2022年由电子科技到整体科技

2022年由电子科技到整体科技
2022年的电子科技产业：五大趋势预测
走过饱经波折的2021年之后，整个电子产业正式迈进了2022年。
参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/3QUQ5bTc96P97pychTlsTA
https://mp.weixin.qq.com/s/-PAmFVoBJVmE6YA2yQ5QRA

虽然很多分析人士表示，电子产业过去两年正在遭受的芯片缺货在今年上半年还将持续，但在产业链的同心协力下，这个态势会在下半年得到缓解。同时，因为终端和上游正在全力推动科技产业的新变革，这就使得整个电子产业自上而下正在酝酿一波又一波的新机遇。
　　在笔者看来，这个百花争艳的时代拥有下述几个明显的特点。将在2022年持续影响电子产业，并将继续在未来的电子世界中扮演关键角色。
趋势一：第三代半导体持续发力　　
　　因为拥有高迁移率、高带隙等优势，以氮化镓和碳化硅为代表的第三代半导体在过去几年里迸发出了强大的动能。

据集邦咨询统计，因疫情趋缓所带动5G基站射频前端、手机充电器及车用能源传输等需求逐步提升，预期2021年通讯及功率器件营收分别为6.8亿和6,100万美元，年增30.8%及90.6%。来到SiC器件部分，集邦咨询进一步指出，由于通讯及功率领域皆需使用该衬底，因而6英寸晶圆的供应量显得吃紧，预估2021年SiC器件于功率领域营收可达6.8亿美元，年增32%。
　　从产业发展的动力看来，这仅仅是第三代半导体的一个开始。以PD快充为例，因为氮化镓的独特优势，从智能手机开始，越来越多的电子设备开始转向氮化镓器件以打造适用的PD快充解决方案。此外。包括5G基站和服务器电源等在内的应用场景为了更节能，也都开始在电源部分选用氮化镓器件。这也是全球电子产业的又一个风口，由此带来的机遇也可想而知。

为此，集邦咨询表示，全球GaN功率市场规模将从2020年的4800万美元增长到2025年的13.2亿美元，年增长率高达94%。除了消费电子外，很大应用的产品主要在新能源汽车、电信以及数据中心。预计近两年GaN将小批量渗透到低功率OBC、DC-DC中。
至于SiC，则机会更是明显。从特斯拉在model 3上采用SiC器件并取得了巨大成功后，几乎整个电动汽车产业都把目光投向了这类新产品。考虑到全球发展电动汽车成为必然趋势，这也让SiC成为了兵家必争之地。
　　　　集邦咨询预测，全球SiC功率器件市场规模将从2020年的6.8亿美元增长至2025年的33.9亿美元，年复合增长率将达38%，其中新能源汽车的主逆变器、OBC（车载充电器）、DC-DC（电源模块）将成为主要驱动力。甚至指出，2025年全球电动车市场对6英寸SiC晶圆需求可达169万片，其中绝大部分将用于主逆变器。
趋势二：汽车芯片再接再厉
　　过去一年多里，没有任何一个芯片类型有汽车芯片那么“火”。这一方面与汽车芯片供应链本身的特色有关——突如其来的疫情、汽车芯片的零备货加上车厂的误判，让整个汽车产业度过了“痛苦”的一年；另一方面，现在汽车正在往电动化、网联化和智能化发展，这又带来更多的汽车芯片需求。
在这双重因素影响下，汽车芯片的紧张供应局面显而易见。
　　但自去年下半年以来，汽车芯片各个环节都在做出了相应改变。尤其是晶圆厂产能的倾斜，就让汽车半导体看到了一缕曙光。为此很多厂商预测，进入2022年下半年，汽车芯片短缺现象会缓解。
　　然而，在经历了这次可怕的“芯慌”，叠加现在汽车产业正在发生的新趋势，认为2020年的汽车电子会发生几点明显的转变:
　　首先，大算力芯片逐渐成为汽车电子的关注点，其中座舱电子和自动驾驶芯片是典型范例。
　　
在过去的传统汽车里，无论是功能还是性能都是相对保守，这一方面是除了大家保守，为了稳定 不出错；另一方面是过去的汽车系统并不能让这些新功能能够如愿以偿。但随着汽车新势力的杀入，新能源汽车的兴起，娱乐化成为了汽车的一大卖点，自动驾驶也成为全球的目标，于是以这两条赛道为代表的汽车“大芯片”正在迅速崛起。此外，汽车控制架构正在从过往的分布式，到域处理器，再到中央处理的方向演进，这带来的汽车电子机会可想而知。
　　其次，汽车厂商自研芯片成定局。
　　为了个性化和差异性目标，自研芯片的这股东风正在由消费电子吹向汽车产业，其中国内的比亚迪以及国外的特斯拉已经在这方面走得比较前，而吉利、东风和广汽等企业也通过投资和合资等方式进入了这个赛道，包括福特、通用和现代等厂商也宣布了相关决定。而这也是一个值得持续关注的点。
　　第三，功率器件、激光雷达以及各种传感器产品在汽车中的重要性与日俱增。这是新能源汽车和智能化汽车发展的必然结果。
趋势三：SiP等先进封装渐成主流
为了迎接5G、可穿戴等应用带来的挑战，应对摩尔定律放缓和电子设备小型化的趋势，SiP等先进封装正在逐渐成为产业界的主流，这在2022年会继续加速。

