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关键词:物联网;RFID;互联网
中图分类号:TP391.44 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 12-0000-01
一、前言
在1999年,美国麻省理工学院提出了一种新的概念,称为“物联网”,它的英文全称是Internet of Things,是一种基于互联网又有别于互联网的全新概念,可以说物联网就是“物物相连的互联网”。物联网是将信息技术应用到我们的生活中,是通过嵌入式技术将传感器放入实物当中,通过无线网络对没有生命的物体的进行网络互联与数据信息采集,并在互联网平台上实现海量数据信息的发送与接收。
二、物联网的概念
物联网也称为M2M,是传统的物流信息化工作的进一步深化,也是互联网延伸至物理世界的一种体现,它涉及众多技术,包括实时定位、短距离无线通信、RFID、传感器网络等。物联网将互联网中的用户终端延伸到任何需要实时管理的物品,其目的是给没有生命的物品赋予生命,加强人与物品间的交流。国际电信联盟(ITU)2005年的一份报告曾描绘了物联网时代的蓝图,我们在回家前先发条短信,家里浴缸就能自动放好水或者电饭煲自动做好饭等等,这些都是物联网带给我们的便利条件。
三、物联网的关键技术
物联网的关键技术主要体现在三个方面,分别是信息感知技术、信息传输技术和信息处理技术。信息感知技术主要依靠传感器网络和RFID等技术实现。传感器网络是物联网的技术核心,主要用来对物理世界的信息感知,就像人的皮肤一样用来感知外界信息。传感器网络是由大量微型传感器一起组成的,其中每一个微型传感器都相当于一个通信基站,并通过无线信号组成一个网络系统,把得到的信息传送给物联网的使用者。RFID全称是Radio Frequency IDentification是一种射频识别技术,也可以称为电子标签技术,是通信技术的一种,利用射频信号通过空间耦合实现数据信息的传递,并且不需要芯片和接收器接触,在一定距离内就可以传输信号。现在RFID技术应用相当广泛,如果对学生证植入了RFID芯片那就可以一证多用,同时拥有门禁、食堂买饭和图书馆借书等多项功能。而信息传输技术主要依靠Internet互联网技术实现的,互联网技术同时也是物联网的基础技术,物联网技术是从互联网技术中衍生出来的,物联网是利用RFID等物体感知技术来实现的,然后再利用无线网络等技术接人互联网,构造出一个真实世界的物体和虚拟空间的数字信息相结合的网络,并实现网络中物与物或者用户与物之间的通信或控制。在信息处理技术方面可以依靠云计算这一新兴技术来实现,因为物联网的使用将产生大量的数据信息,传统的单一服务器将难以承受如此大规模的数据交换,就是在高级的服务器它的CPU处理能力以及内存容量都难以满足不断发展的物联网业务。因此,在开放的物联网环境中采用高速、高效的新兴计算技术是十分必要的,而这种高速、高效的计算就是“云计算”,他是一种基于分布式的计算模式,把在各地的服务器联合起来的计算方式。这三个方面虽然不是物联网全部的关键技术,但也是物联网重点需要解决的技术,它们是物理网发展和实现的关键。
四、物联网的体系结构
物联网是一个新颖的概念,但对物联网的体系结构却有统一的规定,从上至下分别为:应用层、网络层和感知层。
(一)应用层
应用层是最上层,它在感知层和网络层之后工作,将所获得的所有信息进行汇总,相当于是整个物联网的“大脑”,经过对信息的加工,从而进一步提高信息的利用度,其功能包括对采集数据的分析、转换、汇集,以及用户层事件的触发等。应用层中又分出两个子层,分别是应用服务子层和应用支撑平台子层。首先是应用服务子层,它主要是把一些正常的服务智能化,就像智能家具、智能交通信号平台和畜牧业数字化等等领域。而应用支撑平台子层多用于跨行业、跨系统之间的信息互通和共享。
(二)网络层
网络层相当于人的神经中枢和大脑,能够实现大范围信息通信,由各种私有网络、有线和无线网络、Internet互联网和云计算平台等组成,将感知层得到的数据传到各个地方,实现大范围内的远距离通信。
(三)感知层
