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“5G+工业制造”产业链主要厂商梳理

www.cechina.cn2022.12.01阅读 4131

  5G+工业制造给制造业带来安全、降成本、提升效率等诸多好处,5G+工业的主要应用场景包括:远程设备操控、设备协同作业、柔性生产制造、机器视觉、设备故障诊断、智能物流、无人智能巡检、生产智能监测等。
  应用主要行业:矿山、港口&码头、冶炼及化工、电力、仓储物流、电子设备生产、装备制造。
  
  工业场景中对5G特性的不同需求
  相关重点通用技术:智能监控、 工业机器视觉、工业机器人&AGV、数据采集(工业传感)等。
  01智能监控
  工业场景中控制工程网版权所有,摄像头将发挥越来越大的应用价值CONTROL ENGINEERING China版权所有,借助高清视频实现远程辅助操作、工业巡检、车间监控、工业设备运行安全检测等。
  4K摄像机、4K NVR、4K大屏等产品在工业视频监控领域中层出不穷,受限于视频信号数据量大、宽带资源不足、实时性不连续等问题,高清视频监控普及与升级受到较大阻碍。
  5G智能摄像头通过高速5G连接+边缘AI能力,能够很好解决高清摄像头在工业领域的普及痛点。
  根据 IHS 预测,随着 AI NVR SoC 芯片渗透率提升,2023 年全球 Linux 系统录像机(即 DVR/NVR)出货量有望达 3955 万台。据此测算 20~23 年 IPC SoC 市场规模约 23.9/41.8/55.5/67.1 亿元;DVR/NVR 市场规模约7.3/8.6/9.8/11.1 亿元。
  全球IPC SoC&DVR/NVR市场规模预测(单位:亿元)
  预计 2025 年该领域 CMOS 图像传感器的出货量和销售额将分别达到8.0亿颗和20.1 亿美元,分 别占据 6.9%和 6.1%的市场份额。
  全球CMOS图像传感器细分市场规模(出货量口径亿颗)
  02工业机器视觉
  机器视觉产业链可以分为底层开发商(核心零部件和软件提供商)、集成和软件服务商(二次开发),核心零部件及软件又可以再细分为光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件等。
  根据国外调研机构Markets and Markets的数据,2010-2020年,全球机器视觉市场规模呈现不断上升的趋势。2020年,全球机器视觉市场规模达107亿美元,近5年复合增速达14.48%。
  全球机器视觉市场规模
  根据 GGII预测,至2025年我国机器视觉市场规模将达到415.92亿元,其中,3D视觉市场规模将达到104.35亿元。
  中国机器视觉市场规模
  产业发展趋势看,嵌入式、3D机器视觉是未来发展趋势。
  03工业机器人&AGV
  工业机器人的种类:移动机器人(AGV)、点焊机器人、弧焊机器人、激光加工机器人、真空机器人、洁净机器人。
  工业机器人应用:工业机器人的典型应用包括焊接、刷漆、组装、采集和放置(例如包装、码垛和SMT)、产品检测和测试等。
  通过5G技术链接AGV多个应用场景,实时把数据接入进来:未来AGV无人搬运机器人不只是简单的把货物搬运到指定的位置,而是要把大数据、物联网、云计算等贯穿于产品的设计中,让AGV搬运机器人成为一种实时感应、安全识别、多重避障、智能决策、自动执行等多功能的新型智能工业设备。
  04工业IC:DSP芯片、ADC芯片、隔离器、MEMS传感器
  DSP芯片,也称数字信号处理器,是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器,其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。其独特之处在于它的即时处理能力,使得 DSP最适合支援无法容忍任何延迟的应用。
  DSP芯片广泛应用于数字控制、运动控制方面的应用。在工业控制领域, 工业机器人被广泛应用。机器人控制系统重中之重就是实时性,需要采用 高性能的DSP。随着不断提高 DSP 数字信号芯片速度,在系统中容易构 成并行处理网络,大大提高控制系统的性能,使得机器人系统得到更为广 泛的发展。
