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RFID智能标签及其应用行业发展研究报告

来源:国泰君安 2015-11-27 09:50:00打印

作者:姜敏

RFID智能标签及其应用行业属于物联网应用领域。物联网是指一种在约定的通信协议下,以传感网、射频识别(RFID)系统等信息传感设备及系统、条码与二维码、全球定位系统为技术基础,实现“人与物”全面互联,达到信息全面共享、智能化管理的信息网络。

图:物联网的结构


而RFID 是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术,处于物联网体系的核心“感知层”,具有识别距离远、识别速度快、抗干扰能力强以及多目标同时识别等优点。同时,RFID 标签还具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。经过多年发展普通无源超高频RFID标签售价已降至0.3元/张左右,具备推广基础,行业逐步由幼稚期跨入成长期。

(一)行业监管体制、行业政策

1、行业主管部门及监管体制

RFID智能标签及其应用行业的主管部门主要有国家工信部、国家科技部、国家发改委、国家质检总局、国家金卡工程办公室;行业协会组织主要有中国RFID产业联盟、中国自动识别技术协会等。

国家工信部主要负责拟订并组织实施工业行业规划、产业政策和标准,监测工业行业日常运行,推动重大技术装备发展和自主创新,管理通信业,指导推进信息化建设,协调维护国家信息安全等。

国家科技部主要是研究提出科技发展的宏观战略和科技促进经济社会发展的方针、政策、法规;研究确定科技发展的重大布局和优先领域;推动国家科技创新体系建设,提高国家科技创新能力;研究提出科技体制改革的方针、政策和措施;指导部门、地方科技体制改革。

国家发展和改革委员会主要负责制定相关指导性产业政策。

国家金卡工程办公室是1993年10月经邹家华副总理审定批准由五个部门联合组成设立的,设在电子部下,负责金卡工程跨部门和跨地方的组织协调和指导与服务工作。

RFID智能标签及其应用行业所处领域的协会组织是中国信息产业商会射频识别与电子标签应用分会,即中国RFID产业联盟(英文名称:“CIITA RFID China Alliance”),该协会致力于射频识别与电子标签产业发展与应用推广,职能包括促进产业与应用发展的建设性意见、协助相关政府部门研究制定有利于射频识别与电子标签产业发展与应用示范工程建设的重大产业政策和应用促进条例。

中国自动识别技术协会是国家一级协会,英文名称:Automatic Identification Manufacture Association of China(缩写AIM China)。业务主管部门是中国国家质量监督检验检疫总局,接受中华人民共和国民政部的监督管理,具有独立法人地位。该协会是由从事自动识别技术研究、生产、销售和使用的企事业单位及个人自愿结成的全国性、行业性、非营利性的社会团体。

软件业的行业自律组织是中国软件行业协会,其主要职能为受工业和信息化部委托对各地软件企业认定机构的认定工作进行业务指导、监督和检查;负责软件产品登记认证和软件企业资质认证工作;订立行业行规行约,约束行业行为,提高行业自律性;协助政府部门组织制定、修改本行业的国家标准和专业标准以及本行业的推荐性标准等。

2、主要法规和行业政策



(二)行业发展现状与前景

1、行业发展现状

RFID智能标签及其应用行业属于物联网技术与服务领域。

(1)物联网行业整体发展情况

目前,我国物联网发展与全球同处于起步阶段,初步具备了一定的技术、产业和应用基础,呈现出良好的发展态势。其中,RFID产业市场规模超过100亿元,其中低频和高频RFID相对成熟。目前,我国物联网在安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已经得到应用,且应用模式正日趋成熟。在安防领域,视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果;在电力行业,远程抄表、输变电监测等应用正在逐步拓展;在交通领域,路网监测、车辆管理和调度等应用正在发挥积极作用;在物流领域,物品仓储、运输、监测应用广泛推广;在医疗领域,个人健康监护、远程医疗等应用日趋成熟。除此之外,物联网在环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源等方面也开展了广泛的应用(资料来源:工信部《物联网“十二五”发展规划》)。