据知名分析机构Yole的数据显示，在2020年到2026年年间，基于覆晶(FC)和打线接合(WB)的系统级封装(System-in-Package；SiP)市场将以5%的CAGR成长至170 亿美元的规模。同期，嵌入式芯片(Embedded Die，ED) SiP市场则将以25%的CAGR 增加到1.89亿美元；扇出型(FO) SiP市场价值预计以6%的CAGR20-26成长至16亿美元。
　　Yole进一步指出，可穿戴设备成为 SiP 的一大推动力。Yole 的报告则指出，头戴式/耳戴式产品是可穿戴设备市场中最大的细分市场，其次是腕戴式产品、身体佩戴式产品和智能服装；扇出SiP的关键应用将仍然是移动和消费类。数据中心，5G和自动驾驶汽车的趋势将推动在电信，基础设施和汽车应用中采用扇出SiP；至于ED技术，正在从单个嵌入式芯片转变为多个嵌入式芯片。IC基板和电路板的复杂性和尺寸将增加，因此某些市场中某些应用的ASP将受到欢迎。
　　在这个机会面前，除了传统封装厂OSAT持续投资外，包括IDM和晶圆代工厂都加大了在这方面的投入，这一个会给相应厂商带来了巨大的机遇。
趋势四：“5G+”带来的“芯”机会
　　如果要挑选2021年的电子行业关键字，“5G”必须依然值得拥有一席之地。
　　
根据国际电信联盟（ITU）的定义，5G拥有三大类应用场景，即增强移动宽带（eMBB）、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。在早些年，5G已经在增强移动宽带（eMBB）市场展现了其魅力。
　　但在rel 16定稿了以后，5G将从2020年开始加速从智能设备走向千行百业的新里程，给工业、物联网和汽车带来了无限可能。如过去一年火爆的“元宇宙”，就是5G一展所长的新舞台。
　　所谓元宇宙，并不是一种技术，而是一个理念和概念，它需要整合不同的新技术，如5G、6G、人工智能、大数据等，强调虚实相融。而从相关分析可以看到，元宇宙的到来，将推动AR/VR、无线和传感的需求，这必然会给相关参与者带来前所未有的新机遇。
　　除了元宇宙，8K也是5G热潮下的另一个“热点”。因为有了如此高的带宽，才能使得传输这么高比特率的数据成为可能。而作为5G下一阶段的主要内容，海量机器类通信(mMTC)也必将从今年开始发力，随之而来的无线模组，传感器需求也是显而易见。厂商需要为此做好准备。
趋势五：供应链国产化成为必然趋势
　　站在2022年年初，谈供应链国产化，并不仅仅局限于中国大陆。因为这是一个全球正在发生的事情。无论是美国、欧洲、日本还是韩国，都在探索这个可能。但具体到我国来说，则有更重大的意义。因为不但拥有全球最大的终端市场，还生产了全球大多数的电子产品。这个转变给国内企业带来的机遇是其他地方所不能比拟的。
　　
随着国际上地缘政治的发展和我国的发展需求，这也是今年的又一个关注点。而为了实现这个目标，势必会加大在如RISC-V架构、GPU、EDA和高性能芯片甚至制造等多个领域的投入。
　　首先看RISC-V，作为一个面世超过十年，以开源著称的架构，RISC-V在过去两年里高速发展，尤其是在国内，无论是IP、芯片还是应用，RISC-V在国内都火得一塌糊涂。
　　从目前来看，MCU等领域已经成为了RISC-V率先的发力点。
　　以国内通讯接口芯片和全栈MCU芯片公司沁恒微电子为例，据介绍，该公司的RISC-V全系列全栈MCU已经实现了内核和收发器完全自研且内置，无需额外支付第三方内核和USB PHY、以太网PHY等IP授权费，可以给客户带来实质的超高性价比产品。如提供集成USB、以太网、蓝牙接口的全栈MCU+系列产品，在过去的一年中基于沁恒自研RISC-V架构微处理器青稞V4的系列MCU得到了众多客户的大批量应用和好评，如CH32V103、CH32V307等。同时沁恒也持续提供ARM架构系列MCU，如CH32F103、CH32F203/F205/F207/F208等。
　　除了MCU外，RISC-V正在往更多的领域扩张。据RISC-V International的相关人士表示，全球的RISC-V从业者（尤其是中国大陆）正在推动RISC-V走向包括高性能计算在内的多个领域。这也就是Semico Research预计到2025年，市场将总共消费624亿个RISC-V CPU内核，其中预计工业领域将是最大的细分市场，拥有167亿个内核的原因。Semico Research进一步指出，在包括计算机，消费者，通讯，运输和工业市场在内的细分市场 ，RISC-V CPU内核的复合年增长率（CAGR）在2018年至2025年之间的平均复合年增长率将高达146.2％。
　　进入2022年，考虑到国内的发展现状，认为本土的RISC-V产业会迎来新一轮增长。
　　其次，再看GPU方面，因为人工智能和元宇宙的火热，这个高性能运算的核心正在全球掀起热潮。其中，GPU龙头英伟达的股价逼近万亿美元，就是其中的一个最好佐证。来到国内，因为其本身的产业供给和需求原因，本土包括璧仭、沐曦、摩尔线程、天数智芯和登临在内的一水GPU厂商正在这个市场发力，从多家企业的公布看来，当中不少企业会在今年交出第一份成绩单。
　　对于国内乃至全球的电子产业来说，上述趋势只是面向未来的冰山一角。因为正处于一个前所未有的技术大变革风口。然而，对于从业者来说，主要从这些基本面出发，顺势而变，必然能在将来占领一席之地。
　　让从2022年开始，重新憧憬电子产业的新未来。

文章来自：追求新知
附文1：5G将为半导体封装带来新机会
　　摘要：封装是半导体生产流程中的重要一环，也是半导体行业中，中国与全球差距最小的一环。然而，随着国内数字化、智能化浪潮的不断推进，中国的封装产业增加了更多冲破疫情阴霾的机会。
　　封装是半导体生产流程中的重要一环，也是半导体行业中，中国与全球差距最小的一环。然而，新冠肺炎疫情的突袭，让中国封装产业受到了一些影响。但是，随着国内数字化、智能化浪潮的不断推进，中国的封装产业增加了更多冲破疫情阴霾、拓展原有优势取得进一步发展的机会。
　　
产业上游受影响较大
　　根据华天科技（昆山）电子有限公司董事及总经理肖智轶的介绍，封装产业的上下游供应链共分为四大方面：IC设计、晶圆制造、半导体材料以及半导体设备。此次新冠肺炎疫情的突袭，不仅给我国封装产业整体发展带来了影响，同时也给产业上下游带来了冲击。
　　封装产业链上下游均遭受到了或大或小的冲击，有些影响短期看来甚至“较为严重”。“短期来看，封装终端市场需求面临紧缩，摩根大通和IDC均预测2020年全球半导体市场将下滑6%。尽管国内疫情已经得到有效控制，封装产业也在逐步复工复产，但是随着海外疫情的爆发，终端需求急剧下滑，对我国封装产业形成了不小的冲击。”肖智轶说。
　　速芯微电子封装业务副总经理唐伟炜认为，疫情对于我国封装产业来说，短期内最大的影响在于上游，尤其在于封装生产所需的材料。这是由于目前国内封装企业所需材料有50%来自日本，因此在日本疫情爆发后，短期内会造成进口生产物料短缺，使产品生产周期被大大拉长。
　　抓住机遇转“危”为“机”
　　从短期影响看来，疫情确实对封装产业造成了很大影响，然而肖智轶认为，从长期影响来看，疫情的冲击给中国封装产业带来了很多机遇。“海外疫情的爆发造成许多国外封测厂商工厂减产或关闭，境外订单向国内转移，国内大厂如豪威等也纷纷将供应链迁往国内。国内疫情逐渐得到控制，复工复产在有条不紊地进行，用工问题基本得到解决。因此如果国内封测厂商能够抓住机遇，提升产品竞争力，很可能重塑产业链，由封测产业的跟随者转变成产业领军者。”
　　同时，中国作为最大的芯片消耗国家，本身拥有着巨大的封装市场空间，因此国内封装企业可以通过挖掘潜在的国内客户来增加订单量，以此来弥补海外订单量的不足。“未来一段时间内，国内封装行业将更加依赖国内市场需求的增长。而当下中国正聚力数字化与智能化建设，5G等新基建的步伐也在越来越快，新的应用场景将不断催生更多的芯片封装需求，未来国内封装市场将不断增大，并将逐步抵消国外订单下降给封装行业带来的风险。”肖智轶说。
　　唐伟炜也认为，若能抓住机遇，封装产业也许可以将疫情带来的影响转“危”为“机”。“对于我国封装产业来说，疫情是很大的挑战，但若能在此期间，抓住更多国际上生产订单的机会，在疫情结束后将会形成惯性。如今中国的封装产业基本上复工率在85%以上，很多工厂都采用了集中招人的模式来保证人力资源。因此我认为，若能抓住机遇，疫情对我国封装产业所造成的不利影响将会大大减少，甚至有望迎来更好的发展机遇。”他说。
　　同时，唐伟炜也表示，随着韩国、日本疫情的逐渐缓解，封装上游材料进口短缺的问题目前已经得到了有效解决。作为一个全球化布局的产业，半导体行业的发展离不开多个国家之间的合作。因此，若要推动封装产业的发展和进步，单靠自身的力量肯定远远不够，必然需要依靠全球的力量。
　　5G+AI带来机遇
　　中国的5G迎来了井喷式的发展，中国的封装产业能否借此机会，在海外高端产品市场站稳脚跟，成为了人们热议的话题。肖智轶认为，SIP（系统级封装）技术的发展便是我国封装企业很好的发展机会。为了满足5G的发展需求，晶圆制造厂提出了SoC（系统级芯片）解决方案，但是SoC高度依赖EUV极紫外光刻这样的昂贵设备，良率提升难度较大。为了满足多芯片互联、低功耗、低成本、小尺寸的需求，SIP应运而生。SIP从封装的角度出发，将多种功能芯片，如处理器、存储器等集成在一个封装模块内，成本相对于SoC大幅度降低。另外，晶圆制造工艺已经来到7nm时代，后续还会往5nm、3nm挑战，但伴随而来的是工艺难度将会急剧上升，芯片级系统集成的难度越来越大。SIP给芯片集成提供了一个既满足性能需求又能减少尺寸的解决方案。
　　中国半导体行业协会副理事长于燮康认为，未来我国封装产业若想大力发展，必须实现从高速发展向高质量发展的转变，“封装中道”的崛起和先进封装技术的进步，是封装技术发展带来的创新机遇；高性能计算机、高频、高速、高可靠、低延迟、微系统集成等需求推动了AIP、FC、2.5D/3D、Fan-out扇出型封装等先进封装技术的应用，这是5G+AI发展带来的机遇。
　　5G时代我国封装行业迎来了很多机遇，但也面临着一定的挑战。于燮康认为目前需要解决的主要问题有四点：一要进一步缩小先进封装技术差距；二要进一步补齐产业链上的短板；三要解决人才的引进和培养问题，做大做强封装企业；四要解决先进封装平台的布局，实现封测产业协同发展。
附文2：2022年中国汽车电子行业市场规模及发展前景预测分析

