物联网：机遇与挑战

邓强+钱静

物联网是指通过使用嵌入式传感器、致动器以及可以收集或传送对象信息的其他设备形成的物理关系网。通过分析从这些设备中收集的数据，可优化产品、服务和操作。这种技术最早、最知名的应用之一也许是在能源优化领域：传感器部署在整个电网可以帮助公用事业远程监控能源使用情况。但许多其他行业也引入了这种应用程序。例如一些保险公司现在提出一个计划，要求驾驶员在车上安装一个传感器，允许承保人以实际的驾驶行为支付保费，而不是基于预测。内科医生可以使用无线传感器收集来自病人家庭的信息，以改善对慢性病的管理。通过持续监测而不是周期性的检测，医生可以减少10-20%的治疗成本，根据麦肯锡全球研究所研究显示，单单关注充血性心脏衰竭这一项就可以节省数十亿美元。

四个关键指标显示转折已出现

供应商焦点

物联网的开发者工具和产品已可使用。例如，苹果已发布了HealthKit和HomeKit开发者工具作为其最新的操作系统升级的一部分，谷歌收购了Nest来促进物联网平台和应用程序的发展。

技术进步

对大多数物联网应用程序极为重要的一些半导体元件功能变得越来越多，价格也越来越低。比如，2012年发布的第一类智能手表仅有400兆赫的单处理器和三轴感应器，而现在的一款经典智能手表则拥有1千兆赫双核处理器和陀螺仪感应器等高端六轴设备。与此同时，在过去的两年里，这些产品使用的芯片组的价格每年下降约25%。

日益增加的需求

元件技术发展和成本下降使社会对第一代物联网产品的需求（例如，健身带、智能手表、智能温控器）增加。智能手机的兴起也出现过类似的动态，在四、五年前，消费者的需求每年大约仅1.7亿台，在2014年已飞速增长到了十多亿台。订单的增加与智能手机核心元件价格的急剧下降相一致。

新兴标准

在过去的两年中，半导体厂商联手硬件、网络和软件公司，并与多家行业协会和学术联盟一起合作，共同为物联网的应用制定正式和非正式的标准。例如，AT&T、Cisco、GE、IBM和Intel共同创办了工业网络联盟，其主要目标是在整个工业环境中建立互通标准，使有关机器和设备数据可以更可靠地被访问和共享。其他团体则主要集中于规范应用程序接口（APIs），使基本命令和物联网设备之间的数据传输成为可能。

面临技术和生态两大挑战

分析师预测，物联网安装连接设备将从目前的约100亿台增长到2020年的多达300亿台，每年约增长30亿台。每个设备都需要一个微控制器、一个或多个传感器和芯片以及一个存储器元件。对于半导体厂商，这代表着直接的增长机遇，几乎比所有近期的其他创新都要重要。

值得一提的是，由于需要处理几十亿台连接设备产生的数据——大数据，用户将需要更大的存储容量，这将刺激更大容量的服务器和存储器需求的产生，半导体厂商也将从物联网中间接获利。在现有市场的基础上，半导体公司可以继续提供关键设备和这些产品的核心元件。

如此一来，半导体厂商的问题不再是物联网能否为公司提供实质性的增长，其真正应该考虑的是如何最好地利用这一趋势，弄清关键的挑战或阻碍是什么、还有哪些存在的增长动力。半导体高管帮助我们认清了来自技术和生态系统这两个关键领域的潜在挑战。

技术挑战

考虑到物联网系统的特殊需求，半导体厂商可能需要投入巨资以匹配他们的芯片设计和流程开发，例如，许多应用程序需要能自我维系并具有能采集能源或长寿命电池的设备，半导体公司必须解决对产品在优化功耗和电源管理方面的需求。由于在同一时间可能需要连接成百上千的设备，所以连接负荷将是另一个关键的问题。同时，能够嵌入到智能手表和智能眼镜中的元件必须足够小，并适合嵌入到未来进一步浓缩的未知产品之中。另外，安全和隐私问题必须加以解决，如果工业或医疗环境中没有建立可防止黑客入侵、知识产权受损或其他潜在漏洞的连接协议的话，物联网设备将会被疏远。为解决这些挑战，半导体厂商正在全速前进，如加强技术集成，制定连接标准。

生态系统挑战

CSR的首席执行官Joep van Beurden指出，从物联网发展趋势中能获得的经济价值仅有10%来自于“物”，其余的90%很可能来自于如何实现物与互联网的连接。半导体公司侧重于物的本身，认为事物本应该找到方法来支撑更广泛的生态系统的开发（除了硅），并找到市场定位以提高和创造价值。这将意味着与下游企业（例如，生产和提供基于云计算的产品和服务的公司）的伙伴关系将更进一步加深。

半导体公司需要注意的是，在物联网方面不同行业的发展程度和复杂度各不相同，物联网成熟度和复杂度不同，所以元件制造商在特定行业的应用开发中所发挥的作用有所不同，增长机会的时点也将不同。一旦标准化问题得以解决，市场可能会出现巨幅的增长。在这种情况下，半导体公司希望通过与硬件厂商、系统厂商和客户形成联盟或设法建立标准的方式进行市场测试。那些追求联盟和标准制定活动的半导体厂商也许能很好地推动有关物联网隐私、安全和认证的界定，这些问题在市场中显得至关重要，犹如医疗保健和服装市场对消费者敏感数据的保护。

我们的研究表明，随着应用程序的互联互通，这些设备可能会处于某个连续的区间——一端是如嵌入在智能手表中的高功率、高性能、可进行应用程序处理的物联网设备，而另一端则是低成本、超低功耗、可以支持足够的（但不是过度）的功能和自主设备操作的集成传感器。为了达到这一灵活的设计水平，半导体厂商应恰当地把握住机会，重新思考他们进行产品和应用开发的方法。

无论如何，成长的机会大于挑战，半导体行业应该拥抱这个创新和再造的时代。公司高管应该考虑如何将新的发展模式、加工能力和进入市场策略整合到现有业务之中。

（作者单位：浙江省经信智慧城市规划研究院;宁波大红鹰学院。本文编译自麦肯锡官方网站《The Internet of Things： Sizing up the opportunity》，原文作者Harald Bauer， Mark Patel， and Jan Veira）