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2020年全球智能电子设备行业出货量及行业发展情况分析[图]

2020年02月14日 13:15:12字号:T|T

    一、每一轮数字产品的升级,都伴随着体量上的暴增

    电子设备是指由集成电路、晶体管、电子管等电子元器件组成、应用电子技术控制的设备。其涵盖的产品范围广阔,包括电子计算机以及由电子计算机控制的机器、数控或程控系统等。在电子设备普及率快速提升、消费电子市场蓬勃发展的情况下,我国电子设备营收规模持续扩大。

    2013-2018年,除2017年我国电子设备行业主营业务收入小幅下滑1.1%以外,行业整体呈现上升趋势。2018年,我国电子设备行业主营业务收入达到11万亿元,同比增长8.9%。我国电子设备行业营收规模保持增长,整体发展态势良好,预计2019年仍将保持上升趋势。

    受我国电脑、平板电脑、智能手机等消费电子市场逐渐饱和的影响,2017年,我国电子设备行业营收规模有所下滑。在中美贸易摩擦增大的背景下,我国高端电子设备关键技术掌握水平低、核心零部件依赖进口的现象日益受到国家与社会的重视,掌握核心技术的重要性得到电子设备行业的普遍认同。2018年,我国电子设备行业在芯片、集成电路、半导体等领域的投资力度不断加大,带动了我国电子设备市场增长。

    截止到2018年底,我国电子设备行业拥有企业数量为16650余家,较2013年增长了接近4000家。我国电子设备行业规模持续扩大,现阶段,我国是全球制造业大国,也是电子设备生产大国,电子制造业在全球市场中占据着重要地位。随着全球电子设备产能向国内市场转移,以及本土电子设备品牌崛起,我国电子设备行业规模在扩大的同时,产业协作模式及生产技术水平也在不断升级,国际市场竞争力不断增强。

    2019年全球智能设备出货包括智能手机、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手环及手表、智能音箱和智能个人音频设备将达到24亿台。在全球经济和政治持续不稳的宏观环境下,智能设备市场表现强劲,出货四年复合年增长率仍有望达到6.5%,于2023年超过30亿台。

    Canalys指出即使新一年里加入了5G商用推广和智能手机外观设计新形态等刺激因素,智能手机市场前景仍然不容乐观,厂商仍将面对前所未有的巨大挑战。越来越多厂商将在2020年大力投入构建生态系统战略,进入新智能产品领域并挑战该产品类别的现有品牌。

    在智能设备市场中,智能手机仍将是最重要的类别,并将占所有智能设备出货量的一半以上。在市场机会方面,智能个人音频将是增长最快的产品类别,2020年预计同比增长32.1%,达到4.9亿台。其次增长最快的类别是智能音箱,2020年预计增长21.7%至1.5亿台出货,排名第三是智能手环及手表,2020年预计同比增长11.8%。

2023年全球智能设备出货量

数据来源:公开资料整理

    有助于推广普适计算模式的大环境已经逐渐成型,市场各方面已经做好准备在未来五年在大众消费市场落地。智能设备,特别是相对较新的类别,如智能个人音频设备、智能手环和手表及智能音箱,正在形成多个与用户交互接触点以形成一个完整的智能生态系统闭合,全面覆盖了消费者在移动,办公及家居等重要场景。

    时至今日,传统电脑的年出货量基本维持在1300万台左右,尽管曾经一体机是全球科技文明的代表,但在新时代背景下,其不可移动性和操控性等受制因素使之再难成为物理与数码世界的第一传媒。而随后诞生的平板电脑,年出货量与一体机有着10倍体量的差距。更加便捷和人性化的智能手机与平板电脑又有着基本10倍的量级差距。在人类为了自己改造环境的过程中,可穿戴设备的理念必然会是对现有沟通媒介的替代方向,一旦诸如身份地址、操作系统和交互协议等基础设施完善后,操作更人性化的设备可能亦有10倍于智能手机的年出货量。

