無縫連接與AI能力融合,芯科科技開啟IoT下半場
作為業(yè)內(nèi)持續(xù)專注于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)芯片開發(fā)的廠商,Silicon Labs(芯科科技)自2021年剝離基礎(chǔ)設(shè)施與汽車(I&A)業(yè)務(wù)后,全力聚焦物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。而隨著物聯(lián)網(wǎng)邁向全場景無縫連接與人工智能(AI)端側(cè)賦能的新階段,市場對連接性、多協(xié)議支持、安全性、低功耗以及AI計算能力的需求日益增長。憑借獨特的技術(shù)優(yōu)勢,芯科科技正助力客戶應(yīng)對這些復(fù)雜挑戰(zhàn),并在汽車、工業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域進(jìn)行戰(zhàn)略布局,為下一代智能互聯(lián)設(shè)備注入強勁動力。
近日,芯科科技攜全面的無線技術(shù)、熱門AI/ML解決方案及信道探測技術(shù)亮相IOTE展會。我們有幸采訪到芯科科技中國區(qū)總經(jīng)理周巍及南中國區(qū)高級區(qū)域銷售經(jīng)理陳猷,兩位分享了精彩的洞見。
周巍表示:“芯片廠商需要深刻理解物聯(lián)網(wǎng)的真正意義——它不僅是銷售一顆芯片,而是要助力客戶實現(xiàn)具體場景的應(yīng)用,為其產(chǎn)品創(chuàng)造更大價值?!?
IoT:從被動智能到自主決策
從最初的簡單連接逐步演變?yōu)槿谌肴斯ぶ悄艿腁IoT,物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和應(yīng)用場景都有了很大突破。早期,IoT主要解決設(shè)備連接問題,通過在設(shè)備中加入無線模塊(如Wi-Fi、藍(lán)牙或Zigbee)實現(xiàn)智能家居功能,例如遠(yuǎn)程控制燈光或家電等等。但這種智能屬于被動智能,用戶需要主動說出指令進(jìn)行設(shè)備喚醒和給出明確指令,設(shè)備才能執(zhí)行操作,整個流程缺乏自主性。
隨著應(yīng)用場景的拓展,IoT逐漸從智能家居延伸到智慧城市和智慧工業(yè)等領(lǐng)域。盡管如此,許多設(shè)備仍停留在“偽智能”階段,功能局限于響應(yīng)指令,未能真正滿足復(fù)雜場景的需求。近年來,人工智能和邊緣計算技術(shù)的引入顯著提升了IoT的智能化水平。設(shè)備開始具備主動智能,能夠根據(jù)用戶習(xí)慣或環(huán)境變化自主調(diào)節(jié),例如根據(jù)室內(nèi)溫度自動調(diào)整空調(diào),或根據(jù)光線變化優(yōu)化燈光亮度。這種從被動響應(yīng)到主動決策的轉(zhuǎn)變,標(biāo)志著IoT向AIoT的跨越,為用戶帶來了更高效、便捷的體驗。
而AIoT要真正實現(xiàn)規(guī)?;?,核心技術(shù)來自兩個方面:低功耗、安全的無縫連接,以及端側(cè)的AI計算能力。
IoT早期依賴2.4GHz Wi-Fi、Zigbee或IEEE 802.15.4等短距離通信技術(shù),主要服務(wù)于室內(nèi)場景,如智能家居的燈光控制。然而,隨著應(yīng)用需求的多樣化,短距離技術(shù)已難以滿足能源管理或室外設(shè)備的需求。例如,熱水器、太陽能系統(tǒng)或充電樁、自動除草機等需要更廣的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。為此,行業(yè)引入了Wi-SUN等技術(shù),一個網(wǎng)絡(luò)可支持多達(dá)5000個節(jié)點,覆蓋智慧城市中的路燈、能源表等設(shè)備,實現(xiàn)了從室內(nèi)到室外、從短距離到長距離的全面融合。
