你每天都离不开的三块表,正引燃一场物联网革命

智东西 · 2020-10-20
深度起底“三块表”背后的物联网新风口!数百亿大蛋糕,老炮和独角兽都在抢。

编者按:本文来自微信公众号“智东西”(ID:zhidxcom),作者 韦世玮,36氪经授权发布。

也许你想不到,在你生活中虽不起眼,但每天在默默为你转动的小小电表、水表、燃气表这“三块表”背后,正掀起一场数达百亿级人民币规模的智能化革命!

今年1月,北京市水务局表示将更换50万块智能远传水表;8月,济南市水务集团宣布计划要在5年内实现全市水表的自动化抄表;同时,武汉市天然气公司计划今年将推广安装6万块新型智能燃气表NB表……

届时,这些智能表计不仅能将表端的用户信息和计量数据统一传输到集中器,供相关部门实时监控每块表的在线运行情况、定时抄表、调整价格,还能方便用户在线查询、付费和远程控制阀门。

其实早在2018年前后,这些看似简单的民生变化就已逐渐进入爆发阶段,并围绕各环节产业链催生出了一个数百亿的庞大市场。

据前瞻产业研究院预计,到2023年,智能表计行业中最具代表性智能电表、水表、燃气表总体市场规模,预计将从2018年的250亿人民币增长至400亿人民币以上。

▲前瞻产业研究院关于2018-2023年中国智能表计行业市场规模预测(单位:亿元)

在这“400亿”数字背后,从上游机芯、电池等供应商到中游制表厂、解决方案供应商,再到下游的供水公司与房地产开发商,早就瞄准了这一风口摩拳擦掌,争相从中分一杯羹。

尤其随着2019年我国NB-IoT(窄带物联网)应用正式步入百花齐放的时代,用户数突破6000万人次,我国的NB-IoT水表及燃气表用户数亦双双迈进1000万大关,标志着我国NB-IoT水表和燃气表已来到千万级市场。

这场升温迅速的智能表计革命,将会给表计这个传统行业创造多大的市场发展机会?市场大火的背后,又将会有多少玩家从中受益?它们的玩法和优势又有何不同?

为了找到这些答案,智东西对智能表计市场进行了深入探索,并与NB-IoT芯片新锐创企芯翼信息科技高级副总裁李剑、国内比特币矿机巨头之一、AI芯片企业嘉楠科技相关负责人等具有代表性的行业玩家进行对话与思考。透过如今全国各地如火如荼推进的传统表计更新进程,我们看到了背后正围绕产业链展开激烈厮杀的智能表计新战局。

NB-IoT技术复燃智能表计行业大火

实际上,智能表计并不是一个新兴智能产业。

我国表计行业经历了从机械表到智能表的演变,而智能表也从一开始的IC卡预付费表发展到智能远传表,再进化到电子表阶段。其中,IC卡式表的诞生可追溯到20世纪90年代,而物联网智能表大约从2013年前后开始出现。

为什么早在2013年就出现的物联网智能表计,直到最近两年才在全国范围展开大规模的更新部署呢?

除了智能表计行业渗透率较低外,国家政策的引导、标准的统一、基站的配套、市场需求以及AIoT芯片、NB-IoT芯片及产业链的成熟,与物联网智能表的蓬勃发展息息相关。

从技术上看,物联网智能表主要是利用2G、GPRS、蓝牙、NB-IoT等传输技术,将表端用户信息和计量等数据直接传输到后台,方便相关部门直接在后台调整水燃气价格、实时监控每块表的运行情况,再也不用挨家挨户上门抄表,同时也方便居民能直接在线上进行数据查询与付费。

而近两年物联网智能表的爆发,NB-IoT技术及产业链的成熟发展则是其中的关键。

以往的IC卡式、小无线远传式表,其信号传输稳定性差,在远程控制阀门和实时调价等方面也缺乏灵活性,尽管以2G、蓝牙等技术为主的物联网智能表能在一定程度上弥补这些劣势,也仍存在不足。

