2010年，AIoT首次写入政府报告中，AIoT概念在数字主线（digital thread）和边缘分析（edge analytics）技术附近达到炒作高峰，但很快因技术能力不足和缺乏富有创造力的应用，泡沫破裂而归于沉寂。
AIoT回归暗潮涌动的蓝海市场。
AIoT在经过长期发展，在各种终端应用中反复试探和淘汰，技术逐渐成熟，产业发展进入平稳期。2020年的疫情，助推了终端需求数字化转型，而AIoT 在数字化转型浪潮中，普及进程得以提速。
时隔十年，AIoT市场再掀浪潮，AIoT芯片长景气周期已至。从本文开始，我们将通过“智联未来系列”为大家详细解读AIoT技术和应用的发展现状。
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AIoT是什么？
很简单，AIoT（人工智能物联网）就是AI（人工智能）和IoT（物联网）组成的CP。这对好嗑的CP是一种新的IoT应用形态，而不是一种新技术。物联网负责采集底层数据，人工智能进行技术处理、分析数据并实现相应功能，两项技术分工合作又相互促进，在实际应用中拥抱彼此，落地融合。
AIoT的最终追求是形成一个智能化生态体系，在这套体系内，能够实现不同智能终端设备之间、不同系统平台之间、不同应用场景之间的互融互通，形成真正智能化的万物互联。
AIoT 主要分为感知层、传输层、平台层和应用层：
- 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；
- 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；
- 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；
- 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。
万物互联，没有传输就无法互联。无线传输是AIoT产业的基础关键技术，无线通信芯片是实现数据互连和交互的核心底层硬件，支撑着AIoT产业的可持续性发展。
那么，哪些无线传输技术在为 AIoT 打 Call？
无线通信IC的发展焦点在哪里？
平台层有哪些内容值得关注？
欲知答案如何，各位读者请往下看！
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无线传输101，各个精彩显神通
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。
在局域网通信技术中，ZigBee、Wi-Fi 和蓝牙三足鼎立，覆盖了智能终端（智能家居 可穿戴）、智能工业、智能楼宇等多个应用场景。
在广域网通信中，NB-IoT和LoRa相爱相杀，相互竞争的同时又在多个场景下保持互补。
高速低功耗的Wi-Fi 6
Wi-Fi 6是新一代 802.11ax 标准的简称，理论传输速度最高可达9.6 Gbps，网络时延也从30ms降低到了20ms。Wi-Fi 6还包括MU MIMO 技术（多用户-多输入多输出）、OFDMA 频分复用技术、TWT 目标唤醒等，能够实现多设备的同时传输，大大提升了传输效率，并且降低了系统功耗。
▲Wi-Fi 6 的主要应用场景
数据来源：华为 《Wi-Fi6 与 5G 技术及应用场景白皮书》
5G是一种广域网技术，主要用于室外，而使用Wi-Fi 6可以解决5G室内覆盖成本高、终端兼容性差的问题，并且等到Wi-Fi 6成果接入5G核心网，用户在室内外场景切换时，也将始终享受高速率的传输体验。
拓宽 AIoT多场景应用的蓝牙5.0
蓝牙 5.0 标准的近距离传输速度上限为2Mbps，数据吞吐量1400kbps；长距离传输1Mbps，数据吞吐量380kbps。理论上，5.0标准的传输距离可以达到300米，并且功耗大大降低，这些特性使蓝牙更适合智能家居、可穿戴设备等AIoT应用。与此同时，利用蓝牙mesh可以为楼宇自动化、无线传感器网络、资产跟踪等应用场景提供理想解决方案。
联通智能家居的ZigBee
ZigBee 是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，相比Wi-Fi和蓝牙有更低功耗。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）、ZigBee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，这重要的一步使ZigBee成为智能家居行业的主力军。
未来可期的NB-IoT
NB-IoT，即窄带物联网，具有广覆盖、大连接、低功耗和低成本的技术特点，在2020年正式纳入 5G 标准，将继承2G 退网后的低速物联网市场。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的协同发力，NB-IoT将在多个物联网领域内发挥其价值。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。
安全与灵活并存的 LoRa
LoRa 是全球范围内应用最广泛的非授权频谱广域通信网络，它既有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IoT细分市场。
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无线通信IC需求大爆发，国内外厂商竞争激烈
随着AIoT 应用端多场景需求爆发，平台层生态逐步完善，智能硬件连接数进一步增多，单品智能化程度也大步提升，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。根据 Techno Systems Research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。