AI和邊緣計算的結(jié)合進(jìn)一步重塑了IoT生態(tài)。以往的IoT設(shè)備多為單一功能產(chǎn)品,例如Wi-Fi智能插座,但其對用戶體驗的提升有限。如今,AIoT通過邊緣計算實現(xiàn)本地化數(shù)據(jù)處理,使設(shè)備更加智能和系統(tǒng)化。以玻璃破碎檢測為例,傳統(tǒng)機械傳感器誤判率高、功能單一,而AI驅(qū)動的解決方案通過簡單的麥克風(fēng)傳感器+AI算法,不僅能準(zhǔn)確檢測破碎事件,還能分析原因(如由石頭或子彈引發(fā)),甚至預(yù)測高溫可能導(dǎo)致的破裂風(fēng)險。這種技術(shù)進(jìn)步顯著提高了設(shè)備的可靠性和功能性。未來,設(shè)備不僅能響應(yīng)指令,還能通過學(xué)習(xí)用戶行為和環(huán)境數(shù)據(jù),提前預(yù)測需求并采取行動。例如,智能設(shè)備可能在用戶回家前根據(jù)歷史數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境。
雖然當(dāng)下的AIoT仍需大量數(shù)據(jù)支持和算法優(yōu)化,但其發(fā)展?jié)摿薮?。傳統(tǒng)技術(shù),如老舊傳感器,將逐步被AI驅(qū)動的新方案取代,提供更精準(zhǔn)、豐富的功能。物聯(lián)網(wǎng)正從單純的設(shè)備連接邁向高效、智能的AIoT時代,為用戶創(chuàng)造更優(yōu)質(zhì)的體驗,同時為智慧城市、工業(yè)自動化等領(lǐng)域的創(chuàng)新注入新動能。
芯科科技在IoT領(lǐng)域的布局涵蓋了三類核心產(chǎn)品:微控制器(MCU)、無線片上系統(tǒng)(SoC)以及傳感器。其中,無線SoC占據(jù)主導(dǎo)地位,貢獻(xiàn)了公司約70%以上的收入。周巍表示,產(chǎn)品圍繞三個關(guān)鍵方向展開:互連互通、低功耗綠色能源以及安全性,以滿足市場對高效、可持續(xù)和安全連接解決方案的不斷增長的需求。
互連互通是IoT生態(tài)系統(tǒng)的基石。芯科科技致力于打破技術(shù)壁壘,通過提供全面的無線連接解決方案,促進(jìn)設(shè)備和平臺之間的無縫互操作。例如,其產(chǎn)品支持多種無線協(xié)議,確保智能家居、工業(yè)自動化等場景中的設(shè)備能夠高效協(xié)作。這種技術(shù)整合不僅提升了系統(tǒng)的整體性能,還為開發(fā)者提供了更大的靈活性,推動了IoT生態(tài)的繁榮。
在低功耗綠色能源方面,芯科科技展現(xiàn)了顯著的創(chuàng)新能力。其產(chǎn)品線注重“Green Energy”理念,旨在通過優(yōu)化能耗實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。例如,其推出的業(yè)界首款支持能量采集(Energy Harvesting)的藍(lán)牙SoC,通過將機械能轉(zhuǎn)化為電能,實現(xiàn)了無需電池的自供電運行。這種技術(shù)特別適用于智能家居傳感器、可穿戴設(shè)備等場景,不僅延長了設(shè)備壽命,還減少了對環(huán)境的影響。通過高效的能量管理,這些產(chǎn)品顯著降低了功耗,符合全球綠色能源趨勢。
安全性是近年來IoT領(lǐng)域日益關(guān)注的焦點,尤其在中國市場。芯科科技在無線SoC安全技術(shù)上處于行業(yè)領(lǐng)先地位,率先通過Arm PSA認(rèn)證,從Level 2到Level 3,并推出了全球首款通過PSA Level 4認(rèn)證的SiXG301 SoC。這些認(rèn)證表明其產(chǎn)品能夠抵御復(fù)雜的攻擊方式,如側(cè)信道分析、激光故障注入和物理篡改。在智慧城市、工業(yè)自動化和醫(yī)療設(shè)備等場景中,安全性不僅是保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的關(guān)鍵,還幫助廠商滿足全球監(jiān)管要求,例如歐盟的無線設(shè)備指令(RED)和網(wǎng)絡(luò)彈性法案(CRA)。通過動態(tài)安全機制,如實時監(jiān)控和空中固件更新,芯科科技將安全視為持續(xù)的生命周期管理,而非一次性功能。
