物联网白皮书（2020年）

物物 联联 网网 白白 皮皮 书书（2020 年）年）中国信息通信研究院中国信息通信研究院 2020年年12月月 版权声明版权声明本白皮书版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明本白皮书版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院来源：中国信息通信研究院”。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。违反上述声明者，本院将追究其相关法律责任。致致 谢谢 本白皮书编制过程中受到物联网智库大力支持，特此感谢！白皮书编制团队：陈敏、关欣、马宝罗、罗佳琦、唐雷、余思聪、王哲、吴冲、李璐、夏立强 前前 言言 本次是中国信息通信研究院第六次发布物联网白皮书，物联网已历经超过十年的发展时期，尤其是近几年，物联网的发展动能不断丰富，市场潜力获得产业界普遍认可，发展速度不断加快，技术和应用创新层出不穷，物联网高速发展已成必然之势。随着物联网被明确定位为我国新型基础设施的重要组成部分，成为支撑数字经济发展的关键基础设施，其面临的碎片化、安全风险、成本高必将成为未来规模化发展的关键难题。本白皮书从用户侧和供给侧出发，分析物联网三大核心问题的需求，总结问题涉及关键环节的发展现状及问题，给出针对性策略建议，希望能够与业内同仁共享成果，共谋发展，共话未来！目目 录录 一、物联网发展最新态势.1（一）物联网全球连接数持续上升，产业物联网将后来居上.1（二）物联网长期发展呈现三大态势.5（三）面向不同应用场景的基础设施不断进行整合探索.6（四）物联网互联互通从企业侧利益互补到用户价值为核心转变.7（五）物联网群体智能、开源模型两种生态拓展方式齐头并进.8（六）物联网安全推进力度加强，部分国家监管从自愿向强制过渡.10 二、物联网碎片化整合探索进展及问题.12（一）物联网碎片化需要解决的问题.13（二）eSIM技术实现终端与运营商解耦.13（三）操作系统三条路径同步发展，适配多样化终端需求.15（四）以地基网络为核心，建设网随人动的混合型网络基础设施.17（五）IPv6与物联网的携手推进万物互联.19（六）跨层级整合、集聚效应、物模型三种模式加快基础资源开放和打通.21（七）AIoT发展基础不断成熟，推动端管云一体化打通.23 三、物联网安全面临新形势和新风险.25（一）物联网安全发展环境现状及问题.26（二）新技术融合增大物联网安全风险.28（三）核心技术对外依赖度高，供应链安全问题凸显.30 四、物联网成本降低形成四大主要推进方式.32（一）先期采用补贴方式促使模组成本降低和应用规模发展的螺旋迭代.33（二）采用新型低成本网络技术覆盖更多应用场景、实现短期规模商用.35（三）探索采用开源方式缓解芯片应用成本.37（四）通用型、垂直型平台演化出三种主流模式回笼成本.39 五、物联网规模化推进建议.41（一）持续强化物联网政策、资金、宣传推广支撑.41（二）政企联合推进物联网关键环节整合.41（三）加强物联网安全建设，保障物联网规模应用安全需求.45（四）鼓励产业化力量推进物联网关键环节成本降低.45 图图 目目 录录 图 1 2019 年-2025 年中国物联网连接数（亿）.2 图 2 国内移动物联网连接数.2 图 3 2020 年我国物联网卡行业占比（截止 2020 年 8 月底）.3 图 4 国内产业/消费物联网连接数预测(十亿).3 图 5 典型物联网操作系统.15 图 6 空天地一体化通信网络应用前景.17 图 7 各类企业的 AIoT 布局.25 图 8 全球物联网安全事件频发.26 图 9 2019 年我国芯片进口统计.31 图 10 物联网项目未通过概念验证阶段的失败原因.33 图 11 2016-2018 年移远通信模组平均价格走势图（单位：元/个）.34 图 12 中国移动物联网连接增速和收入增速对比.35 表表 目目 录录 表 1 主流咨询公司物联网连接数预测.1 物联网白皮书（2020 年）1 一、物联网发展最新态势物联网发展最新态势（一）物联网全球连接数持续上升，产业物联网将后来居上（一）物联网全球连接数持续上升，产业物联网将后来居上 全球物联网仍保持高速增长。