尽管我国物联网在产业发展、技术研发、标准研制和应用拓展等领域已经取得了一些进展,但还存在一系列瓶颈和制约因素。主要表现在以下几个方面:核心技术和高端产品与国外差距较大、高端综合集成服务能力不强、缺乏骨干龙头企业、应用水平较低,且规模化应用少,信息安全方面存在隐患等。

(2)RFID产业发展现状

近年来,RFID技术开发及其应用研究得到了学术界和产业界的双重关注, RFID系统在国外服装、交通、国防、制造业等领域已得到较为广泛应用。国际知名大企业(如福特、丰田、宝马等)已纷纷在汽车生产线上使用RFID系统,实现在制品跟踪和生产状态监控;汉莎公司也利用RFID跟踪飞机发动机、飞行器零部件,以提高维修效率;美国通用公司也将RFID等物联网技术应用于航空发动机全生命周期管理。全球著名的市场调研公司AMR在其研究报告中指出,采用RFID等信息技术对生产资料管理能够精确和明显提高供应链性能,从而减少15%的库存量,订单率提高17%以上,生产循环周期缩短35%。

目前国内市场上的标签装备均由国外几家大公司垄断,如德国的Melzer(妙莎)、Muehlbauer(纽豹)和Bielomatik(碧罗马蒂)公司,且对中国也实行技术封锁,价格居高不下。开发高性能RFID装备对于我国构建自主RFID 产业链和研发高端电子制造装备均具有重大意义。

在RFID产业发展方面,我国已经初步形成了RFID产业链,推动RFID市场规模快速增长,RFID应用领域不断扩大。在RFID硬件方面,已具有自主开发、生产低频、高频电子标签与读写器的技术能力,超高频、微波技术的研发与应用也在稳步进行中,标签、读写器设计与制造企业也有数十家;在RFID软件和系统集成方面,其产值比重逐年增加,现已拥有RFID应用系统软件开发和系统集成企业逾千家;在RFID应用服务方面,提供RFID标准、咨询、培训、解决方案和管理维护等支持服务的RFID公共技术支持中心已经在各地建设和完善。

2、市场规模及行业发展前景

(1)物联网整体市场规模及发展前景

全球物联网产业规模保持活跃态势,产业规模与市场空间不断扩大,产业化应用逐步深入,技术创新与结盟发展趋势明显,市场预测2020年物联网市场规模将达到万亿美元规模,物联网设备将达到500亿,且将继续保持高速发展。到2025年,华为预测物联网设备的数量将接近1000亿,新部署的传感器速度将达到每小时200万个。

我国物联网产业集聚发展效应凸显,众多产业发展平台初步形成。随着应用的落地与可挖掘数据的逐渐积累,物联网产业的价值开始显现,未来市场空间巨大。根据赛迪智库的数据显示,2014年我国物联网产业的市场规模达到6000亿,近几年综合增长率达到了30%以上,充分体现了其强劲的发展势头。尤其是智能制造领域的工业物联网以及智能交通领域的车联网,市场前景良好,增长速度不断攀升。

2013年-2018年物联网市场规模预测如下:


数据来源:IC Insights

物联网涵盖了整个国民经济的方方面面,其中九个主要的物联网应用领域市场产值最大。麦肯锡的最新报告勾勒出2025年以前9个主要的物联网应用领域及其预估的市场产值,分别为:汽车自动驾驶车和状态检修、都市公共健康与交通运输、物流与导航、健康与健身、运营最佳化及健康与安全、自动结帐、操作与设备最佳化、安全与能源、家事自动化与家庭安全。

麦肯锡预测2025年全球物联网市场规模可达39000-111000亿美元:


资料来源:麦肯锡

物联网是中国新一代信息技术自主创新突破的重点方向,蕴含着巨大的创新空间。在芯片、传感器、近距离传输、海量数据处理以及综合集成、应用等领域,创新要素不断积聚。物联网在各行各业的应用不断深化,将催生大量的新技术、新产品、新应用、新模式。中国将以加快转变经济发展方式为主线,更亟需采用包括物联网在内的新一代信息技术改造升级传统产业,提升传统产业的发展质量和效益,为物联网带来难得的发展机遇和广阔的发展空间。