摘要：汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。预计在汽车自动化、智能化、网联化的趋势下，芯片计算和数据处理能力、图像和视频处理能力等需求的提升将推动汽车电子市场继续快速增长。
1
汽车电子市场规模
随着汽车智能化和电动化趋势的影响，汽车电子广泛应用于汽车各种领域中。受益于汽车电子市 场的快速成长，汽车电子类应用逐渐成为全球被动元件大厂的支柱性收入。近年来，中国汽车电子市场规模一直保持稳定增长，2020年其市场规模达1029亿美元，同比增 长7.3%；2021年我国汽车电子市场规模达1104亿美元。预计2022年我国汽车电子市场规模将进一步增长至1181亿美元。

数据来源：中商产业研究院整理
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汽车电子行业发展前景
1、政策利好汽车电子行业发展。
汽车是国民经济支柱产业，我国政府高度重视汽车行业的发展。2020年11月，国务院办公厅印发了《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，提出坚持电动化、网联化、智能化发展方向，以融合创新为重点，突破关键核心技术，优化产业发展环境，推动我国新能源汽车产业高质量可持续发展，加快建设汽车强国；到2025年，新能源汽车新车销量占比将达到20%，高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。在国家有关政策的大力支持下，新能源汽车与智能网联汽车将进入发展的快车道。汽车自动化、智能化、网联化的趋势带动了汽车电子芯片的市场需求，尤其是对于芯片计算和数据处理能力、图像和视频处理能力等需求提升，这将为汽车电子芯片市场带来新的发展契机。
2、汽车电子成本占比提升利好行业发展。
在汽车电动化、智能化和网联化的趋势推动下，汽车电子元件价值量得到提升，汽车电子领域也有所拓宽，从一开始的发动机燃油电子控制和电子点火技术发展到高级驾驶辅助系统。随着新能源汽车渗透率逐步提高，预计汽车电子占整车成本比重也将不断提升。数据显示，2020年汽车电子占整车成本比例为34.32%，至2030年有望达到49.55%。由此可见，汽车电子行业前景广阔。
3、技术进步驱动汽车电子市场快速增长。
随着人工智能、云计算、大数据、5G通信、车联网等技术不断发展，以及我国相关基础设施不断完善，多项新兴关键技术开始应用于汽车领域，这些技术将不断促进汽车产业快速发展，驱动传统汽车向智能网联汽车发展。同时，随着电池、电机、电控、新材料等技术的发展，新能源汽车在购车成本、出行成本方面具备竞争优势，将会推动新能源汽车逐步替代传统燃油车，加速汽车电动化的进程。因此，随着汽车向智能化、网联化、电动化发展，汽车电子的需求亦会随之增加，从而推动汽车电子市场的快速增长。
附文3：汽车电子行业深度报告：单车硅含量提升是确定性趋势
一、 汽车变革的起源：特斯拉软件定义汽车

硬件预埋支持软件迭代，架构转型倒逼硬件升级。软件的可开发性注定智能汽车的功能可能面临无限制的扩张。随着汽车软件代码的数量越来越多，现在已经到了上亿的规模，支持大规模软件开发要SOA架构实现软硬件解耦，再通过预埋硬件，实现整车软件迭代升级和某些付费解锁功能。SOA映射到硬件层面，其实就是一个跨域融合的E/E架构。传统E/E架构下，每增加一项功能，都需要增加一个控制器，有很多弊端，如布线困难、成本上升，性能方面看来，封闭式网络不利于传感器传输数据、芯片间的协同， 更难以实现整车OTA升级。而跨域融合的E/E架构能够满足智能汽车所需的高计算性能、 高通讯带宽、高功能安全性、高网络安全性、软件持续升级能力等多方面的要求，在跨域融合E/E架构下，硬件都有显著的集中化趋势。

二、 汽车电动化和智能化， 单车硅含量提升是确定性趋势

在汽车电动化、智能化和网联化三大趋势驱动之下，当前汽车内半导体含量大幅提升， 内置包括控制芯片（CPU/GPU/FPGA等）、存储芯片（DRAM/NAND/NOR Flash等）、MCU芯 片、CMOS图像传感器、V2X射频芯片、VCSEL芯片、触控芯片、显示芯片、LED芯片、 MOSFET/IGBT、超声波/毫米波芯片、PMIC电源管理芯片等等。根据中国汽车工业协会数据显示，传统燃油车所需汽车芯片数量为600-700颗，电动车所需的汽车芯片数量将提升至1600颗/辆，而更高级的智能汽车对芯片的需求量将有望提升至3000颗/辆。

汽车三化趋势下单车半导体含量显著提升。罗兰贝格定义当下汽车四大发展趋势为 “M.A.D.E”，即Mobility移动出行、Autonomous driving自动驾驶、Digitalization 数字化和Electrification电气化，其中电气化、数字化和自动驾驶分别对应电动化、 智能化和网联化。根据罗兰贝格测算，2019年典型的L1级豪华品牌燃油车中汽车电子电气相关的BOM（物料清单）价值（不含电池与电机）为3145美元，预计到2025年一辆豪华品牌L3级别自动驾驶纯电车BOM价值将提升至7030美元，增量达3885美元，其中网联化、智能化和电动化将分别带来925美元/725美元/2235美元的提升。
◆ 主控芯片：
智能化下汽车算力逐步提升，核心厂商 群雄逐鹿
随着汽车向智能化发展，特别是智能座舱和自动驾驶概念的兴起，对汽车的算力提出了更高的要求，传统的功能芯片已无法满足算力需求，主控芯片SoC应运而生。根据IHS数据，预计2025年全球汽车SoC市场规模将达到82亿美元，并且L3级别以上自动驾驶预计2025年之后开始大规模进入市场，配套高算力、高性能SoC芯片将会带来极高附加值，有望带动主控芯片市场快速扩容。
1、车企算力预置，ADAS芯片持续向高算力攀升
高级驾驶辅助系统（Advanced Driving Assistance System，ADAS）是利用安装在车上的各式各样传感器（毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航），在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。按照美国汽车工程师协会公布的自动驾驶分级，L2级及以下定义为高级辅助驾驶技术，L3级及以上定义为自动驾驶技术。当前市场仍为L1-L2的辅助驾驶主导，预计2023年后L3及以上级别开始逐步渗透。

