2.2、基於AI的機器視覺技術備受青睞以RFID為基礎的物聯網路線的典型代表繽果盒子正在轉型機器視覺方案。繽果盒子便利店內每件商品上均貼有RFID(無線射頻技術)標籤,用於結賬收款,顧客離開時重力感測器被觸發,門禁控制主機啟用RFID標籤讀取器和微波雷達工作。當消費者透過防盜門時,RFID讀取器將讀取相關商品資訊,查詢後臺伺服器檢測商品是否已完全結算。當微波雷達檢測到消費者的運動方向靠近大門時,並且商品已全部完成結算時,門禁控制主機控制大門驅動器開啟大門。當檢測出不存在未結算商品,然而微波感測器檢測消費者半路折返時,系統認為消費者選擇繼續購物,提示燈和音箱不會提醒消費者有未結商品,同時大門不開啟。總體來看,其結算的核心源自於RFID射頻標籤。RFID標籤成本較高,不利於大規模推廣,且難以實現即拿即走的使用者體現,繽果盒子已經開始轉向機器視覺方案。RFID標籤目前行業成本基本在0.2-0.5元之間,對於客單價低的商品來說,很難承受。此外,對於B端商家來說,要為每個商品植入RFID標籤需耗費諸多人力。而且由於RFID標籤的射頻屬性,還會受到介質的影響,如牛奶、罐裝飲料等金屬、鋁箔紙包裝利用RFID標籤可能無法讀取商品資訊。隨後在2017年年底,繽果盒子也開始轉向視覺方案,併發布“小范 FAN AI”人工智慧解決方案,在“小范 FAN AI”無人零售解決方案當中,影象識別技術取代了此前廣泛使用的RFID電子標籤,可以節省商品貼標籤的人工和成本,並且改造成本極低。繽果盒子的新收銀臺透過影象識別、超聲波、感測器等多重交叉驗證提高準確率。圖:繽果盒子購物流程
識別攝像頭,由鏡頭、晶片、感測器、其他光學元件等組成。安防晶片的技術指標決定了整個安防監控系統的整體技術指標,包括清晰度、靈敏度、色彩、動態範圍等,一套影片前端採集攝像機系統的技術關鍵就是在於核心晶片組的效能。以海思網路攝像頭方案為例,在CPU外圍配置了32M/64M NOR Flash以及512MDDR2 SDRAM;海思麒麟970晶片,還集成了一個專門用於AI神經網路計算的硬體模組——NPU。安防攝像頭應用於無人超市領域的單價大約在80-200元,IPC SoC晶片單價估計在10-15元(資料參考富瀚微招股說明書)。圖:海思網路攝像機方案,晶片功能框圖
隨筆32:中國半導體產業的思考:物聯網之智慧零售0-1崛起
隨筆32:中國半導體產業的思考:物聯網之智慧零售0-1崛起
從“剪刀差”、“傳導圖”,再到“超級週期”,這一切都蘊含於“全球半導體矽含量提升週期”之中,我們於2017年4月22號正式釋出《中國半導體產業的思考—隨筆9:半導體超級週期和矽含量提升驅使漲價浪潮蔓延 從儲存器到被動元器件》的一文中,全球首次明確提出了全球半導體產業於2017年正式進入“第四次半導體矽含量提升週期”。圖:第四次全球半導體矽含量週期,2017-2020年
目前,全球半導體矽含量提升週期,我們一共經歷著3個完整的發展週期,目前正在進入第4個發展週期。第一個週期,上個世紀70年代到90年代,全球半導體的矽含量從6%提高到23.1%,下游需求推動的力量是PC電腦、大型機等,隨後進入穩定期。第二個週期,2000年到2008年,全球半導體的矽含量從17.3%提高到22.4%,下游需求推動的力量是筆記本、無線2G/3G通訊等,隨後進入穩定期。第三個週期,2010年到2014年,全球半導體矽含量從21.1%提高到26.4%,下游需求推動的力量是智慧手機為代表的移動網際網路產品,隨後進入穩定期。