▲IC卡预付费水表

芯翼信息科技高级副总裁李剑谈到,一方面,2G网络的功耗较大,无法满足低功耗广域物联网应用的低功耗需求;另一方面,2G网络的穿透能力不足,有无法覆盖地下管网、地下室二层以及集装箱内部等缺点;而蓝牙作为一个短距离通信技术,其连接数和距离也是有限的,无法在低功耗广域物联网里面大规模部署。

但随着三大运营商加速押注NB-IoT网络建设,以“低功耗、广覆盖、大容量、低成本”为四大优势的NB-IoT技术和产业链日益成熟,同时与2G网络相比,NB-IoT网络所能承载的用户数可提升5到10倍。

加之近年来我国逐步推动2G/3G网络的清频和退网,更是为NB-IoT在智能表计领域的应用破开了更大的市场缺口。

尤其在今年5月,我国工信部发布《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》,提出要建立NB-IoT、4G和5G协同发展的移动物联网综合生态体系。

这则通知直接明确了未来我国智能表的技术发展方向,一时间内,上至芯片及模组供应商,下至供水厂和房地产开发商,以及串联整个行业的三大运营商,都更加卖力地推进NB-IoT智能表产业的发展、推广和部署,就连许多曾经做2G物联网的企业,也正逐渐向5G和NB-IoT方向转型。

未来,随着NB-IoT智能表的广泛应用,也将为智能表的在线调价/支付、运维成本、网络化及自动化建设、优化资源配置等方面带来更大的便利。

超150亿人民币规模市场,打响全国智能水燃表改革战

目前,我国表计市场仍处于传统机械表和智能表共存的局面,并且水、电、气、热四大智能表的发展程度也各不相同。

据行业相关证券报告数据,现今我国智能电表渗透率最高,超过90%;其次分别为智能燃气表和智能水表,渗透率分别约50%、30%;由于智能热量表主要集中在黑龙江、吉林等北方15个供暖地区,且季节性较为明显,因此渗透率最低。

李剑还告诉智东西,电表行业在中国市场整体是比较特殊的,一些传统电表目前仍采用IC卡预付费的模式,PLC电力线载波技术在电力行业大量得到使用,有着更为成熟和深入的产业链布局。

“在中国目前的智能电表领域,一些局部地区开始用尝试基于NB IoT技术的智能电表的试点。”李剑提到,让传统电表行业推翻原有产业链十分成熟的商业模式,短期内从市场、用户需求和地方政策等方面来看,仍是一个很大的挑战。

但燃气表和水表不同,这两个细分领域最早从华为海思开始,运营商和国内一些智能表计厂商做了数年的耕耘,不管是市场容量还是市场格局上,这两个细分市场都已经完全接纳了NB-IoT技术,并逐渐健康发展。

因此,现阶段我国智能表计行业的发展重心主要集中在智能水表和智能燃气表市场,这也是NB-IoT技术发展过程中落地最为迅速的应用场景之一。

2019年1月,市场监管总局、住建部发布《市场监管总局住房和城乡建设部关于加强民用“三表”管理的指导意见》,提出要加强对民用“三表(水表、电表、燃气表)”的管理,包括安装使用前首次检定、到期轮换、计量失准等监管,整个行业随之迎来发展的黄金时期。

与此同时,自去年4月1日起,全国开始实施由住房城乡建设部发布的《物联网水表》行业标准,除了规定物联网水表的结构、分类及型号等标准外,还适用2/3/4G、NB-IoT和eMTC等蜂窝移动通信技术。

智能水表行业标准先行,智能燃气表亦不会缺席。

6个月后,国标委正式下达《物联网面向智能燃气表应用的物联网系统总体要求》,并于12月召开国家标准启动会,将进一步推进智能燃气表行业的发展,而该标准也将是物联网技术面向智能燃气表领域的首个国家标准。

在嘉楠科技相关负责人看来,《总体要求》的出台,也将为嘉楠科技等更多企业切入智能燃气表市场,提供了可遵循的行业标准。

▲2017年以来我国智能表计行业部分重要相关政策汇总(智东西制图)

随着这一系列政策之风的吹动下,全国各地政府都似多米诺骨牌一般掀起了智能水表和智能燃气表的更换大运动。

海计划在2024年之前,将全市600多万户家庭的燃气表全部更换为智能燃气表;天津预计在两年内将数百万传统水燃表改造为NB-IoT物联网表;福州要在2019年底安装30万台智能远传水表;深圳要在2020年之前部署58万个NB-IoT智能水表……

这场全国各地数以万计的智能水燃表更换运动,给智能表计行业带来了多大的市场?