自动驾驶级别提升需要更高的算力支持，只具备CPU处理器的芯片难以满足需要，自动驾驶芯片会往集成CPU+XPU的异构式SOC（XPU包括GPU/FPGA/ASIC等）方向发展。目前市场主流的三大架构方案包括：英伟达和特斯拉采用的处理器整合特殊应用芯片和绘图芯片（CPU+ASIC+GPU）设计架构；英特尔转投资的Mobileye和地平线采用的CPU+ASIC架构；Alphabet旗下子公司Waymo和百度Apollo则采用的CPU+FPGA架构。
算力先行是车企主流策略，自动驾驶芯片算力持续攀升。对于车企来说，预置算力最大值决定车辆智能化升级上限。当前面向量产乘用车的智能驾驶系统整体仍处于L3及以下级别，但由于汽车产品具备长达5~10年的生命周期，车载计算平台的算力上限决定车辆生命周期内可承载的软件服务升级上限，因此智能驾驶软件迭代周期与硬件更换周期存在错位。故为保证车辆在全生命周期内的持续软件升级能力，主机厂在智能驾驶上采 取“硬件预置，软件升级”的策略，通过预置大算力芯片为后续软件与算法升级优化提供足够发展空间，以蔚来、智己、威马、小鹏为代表的主机厂在新一代车型中均将智能驾驶算力提升至500~1000Tops级别。当下大算力芯片已成为汽车智能化发展的关键 “基础设施”，亦成为芯片厂商的角力场。

2、多方玩家角逐蓝海市场，百花齐放胜负未分
除特斯拉自研自动驾驶FSD芯片用于自供外，整体自动/辅助驾驶芯片市场呈现消费电子芯片巨头、新兴芯片科技公司、传统汽车芯片厂商三大阵营。传统汽车芯片厂商在传统汽车芯片领域近乎呈垄断地位，产品线齐全，与Tier1、主 机厂有深厚关系积累，满足车规级要求方面有深厚技术能力储备，但在AI计算芯片上优势不足，产品多用于中低端车型；消费电子芯片巨头阵营具备深厚的芯片技术储备，资金雄厚，可支撑起对先进支撑和高算力芯片的高昂研发投入，同时具备良好的软件生态， 车载计算芯片技术领先，在中高端车型与新势力车型市场中有广泛应用；新兴芯片科技 公司阵营在AI算法与计算上有独到的产品优势，相比传统厂商能力更为全栈，可提供 “芯片+算法参考+技术支持”的产品服务，但在车规级与大规模量产能力上仍待提升， 产品主要应用于自主品牌车型。
目前来看，英伟达及背靠英特尔的Mobileye处于自动/辅助驾驶芯片第一梯队，华为海思、地平线、高通处于第二梯队，上升攻势不容小觑。但考虑到目前市场量产车型配置的ADAS级别仍主要处于L1-L2的初级阶段，认为行业格局仍未落定，各家厂商暂处于百花齐放的阶段。
3、 “一芯多屏”趋势确定，智能座舱SoC大有可为
智能座舱领跑汽车智能化，打造“第三生活空间”。在燃油车时代，车机功能简单，只有机械式仪表盘及简单的音频播放设备，之后开始出现小尺寸中控液晶显示器+导航功能的电子座舱。从特斯拉开始，大尺寸中控液晶屏成为电动车的标配，并逐渐发展成如今包括驾驶信息显示系统、车载娱乐信息系统、抬头显示系统HUD、人车交互系统、流媒体后视镜、T-Box等多个子系统的智能座舱。当下智能座舱功能逐渐从分散到集中，控制也从独立到整合，未来将朝着硬件算法集中化、构架一体化、体验智能化的方向前进， 多功能集成的汽车将成为办公娱乐两不误的“第三空间”。根据IHS数据，预计到 2030年，全球汽车智能座舱的市场规模将达到681亿美元，届时国内的市场规模也将超 过1600亿元，成为全球最主要的智能座舱市场。

“一芯多屏”的设计有望成为智能座舱主流控制方案。随着电动车电子/电气架构的不断演进，由过去的分布式离散域控制架构，逐渐走到集中式一体化控制，即车内所有电子单元（除自动驾驶控制单元外）统一都由一块芯片来控制，当下“CPU+GPU+XPU” 的多核SoC芯片是目前智能座舱芯片厂商的主流技术路线。根据罗兰贝格数据，预计多 核SoC芯片在座舱内的渗透率将从2020年的20%（全球）和24%（中国）提升至2025年的 55%（全球）和59%（中国），同时预计至2030年多核SoC智能座舱方案在全球和国内新车中的渗透率将分别达到87%和90%。
高算力+先进制程+快速迭代是智能座舱主控芯片发展方向。智能座舱所代表的“车载信息娱乐系统＋流媒体后视镜＋抬头显示系统＋全液晶仪表＋车联网系统＋车内乘员监控系统”等融合体验都依赖于芯片计算能力的提升。
CPU方面，智能座舱芯片的CPU算力仅用七年从数KDMIPS提升到如今的100多KDMIPS。在当前高端智能座舱方案中，高通SA8155P采用8核Kyro435 CPU，算力大约为95KDMIPS。2021年底瑞芯微发布的新一代旗舰芯片RK3588M采用4核A76+4核A55 CPU，算力大约为85KDMIPS。将于2023年首发的高通SA8295P CPU算力预计高达200KDMIPS。GPU方面，高性能GPU可满足高端智能座舱系统对车载娱乐的需求，伴随着CPU算力的提升，GPU算力也得到了大幅跃升。高通SA8155P芯片集成Adreno640 GPU，算力约为 1000GFLOPS。瑞芯微RK3588M芯片集成G610MP4，GPU算力约为450GFLOPS。瑞萨H3E芯片 集成GX6650，算力约为280GFLOPS。

NPU方面，在智能座舱解决方案中，负责人工智能的NPU将直接影响着智能座舱AI能力的强弱。瑞芯微RK3588M芯片的AI算力约6TOPS，高通SA8155P芯片AI算力约4TOPS，三星已量产的Exynos Auto V910具备约1.9TOPS的AI算力。制程方面，8nm的瑞芯微RK3588M、三星Exynos Auto V910及7nm的高通SA8155P已经实现全面量产，未来2-3年7nm和8nm产品将成为市场主力，而5nm芯片将成为各大芯片厂商努力的方向。迭代周期方面，以前新品迭代周期基本在3-5年左右，现在基本缩短至1-2年，座舱芯片的迭代速度加快。
4、 消费类芯片厂商积极入局，本土厂商迎良好机遇

