英飛凌征戰物聯網市場，首秀“武器大全”_風聞

來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）原創，作者：李壽鵬，謝謝。

在疫情、地緣政治和終端需求等多種因素的影響下，整個半導體市場在過去兩年裏快速發展。

據SIA預計，2021年，全球半導體市場銷售額將增長25.1%達到5510億美元，其中存儲市場將增長37.1%，模擬將增長29.1%，邏輯將增長26.2%。SIA還預估，到2022年全球半導體市場銷售額將增長10.1%至6060億美元。

而在這波增長背後，物聯網扮演了很重要的驅動角色。除了汽車和工業以外，全球的芯片廠商都將目光投向了這個承繼手機的下一個增長點。

根據BIS Research的預測報告，全球物聯網芯片市場預計將在2019年至2029年之間將以15.18％的複合年增長率增長，到2029年，全球物聯網芯片的市場規模將超過386.1億美元。IC Insights也進一步指出，在物聯網需求的推動下，MCU和MEMS傳感器等物聯網必須的芯片在未來幾年將獲得高速增長。

但在高速增長之餘，我們應該看到，隨着物聯網終端的使用越來越廣泛，性能越來越強，那就必然需要更靈敏的採集前端、更可靠的傳輸、更強的處理器以及更安全的物聯網系統環境。這也是物聯網芯片廠商和應用廠商一直追逐的解決方案。這也正是英飛凌過去多年聚焦解決的事情。

作為一家全球領先的半導體供應商，英飛凌憑藉其領先的功率器件、處理器、傳感器、無線和安全等產品，在上述市場深耕，當中的物聯網市場，更是英飛凌看好的重要增長點。2019年，公司斥資87億美元收購賽普拉斯半導體，一部分原因就是看中賽普拉斯的微控制器、連接組件、軟件系統以及高性能存儲器等產品在物聯網市場的即戰力。

“我們認為物聯網的設備是由五大硬件元素組成，當中包括感知、計算、執行、連接和安全。這五大部分是具備全面功能的物聯網設備所必須的。這正是英飛凌一直倡導的、成為數字世界與現實世界連接中重要的五個部分，公司在這五個方面也都扮演着非常重要的角色。”英飛凌科技大中華區安全互聯繫統事業部市場與業務合作總監南錚告訴記者。

傳感：物聯網的“五官”

在現在的很多物聯網應用中，需要設備能夠很好地“感知”到外部的環境以獲取到所需的信息，傳感器就是他們實現上述目的的一個主要途徑。

英飛凌科技大中華區電源與傳感系統事業部高級市場總監廖明頌也指出，傳感器處於物聯網起點的最前端，是收集數據的一個非常重要環節。但他也同時強調，在傳感器備受歡迎的同時，我們應該看到終端給其帶來的高可靠性和高精度要求。與此同時，這些傳感器還需要能夠同時滿足汽車、工業和消費類等不同場景需求。

“英飛凌憑藉自身對系統的理解，希望為客户帶來新的、廣泛的即用型傳感方案，致力於幫助客户加快產品上市的時間。”廖明頌告訴記者。

據介紹，英飛凌希望能夠從模仿人的五官出發，打造傳感器產品矩陣。例如公司提供的高精度毫米波雷達和3D飛行時間攝像頭可以作為我們的眼睛；高信噪比的麥克風可以充當我們的耳朵。英飛凌還提供了世界上體積最小的二氧化碳傳感器作為我們的鼻子；精準的壓力傳感器和雷達技術則可以當作皮膚一部分；雷達技術甚至可以幫助設備實現手勢控制。

僅僅擁有出色的傳感器產品，只是代表英飛凌有了更好地服務客户的基礎，而為了實現將這些傳感器更方便地植入設備的目的，英飛凌將其組合成一個能提升能源效率，同時更安全、更便利的方案，然後再搭配不同的軟件算法和英飛凌自身的MCU，通過這樣一個完整的系統讓客户可以輕易獲得數據以控制系統的運作.

