尹浩:萬物互聯——智能終端產業發展面臨的挑戰

尹浩:万物互联——智能终端产业发展面临的挑战

尹浩。

嘉賓:中國科學院院士尹浩

演講題目:《萬物互聯——智能終端產業發展面臨的挑戰》。

現在人類社會正邁入一個智慧的時代,從第一次工業革命、第二次工業革命到第三次,由信息技術推動的信息革命,現在正在進入由智能技術來推動的第四次革命,叫智能革命,就是我們將邁入一個智慧的時代。李總理在今年政府工作報告當中首次提出“智能+”的理念,我們理解“智能+”相對“互聯網+”更體現了基於數字革命的人工智能技術對社會生產的全新賦能,“智能+”成為人工智能技術應用的創新範式,自然我理解“智能+”與智能手機相比是更進一步的智能技術的嵌入,而且這種範式將來在萬物互聯下,包括農業、交通、醫療、智慧城市都會有廣泛的應用。所以說智能終端在這種大背景下將迎來新一輪的,我們稱之為叫爆發式的快速發展期。

大家知道信息技術有一個信息群,叫大智物雲。我認為這四種技術是聚合的效應,來推動萬物互聯邁向萬物智能時代,大量的終端,我們的形式不再侷限於智能手機,有智能可穿戴設備、智能家電、智能網聯汽車、智能機器人等,數以萬億級的終端。整個物聯網市場在這種推動下應該是需求全面增加,最傳統的我們消費類的,物聯網的上半場主要面向消費市場,我們政府主導的智慧城市建設,以及我們產業,也就是製造業主導的物聯網,都成為一種比較重要的應用領域,而且這些應用領域的垂直行業很多都是萬億級的市場規模。

整個發展的主線,我也引用信通院的一張圖,三類應用,一個是個體主導的消費類物聯網,手機都是面向個人的。還有供給側主導的生產型的物聯網,再就是我們政府主導的智慧城市的物聯網。剛才我們看了暖場片,都暢想了我們宜賓智慧城市未來的建設暢想,構成了產業物聯網。產業物聯網在全球範圍內我們可以看出,基本是與消費者是協調同步的,實際是互相促進。生產型物聯網其中比較典型的是工業互聯網,國家這次也主導成立了工業互聯網研究院,這個研究院平臺實際上也是物聯網在整個產業界落地的具體體現。

智能群體技術推動了“智能+”時代的到來,整個智能實際上要從描述、診斷、預測到決策形成一個環路,最後要決策控制,而不單單只是一種疊加的APP應用,而是深層次的。所以才有我們相應的網絡,包括我們大量的傳感器,包括物聯網,包括5G、AI、雲、邊緣計算等,整體推動了這個時代的到來。

既然市場那麼大,自然這個產業生態的競爭肯定是日趨激烈的。現在目前很多國際企業,包括我們國內的,像華為、中興也是國際性企業,利用自身的優勢加快整機、芯片、模組、操作系統、傳感器的產業佈局。其中有一個特點一會兒我還要講到,終端和雲平臺協同一體化成為掌握整個智能終端生態圈的重要手段,包括智能家居成為我們智能手機下一個智能終端產業競爭的重點領域。不言而喻,國家的電信也在加大這方面的力度,整合智能終端相應的芯片、模組、操作系統、產品製造和服務平臺等資源,來構成一個面向萬物互聯的智能終端產業體系。下面我圍繞這個體系的構建談談我們面臨的挑戰和如何應對。

首先我們看一下芯片。芯片是智能終端的大腦,這也是上游的產業,離了芯片你智能終端的智能是無從落腳的。所以從芯片的角度,再嵌入剛才說的那些智能終端角度講應該是兩大類。一類是大家知道集成在傳感器、無線模組中的實現特定功能的芯片,實現感知數據、採集數據的傳感器,各類傳感器,實現通訊的就是我們通訊的模組。再一類就是體現智能的,就是嵌入在設備中的,提供大腦功能的系統芯片,包括嵌入式處理器,物聯網處理器等等,集成相應的軟件、人工智能的算法。其中有一類是無線模組,再怎麼樣萬物互聯,你終端是需要聯網的,現在大家都生活在一個網絡化世界,我們拿著智能手機,有一天不帶智能手機就感覺跟這個世界脫離了。所以我們聯網的模型模組,它就是一個挑戰,它需要支持廣域的互聯,還要支持局域的互聯。它有兼容性要求,要兼容多種通信協議,這個協議裡邊還要考慮體積、干擾、功耗等工藝要求,還有一些用戶的定製化要求,智能家電的通信,面向智慧城市的井蓋管理、路燈管理,對模組的要求是不一樣的,是需要特殊定製的,還有多功能的要求。除了傳統的聯網功能以外,更多還要融合、感知、導航、定位,一些前端數據處理的功能,有可能現在作為通信模組都要嵌入進去。比如窄帶物聯網,17年通過標準以後,工信部主導下三大運營商紛紛基於LTE建立了三個覆蓋全國的窄帶網絡,它對於剛才說的通信終端的要求就需要低功耗、低時延,還要高抗干擾,還要價廉物美,現在的模組20塊錢以下,不能像智能手機一樣面向人的可以貴一些。但是我們也可以看出,這樣的需求對我們芯片模組來講是難得發展的機遇,反過來看是一個機遇,新一輪的增長我認為這個通信模組帶領下,包括5G和物聯網的應用,還有一些國際大背景。我認為在這個核心芯片上應該重點關注三個方面。一是關注低功耗處理技術和麵向物聯網應用的集成電路設計工藝,這個工藝我覺得一定要強調,很多你造不出來,設計能設計出來,但是你造出來的質量就是不行,你是工藝問題。第二是注重面向重點領域的好性能、低成本、微型化、集成化、低功耗芯片和通信模組的研發。再就是要關注提升芯片的設計、製造、封裝、集成和可靠性的研究。