AI在IoT領(lǐng)域備受關(guān)注,芯科科技采取了務(wù)實的策略,聚焦于邊緣AI的開發(fā)。邊緣AI在以下幾個方面展現(xiàn)出優(yōu)勢:它減少了對云端的依賴,降低了延遲和帶寬消耗;通過本地處理加速了響應(yīng)速度;同時,通過在設(shè)備端處理數(shù)據(jù),降低了傳輸過程中的安全風(fēng)險。其最新產(chǎn)品系列,如EFR32MG24、MG26和FG28,均集成了AI/ML功能。這些SoC通常包含三個內(nèi)核:基于Arm Cortex-M33的內(nèi)核負(fù)責(zé)應(yīng)用處理,硬件安全內(nèi)核專注于安全,以及專用的AI加速器內(nèi)核支持高效的邊緣計算。這種多核架構(gòu)在保持低功耗的同時,提供了高性能,適用于從智能家居到工業(yè)傳感器的廣泛場景。
EFR32FG28 Block digram
無縫連接的體驗背后:真正的動態(tài)多協(xié)議切換
在IoT應(yīng)用中,室內(nèi)外場景切換時如何實現(xiàn)不同無線協(xié)議的快速、無縫切換是一個關(guān)鍵問題。芯科科技通過其動態(tài)多協(xié)議(Dynamic Multiprotocol,DMP)技術(shù),在這一領(lǐng)域展現(xiàn)了顯著優(yōu)勢,特別是在軟硬件整合和協(xié)議棧優(yōu)化方面,為快速切換提供了高效的解決方案。
周巍強調(diào),只有芯科科技能夠做到真正的多協(xié)議動態(tài)切換,其解決方案在全球網(wǎng)關(guān)市場中占據(jù)主導(dǎo)地位,約80%與IEEE 802.15.4相關(guān)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備采用了其技術(shù)。這種優(yōu)勢源于其在協(xié)議棧開發(fā)上的深厚積累,確保了多協(xié)議共存時的高效協(xié)同。與之相比,友商宣稱支持的單芯片雙協(xié)議通信往往是靜態(tài)的,即需要暫停一個協(xié)議才能切換到另一個協(xié)議。這種方式在高運算負(fù)載的網(wǎng)關(guān)場景中效率較低,尤其是在需要同時處理多個設(shè)備的復(fù)雜環(huán)境中,靜態(tài)切換可能導(dǎo)致連接中斷或性能下降。而芯科科技通過優(yōu)化的協(xié)議棧和操作系統(tǒng),支持高效的任務(wù)分配和協(xié)議管理,從而實現(xiàn)了真正的動態(tài)多協(xié)議切換,顯著提升了用戶體驗和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
據(jù)悉,動態(tài)多協(xié)議切換的核心在于操作系統(tǒng)的支持,而芯科科技的SoC能夠得到嵌入式操作系統(tǒng)的無縫支持,這一特性為多協(xié)議動態(tài)切換奠定了基礎(chǔ)。早在進(jìn)入IoT領(lǐng)域時,芯科科技通過收購Ember Corporation獲得了無線協(xié)議棧的專業(yè)技術(shù),隨后又收購了Micrium操作系統(tǒng)平臺,進(jìn)一步強化了軟硬件整合能力。這種長期積累使其在多協(xié)議動態(tài)切換的運算性能上處于行業(yè)領(lǐng)先地位。芯科科技的SoC能夠在Wi-Fi、藍(lán)牙和Sub-GHz等協(xié)議間實現(xiàn)近乎無感的快速切換,而無需暫停系統(tǒng)或經(jīng)歷明顯的切換延遲。
