在G端与C端落地速度更快。但由于B端技术更新成本高，生态建立慢，目前AIoT技术在B端企业级市场的应用尚不能触及核心痛点，还有待提升其核心业务环节效率，推动上步调相对较缓。对于众多应用场景而言，主要经历三大发展阶段：从单机智能→互联智能→主动智能，但是不同场景推进程度有所差异。本篇报告中，我们将先行对传输层无线通讯技术及核心硬件进行分析，同时进一步对于消费类智能终端（智能家居+可穿戴）、智能安防、车联网以及智慧工业物联网4大应用场景落地情况及未来发展趋势进行分析。AIoT传输与互连技术：通讯标准持续革新，无线通讯芯片壁垒加高无线传输是AIoT产业的基础关键技术。各种功能强大的智能设备只有实现云端接入，才能发挥其产业价值。云端接入的方式主要分为：智能设备直接接入、手机电脑辅助接入和网关路由中继接入。这三种接入方式的核心为无线传输技术。无线传输技术依照距离可以划分为局域网通信技术和广域网通信技术。局域网通信技术主要为ZigBee、Wi-Fi和蓝牙;广域网通信技术主要分为工作于非授权频谱的LoRa、Sigfox等技术和工作于授权频谱下的2/3/4/5G蜂窝通信技术、eMTC（增强机器类通信）、NB-IoT（窄带AIoT）等。目前为了满足智能终端设备在多种应用场景中的需求以及产品逐步向多通讯协议集成的方向发展，融入AI算法的AIoT芯片将进一步成为主流。对于AIoT无线传输芯片公司在多协议集成、DSP处理功能优化、通讯标准升级、云平台对接等方面提出了更高要求，将进一步加高赛道壁垒，优化竞争格局。2.1. 局域通信技术：标准持续演进，拓宽多场景应用Wi-Fi联盟在2019年期间推出了Wi-Fi6认证计划，在2021年初开启Wi-Fi6E认证。蓝牙技术联盟在2019年发布了蓝牙5.1技术，侧重于定位技术；在2020年发布了蓝牙5.2技术，侧重于音频领域。Wi-Fi、蓝牙是主要的局域网通信技术，可用于短距离传输。Wi-Fi的优势在于传输速率大，蓝牙的优势在于组网简单,ZigBee的优势在于功耗低。表1：Wi-Fi、蓝牙以及ZigBee是主要的局域网通信技术技术BluetoothZigBeeWi-Fi带宽1-24Mbps250kbps<10Gbit/s（theoretically）传输距离50m10-100m50-200m8of101频段2.4GHz2.4GHz2.4GHz，5GHz优点功耗低，组网功耗低，自组速率高，部署简单，成简单，成本低网，成本低本低缺点距离近，组网速率低，稳定移动性差，覆盖性差设备数量少，性差安全性差应用场景各类数据/语音家庭自动化，家庭网络、企业及园区近距离传输，工业现场控制自建网络，高密场景如耳机，手机数据来源：华为《2019-2023企业级Wi-Fi6产业发展与展望白皮书》，国泰君安证券研究2.1.1. Wi-Fi：WiFi6技术持续推进，助力高速低功耗传输Wi-Fi6是新一代802.11ax标准的简称，具有更大的吞吐量和更快的速度。Wi-FiWirelessFidelity是一种允许电子设备连接到一个无线局域网（WLAN）的技术，可用于用户上网接入。自1997年IEEE制定出第一个无线局域网标准802.11，到802.11a，再到2019年IEEE发布802.11ax（Wi-Fi6），局域网标准已经迭代了6代。表2：Wi-Fi标准已经迭代了6代发布年份802.11标准频段新命名1997802.11--1999802.11b2.4GHzWi-Fi11999802.11a5GHzWi-Fi22003802.11g2.4GHzWi-Fi32009802.11n2.4/5GHzWi-Fi42013802.11acwave15GHzWi-Fi52015802.11acwave25GHzWi-Fi52019802.11ax2.4/5GHzWi-Fi6数据来源：中国联通Wi-Fi6技术白皮书，国泰君安证券研究图9：Wi-Fi6可以实现更大的接入量和人均带宽数据来源：华为Wi-Fi技术白皮书Wi-Fi6的核心新特性除了速度快以外，还包括MUMIMO技术、OFDMA频分复用技术、TWT目标唤醒等。9of101MUMIMO（多用户-多输入多输出）传统网络需要排队一个一个和终端进行数据交互，现在可同时和多个用户沟通，称为MU-MIMO（多用户-多输入多输出），存在触发条件：1.用网设备都支持；2.多设备同时上传下载，只有多设备才能凸显优点，单设备无优势。图10：MUMIMO有利于多设备网络同时运作数据来源：百度百科OFDMA频分复用技术在频域上将无线信道划分为多个子信道（子载波），形成多个时频资源块，用户数据承载在每个资源块上，而不用占据整个信道，可实现在每个时间段内多个用户同时传输，从而提升了效率，降低了排队等待时延，实现更多的用户并发及更高的用户带宽图11：OFDM工作模式 图12：OFDMA工作模式数据来源：华为Wi-Fi6技术白皮书 数据来源：华为Wi-Fi6技术白皮书TWT目标唤醒技术TWT定时唤醒技术可以定义每个终端的不同唤醒时间，只有终端设备在收到自身的唤醒信息后才进入工作状态，其余时间均处于休眠状态，从而显著降低系统功耗。让用网设备不需要联网的时候，虽然处于在网状态，但是待机，以让网络更加通畅，笔记本等用电设备也会有更长的电池待机时间。WIFI6作为先进技术，最先进入智能手机及路由器领域，目前2.4GHz的WiFi4是当前物联网领域的主流技术之一。但是基于Wi-Fi6可以更好实现高密度高容量无线接入，其当前有望从VR等高端AIoT产品落地，并在未来实现降本后进一步赋能多场景应用，在物联网领域实现爆发式增长。Wi-Fi6由于其MUMIMO等新特性，可以适用于室内VR/AR、园区的智慧办公、仓库的智能物流、家庭10of101的智能家居等，并满足其高带宽、低延时等特点。2020年5月，高通公司发布全新Wi-Fi6E无线芯片。Wi-Fi6E是Wi-Fi6（802.11ax）的扩展，除了2.4GHz/5GHz外，它还可以接入6GHz频段，从而开放更多的信道和带宽，支持通过Wi-Fi流式传输VR的“VR级延迟”，有望进一步用于独立VR产品中。图13：Wi-Fi6的主要应用场景丰富数据来源：华为《Wi-Fi6与5G技术及应用场景白皮书》Wi-Fi6和5G实现功能性的互补。Wi-Fi6与5G的应用场景不同，Wi-Fi6主要用于室内，而5G是一种广域网技术，主要用于室外。5G在安全性、低延时、移动性、广覆盖上具有明显优势，且频段属于授权频段，干扰可控；而Wi-Fi6在组网成本、大带宽具有明显优势。图14：Wi-Fi6和5G的主要应用场景存在差异数据来源：华为在成本上，Wi-Fi6不仅组网成本简单，且使用成本也更低。在组网成本上，Wi-Fi网络的部署简单，且随着Wi-FiAP变得更为智能让Wi-Fi网络的规划和运维不需要专业的工程师即可完成。