AIoT芯片产业深度研究智能化技术配套已
（报告出品方/作者：天风证券，潘暕）
1.AIoT黄金时代已至，产业变革催生“芯”机遇
AIoT进入发展“加速段”：智能化技术配套已成熟，未来十年快速成长。AIoT即智能物联网，在物联网的基础上加上人工智能技术，通过物联网产生并收集的海量数据存储与人工智能技术对数据进行智能化分析，加强人与物品的交互体验以实现万物智联化。年为中国AIoT应用成熟需求快速融合的阶段，叠加年疫情催化智能类产品快速放量，成为快速发展的元年；预计未来十年各应用持续普及，为国内AIoT发展的黄金十年。
1.1.AIoT市场趋势：开启半导体“千亿级”大赛道
全球物联网连接设备快速增长，各应用领域多点开花。根据GSMA公布的数据，年全球物联网连接设备量达到亿台，预计到年总连接数将会达到亿台，年复合增长率达13%；根据中国工信部发布的数据，中国物联网连接数占全球的30%，预计年将会达到80亿台。从未来6年增量的设备来看，主要增长来自智能家居，包含家电、网络基础设施、安全设备等；智慧建筑包含企业安全自动化、企业资产和设备等。
全球与中国AIoT市场规模均快速增长，近三年复合增速超25%。根据IDC公布的数据与预测，年全球AIoT市场规模达到亿美元，预计到年达到亿美元，-年复合增长率为28.65%；根据艾瑞咨询公布与数据预测，年中国AIoT市场规模将会达到亿美元（约亿人民币），-年复合增长率达到25.3%；整体来看，全球和中国AIoT的市场规模均为快速增长。
国内AIoT龙头连接设备量环比快速上升，大量AIoT应用场景快速落地。以小米AIoT平台已连接的设备数量为例，年Q3/年/年Q1已连接的设备数分别达到2.89/3.25/3.51亿台，年第一季度同比增长达到39%。此外包含华为、涂鸦智能等公司预计设备量达到亿级别；年涂鸦智能赋能设备数量达到2.04亿；年搭载鸿蒙的设备至少3亿台；受到疫情影响下带动防疫+居家的双重需求，包含体温监控、无人配送、智能家居、轨迹追踪等各类建立在AIoT技术上的应用，助推大量AIoT场景快速落地。
AIoT驱动半导体市场规模，有望达到亿人民币。根据Ericsson统计，传感器与芯片生产商在AIoT产业链中，价值量占比约为10%；按照年全球AIoT市场规模亿美元计算，预计半导体价值量达到亿美元，约为亿人民币。AIoT的发展与半导体产业高度相关，无论从底层设备、联网层、应用端均仰赖于半导体技术才能实现，相对的半导体产业也受惠于AIoT成长持续增长。半导体是促进智能家居、智能建筑、智能健康、智能医疗、智能工控、智能城市等各种领域的落地与兴起，叠加应用落地与需求提升，使AIoT中的半导体板块重点受益。
1.2.AIoT三大“芯”模块：主控制器、传感器、通信芯片
AIoT三大功能为智能终端赋能：运算、感测、联网。AIoT产业链可分为四个层级：四个层级的技术基本依赖运算、感测、联网三大功能；
1）感知层：包含传感器、芯片等的底层元器件，主要进行数据信息采集以及智能分析，作为底层的核心硬件，为实现AIoT功能的第一步；
2）网络层：包含通信技术与服务商，主要是作为数据的传输者；
3）平台层：主要是对数据进行存储与分析，属于平台型服务，为实现AI算法和功能的关键；
4）应用层：属于产业链下游终端，实现专用化的AI功能和服务。
主控制器（SoC、MCU）：实现分析运算；AIoT设备除了原本电子产品中所需要的MCU主控芯片外，还需要对物联网所产生的庞大数据进行AI处理，进而提升产品智能化与用户交互的体验；因此，还需要SoC芯片进行AI语音影像处理；以智能音箱为例，通过SoC主控芯片处理传感器所收集的声音讯号，为了达到很好的交互体验，需要透过AI语音识别技术，实现快速的分析与反应。
传感器（MEMS、压感、温感等）：实现信息感测。传感器是为物品赋予人类感官能力的技术，用于侦测环境中所生事件或变化，能够探测、感受外界的讯号、物理条件或化学组成。包含温度传感器、湿度传感器、气体传感器、烟雾传感器、影响传感器等，主要是感测并接收外部的信息。
通信芯片（WiFi、蓝牙、Zigbee等）：实现信息传输。AIoT的关键就是将设备接入互联网实现物联网,将不同设备的不同协议进行桥接与汇总。目前已有很多种通信技术可以满足各种不同的通信需求，AIoT一般采用联网技术包括WiFi、蓝牙、Zigbee、NB-IoT等。
1.2.1.主控制器SoCMCU：为AIoT智能终端大脑
