文|芯世相
疫情居家辦公,不少人面對一邊是廚房的一日三餐,一邊或許還有老人小孩及寵物需要悉心照顧,宅家+消費升級一同帶動智能家居設(shè)備需求的暴增,今年,中國智能家居設(shè)備市場出貨量預(yù)計將突破2.6億臺。全屋智能家居,正覆蓋到越來越多普通家庭,帶我們換一種方式打開生活:動動手指,動動嘴巴,就能讓燈光自動熄滅,在床上就能拉開窗簾,垃圾不用親手打包,地板在不經(jīng)意間就被清潔干凈……
2020年疫情爆發(fā)后,受到消費電子特別是手機(jī)電子產(chǎn)能的擠壓,智能家居設(shè)備市場也經(jīng)歷了芯片短缺。經(jīng)過一段時間的復(fù)蘇,當(dāng)下以智能手機(jī)為首的消費電子升級走向拐點,面臨芯片砍單,但新興的智能家居設(shè)備的增長卻引入矚目(2022年有望達(dá)到17.1%)。目前智能音箱作為智能控制的入口之一,其存在的意義,很多時候取決于家里智能產(chǎn)品的多少,不少用戶望而止步。難道對智能家居的想象就止步于此了嗎?
01、智能家居市場概況
智能家居是一個以住宅為平臺,安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境。為達(dá)到理想的智能居住環(huán)境,就需要相關(guān)設(shè)施的集成。
1975年,第一套通用家庭自動化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通信協(xié)議X10誕生,單獨的電器設(shè)備開始向系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。1978年,其配套產(chǎn)品誕生,即16通道命令控制臺、一個燈模塊和一個設(shè)備模塊。不久,壁開關(guān)模塊和第一個X10計時器問世。1984年,美國聯(lián)合科技公司的“City Place Building”項目拉開了“智能型建筑”序幕。隨后,智能家居風(fēng)開始席卷全球。
彼時的80年代,電器三大件還是我國普通百姓家罕見的奢侈品,直到彩電、冰箱、洗衣機(jī)成為主流,它們更像是通了電的家具,孤立地待在某個角落,滿足我們生活的基本需求。如今一間智能房屋不再是科技的幻想,由芯片、傳感器等硬件構(gòu)成“一磚一瓦”,參與整個家居動線,網(wǎng)絡(luò)通信、安防、自動控制、音視頻等家居生活有關(guān)的設(shè)施集成中,對我們的日常起居,工作生活帶來了巨大的變革,重新定義居家生活。高效的生活取代繁瑣的家務(wù)時間,便利而不傻瓜,宅家也自有天地,節(jié)能環(huán)保,安全可靠,人居環(huán)境將有顛覆性的改善。
根據(jù)智能家居的分類,目前認(rèn)知度最高的是智能安防、智能照明、智能家電、智能影音這四大應(yīng)用領(lǐng)域,總體占中國智能家居產(chǎn)品市場份額的76%(2018年)。除此之外,還有智能中控、智能通訊(涵蓋樓宇對講)、智能門禁、智能感知等。
智能家居背靠著多元化的家智能設(shè)備,IDC 2022年3月公布的相關(guān)報告顯示,2021年第四季度中國智能家居設(shè)備市場出貨量為6,337萬臺,同比增長4.1%。2021年中國智能家居設(shè)備市場出貨量超過2.2億臺,同比增長9.2%。接近兩位數(shù)的出貨量背后,是中國智能家居市場的升級與調(diào)整,新的發(fā)展機(jī)會雨后春筍般涌現(xiàn)。
中國已成為全球最大的智能家居市場消費國。根據(jù)預(yù)測,2022年我國智能家居市場規(guī)??蛇_(dá)6515.6億元。
隨著AIoT、5G等技術(shù)日益成熟,智能家居行業(yè)正在從單品智能、智能互聯(lián)走向全面智能,進(jìn)入到全屋、主動和真正的智能階段。曾經(jīng)家裝的硬裝和軟裝多了一個“智裝”,并有可能成為標(biāo)配。
人們不再零散地購買智能電視、智能馬桶等智能家居產(chǎn)品充當(dāng)孤品,而是像家裝一樣“一站式”購買成套智能家居產(chǎn)品,以獲得真正的智能居住體驗。從入戶進(jìn)門,到燈光控制、窗簾控制,暖通新風(fēng)等基礎(chǔ)設(shè)施,都被賦予智能,傳統(tǒng)的電視、冰箱、洗衣機(jī)功能更加多元化、智能化,智能家居的中心從孤立的產(chǎn)品到單獨的使用場景,最終過渡到用戶個性化及居家動線。
未來全面智能的智能家居將有一個智能中樞,通過攝像頭、通訊芯片等硬件進(jìn)行深度學(xué)習(xí)、交互語言和頭像理解等多領(lǐng)域的技術(shù)集成,不斷提升技術(shù)的落地,硬件的穩(wěn)定性和兼容性,也為智能家居上游的芯片產(chǎn)業(yè)帶來了變化與機(jī)遇。
