半導體公司也許能從物聯網的擴展中受益，甚至可能比其他行業的企業受益更多。隨著智能手機市場的增長趨于平穩，物聯網將成為重要的新收入來源。有鑒于大量的潛在機會，麥肯錫最近與全球半導體聯盟(GSA)展開了合作，對物聯網進行了更緊密的研究，重點關注可能有礙于進步的各種風險。除了收集事實依據，還對半導體行業及其相鄰行業的高管進行了調研和采訪。

 

研究表明，對于半導體公司而言，物聯網確實是半導體公司的重大機遇——盡管該行業還在發展階段，但它們現在就應該致力于該行業。但是，我們還發現，物聯網增長的時機和規模可能取決于行業參與者是否能快速地解決幾個障礙，包括安全保護方面的不足，客戶需求有限，市場分散，標準的缺乏以及各種技術障礙。盡管半導體公司在其他新興技術領域也遇到過類似的問題，但它們已經準備好充當解決這些問題的先鋒。

 

還有另一個重要的洞察與半導體公司本身的性質有關。它們對硅材料一如既往的關注使他們能夠在許多行業中獲利，但由于芯片僅占價值鏈的一小部分，因此硅對于物聯網而言可能并不是最佳選擇。半導體公司必須提供全面的解決方案，例如，除了硬件之外還涉及安全性，軟件或系統集成服務的解決方案。與任何重大變革一樣，此舉會帶來一些風險。但這有助于半導體公司從組件供應商轉變為解決方案提供商，從而從物聯網中獲得最大的收益。

 

 

麥肯錫全球研究院最近表示，到2025年，物聯網將在全球范圍內產生4萬億至11萬億美元的價值。這些龐大的數字反映了物聯網在消費者和B2B應用中的變革潛力。價值創造將源自支持物聯網的科技公司所提供的硬件，軟件，服務和集成活動。

 

分析師們還認為，當前的物聯網用戶基數(已連接設備的數量)在70億至100億之間。預計在未來幾年中，這一數字將以每年15%到20%的速度增長，到2020年將達到260億到300億。

 

與這些預測相符的是，我們采訪的許多高管都表示，物聯網將大大提高半導體行業的收入，其方法是刺激人們對微控制器，傳感器，連接性和存儲器的需求。他們還指出，物聯網為網絡和服務器帶來了增長機會，因為所有新設備和服務都需要額外的云基礎架構。總體而言，物聯網有助于半導體行業保持或超過過去十年所報告的3%至4%的年均收入增長。考慮到智能手機市場增長放緩的趨勢，這些結果尤其重要，而智能手機市場在過去幾年中一直是主要動力。

 

我們的采訪確實揭示了某些不確定因素，即物聯網是半導體行業的最大增長動力還是僅僅是幾個重要因素之一。受訪者質疑物聯網是否會觸發對新產品和服務的需求，或者是否只會增加對現有集成電路的需求，這一點尤其重要。同樣，我們的調查顯示，全球半導體聯盟子公司的高管對物聯網的潛力持有不同的看法，有48%的人表示它將是半導體行業增長的三大動力之一，只有17%的人將其列為最重要的動力。

 

盡管物聯網能帶來巨大商機，但有些半導體公司仍不愿在此領域進行重大投資。最大的問題是，物聯網中的產品往往只對利基市場具有吸引力而且銷量相對比較低。由于個別產品的投資回報率相對較低，因此有些半導體公司限制了其針對物聯網專用芯片的研發支出而寧愿改用現有產品。例如，無線SoC領域的參與者可能會為物聯網提供重新設計的無線處理器和芯片組，而微控制器領域的參與者往往會將低端處理器和聯網芯片組捆綁在一起以爭奪同樣的機會。

 

隨著物聯網市場的成熟和規模的擴大，半導體公司可能會更積極地尋求新方法。但是，在繼續發展之前，他們應該首先確定哪些垂直領域和應用程序正在迅速增長，而且還要評估它們的市場什么時候才能為大量投資提供合理的依據。盡管半導體公司可能會獲取許多物聯網垂直領域的增長，但六個最有前途的市場(即我們選擇重點研究的市場)包括以下內容：

 

• 健身器材等可穿戴設備

• 智能家居應用，例如自動照明和供暖

• 醫療電子

• 工業自動化，包括遠程服務和預測性維護等任務

• 聯網的車輛

• 智慧城市，其應用程序可協助公共部門內的交通控制和其他任務

 

 

和許多其他高科技創新一樣，物聯網引起了媒體的濃厚興趣，有關聯網汽車和智能手表的報道滿天飛。盡管我們不想輕視物聯網的潛力，但我們的研究表明，以下六個問題可能會阻礙其發展：

 

