从智能家居设备到智能工业机器人,一个万物互联的智能世界仿佛触手可及,是现实还是幻象?今天,智能技术的应用已非常普遍。人们在日常生活中早已切身感受到智能技术带来的变革,万物智能也快速在各行业扎根,智能时代对生产和生活都产生深远影响。作为“触摸”智能的重要连接点,终端的智能化带来了沉浸式的交互体验和深层次的效率提升,但诚如一枚硬币总有两面,其发展也面临一系列的挑战。创业邦研究中心正式发布《端侧智能研究报告》,从端侧节点的感知、计算、推理等维度分析了端侧智能化的发展趋势和主要影响因素,进而从端侧计算、端侧感知、端侧通信、端侧算法模型等维度对端侧产业做进一步解析,以端侧智能典型场景为落脚点,基于前述分析得出端侧智能发展未来趋势和面临的挑战。
发展背景政策、技术、市场三因子驱动,推动AIoT加速渗透,物联网产业链初步成熟。政策方面,近两年更侧重应用,鼓励关键技术研发与基础设施搭建;技术方面,软/硬件与连接类基础技术发展逐渐成熟,实现对商用性能更强支撑,但高性能技术对某些特定场景深入应用的支撑力仍有所欠缺;市场方面,终端设备连接数大幅增长,打开物联网千亿美元市场空间。在物联网云网边端物理架构中,端侧体现在各类智能终端,也成为场景应用中赋能智能化的最关键触点。应用场景对终端设备采集的海量数据进行本地化、实时处理的需求更高,推动计算、推理逐渐向端侧偏移。此外,端侧设备搭载的传感器、芯片、算法模型赋予其数据采集、计算、分析与推理能力,在端侧完成数据处理闭环,形成感知、计算、推理三个智能力。
端侧计算方面:GPU处理图像信息的优势,使其更适用于高性能计算场景,也成为端侧芯片市场的主流产品;端侧场景的碎片化也推动了芯片的异构发展,能更好满足端侧计算和推理需求的端侧AI芯片应运而生;存算一体架构芯片作为AI芯片的演进形态,因其可大幅降低数据交换时间以及计算过程中数据存取的能耗,成为热门研究方向,但技术仍未成熟。端侧感知方面:传感器研发核心在于材料和硬件,当前工艺以CMOS、MEMS两类为代表;轻量化终端推动传感器向高集成方向演进,MEMS传感器迎来发展热潮,应用最多的场景是工业制造、交通管理、智慧能源,压力、惯性、声学传感器成为当前应用的三方向。端侧通信方面:NB-IoT、4G、5G协同发展的网络架构生态逐步形成,应用集中在智能仪表、POS机、工业等领域;作为“轻量化5G”,RedCap平衡了成本和性能,中高速场景应用拐点将至,市场规模有望快速崛起;卫星通信作为地面网络通信的战略性补充,应用于海洋运输、管道监测、应急救援等场景,也带动了卫星物联网蓬勃发展。端侧算法与模型:嵌入式AI算法赋予端侧计算和推理的“生命力”,以卷积神经网络、深度强化学习等常用算法为主,实现对多模态数据的处理,生成控制指令;碎片化的硬件环境增加了算法部署的难度,推理引擎通过对算法模型的调优实现其在异构终端的快速部署与高效运行。
投融资概况
过去五年,端侧智能领域共发生6131起融资事件,披露融资金额为5049亿元,在经历2019-2021年的投融资持续上涨后,2022年热度下降、回归理性。从细分领域看,端侧智能各细分产业投融资从2019年开始逐渐分化,资本向元器件产业加速聚拢,超六成融资事件发生在器件和模组两大细分领域,吸纳了70%以上的融资金额,反映出机构对底层共性关键技术的青睐。而在应用领域,智能终端细分品类投融资差异较大,智能机器人投融资规模约占一半。
从融资轮次看,过去五年,国内端侧智能领域发生在B轮及以前的融资事件占比为87%,融资轮次逐年后移,反映端侧智能行业稳健发展态势。从融资金额历年分布看,单笔融资额在5000万以上的事件数逐年增加,2022年占比达到34%,比2018年提高了23个百分点。从融资地区看,过去五年,端侧智能领域投融资超八成集中在广东、北京、上海、江苏和浙江。深创投、红杉中国在过去五年最为活跃,分别出手131次、90次,经纬创投和顺为资本在2021年开始重点投资端侧智能领域,两机构在两年内分别出手42次和38次。
场景分析
智能机器人应用场景中,通过搭载智能传感器、工业级相机等硬件,部署机器学习算法、控制算法等,具备环境感知、视觉识别、自适应控制等能力,帮助企业降本增效。目前,搬运、焊接两类机器人占工业机器人市场份额八成左右,疫情为国内厂商带来重要时间窗口期,国产机器人品牌快速崛起。
智能无人机应用场景中,通过搭载摄像头、雷达、传感器等载荷,部署特征识别算法、高精度定位等算法,以满足不同场景应用需求,实现无人机智能运行。当前,工业无人机应用快速渗透,反超消费无人机。而在电网巡检场景中,面对环境复杂、采集困难、数据非标等痛点,通过无人机的智能部署,实现对电网的智能巡检,巡检效率大幅提升。
智能家居场景中,各智能家居设备通过智能感知、智慧互联形成智慧家庭生态体,在安防小场景中,AI算法部署到摄像头等设备,实现人员识别与看护。2022年,全球智能家居市场规模已超过千亿美元,视频娱乐设备占比最高。三类厂商从不同切口入局,单品偏同质化,生态系统“一统天下”较难。
趋势与挑战
未来发展趋势:云侧计算、端侧计算将长期并存,端侧算力会持续提高,实现更快速计算;“机器替人”、“机器替机器”将长期存在;端侧智能将会优先在成本容忍度高、对数据安全性和时延性要求高的细分垂类场景中实现;面向端侧小算力场景的存算一体芯片,其在细分场景的产业化应用,将带动端侧走进智能化的下一阶段。
面临的挑战:算力和存储仍是未来几年最大的瓶颈;智能硬件的互操作性和兼容性差;智能终端数据存储带来的隐私与安全风险。以上内容摘自创业邦《端侧智能研究报告》,更多详细内容、数据分析及端侧智能产业图谱,请登录睿兽分析获取完整版报告。