AIoTSoC负责语音影像等处理技术，为AI智能终端的算力主控。AIoT智能终端的主控制器一般应用采SoC，其具备较强算力，适合作为智能设备的芯片大脑；通常在低功耗中央处理器的基础上扩展音视频功能和专用接口的超大规模集成电路，相比于传统的MCU微处理器系统，SoC在性能和功耗上具有明显优势，已经占据智能终端芯片市场的主导地位，并且正在向更为广泛的应用领域扩展。
SoC是在一块芯片上集成一整个信息处理系统，拥有整个数字和模拟电路系统的完整功能，主要集成中央处理器、图形处理器、视频编解码器、显示控制器、总线控制器、内存子系统、音频处理器、输入输出子系统以及各类高速模拟接口等功能模块。因此，SoC的电路较为复杂，对研发设计、制造工艺以及软硬件协同开发技术的要求较高，整体流程包含从基础技术的研发到芯片应用的开发最终形成SOC产品。
AIoTSoC设计由多个IP模块组成。通常AIoTSOC公司的IP会分为外购与自研：1）外购IP主要以CPU、GPU等计算的通用模块为主；目前CPU主流架构包括英特尔推出的X86架构、ARM推出的ARM架构、MIPS公司推出的MIPS架构、开源指令集RISK-V等；2）自研IP主要以AI模块、通讯模块、模拟电路为主；自研IP也是AIoTSOC核心竞争力之一。以恒玄科技的智能音频SOC产品为例，一颗SOC芯片集成了处理模块、蓝牙模块、音频模块、电源管理等多个功能模块；以瑞芯微为例，公司自研的IP包含视频解/编码器、图像前处理加速器、智能显示控制器与图像后处理、音频处理模块等；以晶晨股份为例，公司自研技术包含全格式视频解码处理、超高清电视图像处理模块、全格式音频解码处理、高品质音频信号处理等。
NPU是嵌入式神经网络处理器，是AIoTSoC中处理AI算法的核心。神经网络的硬件主要是在已有的CPU或GPU架构再增加神经网络内核。主要的功能为训练、推理；适用的市场范围广泛，包括服务器、移动设备和AIoT等。其中核心的指标为处理器运算能力单位（TOPS）；以16TOPS与4TOPS为例，16TOPS的算力越强，但这也不是唯一的指标；以地平线测试的护具来看，11.4TOPS与4TOPS在不同的模型下有不同的有效利用率，因此评估芯片的AI性能需要以多个维度机型衡量，例如算法精度、处理认读的速度、单位尺寸的最大处理能力、成本与功耗等。
SoC系统集成芯片包含完整系统并有嵌入软件的全部内容的产品，因此多种类且应用范围广。从应用场景来看大致可以拆分为强调高算力的手机/计算机、强调低功耗的消费/物联网、强调可靠稳定的工业/安防、强调安全的汽车等领域。其中与AIoT最为相关的领域为消费/物联网、工业/安防。
手机/计算机：核心部件包含CPU模块影响运行速度、GPU模块影响游戏性能等。目前主要的公司以苹果、高通、三星、连发科、华为海思为主。
消费/物联网：低功耗、低成本是该领域的核心指标，在IoT转向AIoT的时代，对于SoC要求更高。目前国内已有平台化发展的企业包含联发科、瑞芯微、晶晨股份、全志科技等。
工业/安防：行业级别要求稳定性、可靠性，朝向更高功能整合度、更小占位面积的SoC解决方案发展。工业主要以MCU、ASIC为主；安防以IPCSoC为主。
汽车：从车载娱乐系统到ADAS都需要主控芯片，过去以MCU为主逐步朝向更多功能的SoC发展。由于对安全性可靠性稳定性有最高级别的要求因此主要以海外厂商为主。
MCU具低功耗与可运算的特性，为AI智能终端基础功能控制。MCU又称为微控制器和单片机，是将CPU适当缩减，并将存储、计数器、AD/DA转换、计数器、I/O端口、PWM等周边接口集成整合在单一芯片上；MCU因为有适当的缩减，通常工作频率在1MHz~MHz，功耗会比应用在手机或是电脑上的CPU还要低；MCU按照产品形态可以分为专用型与通用型，主要看硬件及指令是否是按照某种特定用途而设计。
预计年，MCU应用在IoT场景的市场规模大约50亿美元。MCU应用在IoT的应用场景占比逐步提升，根据IoTAnalytics的预测，随着IoT应用需求持续提升，MCU中应用在IoT领域的渗透率将会逐步提升，预计将从年的18%增长到年的29%；根据ICInsight的数据，年全球MCU市场规模达到亿美元，预计年将会达到亿美元；经过测算之后，MCU应用在IoT的市场规模年达到36.1亿美元，年预计达到79.7亿美元，年复合增长率达到14.1%。