而5G网络的规划和部署，由于其信号易衰减，是需要经过严密的网规、仿真验证，因此需要专业的无线网络规划工程师，购买、部署和运维的成本高。在使用成本上，Wi-Fi6具有无限流量的优势，且宽带价格一年低于11of101一年。其次，Wi-Fi6相较于5G可以有效减小移动端电池耗量。当信号变差时，移动终端为了确保给用户提供一个良好的体验，会自动增加发射功率来提升信号质量，这就导致电池耗电量增加。由于WiFi6的信号源基本是在室内范围，而5G信号在室外几十公里外的基站，因而移动终端上传数据时，WiFi6的传送距离远远小于5G信号。通常情况下5G的通信距离是WiFi6的几千倍以上，这样就需要手机的信号发射强度大大增加，这就增加了耗电量。在传输速率上，Wi-Fi6的速率高于5G。最新一代的WiFi6速率比5G还要快，最新的802.11axWiFi6单流峰值速率1.2Gbps（5G网络峰值速率1Gbps）。另外平均来看WiFi每升级一代所用的时间大约为5年，而移动网络为10年，仅为移动网络的一般，所以从最新的WiFi6开始，Wi-Fi速率会持续领先于移动网络。图15：移动网络平均每10年升级一次数据来源：高通官网在应用场景上，Wi-Fi6适合于室内，5G适用于室外。Wi-Fi6是局域网通信技术，更适合室内场景的覆盖。Wi-Fi6由于频谱资源非授权且功率主要在2.4和5GHz，不适合室外长距的覆盖，信号容易受到干扰。5G由于其使用授权的频谱资源，在室外部署时信号干扰较小。而在室内，由于5G采用了高频信号（24GHz-52GHz），极易衰减，因此需要复杂的网规工程，Wi-Fi6易部署易运维的优势明显。因此，5G主要用在公众语音、公众网络接入、智慧城市公共IOT基础设施；Wi-Fi主要用于企业自建园区网络、室内高密接入。在终端兼容性上，Wi-Fi6终端普及的成本更低。从Wi-Fi5到Wi-Fi6，终端只需升级芯片即可，无需调整设计架构。而要实现5G终端的推广，需要对产品重新设计结构，系统复杂性和成本会更大，在非必须场景的终端，Wi-Fi6网络的模式明显具有更大的优势。Wi-Fi6+5G，在各自领域相互协同，有助于搭建最佳的网络环境。5G广覆盖性、移动性强，基本可以实现室外的全覆盖。而在室内，Wi-Fi6相较于5G有明显优势，可以解决5G室内覆盖成本高、终端兼容性差的问题，且由于其MUMIMO的优点，在某些户外高密度人流场所，是更佳的解决方案。逐渐成熟的产业链叠加应用层的AIoT场景的需求爆发，推动着Wi-Fi6的市场规模。2020年11月，中国电信进行首次Wi-Fi设备的大规模12of101集采，其中采购支持双频Wi-Fi6功能的产品达1432.6万台，占总采购Wi-Fi产品的52%。2020年12月，中国移动启动2020-2021年智能家庭网关产品集采，包括GPON-双频Wi-Fi5、Wi-Fi6智能家庭网关以及10GGPON-双频Wi-Fi6智能家庭网关等，总计约3450万台，最高限价69.3亿元。其中，要求支持Wi-Fi6功能的网关设备需求量为1000万台。根据IDC的数据，2020年将是Wi-Fi6元年，市场规模开始增加，仅中国市场规模就将接近2亿美元，在Wi-Fi5产品成长放缓的市场背景下，为无线市场注入强心剂。根据Wi-FiAlliance的数据，2022年Wi-Fi6的市场渗透率将超过56%。图16：WiFi6将加速渗透数据来源：中国移动图17：2020年Wi-Fi6的中国市场规模接近2亿美元 图18：2022年Wi-Fi6市场渗透率超过56%数据来源：IDC 数据来源：Wi-FiAllianceWi-Fi6技术的出现，有望为智慧家庭互联带来技术统一的机会，并且有望加速智慧城市、智能工业等应用场景的持续完善。根据中国联通白皮书，Wi-Fi6作为下一代Wi-Fi技术的主流，网关、路由器、手机等其他智能设备将逐步支持Wi-Fi6。而Wi-Fi6技术引入DL/ULMU-MIMO、OFDMA技术以及目标唤醒时间功能（TWT），将高密度、大数量接入、低功耗优化集成在一起，同时又能与用户普遍使用的各种移动终端兼容，提供良好的互操作性。当前智慧家庭互联方面缺少没有统一技术标准。Wi-Fi6的出现有望推动智慧家庭中无线技术的统一。图19：Wi-Fi6可以应用于智能家居13of101数据来源：中国联通2.1.2. 蓝牙：标准迈入5.0时代，拓宽AIoT领域多场景应用蓝牙是局域网通信技术，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。目前有两种不同的蓝牙无线电选择：经典蓝牙(BluetoothClassic)和低功耗蓝牙(BluetoothLE)。经典蓝牙（或BR/EDR），目前被广泛用于串流应用，尤其是音频串流。而低功耗蓝牙主要用于设备间频繁传输数据的低带宽应用。低功耗蓝牙以极低的功耗以及在智能手机、平板电脑和个人电脑中的普及性著称。蓝牙5.0标准将为AIoT发展提供更大的潜力，最新的蓝牙5.0标准可以实现更长的传输距离和更快的速度，同时功耗进一步降低，进一步扩大了产品在AIoT领域的多场景应用。最新的蓝牙5.0相比V4.2，能够带来两倍的数据传输速度，传输速度上限为2Mbps；在数据传递容量方面提升到原来的8倍；传输距离提升到原来的4倍。同时功耗进一步降低，达到毫安乃至微安级别的工作功耗，待机功耗降至毫安乃至纳安级别。这些特性使得蓝牙无线技术更适合智能家居、可穿戴设备等AIoT应用。多方面性能的提升进一步巩固了BLE在物联网领域的地位图20：蓝牙基本架构示意图14of101数据来源：知乎在低功耗蓝牙芯片领域，包括单模和双模两种不同的芯片设计。双模设备正成为平台标准设备，在蓝牙设备中占据大多数。单模蓝牙芯片是指仅支持低功耗传输功能的芯片，而双模蓝牙除了支持低功耗传输以外，还支持经典蓝牙传输，这就使得蓝牙芯片可以兼容4.0以下的版本。双模低功耗蓝牙实际功耗更接近于经典蓝牙。根据ABIResearch的数据，2020年经典+低功耗双模蓝牙设备在蓝牙设备中占据大多数。为支持蓝牙设备连接，预计2024年出货的所有平台设备（手机、平板、笔记本电脑）将100%支持两种蓝牙无线电版本。图21：双模蓝牙设备年出货量快速增长（单位：十亿只）数据来源：ABIResearch不同的协议组网的能力和方式不尽相同，目前联网设备节点密集程度进15of101一步提升，MESH组网可以进一步满足实现大规模AIoT应用场景中对于对功耗和组网能力的要求。根据与非网和CSDN，当前组网方式涵盖MESH网络，星形网络，树型网络以及点对点的链接网等等。无线Mesh网络是低功率的多级跳点(multihop)系统，每个无线Mesh网络的节点可以作为接入终端，也可具有路由和信息转发功能，具有极高的组网自由度。