物联网领域仍具备巨大的发展空间，根据 GSMA 发布的The mobile economy 2020（2020 年移动经济）报告显示，2019 年全球物联网总连接数达到 120 亿，预计到2025 年，全球物联网总连接数规模将达到 246 亿，年复合增长率高达 13%。2019 年全球物联网的收入为 3430 亿美元（约人民币 2.4 万亿元），预计到2025年将增长到1.1万亿美元（约人民币7.7万亿元），年复合增长率高达 21.4%。我国物联网连接数全球占比高达 30%，2019 年我国的物联网连接数 36.3 亿，其中移动物联网连接数占比较大，已从 2018 年的 6.71 亿增长到 2019 年底的 10.3 亿1。到 2025 年，预计我国物联网连接数将达到 80.1 亿，年复合增长率 14.1%。截止2020 年，我国物联网产业规模突破 1.7 万亿元，十三五期间物联网总体产业规模保持 20%的年均增长率2。表 1 主流咨询公司物联网连接数预测 数据来源：爱立信、GSMA、IoT Analytics、Machina Research 1 数据来源：工信部 2019 年通信业统计公报 2 数据来源：中国信息通信研究院物联网十三五评估报告 物联网白皮书（2020 年）2 数据来源：GSMA 图 1 2019 年-2025 年中国物联网连接数（亿）数据来源：工业和信息化部 图 2 国内移动物联网连接数 物联网连接数结构将发生改变。消费物联网因受众群体基数大、用户需求相对单一、支撑技术较为成熟、产品种类多样等特点取得先发优势，面向消费者或以消费者为最终用户的物联网应用如智能锁、智能音箱、可穿戴等智能家居产品占据当前大部分连接数。然而，随着物联网加速向各行业渗透，行业的信息化和联网水平不断提升，产业物联网连接数占比将提速，据 GSMA Intelligence 预测，产业物联网设备的联网数将在 2024 年超过消费物联网的设备数。2019 年中国物联网连接数中产业物联网和消费者市场各占一半，预计到 2025 年，物联网连接数的大部分增长来自产业市场，产业物联0 02020404060608080100100201920192020E2020E2021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E2.712.71 6.716.71 10.310.3 1212 0 05 5101015152017201720182018201920192020E2020E物联网白皮书（2020 年）3 网的连接数将占到总体的61.2%。根据不同咨询公司预测数据统计，智慧工业、智慧交通、智慧健康、智慧能源等领域将最有可能成为产业物联网连接数增长最快的领域。数据来源：中国信息通信研究院 图 3 2020 年我国物联网卡行业占比（截止 2020 年 8 月底）数据来源：GSMA 图 4 国内产业/消费物联网连接数预测(十亿)物联网的持续快速增长和占比变化受内部支撑能力和外部环境的双重影响。智慧家居智慧家居 43%43%车联网车联网 11%11%公共服务公共服务 8%8%智慧农业智慧农业 7%7%智慧物流智慧物流 5%5%零售服务零售服务 3%3%智慧工业智慧工业 1%1%智慧医疗智慧医疗 1%1%其它其它 21%21%1.81.8 2.22.2 2.62.6 3.13.1 3.63.6 4.24.2 4.94.9 1.81.8 2 2 2.22.2 2.42.4 2.62.6 2.92.9 3.13.1 0 02 24 46 68 81010201920192020E2020E2021E2021E2022E2022E2023E2023E2024E2024E2025E2025E产业物联网产业物联网 消费物联网消费物联网 物联网白皮书（2020 年）4 从外部环境来说，一是全球新冠疫情加速物联网应用。