中国物联网智能家电2024年将优先导入LLM技术

AI功能产品占中国物联网市场比重逐年提高,DIGITIMES Research预估,2024年有机会突破50%。而2022年中国消费型AIoT产品应用于智能家居与家电占比最高(占50%)。目前多数智能家电产品具备简易语音識別功能,为提升语音識別品质,2024年首选方案为导入大型语言模型(Large Language Model;LLM)技术,而售价人民币3,200元以上与运算芯片成本占总成本比重高于25%的智能家电将优先导入LLM技术。

2006~2023年中国政府积极推出物联网相关政策,包括「国家信息化发展战略纲要」及「十二五」、「十三五」規劃等,政策强力支持物联网产业的发展,同时,加大物联网建设投资,包括基础網絡、感知层设备等,为物联网产业建立稳固的硬件基础。

DIGITIMES Research认为2024年中国智能家电将优先导入LLM技术,因中国智能家电生态链的软硬件关键技术与资源皆已完备。运算芯片部分大于40 TOPS运算力的系统单芯片(System on a Chip;SoC),中国业者已有自行研发设计与制造的能力,而軟件LLM部分,百度、阿里巴巴、华为、腾讯等指标业者皆投入自有LLM的开发。

2024年中国IoT市场中具AI功能产品占比将突破50%

DIGITIMES Research观察 ,全球物联网(Internet of Things;IoT)市场规模受拉力及推力影响快速成长,拉力如零组件与产品制造成本下降、政策支持等,而推力如制造、家庭、医疗领域等领域的需求提升。

DIGITIMES Research预估全球IoT市场2022~2030年将以年复合成长率(CAGR) 10%的速度成长,在2030年达9,040亿美元的规模;而2022~2030年中国IoT市场规模CAGR将达12%,略高于全球市场主因之一为中国政府政策的强力支持。

2009~2014年为中国IoT市场萌芽期,此期间,中国政府开始制定IoT发展政策,并推动IoT基础建设同时,中国业者开始探索IoT应用的可行性,整体IoT产业处于起步阶段。

2015~2025年为中国IoT市场成长期,此期间,中国政府积极发布相关IoT政策,并提高IoT基础设备建设的预算(约人民币1.5亿元以上),助长IoT市场快速发展,且应用领域亦迅速扩张。

中国2023年IoT市场(包含无AI与具备AI功能)规模达2,380亿美元,其中,具备AI功能产品的市场规模占48%。DIGITIMES Research观察,2024年具备AI功能产品的市场规模占比预估将突破50%(约1,750亿美元)。

2020~2030年预估中国物联网市场规模年复合成长率略高于全球
數據来源:DIGITIMES Research,2024/1

中国积极祭出物联网政策并加强基础建设

中国物联网政策最早始于2006年3月19日的国家信息化发展战略,施行时间为期4年(2006~2020年),引领国家电子政务发展,设定于2020年中央与省级政务部门主要政务电子化达成70%,各政务机关单位积极推动智能政府,运用大数据、物联网等技术,达成「放管服」(简政放权、加强监管、优化服务)目标,宗旨为推动政府职能转变,达成政务改革与流程再造。

另外,「十二五」、「十三五」規劃亦包含实施物联网相关政策,「十二五」规划于2015年在中国形成具有核心技术的产业,产值达人民币2,000亿元(傳感器100亿元、检测设备开发700亿元、芯片和零组件及设备600亿元、服务开发系统600亿元),锁定十大应用重点领域,包含智能电网、交通、物流、家居等,建立50个以上示范工程及5个以上示范城市。

而「十三五」規劃纲要为强化IC设计能力,并打造自主生态系,指标业者包含海思、展讯等IC设计公司,在政策鼓励下,与国际大厂结盟,加速技术升级,并建立物联网所需核心技术,如信息安全芯片,包含安全加密芯片(Secure Element;SE)或一般芯片的安全性,皆为中国IC设计公司积极发展的方向。

中国政府于2021年9月29日发布「物联网新型基础设施建设三年移動計劃(2021~2023年)」,政策内容为打造固定与移动装置融合、宽窄频结合的IoT环境,并加速推动建立多元感知层与IoT的基础设施,其中,基础设施方面著重社会治理(市政、乡村、能源、公共卫生等应用)、行业应用(制造、营建、旅游等行业)、民生消费(家居、健康等应用)三大重点领域。