MCU与MPU结构不同，会使用在不同的应用场景。MPU也称为微处理器，与电脑的CPU一样主要负责处理计算，由于注重运算功能，可以应用在复杂的处理程序中；架构上采用外挂内存、硬盘。MPU功能更强大，但必须在更大的系统中作为单个组件使用才能发挥作用；MCU将存储、模拟电路集合在一起，更注重功耗成本，主要用于独立执行简单的功能。实际应用场景以智慧电视、咖啡机为例；智能电视需要一个运算影音视频功能的芯片，因此会需要MPU来执行各种复杂的运算，咖啡机只需要启动、定时等简单且例行的任务，因此多使用MCU。
MCU微控制单元又称单片微型计算机,不同于SoC复杂与多功能的设计,MCU是专注在简单与特定的应用；由于内存偏低，运算能力弱，因此具备体积小、相对便宜、功耗低等特点，适合应用于需简单功能的设备上。
消费/物联网：低功耗是主要的需求，这也是该领域芯片设计商开发的核心要点；目前大多MCU采用Arm架构的运算核心，因此公司的核心竞争力还在外围模拟电路的设计。
工业控制：包含家电电机控制、工业自动化、机器人、电力传输等应用领域，从信号采集、逻辑控制到现场电机执行都需要进行计算处理和控制功能的MCU。
汽车电子：包含电机发动、车身控制、车窗雨刷的电动控制、娱乐系统、辅助驾驶等应用领域，MCU在汽车应用中需求较多且对于安全性要求最高等级，具备较高的壁垒。
计算机周边：计算机作为传统行业，除了本身算力性能提升外，周边也能成为提升户体验的产品之一，包含键盘、鼠标等都需要MCU作为控制器。
智能表计/智能卡：包含智能水电表、安全卡等应用领域，朝向双向计量、用户端控制等功能发展，通常要保证产品较长的工作时间，因此对于低功耗要求高。
1.2.2.传感器MEMSCIS压/温感等：为AIoT智能终端的五官
随着物联网设备的智能化，需要不同的传感器采集更多的数据。传感器在包括空间地理、加速度、温度、图像和运动方面的数据采集，从应用功能区分，可以分为惯性、压力、声学、磁力、温/湿度、气体、流量、图像、雷达等；几乎所有应用功能的传感器在AIoT产业中都有应用。
MEMS是当下传感器主要发展方向之一。MEMS微电机系统，将半导体技术的多功能性与机械结构的功能相结合，以微米或奈米级别的结构，应用在包括MEMS麦克风、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器等。年中国MEMS传感器市场规模达.8亿元，同比增长18.3%；物联网、可穿戴技术、自动驾驶等应用场景将会持续带动MEMS市场规模持续提升。
MEMS采用机械结构。MEMS可应用在惯性、压力、声学、磁力、温/湿度、气体等不同类型的应用领域，通常MEMS采用机械结构，通过感测到的外部型号来控制运动方向，进而改变电容之间的距离；透过机械装置所发生的物理变化，转换成电子信号并数据化，完成数据采集后就可以传送至后端的运算芯片进行计算。MEMS组成包含有微传感器、微结构、微电子、微致动器等，包含微电子、物理等技术。
传感器按照感测的形态可以分为温/湿度、气体类、图像类、雷达、压力类、惯性类、声学类、磁力类。
温/湿度、气体类：通常以温湿度一体式的探头，将温度和湿度信号采集出来；以数字化处理电路，将环境中的温度和湿度转换成标准的模拟信号。
图像类：主要以CMOS图像传感器为主，主要将光学影像转换成电子讯号；主要参数包含传感器尺寸（尺寸越大，感旋光性能越好）；像素数量（像素点越多，分辨率越高）。
雷达：包含超声波、激光、毫米波雷达；波长越长穿透能力越好，超声波雷达穿透能力强；频率越高分辨率越好，毫米波雷达分辨率高；因此不同的雷达有不同的应用领域。
压力类、惯性类：压力传感器是用于测量液体与气体的压强的传感器；惯性主要是检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度运动。
声学类、磁力类：声学类包含声音监测设备和声像仪、超声波发射装置、超声波接收装置等；磁力类是将磁性能变化转换成电信号。
1.2.3.通信芯片WiFi蓝牙：解决AIoT数据传输的瓶颈
无线通信可以分为短距离通信与长距离通信。短距离通信技术包括：WiFi、蓝牙、Zigbee，主要在局域网内传输数据；长距离通信以蜂窝通信技术为主，具体包含：2/3/4/5G、LPWAN等，主要在广域网传输。几乎所有短距离智能终端设备都支持Wi-Fi、蓝牙通信传输技术，适用于智能家居、穿戴设备、智慧制造等短距离、密集性场景，主流地位相当稳固。
LPWAN长距离低功耗符合物联网需求。LPWAN包含NB-IoT、eMTC、LoRa等技术：