  DSP应用分布
  ADC芯片也叫模数转换器,是指将连续变化的模拟信 号转换为离散的数字信号的器件。ADC可以将输入的模拟电压或电流转换为与电压或电流 幅度成正比的数字。
  ADC在人机交互领域有着极其广泛的应用。真实世界的模拟信号,例如温度、压力、声音、 指纹或者图像等,需要转换成更容易储存、处理和发射的数字形式,约50%的电子产品都需要ADC芯片/模块。
  ADC广泛应用于通信、汽车、工业控制、消费电子、计算机、国防军工等领域。其中中低端ADC芯片可用于消费电子市场,高端ADC芯片主要应用在军工、航空航天、有线无线通信、汽车、工业和医疗仪器(核磁共振、超声)等对工艺、性能、可靠性要求极高的领域。
  隔离器件包括光电耦合器与数字隔离器
  1)光电耦合器:光电耦合器(简称光耦),由发光源和受光器两部分组成,输入的电信号驱动发光二极管,光探测器接收发光二极管光源产生光电流,随放大输出
  2)数字隔离器:数字隔离器基于CMOS工艺,使用变压器或电容将数据以磁性方式或容性方式耦合到隔离栅的另一端。
  2026年预测数字隔离器芯片下游应用
  MEMS传感器以微电子和微机械加工技术制造,一般由MEMS芯片和与之配套的ASIC芯片构成,其将电子系统与周围环境有机结合,微传感器接收动、光、热、声、磁等外界信号,并将其转化成电子系统能够识别、处理的电信号,部分MEMS器件可通过微执行器实现对外部介质的操作功能。
  在工业领域,应用MEMS传感器可以优化工业生产管理、提高工业生产效率、提升智能化生产水平。目前,我国正在积极推进工业智能传感器智慧应用,提升工业惯性传感器、气体传感器稳定性与可靠性,突破多传感器数据融合处理关键技术,增强数控机床、工业机器人、 制造装备等深度感知和智慧决策能力,持续提升智能传感器在工业领域的应用水平。
  05工业交换机
  智研咨询预预计www.cechina.cn,到2026年,中国工业以太网市场预期将接近400亿元,年增长率超过 20%。
  预计至 2025 年,中国商用以太网交换芯片市场方面,数据中心用、企业网用、 运营商用和工业用以太网交换芯片市场规模占比将分别达到70.2%、20.7%、7.8%和1.3%, 商用数据中心用以太网交换芯片市场规模 2020-2025 年年均复合增长率将达到 18.0%, 数据中心将成为未来中国商用以太网交换芯片市场增长的主要推动力。 
  市场研究未来(MRFR)称,预计到2026年,全球以太网Phy芯片市场的价值将达到142.171亿美元,达到10.3%的复合年均增长率。
  预计至2026年,工业控制MCU市场规模达约35亿元。
  06算力芯片
  全球边缘计算数据负载规模每年将成倍扩大,预计到2028年达到61848/MW,特别是工业互联网是增长最快的领域控制工程网版权所有,随着工业大数据在边缘侧处理的需求增加,到2028年达到2312兆瓦。
  全球工业互联网领域边缘计算负载规模发展趋势
  07室内定位
  面向行业应用的定位服务,整个系统分为终端层、网络层(定位网络&通讯网络)、平台层、业务层四层,不同的层需要对应的技术发展支撑www.cechina.cn,定位终端感知赋能业务应用层,实现现实世界的数字化与智能化。
  5G网络浪潮的到来,各种技术、设备、应用逐渐完善和成熟, 多样化的应用服务不断涌现,为定位端到端产业链带来机遇,同时为了满足各个应用场景的特性需求,对定位精度要求、灵活性、可复制性、维护性等方面提出新的要求。
  将运营商5G通信网与室内定位网络充分融合,面向工业互联网(IIOT)的场景拓展了室内定位应用空间。
  中国室内定位市场规模测算
  目前主流的几种室内定位技术有蓝牙定位、蜂窝定位、UWB定位、 Wi-Fi定位、SLAM定位等,UWB+5G优势较为显著。
  根据UWB技术的应用场景,可以推测出UWB定位系统在室内定位市场中占据30% - 40%的市场份额。制造产业中的资源利用和工作流优化,使企业对基于UWB技术的实时定位系统的应用需求日益增长,促进了UWB技术在定位精度方面的进步, 提升了市场竞争力。
  
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