根据天下半导体贸易统计组织（WSTS）发布的数据显示，2021 年第一季度环球半导体市场规模为 1231 亿美元，比 2020 年第四季度增长 3.6%，比 2020 年第一季度增长 17.8%，季度增幅 3.6%，是自 2010 年第一季度以来的最高季度增幅。
5G 的快速推广、汽车行业的复苏、物联网运用进一步渗透等成分，推动半导体市场在供应短缺、疫情反复、国际环境多变的情形下依旧提高。
根据天下半导体贸易统计组织（WSTS）预测数据，估量 2021 年环球半导体市场规模将同比增长 25.1%，达到 5510 亿美元，创出历史新高，此前的最高记录是2018 年的 4687 亿美元。

从地区分布来看，2020 年北美（美国）半导体市场规模达到 953.7 亿美元，环球占比21.7%；欧洲市场规模为 375.2 亿美元，占比 8.5%；日本为 364.7 亿美元，占比 8.3%；亚太及其他地区市场规模达到 2710.3 亿美元。

从产品分类看，2020 年环球半导体市场中，D-O-S 产品（分立器件、光电子器件、传感器）合计占比 18%，市场规模为 791.5 亿美元。
2020 年 IC 产品在环球半导体市场中占比82%，个中逻辑电路市场规模达到 1184.1 亿美元，在整体半导体市场中占比 26.9%；存储器电路市场规模 1174.8 亿美元，紧随其后；微处理器和仿照电路市场规模分别为 696.8 亿美元和 556.6 亿美元。

中国芯片市场

近年来，随着海内半导体行业投入增大，大量新兴企业快速发展，中国芯片市场发展迅猛。
根据中国半导体协会数据，2013-2020 年，我国芯片市场规模不断增长，2019 年中国芯片发卖额为 7562.3 亿元，同比增长 15.8%。
截至 2020 年中国芯片发卖额为 8848 亿元，较2019 年增加 17%。

同时，中国芯片市场规模占 GDP 的比重持续上升。
2019 年中国芯片市场规模占国家GDP 的比重为 0.76%，2020 年前三季度这一比例上升至 0.82%。
芯片行业在国民经济中的主要性进一步增大。

目前，与国际半导体企业比较，中国本土半导体企业在技能、规模上仍存在不小差距。

2020 年，中国半导系统编制造总额占整体半导体市场规模的 15.9%，高于 2010 年的 10.2%。
估量到 2025 年，这一份额将比 2020 年增加 3.6 个百分点，达到 19.5%。

AI 芯片

AI 芯片是 AIoT 家当的主要根本。
近年来，随着 AIoT 家当的扩大，AI 芯片市场也飞速发展。
据战新 AI 家当智库统计，2020 年中国 AI 芯片市场规模达 190.6 亿元，同比增长53.6%。
估量未来几年，得益于 5G、智能终端、聪慧城市等市场的快速发展，中国 AI 芯片家当坚持高速增长态势，至 2024 年将超过 1000 亿元，达到 1205.9 亿元。
至 2025 年将进一步增加至 1780.8 亿元。

二、 蜂窝通信模组

作为通信模组的主要细分领域，2020 年蜂窝通信模组环球市场规模达到 229 亿元，这紧张是由于聪慧城市、智能表计、车联网等物联网领域的需求不断开释，个中 NB-IoT 市场规模为 13.6 亿元，2G 市场规模为 13.3 亿元，3G 市场规模为 26 亿元，LTE 市场规模为 176.1亿元；相较于 2015 年的 103.9 亿元，整体年均复合增长率为 24.1%，按照这个速率打算，估量 2021 年环球蜂窝通信模组行业规模为 284.2 亿元。

近年来，随着市场需求快速开释，市场规模效应凸显，蜂窝通信模组价格保持低落。

2020年由于半导体供应紧张，价格跌幅放缓，但总体价格下行趋势仍将保持。
通信模组价格的低落，将有助于物联网运用的推广和渗透。

从市场构造来看，根据 IoT Analytics 数据，2020 年移远通信、广和通和日海智能出货量环球占比分别为 37%、9%、9%，分列环球前三。
当前，环球蜂窝模组市场已形成了 X+3的市场格局，中国头部模组企业与 Thales、Telit、Sierra 贡献了环球绝大多数的出货量。

