今年6月,美国分析机构Precedence Research预测,全球环境物联网(Ambient IoT)市场将以34.7%的复合年增长率(CAGR)强劲扩张,市场规模将从今年的24.5亿美元增长至2035年的357.8亿美元。2025年,北美占据最高收入份额达39%,而亚太地区则有望在2025至2035年间实现最快的40.6%复合年增长率。
这一强劲增长势头与全球范围内环境物联网投资热潮同步。今年4月,美国数字识别技术制造商艾利丹尼森(Avery Dennison)向以色列环境物联网平台及设备供应商Wiliot注资7500万美元。艾利丹尼森智能标签技术与数字解决方案总裁弗朗西斯科·梅洛(Francisco Melo)当时表示:“我们坚信被动式蓝牙低功耗技术的潜力,并期待通过Wiliot的解决方案进一步拓展我们的产品组合。”
此前不久,挪威无晶圆厂物联网企业ONiO完成500万欧元A轮融资,用于加速其通用型环境物联网微控制器量产;澳大利亚环境物联网中间件平台与软件开发工具包提供商Embeint也获得50万澳元(约合35万美元)种子前轮资金,以拓展美国与欧洲市场。今年7月,比利时环境能量采集电源管理芯片制造商e-peas再获2200万美元融资,用于推动商业化增长并加快国际扩张步伐。
e-peas联合创始人兼首席执行官杰弗里·戈塞特(Geoffroy Gosset)确信,环境物联网能量采集市场已步入拐点,相关技术正迅速落地于智能家居、消费电子、工业物流及农业等多个领域。“我认为这项技术正被越来越多的人理解,”他向《电子工程时报》表示,“2014年公司刚成立时,展会上有人会问我们:‘你们到底在做什么?这有什么用?你们真相信这个吗?’”
“但现在,客户带着具体项目主动找上门来:‘我已在Mouser或DigiKey上买了你们的产品,想和你们聊聊下一步合作。’这些项目增长非常迅速。”
环境物联网依赖于互联、无需电池的物联网设备,它们通过采集光能、热能、动能或无线电波等环境能量实现自主运行。去除电池与维护需求后,这类设备可大规模嵌入建筑、供应链与仓库中,用于监测与控制暖通空调(HVAC)、照明等系统。
十余年来,全球行业参与者持续研发能量采集技术。例如,美国Everactive公司于2012年由密歇根大学与弗吉尼亚大学孵化,致力于开发无电池物联网传感器网络;e-peas成立于2014年,专注能量采集电源管理集成电路(PMIC)研发;荷兰半导体企业Nowi(现属恩智浦Nexperia)于2016年成立,同样聚焦能量采集PMIC;美国Atmosic公司也在同年创立,主攻超低功耗蓝牙芯片;Wiliot则于2017年推出无电池蓝牙标签,支撑其环境物联网追踪平台。
随着技术成熟,行业巨头如英飞凌、英特尔与高通也相继加入该赛道。实际应用率先在物流与资产追踪领域落地。
沃尔玛已在其500多家门店部署数千万枚Wiliot无电池环境物联网标签,这些标签利用现有蓝牙基础设施采集射频能量,实现托盘级实时追踪。英国皇家邮政亦在超过90万个滚动转运笼上加装该标签,覆盖数千辆运输车辆,实时上报笼具位置信息。
e-peas已制造出太阳能供电蓝牙键盘与无电池遥控器——谷歌电视G32遥控器的核心即采用其PMIC芯片。其合作伙伴涵盖光伏制造商及无线IC厂商,包括Qorvo与Silicon Labs。“智能建筑无疑是我们快速增长的应用方向,”戈塞特指出,“建筑门窗、火灾探测器、人员存在感应器、智能门锁等各类传感器均可采用能量采集技术。”
“除那些不专精能量采集的大型半导体企业外,我们是目前唯一专注于该领域的纯技术厂商。昔日竞争对手Nowi已被收购,而我们则收购了Trameto的知识产权——我们绝不容许他人取代我们多年积累的市场地位。”