2015-2023年全球智能电子设备出货量

数据来源:公开资料整理

    控制方法制约可穿戴设备出货量放大。智研咨询发布的《2020-2026年中国可穿戴设备行业市场经营风险及发展前景预测报告》显示:215年至2019年,全球可穿戴设备出货量的占比一直处于稳步提升的趋势中,预计2023年这个占比会扩大到18%。前文所述,每一轮硬件的升级都会带来大约10倍出货量的量级改变,目前限制可穿戴设备增量的因素有很多,其中交互方式是一个重要原因,由于可能失去传统键盘式信息输入方式的支持,导致可穿戴设备需要一系列的功能控制层的创新与突破。其中大脑与信息源头的互联以及操控,是非常重要的突破方式,也是最符合人体需求和科技发展方向的领域。

2015-2023年全球可穿戴设备和智能手机出货量占比

数据来源:公开资料整理

    1、医疗领域技术问题分析

    医疗是目前脑机产业商业应用最成熟的产业,也最大的产业之一。集中在疾病诊断和疾病治疗两个领域,疾病诊断如脑电图监测等是自1924年就开始应用在医疗领域的技术,某种程度上,已经不能和今天的脑机技术相提并论了。而在更深层次的精神类疾病治疗领域,则运用了侵入式脑机技术,对大脑神经产生一系列或抑制,或增强的电刺激,来抑制疾病或使残障人士重新获得行动能力。不过受制于伦理方面的问题,全球脑机在神经治疗领域的进展比较缓慢,一个技术投入市场之前,需要大量临床试验,数据量和志愿者的招募都很难快速提升。而在中国,医疗保险的覆盖面也是影响中国脑机神经疾病治疗的原因。

    中国医保压力非常大,国外一场植入脑机的手术费用在60万人民币左右,而因为中国的努力,国内一场手术仅需20万左右。目前脑机方面的治疗已有部分省份覆盖,对行业整体是一种利好。

2018年全球人均医疗保健支出

数据来源:公开资料整理

核算逻辑:

数据来源:公开资料整理

    2、科研设备行业发展情况分析

    科研市场是脑机产业尚处初级阶段的最好证明,因为他完全可以实现所谓的“自产自销”,脑机既是对大脑的调控与反馈,又是进一步了解大脑运作原理的重要手段。所以很多脑机设备的研发与制造,本身就是为了能让科研进行的更加高效。对于科研领域来说,技术、方法甚至于理念都一直都在进步。从过去寄希望于力图将单个神经元细胞的功能原理弄清,到现在可以针对一个神经元集团进行脑电分析。这期间经历了技术、算法等多方面的更迭。以现在科技类产品的工程理念来看,未来通过“并联”更多的电极,使可调控的神经元数量级再上升一位,可能会行成一些具体的商业应用。

    脑电识别原理:

    由于脑细胞的密度和识别难度,往往一个脑电信号会影响一片神经细胞,这给信号识别带来了一定的麻烦。目前,识别信号的原理有很多种,向量法是最原始的一种。

    它的方法就是通过若干探针监测一片区域的神经群。然后看哪一部分的神经对某一行为做出的反馈最强烈,则推定这一神经“主管”这一行为。

脑机可调控脑细胞个数与真实脑细胞

数据来源:公开资料整理

    3、芯片与其他行业发展情况分析

    尽管脑机在大脑和神经科学,以及实践应用领域取得了不小的成就,但仍然有一系列的技术问题尚待解决,比如,人体的排异反应导致电极的使用寿命受限;算法和芯片的能力制约了脑电信号的进一步解读;以及义肢的制造工艺使脑机功能发挥余地有限等等……而这些更加底层基础科学的进步,是使脑机产业更上一层楼的保障。除此之外,脑机互联本身在商业模式上的探索与开发,是更加迫切和谨慎的领域。诚然科学家在此过程中必不可少,但基础的科研成果,甚至初级的科研产品都是严重不符合市场需求的产物。而在这个环节上,工程人才的引入可以最大限度解决这个问题。

