解析工业4.0中的硬件商机

资料决策

将资料汇集到云端进行分析和处理，并与既有的数据库进行分析并提供决策建议，是工业4.0的核心关键。这会牵动工业应用对数据中心的需求，不论是使用公有云，还是构建私有云，数据中心总量的增加是必然趋势，预计到2019年全球数据中心基础设备的市场规模将达到440亿美元。

未来面对日益繁重的数据处理任务，需要更强大的处理器做支撑，新型的异构式的处理器架构正在登上舞台，以解决多核通用处理器遇到的运算瓶颈。开发者们正在考虑CPU+GPU的模式，发挥GPU在浮点运算等能力的最大极限。同时，FPGA这种程序设计逻辑架构也备受瞩目，FPGA与通用的处理器整合后有望成为未来数据中心服务器的主流架构。服务器处理器市场霸主Intel对全球第二大FPGA厂商Altera的收购，正印证了该趋势。后续，高通也宣布与全球第一大FPGA厂商Xilinx，以及Mellanox结成同盟，与Intel形成市场对峙。

值得注意的是，伴随着数据中心运算能力的飙升，其功耗也越来越可观，根据2015年的统计资料，全球数据中心总量已超过300万座，其耗电量已占全球耗电总量的1.1%-1.5%。从单一数据中心运营成本分析，电费支出达70%，已远超过硬件基础设备的成本，数据中心的节能需求极大。因此，数据中心的电源架构也正在改变，比如通过中央变压器将交流电直接转为380V的高压直流，并通过高压直流总线分配到各个用电单元，简化结构也提升效率。类似的改变，也为与数据中心相关的电源管理组件提供了市场机遇。根据了解，2015年中国数据中心节能改造规模为30亿元左右， 预计未来5年内该数值会持续上升。

图二 : 不论是使用公有云，还是构建私有云，数据中心总量的增加是必然趋势，预计到2019年全球数据中心基础设施的市场规模将达到440亿美元。（Source：Blitzfang Medien）

执行

数据在云端分析处理后，形成的建议决策，将回传给执行端，进而造成机械动作，形成一个“从端到云，从云到端”的完整控制循环。制造业中的机械动作都是由电机驱动的，因此精密的电机控制将成为催生工业4.0的市场增长点，从硬件的角度来看，这也会为MCU、DSP、FPGA等核心数字控制芯片提供施展拳脚的机会。

图三 : 2010年后，中国工业机器人市场进入快速上升通道

工业机器人是工业4.0体系中重要的“存在”，它是一个更加智慧、综合的执行设备。2015年全球工业机器人销量为24万台，过去五年中的年成长率为15%。中国市场，被认为是下一个工业机器人将呈现大幅成长的地区，而以中国市场为例，其在2010年至2015年工业机器人市场的年成长率达到了35%，总量为6.6万台，若以此速度发展，预计到了2020年中国将占到全球工业机器人市场的40%。在市场拉动下，工业机器人所需的几个核心部件—伺服系统、减速器、控制器—也将同步增长。特别是工业机器人控制器市场，业界逐渐认识到以往由机器人厂家自主设计研发的封闭的体系，已不能适应快速发展的市场需求，标准化和开放性正在成为趋势，市场上已有一些独立的机器人控制器厂商开始活跃，未来他们是否能够借市场之力，改变工业机器人的生态，确实值得拭目以待。

总之，数据驱动的工业4.0变革，给制造业带来的不是简单的线性产品迭代，而是伴生着新架构、新品类、新模式。现在我们仅仅是窥见其一斑，更多的硬件机会还需要应对市场的发展，不断去发掘。