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與非網(wǎng)訊，2024年9月18日，與非網(wǎng)第三屆“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)論壇”圓滿閉幕。
會議以在線的方式舉辦，會議回顧：點(diǎn)擊進(jìn)入。
2024年，全球物聯(lián)網(wǎng)市場已經(jīng)發(fā)展至驗(yàn)證關(guān)鍵期，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的新型基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)IoT Analytics發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，到2024年底，全球連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量預(yù)計(jì)將增長13%，達(dá)到188億臺；預(yù)計(jì)到2030年，這一數(shù)字將進(jìn)一步增長至411億臺。
過去一年中，物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)有較大進(jìn)展，但今天業(yè)界依然面臨場景碎片化、網(wǎng)絡(luò)安全問題突出、連接融合難、傳感穩(wěn)定性要求高和利用性差等挑戰(zhàn)。
本次大會上，與非網(wǎng)副主編夏珍進(jìn)行了AIoT主題分析報(bào)告的分享，同時邀請了來自產(chǎn)業(yè)界的專家，包括泰凌微電子業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)梁佳毅、江波龍嵌入式存儲事業(yè)部高級市場總監(jiān)鐘山、芯科科技中國區(qū)高級現(xiàn)場應(yīng)用工程師王進(jìn)朝、Power Integrations業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理王軍，分別從各自的角度探討物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展方向，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供專業(yè)的價值參照。
圖 | 與非網(wǎng)副主編夏珍分享《2024年中國AIoT產(chǎn)業(yè)分析報(bào)告》
近期，麥肯錫對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)帶來的價值做過一些統(tǒng)計(jì)和判斷，預(yù)計(jì)到2025年，物聯(lián)網(wǎng)將給全球經(jīng)濟(jì)帶來4萬億美元到11萬億美元/年的經(jīng)濟(jì)價值。其中，受益最大的幾個主體分別為：工廠、城市、人類、零售、戶外、工作場所、車輛、家庭和辦公室。
在這些場景的驅(qū)動下，物聯(lián)網(wǎng)市場將呈現(xiàn)持續(xù)上漲趨勢。然而受到這兩年大環(huán)境不景氣的影響，與 2023 年的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備市場更新相比，IoT Analytics 略微下調(diào)了對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)量的預(yù)測。
根據(jù)IoT Analytics的“State of IoT Summer 2024”報(bào)告顯示，到2024年底，全球連接的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量預(yù)計(jì)將增長13%，達(dá)到188億臺。預(yù)計(jì)到2030年，這一數(shù)字將進(jìn)一步增長至411億臺。
值得一提的是，在所有的連接方式中，蜂窩、LPWAN增長速度是最快的，而從整體占比而言，蜂窩、Wi-Fi和藍(lán)牙這三種聯(lián)網(wǎng)技術(shù)占據(jù)近 80% 的市場份額。
就中國市場而言，2022年中國物聯(lián)網(wǎng)連接規(guī)模達(dá)到了56億個，IDC方面預(yù)測，到2026年將增至約102.5億個，復(fù)合增長率約18%，這一增長預(yù)期高于全球增長預(yù)期。
此外，夏珍提到：“2024年，人工智能從云端走入邊緣和嵌入式終端的趨勢明顯，越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開始搭載更強(qiáng)大AI功能，而針對物聯(lián)網(wǎng)的惡意攻擊也愈發(fā)惡化。根據(jù)2023年ThreatLabz報(bào)告顯示，2022年針對物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)攻擊增長了400%，其中制造業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)攻擊最嚴(yán)重的行業(yè)，占報(bào)告攻擊的 54.4%。攻擊者不歧視任何組織，所有組織都是獲取豐厚利潤的目標(biāo)。以勒索軟件為例，它們的攻擊導(dǎo)致了越來越多業(yè)務(wù)的中斷，且中斷時間和贖金規(guī)模都呈上升趨勢?！?/p>