目前我們即將進入第四個週期,這次矽含量的提升將突破30—35%,下游需求的推動力量是汽車、工業、物聯網、5G通訊等。不同於我們這代人親身經歷的第二、第三個週期需求拉動的典型產品為C端應用為主的筆記本、無線通訊、智慧手機等產品,此輪矽含量提升主要集中在物聯網、工業領域(其中也包括汽車等部分C端應用領域)。為此從此篇隨筆開始,我們將從需求的角度對“第四次半導體矽含量提升週期”進行逐一分析。力求為大家剖析各個“不熟悉”領域的矽含量提升之過程,感受“第四次半導體矽含量提升週期”之力量。《物聯網之智慧零售0-1崛起》:
龐大的零售行業進入3.0智慧化時代——無人零售變革。龐大的零售行業,巨大的存量市場。2017年中國社會消費品零售總額達36.6萬億,在過去的幾年零售行業在線上取得了爆發式發展,線下零售業依然是最大的零售存量市場,是線上金額的4倍之多。巨頭們大舉進軍新零售行業,形成線上+線下渠道大融合。四大新零售巨頭:阿里巴巴、京東、永輝(騰訊+京東)、蘇寧,所有公司都在2017-2018年成立,新零售改變下的線下渠道正式開啟智慧化改造時代,矽含量在零售行業將開始0-1的增長。無人零售最直接驅動因素是人工成本。而除了成本因素外,拿到消費資料、實現全渠道零售是無人零售的內在驅動力。無人便利店(超市)實現方式,機器視覺備受青睞。三類無人零售的實現方式:1)網際網路巨頭以人工智慧為核心構建無人零售網路。2)傳統零售商以RFID為核心改善零售網路。3)創業公司以二維碼成本最低方案試水無人零售。以AI為基礎、網際網路巨頭推動的無人零售方案為終極趨勢,其典型代表AmazonGo核心硬體構成包括伺服器、識別攝像頭、感測器以及人臉識別一體機等。無人零售全覆蓋的巨大補充——無人售貨機。無人售貨機被譽為“線下零售網路的毛細血管”,將是實現無人零售全覆蓋的重要基石之一。傳統自動售貨機以PLC為核心控制系統(MCU、儲存器等硬體構成);從傳統自動售貨機向智慧售貨機轉變,矽含量大幅提升,三大升級方向包括處理器+儲存、通訊模組、顯示大屏。無人零售0-1崛起,矽含量提升之初測算。1)我們按美國便利店密度進行測算,未來中國將實現66萬個無人便利店(超市)的覆蓋;單個無人超市將提升10.2萬元芯片價值量,單個無人便利店將提升2.0萬芯片價值量;未來中國無人便利店(超市)矽含量合計將提升183億元,全球無人便利店(超市)矽含量合計將提升1223億元。2)我們按日本無人售貨機密度進行測算,未來中國將安放5500萬個無人售貨機;單臺智慧售貨機芯片價值量保守估計在300元以上;未來中國無人售貨機矽含量合計將提升165億元,全球無人售貨機矽含量合計將提升1100億元。結論:無人零售將提升全球矽含量合計約370億美金,2017年全球半導體收入規模約4200億美金,即無人零售有望提升全球矽含量8.5-9%。這裡我們並沒有考慮AI帶來的影響因素,AI部分我們將在隨筆後續做單獨的矽含量分析。(AlphaGo用了1920個CPU和280個GPU,AI無疑將是推動矽含量的最為重要因素之一)正文:1、龐大的零售行業進入3.0智慧化時代——無人零售變革1.1、龐大的零售行業存量市場,正開啟大變革龐大的零售行業,巨大的存量市場。2017年中國社會消費品零售總額達36.6萬億,同比增長10.2%;過去的幾年零售行業持續保持著10%以上的增長。這是一個穩定、持續的巨大消費市場。在過去的幾年,零售行業在線上取得了爆發式發展。僅以雙十一購物節為例,2017年11月11日當天天貓線上銷售額就達到了1682億,同比增長近40%。傳統零售行業在線上取得了巨大的成功。線下零售業依然是最大的零售存量市場。即使線上取得了巨大的發展,但線下零售業依然是零售行業的絕對領導地位。2017年線下零售市場額達29.4億,較7.2億的線上零售額的4倍之多。圖:中國社會消費品零售總額(萬億)
