大厂布局的智慧矿山，利好多条半导体赛道

2022 年 9 月，工信部印发《5G 全连接工厂建设指南》，指出在「十四五」期间，面向原材料、装备、电子等制造业各行业以及采矿、港口、电力等重点行业领域，建成 1000 个分类分级、特色鲜明的工厂，打造 100 个标杆工厂，推动 5G 融合应用纵深发展。实现生产单元广泛连接、信息（IT）运营（OT）深度融合、 数据要素充分利用、创新应用高效赋能的新局面。

在工信部发布的《2023 年 5G 工厂名录》中，有 15 家智慧矿山进入名单。

提到矿山，过去人们想到的画面或许是电影《盲井》里的画面，在漆黑的矿井中工作，将安全交给老天，担心是否会发生意外。即使在 2023 年，我们也能看到有矿难新闻的发生。2022 年 3 月 14 日，中国国家矿山安全监察局公布的数据显示，2021 年，中国矿山共发生事故 356 起、死亡 503 人。这一个个数字后面是悲剧的相乘，智慧矿山的出现就是为了减少这种悲剧的出现。

智慧矿山是以矿山数字化、信息化为前提和基础，对矿山生产、职业健康与安全、技术支持与后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理，建设智慧矿山，最终实现安全矿山、无人矿山、高效矿山、清洁矿山的建设。根据官方统计，通过智能化建设，2016 年到 2022 年中，全国煤矿井下作业人员共计减少了 37 万人。减少的数字代表着工作效率的提升，更代表着安全的提高，不安全的减少。

因此，从宏观的角度来看，智慧矿山将有利于我国相关产业的发展；从个人的角度来看，智慧矿山是为每一个从业者的人身保障。

矿山如何智慧？

智慧矿山建设主要包括：智慧生产系统、智慧职业健康与安全系统、智慧技术支持与后勤保障系统建设。智慧矿山就是对生产、职业健康与安全、技术和后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理的智能矿山。不难看出，矿山的数字化、信息化是智慧矿山建设的前提和基础。而数字化、信息化的基础离不开半导体产品的支持。得益于此，智慧矿山将有望成为半导体产品增长的新市场。其中主要的半导体品类包括：远程控制矿卡、通信芯片以及传感器等。

远程控制矿卡

提到「矿卡」大家并不陌生，而这里提到的矿卡是真·矿卡。智慧矿山网联自动驾驶应用总体技术架构从三个层次进行构建，提供「智能网联矿卡、车联网、云平台」协同的一体化自动驾驶服务。智能网联矿卡包括车体和车载智能化设备，实现智能感知、决策与控制；车联网基于 LTE-V2X 和 5G 系统构建车与车、车与路、车与云平台的信息传输；云平台提供联合决策和协同控制，实现远程驾驶、自动驾驶的业务管理和网络信息管理。

矿卡本体加装激光雷达、毫米波雷达、高清摄像头、差分 GPS 定位等数采终端和车辆控制终端，辅以高精定位，基于边缘计算能力和矿山调度平台，实现矿卡的远程驾驶、倒车入位、精准停靠等作业任务。远程控制矿卡作业能够降低露天矿人员的实地参与，提升员工的安全性。在矿山上的远程控制矿卡业务需要 5G 的低时延、大带宽和低时延的能力，满足多台车的通信需求。

通信芯片

从远程控制矿卡的描述中，可以看到通信在智慧矿山中起到非常重要性作用。原因不难理解，智慧矿山极高的无人化需要控制端与边缘设备时刻进行数据传输。

矿用 5G 通讯技术为煤矿信息化、智能化建设提供了基础，5G 模组是承载终端接入网络的关键部件，通过使用 5G 模组，设备才能向 5G 系统发出接入请求，进行用户鉴权，将数据转发。可以说 5G 模组就是一台 5G 终端设备的心脏。这也解释了为什么正在开篇提到的 5G 工厂名单中有许多 5G 工厂来自煤矿行业。

目前来看，5G 模组的厂家比较丰富，华为、中兴、移远等主流大厂早已发布了相关模组的信息并投入使用。展锐与海信集团达成合作，海信基于展锐唐古拉 V510 推出了 5G 模组和 5G DTU 打造智慧采矿数字化解决方案。该方案可实现无人巡检、智能掘进、设备和人员精准定位、数据实时上报、作业实时监控等。在降低 18% 设备故障率的同时，也让矿井作业更安全，管理更智能，并给采矿企业带来明显效益提升。