• 對用戶數據的安全性和隱私保護不足

• 在沒有單一“殺手級應用程序”的情況下難以創造客戶需求

• 缺乏一致的標準

• 利基產品的激增，導致了市場的分散化和創造專用芯片的無利可圖的環境

• 需要通過提供全面的解決方案(而不是僅專注于硅材料)來從每個應用中獲取更多價值

• 影響物聯網功能的技術限制

 

這些問題并非無法解決，如果半導體公司愿意從中發揮積極作用，這些問題完全有可能得到解決。

 

 

大多數受訪者認為，安全性是物聯網應用增長的重要要求。有人稱其為“關鍵推動者”，他們聲稱許多開發人員和公司最初在創建物聯網設備時就低估了其重要性。他指出：“在你的應用程序或產品尚未達到規模時，安全性不是關鍵問題，但是一旦達到規模并可能發生了首次事故，這便成了最重要的問題”。我們的調查結果與訪談的結果相一致，即受訪者將安全性視為妨礙物聯網成功的最大難題。最近對聯網汽車系統的攻擊也凸顯了解決聯網設備，車輛和建筑物的安全難題的重要性。

 

然而，鑒于物聯網涉及眾多應用程序和垂直領域，每個應用程序和垂直領域都有其自身的問題和需求，確保安全并非易事。例如，健身可穿戴設備可能只需要相對基本的安全措施即可確保消費者的隱私(例如基于軟件的解決方案)。但是，控制更關鍵功能(包括醫療電子和工業自動化)的物聯網應用則需要更高的安全性，包括基于硬件的解決方案。

 

受訪的大多數高管一致認為，保護物聯網所需的技術已經可用。但是，他們擔心大多數安全產品的碎片化本質，他們希望確保參與者能保護整個物聯網棧(云，服務器和各種設備)，而不是只關注其中一個領域。正如一位高管所說：“總體安全性是由其短板決定的。”

 

半導體公司可以協助端到端解決方案的實施，其方法是提供片上安全性，在片上劃分處理器功能或提供全面的硬件和軟件服務(包括身份驗證，數據加密和訪問管理)。那些專門從事安全的公司也許能夠使用自身的產品來提供全面的解決方案，但其他公司則需要進行并購或與更高一級的參與者建立合作伙伴關系，從而獲得在軟件或云領域更廣泛的專業知識。例如，半導體公司可以將其硬件安全知識提供給應用程序設計師或網絡設備制造商，因為這些信息將有助于安全軟件的設計。

 

 

許多受訪者都預見了這樣一個未來，即物聯網應用比如今的手機更為普遍。但其他人則更為謹慎地指出：“沒有人真正知道物聯網什么時候能起量;這是一個顯而易見的難題。如果你不能證明其巨大商機，那么這很難引起關注。”

 

在其他技術領域，一個創新的應用程序或用例(所謂的殺手級應用程序)往往能催生巨大需求。2007年就發生了這種情況，當時iPhone的推出引發了智能手機市場的顯著增長。盡管物聯網可能會遵循這種方式，但大多數受訪者一致認為，增長將源于眾多有吸引力但規模很小的機遇，這些機遇采用了通用平臺而非殺手級應用。

 

某些最具創新性的物聯網應用程序(以及那些最有可能刺激客戶需求的應用程序)可能來自初創公司。科技行業以外的企業，例如零售商，保險公司以及石油和天然氣公司，也可能會開發出吸引廣泛客戶群的有趣產品，盡管有些受訪者認為這些公司將面臨巨大的困難。如果半導體廠商采取新的戰略來幫助這些企業蓬勃發展，它們就可以間接地刺激對物聯網設備的需求。例如，初創企業和非科技類企業通常在半導體方面的經驗有限，因此他們可能會喜歡簡單的解決方案和更多的動手支持，包括來自專門協助板級設計和解決方案集成的現場工程師的指導(從硅片到應用程序)。物聯網客戶可能也更喜歡一站式解決方案，即具有物聯網設備所需的所有相關要素的完整平臺，包括連接性，傳感器，內存，微處理器和軟件。對于一些資金有限的小型企業，此類平臺可能是唯一在經濟上可行的選擇。

 

 

物聯網技術棧中的某些層沒有制定標準，而其他一些層具有眾多競爭標準，但沒有一個標準起決定性作用。在我們的調查和訪談中，大多數受訪者將這種情況視為主要問題，一位高管表示：“關鍵是哪種標準將獲勝，何時才能得到實施。”

 

要了解缺乏統一標準如何使產品開發和行業增長復雜化，不妨想一下連接性問題。低頻和中低數據傳輸率的設備存在互相競爭，互不兼容的連接標準。由于選擇眾多，產品設計師可能不愿意創建新設備，因為他們不知道自己的選擇是否會符合未來的標準。同樣，終端用戶可能不愿購買有可能無法與現有產品或未來同類產品能夠互操作的設備。