头豹研究院的行业报告数据显示,一方面,我国智能水表市场规模截至2018年已达到52.8亿人民币,预计未来5年将保持32%的年复合增长率;另一方面,我国燃气表市场规模在2018年已达98亿人民币,预计未来5年将保持10.7%的年复合增长率。

以此推算,到2023年,我国智能水表和智能燃气表的市场规模预计将分别达到约211.6亿人民币、162.9亿人民币,合计创造出374.5亿人民币规模的智能水燃表市场。

而在李剑看来,虽然NB-IoT智能水气表市场还没有完全起爆,但它后续的发展空间会越来越大。基于相关行业数据,今年我国智能燃气表和智能水表出货量都将双双突破2000万台,相比去年各自刚刚迈入1000万大关的出货量直接翻一番。

在这块诱人的市场蛋糕面前,产业改革战一触即发。

全产业链玩家加速押注市场,NB-IoT芯片厂商互争高地

无数玩家蜂拥而至,但谁才是智能水燃表市场下最大的受益者?

智东西发现,在供应链方面,上有紫光展锐、联发科、嘉楠耘智和芯翼信息科技等芯片供应商,相继开发低功耗、高性能的NB-IoT芯片及智慧系统;下有金卡智能、新天科技秦川物联等制表厂加速研发和生产更先进的智能表计终端产品。

与此同时,中国移动、电信、联通三大运营商亦参与其中,不断扩大招标与合作,发布一系列智能模组及解决方案,逐步推动各地表计的排查与更新。

在这场围绕一块小小智能表计的革新战中,智能芯片及模块的竞争无疑是其中重要的一环。

以智能燃气表为例,据头豹研究院数据,一个市场均价为270元人民币的智能燃气表,生产成本大约为220元,主要由基表、智能模块、原材料(阀门、皮 膜等),以及生产线折旧、人力投入等四大块构成。

其中,除了基表、人力和设备成本外,集中器和控制器等智能模块的成本占比最高,约为50元人民币,占总成本的22.7%,其他原材料成本仅约10-20元人民币,成本占比最低。

▲智能燃气表成本构成(来源:头豹研究院)

而这成本占比22.7%的市场,则是一众芯片设计厂商的兵家必争之地,引得紫光展锐、华为海思、联发科、芯翼信息科技等新老玩家相继入局,推出各类NB-IoT芯片及解决方案来抢位。智东西曾在《一场水电表引发的芯片大战!华为高通冲锋,运营商砸钱圈地》一文中,对NB-IoT芯片及产业的玩家和市场进行解读。

去年5月,我国智能水表龙头企业宁水集团相关负责人曾公开提到,其NB-IoT物联网水表所采用的模组中包含华为海思芯片,并且该公司早在2015年就与华为签订了战略合作协议。

紫光展锐基于春藤8908A芯片的NB-IoT解决方案,也早已落地长沙、上海、天津、武汉等地的智能燃气表市场;联发科的MT2625芯片也已被高新兴物联、上海移远等模组厂商所采用,并在智能燃气表、智能水表等市场实现大规模商业化。

前有紫光展锐、海思、联发科等巨头加速布局,芯翼信息科技等后来居上者也不甘示弱。

智能表计市场是芯翼信息科技重点发力多个物联网领域之一。目前,该公司主要在智能燃气表和智能水表两个市场进行开拓。

今年上半年,芯翼信息科技基于自研XY1100 NB-loT芯片所开发的5G智能远传燃气表,成功通过国内表计龙头企业金卡智能的测试,标志其新一代NB-IoT平台在燃气表行业的正式商用。