1）NB-IoT是高效率的物联网解决方案，可大幅延长设备电池的使用时间，而且具有显着的成本优势，适用于物联网设备的大规模部署，能在低链接质量下维持最高性能，因为具备广覆盖、低功耗、低成本、大连接等特性，目前在物联网领域，是使用最广泛的技术；
2）eMTC具有超可靠和低延迟的特点，支持连接态的移动性，物联网用户可以无缝切换，主要应用在设备之间的通信需求上。
3）LoRa主要在全球免费频段运行，具备建设容易、快速、安装成本低等优点；数据可一对多双向传输，实现远距离、长续航、大容量，进而扩展传感器网络。
WiFi、蓝牙、Zigbee在短距离传输的应用符合物联网需求。
1）WiFi优点是在消费用户中最为普及，在家中是较常见的通信技术，且在非授权频谱中高效率运行，承诺保证安全性、易用性、自助部署和长期兼容性；随着WiFi6的发展，带宽从WiFi5的2.4Gbps提升至9.6Gbps，连接数量也从10台提升至50台，将会逐步增加在物联网的应用；
2）蓝牙具备工作频段通用、抗干扰能力强等优势，因此可实现固定设备、移动设备和个人域网之间的短距离数据交换；随着蓝牙技术联盟陆续推出各代蓝牙技术规范，蓝牙技术在物联网应用中的透率也愈来越高；
3）ZigBee具备低功耗和可扩展性，可以在低功率封包内运行；其网状拓扑结构和经过验证的可扩展性，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输。
产品形态分为集成（主控+通信）、分立（通信外挂）。IoT在低功耗、超小体积需求下，催生出MCU搭配通信模块的产品形态，这类整合通信功能的MCU产品，具备体积更小、功耗更低、效能更高、物料成本低等特性；目前物联网场景主要使用WiFi通信技术，因此原本做WiFi相关的公司包含乐鑫、博通集成；或是原本做SoC、MCU相关的公司包含瑞芯微、晶晨、全志、兆易创新；都有WiFi+MCU或SOC的产品。但是在运算要求高、算法迭代速度快的应用领域，由于通信技术迭代速度较慢；以WiFi为例，WiFi4在9年发布、WiFi5Wave1与Wave2分别在与年发布、WiFi6在年后发布；但设备升级通常以年为单位，以科沃斯扫地机器人为例，T8、T9型号分别于年、年发布；为节省物料成本，通常会以外挂通信模块的形式。
2.AIoT智能硬件应用：家居/安防/商办/汽车多点开花
AIoT家居类市场增长最快，商业类市场规模最大，汽车类尚具发展潜力。根据StrategyAnalytics数据显示，截至年底全球连网的设备数量达到亿台，预计到年将有亿台设备联网，到年将达到亿台。其中企业物联网是占比最大的细分市场；智能家居是增长最快的领域，主要在于产品持续迭代使用户体验快速提升，叠加消费升级带动智能家居设备量快速增长。
2.1.智慧家居：电视音箱入口持续渗透，功能类智能家电成长空间大
智能音箱作为AIoT交互入口持续渗透，驱动功能类的大/小智能家电（照明、扫地机器人、电饭煲、空冰洗等）进入快速成长期。根据IDC的数据显示，年中国智能家居设备市场出货量为2亿台，同比下降1.9%，主要是受到疫情影响上半年景气度；年因为疫情递延的需求，加上后疫情时代在家中的时间拉长，使得消费者对智能家居接受程度越来越高，预计全年出货量接近2.6亿台，同比增长26.7%；预计年市场规模将接近5亿台；其中智能家电、家庭安全监控、智能照明将保持较高出货量增速。
AIoT技术成熟提升用户体验，智能家电开启新一轮需求增长。年智能家电的发展进入快速增长期，产品的升级换代速度明显提升。根据Statista数据预测，年年全球智能家电市场规模达到亿美元，预计未来三年年复合增长率16.5%，预计年全球智能家电市场规模将会达到.3亿美元。根据中商情报网数据显示，年全球大家电市场规模达到亿美元，以智能家电亿市场规模进行测算，目前的占比不到8%；此外相较于全球家电市场3%的行业增速来看，智能家电快速增长，其市场空间十分广阔。
2.1.1.电视类：机顶盒智慧电视渐成为标配，从传统迈向联网
电视导入网络内容，搭载网络智能机顶盒主要包括IPTV、OTT两种。IPTV主要提供直播服务，是通过运营商管控的专网进行传输，因此在一定的周期内需要招投标，因此国内IPTV的品牌主要是中国联通、中国移动、中国电信；OTT提供的内容较为丰富，是通过公共网络进行传输，国内主要的品牌包含天猫、腾讯、小米、华为等。