三、 无源物联

物联网连接构造常日被区分为高速场景，中速场景，以及低速场景。
NB-IoT、LoRa 等窄带物联网技能便是专为近百亿级的低功耗、大连接数、小数据量的物联场景准备，在表计、环境监测、畜牧追踪等场景已得到广泛运用。
可是，窄带物联网的连接事情，仍需小型电池供电支持，还有海量的终端由于本身条件限定，由于受限于空间、环境和本钱等成分，可能连装置小型电池供电的条件都不具备，这构成了千亿级无源物联网节点，例如服装鞋帽、物流包裹、产品外包装等。
但在万物互联时期，物与物连接产生的数据代价将会被放大，这也导致无源物联网节点具有被连接的代价。
相应的，出身了无源物联网。

无源物联网（Passive IoT），指的是不该用电源等各种外部能源供给，也不配用电源等能源存储装置的物联网。
但“无源”，在现有的技能体系下，并非指终端节点完备不须要能源，而是换了一种能源获取和供给的办法。

无源物联网的研究已有多年历史，目前市场上主流的技能路线包括 RFID/NFC、蓝牙无源物联网、Wi-Fi 无源物联网、LoRa 无源物联网、5G 无源物联网和环境能量采集等。

无源物联网技能路线

技能路线

简介

基于 RFID/NFC 的无源物联网

RFID 技能是最为成熟、运用最广泛的无源物联网技能，其事理是当 RFID 标签靠近阅读器后，吸收阅读器发出的射频旗子暗记，产生感应电流，得到能量。
通过网络的这微弱能量，标签发送信息，实现与阅读器的通信。

目前，这种方案的无源物联网产品出货量已达到每年数百亿的级别。

NFC 作为高频 RFID 的一种，在智好手机中险些成为标配，也可视为一个范例的无源物联网技能运用。
然而，RFID 本身有一些局限性，例如传输间隔短、对专用读写器的高度依赖等，物联网运用处景的想象受限。

基于蓝牙的无源物联网

通过技能和解决方案在低功耗蓝牙的根本上实现功耗的进一步大幅降落。

低功耗射频技能可以针对长距和短距的旗子暗记模块之间的传输做出不同优化，使得不同模块之间电流的传导以及旗子暗记的传导耗能降到最低；射频唤醒技能让设备处于待机状态的时候进入就寝模式，以超低功耗的状态来运行，当吸收到特定旗子暗记或关键词时才会被唤醒。

基于 Wi-Fi的无源物联网

美国华盛顿大学电子工程学院的研究职员在 2016 年研发出一种全新的 Wi-Fi 技能，称之为 Passive Wi-Fi，设计事理类似于 RFID 芯片，利用的是射频旗子暗记的后向反射通信技能，当附近 Wi-Fi 路由器发射功率相对较高的射频旗子暗记后，无源物联网节点接管射频旗子暗记并调制天线反射系数，将传感器信息通报出去。

Passive Wi-Fi 无源节点传输 1Mbps 和 11Mbps 所花费的电量分别仅为 14.5µW 和59.2µW，只有正常 Wi-Fi 节点电量花费的万分之一和蓝牙、Zigbee 节点电量花费的千分之一，而且能够实现 30 米的回传间隔，乃至有一定的穿墙能力。

基于 LoRa的无源物联网

2017 年，美国华盛顿大学电子工程学院的研究团队在一篇论文中阐述了其将反射调制技能扩展到远间隔传输的系统中。

研究职员采取线性扩频技能，提升无源标签回传能力，并与商用的 LoRa 设备兼容，形成基于 LoRa 的反射调制系统。
在测试中，研究职员成功地从射频源和吸收器之间相隔 475 米的任何位置可以实现无源节点反射调制，成功回传传感器信息；将无源节点与射频源位于同一位置时，吸收器最远可达 2.8 公里，实现了远间隔的传输。
在这个过程中，节点花费的电量仅为 10µW 级别，而这套系统批量生产时，估计每一节点标签的本钱仅为 10-20 美分。