感知层是物理网的最外层主要是对物理世界中各类事物信息的采集与识别,就像人的眼睛和耳朵一样用来感知和识别事物,它主要使用RFID和传感器等信号接收技术。
五、物联网的信息安全
物联网技术本质上是互联网技术的升级,是把真实的事物进行信息化处理,因此就会出现网络漏洞。随着互联网向物联网不断转化,物联网不仅继承了原有网络的信息安全问题,同时又出现了一些物联网自身的安全问题,无论物联网应用背景本身是否是安全敏感的,在构建这个物联网应用系统时一定要注意信息安全的防护,所构建的物联网系统一旦遭到网络攻击,就会导致整个系统的崩溃或瘫痪,造成不可弥补的损失。
六、物联网的应用发展
中国的物联网产业发展程度虽然和美国这样的发达国家比还有很大差距,但在物联网应用上已经取得长足的进展。目前物联网已经广泛应用于各个行业当中,其中就包括传统的农业、金融业等,在现代化工业制造中也得到了广泛的应用。物联网的发展将为国家的发展、公共安全的维护、各类灾害与风险的防范提供了良好的平台,实现更加透明清晰的感知、更加全面的网络互通和更加智能化的管理。
七、结束语
尽管物联网在中国才刚刚起步,但它带来的便利条件还是显而易见的。虽然现阶段物联网的发展还面临着许多的问题,但随着国力的强盛科技的发展,早晚有一天物联网会成为我们生活中不可或缺的伙伴。
参考文献:
目前,物联网技术的市场规模正在不断扩大。智能手机不仅是通信工具,而是发展成为人们不能离开的工作、学习、娱乐、通信的信息中心。可以用手机扫描二维码,轻松参与到影视娱乐、餐饮、服务行业的活动中去。越来越多的农产品也被贴上了二维码,只需拿手机或其他相关设备一扫描就可以查到它的原产地和各种生长信息。网络购物、在线转账、在线支付,各种网上金融服务节省了去银行排队等候的时间,大大便利了生活。使用的各种智能卡,包括银行卡、会员卡,可以轻松地在相应的智能机上查看银行卡的余额信息,会员卡的会员信息和消费记录等。条码标签的出现使得人们对产品识别信息的获取上更加容易了,在大力提倡食品安全的现在,很多吃的东西都加上了食品安全条形码,只要一扫描就能把保质期、添加剂等各种关心的问题显示在仪器上,吃到的东西更放心了。超市物品包装的条形码与收款台的智能感应系统更是节省了结算时间,不必再为排队付账而心烦……此外,物联网技术也被用于环境监控和对象跟踪。已经投入使用的噪声探头和二氧化碳传感器就是分别用来监测噪声污染和大气中二氧化碳浓度的。交通路口的摄像头用于捕捉路口的实时交通,辅助交警监管车辆运行状态;GPS标签用于跟踪车辆位置等。物联网还可以用来智能处理并控制物体的行为,比如依据光线强弱智能控制路灯亮度和依据车流量来控制红绿灯间隔等。
2制约因素
在我国,物联网产业尚处于发展的初级阶段,纵观物联网发展和应用的现状,应该说它有着广阔的发展空间,只是现在的还受到诸多因素的制约。(1)技术挑战,这是制约物联网发展水平的决定性因素。目前,我国还没有掌握物联网中的核心芯片和传感器技术,在这个领域的整体技术水平相对落后,尤其是在传感器、智能通信、智能控制、批量数据处理、核心芯片等技术上,仍然落后于欧美等发达国家。(2)缺乏统一的标准。目前的物联网技术体系结构还不完善,由于缺乏统一的管理体制,各行业间在融合虚拟网络与现实物体时所采用的方法和技术并不统一,且不通用。(3)物联网应用成本高,主要体现在传感器上。传感器是物联网的核心,它的成本直接影响着物联网的发展与推广。我国的物联网发展起步较晚,产业规模小而分散,没有形成成熟的商业模式。(4)物联网产业的安全性也是一关键因素。由于我国的技术和产业发展情况的制约,物联网应用中有80%的芯片需要从发达国家进口,这就使得它的隐私性令人担忧,安全性和可靠性也让人心存疑虑。
3前景展望