全球机顶盒销量年复合增长达到30%，国内政策驱动IPTV占据主导。根据GrandViewResearch的数据显示，全球IPTV/OTT机顶盒市场销售总量由年的0.53亿台增长至年的1.62亿台，复合年增长率达到32%；根据前瞻产业研究院测算，年销售总量达到2.62亿台。目前来看IPTV正在集成OTT内容，以中兴通信为例，年公司集成IPTV与Google生态业务，因此用户可以同时使用IPTV的直播以及OTT丰富内容。未来随着政策红利及三大电信运营商在视频终端的发力，IPTV渗透率将进一步提高，我国IPTV仍有较大市场前景；目前IPTV机顶盒市场逐渐4K化，随着用户对视频体验的要求提高，以及技术的逐步成熟，IPTV市场芯片的配置将继续走向高端。
智能机顶盒的核心芯片为主控SoC，由机顶盒厂商投标后统一采购。智能机顶盒中最核心的芯片为主控SOC；该类机顶盒芯片主要包括数字信号的解码、处理、编码、输出等模块，以实现多种多媒体音视频信号在电视等终端产品上的呈现。多媒体智能终端应用处理器芯片集成了中央处理器、图形处理器、视频编解码器、音频解码器、显示控制器、内存系统、网络接口、输入输出子系统等多功能模块，用以完成运算、影像及视觉处理、音视频编解码及向其他各功能构件发出指令等主控功能。机顶盒整体招标流程主要是由电信运营商通过招标，向各智能机顶盒厂家采集智能机顶盒芯片方案，智能机顶盒厂家根据中标方案向各芯片公司采购对应的SOC芯片，因此芯片公司不直接参与电信运营商智能机顶盒终端产品采购项目的投标。
IPTV由运营商集中采购，行业格局集中，头部厂商具较高护城河。IPTV大规模采购周期大约为2年一次，根据流媒体数据显示，年中国三大通信运营商智能机顶盒的招标数量约万台，主要受到疫情的影响，整体采购计划往后延，除了计划后延外，也到了大规模采购周期，预计年将会有较大的采购规模。根据年通信网公布的中国联通采购名单数据，从主要供应商来看，机顶盒制造商以及主控芯片供应商相对集中，以中国联通为例，IPTV中使用的SOC芯片主要来自海思与晶晨半导体。
中国智能电视出货量未来几年将逐年上涨。中国智能电视出货量预计约将从年的4万台增长至年销量约将达到万台。智能电视可以分为一体式与分体式，一体式智能电视中主控芯片至少有一颗；分体式智能电视各终端至少一颗主控芯片，主机、音箱、显示等都会需要各一颗；因此主控芯片是智能电视的核心，随着智能电视的渗透，应用在该领域的主控芯片需求会逐渐提升。
2.1.2.大家电：空/冰/洗，AI高附加价值提升品牌升级意愿
国内智能空调先行，冰箱、洗衣机尚有较大智能化探索空间；AI提升人机交互体验，提高产品附加价值。中国智能白电渗透率最高的是智能空调，由于智能空调有自动调节、控制温湿度等功能，对于用户体验来说相对刚需且差异较大，因此智能化的渗透率较高，年达到64%；智能冰箱与智能洗衣机年渗透率分别为18%与19%；按照Wind的中国家用空冰洗产量计算，年智能空调、智能冰箱、智能洗衣机分别的出货量分别为万、万、万台，随着消费升级以及智能化使用场景越来越丰富，智能白电（空冰洗）仍有很大的成长空间。
中国白色家电年产量合计约3亿多台，产业链具备较强话语权。中国家用白电平稳增长，年整体产量2.56亿台，年整体产量3.15亿台，年复合增长率达到4.2%。其中占比最大的是家用空调，年出货量达到1.45亿台，占白电产量的46%；家用冰箱与洗衣机年产量分别为0.9亿台与0.8亿台。中国是全球最大的白家制造基地，根据产业信息网的数据，年中国白电的产能大约占全球白电产能的6、7成；中国冰箱、空调、洗衣机占全球的占比分别为83.9%、50%、50%。
智能空调除了自动控温功能，新增SoC实现AI语音识别模块。智能空调相较于传统的空调，具备自动识别、调节、控制等功能，侦测室外气候与室内温度湿度，将传感器收集到的信号传输给主控芯片进行分析与计算，针对分析的结果来调节温度与湿度，此外还会配置通信模块，通过手机进行远程操控，通过APP实现简单的开关机与温度调节。以TCL柔风空调为例，在智能控温的基础之上，搭载了体感雷达，一方面可以更好的控制室内温度差；另一方面通过雷达可以智能进行导风控制和个性化柔风；以海尔空调为例，通过亮度传感器检测室内灯光强弱，并自动调整空调显示屏开关以及风速；此外当下市场上的智能空调还可以通过搭载不同的AI模块实现语音交互、自动水洗、智能导风等功能。