02、智能家居與芯片產(chǎn)業(yè)
對于漫長的芯片產(chǎn)業(yè)鏈來說,智能家居是下游終端新興應(yīng)用市場的一環(huán)。我們把視角聚焦,智能家居核心產(chǎn)業(yè)鏈,上游負(fù)責(zé)技術(shù)層,包括芯片等元器件供應(yīng)商、模塊廠商、傳感器廠商等。中游是全屋智能、單品智能以及傳統(tǒng)家電廠商,下游則是銷售層。
上游產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)智能家居傳輸層、感知層、計算層,芯片相關(guān)供應(yīng)商有無線通信相關(guān)芯片龍頭、傳感器供應(yīng)商、智能家居芯片方案商(如Marvell、ST、Silicon Labs、TI、高通)等。
除通信模塊供應(yīng)及計算層的AI平臺,我國在智能家居硬件方面本土化水平較低,但也形成了一定的智能家居國產(chǎn)芯片陣營,包括地芯科技、紫光展銳、萬高、聆思、飛比、力合微電子等。
智能家居產(chǎn)品需要的芯片種類繁多,核心是以下三類:主控芯片(MCU&SoC)、通信芯片、傳感器。
主控MCU芯片
智能家居等物聯(lián)網(wǎng)終端功能控制和實現(xiàn)的核心是MCU芯片。MCU由CPU、存儲器、各類端口構(gòu)成,是智能控制的核心部件,一臺微型電腦。和以往市場主流的8位及16位MCU相比,32位MCU因其高效的性能,近年來發(fā)展迅速,被廣泛應(yīng)用于智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。根據(jù) IC Insights 的數(shù)據(jù),32位MCU自2015年以來始終占據(jù)主導(dǎo)地位,得益于物聯(lián)網(wǎng)和智能汽車的發(fā)展,2021-2026 年 32 位 MCU 將以 9.4%的 CAGR 增長至 200 億美元。
據(jù)IHS數(shù)據(jù)統(tǒng)計,近五年中國MCU市場CAGR為7.2%,是同期全球MCU市場增長率的4倍,2019年中國MCU市場規(guī)模達(dá)到256億元。在中國市場,消費電子是 MCU 最大的應(yīng)用市場,占比約為 27%。
在智能家居時代,需要MCU承擔(dān)更多的功能,有一定的算力要求。盡管MCU市場被海外六家大廠ST、瑞薩、NXP、TI、英飛凌所瓜分,但近年來國產(chǎn)MCU的加速追趕,使得不少產(chǎn)品逐漸實現(xiàn)了平替。如兆易創(chuàng)新、比亞迪、海爾、芯海、國民技術(shù)等MCU廠商,都開始在MCU集成更多的功能。中穎電子和中微半導(dǎo)體在家電市場布局較早,有相對的市場優(yōu)勢。隨著美的、格力、海爾等家電巨頭布局芯片領(lǐng)域,國產(chǎn)MCU廠商將獲得持續(xù)的增長。
主控SoC芯片
SoC芯片(System on Chip)又稱系統(tǒng)級芯片、片上系統(tǒng),將CPU、GPU、NPU、存儲器、基帶、ISP、DSP等系統(tǒng)關(guān)鍵部件集成在一塊芯片上,可以實現(xiàn)完整系統(tǒng)功能的芯片電路。同MCU相比,SoC往往算力更強(qiáng),集成的功能更豐富,能支持運(yùn)行多任務(wù)的復(fù)雜系統(tǒng),價格也更昂貴。SoC一般承擔(dān)運(yùn)行計算的任務(wù)(例如實現(xiàn)語音識別功能),MCU大多用于執(zhí)行控制(例如電機(jī)驅(qū)動)。
以智能家居音頻和安防場景為例,藍(lán)牙SoC廠商有綜合型的高通、Nordic、聯(lián)發(fā)科等,專業(yè)型的有博通集成、炬芯科技、杰理、中科藍(lán)訊等,涉及智能音箱等智能家居設(shè)備。智能安防場景中,IPC SoC芯片廠商主要是華為海思、安霸、星宸、富瀚微、全志科技、瑞芯微等;NVR SoC和DVR SoC芯片廠商主要是華為海思、瑞芯微、富瀚微等。
在AI、5G技術(shù)的加持下,我國已經(jīng)逐步進(jìn)入萬物聯(lián)網(wǎng)時代,AIoT市場逐漸升溫,智能家居又是AIoT四大應(yīng)用領(lǐng)域之一,SoC芯片對人工智能化的推動不可忽視。SoC芯片集成了各芯片的功能,在各智能家居設(shè)備的傳感器中發(fā)揮作用,如生物識別傳感器SoC芯片、環(huán)境建模與定位導(dǎo)航(SLAM)專用SoC芯片等等。
