CITE 2014八大產(chǎn)業(yè)預(yù)測(cè):集成電路迎爆發(fā)
一、CITE2014風(fēng)向標(biāo)之集成電路:發(fā)展面臨的兩大限制和三條路徑
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/236369.htm沿著“摩爾定律”,集成電路技術(shù)走過(guò)了50余年的歷程。如今的生產(chǎn)技術(shù)已接近達(dá)到22nm,如果繼續(xù)沿著按比例縮小(scalingdown)之路走下去,根據(jù)2011年ITRS(InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors)的預(yù)測(cè),DRAM的最小加工線(xiàn)寬在2024年有可能達(dá)到8nm,進(jìn)入量子物理和介觀(mesoscopic)物理的范疇,這時(shí)將面對(duì)兩大限制。一是微觀尺度限制。由于介觀尺度的材料一方面含有一定量粒子,無(wú)法僅僅用薛定諤方程求解,同時(shí),其粒子數(shù)又沒(méi)有多到可以忽略統(tǒng)計(jì)漲落的程度(根據(jù)傳統(tǒng)測(cè)量方法得到的硅原子半徑為110pm,通過(guò)計(jì)算方法得到的硅原子半徑111pm),這就使得集成電路技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展遇到很多物理障礙,如費(fèi)米釘扎、庫(kù)倫阻塞、量子隧穿、雜質(zhì)漲落、自旋輸運(yùn)等,需用介觀物理和基于量子化的處理方法來(lái)解決。二是功耗限制。英特爾認(rèn)為他們Pentium系列芯片的功率密度已與電爐相當(dāng)。由于高溫對(duì)集成電路的高頻性能、漏電和可靠性劣化產(chǎn)生巨大影響,如任其發(fā)展,則集成電路的發(fā)熱要向著核反應(yīng)堆、火箭噴嘴乃至太陽(yáng)表面的功率密度發(fā)展,顯然,這是不可能被接受的事實(shí)。對(duì)于不斷增長(zhǎng)的熱耗散,要么采用水冷裝置來(lái)解決散熱問(wèn)題,但這與電子設(shè)備的小型化、輕量化、移動(dòng)化的發(fā)展方向相悖;要么必須開(kāi)發(fā)低功耗乃至甚低功耗的集成電路來(lái)解決集成電路功耗不斷上升的問(wèn)題。
如何突破集成電路的上述限制并滿(mǎn)足節(jié)能社會(huì)的需求,目前在進(jìn)行的有三條技術(shù)途徑:一是繼續(xù)摩爾定律(MoreMoore),也就是繼續(xù)走scalingdown之路,將與數(shù)字有關(guān)的內(nèi)容集成在單一芯片上,成為芯片系統(tǒng)(SoC,systemonchip),但16/14nm之后的大生產(chǎn)工藝尚不明朗,還正在摸索之中;二是超越摩爾(MorethanMoore),即采取系統(tǒng)封裝(SiP,SysteminPackage)的方法將非數(shù)字的內(nèi)容,如模擬電路、射頻電路、高壓和功率電路、傳感器乃至生物芯片全部集成在一起,形成功能更全、性能更優(yōu)、價(jià)值更高的電子系統(tǒng);三是采取新原理(BeyondCMOS),即采用自下而上(bottomup)的方法或采用新的材料創(chuàng)建新的器件結(jié)構(gòu),如量子器件(單電子器件、自旋器件、磁通量器件等)和基于自組裝的原子和分子器件(石墨烯、碳納米管、納米線(xiàn)等),也有可能隨著物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物等新發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破,另辟蹊徑,建立新形態(tài)的信息科學(xué)技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。預(yù)計(jì)集成電路技術(shù)在21世紀(jì)30年代,上述技術(shù)途徑在相互碰撞的火花中會(huì)產(chǎn)生革命性的突破。
雖然器件結(jié)構(gòu)、器件材料在未來(lái)的幾十年中有可能產(chǎn)生革命性的變化,但是,硅平面工藝作為加工工藝將相對(duì)長(zhǎng)期存在,如機(jī)械工業(yè)、航空運(yùn)輸業(yè)存在了200多年一樣,而且它的應(yīng)用將從集成電路向各相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展,如微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)與納機(jī)電系統(tǒng)(NEMS),用于制備各種傳感器和生物芯片、顯示器件、微光學(xué)系統(tǒng)、節(jié)能環(huán)保器件以及神經(jīng)控制單元等。硅基CMOS技術(shù)(包括經(jīng)典與非經(jīng)典)在21世紀(jì)的上半葉仍將是集成電路的主流技術(shù)。其中,為解決傳統(tǒng)(經(jīng)典)CMOS器件與電路遇到的各種困難而提出的包括新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝在內(nèi)的,我們稱(chēng)之為非經(jīng)典的CMOS器件與電路,將在小于4nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)后逐步發(fā)揮作用。但是無(wú)論是哪種結(jié)構(gòu)、材料與工藝,從產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益考慮,必將首先采用與現(xiàn)行硅基CMOS技術(shù)相兼容。已經(jīng)投入數(shù)以萬(wàn)億美元的集成電路產(chǎn)業(yè)仍將保持著頑強(qiáng)的生命力。
二、CITE2014風(fēng)向標(biāo)之智能汽車(chē):未來(lái)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的五大制高點(diǎn)
智能汽車(chē)在經(jīng)歷了從感知到控制、從部件到整車(chē)、從單項(xiàng)到集成、從單向到互動(dòng)、從車(chē)內(nèi)到車(chē)外之后,正進(jìn)入“全面感知+可靠通信+智能駕駛”的新時(shí)代。汽車(chē)巨頭與ICT巨頭們正在布局和搶占下一個(gè)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端——汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn),這一制高點(diǎn)可以概括以下幾個(gè)方面:
一是智能駕駛技術(shù)。目前,初級(jí)智能駕駛(汽車(chē)能夠在駕駛者監(jiān)控下或長(zhǎng)或短的時(shí)間段內(nèi)自動(dòng)操控)已經(jīng)得到規(guī)模應(yīng)用,如汽車(chē)巡航控制系統(tǒng)(CCS)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中高檔轎車(chē)。高級(jí)智能駕駛(汽車(chē)可以在不受駕駛者監(jiān)控下實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間自動(dòng)操控)在車(chē)輛自身智能化方面已基本成熟,但在車(chē)路互通和信息服務(wù)等方面仍處于初級(jí)發(fā)展階段,這限制了高級(jí)智能駕駛技術(shù)的應(yīng)用普及。各大汽車(chē)廠(chǎng)商正在積極聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)、軟件開(kāi)發(fā)、芯片供應(yīng)等領(lǐng)域廠(chǎng)商推動(dòng)汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),同時(shí)加快優(yōu)化和展示自身的智能駕駛技術(shù),以提高消費(fèi)者對(duì)智能駕駛的信心。
二是智能控制系統(tǒng)。當(dāng)前汽車(chē)電子機(jī)電一體化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化是目前汽車(chē)智能控制系統(tǒng)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn),機(jī)電一體化和集成化進(jìn)展很快,如變速箱控制單元的電子器件、傳感器以及電磁線(xiàn)圈已經(jīng)可以完全嵌入到變速箱內(nèi),發(fā)送機(jī)管理系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)已經(jīng)集成為綜合控制的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。但是在網(wǎng)絡(luò)化和智能化方面仍不盡人意,目前汽車(chē)的動(dòng)力總成網(wǎng)絡(luò)(高速網(wǎng)絡(luò))、舒適系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(中低速網(wǎng)絡(luò))和信息娛樂(lè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(多媒體網(wǎng)絡(luò))等各自獨(dú)立,尚未形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),汽車(chē)智能化仍處于起步階段。
三是人車(chē)互動(dòng)入口。人車(chē)互動(dòng)入口是智能汽車(chē)領(lǐng)域展示最為關(guān)鍵的部分,競(jìng)爭(zhēng)主要集中在以下三個(gè)方面:一是人與車(chē)內(nèi)的直接互動(dòng)入口(駕駛者與車(chē)之間的信息互通);二是人與車(chē)內(nèi)的間接互動(dòng)入口(駕駛者通過(guò)第三方,如智能移動(dòng)終端,與汽車(chē)的信息互通);三是人與車(chē)外的互動(dòng)入口(駕駛者與路、網(wǎng)和信息中心的信息互通)。人與車(chē)內(nèi)的直接互動(dòng)入口由于采用成熟的通用技術(shù)而趨于成熟,語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、視覺(jué)識(shí)別等技術(shù)已經(jīng)逐漸被用戶(hù)接受,有望在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)小規(guī)模應(yīng)用。人與車(chē)外的互動(dòng)入口技術(shù)雖不成問(wèn)題,但是受限于外部系統(tǒng)的成熟度不足,短期內(nèi)規(guī)模應(yīng)用仍難以取得突破。汽車(chē)巨頭如通用正在建立自己的生態(tài)系統(tǒng),并已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。
四是汽車(chē)操作系統(tǒng)。汽車(chē)作為繼手機(jī)、平板之后下一步移動(dòng)智能終端,已成為IT巨頭們超前布局和競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略核心,而汽車(chē)操作系統(tǒng)是新一輪競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),蘋(píng)果和谷歌各自牽頭啟動(dòng)了“iOSintheCar”和“開(kāi)放汽車(chē)聯(lián)盟”(OpenAutomotiveAlliance,OAA)計(jì)劃。相對(duì)于手機(jī)或PC操作系統(tǒng),汽車(chē)操作系統(tǒng)控制外部設(shè)備的功能更加突出,這要求其與車(chē)輛的CAN總線(xiàn)進(jìn)行很好的對(duì)接,同時(shí),各汽車(chē)企業(yè)當(dāng)前的車(chē)載軟件自成體系,將手機(jī)的操作系統(tǒng)移植到汽車(chē)上也非易事,汽車(chē)操作系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化仍處于起步階段。