圖:天貓雙十一銷售額
圖:中國社會消費品零售額按線上、線下分類(萬億)
線下零售大變革,引巨頭紛至沓來。2016年10月的阿里雲棲大會上,馬雲第一次提出了新零售:即以網際網路為依託,透過運用大資料、人工智慧等先進技術手段,對商品的生產、流通與銷售過程進行升級改造,進而重塑業態結構與生態圈,並對線上服務、線下體驗以及現代物流進行深度融合的零售新模式。這是在線上變革之後,首次將線下體驗加入到大變革浪潮。巨大的線下零售存量市場,正式開啟了大變革時代。我們認為,傳統線下零售行業的變革將使得行業進入智慧化時代,矽含量在零售行業將開始0-1的增長。我們看到了巨頭們大舉進軍新零售行業,形成線上+線下渠道大融合。四大新零售巨頭:阿里巴巴、京東、永輝(騰訊+京東)、蘇寧。其他進入者包括銀泰等傳統線下優勢企業等等。所有公司都在2017-2018年成立,新零售改變下的線下渠道正式開啟智慧化改造時代。圖:“新零售”各家巨頭情況彙總
1.2、零售行業進入3.0智慧化時代——無人零售無人零售是什麼?無人零售初認識:零售業態從歷史發展來看包括多品類、有人售賣的便利店1.0 模式,以及少品類、標準化的自動售貨機2.0,模式,而3.0模式的無人零售則是融合前2 種零售業態優點的一種新興業態,其最大的特點是沒有收銀、安保等線下門店人員,使用者在坐落於社群、街邊等地的無人零售門店選購商品後自行結賬付款即可完成消費購買。主要的消費流程主要分為:掃碼認證或人臉識別、挑選商品、根據資料自動結算、結算離開四個環節。零售1.0:便利店、超市等——傳統模式;特點:多品類、面積大;缺點:人員成本高。零售2.0:自動售貨機——互補模式;特點:無人化、標準化產品;缺點:面積小,需及時補庫存。零售3.0:無人零售——終極形態;特點:無人化、精準服務;快捷,體驗完美。圖:無人零售商店消費流程
無人零售的背景:省成本,拿資料,全渠道。人工成本是零售商的最大成本。以零售商為例分析(我們後面會介紹到有玩家有網際網路巨頭、創業團隊,目的可能不一,但降成本是前提),超市屬於2C 端高度競爭的行業,商家幾乎無法提高商品銷售價格,所以降成本成為提高利潤的主要手段,而透過分析永輝和家樂福的財務我們發現:
人工成本是超市行業最大的成本,例如永輝2016 年,人工成本佔營收7.41%,佔毛利的37%;人均用工成本在持續上漲,中國勞動力稀缺;在現有的營業能力下,超市用工效率導致人工負擔進一步加重。無人零售最直接的好處節省成本。從目前來看,透過管理和運作,人工成本尚未影響企業利潤,但是在可預見的2 年內,人工成本將決定企業的利潤,所以無人零售是零售商始於成本端的一次探索,當然無人零售真正順利實行也將提供提高更快捷的收銀效率和購物體驗。