基于 5G 的无源物联网

2021 年华为提出了面向 5.5G 的无源物联网设想，希望 5G 网络能将无源物联网纳入个中，自此开启对 5G 无源物联网的探索。
通过 5G 蜂窝网络支持无源物联，一个难点是无源终端节点如何获取能量，另一个难点在于如何实现长间隔回传，尤其是后者的难度更大。
由于无源终端通过各种办法得到的能量非常微弱，回传路径过长，旗子暗记会快速衰减。
目前在实验室阶段最前辈的技能，已经可以做到在 180 米的范围内，网络特定频段的 5G 射频能量，采集到约 6µW 的电力。

环境能量采集

从环境中（包括日常照明、太阳能、热能和射频）动态的捕获并提取随机的眇小能量，实现最大的转换效率，并有序地存储和管理输出，让能量采集本身变为有序电源。
所获能量无需太多，仅需供给设备在超低功耗环境下运行即可。

传感器是 AIoT 家当端侧最根本器件，是全体 AIoT 的“神经末梢”的触角。
传感技能经由数十年的发展，已能运用到家居、物流、车辆安全监测、节能环保、安防等浩瀚场景之中。
例如，在工业场景中，工业 4.0 时期对设备的自动化和智能化程度提出了更高哀求，传感器授予工业设备信息采集能力，是工业智能化的根本要件；在聪慧城市中，各种多元的城市举动步伐对传感器产生大量需求，传感器成为聪慧城市的“神经末端”；在聪慧农业中，传感器助力农业打破景象等自然成分的制约，对农田、畜牧、水产等实现远程监测，同时进行科学剖析。

作为物联网发展基石，传感器市场前景广阔。
根据前瞻家当研究院的数据，环球传感器市场规模稳定增长，估量 2021-2024 年同比增速在 5%-10%旁边，2024 年环球传感器市场规模或将达到 3284 亿美元，中国市场 2020 年传感器市场规模约在 2500 亿元旁边。
从细分类型来看，未来几年增速较快的传感器类型有 ADAS 传感器（包含雷达传感器、超音波传感器等）、CIS、MEMS 等，个中 ADAS 传感器 2020-2025 年环球市场规模 CAGR 为 12.4%，CIS、MEMS 传感器该数据则分别为 5.4%和 1.8%。
受益于物联网赛道中车联网的快速发展，

ADAS 传感器成为最为受益的细分种别之一，估量 2025 年环球规模可达 1800 亿元旁边。

4.2 RFID（Radio Frequency Identification）

RFID（即射频识别）能通过无线电讯号识别锁定目标并读取干系数据。
由于该技能有防水、防磁、耐高温、利用周期长、读取间隔大、数据可加密、存储信息变动自若等特点，目前 RFID 已广泛运用于金融支付、交通管理、物流、零售、工业掌握、防盗与防伪、资产管理等领域。

伴随 RFID 技能的快速发展与运用的深化，未来射频识别技能在性能等方面将会有较大提升，本钱也将逐步降落。
今后 RFID 标签产品将更加多样，技能运用系统网络化发展趋势更加明显、系统的兼容性愈发良好，并且随着技能的成熟，RFID 与其他家当领悟进一步加深，RFID 将在门禁管理、防伪识别、生产的自动化及过程掌握、职员管理等领域得到运用和推广，RFID 家当发展潜力巨大。
根据锐不雅观咨询整理的数据显示，2020 年我国 RFID 市场规模已达到 1247.2 亿元，比较 2019 年增长 20.3%，估量 2024 年将达到 1946.1 亿元。

RFID 行业由芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、读写设备设计与制造、中间件、运用软件、系统集成等板块构成。
目前我国企业在电子标签家当链封装、测试和系统集成环节的竞争上风明显，而芯片设计封装、软件/中间商则由国外厂商掌控，个中芯片设计封装紧张厂商包括 NXP、TI、Impinj 等，软件中间件则由 IBM、微软、甲骨文等少数软件厂商垄断。
在聪慧物流仓储及食品溯源领域，运用 RFID 技能的代表企业有了望谷、中瑞思创、新大陆、达华智能、万达信息、华宇软件等；在零售业领域，运用 RFID 技能的代表厂商有中瑞思创、了望谷等；在图书馆系统领域，在 2011 年了望谷收购海恒后，其市场霸占率达 80%。