五是汽車(chē)核心芯片。芯片企業(yè)對(duì)汽車(chē)行業(yè)的重視是今年的突出特點(diǎn)。當(dāng)前的汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)是MCU和傳感器,這兩類(lèi)芯片在中檔汽車(chē)中的數(shù)量都超過(guò)了200個(gè),占整個(gè)汽車(chē)芯片的70%以上。車(chē)用MCU的低功耗和集成化是目前發(fā)展的重點(diǎn),飛思卡爾、Microchip、恩智浦、英飛凌、富士通、瑞薩等是行業(yè)內(nèi)的主要競(jìng)爭(zhēng)者;車(chē)用傳感器的MEMS化和智能化是當(dāng)前研發(fā)的主流,意法半導(dǎo)體、博世、通用電氣、MEAS等主導(dǎo)者產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。展望未來(lái),隨著汽車(chē)智能化程度不斷提高,車(chē)用MPU將成為汽車(chē)芯片發(fā)展的焦點(diǎn),高通和英偉達(dá)的兩款車(chē)用MPU的亮相預(yù)示著這一時(shí)代即將到來(lái)。同時(shí),混合動(dòng)力汽車(chē)或純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,也將推動(dòng)IGBT需求的增長(zhǎng),功率半導(dǎo)體也將是汽車(chē)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的另一個(gè)重點(diǎn)。
三、CITE2014風(fēng)向標(biāo)之可穿戴設(shè)備:決定產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的三大因素
可穿戴設(shè)備是信息通信產(chǎn)品走向小型化、低功耗和高速率和人們對(duì)健康和娛樂(lè)需求不斷提高相結(jié)合的必然結(jié)果。當(dāng)前,產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向以及發(fā)展模式還在探索中,發(fā)展的快慢將取決于以下三個(gè)方面:
一是殺手級(jí)產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上可穿戴設(shè)備的種類(lèi)繁多,主要可以分為以下幾類(lèi):以手腕為支撐的watch類(lèi)、以頭頸為支撐的Glass類(lèi)、以腳部為支撐的shoes類(lèi)、以腰部為支撐的girdle類(lèi)。但目前同質(zhì)化現(xiàn)象較為嚴(yán)重,殺手級(jí)產(chǎn)品及殺手級(jí)應(yīng)用仍然缺乏。綜合來(lái)看,未來(lái)殺手級(jí)可穿戴設(shè)備應(yīng)至少具備以下條件:一是功能的集成化。隨著傳感器集成技術(shù)不斷進(jìn)步,單一功能可穿戴設(shè)備將逐步退出舞臺(tái),集成多種功能的設(shè)備將成為主導(dǎo)方向;二是交互的便捷化??纱┐髟O(shè)備能夠與手機(jī)、平板電腦等智能終端形成互動(dòng),且功能形成互補(bǔ);三是使用的友好性。在特定的應(yīng)用場(chǎng)景,其使用方式是最便捷友好的,具有不可替代性。四是服務(wù)的專(zhuān)業(yè)化。在醫(yī)療健康等領(lǐng)域,基于可穿戴設(shè)備采集數(shù)據(jù)的專(zhuān)業(yè)化服務(wù)才具有最大的商業(yè)價(jià)值,能不能提供個(gè)性化、高質(zhì)量、精準(zhǔn)化的健康服務(wù)是產(chǎn)品核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要組成部分。
二是產(chǎn)業(yè)成熟度。從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)看,可穿戴設(shè)備的技術(shù)還在不斷演進(jìn)中。從元器件的角度看,可穿戴設(shè)備小巧、輕薄的特點(diǎn)必然會(huì)對(duì)電池的續(xù)航能力和CPU、無(wú)線(xiàn)傳輸芯片的功耗提出更為苛刻的要求;由于攜帶方式的變革,人機(jī)交互方式較傳統(tǒng)的“觸屏”操作有了較大的顛覆,以微投射和體感控制為代表的創(chuàng)新型交互技術(shù)有望引領(lǐng)下一個(gè)十年。在軟件應(yīng)用環(huán)節(jié),語(yǔ)音識(shí)別與合成技術(shù)的成熟將進(jìn)一步支撐人機(jī)交互方式的變革,云計(jì)算的發(fā)展將有利于使復(fù)雜的終端計(jì)算和存儲(chǔ)向云端遷移,從而大幅降低產(chǎn)品功耗;最后,大量的健康管理和健身類(lèi)應(yīng)用也催生了對(duì)海量用戶(hù)數(shù)據(jù)處理和分析需求,因而大數(shù)據(jù)技術(shù)將登上舞臺(tái)。這也給技術(shù)定型以及殺手級(jí)產(chǎn)品問(wèn)世帶來(lái)了不確定性。另一方面,可穿戴設(shè)備正處于產(chǎn)業(yè)化高速發(fā)展孕育期,消費(fèi)者對(duì)其期望值還在不斷提升,各種企業(yè)紛紛涉足其中,不僅僅包括微軟、谷歌、蘋(píng)果、三星、英特爾這樣的國(guó)際巨頭,還有像Jawbone、Fitbit、Recon和Pebble這樣的創(chuàng)新型企業(yè)。為了搶占可穿戴市場(chǎng)的領(lǐng)先地位,各式各樣的可穿戴設(shè)備被推向市場(chǎng),人們?cè)谠囂街袑ふ耶a(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,期待著殺手級(jí)應(yīng)用、殺手級(jí)產(chǎn)品、領(lǐng)袖級(jí)企業(yè)以及新生態(tài)系統(tǒng)的出現(xiàn)。
三是產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。進(jìn)入智能時(shí)代后,任何硬件產(chǎn)品的成功離不開(kāi)包含軟件產(chǎn)品在內(nèi)的生態(tài)體系。結(jié)合產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)劃分,可穿戴設(shè)備企業(yè)要整合產(chǎn)業(yè)鏈,構(gòu)建新的生態(tài)體系,需要處理好二個(gè)環(huán)節(jié)。第一,準(zhǔn)確定位消費(fèi)者需求,挖掘并滿(mǎn)足可穿戴產(chǎn)品在人們特定生活場(chǎng)景中不可替代的、便捷的、友好的潛在需求和良好的應(yīng)用體驗(yàn)將,是未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間可穿戴產(chǎn)品發(fā)展的關(guān)鍵。第二,圍繞需求整合軟硬件產(chǎn)業(yè)鏈,構(gòu)建全新的生態(tài)系統(tǒng),是掌握可穿戴產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)的關(guān)鍵。在硬件設(shè)備基本能夠滿(mǎn)足可穿戴設(shè)備需求、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)給智能可穿戴設(shè)備帶來(lái)良好用戶(hù)體驗(yàn)的條件下,應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)和服務(wù)應(yīng)用成為整合關(guān)鍵。