智能冰箱导入智慧屏幕，新增SoC实现图像识别技术与AI互动技术。智能冰箱目前主要通过嵌入智慧屏幕来实现交互，因此包含语音与影音模块；通常智能冰箱配备具Wi-Fi连网能力的触摸屏，可提供管理食材、查找与显示食谱、建议采购列表、提供影音娱乐等功能。内部食材管理主要是在内部安装摄像头与传感器，以获取相关的图片进行识别，达到食材管理的功能；此外在厨房等不便触摸屏幕的情况下，通过外部摄像头及手势控制技术，为用户带来更智能更流畅的使用体验。智能冰箱在构造上比普通冰箱通常会多出大量的感应器且通常会配置液晶显示屏进行人机交互。冰箱人机互动比较频繁，相较于其他的白电，冰箱具有天然的优势，未来的智慧冰箱，将会成为厨房经济的核心终端和智慧家居的重要入口；但是目前智能冰箱还未普及核心原因在于平台整合，主要的应用场景是希望可以通过显示屏操控直接联网到后台电商下单，因此需要成为一个源源不断的数据提供者。
智能洗衣机新增远端控制、AI诊断、自动化清洗等功能。为实现相应功能，目前头部企业推出的智能洗衣机选择在智能终端加入WiFi模组和AI控制模组。例如：海尔通过自主开发的智能感知系统，实现了洗衣机AI语音智能洗功能和故障自诊断功能。小天鹅洗衣机搭载了小京鱼智能控制系统，可以远程控制洗衣机。
2.1.3.小家电：音箱扫地机器人成为爆款，其他品类持续开拓
小家电为智能家居中成长弹性最大的应用领域。年GfKTemax估计全球小家电销售额为亿美元，年Statista预计全年小家电市场收入可达亿美元，年复合增长率达到44%。小家电市场快速增长主要因为其灵活多样、功能明确的特点，当下智能小家电致力于预约运行、状态反馈等方向，更强调与用户之间的交互体验，近年来中国智能小家电各细分市场产品销量呈现持续攀升的发展趋势。小家电中智能音箱、扫地机器人更注重用户体验与人机交互，对于AI算法要求较高，因此在算法模型与算力逐步提升的背景下，会加快在终端用户的渗透率。
全球智能音箱平均普及率仅15%，尚有很大成长空间。根据Emarketer数据显示，中国是智能音箱用户数最多但渗透率最低的国家；用户规模达到万人但渗透率仅有10%。美国是全球智能音箱普及率最高的国家，渗透率达到26%；其他国家的智能音箱渗透率也在15%左右，假设中国的智能音箱目标渗透率与发达国家的平均渗透率看齐，达到20%，则中国智能音箱规模至少有50%成长空间。
智能音箱是智能家居核心控制接入口，全球销量大约有1.6亿台。智能音箱是指具备智能语音交互系统、可接入内容服务以及互联网服务，同时可关联更多设备、实现对场景化智能家居控制的智能终端产品。智能音箱集成了人工智能处理能力，能够通过语音识别、语音合成、语义理解等技术完成语音交互。根据Canalys数据显示，年全球智能音箱出货量达到1.35亿台，并预计年出货量将达到1.63亿台，同比增长21%。
智能音箱采用主控SOC实现语音算法，外购通讯模块进行互联。智能音箱SOC主控芯片需要有语音识别交互，因此音频相关IP是智能音箱SOC的核心模块；目前市面上也有带屏幕的智能音箱，根据IDC的数据显示，大约占整体智能音箱的35.5%，这类型音箱除了语音识别模块外也需要视频相关IP，因此SOC集成的模块更丰富。智能音箱作为AIoT的重要的控制接入口，具备一户一机的广阔场景，随着智能音箱人机交互能力越发成熟，持续推动智能家居市场向前发展。
扫地机器人采用SOC集成各类AI算法模块，同时用MCU作为简单的控制芯片。MCU主要控制扫地机器人前进后退等简单的控制操作，算法核心需要依靠SOC集成AI算法IP。随着传感器技术的不断革新与发展，第三代扫地机器人产品具备了SLAM，即导航建图、全局规划的能力，主要基于LDS激光测距传感器的扫地机器人产品以及基于机器视觉的扫地机器人产品；除了需要更多的传感器进行数据的收集，核心还是在SOC进行运算；因此SOC的算力提升一级技术的创新，是提升扫地机器人的用户体验，这也是扫地机器人市场持续突破与渗透的关键。
2.2.安防类：行业消费类并行，AI摄像头提升应用功能
2.2.1.AI摄像头：提升人脸识别、异常行为检测等功能
安防多年来成为城市建设和管理的重点。智能安防可以很大程度的提高城市管理效率、安全管理水平。以安防摄像头为代表的智能设备在安防中应用广泛。鉴于中国政府持续推动的新型基础设施建设，未来中国市场将成为全球视频监控市场的重要增长引擎。根据Omdia的估计，年中国智能视频监控市场规模为亿美金，约占全球市场的48%，而这一数字在年将达到亿美金，复合年增长率达9.5%。另一方面，安防智能化将迎来快速增长，Omdia估计年AI摄像头出货量渗透率占IPC的10%，而年将达到63%。
中国行业级别的安防摄像头，智能化渗透率还有很大的空间。尤其是随着“十三五“计划”雪亮工程“的推进，行业级摄像头存量将继续上升。截止年，全国一、二、三类摄像头存量规模达万个，而其中不足1%为智能摄像头，考虑安防摄像头的更新周期为3~5年，未来几年内智能摄像机的替代更新将成为安防行业在一线城市的主要增长点。