除了最直接節省成本以外,拿到消費資料、實現全渠道零售是無人零售的內在驅動力。資料驅動的零售業中,速度乃是重中之重。快速瞭解隱藏在眾多渠道數百萬日常交易背後的模式,有助於讓購物者無論何時何地都能獲得所需商品,從而最終提高銷售收入。天貓等網上商城的火爆顛覆了傳統零售行業,讓資料驅動的零售行業取得了變革的第一步;但線下零售仍然有其不可或缺的優勢,如真切的購物體驗、即刻可用的速度等等。實時業務需要實時資料和分析,全渠道零售正在迅速成為零售業的新常態。各大品牌正在將實體渠道和數字渠道整合到單一平臺上,以便提供消費者渴望的無縫、一致的全渠道零售體驗。而在這一演變過程中,無人零售變得尤為重要的一環,正向的“任何地方、全天候的銷售商品”、逆向的“回收消費者資訊與商品資訊”,形成新零售的完美閉環。圖:全渠道零售中,無人零售扮演著尤為重要的環節
2、無人便利店(超市)實現方式,機器視覺備受青睞2.1、三類無人零售的實現方式網際網路、零售商和創業團隊三種業態:無人零售最早是2016 年12 月亞馬遜在西雅圖試運首家無人便利店Amazon Go,隨後隨著阿里、騰訊以及家樂福等零售廠商介入,目前行業基本形成以網際網路巨頭、零售商以及創業團隊三種背景玩家發起的業態。
網際網路巨頭以人工智慧為核心構建無人零售網路。網際網路公司擁有物聯網、人工智慧等技術,佈局的是高階態的人工智慧化的無人零售,消費資料是他們想要的,目前處於測試階段。傳統零售商以RFID為核心改善零售網路。零售商是主要最具動力的推動者,他們在規模化的連鎖商超等運營對人力成本較為敏感;創業公司以二維碼成本最低方案試水無人零售。創業公司主要涉及貼近消費者如辦公類、社群類的無人售貨機之類的小單元,規模一般來說相對較小,他們大多是對便利店或商超的截流,本身是流量模式而非零售模式。三種業態中,以AI為基礎、網際網路巨頭推動的無人零售方案為終極趨勢。圖:無人零售主要商家與各自技術路線不完全統計
圖:三種技術方案的優劣對比
2.2、基於AI的機器視覺技術備受青睞以RFID為基礎的物聯網路線的典型代表繽果盒子正在轉型機器視覺方案。繽果盒子便利店內每件商品上均貼有RFID(無線射頻技術)標籤,用於結賬收款,顧客離開時重力感測器被觸發,門禁控制主機啟用RFID標籤讀取器和微波雷達工作。當消費者透過防盜門時,RFID讀取器將讀取相關商品資訊,查詢後臺伺服器檢測商品是否已完全結算。當微波雷達檢測到消費者的運動方向靠近大門時,並且商品已全部完成結算時,門禁控制主機控制大門驅動器開啟大門。當檢測出不存在未結算商品,然而微波感測器檢測消費者半路折返時,系統認為消費者選擇繼續購物,提示燈和音箱不會提醒消費者有未結商品,同時大門不開啟。總體來看,其結算的核心源自於RFID射頻標籤。RFID標籤成本較高,不利於大規模推廣,且難以實現即拿即走的使用者體現,繽果盒子已經開始轉向機器視覺方案。RFID標籤目前行業成本基本在0.2-0.5元之間,對於客單價低的商品來說,很難承受。此外,對於B端商家來說,要為每個商品植入RFID標籤需耗費諸多人力。而且由於RFID標籤的射頻屬性,還會受到介質的影響,如牛奶、罐裝飲料等金屬、鋁箔紙包裝利用RFID標籤可能無法讀取商品資訊。隨後在2017年年底,繽果盒子也開始轉向視覺方案,併發布“小范 FAN AI”人工智慧解決方案,在“小范 FAN AI”無人零售解決方案當中,影象識別技術取代了此前廣泛使用的RFID電子標籤,可以節省商品貼標籤的人工和成本,並且改造成本極低。繽果盒子的新收銀臺透過影象識別、超聲波、感測器等多重交叉驗證提高準確率。圖:繽果盒子購物流程
圖:繽果盒子釋出“小范FANAI”人工智慧解決方案
備受青睞的AI機器視覺無人零售方案如何實現?深入解析機器視覺方案龍頭—Amazon Go,其交易過程可分為6步。
