拓墣研究所:物联网 半导体下个火车头

2014-12-08 09:06:22来源: 工商时报 关键字:物联网  半导体

2010年以来以智慧型手机为代表的通讯产业,成为全球半导体最大的应用领域。智慧型手机是拉动半导体产业成长的火车头,然而在经过多年的爆发式增长后,将来要实现持续的高速增长非常困难,这部动力十足的车头正在逐步减速,半导体产业的成长也因此产生了逐渐减速的隐忧。

万物皆可互联的物联网产业,其相关的物联网终端数量远超手机、平板,未来不仅是电视机、机上盒、路由器等电子产品,连电灯、家具、衣物、汽车等,万事万物都是智慧终端机,既然是智慧终端机,就少不了资讯的获取、相互沟通和处理。因此物联网的应用或许有机会成为半导体下一波成长的主要推动力。

物联网体系结构可分为感知层、网路层和应用层三大块,每一块都会产生巨大的半导体需求:

感知层半导体

各类半导体Sensor风光无限,带动MEMS商机大爆发

如果把整个物联网系统比作人的身体,感知层就类似于人的神经末梢,是影像、温度、能量等各种资讯的收集机关。感知层的关键半导体器件主要有CIS、矽基麦克风、陀螺仪、加速度计等各种MEMS感测器。

CIS和MEMS在智慧型手机时代得以飞速的成长,而除了手机和平板外,CIS和MEMS还大有用武之地,每一个物联网终端都需要感测器来收集资讯,这将是非常庞大的需求量。尽管随着量产规模的加大,感测器的成本会有明显的下降,价格也随之下滑,但出货量的快速增长仍然带动营收的倍增。

网路层半导体

信号的智慧传输和识别,根据具体应用有多种技术方案,PLC和低功耗蓝牙最被看好

网路层起到资讯通道的作用,感知层Sensor收集的信号通过网路层传输。信号稳定性、传输速率、功耗、自动识别能力、网路节点支援能力、成本等因素都需要考虑,需根据具体应用场景确定最适合的方案。

有线技术中,PLC(电力线载波通信)机会最大。只要是有电力线通达的终端,PLC都有应用可能,智慧电网正在普及PLC,未来智慧社区、智慧家庭是PLC的主要应用方向。

无线技术种类繁多,但低功耗蓝牙适合最广泛的物联网应用场景,且有非常成熟的标准和技术联盟,最被看好。其他技术中,NFC受制于传输距离;RFID受制于传送能力;Wi-Fi功耗和成本相对较高;ZigBee则是没有成熟的商业应用模式。

近几年来,无线连接晶片领域发生过多起并购。2014年前Qualcomm收购Atheros、联发科并雷淩及Samsung买下CSR的无线连接技术等,都是为了手机、PC、电视需要较高速率的无线传输,重点在Wi-Fi和经典蓝牙。但在2014年,国际大厂并购的重点已经转移到低功耗蓝牙,为的是布局物联网应用。

最典型的两大案例就是Microchip和Qualcomm分别并购创杰和CSR。Microchip通过并购,尝试提供整合网路层与应用层的SoC方案,瞄准超低功耗、超小体积的物联网应用。

Qualcomm已经是经典蓝牙大厂,但并不满足于手机晶片霸主之位元,未来的物联网大市场也要用钱开路,抢先卡位。通过并购CSR,Qualcomm获得低功耗蓝牙业务,尤其是其中的Mesh技术,可以使得蓝牙在组网能力上比肩ZigBee,进一步巩固低功耗蓝牙在物联网应用中对比ZigBee的优势。

应用层半导体

整合嵌入式记忆体和射频等关键周边模组的MCU SoC是主控平台的主流

应用层是物联网系统的中枢,负责处理感知层收集到并通过网路层传输过来的资讯。应用层的核心是CPU或MCU,一般要求极低功耗、计算能力要求不高、无复杂显示的系统,主要采用MCU平台,反之则需要用到性能更强大的CPU(包括嵌入式的应用处理器)。

大多数应用场景下,终端和系统的主控平台都不需要特别强大的计算能力,而是对功耗要求更严格,因此搭载比CPU更具成本和功耗优势的MCU即可满足要求。

而物联网需考虑的是终端范围广度和无人操控环境下自动反应的智慧程度。一般要求主控晶片达到10~100MHz主频,因此对于32位的MCU需求最多,增长最快。跟移动处理器一样,MCU也需要整合更多周边功能模组,如嵌入式记忆体、射频、电源管理、各类介面等。从Microchip并购创杰一事来看,未来应用层的主流产品MCU与网路层的主流产品低功耗蓝牙,甚至有可能整合到1颗SoC。

物联网终端数量庞大,对半导体产品的需求种类丰富。随着人类生活智慧化程度的不断提升,物联网成为最热门的科技概念之一,是继智慧型手机和平板电脑之后,半导体产业发展的主要推动力。在众多半导体产品中,拓墣产业研究所(TRI)最看好MEMS感测器、PLC、低功耗蓝牙和32位MCU在物联网应用中的前景。

关键字:物联网  半导体

编辑:刘燚 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/IoT/2014/1208/article_998.html
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