中国物联网相关政策列表
數據来源:DIGITIMES Research整理,2024/1

2022年中国消费型AIoT产品以智能家居与家电类型占比最高

2022年中国各AIoT应用领域占比以消费型最高,达68%,其中,又以智能家居与家电占比最高,达50%,智能家居产品包含灯具、门锁、温/湿度傳感器、烟雾傳感器、影像监控器等,而家电产品包含电视、冰箱、洗衣机、空调设备、烤箱/微波炉等。

2022年中国消费型AIoT产品以智能家居与家电类型占比最高
數據来源:DIGITIMES Research整理,2024/1

中国智能家电品牌众多,依中国智能家居产业联盟(China Smart Home Industry Alliance)报告显示,2022年中国智能家电出货量品牌前三名依序为小米、美的、海尔。小米成立于2010年,主要产品包含智能手機、智能家居、穿戴装置、电视、NB等,2022年营收达人民币3,290亿元,其中,中国市场营收为人民币2,310亿元(占70%),中国以外市场营收为为人民币980亿元(占30%),中国以外市场营收依区域分类以亚太地区最高,达17%,其他区域包含欧洲、北美、非洲、中东等。

美的成立于1968年,总部位于广东省佛山市,主要产品包含白色家电(冰箱、洗衣机、空调、厨房电器等)、黑色家电(电视、空气净化器、吸尘器等)、小家电(电热水器、加湿器、吹风机等)等,2022年营收达人民币3,443亿元,其中,中国市场营收为人民币2,880亿元(占84%),中国以外市场营收为人民币563亿元(占16%)。

海尔成立于1984年山东青岛市,企业初创经营电冰箱、冰柜、冷冻产品制造业务,发展至今产品延伸广泛,包含家电、药品、通讯、智能家居、軟件、物流、金融保险、房地产、医疗设备等,2022年营收达人民币2,900亿元,中国市场营收为人民币2,200亿元(占76%),中国以外市场营收为人民币700亿元(占24%)。

智能家电产品类型众多,而2022年中国消费者使用频率最高为电器,包含白色家电、黑色家电。

2022年中国智能家电以小米出货量占比最高
注:智能家电使用率为每100次使用的产品类型。

數據来源:中国智能家居产业联盟,DIGITIMES Research整理,2024/1

中国指标智能家电业者大幅依赖中国市场,因此,在中国产销一条龙模式具备成本优势,凸显制造生态系的完整性极为重要,智能家电关键零组件包含微处理器、通讯模塊、傳感器等,其中,微处理器外商代表有美商德州仪器(Texas Instruments)、Microchip、迈威尔(Marvell),以及瑞士商意法半导体(STMicroelectronics)、日商瑞萨电子(Renesas)、荷兰商恩智浦(NXP)等,中国业者包含杭州中科微、华润微电子、萬億易创新、芯海科技等。

通讯模塊外商代表有美商博通(Broadcom)、高通(Qualcomm)、迈威尔,荷兰商恩智浦,挪威商Nordic,臺商联发科等,中国业者包含海思、上海移远通信、中兴通讯、紫光展锐等。

傳感器外商代表有德商的博世(Bosch)、美商Honeywell、Cypress等,中国业者包含汉威科技、华天科技等。

中国智能家电发展在萌芽与成长期间,多数关键零组件需仰赖外商供应,而在政府政策支持下,目前中国业者已有自主开发、制造对应产品的能力,进而达成建立智能家电自主生态系的目标。

中国智能家电关键零组件生态系已成形
數據来源:DIGITIMES Research整理,2024/1

小米2022年营收达人民币2,800亿元,主要营收来自手机产品(占60%),而居家产品营收排名第二(占29%),达人民币812亿元,亦为小米重要营收来源之一。

小米居家产品众多,如居家监控摄影机、智能门锁、扫地机器人、空调机、电视等,其中,扫地机人、洗衣机、冰箱、空调机、电视属于高单价产品。以小米智能电视为例,目前具备语音助理与语音查找功能,语音助理可开启智能电视系统内的应用程序,如音乐、YouTube、Netflex等,而语音查找功能用于例如YouTube查找影片的过程,使用语音转文字技术,可省去手动输入文字的程序。

2023年LLM迅速发展,相较于传统简易的语音識別控制,LLM技术可使用自然语言方式操控智能电视或查找更复杂的數據,DIGITIMES Research分析,若新产品导入LLM技术需提高运算芯片运算力,将会提高运算芯片成本。