消費者用手機像地鐵刷卡那樣,進入店鋪,與此同時,位於入口處的攝像頭會進行人臉識別,識別的技術主要是 Amazon Rekognition;當消費者在貨架前停下來時,攝像頭會捕捉並記錄消費者拿起的商品,以及再次放回去的那些;放置在貨架上的攝像頭會透過手勢識別,消費者是拿起了一件商品(購買)還是拿起一件商品看了看又放回貨架(不購買);店內麥克風會根據周圍環境聲音判斷消費者所處的位置;貨架上的紅外感測器、壓力感應裝置(記錄商品被取走),以及荷載感測器(記錄商品被放回)會記錄下消費者取走了哪些商品以及放回了多少商品。同時,這些資料會實時傳輸給 Amazon Go 商店的資訊中樞,每位顧客都不會有延遲;離店時,感測器會掃描並記錄下消費者購買的商品,同時自動在消費者的賬戶上結算金額。圖: Amazon Go購物流程示意圖
圖:亞馬遜無人便利店示意圖
Amazon Go核心硬體構成包括伺服器、識別攝像頭、感測器以及人臉識別一體機等。Amzon Go用到了計算機視覺、感應器融合和深度學習,前兩者主要用於採集資料,後者用於資料分析和識別,主要用的硬體有攝像頭(包括深度感知攝像頭)/紅外或重力感應器/麥克風/藍芽傳送器。主要過程是透過監控分析物品的運動,判斷使用者是否購買,感應器採集資料,透過分析進一步印證判斷,最後透過藍芽進行傳送。人臉識別一體機則在購物從這個過程中可以看出,基於人工智慧的機器視覺技術在其中扮演者重要角色,而背後是龐大的伺服器體系作為支撐。(AlphaGo用了1920個CPU和280個GPU,下一場圍棋需要的電費高達3000美金)圖: Amazon Go感知層硬體構成
AI視覺無人超市主要涉及到身份識別(如AmazonGo監控和感測跟蹤);消費行為識別(如Amazon Go手勢識別、紅外感測器、壓力感應裝置、荷載感測器、深蘭科技Take Go透過機器學習對消費者行為分析);支付階段(繽果盒子採用收銀臺透過影象識別、超聲波、感測器等多重的驗證商品)。我們簡要拆分下三類核心硬體的矽含量,包括(GPU並行伺服器、識別攝像頭、人臉識別一體機以及閘道器)。
GPU並行伺服器,主要包括CPU/主機板(準系統)/GPU顯示卡/記憶體/硬碟等,分別佔比13.76%、21.79%、49.5%、10%、4.8%。矽含量佔比達75%。我們估算,一款高階GPU並行伺服器芯片價值約3.28萬元,中低端GPU並行伺服器芯片價值約1.88萬元。圖:GPU並行伺服器拆分
識別攝像頭,由鏡頭、晶片、感測器、其他光學元件等組成。安防晶片的技術指標決定了整個安防監控系統的整體技術指標,包括清晰度、靈敏度、色彩、動態範圍等,一套影片前端採集攝像機系統的技術關鍵就是在於核心晶片組的效能。以海思網路攝像頭方案為例,在CPU外圍配置了32M/64M NOR Flash以及512MDDR2 SDRAM;海思麒麟970晶片,還集成了一個專門用於AI神經網路計算的硬體模組——NPU。安防攝像頭應用於無人超市領域的單價大約在80-200元,IPC SoC晶片單價估計在10-15元(資料參考富瀚微招股說明書)。圖:海思網路攝像機方案,晶片功能框圖
圖:亞馬遜無人便利店部分硬體示意圖
人臉識別一體機,基本硬體類似於iPad+攝像頭,其中iPad芯片價值量如下圖,矽含量佔比約30%。我們估算,人臉識別一體機芯片價值量約600元。圖:iPadBOM拆分