如上圖所示，在智能家居、零售和樓宇方面，英飛凌遵循上述思路，基於公司所擁有的麥克風、二氧化碳檢測器、3D TOF、壓力傳感器和毫米波雷達等傳感器等硬件和軟件技術，打造了包括報警系統、入口計數器、存在檢測和環境控制在內的全面解決方案。

面對不同場景化需求，英飛凌甚至還打造出了極具創新的解決方案，為開發者提供更多的幫助。

廖明頌以二氧化碳傳感器舉例説明。他提到，以前的二氧化碳檢測產品，因為體積、用電等等原因，不能放到更小的空間裏面，這就限制了其應用。有鑑於此，英飛凌耗費多年的時間研究，推出了一款叫做XENSIVTMPAS CO2的二氧化碳傳感器。該二氧化碳傳感器與光聲（PAS）換能器（探測器、紅外光源和濾光片）集成在一塊PCB上，另外還有用於信號處理和算法的微控制器，以及用於驅動紅外光源的MOSFET芯片。集成微控制器運行ppm計算，以及高級補償和配置算法，給客户提供了更多設計的賦能。

計算：物聯網的“大腦”

在獲取到了由傳感器提供的數據後，物聯網設備需要對這些數據進行計算。隨着越來越多新興應用的到來，物聯網前端所收集的數據也越來越多，對“大腦”的要求也越來越高。為此如何打造適合當前和未來應用的物聯網處理器，就成為大家關注的又一個焦點。

和傳感一樣，這也是英飛凌極具優勢的另一個方面。

眾所周知，得益於過去幾十年的持續投入，英飛凌MCU在汽車市場表現出色，這也構成了公司物聯網處理器的基本面。而在收購了賽普拉斯半導體之後，英飛凌在這個市場更是如虎添翼。

據英飛凌科技大中華區安全互聯繫統事業部市場經理彭濤介紹，英飛凌的MCU應用領域涵蓋消費類和工業領域兩大市場。而在整合了賽普拉斯的MCU產品之後，將為客户提供更加廣泛的產品系列。其中PSoC4、PSoC6和下一代的MCU是應用於消費類市場和物聯網的主力產品。尤其是PSoC6，更是一系列是專為物聯網設計的MCU。

彭濤表示，該系列產品具有雙核架構、低功耗和高性能等特性。面向物聯網邊緣端的應用，其Cortex M4的內核可以處理傳感信息提取、計算、數據傳輸、無線連接和圖形顯示等功能，Cortex M0+內核可以做到輸入輸出、控制電容觸摸、藍牙低功耗控制，安全和其它通訊控制功能等等。正是這樣的設計，讓PSoC6系列成為物聯網邊緣計算應用市場的一個功能集中且成本優化的處理器選擇。

“面向未來的需求，英飛凌正在開發下一代的MCU，屆時帶給大家的將是多核架構、低功耗、高性能和人機交互接口等方面能夠實現性能和功能提升的產品。”彭濤説。

在推出了高效率的MCU後，英飛凌還為物聯網市場開發了專用的軟件和工具，ModusToolBox就是其中的一個代表產品。作為一個跨平台開發工具，ModusToolBox除了和其它的集成開發環境一樣，能提供工程的創建、編輯、編譯、調試、燒寫等功能外，還集成了實時操作系統、硬件外設驅動、無線連接的驅動庫和眾多的中間件。此外，英飛凌還提供豐富的嵌入式藍牙和雲連接方案，將英飛凌計算、安全和連接領域的專業核心能力整合，這樣就形成了ModusToolBox這樣一個通用的軟件開發平台，它使得物聯網開發人員能夠更容易、更快速地將產品推向市場。

“面向物聯網市場，公司的MCU產品擁有三大核心優勢，分別是連接、計算和創建。”彭濤總結説。

他進一步指出，結合了公司的無線產品後，英飛凌的MCU具備了不中斷的連接功能，還有着與競品相比更出色的連接範圍和互操作性，可提供出色的用户體驗；在計算方面，因為擁有專為物聯網優化的MCU解決方案，可以為邊緣設備提供安全、高能效和基於數據的計算和控制，同時也支持各種傳感以及人機交互；來到可創建方面，英飛凌MCU靈活的開放式架構平台，可以使設計人員能夠在預先配置的構建模塊菜單中靈活選擇，從而打造面向未來卓越的物聯網應用產品。

“在物聯網應用中，一站式的完整解決方案可以加速客户產品上市的時間，降低客户產品開發成本，而英飛凌正是其中的專家。”彭濤告訴記者。他舉例説道，如下圖所示就是一個典型的案例。“在這個智能手錶解決方案中，英飛凌不但提供了微控制器、無線連接、存儲和人機交互界面的產品，還提供了安全、設備保護、傳感和無線充電的產品。將這些產品產品組合起來，再搭配公司的軟件，就給客户打造了一個典型的一站式採購解決方案範例。”彭濤説。