手机作为现代人的随身必需品,在过去几年里其智能化发展的速度令人瞠目,成为人们最常用联网设备。平板电脑随之兴起,并被越来越多的年轻人所喜爱。网络和信息化发展必将带来下一代互联设备的创新,而它定会超越那些传统的手持设备。物联网常用于采集数据并传递给其他设备进行处理,这是它与智能手机和平板电脑的不同之处。如今,已经出现了许多物联网的产品,但它的应用范围还比较有限,虽然国家加强了对物联网建设的投入力度,但是只有在更多功能和更高效率上的改进才是物联网推广的基础。物联网能为日常生活提供多少便利,这是人们关心和接受它的先决条件。物联网技术正在不断得以完善,从世界范围来看,它的发展和普及是不可逆转的趋势。生活还会有些什么样的改变呢?可以推想一下,电子支付和消费功能是最基本的,一旦实现了物与物之间的网络互联,首先发生改变的应该是生活环境、家居自动化、交通管理、安全防护、空气智能检测、交通路灯的智能化控制等。用来管理物联网的控制器会是什么样的呢?这个可能并不是单一的。例如,空调、冰箱、电视、洗衣机等家用电器可能通过触摸屏控制,而智能手机和平板电脑则极有可能成为控制器,用来遥控指挥整个物联网系统。近几年,物联网的广阔前景吸引了一部分企业致力于新产品的研制,逐渐向服务型发展,如金融、交通、电力、物流、医疗卫生、公共管理等领域。(1)环保检测。国家工业污染源监控工程技术中心已正式投入使用,它的工业污染源监控系统,也是基于物联网技术的。由此看见,环保物联网将有广阔的发展前景。(2)二维码扫描。二维码的出现让人们在购买食品时更加放心,蔬菜安全二维码追溯系统让人们在购买蔬菜时,可以借助手机扫描二维码,由此获得蔬菜产品的认证状况等信息,山东寿光的这个系统不仅能打消人们对所购买蔬菜的许多疑虑,还能有效地打击虚假、错误信息,有效防止品牌冒用现象。(3)信息采集。物联网将用来为企业的产品服务,这主要是基于物联网的嵌入技术。在车辆内部安装上相应的数据采集模块,采集到的各项数据信息,被无线网络传输到信息处理系统进行分析和处理,以此实现对车辆的卫星定位、远程控制,同时还可以实现对车辆运行参数数据的传输与报警保护等。(4)居民一卡通。近几年,会员卡被广泛应用于各行各业,吃饭用卡、看病就医用卡、逛街购物用卡、乘车出行也用卡,每个人的手中都拥有十几甚至二十几张卡。因为现在各行业间的信息不相容,没办法相互共享信息,致使会员卡泛滥,难于管理。一卡通是在会员卡基础上的提升,基于“信息共享、集中控制”的基本思想,比如校园一卡通、医保一卡通等。(5)农村安防。如今,农村留守老人和留守儿童的安全问题成为家人和社会的牵挂,尤其是农村的家庭房屋比较多,单靠老人和儿童的话,家中财产安全难以保障。物联网的发展为社会解决这一难题提供了有效方法,可以在门窗处安装无线红外入侵探测器,它能够感应到潜入的不法分子并发出警报,惊走不法分子的同时还能引起家人和邻居的警惕。此外,物联网传感技术还提供了智能防火、防煤气和天然气泄露等功能,为居民的生活提供全方位的安全保护。
4结语
关键词:物联网 技术架构
物联网的基本原理就是用信息技术遥控和检测物流的状况,是一种应用于物流方面的信息的综合整理技术。
一、物联网的技术架构
通常物联网的作用环节分为三个组成部分:即传输,传感和应用环节。三个环节各司其职,共同构成了物联网技术的运作模式。传感网络层主要的任务是采集和收集信息,即利用各种各样的信息采集设备,对各种物流信息进行采集。信息应用网络层是信息的处理环节,就是将采集到的各种物流信息进行分类整理,并针对采集的信息的功用和采集目的,提供给各个需要的部门。
二、物联网的关键技术
1.M2M技术
M2M技术的重要贡献是实现了人与机械间的信息的无障碍交流和传播,以排列组合的方式可以在人与机械的任意组合中做到信息的传输上的流畅。
M2M产品主要由三个部分构成:1)行业应用中心:即最后的行业应用的目标对象,也是信息传递的最终目的地;2)无线终端:即传输中的无线信息的交流设备;3)传输通道:即无线传输的媒介。随着科技的不断进步,M2M必然将应用于各个行业中,因为这项技术克服了人与机械之间的信息交流的障碍。并且一些对于该技术应用较早的行业,已经不仅满足于这种无障碍的信息传递途径,而是致力于研发更为智能的人与机械的信息交流渠道。势必将人与信息收集机械间的沟通进行的更加彻底,这也是未来人们对于信息的交流的需求的必然结果。
2.传感网技术
传感技术是一种检测装置,是一种信息的识别和信息的转化环节,它能够将收集到的数据进一步电费细化和分类,并以一种更易于理解的形式来输出。它的技术上的优点是这种传感技术比较智能化,它的技术得名于类似人的感觉器官的灵敏,可以做到将外部信息直接转化为感觉意识的传输效果。传感器在传感网中具有两个方面的功能:一是数据的处理及采集;二是数据的路由和融合,这两项技术的使用不仅满足了现代社会的信息量的巨大的传输需求,也满足了再传输过程中的信息处理需求,即可以在接收到信息的瞬间将信息转化为一种合适的输出方式,这是其他信息传感系统不具备的。