以蓝牙SIGMesh网络为例，其是用于建立多对多(many:many)设备通信的低能耗蓝牙(BluetoothLowEnergy,也称为BLE)新的网络拓扑。它允许创建基于多个设备的大型网络，网络可以包含数十台，数百甚至数千台蓝牙Mesh设备，这些设备之间可以相互进行信息的传递，无疑这样一种应用形态为楼宇自动化，无线传感器网络，资产跟踪和其他解决方案提供了理想的选择。蓝牙Mesh组网技术在2017年得到SIG批准，兼容4及5系列蓝牙协议，可以实现多对多设备通信，从而实现大面积覆盖。2.1.3. ZigBee：智能家居主流技术，统一标准助力互通互联ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。ZigBee相比于Wi-Fi和蓝牙最大的优势在于低功耗，其它特点包括低成本、自组织、低数据速率。ZigBee目前被广泛应用于智能家居、建筑自动化等领域。旧版本ZigBee协议无法真正做到互通互联。ZigBee协议架构自上而下分为物理层（PHY）、媒介访问控制层（MAC）、网络层（NWK）和应用层（APL）。在ZigBee发展初期，为了适应不同场景需求，应用层被ZigBee联盟细化为ZigBeeHA、LL、BA等不同的协议，分别对应家庭自动化、照明、建筑等细分市场。同时，同一应用协议内部，应用端制造厂商也会加入自己的内容。这导致采用不同甚至相同应用协议的ZigBee产品之间是无法互通互联。图22：ZigBee协议架构示意图数据来源：电子发烧友ZigBee3.0迈出标准完善化的重要一步。2016年，ZigBee联盟正式推出ZigBee3.0标准。ZigBee3.0将ZigBee原先多个应用层标准统一为单一标准，整合了包括ZigBee智能家居(ZHA)、ZigBee连接照明(ZLL)、ZigBee16of101楼宇自动化(ZBA)等六大领域，解决了不同应用层协议之间的互联互通问题。例如照明领域，用户购买任意一个Zigbee3.0标准的网关就可以控制不同厂家基于Zigbee3.0的智能开关和智能灯泡的联通。图23：ZigBee3.0应用层整合数据来源：《Zigbee3.0应用生态白皮书》ZigBee主要应用于智能家居行业。ZigBee应用领域广泛，ZigBee3.0定义了超过130个设备，包括智能家居、智能照明、智能安防等领域，其中在智能家居行业影响巨大。绿米、涂鸦等公司均有多款ZigBee智能家居解决方案。根据挚物AIoT产业研究院对地产公司的调研，目前智能家居前装市场中，ZigBee的设备占比超过60%。ZigBee芯片、高端设备市场主要被德州仪器、恩智浦、芯科科技等国外企业占据。国内企业中，上海顺舟、飞比电子等企业主要做ZigBee模组，南京物联等企业重点开发ZigBee设备。2.2. 广域通信技术：NB-IoT及LoRa将成为LPWAN未来两大技术主流相较于传统wi-fi及Bluetooth等短矩离通讯协定，省电且讯号穿透力强的低功耗长距离广域网路（LPWAN）非常适合智慧能源及智慧城市等的应用；并且根据IHSMarkit之预测，NB-IoT及LoRa将成为LPWAN未来两大技术主流。表3:长距离广域网传输技术对比技术NB-IoTLoRaSigFox频谱授权频谱非授权频谱非授权频谱信号带宽180kHz125-500kHz100Hz吞吐量<250kbps<50kbps<100bps容量>50k<50kNA覆盖MCL=164dBMCL=155dBMCL=146dB时延10sNANA组网方式基于现有蜂窝组可自主建设基站由SigFox公司网建设基站传输距离20km以上15-20km50km电池寿命>10年>10年20年无线抄表、智能户外场景，蜂窝应用场景停车、智慧家网络无法覆盖的海外智能制造居、物流跟踪等场所17of101数据来源：2021物联网开发者白皮书，国泰君安证券研究2.2.1. NB-IoT：共享5G标准，多方因素推动NB-IoT发展NB-IoT，即窄带物联网，是由通信行业标准化组织3GPP制定的构建于蜂窝网络上的标准化物联网授权频谱通信技术。它聚焦于低功耗广覆盖（LPWAN）物联网（IoT）市场，目前广泛应用于无线抄表、智能停车、智慧家居、物流跟踪等领域。NB-IoT技术特点是广覆盖、大连接、低功耗和低成本。覆盖更强，运用时域重传技术和提升功率谱密度，NB-IoT比GPRS覆盖增强20dB；连接更多，通过窄带技术、基站和核心网的优化，单个NB-IoT网络基站可接入约5万个终端设备；功耗更低，通过简化芯片、设计多种省电模式等技术，NB-IoT终端设备使用寿命可超过10年；成本更低，芯片端简化、网络端基于现有LTE网络改造、终端设备要求低，都使得NB-IoT在低功耗领域专为物联网设计。图24：NB-IoT技术特点数据来源：CSDN，国泰君安证券研究NB-IoT标准进化，被纳入5G标准。2016年6月，NB-IoT获得组织3GPP通过，正式进入商用化阶段。2020年7月，国际电信联盟（ITU）正式将NB-IoT纳入5G标准。其间，NB-IoT的技术标准也从R13进化至R16，并且遵循R16标准的NB-IoT设备与网络可以接入5G核心网。NB-IoT产业将成为5G产业生态不可或缺的一个部分，将与5G产业协同发展。图25：NB-IoT技术标准演进18of101数据来源：谷歌多条政策出台，推动NB-IoT产业积极发展。2017年6月，工信部印发《关于全面推进移动物联网（NB-IoT）建设发展通知》，提出14条举措推进NB-IoT的建设。2020年5月，工信部印发《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，提出“建立NB-IoT、4G和5G协同发展的移动物联网综合生态体系”和“以NB-IoT满足大部分低速率场景需求”。工信部发文为中国IoT多层次发展指明方向，即将以5G、LTE-Cat1和NB-IoT为主，其中5G、LTE-Cat1分别应用高、中速场景，而NB-IoT满足低速场景的应用需求。2G退网时代，运营商积极推动基站建设，助力NB-IoT产业。目前，世界和国内三大运营商推进2G退网的速度不断加快，未来需要新的解决方案来填补2G退出后留下的空白。NB-IoT的特性使其能够应用于物联网连接占比60%的低速率、高时延场景，凭借其低成本和高安全性接下原2G领域的市场。根据5G物联网产业联盟调查，未来80%的2G物联网应用场景，将会由NB-IoT承载。根据物联网智库，截至2020年7月，NB-IoT在全球已有网络109张，进入了超60个国家。在中国，2020年中国电信、中国移动、中国联通的NB-IoT基站开通数分别为41万、35万、20万站，成为全球最大的NB-IoT网络。