智能硬件概念、产品分类及产业链结构分析

——概念

智能硬件是具备信息处理和数据连接能力，可实现感知、交互和服务功能的产品。智能硬件制造是为品牌商提供智能工业设备及其他智能硬件产品的工程测试、制造、供应链管理等一系列服务，经营模式主要是按客户订单组织材料采购、生产和销售，并按合同或订单约定收取相关服务费用。

——智能硬件制造分类

近年来，智能硬件创业的大潮席卷了整个科技圈,智能硬件已涉足健身运动、医疗健康、代步工具、家居娱乐等多个方面。这些智能硬件主要分为可穿戴设备、智能家居、智能车载、智能医疗、智能服务机器人、无人机等，如下表。

资料来源：公开资料整理

——智能硬件制造产业链结构

智能硬件产业链涉及上游操作系统，中游的芯片、元器件、传感器及配件制造，下游的终端产品生产组装。主要有以下方面：

操作系统：操作系统面向智能硬件终端，进行新一轮发展创新。架构上，为实现通用化，操作系统架构逐渐趋于一致，由内核、辅助外围模块、集成开发环境等组成，伸缩性、实时性强，内臵物联网常用无线通信接口，提供丰富灵活的API，具备独有特点。近年来，新兴的操作系统，如ARM的Mbed、微软的win10 IoT、谷歌的Fuchsia 等皆在物联网领域有所发展与应用，我国的华为liteOS、阿里的yunOS等也表现较好。

图形芯片：随着VR、无人机等新型应用兴起，智能硬件对于底层芯片的应用需求提升，迫使其从性能、算法、异构化等3 方面入手进行创新升级。性能上，通过流处理单元增加、计算架构调整、带宽增加等手段提升图形芯片性能。算法上，GPU 图形算法面向新型应用（VR、无人机等）进行优化，如Nvidia、AMD 等推出针对面向VR 应用开发者的配套优化算法SDK。异构化方面，利用CPU/GPU+DSP、CPU/GPU+FPGA 等架构设计专用芯片，满足特定需求，如微软的HPU 有24 颗DSP核心，执行速度快200 倍，功率仅为10w。

基础计算和通信芯片：智能硬件逐步出现应用服务定义芯片的趋势，芯片厂商与智能硬件厂商合作通过多种方式优化芯片性能。一是通过算法面向应用，根据不同应用优化接入、认证、调度、计算算法，提高芯片效率，如ST 将MCU 与不同电机算法绑定，可为不同类型产品提供针对性服务。二是通过集成面向应用，面向具体应用的芯片集成解决方案成为智能硬件芯片发展主要趋势，如MCU 与Wi-Fi 的集成减少芯片面积，提升了快捷组网和连接的能力，同时降低了芯片成本。

高清晰和柔性显示：从分辨率上看，VR 产品对“4K+”屏幕需求增加，带动高清屏幕发展。从材质上看，AMOLED 屏幕能够有效降低延迟和屏幕厚度，在VR 头显中应用成为趋势。此外，柔性显示市场起步，曲面、可弯曲、折叠、卷曲、拉伸等柔性显示技术不断发展，涉及基板、TFT 背板、前板、触控线路等关键器件技术和柔性制备工艺技术。目前，采用曲面显示技术的产品市场已进入规模商用期，但因柔性屏幕价格较高，主要用于中小尺寸的智能手表与手机，仅Apple Watch、Edge+等少数明星产品采用。

传感器：传统传感器逐步向小型化、低功耗、高精度发展，以适应智能硬件新需求。随着工艺的演进，传感器的封装面积降低到5 平方毫米以下，极大地提高了在小型智能硬件上的应用。在低功耗上，业界推出了多种面向可穿戴应用的低功耗传感节点的设计方法，从信号处理、存储、射频等多个维度优化系统性能，实现长达数月的续航能力。在高精度上，激光、红外等的综合应用提高了三维感知能力。同时，新型传感器在智能硬件中得到广泛使用，包括光传感器、生物传感器、环境传感器等，如果壳、映趣等智能手表采用神念的心电传感器。

智能硬件产品生产组装：智能硬件生产是为是为电子产品提供制造服务的行业，此类厂商为客户提供包括产品设计、代工生产、后勤管理、产品维修、物流等环节，处于产业链的下游。