国内家用消费级IPC市场，仍处于起步与快速发展的阶段。目前消费级摄像头存量约为万个。随着人们生活条件的提高、安全防范意识的加强，居民家庭对于安防问题越来越重视，未来消费级摄像头也将成为智能安防的重要增长点。StrategyAnalytics在《年智能家居监控摄像头市场预测和分析》中指出，年全球智能家居摄像头消费额将达到80亿美元，至年该数字将逼近亿美元。随着5G、Wifi-6技术的普及，搭载无线连接的家用摄像机使用将更加灵活；同时随着AI技术发展，人脸识别等功能也在家用摄像头得到应用。
视频监控摄像机中，ISP是重要的图像处理模块，IPC是重要的SOC芯片。ISP主要功能是处理图像传感器收集的图像，使图像得以复原和增强，经过处理的图像可以直接进行显示或存储压缩；因此视频监控摄像机的成像质量主要是由ISP控制，ISP内建模块包含主控制器、图像处理部件、内外部接口等。IPC是在ISP的基础商集成更多模块，在芯片单位面积下具备较高的算力与功能模块；IPC通常集成CPU、ISP、视音频编码、网络接口、安全加密等模块。
目前视频监控网络摄像机一般采用IPCSoC芯片。视频监控摄像头首先是经有传感器进行图像采集，并透过IPCSoC进行图像处理，IPCSOC中包含ISP和视频编码模块，经过ISP模块处理后，送到视频编码模块进行压缩。压缩后的视音频码流通过网线或者无线链路传输到后端NVR，NVR对视音频数据进行接收处理并存储，后期需要回溯时可调出存储的视音频数据进行检索回放。目前IPC朝向高清、智能化发展，因此在IPC中也会集成AI模块，比如人脸识别追踪、异常行为侦测等应用。
2.2.2.智能门铃＆门锁：安全性高于传统机械锁
目前智能门锁解决方案包含WiFi、Zigbee、蓝牙、NB-LoT等不同通信方式。智能门锁核心在联网，因此从通讯方式区分智能门锁不同的应用场景，核心还是在技术门槛较低可以快速迭代。目前主要趋势在WIFi方案，具备实时控制、成本低等特点；随着智能家居渗透率逐步提升，对于智能家居中入门级的联网设备需求也将会逐步提升。除了通信以外，智能门锁对于低功耗、安全性要求高，因此对于主控芯片的要求包含低功耗、加密性好、安全等级高、成本低等特性。
2.3.智慧商业类：楼宇＆商办＆广告多头并进
2.3.1.商用显示屏幕：疫情后时代正逐步增长
随着智慧城市的推进建设，智能商业显示市场迎来了重大的发展机遇。根据奥维云网数据，中国商显市场自年开始快速增长，年市场规模约为亿元。受疫情影响，年商显市场整体规模出现了短暂的下降，预计年开始国内商显市场将重新保持每年两位数以上的增长，预计年将达到1亿元。
交互式电子白板一般分为教育交互白板和商用交互平板。根据洛图科技数据，年国内交互平板市场出货量达.3万台，同比上升12.7%，其中教育交互白板出货.1万台，同比微增2.8%；商用交互平板占比为25.5%，出货43.2万台，同比增幅达56.5%。随着教育信息化程度不断提高，信息化设备趋于饱和，教育市场交互平板增速放缓，但从长远看，教育市场依然庞大，教育信息化将进一步升级，智能化带来新的换代需求，未来市场短期内将出现明显上涨，根据奥维云网预测，年国内教育交互白板出货量将达到.7万台，其中尤其看好易于进行智能化升级的电子黑板市场，将从年的13.2万台上涨至84.6万台。
商用交互平板受到疫情推动加速普及。一方面疫情使远程办公成为常态化，加速了国内视频会议的普及；另一方面商用交互式电子白板双向操作、更大屏幕、更高清晰度的特点能够满足智慧办公的需求。考虑到目前在国内云视频会议、智能会议等市场处于起步阶段，市场渗透率还很低，市场潜力较大，在未来的智能化商业生态中，商用会议平板可以凭借其智能交互、集成一体化等优势在相关硬件设备中占据重要位置。AVC预测到年国内商用平板出货量将达到.5万台。
广告机市场在年受疫情影响，疫情后时代正逐步恢复增长。根据IDC数据，年国内广告机出货仅77万台，同比下降20.6%。随着新基建布局，5G建设的发展，，零售业对融合人机交互功能的自助服务终端需求也将上升，室内广告机，尤其是自助贩售机和自助收银机将成为大规模、高成长的市场。奥维云网预测，年开始，国内广告机市场将回到疫情前水平，并在年出货量达到.1万台。