 

盡管包括利益集團和行業協會在內的多個組織都在嘗試建立標準，但要預測每個物聯網垂直領域將采用哪些標準是不可能的。面對這種不確定性，半導體廠商應采取對沖策略，著眼于極有可能得到廣泛接受的標準，同時選擇替代方案。在任何情況下半導體參與者都應積極與試圖制定物聯網標準的行業協會或其他組織合作，以支持最佳標準為目的。

 

 

物聯網設備對電源，數據處理速度，形態因素，價格和其他方面的要求千差萬別。例如，智能水表必須在不依賴電源的情況下運行，哪怕不能持續數年，至少也要達到數月。它們還需要大范圍的連通性，但數據傳輸率可能低于每秒一千比特。相比之下，用于工業自動化的物聯網設備往往需要直接連接到電源并且要具備很好的數據傳輸率，但是它們的連接范圍比智能電表的連接范圍要小。

 

當涉及到單個芯片的研發成本時，器件規格的這些變化變得非常重要。如果考慮典型的集成電路設計成本和產品壽命，那么半導體公司每年需要達到2000萬至7000萬個芯片的出貨量才能實現收支平衡。只有少數細分市場(例如可穿戴設備)才需要那么多芯片，因此為個別應用創建定制的解決方案并不可行。但是，半導體公司不應放棄物聯網市場，而應研究一種方法，該方法包括根據設備規格將設備分類為原型，然后創建一個覆蓋所有設備的平臺。

 

來自多個垂直行業的產品只要具備相似的規格就可以歸為同一原型。例如，許多低成本應用程序對短距離，中等數據傳輸率的連接和有限的數據處理有共同的要求。如果半導體公司為適合這種原型的應用程序創建通用平臺，它們將同時增加需求并減少研發支出。平臺方法的一個缺點是，芯片可能無法為其涵蓋的每個應用程序提供最佳性能。

 

 

半導體公司在技術創新方面具備當之無愧的聲譽和優秀表現，其一些發明推動了個人計算，移動通信和其他領域的進步。但是，不管這么說是否公允，他們也因未能從創新中獲得全部價值而廣為人知，而其他高科技公司(例如軟件公司)則從設備增強中獲利良多。我們的分析表明，半導體公司在物聯網方面可能面臨類似的困境。一位受訪的高管指出：“價值獲取一直是半導體廠商面臨的特殊難題，由于參與者越來越多，而商業模式仍不成熟，價值提取在物聯網領域尤為困難”。其他受訪者表示，大數據和云公司的定位是要在物聯網中獲取比半導體業務更多的價值。

 

為了解決這個問題，有些半導體公司已經開始創建涵蓋技術棧多層的完整解決方案，因為非傳統客戶(技術領域以外的初創企業和企業)更喜歡這種方法，而且特別喜歡。現在確定獲勝策略還為時過早，但是對于追求以下三個機會的公司來說，優勢可能會發揮出來。

 

軟件。半導體公司多年來一直在通過為軟件提供支持來補充集成電路的不足，但是隨著物聯網的發展，這種趨勢將變得更加重要。許多半導體公司最近都試圖通過并購或建立合作關系來打造其軟件技能，而另一些半導體公司則專注于提高內部能力。

 

安全性。如前所述，物聯網需要完整的端到端安全性。半導體廠商向來提供芯片安全解決方案，但他們可能會在其他層面發現更多機會，如果他們可以提供軟件產品的話就可以發現無限機會。

 

系統集成。一位采訪者說：“如今，大多數參與者都具備集成系統的部分解決方案，但沒有完整的解決方案。那么集成商是誰?”半導體公司可以擔當這個角色，如果它們能提供支持集成電路的系統或應用程序級軟件，它們就更當之無愧了，盡管有些受訪者指出，這可能與其核心競爭力有很大的出入。

 

 

我們的調查中有三分之二的受訪者表示，技術問題對物聯網的成功幾乎沒有挑戰。其余受訪者則在兩個觀點之間形成意見分歧，有一半人認為技術問題的重要性高于平均水平，而另一半人則認為技術問題是一個重大難題。這些高管可能持有不同意見，因為技術問題因行業和應用而異。例如，受訪者同意可穿戴技術需要改進。一位高管表示：“可穿戴設備一直存在充電問題。我們不希望在出行時頻繁充電”。相比之下，用于智能家居應用程序的技術已經非常先進，但是管理互操作性的標準很少，這限制了它們的采用。

 