3.射频识别(RFID)技术
另一个物联网的关键技术是RFID技术。它的优点在于无需任何的设备接触,通过无线传输即可完成整个的信息传递,这样不仅符合现代信息的传输的快速的标准,也使信息的传输的操作变得更加的简单易行。但是它也存在着一定的技术上的缺陷,即只适用于广阔的信息传递环境,对于小范围的信息封闭式传递的意义不大。
4.网络通信技术
网络通信技术大致分为两类:即广域网络通信技术和近距离通信技术。所谓的广域的通信技术就是指大范围的通信技术,即我们通常所指的全国的甚至全球的传播技术,典型的应用是卫星系统的通信技术。而近距离的通信技术主要用于各个行业的专门的技术方面,比如医疗器械和技术的辅助通信技术等等。
三、物联网的安全问题研究
1.物联网业务的安全性问题
由于物联网的高科技技术的应用,致使整个系统存在着一个严重的问题就是工作人员数量的缺少,因为大部分的人力工作已经被现代化的技术所代替,但是这种高科技的技术的应用在给物流管理带来便利的同时,也给物流的管理带来了不便,物品的安全管理就是其中最突出的一个,缺少了人员的管理活动,必然会增加物品的遗失和损坏率。
2.感知节点的安全性问题
感知节点作为物流网技术的发挥作用的主要载体,必须受到严格的防护,一旦被蓄意破坏或者遭恶劣的气候环境的影响,都会给信息的传输带来不便,所以我们要加强信息感知点的管理。
3.感知网络的安全问题
一般情况下,感知节点的操作均依靠其自身所带的电池供电,它的通信能力、存储能力、计算能力会受到节点自身所带能源的限制,从而无法设计出复杂的安全协议,因而也无法拥有较为复杂的安全保护能力。而感知节点不仅需要进行传输数据,还有进行数据的融合、采集和协同工作。同时,感知网络多种多样,从温度测量到水文监控,从自动控制到道路导航,它们的消息与数据传输没有特定的标准,因而无法提供统一的安全保护体系。
4.核心网络的传输和信息安全性问题
由于物联网节点通常是以集群方式存在的,且数量较大,导致了在数据传输时,由于机器发送数据太多而造成了网络通道拥塞。此外,由于现有的通行网络采用的是面向连接的工作方式,网络安全标准和地址空间空缺等问题是物联网的广泛应用必须解决的问题,从目前的应用现状来看,物联网对核心网络的要求,尤其在可控、可管、可知、可信等方面,远远高于当前的IP网所提供的能力,可以认为物联网一定会成为核心网络,采用数据分组技术。
四、 物联网发展面临的问题及其解决措施
1.物联网相关标准制定的不统一
与物联网技术的不完善相对应的就是物联网的相关政策和标准的不完善,我国的有关部门对于物联网的相关规则的制定缺乏统一性,一些利益相关各方争相进行基于自身利益的解读,这样使得各国产业、市场对其外延及内涵认识难以一致,将使各国政府对物联网产业及其技术的支持力度和方向产生一定的偏差,严重影响了物联网产业的积极发展。这个问题的解决办法只能有各国物联网相关标准工作组织加强合作加强协调,围绕物联网发展需求,建立健全相关的物联网标准体系,积极推进全球物联网标准化工作。
2.RFID系统的安全性较低。RFID系统的安全问题通常有:拒绝服务、伪造信息、侦察出信息及通过攻击系统试图保护私人范围,几乎在各个信息的处理阶段都有安全隐患,这也是该技术的最大的使用上的缺陷。安全的RFID系统应防止信息外泄、增强保密性及可可长期跟踪性,结合密码方法和物理方法来保证安全性。解决方法通常有:编码、临时识别、敏感数据只存储在基础系统中、假名化、使用防冲突协议等措施。
五、结束语
综上所述,物联网作为一项基于互联网技术的先进的物流管理技术,在不久的将来将会给人们的社会和经济生活带来巨大的改变,而这种技术现在正处于一个起步阶段,本文笔者的目的在于使读者更好的认识到物联网技术的各个方面,我们作为信息行业工作者有责任和义务为我国的物流管理技术的不断提高贡献自己的力量。
参考文献
[1]徐晓兰,推动我国物联网产业的健康发展[J].中国发展,2010,4:86-97.