目前可于边缘运行LLM推论的芯片约100美元(约人民币708元)以上,以小米居家产品为例,售价人民币3,200元产品,运算芯片成本约人民币720元(总成本25%),有机会优先导入LLM技术。

小米居家售价人民币3,200元以上产品 有机会优先导入LLM技术
數據来源:小米,DIGITIMES Research整理,2024/1

附加40 TOPS以上 NPU的SoC可运行7B LLM

具备简易语音控制功能的家电产品,主要以微控制器(Micro Controller Unit;MCU)附加神经網絡处理单元(Neural-network Processing Unit;NPU)或低运算力SoC附加NPU为运算主控芯片,两者皆属于低运算力芯片类型。

MCU附加NPU以普林芯驰SPV系列为例,兼容RISC-V架构、128KB RAM、2M NOR Flash,语音部分可运作深度压缩语音識別模型、最多可支持50个语音控制命令識別等规格,应用产品如蓝牙耳机、穿戴产品、家电等。

SoC附加NPU以瑞芯微RK3588芯片为例,兼容Android与Linux系统、双核中央处理器(Central Processing Unit;CPU) Cortex-A76结合Cortex-A55、NPU运算力为6 TOPS等规格,语音功能包含语音播报、 文字转语音(Text To Speech;TTS)、语音識別等,应用领域如智能居家、智能制造等。

高运算力芯片以云天励飞为例,产品规格为40核CPU、支持3D图形运算加速、自研NPU NNP400T运算力为48 TOPS等规格,另外,AI深度学习运算支持卷积神经網絡(Convolutional Neural Network;CNN)、递回神经網絡(Recurrent Neural Network;RNN)、图像神经網絡(Graphic Neural Network;GNN)、变换器模型(Transformer model)等,并可离线运行参数量70亿个的大型语言模型,可应用于智能居家、智能汽车、智能制造等领域。

中国附加NPU加速器的芯片产品规格列表
數據来源:各业者,DIGITIMES Research整理,2024/1

LLM技术具有广泛的应用潜力,可应用于生成文本、翻译语言、编写创意内容等,因而中国科技指标业者(百度、阿里巴巴、华为、腾讯等)纷纷投入资金和资源来开发自有LLM,且被业者视为AI技术新显学。

LLM参数量越多的模型越复杂,模型在各种任务上的性能越好;依参数量等级大致分可为高/中参数量与低参数量,其中,高/中参数量界定为100亿个以上,代表模型包含百度的文心一言4.0 (1.75萬億个)、阿里巴巴的通义千问2.0 (1,000亿个)、华为的盘古3.0 (710亿个)、腾讯的混元(1,000亿个)等,因模型具有庞大的参数量,需使用云端AI服務器的高运算力设备才可运行。

低参数量大型语言模型界定为100亿个以下,代表模型包含阿里巴巴的通义千问2.0 (70亿个)、商汤的SenseMirage3.0 (70亿个)、小米的MiLM (65亿个),因模型为低参数量,需求的运算力较小,适用于导入家电产品,达成使用自然语言的操控。

另外,小米具备丰富家电制造经验与完整制造生态系,并自行开发LLM,在软硬件具备的优势条件下,DIGITIMES Research预期,小米将积极推动LLM技术导入家电产品。

中国小参数量LLM适用于导入家电产品
數據来源:各业者,DIGITIMES Research整理,2024/1

结语

DIGITIMES Research观察,中国物联网市场在政府政策推动下,目前处于成长期的尾声,未来进入成熟期后,市场成长幅度将趋缓,寻求新的成长动力成为业者关切的议题,LLM技术导入为可行的解方之一。

中国物联网市场具备AI功能的产品比重逐渐提高,DIGITIMES Research预估,2024年有机会突破50%,而单一传输数据功能的IoT产品可能逐步被取代。另外,AIoT应用领域以消费型智能家居与家电占比最大,此亦为LLM技术最佳的切入领域。

中国智能家电制造生态系完整,再加上科技业者纷纷投入资金和资源开发自有LLM。中国智能家电在软硬件皆备条件下,为提升智能家电语音識別功能,指标品牌业者将积极开发具备LLM功能的产品。

2024年中国智能家电若需升级为具备LLM技术功能的产品,综观品牌业者小米、美的、海尔等的开发能力,小米具备家电丰富设计经验与完整制造生态系,并开发自有LLM的优势条件下,将是中国首先推出具LLM功能智能家电产品的领先业者。

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