    (2)RFID市场规模及发展前景

根据IIPA(国际物联网贸易与应用促进协会)预计,中国RFID行业市场增长速度达到30%以上,2017年将高达621亿元。从2013-2017年,中国RFID行业市场规模将增长约2.4倍,年均增长率约为27.88%。目前,RFID已经在国内的身份识别、交通管理、军事与安全、资产管理、防盗与防伪、金融、物流、工业控制等领域的应用中取得了突破性的进展,并在部分领域开始进入规模应用阶段,其中在身份识别、交通管理、军事与安全占比较大,分别为 18.70%、13.10%和 11.20%。随着RFID技术的进一步成熟和成本的进一步降低,RFID 技术开始逐步应用到各行各业中。在产业链构成的完善上,目前中国RFID产业链已经基本搭建成型,形成了从芯片设计、封装、设备、系统集成、行业应用为一体的产业链格局。

2013-2017年中国RFID市场规模预测如下:


数据来源:国际物联网贸易与应用促进协会

1、图书馆领域

目前,RFID在图书馆领域的渗透率仍属较低水平,大多还采用的是磁条的形式,使用RFID产品的也主要聚焦在高频产品,实现自主借还书功能。未来随着RFID系统的全面普及以及超高频标签成本下降,超高频产品有望打开市场。

我国目前有县级(含)以上公共图书馆2700余家,以及近2000家高校图书馆, 实物馆藏10万件以上的科学院、社科院、部委、军事科研图书馆200余家。据统计,目前仅约10%采用了RFID技术进行图书管理,真正实现物联网、移动互联网、大数据等技术融合应用的智慧图书馆的数目屈指可数。目前我国已存在近5000家图书馆,以平均每家智能系统建设费用为200万元来测算,该领域的市场容量约为100亿元左右。

2、食品追溯领域

我国食品追溯体系包括生产、加工、流通、销售环节。作为一项重要的民生工程,2010年开始,国家商务部、财政部等部委借鉴国际先进经验在全国开始试点建设“肉类蔬菜流通追溯体系”,主要是利用现代信息技术和手段,以肉类、蔬菜“一荤一素”为重点,在全国有条件的城市建立覆盖屠宰、批发、零售、消费等环节的追溯子系统。商务部2010年发布的商秩字[2010]279号《商务部办公厅、财政部办公厅关于肉类蔬菜流通追溯体系建设试点指导意见的通知》中指出,“以肉类、蔬菜‘一荤一素’为重点,在全国有条件的城市建设来源可追溯、去向可查证、责任可追究的肉类蔬菜流通追溯体系”,对食品流通领域的安全保障问题提出了具体的工作目标。根据商务部发布的信息,截至2016年11月,国家商务部已分五批支持58个城市建设肉类蔬菜流通追溯体系、分两批支持4省的8家酒厂建设酒类流通追溯体系;共有1.5万家企业建成追溯体系,覆盖经营商户30余万户,初步形成辐射全国、连接城乡的追溯网络。目前,已基本实现相关食品来源可查、去向可追。

食品流通追溯市场潜力巨大。根据国务院直属网站中国政府网的数据显示,至2011年9月底,全国共有4个直辖市、28个省会城市、333个地级市,2861个县级城市。根据已开展招投标试点城市肉菜追溯建设情况,当前试点城市总投资约为4000万元左右,直辖市和省会城市投入资金不低于4000万元,地级市投入不低于1500万元,县级市投入不低于500万元,因此,中国食品追溯体系市场的市场容量至少将达到205亿元。此外,各级地方政府对食品追溯领域的投入与升级正分步骤、分阶段推进,市场整体在2011-2014年保持快速的增长,年复合增长率达到32%。考虑到食品追溯体系建设具有阶段性、持续性、更新性的特征,2020年的市场规模或将达到24.9亿元。随着国家政策对食品流通追溯行业的大力鼓励和扶持,以及物联网、云计算、大数据、移动互联网等信息化技术的不断发展和深入应用,未来该行业领域将持续保持高速发展的趋势。(预测数据来源:上海中信信息发展股份有限公司《食品流通安全追溯档案管理软件项目可行性研发报告》)