现代化网络信息技术的发展给人民的生产生活带来了很大的方便,其中最大的优势就是使人民的生产生活不断便利化与快捷化。现今,作为其发展结果的一种物联网技术广泛存在于物流业、食品领域等生产生活的各个方面,极大地促进了经济社会的综合发展。针对物联网技术发展及这些技术应用的领域进行研究分析对于提高物联网的发展水平有着非常重要的作用。
关键词:
物联网技术;发展;应用领域;应用进展
第三次科技革命为人民步入现代化社会生产生活奠定了重要的基础,当今世界各地在信息化建设的过程中,物联网的出现及应用已成为不可忽视的发展部分。物联网技术的出现及应用是现代信息化技术领域的进一步发展和创新,物联网技术从起初阶段的自动识别到现今的智能化发展取得了非常大的进步。物联网通过射频识别和传感器实现了人与人、人与物、物与物之间的联系发展,为建设一体的信息化网络奠定了基础。我国现今在全新的“互联网+”计划的全面指导下,物联网技术将会取得更大的进步和发展,所以针对物联网技术发展及应用研究的分析也是现代化信息技术发展的必然。
1物联网技术的介绍分析
物联网技术作为现代化信息技术的一种产物,其简易化的定义为与人民生产生活息息相关的事物都能通过网络技术联系在一起,实现信息的传递。这种网络信息的传播能够很好的到达人与人、人与物之间,打破传统的信息网络传播的方式,在地域、时间和空间上有很大的突破。物联网作为现代化信息技术的一种,其主要的操作在很大程度上还是紧紧依赖于计算机系统的操作完成的,其一般是在移动网络、智能化系统的辅助下,通过射频识别、传感器等实现信息的传递。现今智能化发展的水平逐渐得到提高,同样智能化在物联网中的技术应用同样是比较大的。现今,物联网技术在现代化人民生产生活中的得到广泛的应用,我国甚至已将其列为战略性新兴产业,是关系国家现代化发展水平的前瞻性产业。
2主要物联网技术发展的介绍分析
(1)射频技术:射频技术的应用是物联网技术发展中最为基础同时也是内部结构操作、信息化含量较低的专业技术。目前这种技术主要指的是无线射频技术,这种技术使用的最大优点就是其可以实现自动化识别,而且不需要专门的操作人员进行控制管理,其可以通过安全有效的自动化设备端口跟踪信息传递互助的目标,然后通过自动化识别获取目标物需要的相关信息。虽然现今互联网信息技术在不断的取得发展,但是现今这项技术的应用性与适应性仍然是非常强的,无线射频技术其建设经济成本和建设难度比较低,而且其主要利用的自动化识别功能够快速有效的进行。就目前的技术发展而言,无线射频识别技术的可行性、科学性与经济型是比较强的。
(2)传感技术的应用:此种技术的应用于射频技术的应用是一样的,同样利用无线操作系统进行信息的传递和互助。无线传感技术作为物联网技术应用中的一种,其使用中不可缺少的的就是无线传感器及无线网络使用,在这两种技术的辅助线下计算机数字世界就可以高效的与现实中的物理世界联系在一起。但是,此种技术最主要的还是依赖无线传感器,所以在能够实现物联网技术有效利用的范围内,此种技术的全方位应用需要在局域内建立传感器的节点,多个传感器节点联系在一起,彼此自建互相合作,实现信息的共享与传递,从而建立物联网技术专业应用点。无线传感技术作为现代化物联网技术发展中的一种,其与无线射频技术相比拥有较高的技术含量及较强的应用优势,但是由于无线传感器在无线传感技术中的地位,所以在现实的利用中如何准确的确定其定位节点是非常关键的。