定位技能已被广泛运用多年，但随着万物互联观点的兴起，位置信息被授予了更多意义和代价。
物联网的第一步便是连接物体和采集数据，而物体处于物理空间中的根本维度就包括其所在的位置，因此位置信息每每是物体干系信息中必不可少的一部分。
例如，工厂中的流程掌握须要监控职员、运输单位、物料位置，家庭空间的聪慧生活须要基于人位置信息做判断，公检法干系的分外场景下需对职员轨迹展开精准追踪等。

根据诺基亚早前的数据，人们 87-90%的韶光都在室内度过，室内位置信息意义重大。

同时，由于室内空间构造越来越繁芜，而运用方案中对位置的实时性、精确度哀求越来越高，市场对高精度室内定位需求日益明确。
尤其在苹果、小米等头部手机品牌引入 UWB 定位系统后，市场需求快速办法。
根据 Market&Markets 机构的调查数据显示，环球室内定位市场规模估量 2022 年将达到 409.9 亿美元。

当前物联网室内高精定位领域，紧张定位技能包括 Wi-Fi、蓝牙、UWB、RFID 等，个中 UWB 定位和蓝牙 AOA 是当前市情上运用最广阔的定位技能。

六 其他硬件5.1 天线

随着 AIoT 产品快速迭代，AIoT 设备的空间日益缩小、频段增多，相应的设备天线的设计越来越繁芜。
天线可以分为内置和外置两种。
外置天线一样平常为标准产品，即插即用，紧张运用于快递柜、售货机等产品。
内置天线紧张包括陶瓷天线、PCB 天线等，紧张用于智能家居、智能穿着等体积较小的产品。
陶瓷天线在物联网产品中运用最为广泛，上风在于占用空间小、性能较好。
PCB 天线为嵌制在 PCB 板上的天线，紧张用于蓝牙、Wi-Fi、Zigbee 模块等。
PCB 天线本钱非常低，但仅能支持单一频段，整体性能较难保障。

目前海内物联网天线市场参与者紧张包括信维通信等企业。

随着 AIoT 新兴技能的发展和推广，人们将逐渐进入万物互联的物联网时期。
在物联网时期，物与物的连接增加，海量数据、智能能力，末了赋能于人的终极环节每每须要通过人机交互完成，而人机界面最紧张的呈现办法则是各种屏幕。

在 AI 与 IoT 领悟发展背景下，屏幕的各种智能运用层出不穷，运用范围也将不再局限于消费电子、商显车载等领域。
在智能家居场景中，如冰箱、洗衣机、空调、微波炉、电磁炉、扫地机等带有显示屏的家用电器比例正不断上升；智能化的公共空间中聪慧屏幕越来越常见。
此外，疫情也使得消费者对康健的关注度持续上升，易于交互和理解的带屏幕家用医疗电器等市场也在不断发展。
各种智能化运用处景中，人机交互离不开屏幕支持，以是物联网屏幕的发展和运用空间广阔。
目前市场内紧张物联网显示屏设备供应商以京东方、TCL 华星、三星等为主。

当前物联网以有源设备为主，无源物联网技能不足成熟，因此电源对付物联网设备来说可谓是“刚需”。
同时，随着物联网运用的快速渗透，为了更广泛地接连各种物体，物联网设备每每须要被用在不随意马虎打仗到固定电源的位置或者频繁移动，导致电池在物联网设备上的运用潜力巨大。
根据 Markets and Markets 数据，2020 年环球物联网市场对电池需求达到92 亿美元，估量 2025 年需求将达到 159 亿美元，年复合增长大达 11.6%随着电池在各种物联网领域运用的增加，充电技能也在不断进步，以适配各种电池和场景下的充电需求。
2020 年 5 月 NFC 论坛（NFC Forum）宣告新的“无线充电规范”（WirelessChargingSpecification/WLC）得到批准。
虽然 NFC 充电功率仅有 1W，但无线充电和可反冲的特性使得 NFC 充电技能具有较大的运用空间，例如当下流行的真无线耳机，通过 NFC 无线充电技能，可以在不摧残浪费蹂躏空间加入无线充电单元的条件下完成无线充电。
因此 NFC 无线充电的涌现，对付内部空间紧张的小型物联网设备来说，有了一种便捷的补充能源的办法。