芯翼信息科技高级副总裁李剑谈到,智能表计作为一个涉及国计民生的to B的行业,对产品的质量可靠性和稳定性等方面有着非常严格的要求。

与此同时,智能表计的落地也与不同行业的特点和运营商NB-IoT网络覆盖程度有关,基于芯翼信息科技的XY1100 NB-loT芯片的智能燃气表和智能水表仍在紧锣密鼓地推进当中,目前已在多个城市完成整表的安装、部署和挂测。

下游制表厂团战火热,运营商亦不缺位

除了上游芯片及模组厂商竞争激烈外,下游制表厂市场的团战也同样打得火热。

在传统表计市场,我国早已有一批实力深厚的表计龙头企业,包括新天科技、宁水集团、金卡智能、三川智慧等,但在NB-IoT智能表计需求的冲击下,这些玩家也迎来了新一轮的抢位赛。

智能水表方面,宁水集团正不断通过调整和升级现有生产布局,以及引进自动化设备等方式来挖掘产能,其“年产405万台智能水表扩产项目”已于今年4月开工,预计将于2022年12月正式投产。

随着智能水表逐渐成为宁水集团营收增长的主要动力,今年上半年宁水基团的业绩也迎来了一次小爆发。据宁水基团2020年中报数据,其上半年营收6.56亿人民币,同比增长18.33%,净利润1.17亿人民币,同比增长46.51%。

智能燃气表方面,2019年,金卡智能累计部署的物联网智能终端已破千万,其中NB-IoT智能终端近500万,IoT平台接入智能终端也已达600多万台。

今年4月,金卡智能相关负责人公开提到,其在NB-IoT智能燃气表市场的占有率估计已达30%至50%。

另一方面,同为智能表计龙头企业的新天科技在智能水表、智能燃气表、智能热量表等市场均有布局。其中在2019年,新天科技的民用智能水表及工商业智能流量计营收共约为7.18亿人民币。

随着新天科技工业4.0智慧化工厂的自动化率提升到60%,其智能表产能已实现400万套。

新天科技相关负责人谈到,得益于智能表行业政策推动、技术提升和市场需求拉动,2020年上半年,新天科技NB-IoT智能水表订单实现了大幅度增长,同比增长50%以上。

同时,新天科技今年招标中80%以上均为NB智能表招标项目,且单一项目的招标金额相比往年也更大。

▲新天科技的NB-IoT物联网水表系统结构图

与此同时,NB-IoT智能表计市场的这波机遇也为我国科创板带来了新气象,今年4月刚刚过会的秦川物联公司,就是一家在物联网智慧燃气、智慧水务方面有着深厚积累的智能表计公司。

激情团战的除了芯片和制表厂商,还有贯穿智能表计产业链始终的三大运营商。

中国移动、中国电信、中国联通自2016年以来,就一直在加码布局NB-IoT网络建设,并推动着智能表计行业的发展。

以中国移动为例,2017年,中国移动就已推出智能电表解决方案。不过,近年其布局中心也逐渐向智能水表和智能燃气表靠拢,并与各地方政府及水燃气公司展开合作,共同推广智能水燃表的部署与落地。

去年12月,中移物联就与中燃物资供应链有限公司签订了为期3年的采购协议,涉及600万套NB智慧燃气端到端解决方案。

而今年9月,中国移动也与中国燃气控股有限公司正式签署战略合作,将继续深化双方在NB物联网表业务的全面合作。

除此之外,中国联通、中国电信也早就在智能水表、智能燃气表等领域展开广泛布局。

总的来看,这场自上而下掀起智能表计产业革新浪潮的抢位赛,不仅为传统玩家在新时代下的技术转型提供了新机遇,也为新玩家的入局开拓了更大的市场发展空间。

NB-IoT智能化是唯一出路?巨大市场生意背后的发展难点

不过,智能表计的NB-IoT智能化是否就是行业的唯一出路?答案是否定的。

智能表计行业的发展并非只存在一种模式,尤其在行业不同的发展阶段,NB-IoT技术的涌入和渗透,一定程度上也为一些玩家利用自身技术优势打差异化竞争提供了机会,例如国内比特币矿机三巨头之一嘉楠科技。