最終誰(shuí)會(huì)勝出成為可穿戴產(chǎn)品領(lǐng)軍者還有待市場(chǎng)的檢驗(yàn),但可穿戴設(shè)備的美好產(chǎn)業(yè)前景是毫無(wú)疑問(wèn)的。據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),僅智能手表就將從2013年的500萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)至2016年的8000萬(wàn)臺(tái)。與醫(yī)療健康相關(guān)的可穿戴設(shè)備預(yù)計(jì)會(huì)有更快的增長(zhǎng)。BCCResearch預(yù)計(jì),移動(dòng)醫(yī)療市場(chǎng)將在從2010年的98億美元增長(zhǎng)到2015年的230億美元,復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)18.6%。新一輪產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的大幕已經(jīng)拉開(kāi)。
四、CITE2014風(fēng)向標(biāo)之MEMS:未來(lái)如何提升智能終端的功能和性能
近年來(lái),MEMS在智能終端中的應(yīng)用給用戶(hù)帶來(lái)的新鮮體驗(yàn)超出人們的預(yù)料,正在成為智能終端產(chǎn)業(yè)新發(fā)展的希望所在。
目前,智能終端上成熟的MEMS器件主要是傳感類(lèi)和射頻類(lèi)器件。雖然用量還不多,但已經(jīng)顯現(xiàn)出巨大的作用。MEMS麥克風(fēng)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)駐極體麥克風(fēng)驅(qū)動(dòng),而且可以組成多個(gè)麥克風(fēng)陣列,能夠?qū)崿F(xiàn)高清的語(yǔ)音和錄音,甚至可以對(duì)音源進(jìn)行三維定位。MEMSBAW濾波器和雙工器件已經(jīng)是智能手機(jī)的標(biāo)配,對(duì)智能終端的低功耗和高品質(zhì)通信功不可沒(méi);MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器(包括加速度計(jì)、陀螺儀和電子羅盤(pán))也已較為普遍,不但能夠感受智能終端的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)從而作為體感游戲的終端,而且可以據(jù)此進(jìn)行室內(nèi)導(dǎo)航定位。
目前用到的智能終端MEMS應(yīng)用僅僅是冰山一角,在傳感器專(zhuān)用處理器的帶動(dòng)下,更大規(guī)模的MEMS應(yīng)用正在走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。根據(jù)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)分析,MEMS壓力傳感器、環(huán)境傳感器、對(duì)焦器、揚(yáng)聲器、微型燃料電池、能量搜集器等已經(jīng)進(jìn)入研發(fā)或接近成熟階段,將在未來(lái)幾年或十幾年進(jìn)入應(yīng)用,屆時(shí)手機(jī)的性能和功能將發(fā)生巨大的變化。
從提高性能方面看,MEMS攝像頭(對(duì)焦器)比傳統(tǒng)的VCM對(duì)焦更快(時(shí)間是VCM的1/5)、更準(zhǔn)(精度是VCM的1/15)和更省電(能耗是VCM的1%),目前DigitalOptics公司已經(jīng)推出用于智能手機(jī)的MEMS自動(dòng)對(duì)焦攝像頭模塊MEMSCam;MEMS揚(yáng)聲器和MEMS運(yùn)動(dòng)集成傳感器(將加速度計(jì)、陀螺儀和電子羅盤(pán)集成在同一塊MEMS上)不但可以減小體積、降低功耗,而且在性能上有更大的提升;MEMS能源搜集器件、MEMS熱電堆、燃料電池等將使得手機(jī)的供電時(shí)間延長(zhǎng)至數(shù)個(gè)月,能夠從根本上解決當(dāng)前移動(dòng)終端的供電問(wèn)題。
從拓展功能方面看,MEMS環(huán)境傳感器可以自動(dòng)判斷手機(jī)所處的海拔高度、周邊的溫度和濕度,甚至是空氣質(zhì)量,為用戶(hù)特別是運(yùn)動(dòng)員、老人或病人提供所需的信息;MEMS人體傳感器(可以植入手機(jī)中,也可以植入與手機(jī)通信的可穿戴設(shè)備中),可以自動(dòng)感知人體的生理參數(shù)(如血壓、血糖、脈搏、心跳等),成為遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)健康信息監(jiān)測(cè)終端,甚至可以感知人的心理狀態(tài)(喜悅、恐慌、焦慮、失眠等),配合后臺(tái)的大數(shù)據(jù)系統(tǒng),自動(dòng)為用戶(hù)提供反饋和指導(dǎo);MEMS距離傳感器(基于紅外或激光)可以探測(cè)到附近物體距離手機(jī)的距離,從而判斷用戶(hù)的意圖,自動(dòng)調(diào)整工作狀態(tài)。至于這些MEMS感知的數(shù)據(jù)(地理位置、壓力、溫度、濕度、震動(dòng)、距離等)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合以后能夠產(chǎn)生多少新的應(yīng)用,也許遠(yuǎn)遠(yuǎn)比人們想象到的多得多。展望未來(lái),手機(jī)在信息感知方面將會(huì)基本實(shí)現(xiàn)依賴(lài)MEMS器件,從聲音、圖像、壓力、溫度、地理位置等。手機(jī)正在從原始的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信功能、互聯(lián)網(wǎng)終端功能發(fā)展到具有用戶(hù)全部信息感知和自動(dòng)分析及判斷的完整智能功能。