国产企业迎来三重发展机遇：
第一，国内汽车市场繁荣发展，而汽车产品正从单一产品走向服务化，成为继手机、PC 之后的重要消费产品。从用户上看，国内汽车用户整体年轻化，作为智能时代的先头兵， 更注重汽车座舱的数字化体验和服务，敢于尝新。同时这些用户接受多重观念影响， 更强调个性化体验。紧贴国内市场发展的国产企业，离用户更近。
第二，国产智能座舱芯片打入到汽车产业最关键的一环就是车厂，而目前中国车厂经历了数十年的发展，已到了从生产型到技术型企业转型的重要阶段。本土企业智能座舱芯片可以作为敲门砖，与车厂共同探索智能汽车路线。
第三，数据安全是智能时代的重要课题。对于智能汽车来说，数据安全一方面是保障驾乘人员生命安全的生命线，另一方面也综合了现实世界的多项数据指标以及个人信息， 是国家安全的重要保障不容忽视，故芯片国产可控化是重要趋势。
国内科技公司的竞争优势在于其出色的AI技术，能够为客户提供“算法+芯片”的从硬件到软件的全线结合式产品方案，目前主要应用于国产车型，包括的企业有：华为，瑞芯微， 全志科技等。其中瑞芯微于2021年12月底正式发布了车载座舱电子系列产品，涵盖车规级座舱SoC芯片RK3358M、RK3568M、RK3588M和配套的PMIC芯片RK809M和RK806M等， 可为客户提供高、中、低不同性能档次的座舱芯片解决方案，未来有望逐步进入市场。
◆ MCU:
汽车智能化趋势强化，单车用量显著提升
MCU（Microcontroller Unit）全称为微控制器或单片机，是将CPU的频率与规格做适当缩减，并与内存(Memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路整合在单一芯片上，形成芯片级计算机，从而实现终端控制的功能，具有性能高、功耗低、可编程、灵活度高等优点。
MCU的主要功能是信号处理和控制，因其高性能、低功耗、可编程、灵活性的特征在消费电子、汽车电子、工业控制、 通信等领域得到广泛应用。其中汽车为MCU下游最大应用领域，广泛应用于汽车车身至主控环节。
按产品细分来看，MCU包括4位、8位、16位、32位乃至64位，其中32位MCU凭借优异的性能及逐步降低的成本占据主导地位，是占比最大的MCU产品。按应用领域细分来看，汽车为MCU最大应用领域，根据IC Insights数据，2019年全球MCU下游应用(以销售额计算) 主要分布在汽车电子(33%)、工控/医疗(25%)、计算机(23%)和消费电子(11%)四大领域。

1、汽车为MCU最大应用领域，电动化智能化驱动更多增量
纵观整个汽车电子芯片领域，MCU的应用范围可谓广袤无垠，从车身动力总成，到车身控制、信息娱乐、辅助驾驶，从发动机控制单元，到雨刷、车窗、电动座椅、空调等控制单元，而每一个功能的实现背后都离不开复杂芯片组的支撑，MCU在每个应用场景中扮演着非常重要的角色。汽车电动化趋势下电池管理系统和整车控制器的增加和智能化趋势下汽车功能应用的丰富带动车载MCU市场需求快速增长。未来下游应用场景趋于复杂，要求MCU具备更高的集成度和更丰富的功能，32位MCU工作频率大多在100-350MHz之间，执行效能更佳，应用类型也更加多元，尤其未来在域控制器逐步应用的趋势下车载MCU重在升级替代，高价值32位MCU占比的提升将驱动市场规模稳步增长。

汽车电动化带来车载MCU增量：与燃油车相比，新能源汽车以电机替代了汽油发动机并增加了动力电池。动力电池作为整车的核心部件之一，其充放电情况、温度状态、单体电池间的均衡均需要进行控制，因此电动车需额外配备一个电池管理系统BMS，而每个BMS的主控制器中需要增加一颗MCU芯片，起到处理模拟前端芯片采集的信息并计算荷电状态的作用。未来随着新能源汽车渗透率持续提升，电池管理系统和整车控制器应用的增加将驱动MCU市场需求的增长。
汽车智能化带来车载MCU增量：作为汽车电子系统内部运算和处理的核心，MCU是实现汽车智能化的关键。MCU是汽车ECU（电子控制单元）的核心构成，根据OFweek电子工程官网数据统计，普通传统燃油汽车的ECU数量平均在70个左右，豪华传统燃油汽车ECU数量在150个左右，而智能汽车ECU数量将增加至300个左右。未来随着汽车电动化、智能化程度的不断提高，MCU在汽车电子中的应用场景也不断丰富，车规级MCU市场需求快速增长。

根据Omdia数据，2019年全球MCU市场规模为175亿美元，预计2024年将达到193亿美元， 其中中国MCU市场规模将达到58亿美元。同时，IC Insights预计2021年汽车MCU销售额将激增23%达到76亿美元，随后2022年汽车MCU销售额将增长14%，2023年将增长16%。
2、 域控制器的发展趋势下，车载MCU重在高端升级替代
L3及以上等级智能汽车分布式布局受限于传统汽车设计桎梏。随着汽车功能升级、智能化进程加速导致单程ECU数量激增，比如奥迪A8车型早在2013年单车ECU数量就达100 个以上，总电路线程达6km。分布式布局信息传输速度受限，大多通过CAN通讯、LIN通讯等，数据传输速度仅为约20兆Bps每秒。对于自动驾驶，信息需要实时进行传输与处理，L3及以上级别的自动驾驶单个激光摄像头所产生的信息量达每秒1G Bps以上，传统分布式布局难以满足需求，同时ECU数量的增加为汽车生产、研发、安全带来更多挑战。
零部件龙头企业博世将汽车电子电气架构划分为三个大阶段：分布式电子电气架构-跨域集中电子电气架构-车辆集中电子电气架构，其中分布式的电子电气架构主要用在L0- L2级别车型，此时车辆主要由硬件定义，采用分布式的控制单元，专用传感器、专用 ECU及算法，资源协同性不高，有一定程度的浪费；从L3级别开始，跨域集中电子电气架构将走向舞台，域控制器在这里发挥重要作用，通过域控制器的整合，分散的车辆硬件之间可以实现信息互联互通和资源共享，软件可升级，硬件和传感器可以更换和进行功能扩展。
域控制器冲云破雾，为汽车三化提供必要条件。对比传统分布式布局设计，域控制器具有以下四点明显提升：1)集合区域ECU功能，节省线束简化布局；2)域控架构升级引 领信息架构升级，信息传储速率提升；3)通过软硬件解耦实现OTA，代表软件重新定义汽车；4)更高算力，为实现高级别自动驾驶提供基础。当前域集中E/E架构将整车分为五大部分，分别是动力域、车身域、地盘域、信息娱乐域（座舱域）和自动驾驶域。域控制器将其负责的功能模块进行功能整合，进行统一控制。未来随着汽车三化进程加速， 更加符合未来汽车发展趋势的域集中控制E/E架构将蓬勃发展。

域集中趋势下MCU重在升级替代，高价值32位MCU占比提升驱动市场规模稳步增长。伴随汽车电子电气架构向域集中模式升级，当前一辆车上有70到100个ECU，每个ECU（包括其中的MCU）控制一个特定的驾驶功能这种分布式计算体系结构将被更集中的域控制器体系结构所取代。同时随着系统复杂度日益增加，传统8位MCU、16位MCU将通过迁移到32位MCU并从汽车中移除，而集成度更高、功能更强大的32位MCU将成为主流。集微咨询预计，单车MCU用量将在2025年达到峰值，接下来随着汽车智能化、控制集中化发展， 车规级MCU的用量将会开始逐步下降至目前水平，不过由于单价更高的32位MCU应用比例继续提升，汽车MCU整体市场规模仍将处于持续增长趋势。
3、海外厂商垄断车规MCU市场，本土公司突围替代空间巨大
车规级MCU具有较高的行业壁垒，全球市场由海外厂商垄断。车规级半导体产品在工作温度、寿命、良率、认证标准等指标要求严苛，同时认证过程复杂，一家从未涉足过汽车电子的供应商若想进入整车厂商的供应链体系至少要花费两年左右的时间。另外整车厂替代意愿不强，倾向于使用已通过验证的MCU产品，而非导入新厂商的产品。较高的行业壁垒使得车规级MCU市场具备较高的市场集中度，根据StrategyAnalysis数据， 2020年海外厂商瑞萨电子、恩智浦、英飞凌、赛普拉斯、德州仪器、微芯科技、意法半导体市占率达到98%。