脑机在大脑和神经科学,以及实践应用领域

数据来源:公开资料整理

中国科研成果产品化与商业化成本对比

数据来源:公开资料整理

    4、脑机行业发展情况分析

    脑机互联这种模式之所以想象空间巨大,除了本身的商业价值外,还有另一个非常重要的原因在于,它极有可能给现存的人机交互形式带来根本的变革。过去很长时间内,都通过键盘和鼠标与机器沟通,尽管有一系列诸如语言、视觉、触觉交互的模式涌现,但都没能撼动键盘鼠标的基础范式。而脑机互联则可能对此进行完全的颠覆,成为下一代主流操作系统,有两条逻辑链支持这个判断。

    历代OS的演变,显示出系统操控性真实世界化的倾向所谓操作系统和日常接触到的程序之间没有本质上的区别,只是在功能侧重上和普通的程序不同。普通程序是基于操作系统开发的应用,普通程序的首要目标是最大限度的实现用户的实际功能需求;而操作系统则是在保有基础的功能时,最大限度的发挥硬件的功能。也就是说,普通程序想要完成某项任务,必须由操作系统将功能信号翻译成“机器可以听懂”的信号,发送到硬件上,进而从物理层面实现这个功能。所以操作系统是出了硬件设备外,支撑起庞大数码帝国的根基,这也是为什么近年来它显得尤其重要的原因。从操作系统的历史演变来看,其越来越多的显示出数码与真实物理世界相结合的趋势。

    5、硬件能力对操作系统的反向促进

    尽管每一代计算机在性能方面都有很大的飞跃,但其基础原理、运行范式都没有本质区别。所以自1960年至今,PC计算机的操作系统行业始终处于“赢者通吃”的环境中,没有任何一种新的操作系统能够有效挑战Windows的统治地位。而智能手机的出现,使原有的使用环境,硬件功能发生了剧变,也因此推动了移动端操作系统的发展,诞生了安卓和iOS两款处于统治地位的操作系统。与前两者都不同的是,脑机的出现不仅使功能和环境再次发生剧变,还深度改变了运算的模式和逻辑。这三点结合在一起,极有可能促使新的操作系统出现。

不同时代计算机、智能产品与大脑运算能力对比

数据来源:公开资料整理

    6、基于操作系统的开发者群体对于新操作系统至关重要

    硬件功能的逐步强大最终目的是实际应用,所以开发者对于新的操作系统来说,是商业成功至关重要的群体。通过开发者的拓展与维护,使越来越多的程序落地供用户使用。所以某种程度上说,一款操作系统的景气指标就是其平台上程序的个数。目前对用户影响最大的移动互联网生态操作系统的演进也可以看到端倪,需要提醒的是,全球网民用户渗透率在这一时期一直在提升,所以市场红利消退的现象并站不住脚,所以最大可能还是生态体系的变化。

2009-2019年iOS和安卓App数量

数据来源:公开资料整理

    7、大脑相比硬件设备功能上的本质飞跃,将孕育新的数字模式

    从计算机的发展上看,人类是将自身可以i做到的运算机械化、自动化,以及在可能范围内的强化。所以可以看到随着人类对自身研究理解的深入,计算机的核心运算组件的运作模式也在改变。未来随着脑机对大脑运作秘密的逐渐解析,新的数字模式可能会使计算机核心运算原件进行新的升级。如果还能配合上新的操作系统,那么这种升级作用将更进一步实现数字即生物的构想。