智能終端將帶動(dòng)MEMS產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速增長(zhǎng)。根據(jù)YoleDevelopment的估計(jì),2012年至2018年,智能終端的MEMS器件市場(chǎng)GAGR將高達(dá)20%,到2018年超過(guò)64億美元。預(yù)計(jì)2018年每部手機(jī)和平板電腦中都會(huì)集成5至10個(gè)MEMS器件。從細(xì)分領(lǐng)域來(lái)看,現(xiàn)在手機(jī)中已普遍配置的加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、BAW和麥克風(fēng)等MEMS器件保持相對(duì)低速增長(zhǎng),從2013年的16億美元增加值2018年的27億美元,其中麥克風(fēng)和BAW仍然是金額最大的MEMS器件。值得注意的是,目前剛剛開(kāi)始進(jìn)入甚至還沒(méi)有進(jìn)入手機(jī)的部分MEMS新器件或集成器件,將成為未來(lái)手機(jī)MEMS器件的主力軍,如MEMS濕度傳感器、射頻轉(zhuǎn)換器、運(yùn)動(dòng)集成傳感器、顯示器件、計(jì)時(shí)器件、紅外器件等,將實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng),特別是MEMS攝像頭(自動(dòng)對(duì)焦器)將從2013年的近乎為零增長(zhǎng)到2018年的近5億美元。
五、CITE2014風(fēng)向標(biāo)之智慧城市:未來(lái)發(fā)展的三大趨勢(shì)
隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,使得人口高度集中于大城市,并衍生出諸如能源、水資源、交通、防災(zāi)、環(huán)境、教育、衛(wèi)生、治安、醫(yī)療護(hù)理等等問(wèn)題。為有效解決這些問(wèn)題,近年來(lái)各國(guó)政府對(duì)智慧城市(SmartCity)的推展不遺余力,并已展開(kāi)超過(guò)400項(xiàng)的計(jì)劃,希望通過(guò)信息通信技術(shù)的力量,提供居民更便利的服務(wù)。
根據(jù)日經(jīng)BP社CleanTech研究所《全球智慧城市研究報(bào)告》指出,由智慧城市的架構(gòu)中所發(fā)展出來(lái)的服務(wù)涵括行政服務(wù)、家庭網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療保健、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、智能城鄉(xiāng)、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、智能交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)、能源等八類(lèi)與民眾生活息息相關(guān)的智慧新服務(wù),預(yù)計(jì)到2030年時(shí),其市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1000兆日?qǐng)A,并呈現(xiàn)出三大趨勢(shì):
一是委托民間私營(yíng)企業(yè)進(jìn)行分工,高度提升效率的行政服務(wù)。例如美國(guó)喬治亞州的沙泉市(SandySprings)借助公私合營(yíng)方式,將包括市民服務(wù)中心、網(wǎng)站經(jīng)營(yíng)、公共事業(yè)招標(biāo)、稅金征收、公共交通網(wǎng)的規(guī)劃等行政業(yè)務(wù),大量外包給民間企業(yè),市府僅聘用5名職員;通過(guò)市民滿(mǎn)意度調(diào)查機(jī)制,掌握外包質(zhì)量,讓市政府運(yùn)作更有效率。
二是為醫(yī)療、健康與自然共生等方向,提供舒適居住的環(huán)境。位于中國(guó)最南方的海南島,利用其東岸的萬(wàn)泉河中州上的樂(lè)島,建設(shè)成長(zhǎng)期療養(yǎng)的觀光地,除引進(jìn)世界最先進(jìn)的醫(yī)療服務(wù),同時(shí)考慮到環(huán)境問(wèn)題,在中州及河川的兩岸規(guī)定只能行駛電動(dòng)車(chē),利用太陽(yáng)能發(fā)電或電力發(fā)電系統(tǒng)創(chuàng)造再生能源,降低二氧化碳排放量,以建設(shè)一個(gè)宜人居的新城鎮(zhèn)。
三是提供社群層級(jí)而非個(gè)人化的服務(wù)。過(guò)去的行政服務(wù)一直是以社群為單位,但隨著整合了健康醫(yī)療、交通運(yùn)輸、能源等各種服務(wù)的平臺(tái)出現(xiàn),今后各種服務(wù)之間很可能延伸發(fā)展出互相結(jié)合的新服務(wù)。例如車(chē)輛共享服務(wù),即是通過(guò)有車(chē)人士與簽約會(huì)員,共同使用特定車(chē)輛(多人共享一臺(tái)車(chē)),提高車(chē)輛運(yùn)轉(zhuǎn)率,使得所需的車(chē)輛總數(shù)量減少,減輕環(huán)境的負(fù)擔(dān)。
六、CITE2014風(fēng)向標(biāo)之LED照明:近期的產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
2014年以來(lái),LED背光和照明市場(chǎng)需求旺盛,芯片、封裝和應(yīng)用廠(chǎng)商訂單飽滿(mǎn)。業(yè)界普遍認(rèn)為,LED暴發(fā)將于今年四季度開(kāi)啟,接下來(lái)將迎來(lái)七至八年的繁榮期。
權(quán)威數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),到2020年全球照明市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1500億美元,較2010年的1340億美元增長(zhǎng)11.9%。雖然整體規(guī)模增長(zhǎng)不大,但是照明產(chǎn)品結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生明顯變化。其中,LED照明市場(chǎng)份額將由2010年的50億美元左右增加到750億美元。也就是說(shuō)10年擴(kuò)張15倍。此外,根據(jù)臺(tái)灣拓?fù)洚a(chǎn)業(yè)研究所的數(shù)據(jù),目前全球LED照明的滲透率僅為10%,到2015年或最遲2020年,滲透率達(dá)到50%。