国内车规级MCU起步较晚，“缺芯”背景下迎国产替代良机。2021年大多数整车和零部件的停产都是由于MCU短缺导致的，目前来看国际厂商MCU产品仍供应不足，整车厂开始通过更多渠道采购芯片、增加供应商备选，国产MCU厂商发展迎来窗口期。目前包括兆易创新、复旦微、芯海科技、中颖电子等厂商均在发力车规级MCU产品并已陆续通过 AEC-Q100认证，其中兆易创新车规级MCU预计将在2022年中实现量产。

附文4：深圳电子元器件及物料采购展览会 ES SHOW 2022
深圳电子元器件及物料采购展览会（ES SHOW）将于2022年10月12-14日在深圳国际会展中心（宝安）举办，届时与亚洲电子生产设备暨微电子工业展览会（NEPCON ASIA 2022）、智能工厂及自动化技术展览会（S-FACTORY EXPO）、中国汽车电子技术展（AUTOMOTIVE WORLD CHINA）、深圳国际全触与显示展（C-TOUCH & DISPLAY SHENZHEN）、深圳国际薄膜与胶带展（FILM & TAPE EXPO）、深圳商用显示技术展（COMMERCIAL DISPLAY）、柔性卷材加工技术展（ICE CHINA）同期举办，共同打造一场电子行业的超级展览盛宴！

展会将集中展示从元件到系统、从设计到制造的全产业链新产品：5G核心元器件、半导体（标准IC、ASIC）、分立器件（二极管、三极管等等）、功率器件和模块、开关及连接技术、无源元件（电容、电阻、电感、继电器、变压器、电路保护等等）、工业级电子元器件、光电器件、高性能集成电路、PCB、嵌入式系统、新型传感器技术、电子材料、电子工具、电子测量仪器、电子制造与组装设备、微机电系统、电源、微纳米系统、组件及子系统及工控自动测试系统等。

预计展会将汇聚400家以上的元器件及物料供应商参展，吸引超过20,000名专业买家莅临展会参观。共享预计100000名优质买家，联袂打造16万平方米电子产业的超级展览盛宴。
美国发布20项重大科技趋势，将在未来30年改变世界！
这份报告是美国陆军公布的一份长达35页的《2016-2045年新兴科技趋势报告》。它是美国在过去几年由政府机构、咨询机构、智囊团、科研机构等发表的32份科技趋势相关研究调查报告的基础上提炼形成的。

通过对近700项科技趋势的综合比对分析，最终明确了20项最值得关注的科技发展趋势。
该报告的发布一是为了帮助美国陆军及相关部门对未来30年可能影响国家力量的核心科技有一个总体上的把握，其二是为国家及社会资本指明科技投资方向，以确保美国及美军在未来世界中的战略优势。
看看这份报告给予的趋势预测，从目前来看，非常准！
01
机器人与自动化系统
在2045年的地球上，机器人和自动化系统将无处不在。自动驾驶汽车会使交通更加安全与高效，或许还会给共享经济带来新的动力。机器人则会负责日常生活中大量的任务，比如照顾老人与买菜，以及工业中的职责，比如收获农作物，维护公共设施等等。
随着机器人的机动性、灵敏度以及智能的提高，将成为强大的战士，在战场上辅助、甚至替代人类士兵作战。人工智能软件则会被使用到商业上，例如从数百TB的数据里面提取有意义的信息，使商业服务自动化，以及替代诸如客服、教师等传统意义上 “以人为本”的职业。

但是，机器人与自动化也会带来许多的危机。数百万工作被机器取代的下岗职工将会给社会造成极大的冲击，导致经济与社会的不稳。自动化网络系统则会成为各个敌对势力相互攻击的主要突破口。在冲突中使用机器人和自动化系统则有可能造成极大的伦理和文化挑战。
代表性技术：

02
增材制造
增材制造（3D打印）已经在工业界作为制造限量设计原型的技术而被使用超过30年了。但是，在近十年里，3D打印技术获得了惊人的发展。如今，随着3D打印机价格的下降以及大量开源工具和付费模型的出现，世界上已经出现了一个庞大的“创客”群体，无时不刻的在突破这项技术的极限。

在2040年，3D打印技术将改变世界。新一代的3D打印机将可以融合多种材料，电子元件，电池以及其他原件。人们将会利用3D打印技术制造工具，电子产品，备用零件，医疗设备等各种产品，并按照自己个人需求来实现真正的“私人订制”。
军队的后勤将变得更简单，因为装备和补给可以在当地直接打印。物体将会变成信息，而网络盗版将会代替现实偷窃。而恐怖分子以及犯罪集团将会使用难以追查的原材料来打印武器，探测器，以及其他装备，给社会安定造成极大的隐患。

03
数据分析
在2015年，人类总共创造了4.4ZB（44亿TB）的数据，而这个数字大约每两年就会翻倍。在这些数据中隐藏了各种关于消费习惯，公共健康，全球气候变化以及其他经济，社会还有政治等等方面的深刻信息。可惜的是，虽然“大数据”成为了一个热点，但每年只有不到10%的数据会被分析。

在接下来的30年里，处理巨量的动态数据的能力将会逐渐提高。自动人工智能软件将会可以从散乱的数据中识别并提取有关联的信息。这种数据分析的能力将会从商业应用扩散到普通人手里。
人们将会获得在生活中使用大数据的能力，并且通过这种能力来迫使政府以及各种机构对政策负责。而这很有可能引起关于数据限制的冲突。超级个性化营销，政府对人民数据的监视，以及各大数据被盗案件的曝光则会引起数据所有权的讨论。各个敌对势力则可以利用被盗取的，从暗网中购买的，甚至是开源的数据来相互攻击。

04
人类增强
在接下来的30年里，科技将带领人类突破人类潜力的极限甚至生物的极限。由物联网连接的可穿戴设备将会把与实时有关的信息直接打入感官中。外骨骼和与大脑连接的假肢将会使变得更加强大，为老弱病残恢复移动力。
装有探测器和嵌入式计算机的隐形眼镜或者被永久植入在体内的装备将给带来可以穿墙的听力，天然夜视，以及可以嵌入虚拟和增强现实系统的能力。益智药将会扩大思维能力，改变工作和学习的方式。

当然，人类增强科技也会带来新的挑战。那些负担不起“升级肉体”价格的人群很有可能发现在增强经济里毫无竞争力。而增强科技的联网则会让身体甚至大脑成为黑客的目标。对士兵的增强很有可能引发一场新的增强科技军备竞赛。

05
智能手机与云端计算
智能手机与云端计算正在改变人类与数据相处的方式。比如目前的美国，大约有30%的网页浏览和40%的社交媒体是通过手机的。而这的原因之一就是具有各种可以测量天气、位置、光度、声音、以及生物特征的探测器的智能手机。
随着手机的威力越来越大，功能也越来越全面，移动网络的铺展也将加速。在2030年，全球75%的人口将会拥有移动网络连接，60%的人口将会拥有高速有线网络连接。