為了應(yīng)對針對不斷增加的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)攻擊日益增長的威脅，國家和地區(qū)政府正在制定旨在加強(qiáng)安全性的立法和計(jì)劃。今年早些時候，英國成為第一個強(qiáng)制實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)的國家，歐盟要求在歐盟銷售的產(chǎn)品滿足最低標(biāo)準(zhǔn)。此外，美國還為無線消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品建立了自愿標(biāo)簽計(jì)劃。
夏珍表示：“中國這幾年也在加大對網(wǎng)絡(luò)安全的投入，但整體不及國外先進(jìn)水平，重視和投入力度還需加強(qiáng)?！?/p>
圖 | 泰凌微電子業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)梁佳毅分享《藍(lán)牙信道探測：解鎖高精度距離測量的新維度》
去年10月，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟首席市場官Ken Kolderup在他的中國行間表示，藍(lán)牙即將發(fā)布三大重要更新，其中第一項(xiàng)就是高精度的距離測量，在規(guī)劃中，藍(lán)牙測距誤差將不超過10%，也就是不超過20米。但在實(shí)際測試中發(fā)現(xiàn)，藍(lán)牙的測距精度遠(yuǎn)高于此，因此該更新能夠優(yōu)化定位解決方案，賦能尋物、數(shù)字智能鑰匙等應(yīng)用場景。
今天，才過去一年不到，泰凌微就將這一技術(shù)作出了完美的落地詮釋，體現(xiàn)了中國速度。
泰凌微電子業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)梁佳毅表示：“藍(lán)牙是無線連接的重要組成部分，且成長性非常強(qiáng)，根據(jù)ABI Research發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2024年全球搭載藍(lán)牙的設(shè)備出貨量將達(dá)到54億臺，到2028年，這一數(shù)字將增長至75億臺?！?/p>
聚焦到位置服務(wù)領(lǐng)域，在藍(lán)牙信道探測技術(shù)出現(xiàn)之前，藍(lán)牙通常會借助廣播能力實(shí)現(xiàn)設(shè)備的存在性檢測，借助RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信號強(qiáng)度指示）功能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的距離估算，借助角度尋向技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的方向判定。
梁佳毅指出，RSSI功能下的距離檢測是非常粗顆粒的，因?yàn)榻邮招盘柕膹?qiáng)度往往會收到環(huán)境因素的影響，如障礙物、多徑效應(yīng)、反射、折射、吸收和散射等，從而導(dǎo)致信號強(qiáng)度的波動。
而在本月由藍(lán)牙聯(lián)盟發(fā)布的藍(lán)牙6.0核心規(guī)范中，新增了藍(lán)牙信道探測這一功能，基于成熟的PBR（相位測距技術(shù)），搭載多重安全機(jī)制，將藍(lán)牙位置服務(wù)的距離測量能力和防惡意攻擊能力提升到了新的“精度”和“高度”。
梁佳毅透露：“藍(lán)牙信道探測在測量精度方面，初期實(shí)現(xiàn)達(dá)到了100米范圍內(nèi)±0.5米的精度，理論上的測量范圍要更廣。”
泰凌微作為藍(lán)牙生態(tài)的深耕者，以及藍(lán)牙信道探測技術(shù)開發(fā)的潮頭者，已經(jīng)發(fā)布多款支持藍(lán)牙信道探測的芯片產(chǎn)品，并擁有從芯片到協(xié)議的全棧自研技術(shù)，深度參與藍(lán)牙聯(lián)盟組織的相關(guān)技術(shù)的互操作測試。在此基礎(chǔ)上，泰凌微推出了基于TLSR922x的藍(lán)牙信道探測評估開發(fā)板B92，并已獲得頭部客戶青睞，預(yù)計(jì)產(chǎn)品將于不久上市。
圖 | 江波龍嵌入式存儲事業(yè)部高級市場總監(jiān)鐘山分享《嵌入式存儲在萬物互聯(lián)的演進(jìn)與實(shí)踐》
物聯(lián)網(wǎng)與存儲之間存在著密切的關(guān)系，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)需要被存儲、處理和分析以產(chǎn)生價值。近年來，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速和智能設(shè)備的普及帶動了全球DRAM與NAND Flash市場持續(xù)保持高速增長態(tài)勢。根據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，2024年上半年，DRAM與NAND Flash累積漲幅超20%。
與此同時，隨著AI走向邊緣和終端，AI手機(jī)、AI PC以及智能穿戴設(shè)備市場正經(jīng)歷著重大變革，市場增長空間十分可觀，對存儲產(chǎn)品的性能、容量及成本也提出了更高的要求。