無人零售閘道器,主要的矽含量拆解如下圖。我們估算,閘道器芯片價值量約60元。(儲存器方面,除去DRAM與NAND Flash,另有使用8M串列埠Flash)圖:典型無人零售用閘道器硬體拆分
3、無人零售全覆蓋的巨大補充——無人售貨機無人售貨機被譽為“線下零售網路的毛細血管”。阿里巴巴集團首席戰略官、湖畔大學教育長曾鳴:“未來無人售貨機會變成一個,在特定場景下百米內觸達使用者的mini超市,利用智慧硬體+IOT的優勢與使用者互動,完成一次雲+端的重構。有點像iphone+APP的大爆炸!這是一個非常讓人期待的未來!”無人售貨機本質是就是超微型便利店,從商場-大賣場-超市-便利店-無人售貨的發展路徑,銷售網路越來越密集,使用的硬體越來越多,同時承載越來越多種類的商品。我們認為,無人售貨機將是實現無人零售全覆蓋的重要基石之一。此外,由於像毛細血管一樣遍佈線下各地之後,可以利用渠道優勢,精準的投放廣告,包括機身、顯示屏、支付跳轉介面等方式。共享方案的引入,使得無人售貨機將在未來快速佈局,類似於共享腳踏車、共享充電寶等。
中國無人售貨機發展空間巨大。據統計,日本已有560萬臺無人售貨機,其出售商品多達6000餘種;美國擁有680萬臺無人售貨機,平均每35人一臺,歐洲平均每60人一臺。無人零售將催生“毛細血管”的全覆蓋。而中國目前只有19萬臺,均為美國的2.8%。在國際市場,大部分售貨機由飲料公司運營,如三得利、可口可樂等;而中國則多以第三方生產商為主,食品飲料廠商透過加盟或者租賃的方式合作。隨著無人零售的爆發,未來我們將看到國內包括網際網路、品牌商以及傳媒等各大巨頭的強勢介入。圖:各個無人售貨機投放臺數(萬臺)
傳統自動售貨機以PLC為核心控制系統。傳統的自動售貨機控制系統中,各種硬體裝置與PLC連線,當硬幣識別器(電磁感應原理)、紙幣識別器(紅外裝置)、對錢幣識別後給PLC一個訊號,PLC內部進行貨幣的加數計算,透過各種按鈕進行購買和退避的控制,其中PLC為整個控制系統的核心,其整體硬體系統構成如下圖所示。圖:傳統智慧售貨機硬體系統示意圖
PLC由MCU、儲存器等硬體構成。PLC硬體主要由中央處理器(MCU)、儲存器、輸入輸出單元、通訊介面、擴充套件介面、電源等幾部分構成,其中MCU是PLC的核心,儲存器使用64/128M NOR Flash,其硬體構成如下圖所示。圖:傳統智慧售貨機硬體系統示意圖
從傳統自動售貨機向智慧售貨機轉變,矽含量大幅提升。新型智慧售貨機在支付、網路、顯示等方面改進巨大:傳統的自動售貨機,以硬幣支付方式為主,核心控制方案為基於微控制器的PLC系統,而現在的智慧售貨機實行聯機方式,透過無線網路、網際網路和物聯網將售貨機內的庫存等各種資訊及時地傳送到各後臺服務中心的伺服器電腦中,從而實時監控裝置中貨物和錢幣庫存狀況及裝置的運營狀態,確保商品的運送及補充和錢幣的收回及補充得以順利、高效執行。消費者在購買物品時,不僅可以用現金支付,還可以用支付寶、微信錢包,甚至校園卡進行支付。智慧售貨機真正實現了消費者“無需現金,線上下單,線下取貨”的便捷自助式營銷。硬體部分加入了攝像頭、觸控大屏、4G通訊等新模組。以國內某品牌智慧售貨機為例,其在傳統自動售貨機基礎上,加入了攝像頭、大尺寸觸控式螢幕、4G通訊模組,同時控制核心也由此前的PLC系統升級為以多核處理器,系統也多以安卓為主,使用者體驗大幅提升。圖:新式智慧無人售貨機主要構成