陳猷分享,像一些開源的實時操作系統(tǒng)無法實現(xiàn)真正的動態(tài)切換。操作系統(tǒng)不僅提供了資源管理和任務(wù)調(diào)度的能力,還通過其網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP)支持協(xié)議共存。DMP技術(shù)通過軟件架構(gòu)的精細(xì)設(shè)計,確保了協(xié)議切換的實時性和流暢性,而非單純依賴硬件性能。例如,在IoT網(wǎng)關(guān)設(shè)備中,Wi-Fi與Zigbee或Thread協(xié)議的共存是常見需求。芯科科技的這種軟硬協(xié)同的優(yōu)勢,使其在IoT領(lǐng)域中區(qū)別于競爭對手,為開發(fā)者打造高效、靈活的連接生態(tài)提供了堅實基礎(chǔ)。
安全領(lǐng)先:全球首個通過PSA Level 4認(rèn)證
隨著無線連接技術(shù)快速發(fā)展,設(shè)備的信息安全已成為核心議題。選擇將射頻與安全功能分開還是集成到SoC中,是影響安全性和可靠性的關(guān)鍵抉擇。芯科科技通過其集成SoC方案,減少了分立組件之間的潛在漏洞,提升了數(shù)據(jù)處理和通信的穩(wěn)定性。在物聯(lián)網(wǎng)安全領(lǐng)域展現(xiàn)了顯著優(yōu)勢,為構(gòu)建更安全、更高效的連接生態(tài)提供了強大支持。
據(jù)悉,歐洲自8月1日起實施的《無線電設(shè)備指令》(RED)要求無線產(chǎn)品通過嚴(yán)格的安全認(rèn)證,并貼上合規(guī)標(biāo)簽才能進(jìn)入市場。美國也推出了類似的安全標(biāo)準(zhǔn),尤其是美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)對無線醫(yī)療設(shè)備(如連續(xù)血糖監(jiān)測儀)的安全要求尤為嚴(yán)苛。而芯科科技的BG27 SoC是唯一獲得FDA認(rèn)可的產(chǎn)品,滿足了這些高標(biāo)準(zhǔn)要求。在全球物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)推動設(shè)備互聯(lián)互通的趨勢下,低功耗設(shè)計的差異逐漸縮小,但安全性將成為設(shè)備廠商競爭的關(guān)鍵區(qū)別。
特別值得一提的是,芯科科技的SiXG301 SoC,成為了全球首款通過Arm PSA Level 4認(rèn)證的芯片。與國內(nèi)友商大多僅達(dá)到PSA Level 2相比,滿足PSA Level 4的SiXG301能夠防御激光故障注入、側(cè)信道攻擊、微探測和電壓操縱等復(fù)雜黑客威脅。這些威脅雖然在當(dāng)前市場中較少見,但對未來設(shè)備的安全性至關(guān)重要。芯科科技通過其獨有的Secure Vault技術(shù),在PSA Level 3基礎(chǔ)上實現(xiàn)“雙重鎖”保護(hù),而PSA Level 4則進(jìn)一步升級為“三重鎖”,極大提升了設(shè)備對高級攻擊的抵抗力。
而與分立的外部安全芯片相比,集成SoC方案展現(xiàn)出更大優(yōu)勢。部分友商采用的外掛安全芯片主要針對物理層攻擊,屬于入門級防護(hù)。相比之下,芯科科技的集成方案通過結(jié)合邊緣計算和PSA Level 4認(rèn)證,能夠抵御高達(dá)80%的潛在威脅。雖然黑客技術(shù)也在不斷演進(jìn),但這種軟硬結(jié)合的策略為設(shè)備提供了更全面的保護(hù)。此外,芯科科技還提供獨特的定制元件制造服務(wù)(CPMS),進(jìn)一步增強了安全性。每顆SoC都嵌入唯一標(biāo)識符,類似數(shù)字身份證。如果客戶發(fā)現(xiàn)芯片被用于非授權(quán)用途,芯科科技可根據(jù)客戶要求遠(yuǎn)程禁用芯片,確保供應(yīng)鏈安全。這種服務(wù)顯著提升了客戶信任。