同时，目前NB-IoT模组价格进一步降至15-20元，价格基本与2G模组齐平，低成本提升终端用户数量，助力产业发展。图26：2020年后2G智能终端市场规模日趋减少19of101数据来源：5G物联网产业联盟，国泰君安证券研究NB-IOT市场规模进一步增长。据IHSMarkit预测，2021年全球NB-IoT连接数将达到4.5亿。根据物联网分析公司BergInsight的新研究报告显示，全球NB-IOT设备出货量将以41.8%的复合年增长率增长，从2018年的1.069亿部增至2023年的6.132亿部。图27：NB-IOT设备出货量逐年增长数据来源：BergInsight，国泰君安证券研究上游芯片与模组领域，国内市场集中度较低。就NB-IoT芯片领域而言，国内外IC龙头公司包括高通、联发科、华为海思、中兴微电子等均参与其中。同时，多家初创公司包括芯翼信息、移芯通信等也有上佳表现。其中，海思的Boudica系列芯片、芯翼信息的XY1100芯片在智慧水务、智慧燃气、物流跟踪、智慧穿戴等细分市场均有布局。就NB-IoT模组领域而言，根据IoTAnalytics的统计，2020年中国蜂窝物联网模组出货量中，NB-IoT模组占据54%的份额，2020年全球NB-IoT模组出货量90%都来自于中国。涉及的NB-IoT模组公司包括移远通信、广和通、利尔达、龙尚科技等，其中移远通信也是全球首个符合3GPPR13标准的NB-IoT模组厂商。图28：2020年中国蜂窝物联网模组出货量20of101数据来源：IoTAnalytics，国泰君安证券研究NB-IoT下游应用广泛，集中应用于智能水务、智能燃气等公共事业领域。NB-IoT下游应用包括公共事业领域的智能水务、智能燃气等业务，还有智能烟感、智能停车、智能路灯等业务。根据2020年10月5GNB-IoT亿发展产业峰会数据，在国内，NB-IoT气表、水表等先发应用不断加速，目前双双突破2000万规模；NB-IoT烟感、电动车等应用目前已分别逼近1000万规模；同时，共享白电、智慧路灯、智慧停车、智慧农业、智能门锁、智能跟踪等百万级规模的应用也加入NB-IoT阵营。智能水务方面，三大上市水表企业三川智慧、新天科技、宁波水表在2020年智能水表营收均超过5亿人民币；智能燃气方面，金卡智能在2020年智能气表营收超过15亿人民币。随着未来抄表智能化以及其它智慧需求的增长，NB-IoT市场也会持续向好。NB-IoT的特点完美契合未来2G退网后的低速物联网市场，在被纳入5G标准后，结合国家政策、技术发展，上游芯片模组、中游运营商以及下游应用领域协同发力，为NB-IoT在物联网的多领域落地奠定坚实基础。图29：NB-IOT覆盖领域广泛数据来源：ZTE2.2.2. LoRa：安全性灵活性并存，专注IoT应用细分市场21of101LoRa是全球范围内应用最广泛的非授权频谱广域通信网络。LoRa既有LPWAN技术共有的低功耗、远距离、低成本等特性，还有安全性、灵活性等特点，广泛应用于智慧园区、智慧消防、智慧表计等领域。图30：LoRa技术相关参数数据来源：CSDN，国泰君安证券研究LoRa技术由Semtech提出，引入国内后发展迅速。LoRa技术由LoRa最早由创业公司Cycleo推出，2012年该公司被Semtech收购，并基于LoRa技术设计了LoRa芯片解决方案，包括用于网关、终端上的LoRa芯片。LoRa在国内也在逐步推广。从智能电表领域切入市场后快速发展，到收到政策因素影响发展放缓。如今监管政策落地，对LoRa技术基本无限制，LoRa向着室内场景等新兴领域开始发力，为未来贡献新的增长。LoRaWAN网络技术运用在LoRa基础之上。LoRa是一种调制技术，由Semtech独家拥有，而为了完整地应用于通信业务，由LoRa联盟基于LoRa技术制定了LoRaWAN标准规范，使得任何组织或个人都可以根据规范开发产品、部署网络。类比于NB-IoT上下行的调制技术分别为SC-FDMA 和OFDMA，LoRaWAN标准的上下行均采用 LoRa。LoRaWAN具有多信道接入、节点接入认证与数据加密、自适应速率等特性。有了LoRaWAN标准后，LoRaWAN变成更加兼容的网络技术。LoRa网络由四部分组成，具有独到的灵活性和安全性。LoRa网络包括LoRaWAN终端节点、LoRaWAN网关（Gateway）、LoRaWAN网络服务器（NetworkServer）和应用服务器（ApplicationServer）。LoRaWAN相比于需要运营商基站介入的授权频谱技术，更加灵活。LoRa技术不需要建设基站，单个网关便可控制多个设备，适用于企业专网部署。同时，LoRa采用星状拓朴，使得终端节点的上行数据可发送给多个网关，结构简单，部署灵活。另外，LoRaWAN安全可靠，具有双向认证、端到端加密等特性，其安全设计具有全面性和前瞻性。LoRaWAN具有两个安全层，网络层安全和应用层安全，分别使用NwkSKey和APPSKey两个会话秘钥对网络数据流量进行加密保护。同时，LoRaWAN的端到端的加密机制使得只有持有密钥且被授权实体才能访问应用数据，保护了数据完整性和隐私。图31：LoRaWAN结构示意22of101数据来源：谷歌LoRa主要的应用场景为产业物联网领域，涵盖智能表计、智慧农业、环境监测、智慧城市等领域，并在特定领域有其独特优势。LoRa技术由于其灵活性，在运营商网络覆盖不足且需求旺盛的领域优势明显，例如智慧园区、智慧农业以及智慧工厂等领域。同时，LoRa技术具有数据保密性，其网络可以由用户自建而成，在环境检测、机控检测等数据隐私敏感的领域有着较好的应用。据物联传媒统计，智能表计领域的产品占所有LoRa产品的70%，是比较成熟的市场，LoRa在其它领域的应用有待进一步挖掘。图32：智能表是LoRa最大的细分领域数据来源：物联传媒，国泰君安证券研究就市场规模而言，根据Semtech官网数据，截至目前，全球已部署13023of101多万个基于LoRa的网关，基于LoRa的终端节点为超过1.78亿个，预计到2023年LoRa技术将支撑全球43%的LPWAN解决方案。国内数据而言，根据物联传媒统计，2021年中国LoRa产业市场规模约为220亿元。图33：国内LoRa产业市场规模持续增长数据来源：《中国LoRa市场研究报告》，国泰君安证券研究上游芯片领域，随着Semtech将LoRa芯片开放授权，LoRa芯片领域将更加市场化。过去由于技术专利原因，LoRa芯片领域是Semtech公司一家独大。目前，Semtech给多家企业进行IP授权或晶圆授权，包括对意法半导体和阿里（芯片由翱捷科技实现）进行IP授权，对微芯科技（Microchip）、群登科技、国民技术、广州致远等公司进行晶圆授权。根据物联传媒统计，LoRa芯片目前全球市场出货量超过1亿颗，国内市场占比接近50%。