具體拆分三大升級方向(處理器+儲存,通訊模組,顯示大屏):1、重要升級之控制中心由PLC升級至多核處理器,儲存容量也大幅升級。目前新型智慧無人售貨機往往會配置大尺寸觸控式螢幕、4G、Wifi等網路,在售貨之餘還充當廣告載體,對處理能力要求大幅提升。無人售貨機處理器核心也由此前的PLC升值至多核處理器,使之能夠執行安卓系統,並處理多媒體、網路等任務。從具體引數來看,以某典型的新型無人售貨機為例,其採用了基於Cortex-A9架構的4核/8核處理器,RAM配置達到1/2GB,Flash容量達到8GB,其典型控制引數如下圖所示。上述控制系統在未配置4G網模組的情況下,成本在700-800元左右,具體分拆來看,核心晶片成本合計140-150元,具體來看主晶片單價以三星的為例,在50-60元左右,2GB DDR3記憶體參考金士頓報價約60元左右;8GB flash 以東芝原廠為例價格在,30元左右,儲存晶片在主要晶片成本中佔比超過60%。圖:某智慧無人售貨機控制系統核心引數
圖:單套系統核心晶片成本合計150-160元左右
2、重要升級之網路端,通常會配置2G/3G/4G通訊模組。基於無線2G/3G/4G通訊模組的自動售貨機監控系統由自動售貨機終端、無線2G/3G/4G網路以及後臺服務系統組成。虛線以上為售貨機的監控系統,主要用於獲取售貨機終端的實時資料並存儲和管理這些資料。虛線一下為查詢系統,負責在網路上向消費者公佈售貨機售貨和消費者資訊等。典型的工業級4G通訊模組成本在150-200元左右。目前智慧售貨機普遍配置了4G通訊模組,以實現遠端通訊,以市場某典型的4G通訊模組為例,成本在150-200元之間。通訊模組中晶片主要是基帶晶片、射頻前端部件等。在通訊模組主機板上,核心晶片包括射頻前端、基帶晶片等。例如某款4G通訊模組,基帶晶片採用的是高通MDM9X07,配套的Wifi晶片採用的是高通QCA9377系列,實現移動/聯通/電信3G與4G網路全支援。此外,還包括濾波器、LNA等射頻前端部件,基帶晶片及射頻前端晶片成本大約佔到通訊模組的一半左右。圖:智慧售貨機無線通訊網路拓撲結構圖
3、重要升級之大尺寸顯示螢幕。新一代智慧售貨機因其更強大的處理能力,為大屏影響顯示打下了堅實基礎,同時大屏顯示方面,還能強化售貨機的廣告投放能力,並提供更好的交付效果。例如智慧售貨機龍頭,友寶就普遍採用了26寸觸控式螢幕,還有部分品牌,觸控式螢幕更是達到50寸以上。參考目前行業平均水平來看,26寸觸控式螢幕模組成本普遍在1500-2000元,甚至更高。由於本文重點討論矽含量問題,這裡的升級暫不納入矽含量提升角度。單臺智慧售貨機核心芯片價值量至少在300元以上。根據上文的分拆結構,智慧售貨終端核心晶片主要包括處理晶片、儲存(ROM與RAM)、基帶晶片、射頻前端晶片,成本至少在300元左右,進一步考慮到顯示模組中的觸控晶片、顯示晶片等,單臺智慧售貨機芯片價值量至少在300元以上。4、無人零售0-1崛起,矽含量提升之初測算4.1、無人便利店(超市)矽含量提升之初測算無人便利店(超市)目前有三種實現方式,我們以網際網路巨頭推動的基於AI機器視覺技術的終極方案為例,來測算矽含量提升。假設條件1:中國無人便利店(超市)未來覆蓋數量假設:中美日三國每百萬人便利店覆蓋情況,中國71個/百萬人、日本443個/百萬人、美國478個/百萬人。2017年末中國大陸總人口為13.9億,我們按美國便利店密度進行測算,未來中國將實現66萬個無人便利店(超市)的覆蓋。圖:中美日三國每百萬人便利店覆蓋情況