移动终端的发展以及移动网络的扩散，也会进一步推进云端计算的进展。云端计算可以在在零投入的情况下给用户带来大量的计算能力。在未来的30年里，基于云的移动计算端将会改变从医疗到教育的各行各业。
比如人们可以通过手机来进行体检并与云端的诊断软件直接沟通，人们也可以在手机上使用教育软件来学习新的技能，农民们甚至可以通过手机连接到实时气象数据，通过云端软件计算最优化的收割时间。
但是，这一切都需要极高的网络安全性、可靠性、以及流量。商业用户以及个人用户也都需要习惯把数据上传到云端中。

06
医学
在未来的30年里，各种科学技术上的突破将改变医学。通过基因组学，将会得到真正的私人药物。在未来，癌症，心肺疾病，阿兹海默症，以及其他目前看似无救的疾病将会由针对患者个人基因的药物来治疗。
人类将可以通过DNA培养出来移植所需的器官，从而灭绝等待配型以及排斥反应等很可能致命的情况。生物假肢将会被直接连接到神经系统上，从而提供与真实触感极其相似的感官。
机器急救人员以及例如控制性降温的肢体存活技术将会大幅度延长救援的“黄金时间”。科学家们将找到衰老的原因，增加人类的寿命，涌现出一大群非常健康并有活力的“老人”。

另一方面，发达的医疗设施的价格将会给各国的医疗系统带来更大的压力。穷人与富人之间的救命资源也会出现极大地不均。随着人类寿命的增加，年轻人与老人之间对于工作以及资源的竞争则会加剧。抗药性极高的超级细菌也会给世界各地的人们带来极大的危险。

07
网络安全
网络安全不是一个崭新的话题。事实上，早在1991年就有人提出了“网络上的珍珠港”这一警告。但是在未来的30年里，随着物流网的发展以及日常生活中越来越多的连接，网络安全将会成为网络行业首要的话题。
目前，虽然世界上的网络攻击越来越多，但是大多数的目标都只是个人或者企业。而且这些攻击所造成的损失虽然很大，但是这些损失并不会扩散。而未来的世界将不会是如此的简单。

随着汽车、家电、电厂、路灯，以及数百万个其他的事物相互连接，网络攻击的后果也会越来越严重。国家、企业、以及个人的数据将会面临越来越隐蔽的攻击。有些甚至在数年后才会被发现。目前，人们可以想象出来最坏的情况就是“网络世界末日”– 在越发越疯狂越频繁的攻击下，整个世纪的互联网以及其中所包含的经济社会功能的崩溃。

08
能源
在未来的30年里，全球能源需求预计会增长35%，则正在面临着一场能源革命。新的采油技术，比如水力压裂以及定向钻为人类添加了大量可开发的油田和气田。这直接颠覆了世界石油市场，使美国从世界上最大的石油进口国变成了最大的石油生产国。
与此同时，可再生能源，比如太阳能和风能的价格也开始接近与石油。就拿太阳能来说，在过去的10年里，太阳能发电的价格从每瓦8美元降低至这个数字的十分之一。在此之外，还有核能这个抱有争议但从未停止开发的能源。新一代的核反应堆设计宣称远比之前的更安全，也会产生更少的核废料。

不过，虽然使用清洁能源可以帮助减缓全球气候变化，但是围绕着用于生产电池，光伏，以及其他元件的稀有资源的新的纠纷与摩擦也会出现。石油经济的消退也会在中东和北非引起经济和社会的严重不稳，进一步加深当地的武装冲突。

09
智能城市
在2045年，全世界65%-70%的人口将会居住在城市里。随着城市人口的增加，全球人口超过1千万的超级都市将会从2016年的28座增加至2030年的41座。大量的人口向城市流动将会给这些城市的基础建设，比如城际交通，食物和水源，电力能源，污水处理，以及公共安全系统等带来极大的压力。

未来的智能城市将利用信息和通讯技术（ICT），通过大数据以及自动化来提高城市的效率和可持续性。
比如使用分散探测系统将实时监视城市用水用电数据，通过智能电网自动调整配电设置；通过联网的交通信号系统以及自动驾驶系统来减缓车辆堵塞的程度；利用由新材料和新设计技巧所建的智能建筑来提高空调和照明系统的效率，减少能源浪费；使用屋顶太阳能板、小型风力发电机、地热发电，以及其他可再生资源提供干净的电力。
但是，在另一方面，没钱或者缺乏政治信念去投资这些科技的城市将会变得极其拥挤和肮脏，成为暴动和冲突的爆发点。
10
物联网
在2045年，最保守的预测也认为将会有超过1千亿的设备连接在互联网上。这些设备包括了移动设备、可穿戴设备、家用电器、医疗设备、工业探测器、监控摄像头、汽车，以及服装等。所创造并分享的数据将会给工作和生活带来一场新的信息革命。
人们将可以利用来自物联网的信息来加深对世界以及自己生活的了解，并且做出更加合适的决定。

在此同时，联网设备也将把目前许多工作，比如监视，管理，以及维修等需要人力的工作自动化。物联网、数据分析、以及人工智能这三大技术之间的合作将会在世界上创造出一个巨大的智能机器网络，在不需人力介入的情况下实现巨量的商业交易。
但是，虽然物联网会提高经济效率、公共安全，以及个人生活，加重对于网络安全和个人隐私的担忧。恐怖分子，犯罪集团以及敌对势力将会利用物联网作为新的攻击手段。物联网中所包含的大量数据也会诱惑政府去实施针对人民的监控，从而进一步的引发隐私和安全之间的对抗。

11
食物与淡水科技
在未来的30年里，淡水和食物的缺乏将会在世界上制造更多的冲突。大约全球25%的农地已经由于过度耕作，干旱，污染等原因造成了严重退化。
在未来的几十年里，最乐观的预测也指出主食谷物的价格将会提高30%。但那是最乐观的情况。如果全球气候变化、需求，以及资源管理的失败按照目前的趋势继续下去，价格提高100%也是可能的。
在2045年，全球超过40%的人口将会面临缺乏水源的问题。这一切问题的解决方式只有科技。

海水淡化、微型灌溉、污水回收、雨水收集等科技将会减缓人类对淡水水源的需求。基因改造农作物以及自动化将会允许农民使用更少的土地来出产更多的食物。食物和淡水将会成为新的科技热点，也会成为新的冲突爆发点。

12
量子计算
量子计算是通过叠加原理和量子纠缠等次原子粒子的特性来实现对数据的编码和操纵。
虽然在过去的几十年里，量子计算只存在于理论上，近些年的研究已经开始出现有意义的结果。在未来的5-15年里，很有可能制造出一款有实用意义的量子计算机。
量子计算机的出现将会给其他的研究方向，比如气候模拟、药物研究、以及材料科学带来巨大的进步。

不过，最令人期待的还是量子密码学。一台量子计算机将可以破解世上所有的加密方式，而量子加密也将真正无懈可击。如今，量子计算机的许多技术堡垒已经开始被逐一攻克，虽然也许在21世纪40年代才会看到真正实用的量子计算机，但来自政府和业界的大量投资意味着量子计算已经迈过了转折点。

13
社交网络
如今，大约有65%的美国人使用社交网络，而在2005年，这个数量只有7%。社交网络已经开始展现出改变人类行为的能力。但是在未来的30年里，社交科技将会给人们带来可以创造出各自微型文化圈的力量。

人们将会使用科技形成社会契约和基于网络社区的社交结构，从而颠覆许多传统的权力结构。比如政治舆论，由于目击者们可以直接在网络上揭露腐败和压迫而不用通过媒体的过滤，政府将会发现舆论越来越难被直接控制。或者企业责任，虽然企业可以通过社交网络直接接触到消费者，这些消费者也可以利用社交网络来突破营销的噪音，使企业对产品和行为负责。
众筹和直播将会使内容创作进一步的民主化，从而模糊媒体人与观众之间的区别。而比特币以及其他加密货币也许会把货币和交易的控制从政府手中剥离，从此基于社会共识而不是政府的规定。