图34：LoRa终端芯片出货量快速增长数据来源：《中国LoRa市场研究报告》，国泰君安证券研究下游应用方面，LoRa主要应用于智能表计、智慧城市、智慧社区、智慧农业等领域。智能表计领域中，新天科技、安信可、锐琪电子等公司均有LoRa智能表产品。但是随着NB-IoT的切入，2020年年底NB-24of101IoT与LoRa两者所占的表计市场比例为7:3，并将在未来很长一段时间内维持这一比例。智慧城市领域中，南鹏物联、门思科技等公司参与其中。智慧农业领域，躬远科技、有人物联等公司均有不俗表现。未来，LoRa可能会在结构监测、智能楼宇、电力物联网等领域有所突破，同时研究进入以智能家居为代表的室内消费物联网市场。LoRa作为非授权频谱中被广泛应用的通信技术，在自身的优势领域未来可期，能够在LPWAN中与NB-IoT产生竞争，也能互补。同时，LoRa产业链也需要开拓新的业务方向，探索新增长点。2.3. AIoT无线通讯芯片：万物互联核心底层硬件，多协议集成+低功耗是核心需求在AIoT应用端多场景需求爆发以及平台层生态逐步完善的背景下，智能硬件连接数进一步增多同时单品智能化程度进一步提升，物联网无线通信芯片作为实现数据互连和交互的核心底层硬件，需求将进一步爆发。物联网无线通信芯片是使用短距离无线通信技术（如Wi-Fi、蓝牙技术等），将设备连接网络，在局域网内传输数据，有效实现物理设备与虚拟信息网络的无线连接的一种通信芯片。物联网应用领域广、场景复杂，对物联网无线通信芯片的集成度、功耗、数据处理速度等方面提出了较高的要求。物联网无线通信芯片设计厂商一般选择Wi-Fi或蓝牙等作为技术路径开展产品研发。目前以智能家居、智能支付终端、可穿戴设备需求进一步爆发，下游设备数量的持续增长将为物联网无线通信芯片的发展提供强大支撑，物联网无线通信芯片开启高增长阶段。根据TechnoSystemsResearch，其预计使用Wi-Fi和蓝牙技术连接的物联网设备将从2016年的67亿台上升至2022年的110.36亿台。图35：乐鑫科技Wi-Fi产品广泛运用与AIoT场景中数据来源：乐鑫科技招股说明书2.3.1. Wi-Fi芯片：物联网Wi-Fi芯片持续升级，国内企业高话语权有25of101望深度受益WiFi作为物联网最重要的连接方式之一，而Wi-Fi芯片是Wi-Fi技术的核心，将优先受益于AIoT应用端爆发。WiFi应用市场主要包含移动通信设备（手机、PC、平板电脑、路由器、智能支付终端等）、家居设备（电视、家电、机顶盒、智能音箱、智能可穿戴设备等）和汽车电子等市场。从细分市场来看，Wi-Fi芯片主要分为路由器Wi-Fi、数据卡Wi-Fi、手机Wi-Fi和物联网Wi-Fi四大类。目前智能手机占Wi-Fi出货的一半以上。（1）非物联网领域的Wi-Fi芯片市场高度集中，份额基本被拥有设备主机SoC的海外供应商所瓜分。基于Wi-Fi在智能手机、笔记本电脑等非物联网领域中的渗透率已经接近100%，未来在上述领域中将主要基于新标准实现产品升级，且逐步向将WiFi直接集成到主控芯片SoC方向发展，因此非物联网领域的无线芯片市场份额会进一步被设备主机SoC的供应商所瓜分，例如高通、博通、联发科、瑞昱等公司。在智能手机、路由器等硬件WiFi市场中，国外企业占据了很大的市场份额。从全球WiFi芯片竞争格局来看，博通、高通和美满科技三家美国企业在WiFi芯片领域占据了很大的市场份额。同时根据电子发烧友的数据，市面上主要的路由器为TP-Link、华为、华硕、小米等，主要采用的Wi-Fi芯片为博通、高通、MTK、intel和海思，国外Wi-Fi6芯片占大多数。（2）而对于物联网WiFi产品而言，目前主要以WiFiMCU方案为主，国内企业在物联网Wi-Fi芯片领域拥有较高话语权，未来将深度受益于需求爆发。目前随着可穿戴设备、智能家居、智慧城市等应用场景下互连设备需求量与技术要求的同步提升，对于物联网WiFi芯片的需求将持续涌现。由于下游需求的进一爆发，WiFi芯片及模组正从手机、平板向物联网迁移，推动WiFi芯片和标准的低功耗转型。而在物联网WiFiMCU通信芯片行业竞争充分，大型厂商与中小企业互有优势。其中国内企业无线通讯企业拥有较高的市场话语权，其中乐鑫科技份额超过30%左右，博通集成、瑞芯微、全志科技等国内公司依托于IOT领域的优质客户渠道，也进一步加快WIFI产品的出货。表4：Wi-Fi6芯片在路由器中的应用以博通、高通等国外厂商为主路由器Wi-Fi6芯品牌Wi-Fi6芯品牌片供应商路由器型号型号片供应商AX6000博通AX1800AX5400AX3600小米AX3200高通MTKAX6TP-LinkAX5AX1800AX3000Intel中兴E1600AX50MTKZ1600WS7100AX68UWS7200海思RT-AX82U华为RT-AX56UWS7103XD20华硕RT-AX86UAC21REALTEK博通AX6600腾达AX1803博通RT-AX88UX18GMTKGT-AX11000水星AX6100X188G26of101X32GAX3000D268GRT-AX89X高通数据来源：电子发烧友，国泰君安证券研究图36：全球Wi-Fi市场中海外龙头占据多数份额2018年全球WiFi芯片市场份额（%）8%16%10%10%16%11%13%16%MRVLQCOMCYMDTKAVGORLTKQTNAOthers数据来源：NXP，国泰君安证券研究

图37：物联网WiFi芯片市场国内企业有望进一步突围2018年物联网WiFiMCU市场份额（%）16%34%11%11%15%13%乐鑫科技 赛普拉斯 联发科 瑞昱 高通 其他数据来源：电子发烧友，国泰君安证券研究Wi-FiMCU主要应用分布于智能家居中的家用电器设备、家庭物联网配件（灯、插座等）、工业物联网及其他。根据TechnoSystemsResearch，在物联网芯片应用方面，家用物联网配件占比40%，家用电器设备占比29%，工业应用占比17%。图38：Wi-FiMCU主要运用在智能家居中Wi-FiMCU应用领域占比（%）其他家庭互联网14%配件40%工业物联网17%家用电器设备29%数据来源：华经情报网，国泰君安证券研究技术标准逐步更新以及多场景落地助力物联网WiFi芯片需求放量。而支持Wi-Fi6标准的芯片市场规模仍处于初级阶段。根据电子发烧友的数据，目前支持Wi-Fi6标准的芯片出货量仍处于初级阶段，预计2023年Wi-Fi6芯片的中国市场规模将达到240亿元，渗透率达到90%。