近日,Omdia最新报告显示,目前全球约有270亿台互联网终端,2030年物联网设备的增长将是现在的3倍左右。2030年,全球将有超过800亿个终端产品接入物联网。未来可以预见,健康、医疗、可穿戴、能源等各方面都将实现互联,生活中的终端产品也将实现数字化。此外,毕马威还发布了最新的调查报告,报告显示,在全球疫情的冲击下,半导体行业展现出了十足的韧性,5G、物联网和汽车行业将成为明年推动半导体收入增长的前三大应用。
在物联网的终端产品上,需要一个芯片或电子模块来实现联网。5G带来的数字爆炸,世界正处在原点,物联网终端产品的爆炸将为半导体行业带来新的增长引擎。
英飞凌半导体在智能家居、个人可穿戴、智能建筑、智能汽车等物联网细分赛道备受关注。英飞凌连接了现实世界和数字世界。比如在家里使用吸尘器时,吸尘器会自动开始扫描,全面了解房间布局以及如何有效地清洁房间。为实现这一目标,所需的传感器系统、计算能力、自动充电和配套电源设备都在英飞凌的业务范围内。英飞凌科技首席执行官赖因哈德普洛斯博士告诉媒体。
在物联网领域,英飞凌如何看待技术和市场的发展趋势?在传感器、连接和无线通信技术领域,英飞凌的MCU和WiFi6芯片市场取得了哪些突破?在物联网安全领域,英飞凌推出了哪些旗舰产品?英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部营销与业务合作总监南征、营销经理程浩、电源与传感系统事业部高级营销总监廖在近日英国物联网协会媒体沟通会上做了最新解读。
物联网的四大发展趋势
英飞凌的产品出货量在物联网芯片的三大细分领域处于行业领先地位。Omdia数据显示,2020年,英飞凌在全球微控制器领域的市场份额将达到14.6%,位居全球第三。ABI研究报告显示,在WiFI独立芯片领域,英飞凌2019年市场规模排名全球第五;在安全芯片领域,英飞凌2019年全球市场份额排名第一。
凌飞科技大中华区安全互联系统事业部营销与业务合作总监南正认为,物联网设备实际上是由感知、安全、计算、执行、连接五大硬件要素组成。未来物联网有四大发展趋势。
是智能物联网感知的起点。传感器发挥着重要作用。传感器需要更加精确和可靠。传感器的应用场景将不断拓展。科技大中华区电源与传感系统事业部高级市场总监宋介绍毫米波雷达。在此之前,毫米波雷达可以应用于汽车领域或工业领域,进行一些测距、测速和探测是否有人或物体。即使在消费场景中,比如智能马桶,毫米波雷达也能发挥重要作用。
二氧化碳传感器也在医疗和健康监测中发挥作用。凌飞开发了一种基于光声光谱(PAS)技术的新型二氧化碳传感器:XENSIV PAS CO2,它已经包含传感器和MCU,基本上是一个小型系统。该产品广泛应用于新风系统和空气净化器。疫情期间,这款传感器在智能家居和智能建筑领域实现了规模化出货。
在计算方面,物联网肯定会和人工智能结合,对计算能力的要求也在不断提高。设备本身需要低功耗和长待机时间。它还需要强大的计算能力来运行人工智能和机器学习算法,使其能够自调整、自学习,使其也具有边缘计算的效果,并在边缘对数据进行预处理。
英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场经理彭涛表示,英飞凌的MCU应用领域涵盖消费电子和工业两大市场,其中PSoC4、psc6和下一代MCU是面向消费市场和物联网的主要产品,而psc6是专为物联网设计的MCU,具有双核架构、低功耗和高性能。在物联网边缘应用中,Cortex M4的内核可以处理传感器信息的提取、计算和数据传输。
Cortex内核可以执行输入输出、控制电容触控、蓝牙低功耗控制、安全等通信控制功能。凌飞还开发了软件平台ModusToolBox,为所有解决方案提供一站式软件解决方案。
连接方面,随着联网设备的增加,市场对连接的需求将持续增长,各种连接的标准也将持续升级。在无线通信协议中,我们可以看到,从现有的Wi-Fi6和Wi-Fi6E到未来的Wi-Fi7和蓝牙5.2再到蓝牙6.0,这一标准将不断升级,以满足连接数据快速增长的要求。
在安全方面,现在越来越多的企业和用户意识到数字世界中数字安全的重要性。黑客的手段真的是层出不穷。南正强调,我们相信安全将作为物联网终端产品和解决方案的重要基石融入设备。
英飞凌WiFi6芯片方案的三大优势