以手機(jī)為例，AI大模型嵌入手機(jī)勢必會占用較多的手機(jī)內(nèi)存。從內(nèi)存需求量角度來看，運(yùn)轉(zhuǎn)70億參數(shù)的模型大約需要4GB內(nèi)存，運(yùn)行130億參數(shù)的模型大約需要7GB內(nèi)存。如果我們按照70億參數(shù)的模型來計(jì)算，那么“4GB模型占用內(nèi)存+6GB App保活+4GB安卓OS”，加總后可以得出一部AI手機(jī)至少需要14GB內(nèi)存，所以目前的AI手機(jī)內(nèi)存基本16GB起步。
在此背景下，半導(dǎo)體存儲品牌企業(yè)江波龍深刻理解市場需求的變化，推出了PTM（存儲產(chǎn)品技術(shù)制造）模式，并針對不同終端市場打造了一系列高性能、高可靠、低功耗的存儲產(chǎn)品，涵蓋FORESEE LPDDR5x、FORESEE UFS2.2、FORESEE QLC eMMC、FORESEE ePOP3、FORESEE ePOP4x、小尺寸eMMC、FORESEE SLC NAND等。
此外江波龍正在規(guī)劃下一代FORESEE UFS4.0的產(chǎn)品，屆時將采用自研的采用先進(jìn)制程的主控芯片和自主算法固件，在可穿戴方面也將會推出更為量身定做的uMCP5x產(chǎn)品，給到客戶更好的選擇。
圖 | 芯科科技中國區(qū)高級現(xiàn)場應(yīng)用工程師王進(jìn)朝分享《低功耗藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)(Ambinet IoT)的開發(fā)探索》
全世界每年有超過150億個電池被扔進(jìn)垃圾填埋場（相當(dāng)于90萬噸危險(xiǎn)廢棄物），而隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，預(yù)計(jì)到2025年，每天將有250億個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要更換達(dá)600萬個電池，屆時電池成本、更換成本，以及饋電給系統(tǒng)帶來的問題，將減緩物聯(lián)網(wǎng)本身的發(fā)展。
因此，越來越多的國家開始意識到該問題的嚴(yán)重性，并對電池收集和回收制定了新的規(guī)范，當(dāng)這些法規(guī)出臺，勢必又會反過來影響物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的設(shè)計(jì)。
在這樣的背景下，一些替代能源的方案應(yīng)運(yùn)而生，包括太陽能、機(jī)械能、熱能、振動/壓電能、感應(yīng)能等能量采集技術(shù)。并催生了環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)的概念，簡單來講，環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)是指一類新型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，它們能夠從周圍環(huán)境中采集能量，如無線電波、光、運(yùn)動、熱等，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的持續(xù)供電和無線通信。這種技術(shù)的發(fā)展，使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠以更低的維護(hù)成本和更高的可擴(kuò)展性，部署在更多具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中。
與此同時，低功耗藍(lán)牙技術(shù)在環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，為開發(fā)低功耗、長壽命的無線通信設(shè)備提供了新的可能性。有市場分析機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2030年，環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)市場將以24.4%的復(fù)合年增長率增長。
結(jié)合以上兩種趨勢，這些替代能源正在為更為節(jié)電的低功耗藍(lán)牙提供供電可能，從而很大程度上減少了電池的使用和廢棄。
針對該趨勢，芯科科技面向深度休眠型的電池?cái)U(kuò)展或無電池的能量采集應(yīng)用設(shè)計(jì)，推出了一系列能量優(yōu)化無線SoC——EFR32xG22E （ xG22E ）。
芯科科技中國區(qū)高級現(xiàn)場應(yīng)用工程師王進(jìn)朝表示：“xG22E系列采用Cortex-M33和Cortex-M0+雙內(nèi)核設(shè)計(jì)架構(gòu)，并搭載了512kB Flash和32kB RAM，接收靈敏度在802.15.4模式下可達(dá)-102.3dBm，在BLE 1Mbps模式下可達(dá)-98.9dBm，最大輸出功率6dBm。在功耗方面，睡眠電流在EM2模式下為1.2μA，在EM4模式下為0.5μA；發(fā)送電流在0dBm輸出功率下僅為4.1mA，在6dBm輸出功率下為8.2mA；接收電流在802.15.4模式下為3.9mA，在BLE 1Mbps模式下為3.6mA?！?/p>