(3)智能化技术的应用:物联网技术的发展中智能化技术的应用是全新、现代化应用极强的一项技术。智能化技术的应用最主要的就是将信息传递与互助的物体赋予智能化的性质,然后在现代化信息技术等的辅助下进行高效安全的操作。但是,在这种智能化技术的应用中如何赋予被联系物体智能化的性质是应用的关键,所以这就需要纳米技术的应用。纳米技术作为科技革命里程碑式的产物,其在智能化技术中的应用极大的促进了物联网技术的发展。纳米技术和智能化技术的使用有效的打破了无线射频技术及无线传感技术在使用中的边界、地域限制,其信息的传递将微小的物体纳入可行的目标范围之内,真正地实现了物联网技术等的应用发展。
3物联网技术在人民生产生活中的应用进展分析
(1)物流业领域的应用。物流业作为现代化生产生活发展中标志性的产业,同样是受到了信息化技术的熏陶与应用,所以物联网技术在物流业中的应用是非常必然的。传统的物流业是主动方与被动方两者之间的一种直接交流,而物联网技术在物流业中的应用为其提供了一个间接的第三方,极大的提高了物流业发展的速度和效益。物流业本身作为一个生产体系比较复杂的领域,其从产品的入库、出库管理以及交易等多个中间环节的存在是比较秩序化的生产管理线,物联网技术的应用特别是无线射频技术的应用提高了管理的质量与效益,为物流业的管理提供了高效安全的生产管理方式。所以,物流业中应用物联网技术能够适应随着人民生活水平不断提高而不断壮大的现代化物流业。
(2)食品业中的应用。食品业作为人民生产生活至关重要的一项产业,国家政府历来重视起安全发展。食品业生产发展中社会最为关注的一个问题就是食品安全问题,食品的安全生产是一个涉及到供应源、生产商、出货方的问题,其中间环节的复杂性难免监督管理有时会失去作用,监督不到位发生食品中毒、添加剂超标的现象非常多。我国在强化食品业的管理中,为了提高兼顾管理,保证食品生产的安全,保护国民人身健康的目的,物联网技术的应用成为必然。其中物流网技术在食品业的应用最主要的就是在食品流水线生产的监督管理中,传统的食品安全监测采用的化学检测法,这样不能够及时得到准确的检测结果,对于及时召回流入市场的不合格产品是非常不利的。而物联网技术的使用特别是无限射频技术能够通过自动化识别将食品中有害的、超标的、禁用的物质及添加剂检测出来,通过计算机数据网络进行反馈。此外,物联网技术在食品流通管理中的高效应用也是其不可忽视的一部分。
(3)物联网技术在智能化领域中的应用。智能化领域是一个涵盖面非常广泛的领域,其大致包括智能校园、智能城市、智能文化、智能物流、智能交通等多个方面。物联网技术在现今具有实体属性物体上能够深入地识别、获得、分析事物,能够通过特定数据库的建立取代传统的人为操作,实现智能化管理。现今最为常见的就是物联网在智能化图书馆中的应用,自动借书、自动还书、在线图书馆的建立实现了一体智能化管理。此外,物联网技术在环保领域的应用,可以通过智能化的监测,高效、动态的水污染与土壤污染的状况,监测范围大、实效性强。所以,智能化领域多方面构建物联网技术的应用是非常必然的。
4结语
综上所述,物联网技术中无线射频技术、无线传感技术及智能化技术发展应用为现代化生产生活提供了很大的方便,并在物流业、食品业、交通业、环保等多个方面得到广泛的应用,其发展已经成为时代与社会进步不可代替的信息化产物。
参考文献:
[1]黄涛.物联网技术与应用发展的探讨[J].信息通信技术,2010,4(2):9-13.