假設條件2:單個無人便利店(超市)矽含量測算:按照上面拆分,僅以最簡易硬體要求,來粗估矽含量,即不考慮感應器/麥克風/藍芽傳送器等輔助元器件,僅考慮伺服器、攝像頭、人臉識別以及閘道器等四大基礎硬體的矽含量增量。面積稍大的定義為超市(預計佔10%),面積稍小的為普通便利店(預計佔90%)。我們估算,無人超市預計將使用3臺中高階GPU並行伺服器,30個攝像頭,5個人臉識別一體機進出口以及5個孤單閘道器的覆蓋;無人便利店,預計將使用1臺中低端GPU並行伺服器,5個攝像頭,1個人臉識別一體機進出口以及1個孤單閘道器的覆蓋。我們預計,單個無人超市將提升10.2萬元芯片價值量;單個無人便利店將提升2.0萬芯片價值量。圖:無人便利店(超市)矽含量提升測算
假設條件3:中國佔全球比例,按消費GDP比重假設。中國國內生產總值(GDP)佔世界經濟的比重為15%左右,據此測算全球無人便利店(超市)矽含量提升的可能性。無人便利店(超市)矽含量提升之初測算結論:未來中國無人便利店(超市)矽含量合計將提升183億元,全球無人便利店(超市)矽含量合計將提升1223億元。圖:全球無人便利店(超市)矽含量總量估算
4.2、無人售貨機矽含量提升之初測算假設條件1:中國無人售貨機未來覆蓋數量假設:中美日歐四地區無人售貨機覆蓋情況,中國平均4500人擁有一臺,歐洲平均50-120人擁有一臺,美國平均40人擁有一臺,日本平均25人擁有一臺。2017年末中國大陸總人口為13.9億,我們按日本無人售貨機密度進行測算,未來中國將安放5500萬個無人售貨機。圖:中美日歐四地區無人售貨機覆蓋密度
假設條件2:單個無人售貨機矽含量測算:根據上文的分拆結構,智慧售貨終端核心晶片主要包括處理晶片、儲存(ROM與RAM)、基帶晶片、射頻前端晶片,成本至少在300元左右,進一步考慮到顯示模組中的觸控晶片、顯示晶片等,單臺智慧售貨機芯片價值量保守估計在300元以上。假設條件3:中國佔全球比例,按消費GDP比重假設。中國國內生產總值(GDP)佔世界經濟的比重為15%左右,據此測算全球無人售貨機矽含量提升的可能性。無人售貨機矽含量提升之初測算結論:未來中國無人售貨機矽含量合計將提升165億元,全球無人售貨機矽含量合計將提升1100億元。圖:全球無人售貨機矽含量總量估算
無人零售0-1崛起,矽含量提升之初測算結論:無人零售將提升全球矽含量合計約370億美金,2017年全球半導體收入規模約4200億美金,即無人零售有望提升全球矽含量8.5-9%。這裡我們並沒有考慮AI帶來的影響因素,AI部分我們將在隨筆後續做單獨的矽含量分析。(AlphaGo用了1920個CPU和280個GPU,AI無疑將是推動矽含量的最為重要因素之一)不同於我們這代人親身經歷的第二、第三個週期需求拉動的典型產品為C端應用為主的筆記本、無線通訊、智慧手機等產品,此輪矽含量提升主要集中在物聯網、工業領域(其中也包括汽車等部分C端應用領域)。為此,隨筆系列將從需求的角度對“第四次半導體矽含量提升週期”進行逐一分析。力求為大家剖析各個“不熟悉”領域的矽含量提升之過程,感受“第四次半導體矽含量提升週期”之力量。敬請您持續關注後續之《中國半導體產業的思考-隨筆》系列!注1:本文部分圖表引用於網際網路、公司公告等注2:本文相關專利說明引用於網際網路以及國家相關專利機構等注3:本文相關公司資訊引用於網際網路,外媒、公司公告等注4:本文相關行業資料來自國家統計局、工信部等部委