图39：2023年，中国Wi-Fi6芯片在Wi-Fi芯片总量中的占比将达到90%27of101中国Wi-Fi芯片市场规模3002502001501005002015 2016 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023EWi-Fi4/5芯片（单位：亿元） Wi-Fi6芯片（单位：亿元）数据来源：电子发烧友，国泰君安证券研究目前无线通讯SoC芯片逐步向Wi-Fi+蓝牙多通讯协议集成的方向发展，蓝牙负责实现唤醒功能，WiFi实现高速数据传输，进一步优化终端设备互连性能。融入AI人工智能算法的WiFiAIoT芯片有望逐步成为主流。AIoT应用场景下对各种连接的需求，数控或者是视频的接口要求也越来越多，Wi-Fi芯片除了满足无线连接功能外，还需要进一步肩负语音交互和图象处理的重任。国内物联网WiFi芯企业乐鑫科技布局AI语音市场，有望开启新成长点。物联网时代，智能语音将成为强粘性终端信息入口。2019年公司发布全新AIoT芯片ESP32-S系列，新增蓝牙和AI算法功能，2020年与百度联合发布开发板ESP32-Korvo-DU1906，该开发板搭载ESP32芯片及百度鸿鹄语音芯片，可连接百度语音交互云平台，降低AI语音解决方案的进入门槛。公司在AI语音芯片、操作系统等方面提前布局，有望在AI语音领域把握时代机遇。博通集成也积极布局在新兴Wi-Fi6市场领域，公司发布全球首款支持Wi-Fi6的AIoT芯片，抢占智能家居AIoT市场。公司的BK7236芯片率先通过国际Wi-Fi联盟组织（“Wi-Fi联盟”）的Wi-Fi6认证测试，成为全球首款支持Wi-Fi6的AIoT芯片，主要瞄准市场容量最大、应用场景最为广阔的智能家居AIoT应用场景。公司的BK7236产品凭借其多设备接入、高抗干扰能力、更远通讯距离、更低功耗等特性，将会在包括智能家电市场、无人机与航模市场、模块市场等AIoT领域，发挥更大作用。该芯片重新定义了原先IoT应用的Wi-Fi连接生态，开启了AIoT全面进军Wi-Fi6时代的新篇章。而晶晨股份以音视频SoC芯片为主，其中也进一步搭载了自研的WiFi产品，进一步提升产品竞争力和附加值。2.3.2. 蓝牙数传芯片：多领域落地助力需求释放在整体市场规模上，全球BLE市场规模将达到55.2亿美元。根据IHS的数据，全球BLE市场2019年市场规模为18亿美元，预计2023年达到55.2亿美元，19-23年CAGR为32%。28of101图40：2023年BLE市场将达到55.2亿美元65432102019 2023BLE市场规模（单位：十亿美元）数据来源：IHS，国泰君安证券研究从竞争格局而言，Nordic在BLE芯片市场几乎保持垄断地位。Nordic在BLE终端产品认证中保持着领跑者角色，其认证数量是第二名的3.5倍，是第三名到第六名总和的2倍，其市场份额几乎一直保持在40%以上。除了Nordic以外，TI、SiLabs、Dialog等国外厂商也属于第一梯队阵容。国内BLE芯片主要厂商有博通集成、恒玄科技等，市场份额较少，其中博通集成掌握无线射频领域降噪、滤波唤醒等关键技术，覆盖大疆科技、摩托罗拉、LG等客户，有较强竞争力。图41：Nordic在BLE芯片市场几乎保持垄断地位数据来源：Nordic官网备注：Mktshare为Nordic的产品认证市场份额图42：Nordic等海外国际巨头占据多数BLE芯片市场29of1012018年全球BLE市占率（%）Nordic17%DialogTI40%8%ST7%Qualcomm7%10%11%泰凌微其他数据来源：TSR，国泰君安证券研究场景落地和技术进步推动智能互联设备的需求量上升，进而带动蓝牙数传芯片的市场规模。例如，智能家居中，语音控制前端设备正成为主流，预计2024年全球蓝牙语音控制前端设备出货量将达到77%的增长，达到约2.5亿只；另外家居自动化和控制也将取显著增长，蓝牙互联家居设备2024年出货量将达到约10亿只。总的蓝牙智能互联设备出货量预计2024年将达到约11.4亿只。另外，根据Nordic的公告，Nordic的蓝牙业务爆发主要来源于广泛的IoT应用图43：全球蓝牙互联设备出货量2024年预计达到11.4亿1.270%160%0.850%40%0.630%0.420%0.210%00%201520162017201820192020E2021E2022E2023E2024E全球蓝牙互联设备出货量（单位：十亿） 同比（单位：%）数据来源：ABIResearch，国泰君安证券研究图44：Nordic的蓝牙业务的增长主要来源于广泛的AIoT应用30of101数据来源：Nordic图45：蓝牙智能家居设备出货量持续增长图46：蓝牙智慧城市设备出货量持续增长1420.00%390.00%1218.00%2.580.00%16.00%70.00%1014.00%260.00%812.00%10.00%50.00%61.58.00%40.00%6.00%4130.00%4.00%220.00%2.00%0.500.00%10.00%201720182019E2020E2021E2022E2023E00.00%蓝牙智能家居设备年出货量（亿台，左轴）201720182019E2020E2021E2022E2023EYoY（%，右轴）蓝牙智慧城市设备年出货量（亿台，左轴）YoY（%，右轴）数据来源：SIG，基业长青，国泰君安证券研究数据来源：SIG，基业长青，国泰君安证券研究2.3.3. 多协议集成+AI算法集成是主流趋势，“一站式”服务打造企业竞争力物联网里面智能终端通常包括多个无线传输协议，这主要是为了解决终端能够适应不同的终端场景，使不同的应用场景都能够得到好的应用性能，并显著改善用户的体验。例如，共享单车里通常包括全球定位系统，GSM模块以及蓝牙芯片，分别完成实时定位，云端的数据接入和单车的自动解锁。在共享单车这样的物联网系统里面存在三种无线通讯协议，分别是GPS，GSM以及BLE。而一些拥有Wi-Fi模块的智能家电中，通常在模块中增加BLE协议，进一步提升配网速率，改善用户体验。国际巨头如高通QCA4020芯片，该芯片能够支持Wi-Fi2.4GHz/5GHz、低功耗蓝牙5.0、Zigbee、Thread等多种通信协议，并将片上内存从8KB提升至超过300KB，显著提升了产品性能。国内企业乐鑫科技等公司围绕Wi-Fi标准升级、MIMO技术应用、蓝牙标准升级、产品内存、安全机制等产品性能改善展开；软件应用不断推陈出新，目前已实现AI人工智能、云平台对接、Mesh组网等功能；并且持续拓展在AI技术领域的研发，将继续升级自身产品，使其能够支持多层次的AI应用技术，增强产品竞争力。31of101对于AIoT无线传输芯片公司而言，其芯片产品中通常要集成不同的运算能力，不同的存储资源来适应不同的要求，包括数传，音频，视频，以及AI的处理。