來(lái)自L(fǎng)ED一線(xiàn)企業(yè)家感受同樣樂(lè)觀,認(rèn)為L(zhǎng)ED產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)空間巨大,成為第二個(gè)光伏絕無(wú)可能。原因在于LED屬于消費(fèi)類(lèi)電子,消費(fèi)類(lèi)電子最大的特點(diǎn)就是應(yīng)用非常廣泛,市場(chǎng)極其廣闊。LED市場(chǎng)大暴發(fā)的臨界點(diǎn)已近,未來(lái)七到八年將迎來(lái)產(chǎn)業(yè)繁榮期。
事實(shí)上,由于芯片和散熱材料成本過(guò)高,長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),LED產(chǎn)品尤其是照明產(chǎn)品的應(yīng)用廣度受到了制約。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2013年初,LED照明購(gòu)置成本是普通節(jié)能燈的7-8倍,是帶調(diào)光功能節(jié)能燈的2倍。比如,歐美主流品牌廠(chǎng)商的LED照明產(chǎn)品售價(jià)為19美元/千流明,而普通節(jié)能燈僅售2.5美元/千流明,帶調(diào)光功能節(jié)能燈也只要10美元/千流明。但LED照明可節(jié)省成本的地方很多,空間不小。未來(lái)芯片有望繼續(xù)下降20%,散熱鋁材能省30%。隨著芯片繼續(xù)降價(jià),同時(shí),芯片發(fā)光效率提升,散熱裝置大量簡(jiǎn)化,LED照明產(chǎn)品價(jià)格正在不斷逼近節(jié)能燈。根據(jù)2013年5月京東商城數(shù)據(jù),某照明品牌800流明的產(chǎn)品(等效60w白熾燈亮度)售價(jià)僅為50元人民幣,折合為10美元/千流明。如果考慮到出口退稅的因素,出口售價(jià)約為9美元/千流明。這已經(jīng)可以和帶調(diào)光功能節(jié)能燈“分庭抗禮”了。LED光源到2014年初即可下滑到15美元/千流明,部分激進(jìn)的亞太地區(qū)照明廠(chǎng)商的光源價(jià)格將降入8美元/千流明。大概2-3年,LED照明產(chǎn)品成本便會(huì)下降到對(duì)全球節(jié)能燈的大規(guī)模替代的臨界替代點(diǎn)(5美元)。
業(yè)界預(yù)測(cè),LED照明市場(chǎng)可能在今年第四季度或者明年第一季度爆發(fā)。分產(chǎn)品看,LED對(duì)傳統(tǒng)光源產(chǎn)品大規(guī)模替代可能率先在商用照明領(lǐng)域尤其是需要調(diào)光功能的細(xì)分市場(chǎng)展開(kāi)。分區(qū)域看,歐洲和日本等工商業(yè)電價(jià)較高地區(qū)可能率先啟動(dòng)。以日本為例,使用LED光源較普通節(jié)能燈多出的成本,兩年就能收回。預(yù)計(jì)2015年初,歐洲和日本的家用LED照明市場(chǎng)將啟動(dòng)。同時(shí),發(fā)展中國(guó)家的工商業(yè)照明市場(chǎng)也會(huì)啟動(dòng)。
七、CITE2014風(fēng)向標(biāo)之移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng):未來(lái)發(fā)展的五大焦點(diǎn)
隨著智能手機(jī)的普及、3G及超3G時(shí)代的到來(lái)及各種應(yīng)用的推出,在產(chǎn)業(yè)鏈各方的推動(dòng)下,互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)從電腦走向手機(jī)及其他移動(dòng)設(shè)備,從辦公室、書(shū)房走向口袋,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和有線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)融合的速度加快。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)主要占據(jù)的是人們的上下班途中的時(shí)間、外出旅行時(shí)間、等候時(shí)間及在外的休閑娛樂(lè)時(shí)間,使人們能夠便捷地享受互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù),將互聯(lián)網(wǎng)延伸至大眾生活的全天候24小時(shí)。未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)主要呈現(xiàn)出六大發(fā)展趨勢(shì)。
一是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)超越PC互聯(lián)網(wǎng),引領(lǐng)發(fā)展新潮流。有線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)(又稱(chēng)PC互聯(lián)網(wǎng)、桌面互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng))是互聯(lián)網(wǎng)的早期形態(tài),移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)(無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng))是互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)。PC機(jī)只是互聯(lián)網(wǎng)的終端之一,智能手機(jī)、平板電腦、電子閱讀器(電紙書(shū))已經(jīng)成為重要終端,電視機(jī)、車(chē)載設(shè)備正在成為終端,冰箱、微波爐、抽油煙機(jī)、照相機(jī),甚至眼鏡、手表等穿戴之物,都可能成為泛終端。