物联网Wi-Fi机会多多，国内外厂商同等竞争
截止到目前为止，支持 Wi-Fi 6 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-Fi 6标准的芯片出货量仍处于初级阶段，预计 2023年Wi-Fi 6芯片的中国市场规模将达到240亿元，渗透率达到90%，市场潜力巨大。
▲Wi-Fi MCU应用领域占比（%）
数据来源：华经情报网，国泰君安证券研究
就物联网 Wi-Fi产品而言，目前主要以Wi-Fi MCU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，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Wi-Fi产品的出货。
在未来，融入AI人工智能算法的Wi-Fi AIoT芯片有望逐步成为主流，进一步实现语音交互和图象处理功能，乐鑫科技、博通集成已经在这方面开始布局。
蓝牙芯片需求量不断飙升，BLE市场垄断严重
低功耗双模蓝牙设备逐渐成为平台标准设备，它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，在蓝牙设备中占比最大；而单模蓝牙芯片仅支持低功耗传输功能的芯片，因此占比较少。根据 ABI Research 的数据，预计2024年出货的所有平台设备（手机、平板、笔记本电脑）将 100%支持经典和低功耗两种蓝牙无线电版本。
多种AIoT应用场景落地和技术进步推动着智能互联设备的需求量不断飙升，从而不断扩大蓝牙数传芯片的市场规模，其中语音控制前端设备在智能家居中将作为前哨，带来大规模爆发，预计到 2024 年全球蓝牙语音控制前端设备出货量将达到 77%的增长。
在整体市场规模上，全球BLE市场规模将达到55.2亿美元，但国内企业的竞争力不足。Nordic 在BLE芯片市场几乎保持垄断地位，其市场份额几乎一直保持在40%以上，而TI、SiLabs、Dialog等国外厂商也在第一梯队。
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。
从细分市场开始，国产无线通信IC大有作为
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（Silicon Lab）等国外企业占据；在国内企业中，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。
NB-IoT芯片领域的龙头公司包括高通、联发科、华为海思、中兴微电子等，如芯翼信息、移芯通信等初创公司也有上佳表现。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。
随着 Semtech将LoRa芯片开放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，LoRa芯片领域将更加市场化。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%。
▲中国LoRa产业市场规模（亿元）
数据来源：《中国 LoRa 市场研究报告》，国泰君安证券研究
多协议集成 AI 算法集成是主流趋势
为了让终端能够适应不同场景，改善用户的体验，物联网的智能终端通常会包含多个无线传输协议，而AI算法的加入将提高整体效率，因此多协议集成 AI算法集成是无线通信芯片的主流趋势，而对于企业来说，“一站式”服务可以作为主要竞争力。
例如：
- 高通 QCA4020 芯片能够支持 Wi-Fi 2.4GHz/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，显著提升产品性能；
- 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，并且持续拓展在 AI 技术领域的研发，使其产品能够支持多层次的 AI 应用技术，进而增强产品竞争力；
- 博通集成产品 7271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，并且支持星型的、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。
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平台层持续完善，PaaS值得关注
平台层在物联网体系中起到承上启下的作用，连接传输层和应用层。物联网平台的作用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。通过物联网平台，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。
在平台层服务中，PaaS （平台即服务，platform as a service）完美适用于 IoT。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。当今的物联网平台很多都建立在 PaaS 之上，例如阿里云、百度云等等。
▲全球物联网 PaaS 市场规模
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
AIoT这片蓝海市场潜力无限大，无线传输技术作为海水水体承载着海量数据群，无线通信芯片则是支撑海域发展的定海神针，平台层如同海洋中的氧气源源不断地供养应用场景的诞生和发展，整个生态系统正在逐步完善中，但仍需要注入更多活力。
那么，AIoT应用的表现力如何？请锁定下期《智联未来系列｜AIoT应用场景全速前进，消费安防率先爆发》。
