资料来源:麦肯锡

作者:Mark Patel、Jason Shangkuan、Christopher Thomas

物联网智库 编译

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物联网的早期创新者,面对混乱的整体需求,缺乏一致的标准和类似的挑战经验,前行的道路将会无比艰巨。但是,像大多数梦想家一样,他们坚持建立新的秩序,因为他们看到了未来的希望。

物联网的进展比预期的要慢得多,但半导体公司可以通过新技术和商业模式来帮助加速物联网的发展。

洛·马基夫利,历史上最伟大的未来学家之一,似乎早有预测。他曾写道,“没有什么比引领事物新秩序更加艰难。”物联网的早期创新者,面对混乱的整体需求,缺乏一致的标准和类似的挑战经验,前行的道路将会无比艰巨。但是,像大多数梦想家一样,他们坚持建立新的秩序,因为他们看到了未来的希望。

消费者和媒体对已经进入市场的物联网创新非常感兴趣。这些“智能”设备具有通过网络与其他设备或云端无缝通信的能力,生成使世界更安全、更高效和更健康的数据。在短短几年内,一些IoT设备已经成为标准配置,其中包括自动调节温度的恒温器和可以通知车间主管机器状况的生产线传感器。现在,创新者希望为物联网技术赋予更加先进的应用,例如自动驾驶、无人驾驶等。

一些分析师对物联网的发展潜力感到兴奋,而另一些分析家则认为物联网应用被吹嘘过度。我们根据我们广泛的研究以及与IoT应用开发人员及其他客户的直接合作,持有更平衡的观点。像乐观主义者一样,我们认为物联网可能对社会产生重大的,甚至是革命性的影响。但是,我们也认为,实现物联网带来的利好以及物联网应用的广泛采用可能需要比预期更长的时间。工业部门对物联网应用的部署的步伐可能更加缓慢,因为企业往往受到资本周期、组织惯性以及能够开发和部署物联网解决方案的人才短缺等问题的限制。

对于正在寻找新的收入来源的半导体公司而言,物联网采用率是很关键的一点。在这篇文章中,我们将以乐观的态度观察一些用例。我们还将探讨可以加速物联网增长和半导体公司实施的产品开发策略的新技术,以增加物联网产品的吸引力。

乐观的理由

增加连接有助于物联网发展

如果关注物联网近期的增长,乐观主义者会备受鼓舞。消费者比以往任何时候都更加关注物联网,平均每人拥有四个可进行云端通信的IoT设备。从全球来看,预计每秒有127台新设备连接到网络。

麦肯锡全球研究院的一份报告预计,到2025年 ,物联网的经济影响价值将达每年3.9万亿美元至11.1万亿美元。物联网连接范围将涵盖不同环境中装置,其中包括工厂、城市、零售和人类本身。

物联网也受益于增强连接性的基础设施的改进。例如,现在仅有20%的全球人口被低功耗广域网(LPWAN)覆盖,从而允许连接设备之间的长距离通信,同时优化成本和功耗需求。

但到2022年,我们预计百分之百的人口将被LPWAN覆盖。类似地,技术进步正在减少电力需求,降低成本,并促进更加集成化的物联网解决方案的开发。例如,用于扫描和检测周围环境的激光雷达传感器对自动驾驶非常重要,在过去八年中,其价格已经下降了10倍以上,预计在未来两年下降幅度超过65倍。

现实检查

工业物联网采用比预期慢

特别值得关注的是,许多专家认为物联网在工业部门的增长速度低于预期。为了获得更多的洞察,我们通过调查,了解到工业公司正在如何使用物联网应用,并尝试预估是否可以加速B2B业务的增长。除了基础研究外,我们访问了来自各行各业的100多位领导,包括公用事业部门、离散制造业、石油天然气、矿业、电讯、科技,媒体、医疗保健和制药业等。

几个大型的物联网项目

根据访谈结果,大多数企业仅在有限的范围内采用物联网技术。除石油、天然气和采矿之外,所有行业的领导人都表示,他们的企业正在通过物联网传感器实时的采集数据。然而,大多数领导人报告说,他们的企业部署仍然在POC(概念验证)阶段,也没有人开始大规模的项目实施。