半导体的蓬勃发展
带来的机遇和挑战
物体通过传感器相互连接的数目已经超过了人类与互联网的连接。所以,未来数据的产生,连接的复杂度将远远超过过去的互联网时代。
互联网的实现靠半导体的支撑。软件+硬件+传感器+……,整个半导体的发展推动物联网的发展成为一种可能,但同时大的收益在“软件”这一块。预计在2020年,半导体硬件在物联网的领域产值约为310亿美元,而传感器约为150亿美元。
传统的传感器,主要应用在汽车类设备,随后发展到智能终端领域,接下来比较大的应用领域将是物联网。物联网对传感器的需求巨大,比较成熟的切入点是可穿戴式设备。中国是智能终端和汽车的最大制造国,在物联网发展的浪潮里面,我们有怎样的机遇?一是传感器,二是芯片。
苹果和三星的手机,现在除了整机的创新,传感器的创新也是它的非常重要的组成部分,可以看到传感器在不断的增加,过去主要是苹果和三星主导了传感器在智能终端的创新,近年来中国的一些手机厂商,如华为和小米等,走的非常快,他们在智能终端的创新,引导了对传感器芯片的需求,这是一个很好的机遇。
中国的手机厂商正不断的占据更多的市场份额,从2011年的9%到2014年的23%,相信未来的一段时间还会有一个质的飞跃。从这个角度来说,给传感器和芯片产业也带来一个很好的机遇。包括智能终端、平板电脑、可穿戴、电视和电脑等在内的整个中国的电子制造业,占全球的市场份额将会越来越大,将从2015年的64.5%上升为2020年的70%。
由于电子产业的飞速发展,中国的芯片消耗在全球的占比也非常大,全球半导体市场在过去两年市值约3000亿美元,中国就占了50-60%之间。此外,我们还有再出口。这应该算是一个比较惊人的数据,反映出中国将迎来一个巨大的机遇。
而此时,目前中国本身对于满足市场需求的能力还非常的有限,还需要整个半导体产业的创新和发展。数据显示,中国本身可以满足半导体的市场需求约在20%左右,约600多亿美元。这个600多亿里面也包括了对集成电路的设计、制造和封装,分别占比20%、15%和20%。
中国对于半导体产业的
发展举措
回顾一下中国的半导体发展历史,从90年代开始,我国在江苏无锡启动了908,909工程。10年后,又在上海成立了中芯国际半导体有限公司,并出台了18号文件。再过10年,到了2010年,我国启动了16个国家重点发展专项,其中第一和第二个专项就和半导体有关。2011年往后,又出来了4号文,同时出台了集成电路产业大的基金,包括北京、上海及其他的地方也出台了面向集成电路发展的投资基金和并购基金。
可以看到,整个中国的半导体发展历程在不断加速,以满足物联网产业的需求。中国推动半导体产业的发展主要是技术的推动和资金的支持,这些主要是依赖于目前正在推进的国家集成电路重大专项,各个地区的政府也成立了产业发展基金,推动我们半导体行业的一个大发展,或者是弯道超车,或者是追赶。
在“02专项”里,有三个重大的使命。第一个是政府有一个长期的承诺,不断的推进半导体产业的发展。要保证对先进技术研发的发展资源供给,如是纳米的先进工艺和集成电路的制造方面,要站在世界领先的位置,培养我国在集成电路领域的一些企业。2020年的目标,中国半导体装备的供应商在国内市场的份额可以占到30%,中国材料供应商可以占到50%。这是一个比较大的挑战,从08年启动此计划,到现在取得了比较好的成果。
我们国家的装备在2008年几乎为零,12英寸长的半导体装备都靠进口,而现在我国已经具备了一些研发、制造能力,半导体的刻时机、清洗、测试表针等等,取得了很好的进展。此外,在工艺方面已经推动了28纳米的量产(我们08年的时候和国外的最新的工艺有4代的差距,现在缩小到了2代,希望到2020年缩小到1代甚至是没有差距)。
去年,国务院为进一步推进节能产业的发展,出台了《国家集成电路产业发展推进纲要》,纲要称到2015年,集成电路产业发展体制机制创新取得明显成效,建立与产业发展规律相适应的融资平台和政策环境,集成电路产业销售收入超过3500亿元人民币;到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%,企业可持续发展能力大幅增强。移动智能终端、网络通信、云计算、物联网、大数据等重点领域集成电路设计技术达到国际领先水平,产业生态体系初步形成;到2030年,集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,实现跨越发展。要做到这些,我们要通过技术和资本的二轮的驱动推动产业的发展。
整个中国的半导体产业的发展,从90年代开始到现在一直在加速,在未来的五年,会是中国的半导体的黄金时代,对促进物联网的发展大有好处。