基于大脑运作原理可能诞生的运算模式路径

数据来源:公开资料整理

    8、人体试验志愿者的缺乏与未来侵入式脑机普及最大的障碍

    在基础不产生颠覆性变革的前提下,侵入式脑机是未来脑机互联领域最大可能的突破者,也是短期内脑科学研究取得进展的必要手段,而这也恰恰是脑机行业目前面临的最严重的非科研性问题。由于侵入式脑机需要开颅手术,将电极穿过颅骨植入到大脑皮层上。因此脑机就必然面临两个互为因果的问题,首先,脑机产业商业上的成功,必然要依靠医学,而一个新型的医学产品想要成功上市,必然要经历一系列临床案例的佐证,然而这恰恰是脑机互联目前无法大规模拓展的关键。因为脑机互联涉及复杂的伦理问题,关于伦理,它像宗教一样既维护这社会的稳定,又束缚着社会的前进。然而伦理并没有严格的定义,它本身就像一个少数服从多数的社会风气,所以伦理问题本身就是一个伦理问题。科技的前进需要合理的勇气和无法避免的突破,未来“免费”“抽样”“试作型”新产品等商业活动,将不可避免的辅助科技产品在伦理层面的突破,无论接受与否这都是生物科学的必然选择。

生物科学在研究和上市前需要的试验个体数

数据来源:公开资料整理

    9、与日常生活更加贴近的试作型产品是最好的市场教育

    在报告第二部分提到的脑机互联应用产业,是脑机未来产生最大商业和社会效益的行业,但在这之前,脑机行业势必经历一个漫长(可能是15年)的市场预热期,在这个预热期内,脑机行业将完成最重要的市场教育行动。借鉴目前互联网行业市场教育最快速的方法,即:让用户以最快的速度,毫无障碍的完成他想做的事,就是最好的市场教育。所以除了医疗这个必须涉及生死的行业以外,其他日常生活中常见的小事,用户目前认知中的客观产品的改造和脑机联通化,将是最好的市场教育。在完整脑机产品同步开发的同时,这些“试作型”日常产品将成为脑机产品的破冰者。

    10、从脑机互联到人机互联

    目前,肌肉神经连接比脑神经连接更能实现对机器操控刨除基础的实现技术难度以外,要通过脑机互联产品实现对物理设备的操控,还需要一层很重要的筛选机制,或者叫防火墙机制。目前实验室中的实现,都是无害型的验证,但生活中危险无处不在。比如:路怒症的司机是真正要做撞车的行为,还仅仅是一种宣泄性的想法?同样是转向,是迅捷而极速的大角度快转,还是柔和而缓慢的小角度转弯。这些都是类似行为背后脑电的细微差别,不但攻克科研课题很困难,在操作端产品设计的时候,也需要考虑复杂的防火墙机制。与之相对的是,人体肌肉纤维上的神经元个数要远少于大脑本身,而且功能化的肌肉,其神经元发出的信号也相对简单,更易于识别。同样是出于预热和市场教育的角度出发,在脑机互联网商业化成熟之前,人机互联的可能性更高。

大脑与肌肉的神经个数对比

数据来源:公开资料整理

    二、在全球智能化的趋势下,电子设备行业发展迎来机遇分析

    在全球智能化的趋势下,我国发布“中国制造2025”战略,推动工业智能化发展。电子设备行业开始向智能化方向升级,智能电子产品逐渐由计算机、消费电子领域向通信网络、家用电器、工业控制、医疗电子等领域拓展,呈现多元化趋势。随着智能化时代到来,电子设备市场需求将迎来新一轮的增长,电子设备行业将迎来新的发展机遇。

    我国是全球电子设备生产和消费大国,随着人工智能、物联网等技术落地步伐加快,以及5G技术即将进入普及阶段,电子设备行业面临新的发展机会。但我国电子设备行业在关键技术与核心零部件领域仍需加大投资力度,提高研发创新能力,突破现有技术瓶颈。我国现阶段仅是电子设备生产大国,不是电子设备生产强国,在“中国制造2025”的战略背景下,我国电子设备行业发展迎来机遇的同时也面临着挑战。 

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