第二是傳感器。有人說是物聯網萬物互聯的五官,你所有的採集來源感知來源是靠傳感器,傳感器的種類不說了,廣義的傳感器現在已經推廣到很多了,包括條形碼、二維碼、雷達、攝像頭現在都是傳感器的表現形式,也是一種終端功能的體現。智能傳感器我個人認為在行業中應用發揮基礎性的關鍵作用,可以高效採集信息,處理交換信息,它的精度、時效性將會顯著提升。關注的重點,我認為首先是核心敏感元器件技術,包括生物材料等它的結構和工藝。第二是集成化、微型化、低功耗等,也必須關注。它的應用領域就不說了,大家可以想象它的空間是巨大的。

再一個就是操作系統。大家知道這個操作系統對於物聯網萬物互聯下的嵌入是千差萬別的,而且它的重要性下聯網絡、上接服務,通過操作系統能夠很好地屏蔽承接這種碎片化的物聯網應用的服務,這個不言而喻。所以我個人的觀點,業界也是這麼認為的,操作系統是萬物互聯時代一個戰略的制高點。我們可以舉出一個例子,PC和手機時代的系統霸主在物聯網時代能不能延續這種地位?大家知道個人電腦進入千家萬戶,微軟抓住了機會,成為電腦操作系統當仁不讓的霸主。智能手機是大家現在隨身必帶的標配,谷歌和蘋果抓住機會,成為現在的兩大壟斷,當然蘋果是走封閉路線,它自己自稱體系。谷歌的安卓走的開放路線,圍繞這兩大系統構建操作系統,構建了手機的生態環境。萬物互聯時代,面向我們這些各種行業嵌入式的操作系統,市場機會我個人認為已經開啟了,海量終端都是基於智慧終端。所以我想這種環節的關鍵,兵家必爭之地,整個產業會呈現群雄逐鹿的一種壯觀景象。大家可以看出我們現在的BAT,包括我們谷歌,包括華為,都推出了相應的IOT的操作系統,這個操作系統平臺的一體化成為掌握主導權的重要手段,所以誰會成為我們萬物互聯的智能終端的操作系統,我們可以拭目以待,這種戰略視野和產業整合是很重要的。這個發展的重點要關注兩個,一個是用戶交互性的操作系統,另外就是面向工業控制和車聯網的實時的操作系統,就不展開講了。

大家提到萬物互聯、智能發展不得不提到5G,5G的兩大場景,一個移動互聯網面向人的,一個是面向物聯網的,分別是三大場景,一個面向人增強的叫增強型移動寬帶EMbb,後兩種是面向物聯網的,現在的5G國際標準通過了,現在的國際標準只是針對第一種場景的,後兩種場景,特別是低時延、高可靠的,面向車聯網和麵向工業互聯網的應用場景的國際標準目前還沒有通過,正在徵求好的提案,所以還有一些路徑要走。這種場景面向各種行業應用,實際上它的場景是千變萬化的,各種場景的應用怎麼智能終端很好滿足,實際這是巨大的挑戰。這種挑戰其中有一個技術可以很好承接,也就是移動邊緣計算技術,把雲計算往下邊緣更好承接,而且這種計算技術更多的是一個相對的概念,我個人認為不光是網絡的邊緣計算,更多的邊緣計算能力要嵌入各種各樣的智能終端當中來促進我們終端與行業應用的快速對接和應用落地,所以賦予了雲邊協同的儲存能力,應用場景就不說了。還有安全方面,我不展開講了,終端的安全對物聯網安全更加重要,涵蓋硬件、固件、軟件,如何輕量化防護,智能算法怎麼保護,這非常重要,包括我們協議的防護,因為都有智能了,智能被人家黑客應用以後反過來就被人家操控,所以這個引入的安全風險也要更加巨大。包括我們這個例子都不言而喻了,我就不展開說了。包括車聯網的,給它操控的工業互聯網一樣。黑客利用人工智能技術也可以繞過你的風險,當然我們也可以用它檢測這些漏洞。

總結一下,萬物互聯推動智能終端市場迎來新一輪爆發式快速增長。面臨諸多挑戰,在這些挑戰的產業環節我們要加強核心芯片、模組、操作系統、傳感器、行業應用和安全等關鍵環節的創新,大家知道創新驅動已經上升到國家發展戰略了,今年是農曆豬年,而且是金豬年,互聯網曾有一句名言,站在風口豬也會飛起來,問題是我們站在風口上嗎?風停了豬是沒有翅膀的,如何避免摔下來的風險?所以構建一個智能終端產業可持續發展的生態環境,我認為願景是非常美好的,值得期待,但任重道遠。


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