与紫光展锐、联发科、芯翼信息科技等公司不同,嘉楠科技并非以NB-IoT芯片作为智能表计市场的切入点,而是靠AI芯片。

嘉楠科技相关负责人告诉智东西,目前其智能抄表业务落地方向主要有两个,一个是水电燃气表中的智能化升级,另一个是智慧工厂领域的生产、测量用表计场景的智能化。同时,嘉楠科技还在后端建立数据分析平台,提供数据分析服务。

针对传统抄表模式中的高成本、低效率、难入户等问题,嘉楠科技推出了一个智能抄表系统,其模组搭载了自研AI芯片堪智K210和微型摄像头,支持GPRS、3G/4G、NB-IoT和蓝牙网络连接。

据了解,该系统能够在用户设定的监控周期内对表计进行拍照、识别、存储和自动化上传等操作,识别精度达到99.6%,一来不仅能节省人工抄表的人力成本,二来也不需要对老旧的表记进行更换改造,进一步提升老表的利用率。

现阶段,嘉楠科技的智能抄表已在国内最大棚户改造区——贵阳花果园社区落地,智能表计部署量达万级规模。

以NB-IoT技术为主的智能表计市场的崛起,既给产业带来了大量的发展机会,也必将带来行业变局。

在嘉楠科技相关负责人看来,这一市场的崛起对芯片设计公司来说,要设法增加自身芯片与用户之间的产品粘性,否则以传统的直接销售芯片模式会出现粘性缺乏、可替代性强的问题,例如不同代小米盒子里的芯片就采用了不同的品牌。

因此他们认为,将芯片结合算法与软件环境,整合成一个最小功能单元(模组或模块)的打法更有市场竞争力。

“我们发现除少数企业外,绝大多数做产品的公司AI开发能力是很有限的,他们对功能性模块的需求较大。”嘉楠科技相关负责人谈到,目前公司会给系统集成商和合作伙伴进行OEM,直接提供最终产品和后端的一些SaaS服务,例如人脸识别的面板机、智慧能效的贴牌产品。

与此同时,嘉楠科技相关负责人认为,随着图像识别等机器学习技术的成熟,将进一步推动表计的智能化,为智能表计的机器学习革命奠定基础。

在NB-IoT智能表计落地的过程中,产业仍需面临居民改造资金、地方政策差异、标准统一等问题,而这也是一个不断螺旋向上发展的过程。

在芯翼信息科技高级副总裁李剑看来,NB-IoT智能表计市场与ETC这个新市场不同,前者市场相对较为成熟,竞争也比较充分,市场需求相对明确很多。

但李剑认为,NB-IoT智能表计在落地过程中也存在两个难点。

一是NB-IoT网络覆盖的问题,国内运营商对NB-IoT网络的建设尚未像2G网络那么完备,仍需要运营商的持续投入;二是产品的可靠性和稳定性,也需相关行业的企业不断花时间进行打磨和提升。

“整个表计类市场,从芯片商到方案商、从模组商、各大表厂到燃气公司、水司等等,每个环节都需要通力合作努力创新,这样就可以推动整个市场和产业链的健康和良性的发展。”李剑说。

结语:新生活方式掀起的细分智能市场抢位赛

也许很难想到,人们生活中并不起眼的一个水表、燃气表也能掀起庞大规模的智能落地潮。在技术与政策的引领支持之下,目前智能表计行业已经步入发展快车道,随之而来的将是巨大市场空间的释放,以及愈发激烈的市场抢位赛。

但归根结底,这个产业崛起过程中最大的受益者,并非芯片及模组厂商,也不是制表厂、运营商,而是用户本身。

作为新基建智慧城市建设的一部分,NB-IoT技术在智能表计市场逐步落地、发展过程中所带给人们的价值,远比数百万颗芯片、数百套智能表计产生的经济效益多得多。

未来,随着智能表计产业的进一步发展和落地,相信人们一定能享受到更多技术进步给生活和工作带来的便利。

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