作为 AIoT 家当底层感深交互能力的主要支撑，AI 算法近年来发展迅速，尤其以深度学习为代表的机器学习取得重大打破，以多层神经网络模型为根本的算法使得机器学习在人脸识别等领域的准确性取得了飞跃性的提高，并且以打算机视觉、智能语音、自然措辞处理、生物特色识别为代表的关键技能也取得主冲要破，这为 AI 算法的商业化运用奠定了主要技能根本。
物联网运用所采集的海量数据将可用于算法模型演习，演习后能力更强的模型又将赋能各种设备，形成 AIoT 的网联化、智能化运用闭环。

近年来随着 AI 技能的不断进步，部分技能已开始进入家当化发展阶段，智能运用成为当前及未来较永劫光内的发展热点。
2019 年，我国人工智能核心家当及带动家当规模分别为 1088.6 亿元和 3821.5 亿元，估量 2021 年将分别达到 1898.1 亿元和 7442.1 亿元，年均复合增长率分别为 32%和 19.5%。

由于 AI 具备赋能传统生产、生活各领域，提升其效率的能力，因此 AI 作为新兴家当兴起的同时，也能快速渗透于传统家当，从而为 AI 算法的运用发展供应了广阔市场空间。
巨大市场潜力匆匆使包括科技巨子、传统企业、创业公司在内的大量企业进入 AI 行业。
中国近年来在 AI 算法方面发展迅速，呈现出科大讯飞、第四范式、商汤科技、旷视科技等精良企业，为中国在 AI 算法国产化方面打下根本。

此外，机器视觉是近年来 AI 算法中发展速率快、运用领域覆盖范围广的范例代表。
根据 Markets and Markets 数据显示，2010-2020 年环球机器视觉市场规模呈现不断上升的趋势，2020 年环球机器视觉市场规模达 107 亿美元，近 5 年复合增速达 14.5%。

根据 Markets and Markets 统计显示，环球机器视觉行业欧洲市场份额最大，占比 36.4%；

其次是北美地区，环球份额达到 29.3%；随着亚太地区的发展，市场份额逐年上升，已达到环球的 25.3%；南美、中东、非洲地区的占比为 9.1%。
只管亚太及其他地区的市场份额在国家重视下有所增长，但当前环球机器视觉行业仍以欧美企业占主导。

物联网的核心和根本是各种物体连接到网络，并通过网络交流信息，达成“万物互联”。

近年来，随着物联网市场迅猛发展，嵌入式设备联网成为刚需，而嵌入式设备的联网使得软件繁芜性不断上升，传统嵌入式 RTOS（实时操作系统）内核已经越来越难知足市场需求。

在这种情形下 IoT 操作系统应运而生。

物联网操作系统的浸染在于对硬件的基本功能进行抽象，从而做到各种运用软件无需直接跟硬件打交道就可以操控硬件。
在物联网时期，操作系统是最底层根本的系统架构，很多上层运用都基于操作系统布局生态；如果没有操作系统来支撑，那么所有的运用软件都须要操纵硬件接口来完成相应的功能。

目前，物联网操作系统紧张由两类构成，一类是由传统的嵌入式 RTOS 发展而来，其优点是物联网终端已得到广泛支持，这有助降落硬件推广本钱，缺陷是软件开拓专业度极高且难以隔离，造成专业软件公司难以进入这个领域；另一类则是由互联网公司的云平台延伸而来，基于传统操作系统进行“剪裁”和定制，其优点是与互联网做事的结合，为对接互联网运用供应了便利，缺陷是各家产品对各家做事难以做到平台中立导致软件开拓受到功能性限定。