藍(lán)牙:兩大技術(shù)突破,三大行業(yè)布局
從音頻到高精度定位,藍(lán)牙技術(shù)近年來也迎來顯著突破。藍(lán)牙6.0引入的信道探測(Channel Sounding)技術(shù)通過相位測距(PBR)與往返時間(RTT)算法顯著提升定位精度,而Auracast技術(shù)則為音頻應(yīng)用開辟了新場景,藍(lán)牙Mesh和Long range也為更大規(guī)模的組網(wǎng)通信帶來了可能。芯科科技作為藍(lán)牙聯(lián)盟的主要成員單位之一,也在積極推動這些藍(lán)牙創(chuàng)新技術(shù)的落地,并在為汽車、工業(yè)、醫(yī)療等多個行業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略布局,為下一代智能互聯(lián)設(shè)備注入強勁動力。
在周巍看來,在藍(lán)牙的諸多創(chuàng)新技術(shù)中,音頻技術(shù)和高精度定位技術(shù)將會是關(guān)鍵方向。在音頻領(lǐng)域,Auracast技術(shù)的推出為藍(lán)牙音頻應(yīng)用注入了新的活力。在定位技術(shù)方面,藍(lán)牙6.0引入的信道探測技術(shù)通過結(jié)合相位測距和往返時間算法,顯著提升了定位精度。芯科科技率先推出了業(yè)界首款雙天線版本的信道探測解決方案,其演示設(shè)備在50米距離內(nèi)可實現(xiàn)厘米級的定位精度。這種高精度定位技術(shù)不僅增強了用戶體驗,還對超寬帶(UWB)技術(shù)形成了部分潛在競爭優(yōu)勢,因其功耗更低且兼容性更強。特別是在智能標(biāo)簽應(yīng)用中,信道探測技術(shù)的引入有效解決了傳統(tǒng)RSSI技術(shù)精度低、用戶體驗差的問題,為高端智能標(biāo)簽產(chǎn)品提供了更好的性能支持。
在具體應(yīng)用場景中,芯科科技將藍(lán)牙技術(shù)聚焦于三大核心領(lǐng)域:汽車、醫(yī)療健康和新能源。
首先,在汽車領(lǐng)域,芯科科技在車鑰匙技術(shù)上擁有深厚積累,從早期的單向遙控鑰匙到雙向通信的無鑰匙進(jìn)入與啟動(PEPS)系統(tǒng),再到基于信道探測的多點精準(zhǔn)定位技術(shù),其解決方案廣泛應(yīng)用于全球主流車廠。例如,其藍(lán)牙芯片被集成于知名電動車品牌的后視鏡中,支持手機與車輛的精準(zhǔn)交互。此外,其胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)也已從傳統(tǒng)技術(shù)升級為藍(lán)牙方案,廣泛應(yīng)用于北美主要電動車品牌。此外,芯科科技還積極響應(yīng)“人車家”生態(tài)理念,通過藍(lán)牙技術(shù)實現(xiàn)車內(nèi)多節(jié)點(如座椅、冰箱等)的智能化連接,推動車聯(lián)網(wǎng)與智能家居的融合。
其次,在醫(yī)療健康領(lǐng)域,芯科科技的藍(lán)牙技術(shù)在連續(xù)血糖監(jiān)測(CGM)設(shè)備中占據(jù)重要地位。面對2.4GHz頻段復(fù)雜電磁環(huán)境的挑戰(zhàn),其藍(lán)牙解決方案以高穩(wěn)定性和低功耗特性,確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑵M足了糖尿病患者對高精度監(jiān)測需求。目前,中國一線醫(yī)療設(shè)備廠商多采用其藍(lán)牙芯片,產(chǎn)品出貨量已達(dá)到千萬級甚至億級規(guī)模。