2015-2020年食品流通追溯系统市场规模预测图

(资料来源:上海中信信息发展股份有限公司)

3、物流追踪领域

智能物流是利用条形码、RFID标签、传感器、全球定位系统等先进的物联网技术,通过信息处理和网络通信技术平台广泛应用于物流业运输、仓储、配送、包装、装卸等基本活动环节,实现货物运输过程的自动化运作和高效率优化管理的系统,它能提高物流行业的服务水平、降低成本、减少自然资源和社会资源消耗。2014年9月国务院印发的《物流业发展中长期规划(2014-2020年)》提出,加快推进交通运输物流公共信息平台发展,推进联运、物流园区、农产品物流、制造业物流与供应链管理等12项重点任务;2015年6月1日由商务部等10个部门联合印发了《全国流通节点城市布局规划(2015-2020年)》,旨在加快构建全国骨干流通网络,努力提升流通节点城市功能,更好发挥流通产业的基础性和先导性作用,进一步释放消费力。

(三)行业壁垒

1、定制开发能力壁垒

当前客户需求已经呈现纷繁复杂多样化、个性化的趋势,从而要求RFID产品及物联网整体解决方案提供商能够具有超前的技术敏感性,根据用户的具体细节需求改进产品和服务的开发、设计和制造过程,能够使企业更好的为客户提供个性化的产品和服务,增加内在的经济附加值,提高企业竞争能力。由于个性化定制需要投入较大的研发和技术支持,因而企业需要具有一定的规模效应以平抑风险和降低成本,追求更高利润。而中小型企业无论是在研发实力上还是资金实力方面,都难以做到满足不同客户个性化的定制需求,更不能达到规模化定制。因而,个性化定制开发能力是行业进入的壁垒。

2、技术及资金壁垒

作为物联网核心技术的RFID技术,涉及的技术领域较为广泛,包括传感器、无线射频、电子工程、新材料、计算机技术、网络技术、GIS技术、数据库技术等。若企业依靠自身研发,需要较长时间及资金的积累,并需要对核心技术的研发进行长时间的持续投入。目前国内RFID技术人才缺口较大,复合型人才紧缺,需要通过企业内部培养,而人才的培养过程也需企业花费时间和资金。因此,本行业存在较高的技术和人才壁垒。

3、品牌壁垒

由于RFID标签产品主要用于信息的采集,产品信息采集质量的准确性、稳定性、保密性、有效性以及适用性等成为客户选择产品的依据。而标签卡机具等系统互相适应,如果更换不同厂商的RFID标签产品,将面临较高的风险。因此RFID标签客户一旦接受并使用某一品牌的RFID标签产品后一般不会另行选择其他品牌产品。本行业存在一定的品牌壁垒。

(四)影响行业发展的有利因素与不利因素

1、有利因素

(1)宏观政策有利于行业发展

2006年国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》指明重点开发多种新型传感器及先进条码自动识别、射频标签、基于多种传感信息的智能化信息处理技术,发展低成本的传感器网络和实时信息处理系统,提供更方便、功能更强大的信息服务平台和环境鼓励射频标签应用,推进RFID技术应用。2006年科技部、国家发展改革委等十五部委联合发布《中国射频识别技术政策白皮书》指出我国有必要抓住时机,集中开展射频识别核心技术的研究开发,制定符合中国国情的技术标准,推动自主公共服务体系的建设,促进具有竞争力的产业链形成。2008年国家金卡工程协调领导小组办公室制定《国家金卡工程RFID应用试点办法》(暂行)指出推进金卡工程RFID(无线射频技术)应用试点工作,进一步提高各级政府的信息化管理与服务水平。2009年3月,国家发改委下发了《关于组织开展信息化试点工作的通知》,通知中明确把“推广无线射频技术(RFID)应用,带动我国自主知识产权的无线射频技术与产品的产业化”列入到2009年试点工作的重点任务中。

