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在ICT歷史上，每一次產業升級都以計算技術與設備的革新為主要信號，也不斷融匯新的通信、交互、感知技術，創造全新的終端能力與應用體系。

智能硬件蓬勃興起激發智能機發展新活力

2017年，以智能手機為突破點的移動互聯網歷經十年，步入巔峰。今年一季度，全球移動用戶數已達76億，較去年平穩增長4個百分點。全球聯網智能硬件已達80億臺，人均擁有量為1.1部，未來5年將快速增長到1.5部。目前，終端市場出現了換擋空白，青黃不接。2016年至2017年上半年，全球智能手機市場增長過緩，沒有出現復蘇跡象。

與此同時，移動互聯網市場發展亦遵循安迪-比爾定律（硬件提高的性能，會很快被軟件消耗掉），軟件（移動應用）與硬件（智能手機）交替出現技術瓶頸，也交替刺激著另一端的市場發展。近兩年來，全球主要應用程序商店的APP總量和下載次數均呈現增長放緩，較多新增應用依托HTML5技術，以更輕量化的方式發展，導致“軟件吃硬件”所帶來的換機動力減弱，而4G代通信制式升級的換機紅利也基本耗盡。預估2017年智能手機全球市場增長率仍將保持在3%左右，與2016年基本持平，待印度等新興市場初步飽和后，將轉入負增長。自2015年起，蓬勃興起的智能硬件具有再次激活智能手機發展活力，優化終端產能結構，促進人工智能技術等新興技術成熟，加速信息消費發展進程的重要作用。

人工智能“反哺”智能硬件實現真智能

反觀之，人工智能技術又成為幫助智能硬件產品形成真正智能能力的新技術動力。近日，中國信息通信研究院兩化融合研究所集成電路與軟件部主任李婷在接受飛象網采訪時表示，人工智能“反哺”智能硬件體現在三方面：一是改變信息的獲取方式，形成多維數據池，開拓新的應用場景和終端形態。語音識別與圖像識別等感知智能技術發展趨于成熟，傳統的無法長時間進行鍵盤輸入、屏幕關注的場景中均可以使用語音識別、手勢識別進行操作，極大拓展了家電、汽車、無人機、消費領域機器人的使用時長，也可以開展大量基于圖像和語音的應用設計，如輔助駕駛、食品標注、安保防爆等。

其次是改變信息的認知方式，幫助使用者完成任務和豐富經驗。在處理經濟行為、社會行為和情感表達等問題上，人工智能與以人為節點的綜合數據集結合，能夠借助先驗邏輯解決現階段人工智能訓練中邏輯機理不明的問題。

三是改變智能能力和商業模式。今天的“智能”已經升級，人們不是在已知計算邏輯的前提下讓計算機來做計算實現，而是通過設定方法、調試參數，來幫助計算系統自己尋找解決問題的規則。“如，今天的機器翻譯無需人類親自尋找不同語言浩瀚、細膩的語言規則，而是輸入兩種語言的對應語料，由機器自己建立翻譯規則，輸出結果。”

據李婷介紹，在未來2-3年中，智能硬件規模產品主要集中于智能手機、智能機器人、虛擬現實、智能家居和無人機五類產品。

目前來看，智能手機已經進入了市場深耕期。計算、存儲、顯示等上游器件成本持續上升，刺激全球先進OEM廠商競爭加劇，紛紛加快對5G、3D攝像、全面屏等前沿領域投入，帶動先進器件、模組提早商用；積極盤活移動終端側的綜合數據優勢，采用人工智能技術，實現了對手機用戶百余個指標的行為畫像刻畫，大幅提升了線上線下的應用分發、電子商務、消費推薦的命中率，升華了終端內置的日程安排、相冊導航、應用搜索的能力，即將實現基于人臉、眼紋、3D指紋等更精準識別技術的金融支付、互動操作和屏幕解鎖等功能。

智能機器人和智能家居則開始形成清晰的產品定位。圖像識別、語音控制等交互技術的紅利逐步轉至智能機器人與智能家居領域，使其開始擺脫單純的自動化、聯網化，實現了設備的“聽”“看”“說”“動”，特定場景下的自動化、自適應、交互性等核心能力大幅提升。智能機器人由簡單的搬運、生產等逐步擴展至醫療、陪護、教育等更高度擬人化領域，智能家居開始出現以智能音箱等為核心控制中樞的智能化生態，新的技術推動新的產品定位悄然成型。

無人機和虛擬現實仍處于產品性能提升期。以智能飛控為核心的無人機平臺逐步成熟，智能避障、手勢控制、集群控制等技術使無人機功能錦上添花，并進一步豐富無人機應用與配套服務，產生新的服務需求和服務形式。但是，虛擬現實技術的積累尚未足以支撐質變的誕生，近眼顯示、追蹤交互、渲染處理等技術性能指標仍需進一步提升，應用場景與內容服務還相對匱乏。

白皮書深度解析促行業突破瓶頸再發展

針對以上這種種趨勢，在近日的“ICT 高層論壇2017移動智能終端峰會暨智能硬件生態大會”上，中國信通院發布了《智能硬件產業發展白皮書（2017年）》（以下簡稱“白皮書”），這是在《移動智能終端暨智能硬件白皮書（2016）》基礎上的延續和創新。白皮書對智能硬件技術產業的總體狀況進行了描述和闡釋，總結了國際國內智能硬件產業發展的新情況與新進展，對產業發展的問題與挑戰進行了分析和總結。