二是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)行業(yè)融合,催生新的應(yīng)用模式。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的推動(dòng)下,傳統(tǒng)行業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的融合正在呈現(xiàn)出新的特點(diǎn),平臺(tái)和模式都發(fā)生了改變。這一方面可以作為業(yè)務(wù)推廣的一種手段,如食品、餐飲、娛樂(lè)、航空、汽車(chē)、金融、家電等傳統(tǒng)行業(yè)的APP和企業(yè)推廣平臺(tái),另一方面也重構(gòu)了移動(dòng)端的業(yè)務(wù)模式,如醫(yī)療、教育、旅游、交通、傳媒等領(lǐng)域的業(yè)務(wù)改造。
三是云計(jì)算的這種模式的普及,使網(wǎng)絡(luò)資源得到最大化的運(yùn)用。而這種網(wǎng)絡(luò)化資源一定是全球性的。個(gè)人的配置再高、硬盤(pán)再大,計(jì)算能力和存儲(chǔ)量始終是有限的。有了云計(jì)算這種模式,全世界的資源就可以為個(gè)人所用,而且這些信息不在個(gè)人設(shè)備里。云計(jì)算使得全球性的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)變成個(gè)人的計(jì)算平臺(tái)、分享模式。所以,云計(jì)算遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了單個(gè)設(shè)備的能力,使所有的擴(kuò)展性資源實(shí)現(xiàn)按需服務(wù)。
四是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式多樣化,細(xì)分市場(chǎng)繼續(xù)發(fā)力。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)入快車(chē)道,網(wǎng)絡(luò)、終端、用戶(hù)等方面已經(jīng)打好了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),不盈利的情況已開(kāi)始改變,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)已融入主流生活與商業(yè)社會(huì),貨幣化浪潮即將到來(lái)。
移動(dòng)游戲、移動(dòng)廣告、移動(dòng)電子商務(wù)、移動(dòng)視頻等業(yè)務(wù)模式流量變現(xiàn)能力快速提升。
五是大數(shù)據(jù)挖掘成藍(lán)海,精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)潛力凸顯。隨著移動(dòng)帶寬技術(shù)的迅速提升,更多的傳感設(shè)備、移動(dòng)終端隨時(shí)隨地地接入網(wǎng)絡(luò),加之云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的帶動(dòng),移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)也逐漸步入“大數(shù)據(jù)”時(shí)代。目前的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域,仍然是以位置的精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)為主,但未來(lái)隨著大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)數(shù)據(jù)挖掘的不斷深入,針對(duì)用戶(hù)個(gè)性化定制的應(yīng)用服務(wù)和營(yíng)銷(xiāo)方式將成為發(fā)展趨勢(shì),它將是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的另一片藍(lán)海。
八、CITE2014風(fēng)向標(biāo)之動(dòng)力電池:多種電池各顯神通、百花齊放
隨著世界范圍石油資源匱乏與環(huán)境污染的加劇,車(chē)輛能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和新能源產(chǎn)業(yè)已成為全球科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。電動(dòng)汽車(chē)作為新一代環(huán)境協(xié)調(diào)型交通工具的發(fā)展方向已被形成共識(shí)。近幾年內(nèi),混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、各種純電動(dòng)車(chē)和電動(dòng)自行車(chē)將得到快速發(fā)展。全球環(huán)保要求的提高和電動(dòng)車(chē)等新型交通工具的發(fā)展,將推動(dòng)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。車(chē)用動(dòng)力電池將對(duì)21世紀(jì)的能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重大和深遠(yuǎn)的影響。根據(jù)全球汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),隨著汽車(chē)功能的增加,如滿(mǎn)足駕乘人員舒適性要求的電加熱座椅、電動(dòng)液壓制動(dòng),滿(mǎn)足環(huán)保要求的催化劑轉(zhuǎn)換器預(yù)熱,滿(mǎn)足環(huán)保和節(jié)能要求的油電混合動(dòng)力(輕度混合)以及新型汽車(chē)電器的增加,汽車(chē)對(duì)蓄電池功率的要求也將提高,汽車(chē)電源系統(tǒng)將由現(xiàn)在的12V/14V逐步向36V/42V過(guò)渡,該變化要求電池不僅能滿(mǎn)足起動(dòng)型電池的要求,同時(shí)要滿(mǎn)足動(dòng)力型電池的要求,既為鉛蓄電池的發(fā)展帶來(lái)了商機(jī),也為氫鎳、鋰離子等其他新型二次電池帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇,同時(shí)為油電混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)向中度和高度混合發(fā)展創(chuàng)造了條件。據(jù)報(bào)道,全球發(fā)達(dá)國(guó)家完成汽車(chē)電源系統(tǒng)轉(zhuǎn)換大多都在2020年之前,汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展將推動(dòng)動(dòng)力電池需求增長(zhǎng)。