14
先进数码设备
由于计算机和各种数码设备在过去的60年里给人们生活带来的天翻地覆的改变，似乎已经忘了这些技术还比较新。个人电脑在1975年才出现在商店里，当时的个人电脑有如今日的宜家，作为一套零件卖给顾客的。用户需要自己把它组装起来，所有的程序也都需要自己编写。仅仅40年后，人们手中智能手机的计算能力就已经远超1969年把宇航员送上月球时的NASA了。在未来的30年里，这个趋势也将会继续下去。

人们将会拥有更多的计算能力以及更广的数码资源。移动网络和云计算将会给人们带来几乎无限的内存和计算能力。虚拟技术和基于软件的系统将会允许政府和企业在不需要昂贵的硬件升级的情况下迅速的调整升级IT系统。
从衣服到建材，数码产品将会更广泛的融入到日常生活中。在此同时，新科技将会改变与科技之间交流的方式。语音界面已经被广泛应用在智能手机中，而姿势界面则允许无声的与计算机通讯。最终，人脑-电脑界面将会允许用思想控制数码设备，使成为身体的一部分。

15
混合现实
虚拟现实和增强现实（VR和AR）技术已经在消费电子市场激发了极大的热情，各科技公司也迅速的开始进入这个市场。在2014年收购Oculus VR之后，Facebook将在今年推出首款VR眼镜。三星，索尼，宏达也计划在今年推出VR产品。资本的涌进代表了VR将会成为新一代的主流娱乐技术。当然，VR也有在娱乐之外的应用。美国第二大家居装饰用品公司Lowe’s（劳氏公司）正在开发名为Holoroom的一款3D增强现实科技。Lowe’s的客户将可以设计一个空间，然后使用Holoroom进入一个3D模型，体验设计的空间感觉如何。

虽然在历史上，市场对VR和AR曾有些过于膨胀的预期，如今的超高清显示，低价的姿势与位置探测器以及高清视频内容给混合现实科技打下了雄厚的基础。在未来的30年里，这些技术将成为主流科技。AR眼镜将把实时相关的信息给用户投放在现实中，而VR眼镜则可以通过融合视觉，听觉，嗅觉和触觉来实现深度沉浸的体验。

16
对抗全球气候变化
根据目前的数据，在2050年，地球表面的温度将增加1.4至3摄氏度。就算采取了一些极端方式来减少温室气体的排放，气候的惯性也会引起温度的提高。而地表温度的提高则会带来一系列的恶果，比如海平面的提高给海岸城市所带来的危险，农作物产量的下降所引发的饥荒，干旱导致数百万人缺乏饮用水，以及洪水所造成的数十亿损失。
在未来的30年里，这些危机将会引导各方投资研究可以减缓气候变化所带来的影响的科技。在近期，这些科技将包括在地图上标出有洪水危险的系统，以及可以抵抗干旱的基因改造农作物。在更长远的时间里，也许会出现野心更大的科技，比如可以从大气中提取二氧化碳和甲烷等温室气体，并在把安全的储存在地下的科技。

但是，如果气候变化的趋势是增加3度这种最坏的情况，给地球气候所造成的巨大影响将难以减缓。在这种情况下，极端的地理工程手段很有可能是避免极度恶劣气候的唯一方式。科学家们就曾提出在大气层中散布硫或者氧化铝来减少抵达地球表面的阳光。不过，这些手段还处于理论阶段，风险非常大。
17
先进材料
在过去的10年里，材料科学的突破给带来了许多种先进的材料。从可以自我恢复和自我清理的智能材料，到可以恢复原本形状的记忆金属，到可以利用压力发电的压电陶瓷材料，到拥有惊人的结构和电力性能的纳米材料，这些都是材料科学家的成功。尤其是纳米材料，有着广泛的应用价值。
在纳米尺度（少于100纳米），普通的材料比如碳，将会呈现出独特的性能。石墨烯，一种由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体，强度是钢的100倍，能够高效的传导热和电，并且几乎透明。

纳米材料有着无数种应用，比如作为引擎或其他机械表面的低摩擦力镀膜，作为高强度合成材料来建造汽车和飞机，轻便的防弹背心，以及高效的光伏材料。
在工业应用之外，制药企业也正在研究作为靶向分子的医疗纳米粒子用于治疗癌症。在未来的30年里，纳米材料以及新型材料，比如泡沫金属以及陶瓷复合材料将会被用在从衣服，到建材，到车辆，到公路以及桥梁中，无处不在。
18
新型武器
在未来的30年里，数种新型武器技术将出现在战场上。除了目前正在开发中的非致命武器以及能量武器之外，数个国家也正在开发可以阻绝军事行动能力的反介入和区域阻绝武器（A2AD）。A2AD技术包括反舰弹道导弹、精密制导反车辆反人员武器、反火箭炮、火炮和迫击炮系统（CRAM）、反卫星武器，以及电磁脉冲武器（EMP）。

有些技术，比如精密制导武器，属于基于现有科技的突破。中国就正在开发可以摧毁航空母舰的先进反舰弹道导弹。而有些技术则属于崭新的主意，比如2015年由美国防部高等研究计划部(DARPA)所开发的EXACTO自导子弹。随着中国，俄罗斯，美国以及其他国家斥巨资推进军队现代化，新一代的高科技军备竞争正在揭晓。
19
太空科技
太空行业正在进入一个从上个世纪60年代后就从未出现过的发展阶段。新的科技，比如机器人，先进的推进系统，轻便的材料，增加制造，以及元件小型化正在减少把人和物送入太空的价格，这则会开启太空探险的新机会。
SpaceX，Arianespace，Blue Origin等太空行业的新人已经带来了例如可回收火箭等颠覆式创新。

在未来的30年里，科技的研发将会带领人类将重返月球。在此之外，更加伟大的探险，比如人类登录火星也是，以及新型基于太空的行业，比如在开采小行星中的矿物也都有可能出现。
虽然探索甚至殖民太空是现代人来长久的梦想，但是对太空设施的需求很有可能加大地球上的冲突。随着更多的国家开始依赖天基设备，对太空的控制将有可能成为一个全新的爆发点。天基武器不再是不可能，反卫星也将成为未来战争的一部分。
20
合成生物科技
早在孟德尔发现遗传的基础规律，以及埃弗里-麦克劳德-麦卡蒂实验证明DNA是遗传物质之前，人类已经进行了几千年的通过选择性育种以及杂交来操纵植物和动物的遗传基因了。
随着对遗传学认知的加深，已经可以通过搭建新的DNA来实现无中生有，创造出新的生物。基因改造农作物则是此项科技的先锋。但是在此同时，正站在一场生物革命的突破口。当跨入生物科技的新时代时，生命将会成为信息，如同电脑程序的代码一样，可以被改写的信息。

科学家正在开发一种可以分泌生物柴油的海藻，这种海藻的DNA中则被编写了数千GB的数据。在未来的30年里，合成生物科技将制造出可以探测到毒素，从工业废料中制造生物柴油，以及通过共栖来给人类寄主提供药物的生物。但是，合成生物也会带来生物武器和难以控制的入侵物种等巨大的危险。

参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/3QUQ5bTc96P97pychTlsTA
https://mp.weixin.qq.com/s/-PAmFVoBJVmE6YA2yQ5QRA