當我們向受訪者詢問有關物聯網的最關鍵的技術創新時，大多數人關注低功耗和電池續航。充電時間的巨大改善會增加人們對現有設備的需求，同時還使產品設計人員能夠創建新的應用程序。可穿戴計算機，用于農業應用的分布式傳感器以及用于零售業的信標技術只是其中一些需要改進的應用。電源和電池續航的創新可能有很多途徑，例如設備上的電源管理，存儲的進一步發展，無線充電以及能量收集。

 

盡管帶來領先技術進步的半導體公司會頗受青睞，但并不是每個參與者都必須專注于創新。那些提供過時解決方案的公司仍將在物聯網中扮演重要角色，因為許多應用程序(尤其是其中包含的傳感器)，將繼續依賴現有的技術。

 

 

想獲取物聯網巨大增長潛力的半導體公司可能會被迫迅速發展而不改變其現有的運營模式，但這這種做法很可能是錯誤的。物聯網不同于它們以往所服務的任何高科技領域，其傳統策略也許不能在新的客戶群中獲得成功。面對如此多的風險，半導體公司需要重新評估其業務的方方面面，很可能要做出重大變革。從戰略角度看，有三種策略特別重要。

 

 

在高度分散的市場中可能會有許多有利可圖的物聯網商機，半導體公司將需要找出最能代表其能力的前景廣闊的市場。使用平臺方法來覆蓋多個細分市場非常重要，否則研發成本可能會很高。當公司選擇合適的利基市場時，其最重要的考慮因素之一就是自身的專業知識。與消費電子公司有緊密關系并具備完整的系統集成能力的半導體廠商最好將工作重點放在這些方面，即可穿戴設備和智能家居設備，開發芯片，軟件和算法以及設備級設計。他們還可以提供服務器端軟件，連接網關和相關的基礎設施。相比之下，具備高可靠性集成電路和安全性的專業公司可能非常適合為醫療應用提供完整的物聯網解決方案。

 

 

大多數半導體公司清楚地知道，它們的芯片僅占物聯網價值鏈的一小部分，因此它們正在探索軟件，云和其他服務方面的機會。但是他們可能還需要考慮采用更激進的方法來提高其所獲取的價值，包括求助于新的業務模式。例如，求助于基于使用量的定價策略將使半導體廠商能夠在設備或服務的整個生命周期中(而不僅僅是在購買芯片時)獲得收入。(這只有在半導體公司愿意為整個系統或具備系統級參與者的合作伙伴的情況下才有可能實現)，但是，為了降低風險并避免偏離核心競爭力，它們應該仔細評估新的解決方案。物聯網具有許多商機，這一事實將在評估過程中大有裨益，因為這些公司可以在其中一個商機中測試解決方案并在進行更廣泛的部署之前進行必要的調整。

 

 

專注于硬件和嵌入式軟件的運營模式有助于半導體公司在許多高科技領域蓬勃發展，但它們可能并不十分適合物聯網客戶。例如，大多數公司現在都有數個大型業務部門，它們很看中直銷和現場應用工程師并且側重于特定于應用程序的研發計劃。物聯網的一種更合適的組織結構將強調多點市場(multimarket)銷售方法并更多地依賴分銷商等渠道合作伙伴，這是進入市場戰略的一部分。這種安排非常適合物聯網的高度分散市場，該市場包含諸多不同的公司，其中包括許多具有獨特需求的小型企業。其他可能需要改進的方面包括：

 

研發。從定制芯片向平臺方法的轉變應該盡快發生，但這并不總是需要進行大規模的內部變革。相反，公司也許可以批準其它參與者使用知識產權來創建平臺(例如用于圖像處理)，從而在不增加開發成本的情況下獲得新技術的使用權。

 

投資。公司應該在不同市場上調查大量應用程序，而不是在業務部門主管的指導下進行數量有限的大型投資。這種方法有助于公司避免將絕大部分資金分配給核心產品(而不是用來開發新應用程序)的常見錯誤。

 

變革管理。如果管理層希望員工培養新能力或開發創新產品，那么他們可能需要修改其關鍵績效指標。例如，公司應提供激勵措施，鼓勵研發部門開發適用于多個垂直領域(如聯網汽車和工業自動化)的芯片平臺，而不是針對單個垂直領域優化集成電路。同樣，想專注于合并或其他外部聯盟的領導人必須更積極地鼓勵這種伙伴關系來幫助公司認識到其重要性。

 

我們的調查，訪談和研究表明，半導體行業的高管對物聯網及其對行業轉型的潛力普遍持樂觀態度。更重要的是，他們認識到其幫助整個社會的能力，一位高管稱其為“改變和豐富生活的機會”。這種變革的確切形式仍然不確定，物聯網得到廣泛采用的時機也同樣不確定。但是，很明顯，半導體行業將在其崛起中發揮重要作用。在物聯網處于早期階段時，那些立即采取行動的公司將獲得最大的收益。

 

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