最后,在新能源領(lǐng)域,芯科科技推出了業(yè)界首款Sub-GHz與藍(lán)牙雙模SoC(FG28),廣泛應(yīng)用于充電樁管理等場景。通過藍(lán)牙技術(shù),維修人員可直接使用手機掃描充電樁錯誤代碼,快速定位問題,提升了運維效率。此外,在電子貨架標(biāo)簽(ESL)市場,芯科科技占據(jù)全球約80%的市場份額,技術(shù)從早期私有Sub-GHz協(xié)議逐步轉(zhuǎn)向藍(lán)牙帶響應(yīng)的周期性廣播(PAwR)技術(shù),支持多達(dá)2000個節(jié)點的組網(wǎng)需求,助力零售行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
周巍強調(diào),這并不意味著芯科科技不再關(guān)注消費電子等領(lǐng)域的藍(lán)牙應(yīng)用,但汽車、醫(yī)療和新能源將是其首要聚焦的三大核心領(lǐng)域,是“重中之重”。
扎根中國:助力本地創(chuàng)新與出海
芯科科技在中國市場深耕近二十年,以其專注IoT芯片技術(shù)為核心,結(jié)合中國獨特的市場需求和應(yīng)用場景,承擔(dān)著作為技術(shù)與市場橋梁的重要責(zé)任。周巍表示,芯科科技的使命不僅在于提供芯片,而是通過技術(shù)賦能,連接智能與應(yīng)用場景,助力客戶實現(xiàn)產(chǎn)品價值最大化。其中國團(tuán)隊在這一過程中扮演了雙向橋梁的角色:一方面,將美國和歐洲的先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗引入中國,為本地客戶提供符合全球標(biāo)準(zhǔn)的高性能物聯(lián)網(wǎng)解決方案;另一方面,將中國市場的獨特場景需求反饋至總部,推動其產(chǎn)品創(chuàng)新。例如,車內(nèi)藍(lán)牙Mesh組網(wǎng)和新能源領(lǐng)域(如無線電池管理系統(tǒng)BMS)的藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用,均由中國客戶的需求驅(qū)動,成為全球市場的先驅(qū)應(yīng)用。這些創(chuàng)新不僅體現(xiàn)了芯科科技對中國市場的深刻洞察,也彰顯了其在全球物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)中的引領(lǐng)作用。
在中國,芯科科技積極布局核心城市,已在上海、北京、深圳、武漢和杭州設(shè)立辦公室,并計劃進(jìn)一步擴(kuò)展至廈門等關(guān)鍵節(jié)點城市,以更貼近客戶需求,提供本地化支持。同時,公司還致力于幫助中國企業(yè)“出?!保ㄟ^與全球生態(tài)鏈巨頭如谷歌、亞馬遜和蘋果HomeKit的合作,助力中國物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)提升產(chǎn)品競爭力,擺脫低價競爭的桎梏,打造具有全球影響力的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
芯科科技的中國戰(zhàn)略不僅是技術(shù)與市場的深度融合,更是以使命驅(qū)動的實踐。其中國團(tuán)隊致力于成為承載中國物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)夢想的橋梁,助力更多企業(yè)從中國走向世界,打造具有國際競爭力的產(chǎn)品。通過結(jié)合中國國情與全球技術(shù)優(yōu)勢,芯科科技正為中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的崛起和全球化貢獻(xiàn)獨特價值。
“中國市場有很多好的創(chuàng)新想法,這個市場變化很快,”周巍分享道,“我們希望能幫這些企業(yè)更好的發(fā)展,利用我們的技術(shù)把他們的產(chǎn)品提升一個層次,真的做到讓全世界知道中國是有Class 1的企業(yè),Class 1的產(chǎn)品。”