商业显示核心芯片为SOC。商业显示主要功能为人机交互，因此主控SOC中需要具备影音处理的智能模块，拓展在人脸识别，监控，视频会议等方面的应用。随着智慧商显的应用不断衍生，包含交通、媒体、教育等场景都会有相应的需求；随着商业显示智能化的发展，更注重在人机交互的使用，主控SOC将会成为技术迭代的重点。
2.3.2.商用照明：智能LED照明节能增效快速增长
智能照明因绿色建筑的发展开始受到越来越大的重视。智慧照明的主要需求在于提高能源效率及便利性，透过选用高效率灯具，通常以LED为主，并与自动控制装置进行整合，有些场景会进一步搭配各类型的传感器来搜集环境数据并进行分析，都是为了要提供高效率的照明解决方案；除了家具外更多的应用场景在智慧城市与商业应用。一般认为在建筑能耗中，照明系统耗能占大概30%，仅次于空调系统。同时智能照明系统已经被证明对能耗的降低效果非常明显，根据DLC的报告，智能照明系统对建筑照明能耗的平均节能效果可以达到47%；对于一般办公场景，节能效果可达63%。
目前，商业领域照明需求主要围绕应用空间和场景展开。AIoT智慧照明系统可以通过预设和模拟，结合传感器和相关软件实现对多场景不同环境的适应和调整。在国内照明市场，LED照明的平稳发展为智能照明打下了基础，根据前瞻产业研究院预测，到年国内智能照明市场将达到亿元，而其中以智能照明系统为主。
智能照明行业目前主要以联网作为主要需求。多家公司针对不同的联网模式开发出相关的产品。巨微集成通过标准蓝牙协议，使用低功耗蓝牙（BLE）搭配8位MCU实现LED自组网和调色功能；士兰微推出多种可应用于智能照明和调光调色的MCU；涂鸦智能基于MG21芯片的蓝牙模组给出了不同的智能化照明方案，并适配Wifi、蓝牙、Zigbee等不同联网模式。随着物联网朝向智能化发展，智能照明场景将会朝向根据环境需求，自动调整亮度、光色、开关状态等相关参数，塑造符合照明环境的系统。
2.4.汽车类：多媒体娱乐系统＆自动驾驶新增AI需求
2.4.1.多媒体娱乐系统：疫情后时代正逐步增长
智慧座舱中多媒体娱乐系统属于标配且技术不断迭代升级。智慧座舱主要是以驾驶员、乘客为出发点，用于提升驾乘体验，包含娱乐系统、操控系统、交互系统等；操控系统主要是与驾驶员驾车相关的场景包含方向盘、驾驶辅助等；娱乐系统主要以中控、后座娱乐为主；交互系统包含中控屏、仪表板、抬头显示。其中车载娱乐系统发展历程较长，是汽车标配且技术与形式不断迭代，包含从传统的广播和CD系统，发展到现在可以从各种来源播放内容的联网系统，即便是相对中低端的应用场景也会有AM/FM、蓝牙连接、USB接口进行音频播放。随着车载娱乐系统功能越来越复杂，处理和显示的信息量也在不断增加，硬件解决方案中SoC的要求越来越高。
中控显示屏全球年出货量达到万片，是车载屏幕中主要的应用。年车用显示屏总出货量为1.42亿片，相较于年的1.63亿片，同比下降12.9％；车载屏幕中，中控显示屏幕出货量达到万片，占整体车用显示屏的52%，是主要的车用屏幕；仪表显示出货量达到万片，占整体车用显示屏的33%；抬头显示出货量达到万片，占整体车用显示屏的3%；其他应用市场包含后座娱乐系统、电子后照镜等后装市场，出货量达到1,万片，占整体车用显示屏的11.8%。从季度数据来看，疫情后开始反弹，预计载年第一季度整体车载屏幕出货量同比增长20.4%，且二季度需求将会延续，出货量同比增长54.3%。
随着车载娱乐系统功能增加，SoC性能要求大幅度提升。车载中控娱乐系统通常会集成非常多的功能，包含听音乐、导航、视频娱乐、交互等，因此对于主控SoC的性能要求越来越高；此外相对于消费电子，车规级芯片需要通过更严格的测试，包含稳定性，例如在电源不稳定的情况下也能正常运行；可靠性，例如系统不会突然失效等。AP（SoC）是作为车载中控的主芯片；当需要AI模块时，会以CP协处理器作为算力与算法的补充，因为CP可以通过扩展指令集或提供配置寄存器来扩展内核的处理功能；可以通过协处理器接口将多个协处理器添加到主控内核中。
2.4.2.自动驾驶系统：随着传感器数量提升，AI算法需求提升
自动驾驶透过车身外部不同的传感器采集数据，并透过AI算法分析决策。自动驾驶车辆在运行期间，需要不同的传感器为车辆运算芯片提供数据支撑，包括道路信息、道路上出现的其他车辆信息，随着传感器增加，提供的数据量增加，对于算法算力的要求更高，因此汽车对于传送实时数据及对数据进行智能处理的需求大幅度提升；算法需要复杂的AI系统，主要功能包含路径规划、致性、监测等。
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