“Wi-Fi6注重高效率。Wi-Fi6中有功能特性,尤其是行波管、RangeBoost等。不同的产品功能可以应用于不同的物联网市场。例如,相对较高的物理连接带宽可以用于虚拟现实眼镜和多媒体产品。它的行波管功能主要集中在一些低功耗的连接上。此外,Wi-Fi6增加了新的OFDMA技术,支持多个终端同时并行传输,有效提高效率,降低时延。在智能家居或其他场景下,多个物联网设备需要同时接入网络,可以充分发挥各自的优势。”凌飞科技大中华区安全互联系统事业部市场经理贾志勇说。
据业内资深人士分析,Wi-Fi 6芯片的技术门槛相对较高。如何在超高线性度下降低射频前端芯片的功耗,促使Wi-Fi 6芯片的成本接近Wi-Fi 5芯片,是相关厂商面临的巨大挑战。凌影在主要技术点上取得了突破。
英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场经理贾志勇告诉记者,英飞凌的AIROC Wi-Fi6芯片第三季度量产,这款WiFi6芯片采用了28nm工艺。目前市场上常用的Wi-Fi芯片,包括11n Wi-Fi4和Wi-Fi5,基本上还是40nm。
得益于28nm的超低功耗工艺,英飞凌WiFi6芯片在接收性能、传输性能和睡眠性能上要比竞争对手好很多。比如在接收性能方面,28纳米WiFi6芯片比现有的40纳米Wi-Fi4产品功耗降低50%,比Wi-Fi5产品功耗降低70%。在发射方面,在发射功率相同的前提下,英飞凌产品的功耗比现有40nm产品低1/4。对于一些长待机无线连接的产品,英飞凌可以看到功耗降低了80%。这可以大大提高一些电池供电产品的使用寿命。
根据行业研究院TSR给出的数据,2020年全球约有33亿片Wi-Fi芯片出货,其中约4亿片是Wi-Fi 6芯片(主要包括路由器、手机、平板等。).Gartner估计,2024年,Wi-Fi 6将占Wi-Fi芯片出货量的一半,成为真正的主流。
贾志勇指出,英飞凌Wi-Fi6芯片的主要产品特性将有助于物联网领域的一些高端无线应用,如高端游戏机、VR/AR设备,包括高分辨率安全和安全控制、一些实时工业控制,以及相对较高的带宽,可以作为家庭影院视频播放等高吞吐量应用场景。英飞凌的无线技术和产品涵盖Wi-Fi、蓝牙、蓝牙低功耗、802.15.4等无线技术。
智能家居中智能设备的互联一直是应用的痛点,最新的智能家居Matter协议的进展备受关注。“Matter是一个基于IPv6的智能家居互联协议,由亚马逊、苹果、谷歌和Zigbee联盟共同发起。它致力于创建基于开源生态的新智能家居协议。英飞凌对Matter在AIoT市场的未来非常乐观。Matter协议栈已经在我们的BLE单片机、combo和AIROC的BT芯片上开发完成。目前已完成基本功能实现和测试认证环境建设,预计明年初将推出支持Matter的芯片产品量产版。”贾志勇说。
英飞凌的安全芯片家族OPTIGATM
随着物联网设备的快速增加,全球物联网市场的安全受到了更大的威胁。
凌飞的观察显示,物联网安全存在四大隐患:一是目前大部分物联网终端从设备设计初期就缺乏认证,缺乏对访问控制等安全机制的考虑。二是在物联网系统中,存在通信数据在链路上传输时不加密的情况,会使用户的隐私数据和企业运维的安全数据非常容易被拦截和泄露。第三,很多物联网设备频繁更新固件,普通用户很难区分软件源和固件源,很容易被非法来源的固件攻击所控制。4.目前,路由器和摄像头是被攻击频率最高的两种物联网设备。被攻击的路由器数量超过5000万,被控制的摄像头数量超过1000万。
从产品性能来看,英飞凌基于硬件的安全芯片可以提供比软件解决方案更强大的安全存储和计算能力。比如在一些需要存储密钥和证书的场景中,英飞凌的安全芯片已经具备防篡改能力,所以只需要计算一次。通过一些纯软件的方法,计算次数或计算能力需要达到10次以上。
针对国内市场,英飞凌推出了OPTIGATM Trust M2 ID2。“这是我们与阿里巴巴云合作推出的定制产品。该产品将在我们的晶圆生产阶段预烧录阿里巴巴云分配给晶圆中物联网设备的ID信息。
所有物联网设备接入网络和阿里巴巴云ID方的服务后,都会将这些信息传输到网络侧。物联网设备后续的所有网络链路传输和互联网接入,都将以通过该ID方的物联网安全认证为前提,确保物联网设备连接的数据安全。并且连接到阿里巴巴云ID的IOT设备可以享受阿里巴巴云提供的网络端数据安全服务。程浩分享介绍了这款芯片产品的性能和应用场景的最新发展。