传感器

随着采矿业的发展，其实当前许多的矿难发生的原因更多的是不规范操作导致的意外。设置传感器一方面有助于煤矿企业自己监控工作环境，另一方面则有助于监管部门对煤矿企业进行监控。

据有关部门介绍，目前我国煤矿产业，基本建成了煤矿安全风险监测预警「一张网」，以防范化解煤矿瓦斯、火灾、水害、冲击地压等重大安全风险为目标。煤矿企业到地方监管监察部门到国家监察机关的互通网络，已经联网接入了所有正常生产建设煤矿的安全监控、人员定位、视频监控等感知数据。这张网可实时监测全国 60 余万个传感器、80 余万名入井作业人员、3.9 万户作业视频监控数据，共享了气象和电力大数据，用电监测现已覆盖了全国 75% 的煤矿企业，开发了多种风险分析预警功能，可以有效地监测瓦斯和一氧化碳浓度超限、异常波动、高值报警，以及井下作业人数、用电量异常等情况，并可对未来 24 小时受台风以及 50 毫米以上强降雨等极端天气威胁的矿山企业进行分析预警。

在非煤矿山方面，以危险程度较高、易发生事故的尾矿库、地下矿山、高陡边坡露天矿山为监测重点，正在推进建设全国非煤矿山安全风险监测系统，并安排部署将全国露天矿山边坡监测、水害监测、视频监控全部纳入「一张网」。目前，全国所有在用尾矿库和全部「头顶库」都已经建设了在线监测系统，绝大部分都已经联网接入国家平台，边坡现状高度 200 米以上的金属非金属露天矿山都建设了边坡在线监测系统。

在这样重要的检测系统中，需要大量的传感器发挥作用。智能传感器可以实时监测矿山的各种参数，如温度、湿度和气体浓度等，从而提前发现潜在的安全隐患。主要包括的传感器有：激光光谱分析气体传感器、光纤光栅物理量传感器、光纤分布式温度传感器等矿用传感器、激光甲烷传感器、矿山微震监测系统中的光纤加速度传感器及采空区火灾监测预警系统中的光纤分布式温度传感器。

大厂加速布局智慧矿山

国家矿山安全监察局安全基础司司长孙庆国表示，近年来，中国以科技创新为驱动，以减人增安为目标，采取了一系列措施推动矿山智能化建设，目前呈现出加速发展、全面发展态势。现在全国建有煤矿智能化工作面共 1400 个，有智能化工作面的煤矿达到 730 处，产能占比达到 59.5%。

从这样的数据来看，智慧矿山未来还有很大的增长空间。这也让这一领域在最近资本市场相当谨慎的情况下可以收获融资。今年 11 月，无人运输解决方案及运营服务提供商踏歌智行获过亿人民币 C1 轮融资。由金沙基金领投，宝通科技跟投，势能资本担任本轮融资独家财务顾问。本轮融资将用于研发投入、市场推广和履单供应链。

商汤智能、科大讯飞、华为等企业都已经针对智慧矿山提出了解决方案。商汤科技推出了智能矿山 AI 感知系统，以领先的人工智能技术和产品赋能传统煤矿生产和开采领域，加速煤炭企业的智能化转型与升级。2022 年以来，商汤科技智能矿山 AI 感知系统已实现在神东煤炭集团、中煤集团、开滦集团等旗下多个煤矿部署落地和试运行。

科大讯飞基于讯飞在 AI 能力、知识图谱及大数据分析治理等国际领先的技术及经验，在矿山语音调度、数据中台、管控平台虚拟人等场景应用上，推出行业特色解决方案，数据中台是指通过数据技术，对海量数据进行采集、计算、存储、加工，同时统一标准和口径。数据中台把数据统一之后，会形成标准数据，再进行存储，形成大数据资产层，进而为客户提供高效服务。数据中台包括数据模型，算法服务，数据产品，数据管理等等。

华为也已经为智能化煤矿的井工矿提供综采面全景视频拼接解决方案、智能作业辅助系统和元图工坊数字孪生使能平台、为露天矿提供无人驾驶、采矿准备远控的方案。

智慧矿山建设过程中存在一系列的挑战，例如行业标准还需要进一步推进和深入；企业各个系统之间的互联互通难度大、成本高；数据共享和数据流转不畅，各类烟囱式的系统林立导致数据孤岛问题比较突出，各种生产设备接口不统一等等。

这些挑战也正是行业参与者的机遇所在，谁能把握？