以博通集成产品7271为例，其能够支持4种不同的协议：FM，BT，BLE，WiFi，同时集成了非常强大的DSP的处理功能，可以做麦克风的消噪，声波回声的消除，人工智能的语言识别，支持星型的、树型的、麦氏的不同组网方式，可以完成比较复杂的物联网智能设备的连接。平台层：AIoT关键性枢纽持续完善，连接数快速增长在高速发展的AIoT行业中，全球化智能AIoT平台持续涌现，为行业生态的夯实与扩张提供了巨大助力。AIoT平台层企业，从设备智能化服务、云服务和SaaS服务等方面入手，将所有通用的IoT基础设施平台云端化，聚焦在底层操作系统上，让设备的互联互通智能化发展更简单，成本更低，同时进一步结合云计算、大数据和AI技术，以实现进行全方位智能化转型。平台层在物联网体系中承上启下，连接传输层和应用层。根据IDC，物联网平台是能够实现多种功能，包括物联网设备的连接与管理，感知端数据的访问、存储与分析，以及充当物联网应用程序开发集成的工具。物联网平台将数据处理的系统、软件模块化，方便数据信息集中处理。同时，物联网平台的存在也使企业不用重复组网，可以根据自身需求构建适合自身的产品结构。物联网平台层在业内按照功能分为四大类平台：连接管理平台（CMP）、设备管理平台（DMP）、应用使能平台（AEP）和业务分析平台（BAP）。由于每一类平台包含复杂的内容，极少数公司能够开发四个方面的平台，大部分公司都是针对性选择某种功能进行开发。连接管理平台（CMP）的主要参与者是各大运营商。CMP平台主要是运营商通过网络对联网设备实现连接管理、流量监测、收费管理以及终端管理等功能。全球CMP知名平台包括思科的Jasper平台、爱立信的DCP平台以及沃达丰GDSP平台，其中Jasper平台在全球与超过100家运营商、3500家企业客户合作。在国内，移动、联通和电信三大运营商均参与其中，移动自研OneLink平台，联通与Jasper合作建立平台，电信也与爱立信合作建立平台。根据运营商业绩报告，2020年底移动、联通和电信的物联网连接数分别为8.73亿、2.4亿和2.37亿。图47：中国移动OneLink连接管理平台功能32of101数据来源：中国移动OneLink平台官网，国泰君安证券研究设备管理平台（DMP）的主要参与者是通信设备、模组厂商。DMP平台提供的服务包括设备注册、配置、监测、诊断、数据处理以及设备生命周期的管理。在DMP平台中，后期平台软件系统的运营维护是重要的环节，能够通过平台的数据，实现对系统效率的优化。全球DMP知名平台包括DiGi、博世、诺基亚以及SierraWireless。这些平台厂商通过自身提供的通信设备、模组等产品，能够向客户提供全套的设备管理解决方案。应用使能平台（AEP）和业务分析平台（BAP）的竞争较为激烈。AEP平台将可重复的应用、软件模块化，提供成熟的软件开发模板，使企业专注于自身业务开发。具体来说，AEP提供中间件、成熟的开发工具、业务逻辑引擎、API接口等等，使得企业能够快速部署业务，降低开发成本。而BAP平台核心在于通过大数据分析与机器学习，对数据深度分析并且可视化呈现，最终快速运用于具体行业。BAP平台与大数据、云计算领域关系紧密，许多云计算企业纷纷进入市场。全球AIoT平台数量不断增加，平台层加速发展。根据IoTAnalytics数据显示，在全球范围内的知名AIoT平台已经由2015年的260家增长至2019年的620家，年复合增长率达24.3%，平台数量增长快。图48：全球AIoT平台数量不断增加33of10170060050040030020010002015 2019全球AIoT平台数量（单位：个）数据来源：IoTAnalytics，国泰君安证券研究平台即服务（platformasaservice，PaaS）属于云计算服务的一种，是指将服务器平台或开发环境作为服务进行提供。在云计算的典型框架中，PaaS层介于软件即服务（SaaS）与基础设施即服务（IaaS）之间。图49：PaaS层介于软件即服务（SaaS）与基础设施即服务（IaaS）之间数据来源：bmc，CSDNPaaS使得用户专注于自身的业务逻辑和应用开发，而不需要关注底层技术。PaaS向用户提供编程语言、程序库服务以及软件部署平台，用户只需要控制应用程序部署与相应的数据，而不需要管理与控制包含网络、服务器、操作系统或存储在内的云端基础设施。PaaS完美适用于IoT，云计算赋能物联网平台层。PaaS的作用是由云计算厂商为用户提供通用的业务基础平台服务，而物联网平台层将物联网的通用模块进行标准化，形成统一的接口与平台提供给用户。当今的34of101物联网平台很多都建立在PaaS之上，例如阿里云、百度云等等。未来随着物联网应用规模扩大，将与云计算厂商共同成长，实现双赢的格局就市场规模而言，预计2024年全球物联网PaaS市场规模将达到630亿美元。根据CIC预测，预计在2024年全球IoT物联网PaaS市场规模将达到630亿美元，较2019年的289亿美元，CAGR达到16.89%。物联网平台层的快速增长得益于下游应用层的旺盛需求，包括智能家居、智能工业等领域，这些领域的快速发展使得平台层建设不断完善。图50：全球物联网PaaS市场规模快速增长数据来源：CIC，《2021全球AIoT开发者生态白皮书》，国泰君安证券研究就竞争格局而言，国内共有四类企业参与物联网平台，其中以涂鸦智能、华为、小米最为突出。在国内有四类企业进入物联网平台层市场：以移动、联通和电信为代表的运营商，以百度、阿里、腾讯为代表的云计算、互联网企业，以华为、小米为代表的硬件生态公司，以涂鸦智能、艾拉物联为代表的第三方物联网平台服务商。其中，作为全球领先的IoT云平台服务商，涂鸦智能赋能连接的设备数量达到2.04亿个，提供了超过25.2万个设备SKU，业务覆盖全球220个国家和地区的超5000家企业客户。2020年，涂鸦智能物联网PaaS营收为1.52亿美元，占总营收的84%。另外，华为物联网平台打通云管边端，覆盖50多个行业，截止2021年2月，华为智能连接设备已超过10亿台。同时，小米凭借其品牌与终端的良好化学反应，领跑AIoT潮流，2021年一季度，小米AIoT平台连接IoT设备数（不包括智能手机及笔记本电脑）达到3.51亿，较去年同期的2.52亿，增加了39.29%。图51：涂鸦智能生态系统持续完善35of101数据来源：涂鸦智能招股说明书未来物联网平台将脱离固有分类框架综合发展，更加注重深入AIoT应用领域的价值赋能。随着云计算、中间件等技术的发展，物联网平台需要更加综合化，集连接管理、设备管理、应用使能和数据分析于一身的平台将会在激烈的市场中脱颖而出。同时，物联网平台与终端、边缘端的结合更加紧密，并且开始深入下游各垂直领域，注重直接为下游产业创造价值。例如，华为物联网平台已经集成四种功能，同时支持多种设备、多种网络连接，方便直接支持下游智慧交通、智慧工业、智慧城市等多种应用领域。