此外，白皮書還對計算、感知、通信三大核心技術的進展進行了梳理總結，明確了智能技術在改造硬件從“智能”走向“智慧”的過程中的核心地位；闡述了全球智能手機、機器人、無人機、虛擬現實、智能家居五大規模產品的發展現狀與趨勢；通過分析智能硬件在電商、醫療、交通等傳統行業的應用，總結出智能硬件在行業應用中開辟新的虛擬物理空間、擴展虛擬空間與物理空間接口、進一步替代人類在物理空間中的勞動的三大特征。

李婷指出，白皮書同樣對我國智能硬件產業主要進展進行了及時總結，對應于全球發展趨勢，從核心技術、規模產品、智能應用三個方面概述了我國智能硬件產業的發展進展，總結出國內智能硬件核心技術初具突破條件、終端產品即將到達關鍵節點、成熟智能硬件應用模式已經形成的特點。分析了未來面臨的問題與挑戰，從補足基礎智能芯片和基礎軟件短板、建立基于智能技術的硬件產業生態、打破應用滲透壁壘、提高對硬件設備和數據安全的重視等方面對產業發展所面臨的問題與挑戰進行分析與總結，概述了我國智能硬件產業發展的不足與瓶頸。

在李婷看來，智能硬件產業發展到如今，面臨的挑戰有太多，包括數據使用問題、生態營造問題，但最核心的問題還是技術問題，2015年-2017年間智能硬件滲透至社會生活的諸多角落，細分種類難以計數，形態、功能、服務的快速升級迭代，對前端器件性能不斷提出智能化、集成化、柔性化需求，使得產業鏈上游之爭越發關鍵，硬件門檻不降反升。這也是2015年以來，諸多試圖以服務輕優勢步入硬件市場的探索落敗的原因，而2017年以后，因人工智能的發展，對基礎器件的性能需求也進一步推高，具體包括三方面：

一是，決策智能推動計算與存儲架構多元化發展。面對兼顧持久續航和高能效圖像影音處理能力的智能手機、無人機等消費類終端應用，具備低至數瓦級的功率損耗和高能效計算能力的人工智能芯片才能滿足應用需求。面對低時延、大數據量計算任務的車載終端，實時、高吞吐量的人工智能芯片才能保證用戶的安全駕駛體驗。而為了完成終端智能，云端高通量、并行化、密集型的數據中心計算任務也需要新一代的流計算架構和與之匹配的存儲、I/O接口設計。在多元化需求的驅動下，智能硬件計算器件圍繞異構綜合調度能力和AI專用計算兩方面提升，存儲器件也向高可靠性、高耐久性、更快讀寫和更大容量等方向發展。

二是，感知計算依賴感知器件和終端側計算的共同進步。新場景、新應用下的感知智能為傳感技術發展帶來新的挑戰。伴隨語音識別技術的迅速成熟，智能家庭服務機器人、智能家居等智能硬件產品已開始通過語音交互的方式，更加直接、快捷的傳遞信息與控制命令，但實際應用場景下嘈雜環境、遠場拾音、全向收音等因素對音頻傳感產品的器件集成、數據融合、降噪算法等技術提出更高要求。除語音交互方式外，當前高端智能手機、安防監控、智能電視、智能車載設備已開始部署人臉識別、眼球追蹤、手勢識別等新型交互方式，但由于平面信息承載的特征點較少且唯一性弱等問題，傳統2D視覺感知產品已無法滿足各類應用的安全性、準確性要求，急需向具備3D感知能力的傳感技術方向演進，多器件、多算法、多模塊的集成與創新成為傳感技術的重要發展方向。此外，VR/AR動態感知、操作手柄控制、智能機器人動作控制等采用的加速度計、陀螺儀等慣性傳感產品的性能還需進一步提升。

三是，近眼顯示與交互式視覺體驗類智能硬件對現有顯示技術提出巨大挑戰。虛擬現實等設備創新啟發意義巨大，帶動“近眼顯示”技術體系創新：真實的沉浸體驗要求屏幕刷新率需達到90Hz以上；為防止眩暈、保持畫面連續性，更要求顯示器件響應時間達到毫秒級；為實現更高清晰度與無顆粒感觀看體驗，則需要單眼分辨率達到1920*1920；同時為增強沉浸感，也需要實現盡可能大的視場角；圍繞健康護眼等人因需求指標，還需應用針對人眼雙目視覺特性的光學鏡片、光路設計和圖像處理技術。智能汽車正在締造僅次于手機的第二大顯示市場，加快對交互式屏幕體驗的探索：車內多應用部位的需求，則要求顯示屏具備柔性異型顯示功能，包括可彎折、可卷曲、可折疊等特性；車內交互功能多樣化，則要求顯示屏具備曲面觸控、觸覺反饋、壓力感應等功能；同時車載環境對操作的局限，也需要更自然、更準確的觸控、語音、手勢、眼控技術發展。

有數據預測，預計到2018年，我國智能硬件產品可服務的總體市場規模可以達到5000億元，到2020年可以達到萬億元的水平。面對如此龐大的市場，信通院對其后續工作的展開已然做好準備，“信通院院正在加快制定5G相關標準，積極推動在車聯網、物聯網場景優化；做好終端入網服務與評估工作；積極整理各大產品發展中的數據、知識產權和安全研究，提供相關服務；依托終端聯盟，促進產業上下游合作。”