除了上述的智能手錶方案外，擁有眾多痛點的智能家居市場又是英飛凌的一個發力點。得益於其多設備、多場景、多功能的全屋智能解決方案。英飛凌把其產品應用到包括語音前端、家庭安防與門禁、家庭自動化、智能家電、家庭機器人以及智能照明等在內的應用系統中。

連接：物聯網的“神經”

在“計算”章節的介紹中，我們已經涉及到了公司面向物聯網的“連接”部分。作為物聯網中的重要組成，“連接”的方案非常重要，當前的市場上也有着多種方案在明爭暗鬥。而和計算一樣，整合了英飛凌和賽普拉斯優勢產品的“新”英飛凌在這方面也表現優越。

“在英飛凌和賽普拉斯整合之後，我們在連接部分可以提供更加豐富的產品，當中包括基於eSIM的安全蜂窩連接，還有包括Wi-Fi和藍牙在內的無線連接以及基於USB和USB-C的連接。這些各不相同的產品被廣泛應用於消費、商業、工業和汽車等領域的連接應用。”英飛凌科技大中華區安全互聯繫統事業部市場經理賈智勇説。

首先看WiFi方面，賈智勇表示，Wi-Fi技術現在已經從早期的11b發展到現在的Wi-Fi5、Wi-Fi6（俗稱的11ax）。面對當前的WiFi，英飛凌除了會持續加強網絡的效率（如多用户同時使用網絡）和網絡的覆蓋率，還對Wi-Fi的功耗提出更高的要求；而在藍牙方面，大家基本上基於此做一些簡單的配置，而在一些IoT設備上，開發者會把其作為組網時候的互聯互通和連接的入口。如藍牙耳機等穿戴設備就是其典型應用。

基於上述對WiFi和藍牙的思考，英飛凌推出了新的產品系列 AIROC。按照賈智勇所説，這個借用了空氣（AIR）和岩石（ROCK）組成的詞，體現了他們面向物聯網市場提供堅如磐石的無線連接的決心。

從賈智勇的介紹我們得知，AIROC充分展現了英飛凌無線連接產品核心競爭力。

首先，英飛凌在其上提供了包括Wi-Fi4、Wi-Fi5和Wi-Fi6，甚至最新的Wi-Fi6E產品，豐富的產品組合讓其客户我們在選型的時候有更多的選擇；其次，在集成度方面，受惠於英飛凌提供了ModusToolBox，使得其內部已集成了公司的驅動和各種開發環境，簡化了開發者的開發。

可靠性方面，據賈智勇介紹，AIROC產品主打的是可靠的連接， 即在各種複雜的環境下提供可靠和穩定的連接。這個產品系列除了Wi-Fi，還有藍牙，且英飛凌在Wi-Fi跟藍牙共存上的算法優化做得十分出色。

低功耗則是英飛凌這個方案又一亮點。據介紹，因為公司在芯片工藝上做了改善，並將其與系統軟件集成，這就使得他們可以直接給客户提供切實可行的方案。最後，在性能方面，因為英飛凌的這套方案支持單天線、多天線和一些分級天線等多種無線組合方案，這進一步增強了公司平台的傳輸性能。

正是得益於這樣出色的設計，英飛凌的AIROC被廣泛應用到包括智能家居、多媒體、穿戴、辦公和娛樂在內的多個領域，並受到了高度認可。而為了更好地幫助客户實現物聯網的應用，英飛凌還推出了一個基於IoT連接的雲端服務Cirrent。

“Cirrent其實是由在雲端服務器方面非常專業的團隊開發的產品，主要解決客户的連接和功耗問題。基於這個軟件服務打造的物聯網設備也能夠使我們的智能家居更加方便也更加可靠。”賈智勇接着説。

執行：物聯網的“四肢”

對於一個完善的物聯網系統來説，除了需要更好地獲取數據、更高效地處理數據、更快地傳輸數據以外，如何敏捷地執行這些數據帶來的後續操作，也會是當中的關鍵一環。因為正是能夠實現這樣的一個流程，才能讓物聯網在全球受到關注。在如此重要的一環，英飛凌當然沒有缺失。從某種程度上看，這還是公司極具優勢的一個領域。

英飛凌科技大中華區電源與傳感系統事業部高級市場總監廖明頌告訴記者，作為一家功率分立器件、模組領域的領軍者，英飛凌的產品能夠覆蓋從發電、輸電、配電、儲能到用電等環節的整個能源價值鏈，這主要得益於公司廣泛的產品線。