傳統(tǒng)的鉛蓄電池由于性?xún)r(jià)比高、大功率性能優(yōu)異、性能可靠等優(yōu)勢(shì),在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),作為汽車(chē)起動(dòng)型電源仍不會(huì)被其他系列的電池所取代;在輕度混合的油電混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)以及牽引、搬運(yùn)等部分純電動(dòng)車(chē)輛中,仍將是主要電源之一;在欠發(fā)達(dá)國(guó)家,作為電動(dòng)自行車(chē)電池仍將占有較大比重。鉛蓄電池作為動(dòng)力電池因環(huán)境保護(hù)和替代產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)等因素,發(fā)展將受到一定的限制。鎘鎳電池作為電動(dòng)工具電池在短時(shí)間內(nèi)仍不會(huì)被淘汰,因歐盟等國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的出臺(tái),其他動(dòng)力電池將受到禁止。氫鎳電池仍將是純電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的主要電源之一,因鎳價(jià)大幅度上漲和電池組一致性差等技術(shù)問(wèn)題,競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)下降。燃料電池等新型電池因技術(shù)成熟度和成本等問(wèn)題,近期不可能成為動(dòng)力電池的主流產(chǎn)品。鋰電池隨著一些新型材料產(chǎn)業(yè)化,性能不斷提高,售價(jià)不斷下降,作為小型動(dòng)力電池將得到快速發(fā)展,中期將成為動(dòng)力電池的主導(dǎo)產(chǎn)品。LiMn2O4、LiFePO4等新型正極材料的研發(fā)成功和產(chǎn)業(yè)化使鋰電池的安全性得到提高,成本大幅度下降。電池本身的技術(shù)進(jìn)步和保護(hù)系統(tǒng)性能的改善,使鋰電池的安全性問(wèn)題基本得到解決。較小容量的動(dòng)力電池在日本等國(guó)已批量使用。但大容量電池(特別是LiCoO2系列)的安全性問(wèn)題仍需進(jìn)一步探討。動(dòng)力型鋰電池性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)將越來(lái)越顯現(xiàn)。隨著新型材料和電池的規(guī)模化生產(chǎn),電池價(jià)格下降的空間較大,售價(jià)在近幾年內(nèi)有望達(dá)到2元/Wh以下,遠(yuǎn)期可達(dá)到1~1.5元/Wh,綜合使用成本有望接近鉛蓄電池。LiMn2O4和LiFePO4將成為最有希望的鋰電池正極材料,材料本身的弱點(diǎn)有望通過(guò)摻雜等研究獲得進(jìn)一步突破。日本配備鋰電池的電動(dòng)自行車(chē)已批量投放市場(chǎng);我國(guó)蘇州星恒電源等公司已批量投產(chǎn)電動(dòng)自行車(chē)用鋰電池。配備鋰電池的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)已在多個(gè)國(guó)家(包括我國(guó))試驗(yàn)或批量應(yīng)用試驗(yàn)。動(dòng)力鋰電池的性能將會(huì)有新的突破,成本有望大幅度下降。國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)政策將有利于鋰電池、氫鎳電池等“環(huán)保型”電池的發(fā)展。國(guó)內(nèi)外對(duì)含有害物質(zhì)電池的管理要求的提高,將使含鉛、鎘等重金屬電池的經(jīng)營(yíng)成本提高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降,也給“環(huán)保型”電池帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇。
動(dòng)力電池的市場(chǎng)前景十分誘人,技術(shù)成熟度、產(chǎn)品性能、生產(chǎn)成本和環(huán)境污染是影響產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。新型動(dòng)力電池商品化進(jìn)程主要受制于技術(shù)突破和售價(jià),隨著新材料技術(shù)的進(jìn)步,其發(fā)展次序可能會(huì)打破常規(guī)。市場(chǎng)突破取決于技術(shù)的結(jié)合,電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,必須靠機(jī)械、電子、電化學(xué)、自動(dòng)化、材料工程等多學(xué)科現(xiàn)代化技術(shù)的有效結(jié)合。
隨著世界能源的緊缺和對(duì)汽車(chē)尾氣排放法規(guī)的增多,新型動(dòng)力能源是發(fā)展的必然趨勢(shì),這種電池動(dòng)力能源汽車(chē)更是大勢(shì)所趨,然而因?yàn)榧夹g(shù)的原因,這些多種形式的動(dòng)力電池也僅僅是比亞迪公司一家大規(guī)模投入市場(chǎng)應(yīng)用。未來(lái)的動(dòng)力電池也將會(huì)是各個(gè)汽車(chē)廠(chǎng)商重點(diǎn)研發(fā)的方向,對(duì)于世界龐大的汽車(chē)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)更是有非常巨大的市場(chǎng)前景。
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