值得一提的是，xG22E系列擁有超快和超低功耗的冷啟動功能，開機(jī)復(fù)位只需8ms，耗電量小于150μJ，同時在休眠喚醒方面表現(xiàn)尤為突出，EM4喚醒時間小于1.83ms，喚醒能量僅需16.6μJ，針對超低功耗或擴(kuò)展出能應(yīng)用可提供長達(dá)10年以上的紐扣電池運(yùn)作，整體喚醒能量降低78%。在喚醒方式方面，xG22E系列作為2.4GHz多協(xié)議無線SoC，可支持低功耗藍(lán)牙、專有協(xié)議、Zigbee等喚醒選項(xiàng)。
xG22E系列SoC的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括智能家居和家電、游戲類電子設(shè)備、智能建筑、輪胎壓力監(jiān)測傳感器、資產(chǎn)跟蹤、電子貨架標(biāo)簽、工廠自動化、預(yù)測性維護(hù)和智慧農(nóng)業(yè)等，這些應(yīng)用都可以通過能量采集技術(shù)減少或消除對傳統(tǒng)電池的依賴，實(shí)現(xiàn)更環(huán)保和可持續(xù)的解決方案。
在產(chǎn)品落地方面，為了簡化應(yīng)用工程師的開發(fā)流程，加速終端產(chǎn)品上市時間，芯科科技推出了?xG22E Explorer?Kit等開發(fā)板，該套件附帶了大量適用于藍(lán)牙和 Zigbee Green Power 的示例應(yīng)用，并提供了有關(guān)如何設(shè)置 PMIC 和優(yōu)化代碼以進(jìn)行基于能源決策的說明。
圖 | Power Integrations業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理王軍分享《適用于智能家居和智能建筑的具有超低待機(jī)功耗的高效AC/DC電源解決方案》
前面的演講我們提到物聯(lián)網(wǎng)離不開連接和存儲，事實(shí)上不管是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)也好，其他應(yīng)用也罷，都離不開電源的供電，它就像人體的心臟，為整個系統(tǒng)的運(yùn)行提供源源不斷的動力。
以智能家居和智能建筑為例，這些設(shè)備正在嘗試集成更多的功能，涵蓋傳感器、網(wǎng)絡(luò)連接、低噪聲直流電機(jī)、嵌入式USB端口、智能語音交互模塊等。
同時，從能源消耗的角度來看，當(dāng)前許多全球監(jiān)管機(jī)構(gòu)都對將智能家居產(chǎn)品納入范圍，并越來越重視待機(jī)能耗。例如，新的歐盟條例2023/826還涵蓋可調(diào)節(jié)家具/百葉窗/窗簾/天窗等由電機(jī)驅(qū)動的建筑構(gòu)件，并限制待機(jī)和關(guān)斷模式下的功耗不得超過0.5W，自2025年5月9日起生效，兩年后將限制在≤0.3W。
如何設(shè)計(jì)出更加緊湊高效的電源系統(tǒng)，來因應(yīng)智能家居和智能建筑等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景需求，給我們的電源設(shè)計(jì)工程師提出了不小的挑戰(zhàn)。
對此，Power Integrations推出了無需光耦且效率大于90%的電源解決方案——InnoSwitch。
Power Integrations業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理王軍表示：“InnoSwitch可以簡化BOM并減少PCB的尺寸，它是業(yè)界首款集成電源初級側(cè)和次級側(cè)控制器，且符合安規(guī)隔離的電源控制器，支持無散熱片設(shè)計(jì)，反激架構(gòu)下可實(shí)現(xiàn)大于95%的轉(zhuǎn)換效率。如果使用PowiGaN，還可以額外提升2%的效率。”
在直流電機(jī)應(yīng)用中，由于InnoSwitch-3/InnoSwitch-4支持恒定功率和峰值功率輸出，所以可以提供瞬時大電流，從而滿足如電機(jī)啟動所需要的2-3倍的峰值電流，而當(dāng)點(diǎn)擊開始轉(zhuǎn)動時，又立即減小電流，從而實(shí)現(xiàn)更為靈活的電源輸出方案。
在無適配器充電應(yīng)用中，由于InnoSwitch?5-Pro采用創(chuàng)新的次級側(cè)控制方式，無需額外使用高成本的專用高壓開關(guān)即可實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)(ZVS)，效率超過95%。這款新IC內(nèi)部集成750V或900V PowiGaN?初級開關(guān)、初級側(cè)控制器、FluxLink?隔離反饋功能和具有I2C接口的次級控制器，可優(yōu)化緊湊型、高效率單口或多口USB PD適配器的設(shè)計(jì)和制造。其應(yīng)用領(lǐng)域包括筆記本電腦、高端手機(jī)和其他便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品，包括要求支持新的USB PD EPR（擴(kuò)展功率范圍）協(xié)議的設(shè)計(jì)。
今天，以上多位技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)代表和專家，就物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的元器件、模組、設(shè)備、技術(shù)趨勢及解決方案等做了精彩的分享。希望能夠給參加論壇的產(chǎn)業(yè)鏈上下游及相關(guān)領(lǐng)域的觀眾朋友，提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)和參考。