新冠疫情期间远程诊疗、智慧零售、公共场所热成像体温检测、智慧社区和家庭检测、疫情期间的交通管制、物流供应链、应急灾备、信息溯源等场景大量运用物联网技术，虽然目前全国疫情防控阻击战取得重大成果，但境外疫情暴发增长态势仍在持续。在疫情防控常态化条件下加快恢复生产生活秩序，统筹推进疫情防控和经济社会发展工作，有效应对外部环境变化，更需要物联网技术和应用深入地在民生、经济方面发挥作用。二二是 2020 年国家发改委官方明确新基建范围，物联网成为新基建的重要组成部分，物联网从战略新兴产业定位下沉为新型基础设施，成为数字经济发展的基础，重要性进一步提高。国家各部委高度重视物联网新基建发展，工业和信息化部发布关于深入推进移动物联网全面发展的通知，各地方政府制定顶层设计，将新基建纳入新阶段发展重点，物联网投资持续加大。三是全球经济进入经济衰退期，我国外部环境复杂，急需形成强大的内需动力，物联网成为加快经济结构调整步伐，提高经济发展的质量和效益，促进新业态新模式发展，增加高端供给、提振民生消费，促进内需释放的重要手段。从内部支撑能力来说，一是 5G R16 标准冻结，从技术层面支持物联网全场景网络覆盖。同时物联网网络基础设施建设加速，5G、LTE Cat1 等蜂窝物联网网络部署重点推进，成为物联网应用规模化的加速剂，网络新基建稳步推进传统基础设施的“数字+”、“智能+”升级。二是行业需求倒逼物联网支撑技术加快商用化进程。随着物物联网白皮书（2020 年）5 联网的行业渗透加速，工业、医疗、交通等行业应用对物联网支撑能力提出新的要求，边缘智能、算力网络、意图网络、人工智能等与物联网的结合需求急迫。（二）物联网长期发展呈现三大态势（二）物联网长期发展呈现三大态势 产业融合促进物联网形成“链式效应”。产业物联网的进一步发展对产品设计、生产、流通等各环节的互通提出新的需求，而“物联网+区块链”（BIoT）为企业内和关联企业间的环节打通提供了重要方式。链式效应主要体现在两个方面：一是基于 BIoT 完成产品某一环节的链式信息互通，如产品出厂后物流状态的全程可信追踪。二是基于 BIoT 的更大范围的不同企业间价值链共享，如多个企业协同完成复杂产品的大规模出厂，其中涉及产品不同部件协同生产，包括设计、供应、制造、物流等更多环节互通。智能化促进物联网部分环节价值凸显。一是端侧，随着物联网应用的行业渗透面不断加大，数据实时分析、处理、决策和自治等边缘智能化需求增加。据 IDC 相关数据显示，未来超过 50%的数据需要在网络边缘侧分析、处理和存储。边缘智能的重要性获得普遍重视，产业界正在积极探索边侧智能化能力提升和云边协同发展。二是业务侧，据 GSMA 最新预测显示，到 2025 年，物联网上层的平台、应用和服务带来的收入占比将高达物联网收入的 67%，成为价值增速最快的环节，而物联网连接收入占比仅 5%，因此物联网联网数量的指数级增加，以服务为核心、以业务为导向的新型智能化物联网白皮书（2020 年）6 业务应用将获得更多发展。互动化促进物联网向“可定义基础设施”迈进，与上层应用形成闭环迭代。“可定义物联网基础设施”是指用户可基于自身需求定制物联网软硬件基础设施的支撑能力。可定义基础设施包括面向不同行业需求的基础设施资源池，提供应用开发管理、网络资源调度、硬件设置等覆盖全面的共性支撑能力。现阶段，运营商等企业已经开始探索以业务需求为导向的网络基础设施自动配置能力，如意图网络、算力网络等。可定义基础设施有助于降低物联网应用开发复杂性，推动物联网规模化应用拓展，而物联网规模应用拓展则反向促进可定义基础设施持续升级、能力完备及整合，形成闭环迭代，实现能力的螺旋式上升。（三）面向不同应用场景的基础设施不断进行整合探索（三）面向不同应用场景的基础设施不断