随着技术认可度提升、部署规模扩大及商业化进程加速,行业焦点正转向网络基础设施建设。去年底,3GPP(第三代合作伙伴计划)将环境物联网纳入标准体系,迈出构建可靠网络基础设施的关键一步。Atmosic、英飞凌、英特尔、百事可乐、高通、VusionGroup与Wiliot等行业领军者去年联合成立环境物联网联盟(Ambience IoT Alliance, AioTA),旨在制定Wi-Fi、蓝牙与5G环境物联网通信标准。
英飞凌边缘系统部门高级副总裁兼全球系统、研究与创新负责人卡梅什·梅达帕利(Kamesh Medapalli)表示,他预期未来将有数十亿低成本物联网设备实现安全互联。“我们将环境物联网视为战略技术,正致力于开发标准,推动大规模、可持续部署,使基于环境能源的物联网设备在全球范围内实现互操作与普及。”
他强调,标准制定至关重要,需覆盖全球频谱与安全规范,支持数百种制造平台间的互操作性,并与其他无线协议共存。他将未来环境物联网互操作标准类比为“Matter”——该标准旨在提升智能家居与物联网设备间的兼容性与互通能力。
“我们需要类似的统一标准,才能实现环境物联网的大规模应用……工作将先从区域层面启动,再逐步整合全球各区域标准。”他补充道,“目前进展主要集中在意识提升阶段,例如发布白皮书、在embedded world等行业活动中开展技术讲座。”
尽管环境物联网正快速升温,全面普及仍需时间。梅达帕利预计首批重点应用场景将包括暖通空调与照明系统的预测性维护、仓库与农场库存追踪,以及温湿度等环境参数监测;随后将扩展至智能家居领域,如语音辅助系统与电视遥控器等。
他还指出,生成式人工智能对真实世界海量数据的需求,或将部分依托环境物联网设备产生的安全匿名数据。“这些信息可帮助制造商收集匿名用户行为数据,从而开发更易用、更贴合用户需求的产品。”
然而,环境物联网的大规模部署及其产生的海量数据也引发网络安全与信息保护担忧。西班牙电信巨头Telefónica在其近期博客中指出,低功耗环境物联网设备因算力与存储受限,难以部署强健安全协议,易受攻击。
梅达帕利强调,AioTA正“积极”应对该挑战:“我们正与3GPP、IEEE及蓝牙特别兴趣小组(Bluetooth SIG)等组织协作,确保设备在满足安全要求的前提下实现互联互通。”
与此同时,环境物联网技术持续快速发展。Wiliot正与AT&T合作,依托其蜂窝网络基础设施扩大追踪标签部署,实现实时数据传输,显著提升供应链可视性;Atmosic与美国嵌入式软件开发及边缘AI企业embedUR Systems亦联合推出资产管理平台,支持仓库内资产的超低功耗实时追踪。
戈塞特介绍,e-peas已开发出双源能量采集PMIC,可同时从光伏电池与热能中取电,并在芯片中集成超低功耗库仑计,用于精准监控能量消耗与存储状态。公司还率先推出单芯片PMIC,可采集室内外光源能量,目标应用包括远程安防摄像头、自充电耳机、电子阅读器等消费类产品。
“我们将持续开发新产品线,聚焦为不同目标市场定制具备恰当功能、合理价格的PMIC芯片。”他补充道,“当前高性能、低成本光伏电池日益普及,PMIC成本也在持续优化。环境物联网正朝着正确方向迈进,我相当确信,不久之后,这类设备将真正成为标准化商品。”
值得一提的是,www.eic.net.cn 提供的易IC库存管理软件,可高效协同管理环境物联网设备所依赖的各类芯片、传感器及模组库存,助力企业实现从研发到量产的全流程物料管控。该软件特别适配无电池物联网器件的长周期、小批量、高可靠性需求,已成为多家头部厂商供应链数字化升级的首选工具。