“從傳統的硅材料到第三代的碳化硅和氮化鎵，英飛凌都有佈局，我們在這些部分也在全球居於領先地位，產品覆蓋的功率範圍也從幾瓦到幾千瓦。英飛凌應該是市場上為數不多的擁有如此龐大產品線的企業，”廖明頌強調。

眾所周知，過去多年以來，英飛凌一直都是硅功率器件的領導者，尤其是在IGBT方面，英飛凌更是讓大多數競爭對手難以望其項背。但為什麼公司還是堅持自己革自己的命呢？

針對這個問題，廖明頌回應道，和硅器件不一樣，氮化鎵和碳化硅器件負責不同的功率範圍，擁有不同的開關速度，所以能夠提升器件的功率密度，幫助打造更緊湊的產品，縮小設備尺寸。更重要的是，正是因為有了高效率的電源轉換，那就意味着第三代產品可以節省更多的能源，這對整體的環境效益，以及對現在的碳排放限制有相當重要的幫助。

基於這些器件，英飛凌打造了極其高效的電機系統，幫助物聯網實現更精準和高效的執行。

安全：物聯網的“免疫系統”

在過去很多分析師的文章中都有談到，物聯網之所以還沒有被廣泛採用，當中一個關鍵原因就在於大家都對其“安全”有所顧慮。英飛凌科技大中華區安全互聯事業部市場經理成皓也指出，過去兩年裏的物聯網市場的安全方面，呈現以下幾種現狀：

首先是大部分的物聯網終端從設備的設計初期就缺乏認證，或者説對訪問控制以及其它安全機制的考量是比較缺乏；其次，大部分的物聯網系統中還存在着通訊數據在鏈路上傳輸沒有加密的情況，這樣會導致很多普通用户的隱私信息泄漏；第三，目前很多物聯網設備需要進行頻繁的空中固件更新，這使其非常容易被一些非法來源的固件攻擊；第四，很多網絡攻擊都集中在路由和攝像頭。

“針對這些物聯網設備的攻擊當中，我們總結出一些需要關注的幾個安全要素。包括身份認證、鏈路加密、數據加密和固件更新。”成皓説。他進一步指出，英飛凌針對這些問題也推出了高可靠性的安全解決方案，其核心就是公司主推的“獨立硬件安全芯片”。

據成皓介紹，英飛凌提供的基於純硬件的安全芯片可以抵禦非常強大的物理形態的攻擊，從而保證更長久的安全性。值得一提的是，這些安全芯片都是通過了國際上最權威的CC認證，相對於純軟件的方案優勢比較明顯。

英飛凌的安全芯片還可以幫助客户快速進行物聯網產品的落地，這主要得益於其外圍的簡單設計和強大代理商資源支持。從產品本身的可擴展性和創新角度來看，英飛凌的安全芯片方案可以在不同的平台架構之間進行快速的部署，滿足客户在不同平台間進行快速開發和落地的需求。此外，英飛凌的安全芯片還可以提供比軟件方案更強大的安全存儲和計算的能力。

最後，從成本的角度來看，因為英飛凌提安全芯片已經集成了各類安全的功能，所以對終端客户來説，就無需再為實現安全功能而投入研發資源，而只是在工廠裏面集成這個安全芯片即可。而且，英飛凌已經在晶圓前道把所有相關的安全功能軟件已經預燒錄在晶圓內部，這可進一步幫助客户節約成本。

從英飛凌科技大中華區安全互聯繫統事業部市場與業務合作總監南錚的介紹中我們得知，過去多年裏，英飛凌一直在推行一個叫“Next Level of Sales Marketing”的大戰略，在其中，他們提出了一個叫P2S（Product to System：從產品到系統）的戰略。具體是指在既有的產品開發模式的基礎上要強化對應用系統的理解，從而能夠更好地、全面而深刻地理解客户需求。

“帶着這種對客户需求的理解，再回歸到產品開發上，我們可以實現更為有效和迅捷的開發，以便服務於用户。在公司內部組織架構上，英飛凌也逐步建立和加強了專門負責應用和系統的團隊，這樣可以更好地服務於市場。”南錚補充説。

在這種軟硬件和生態的推動下，相信英飛凌一定能履行其所説的“We make IoT work”——助力客户高效地創建既智能又安全且節能的物聯網設備。