2011年《国家重点新产品计划支持领域(2011年)》明确了“重点支持领域:新一代信息技术产业之软件服务、网络增值服务等信息平台(智慧社区平台系统:在物联网体系架构下,利用三大通信运营商的网络,实现社区的智能化集中管控:消费、收费、身份识别、资源管控、安防与出入管理)”。

2014年《湖北省人民政府办公厅关于印发湖北省物联网发展专项行动计划》明确指出推进物联网的应用和发展,有利于促进生产生活和社会管理方式向智能化、精细化、网络化方向转变,对于提高国民经济和社会生活信息化水平,提升社会管理和公共服务水平,带动相关学科发展和技术创新能力增强,推动产业结构调整和发展方式转变具有重要意义。

2015年国务院关于印发《中国制造2025》的通知中明确指出:加快开展物联网技术研发和应用示范,培育智能监测、远程诊断管理、全产业链追溯等工业互联网新应用。

(2)应用领域极为广泛,有利于行业发展

目前RFID产业务实推进,在食品药品安全监管、商品防伪、电子票证、工农业生产管理、智能交通及现代物流等诸多领域已经得到实际应用。随着RFID与生物特征识别技术、微电子机械系统技术、近场通信(NFC)技术、超宽频(UWB)技术、短距低功耗无线网络(ZigBee)技术以及机器人定位等新兴技术融合的成功案例不断涌现,RFID技术的应用领域也不断扩大。与新兴技术的融合而产生的新兴市场将成为RFID技术长远发展的生命力,推动中国RFID市场在未来几年的持续快速发展。

2、不利因素

(1)标准化体系尚未建立

标准是对于任何技术的统一规范,如果缺少这个统一的标准,就会影响整个产业有序健康的发展,甚至让客户不知道如何去选择应用。物联网在我国的发展还处于初级阶段,即使在全世界范围,还没有统一的标准体系得到推广。标准的缺失将制约技术的发展和产品的规模化应用。

(2)企业分散,行业尚未进行统一和整合

目前,较多企业从事RFID制造、封装、集成,行业标准尚未形成,企业之间技术标准不统一,行业技术统一及整合需求较大。

(五)上、下游行业之间的关联性及上下游行业对行业发展的影响

1、行业上下游产业链

RFID标签,又称“电子标签”或“智能标签”,其中,RFID指无线射频识别技术,即利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递,并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID标签及其硬件产品处于物联网应用最核心的“识别层”(或“感知层”),具有扫描快速、可穿透、体积小、形状多样化、抗污染力及耐久性强、可重复使用、数据储存量大、可加密等特性。完整的物联网应用体系需由RFID标签先对物品信息进行识别及存储,再通过网络将信息传输到后台(“网络层”),最后采用信息处理技术对有用信息进行分析处理,方可实现信息的应用(“应用层”)。

RFID全产业链主要包括芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装(把天线和芯片封装在一起成为RFID标签)、读写设备设计与制造、中间件、应用软件和系统集成等内容。其中,产业链最上游的芯片设计和制造、产业链中游的天线设计及芯片封装,以及产业链最下游的系统集成,在整个产业链上拥有最高的附加值。而用于标签封装的装备制造业,属于整个RFID产业链的上游。

在RFID产业链中,芯片的设计制造,特别是UHF芯片设计制造在产业链中技术壁垒最高,主要厂商有IMPINJ、NXP、Alien、TI、ST Inside、同方微电子、大唐微电子、复旦微电子、上海贝岭等。系统集成应用行业主要厂商有中兴通讯、航天信息、中信发展、达华智能、远望谷等。处于中间环节的 RFID标签封装、读写器制造等国内厂商主要有远望谷、达华智能、中瑞思创、华阳微电子、深圳先施、航天信息等。软件/中间件领域的厂商主要有IBM、SAP、甲骨文等。在处于RFID产业链上游的标签封装装备产业,目前主要由Muehlbauer(纽豹)等厂商掌握核心技术和主要市场。