我國SoC芯片行業(yè)的終端應(yīng)用增量市場發(fā)展前景廣闊,智能穿戴設(shè)備、智能家居、智慧物流、自動駕駛這些消費電子、商用電子及汽車電子等領(lǐng)域都為我國SoC芯片市場增長提供巨大動力,預(yù)計今年我國SoC芯片產(chǎn)量將達(dá)到185億塊。
通信芯片
智能家居設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵在于通信組網(wǎng)技術(shù),用到的通信芯片有Zigbee(短距離低速連接)芯片、Wi-Fi芯片、NB-IoT(蜂窩網(wǎng)絡(luò))芯片、藍(lán)牙芯片等。目前Wi-Fi和藍(lán)牙芯片在市場中處于主流地位,占比超過60%。代表廠商有高通、博通、TI、Nordic、NXP、Silicon Labs等海外無線通信芯片供應(yīng)商龍頭。
隨著智能家居應(yīng)用場景的持續(xù)拓寬與需求的持續(xù)走高,我國本土化芯片市場前景廣闊,無線通信芯片本土化水平得到提升,比如在2018年后,炬芯科技、杰理科技布局的藍(lán)牙5.0,逐步進(jìn)入高端藍(lán)牙市場。
傳感器
傳感器承擔(dān)設(shè)備采集數(shù)據(jù),感知環(huán)境的重要設(shè)備,近年來發(fā)展迅速。近年來,傳感器與 MEMS 結(jié)合是當(dāng)下技術(shù)的新趨勢,MEMS 傳感器集成通信、CPU、電池等組件及多種傳感器,具有體積小、功耗低、成本低、集成度高、智能化等特點。
目前,傳感器在智能家居領(lǐng)域的應(yīng)用主要有:語音交互傳感器 、激光雷達(dá)傳感器、紅外傳感器。傳感器頭部供應(yīng)商有霍尼韋爾、博世、歐姆龍、西門子等,這些海外供應(yīng)商占據(jù)我國70%以上的市場份額。
03、市場變化與“芯”機(jī)會
上游國產(chǎn)芯片企業(yè)努力的同時,智能家居中游供應(yīng)商正在往上游布局芯片領(lǐng)域,傳統(tǒng)家電企業(yè)近年來也在爭奪芯片“入場券”:
2017年以來,格力、康佳、美的等傳統(tǒng)家電企業(yè)開始建立自己的半導(dǎo)體相關(guān)部門,開始自研芯片。2021年,美的開始量產(chǎn)MCU控制芯片,未來還將布局IoT芯片、電源芯片等領(lǐng)域;海信自主研發(fā)并發(fā)布了8K的AI畫質(zhì)芯片;格力使用量較多的功率器件芯片和微控制器芯片,都通過自主開發(fā)實現(xiàn)了大量投產(chǎn)。包括TCL、康佳、創(chuàng)維、海爾在內(nèi)的多家傳統(tǒng)家電企業(yè)都已布局半導(dǎo)體領(lǐng)域。
而BAT傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)巨頭、手機(jī)及新興智能家居巨頭更是借助自身軟硬件的優(yōu)勢,持續(xù)滲透上游產(chǎn)品設(shè)計、技術(shù)研發(fā)、元器件供應(yīng)等環(huán)節(jié)。比如小米智能家居以小米路由器、小米智能手機(jī)、智能電視為核心,以小米生態(tài)鏈的硬件智能產(chǎn)品為依托,為消費者提供了萬物互聯(lián)互通的智能體驗,用年輕多元的設(shè)計與親民的價格,打造了首個大眾買得起的智能家居品牌。
中游供應(yīng)商們正向著平臺化、生態(tài)圈化發(fā)展,不斷提高議價水平及核心競爭力,向全產(chǎn)業(yè)鏈延伸。他們還不斷多元化產(chǎn)品品類,實現(xiàn)家居全屋智能的閉環(huán),占據(jù)更多的市場份額,提升品牌效應(yīng),增加客戶粘性。這一切,更需要各種芯片與方案的硬件加持。
過去一年,中國智能家居設(shè)備市場在產(chǎn)品升級和成本上浮的影響下,均價有了明顯的提升,智能電視、智能音箱、掃地機(jī)器人等在中高價位的市場份額也有明顯增長。
然而,當(dāng)下智能家居設(shè)備還面臨著種種亟需解決的痛點,無形中為各類芯片帶來機(jī)會:
1. 核心芯片及傳感器本土化水平依然比較低(國產(chǎn)芯片市占率不足5%,70%的傳感器被國外企業(yè)壟斷);
2. 生態(tài)鏈上的各品牌難以互通互聯(lián),產(chǎn)品仍處于弱智能化;
3. 單品體驗差,普遍采用的手機(jī)APP控制、語音交互等用戶體驗差;
4. 以當(dāng)下較為成熟的家庭安防為例,云端數(shù)據(jù)的傳輸存在隱私安全風(fēng)險等。