物联网数据的使用限制

虽然IoT传感器已经收集了大量数据,但MGI最近的一份报告显示,公司并不能做到分析其中大部分的数据。例如,在具有30,000个传感器的石油钻井平台上,管理人员仅检查了1%的数据。

此外,业务领导者在做出重要决策维护计划或自动化程序相关的决策时,很少考虑到IoT传感器的信息。他们不愿意检查物联网数据源的一个重要原因是缺乏数据分析人员。原因很简单:作为人类,在决定时,我们倾向于咨询其他人的建议或回顾自己的经验。虽然来自IoT设备的硬数据更加完整和客观,但我们倾向于向其分配较少的价值。

专注于简单的物联网应用

在我们的调查中,受访者倾向于使用可以跟踪数据和进行状态警报的简单用例。例如,一些公司将传感器放置在食品包装中,跟踪产品在整个分销供应链中的位置。另外,简单的跟踪和警报功相对容易部署,因为它们不需要高级分析,复杂算法或数据科学技术,还能快速产生价值。

虽然一些创新者热衷于对IoT应用进行优化和预测,但我们预计大多数客户未来的一段时间内会继续关注简单的用例。这意味着他们不会从物联网中获得全部价值。

物联网安全问题

物联网设备,车联网和边缘网关是网络攻击的潜在入口点。我们最近看到了这个漏洞的严重程度。在2016年Mirai僵尸网络攻击中,黑客专门针对IoT设备,包括家用电器和路由器,并扰乱了许多主要的互联网服务提供商。

这种攻击和其他类似的攻击表明,物联网漏洞通常是由于在管理和维护设备方面不上心所致。这种弱点不能通过加密,检测程序,生物识别访问控制或其他复杂技术来消除。

技术的发展

物联网增长加速

一些重要的,潜在的突破性的发展可以加速物联网的部署,为半导体厂商创造机会。

麦克风和视频:终极物联网传感器

视频分析--将复杂算法应用于视频馈送--正在推动创建新的IoT应用和用例。例如,数据分析师可以通过将复杂的算法应用于购物者浏览商品时所拍摄的视频来检查客户访问统计。最近的证据还表明,物联网将受益于麦克风上捕获的音频。

与视频和音频馈送相关的成本正在逐渐下降,传感器可以以低于2美元的成本嵌入在设备中。从这些馈送中收集的数据非常丰富,多样化,并且与许多广泛使用的物联网应用相关。5G网络的飞速发展以及云存储成本的持续下降将继续鼓励开发人员发现视频和音频的新用途。

对于半导体公司来说,物联网视频和音频信号源的重要性越来越高,可能会将硬件与端到端解决方案结合起来进行分析和控制。然而,由于与诸如使用分析识别面孔的高级应用相关的技术迅速发展,开发者将不得不快速迭代以满足客户需求。半导体客户可能对更紧密集成硬件和软件的产品以及设备优化,网络和云端的传输,处理和分析的新体系结构特别感兴趣。

能量收集:向物联网设备供电

支持真正的LPWAN的标准的出现,包括LoRa,NB- IOT和Sigfox,将能够在许多领域实现IoT应用的大规模传感器部署,包括农业(土壤条件分析),安全(全市范围内的空气质量监测),和生产力(沿供应链的实时跟踪)。但是,随着传感器和连接的增加,IoT的增长也将使得向无线设备和发送节点提供电力更具挑战性。即使使用长寿命的电池技术,许多设备在不充电的情况下只能运行几个月。

能量收集,捕获和存储来自外部的能量用于支持无线设备的运行,可解决与电力相关的问题。虽然太阳能可以为许多IoT应用提供能源,但半导体公司也应该研究其他能量来源,如风能,热能和动能等。优化能源收集,管理和存储将要求公司在芯片和系统层面创造创新的设计。

嵌入式智能和设备分析:更好的电源和存储

随着物联网的发展,创新者正在迅速开发互补架构,结合以下两个重要特征:

  • 利用云端的力量,以低成本提供强大的存储和可扩展的计算能力

  • 边缘设备或者将多种终端设备连接到云端的网关数据存储和处理能力

具有这些性能的多个IT架构已经进入市场。但半导体公司有机会进一步、更快的定义物联网的未来架构。特别是,他们应该专注于与视频和音频传感器相关的产品,因为这些设备的数量正在不断增长并产生了大量的数据。

许多IoT应用需要在设备端进行数据处理。例如,自动驾驶、监控和安全相关的应用都具有严格的延迟规范。这些规范要求系统在数据输入后立即作出反应。为了满足这些要求,收集数据的IoT设备必须及时处理并针对输出结果作出执行操作。这类设备通常耗电量严重并且需要相对昂贵的组件(例如,需要多个应用处理器)。

半导体公司可以率先为这些应用设备做优化的解决方案。例如,他们可以为自主控制,面部识别和音频分析创建边缘设备解决方案,所有这些解决方案在计算性能方面都具有不同的硬件和软件需求。

需要做的事情

半导体公司和其他玩家如何捕捉物联网的机会

在任何公司探索物联网机会之前,应该重新考虑发展策略,包括在开发解决方案时需要考虑的因素。

注重成果(而非技术)

开发商和商业领袖经常关注物联网技术收集和分析大量数据的能力;但是,技术进步本身并不会使得物联网应用对客户更有价值。相反,开发人员应该关注结果,考虑如何进行安全性的改善,如何改善财务回报以及增加使用便利性等。

例如,考虑一个飞机制造商如何通过使用IoT传感器来监测喷气发动机性能。通过提供实时数据,传感器立即提醒制造商潜在的问题,这使得它很容易进行预防性维护和最大限度地提高正常运行时间。其他传感器有助于零件库存管理。这些物联网增强功能共同促成了9%的收入增长以及将发动机可用性增加了30%。这意味着飞机会在空中运行更多的时间,在地面停留的更短的时间,最终达到降低总体运营成本的目的。

为了关注结果,公司需要在整个价值链中进行协调。除了提供能够实现物联网的技术和数据之外,他们还需要调整自己的业务模式。而这一过程由于任职者抵制变革而变得艰难。如果他们未能发展,创业者或其他门外汉可能会率先建立一种新的方法来处理物联网应用开发,特别是融资创新企业的出现。

随着公司将重点从技术转向结果,他们将需要提供奖励措施,鼓励上游供应商和客户支持使用其物联网应用。

以人为本(不是企业)

正如IoT创新者倾向于关注技术一样,许多IoT营销材料试图通过讨论最新产品升级来吸引客户,包括更好的传感器,连接性,计算能力和分析能力等。

但是,我们的经验建议:个人和工业用户更有可能采用产生积极情绪反应的物联网技术。比如智能家居,技术公司最近通过提供基于语音产品的手段赢得了许多客户。这些设备具有自己名字的基本对话能力,就像一个人一样。例如,亚马逊的Echo,在听到呼叫Alexa的名字时,可以回应基本的命令和问题。这样的品质可能会让用户和设备之间产生情感联系。

随着技术公司开发新的物联网产品,他们应该要求数字设计师提供关于客户行为的洞察,因为这些信息可能有助于他们创建产生强烈积极感觉并加快采用率的产品。与往常一样,产品还需要强大的技术和分析能力,但公司更习惯于提供这些功能。

当前的物联网趋势对该行业的未来前景造成了不确定的,有时令人困惑的状况。然而,当我们总结这些迹象时,我们认为物联网有望成为半导体公司的主要增长动力。

采用率上升速度比预期的要慢,但这不应该是悲观的原因,因为许多物联网技术尚不成熟有待发展。半导体公司和其他玩家仍然可以采取新的战略来加速物联网的增长。不再专注于技术升级,而是开发能够在成本,性能和其他重要指标方面真正改善用户体验的IoT产品。

以客户需求为设计驱动,生产令人产生积极情绪的产品。这种新的发展方式将是具有挑战性的,但它将加速物联网的采用,并帮助更多的客户从令人兴奋的新技术中获得利益。