2、行业上下游之间的关联性

在RFID装备产业链中,上游主要为各种模块及机件供应商或加工商,其技术含量较高,但市场供应较为充足,因此原材料采购环节不会受到上游制约;下游主要为RFID标签封装厂商,目前及未来,RFID产业需求旺盛,行业前景广阔,下游需求量将呈现不断上升态势。

在RFID标签产业链中,封装企业通过采购用于RFID信息载体的集成电路芯片,利用对芯片封装所积累的技术经验,完成从裸芯片封装加工成智能卡或电子标签需要的芯片模块,根据不同产品需求,设计天线与芯片连接,并最终完成封装,形成RFID标签产品。在标签产品中,芯片为核心部件且为成本的主要构成,其技术壁垒高,目前核心技术均由国外知名企业掌握,因此封装企业的芯片采购没有太多的溢价空间。但随着国防、军事等涉密领域对电子标签需求的增加,未来芯片的国产化将成为必然趋势。标签产品的下游为各类物联网应用者,主要包含各领域的物流、交通、军事等,具体包括系统集成商、软件开发商、应用机具商、二次服务提供商等,其需求广泛,未来发展前景广阔。

在智能标签应用服务产业链中,上游为RFID标签、各类软硬件等原材料厂商,其数目较多;下游为物流、交通、食品药品生产及流通、教育等领域的各类企事业单位用户,需求极为广泛。

3、上下游行业对行业发展的影响

上游行业的技术发展能促进RFID产品的技术和质量的提高、产品升级换代以及应用领域的不断拓展,RFID产品在下游行业的推广应用将促进下游行业的发展;反之,下游行业的发展也会增加对RFID产品的需求,从而促进RFID产品技术的发展和质量的提高。上游行业中芯片的成本占RFID产品成本的比重较大,芯片价格的波动对本行业产品价格有一定的传导作用。下游行业的信息化应用需求会促使其加大技术改造投资规模,将给本行业创造市场需求。

行业的主要竞争状况

    1、行业竞争格局

整体来看,物联网相关行业资质较多、技术要求高、集成复杂、资金投入较大,因此潜在进入者一般面临较大壁垒。近几年物联网行业在我国得到快速发展,未来在信息和数据安全、军工、航天等国家战略领域,国内企业将得到更多政府扶持和鼓励,从而占据行业主导地位。

细分来看,目前国内RFID主要厂商集中于北京、上海、广东、无锡等地,整个RFID产业链已初步形成。中国企业已呈现出一定的成本优势和规模生产能力,但是关键技术较为缺乏,大部分应用尚未达到大规模成熟阶段,在RFID芯片、装备等产业链上游领域,与长期主导市场的国外竞争对手相比仍有较大的进步空间。

在技术替代性方面,RFID技术正在逐步替代条形码,成为全球贸易、制造业和供应链管理的基础,成为继互联网之后,信息技术的又一次技术革命,目前还不存在其他可替代产品。

2、行业竞争态势

(1)RFID装备领域

目前国内厂商大部分缺乏核心技术及产品,国内的德鑫物联是较早从事RFID装备生产的企业,但近年来由于业务转型,其装备产量逐步减少。

全球竞争方面,占据垄断地位的主要厂商为德国的Melzer(妙莎)、Muehlbauer(纽豹)和Bielomatik(碧罗马蒂)公司,其他厂商装备与其相比,在生产效率上仍存在较大差距。

但相比进口设备昂贵的售价,湖北华威科等少数规模较小的本土厂商装备性价比较高,能为规模较小的RFID标签生产客户节约购置成本,并且其在产品及工艺设计上能够充分考虑中国国情,有效提升产品定制的精准度。同时,在产品售后方面,能为客户提供更为快捷的服务,从而降低客户的维护成本,提高装备的使用效率。

(2)智能标签应用领域

市场竞争十分激烈,竞争对手较多且比较分散。目前行业龙头为远望谷等上市公司。

(3)RFID标签领域

目前国内的行业龙头是以达华智能为代表的上市公司以及规模较大的非上市公司。行业中的主要厂商及其具体优势如下:



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