涂鸦智能云平台作为通用型第三方物联网平台，也集成了四种功能，并且凭借其多年开发者生态和消费物联网领域的运营，高效满足下游多种领域的企业与开发者数据处理、应用开发等需求，能够快速构建智能家居、智能商业等领域的解决方案，方便其未来在其它例如工业、农业等，领域铺开涂鸦物联网体系，形成更加开放而完整的应用生态。应用层1—消费类智能终端：爆发期率先来临，硬件智能化加速进行4.1. 智能家居：全屋智能化加速推进，中国市场增速全球领先4.1.1. 硬件创新+场景优化，助力全屋智能化加速推进智能家居以居民住宅为核心平台，利用无线通讯、云计算以及AI等技术实现设备智能化和互通互连。图52：元器件供应商是智能家居的关键上游36of101数据来源：艾瑞咨询5G技术+AIoT赋能，智能家居有望迎来全面革新。随着无线连接技术及低功耗芯片设计技术的成熟，智能家居行业进入快速发展。目前家电品牌厂商倾向于多品类接入IoT平台，为消费者提供整套的智能家居解决方案。根据小米财报，接入小米AIoT平台的IoT设备数量已突破3亿台，成为在线量全球第一的终端设备商。在2017-2019年智能音箱、智能门锁、智能摄像机等单品需求逐步爆发，智能单品逐步接入平台生态。而2020年及之后，在5G与AIoT赋能下，智能家居有望迎来全面革新。图53：小米AIoT平台的IoT设备数量持续增多3.53.2532.521.51

10.50小米IOT连接数（亿件）数据来源：小米财报，国泰君安证券研究图54：智能家居发展历程37of101数据来源：CSHIAResearch智能家居的发展从单品起步，目前向智能化+全面互连的方向发展：（1）产品智能化：通过在智能终端中引入AI处理单元，借力智能语音识别、智能视觉技术，进一步提升产品智能化。（2）全面互连：从独立智能化单品逐步迈向全屋多品互连，进而实现全面智能。根据头豹研究，在全面智能阶段，智能家居系统有统一的人工智能枢纽，基于传感器/通讯芯片等硬件设施以及深度学习、交互语言等多技术的集成下，能够洞察用户需求为其提供相应的服务。全面智能阶段需要统一的人工智能中枢，同时需要摄像头、通讯芯片等硬件设施及深度学习、交互语言和图像理解等多领域技术的集成，技术的落地及硬件稳定性和兼容性的提升。单一的无线协议或交互入口并不是智能家居设备实现互联互通的理想方式。在家庭无线路由器和移动设备蓝牙模组接入普及的大环境下，迭代更新速度较快的智能家电需要满足即开即用，无需复杂的配网操作，多采用Wi-Fi、蓝牙协议进行智能化升级。而得带更新周期长的智能电工、照明等前装类设备，多采用具备抗干扰，功耗低，组网性能优，时延低的Zigbee协议，以实现较为稳定的短距信号传输。中短期内无线通讯协议之间无法相互取代，不同设备通讯标准的统一难以实现。因此目前在场景应用的网关IP层、云端和APP上实现智能设备的互联互通是成为较优的解决方案。以小米为例的智能家居平台商已经实现，而这虽然距离全屋智能尚有较大空间，但随着基于当前方案的优化以及对于互联互通布局方案的持续摸索，进一步助推基于场景应用的智能设备生态化发展。图55：智能家居逐步向互联互通阶段迈进，未来有望实现全面智能38of101数据来源：CSHIAResearch，头豹研究院4.1.2. 中国智能家居市场增速全球领先，家居安防及智能照明增速亮眼（1）从市场规模来看，根据IDC和StrategyAnalytics数据，2019年全球智能家居规模约800亿美金，预计2023年将达到1320亿美金，年均复合增长率13.3%。而中国智能家居规模2019年达到167亿美金，预计2023年市场规模将达到320亿美金，CAGR约为17.7%，增速显著高于全球。（2）从出货量来看，根据IDC和StrategyAnalytics数据，2019年全球智能家居设备出货量达到8.3亿台，预计2023年出货量将达到15.8亿台，年均复合增长率17.5%。而中国智能家居设备出货量在2019年出货量达到2.1亿台（占全球的25.3%），预计2023年出货量将达到4.5亿台（占全球的28.5%），出货量份额提升3.2pct，同时年均复合增长率21.0%，增速高于全球。图56：中国智能家居市场规模增速领先全球图57：中国智能家居出货量增速领先全球1400中国2019-2023CAGR=17.7%30%1800中国2019-2023CAGR=21.0%29%1200全球2019-2023CAGR=13.3%25%1600全球2019-2023CAGR=17.5%28%1000140027%20%120026%80015%100025%60010%80024%40060023%2005%40022%00%20021%020%2017201820192020E2021E2022E2023E201820192020E2021E2022E2023E全球智能家居市场规模（亿美元，左轴）全球智能家居出货量（百万台，左轴）中国智能家居市场规模（亿美元，左轴）中国智能家居出货量（百万台，左轴）%中国占比（%，右轴）中国占比（数据来源：IDC，StrategyAnalytics，国泰君安证券研究数据来源：IDC，StrategyAnalytics，国泰君安证券研究（3）进一步从细分产品出货量情况来看，普及度较高的智能影音娱乐设备与智能音箱预计仍以10%左右增速持续增长，而智能照明设备和家庭39of101安防监控设备将迎来30%左右的高增长。根据行业分类习惯和产品设备特点，参照亿欧数据以及IDC分类，智能家居可以分为智能影音&娱乐、智能音箱、家庭监控、智能照明、智能恒温器等产品（涵盖智能照明灯、智能音箱、智能插座、智能开关等智能单品和扫地机器人、智能家电等智能设备）。根据艾瑞咨询和IDC数据，其中智能影音娱乐设备（包括电视/机顶盒等等）渗透率较高，2019年出货量占比高达43%，预计将从2019年3.58亿台增长到2023年的4.75亿台，CAGR约7.3%。而智能音箱2019年出货量约为1.44亿台，预计到2023年出货量可以到2.4亿台，CAGR约13.6%。家庭监控设备快速增长，出货量预计从2019年的1.4亿台增长到2023年的3.52亿台，CAGR高达25.8%。图58：家庭安防和智能照明在2019—2023年间出货量增速最快500CAGR26%351.70350300250200140.300智能家庭安防

全球出货量（百万台）CAGR7.3%475.4358.1CAGRCAGR24%CAGR14%259.4240.134%183.20144.3CAGR114.356.9019%18.837.5智能照明智能音箱智能恒温器智能影音&娱乐其他20192023E数据来源：艾瑞咨询，IDC，国泰君安证券研究4.2.