物联网

新通讯 2016 年 12 月号 190 期《 封面故事 》
文.廖专崇

物联网的发展将带动MCU后续几年的成长契机,未来相关应用十分强调在个别系统中的垂直整合能力,所以MCU厂商必须培养平台化开发能力,从系统的角度,软硬结合打造完整的产业生态体系,并与各领域伙伴深度合作,才能够在物联网时代取得竞争优势。

微控制器(Microcontroller, MCU)过去几年面临产业成长动能不足的问题,然而,随着智慧家庭、智慧医疗、智慧工厂、智慧城市等议题发酵,带动物联网(IoT)相关应用与发展,2014年开始,MCU产业出现一波波整并风潮,延续到今年更催生半导体产业史上最大的一笔并购案,可以看出整个MCU产业都在为物联网未来几年的发展做布局。

恰巧就在台积电董事长张忠谋于2014年提出物联网为Next Big Thing的观点后,产业对前景的预期转趋乐观,发展的阴霾一扫而空。物联网装置,尤其是终端节点数量惊人,各界对市场的预测规模从20到500亿皆有,其特点包括具备控制、通讯、感测等功能,而且物联网的应用很多都是系统化架构,因此芯片供货商必须有提供整体解决方案的能力,所以厂商积极透过整并扩大产品线,并发展平台化设计能力,建构自有的产业生态系(Ecosystem)。
物联网商机无限

根据市调机构Gartner的调查指出,2016年全球物联网半导体市场规模约141亿美元,较2015年的115亿美元成长22.6%,三大应用类别包括消费性、汽车与产业应用等。而从组件类别来看,处理器、感测与通讯组件为最主要的三个组件类别,当中以处理器组件所占产值与比重最高,包括MCU、应用处理器(AP)、FPGA、微处理器(MPU)等等。

再将三大应用层面仔细拆开来看,物联网的应用五花八门,除了汽车本身的多项应用之外,还包括商用室内LED照明、联网智能玩具、智能电视、监视器、防盗标签、蓝牙耳机、智能插座、LED照明、智能电(水)表、智能手表、智能打印机、智能型烟雾感测装置、无线喇叭等。工研院IEK产业分析师范哲豪(图1)表示,物联网的应用领域广泛,很难有一家通吃的状况出现,尤其在消费性领域。


图1 工研院IEK产业分析师范哲豪表示,物联网的应用领域广泛,很难有一家通吃的状况出现,尤其在消费性领域。

未来不同应用的物联网产品外型依然强调美观与轻薄短小,可携式或终端节点依然要求省电,低价、执行速度快等特点。但是未来的物联网应用,在个别系统中又很强调垂直整合能力,所以MCU厂商必须培养平台化开发能力,从系统的角度,软硬结合打造完整的产业生态体系,提供整合性的解决方案,才可以满足客户需求。

物联网的市场到底有多大?从科技产业的发展来看,PC的市场规模约是每年2∼3亿台,智能型手机每年以十亿计,物联网终端将从20亿起跳,并朝百亿节点迈进。Mckinsey Global Institute Analysis 2015年发表报告,预测2025年物联网产业每年产值最高可能达到11兆1千亿美元。物联网不是新发明的技术,而是许多现有的软、硬件科技发展到一定高度后的集合应用。而MCU就是物联网中的关键零组件。

MCU高度发展 高度整并

MCU其实已经是一种高度成熟的技术与产品,所以因技术创新而来的产业成长动能并不多,2014年开始,MCU产业出现很明显的整并现象,透过不同方式的整并,一则强化规模,以便提供更完整的产品与服务,一则整合能力,发展平台式、系统化的设计能力,尽管目前物联网部分领域还在发展与成形当中,我们将透过观察这些厂商的布局,一窥未来产业样貌。

物联网产品从目前需求较为强劲的应用来看,有几个大趋势,即少样多量、低耗电与高效能,资策会MIC资深产业分析师兼产品经理杨正瑀(图2)表示,MCU产品种类与应用领域分散,需要特性也各不相同,很难出现独大的厂商,不同垂直应用间专业度差异很大,在不同领域会出现不同的领导厂商,厂商需要建立更多不同的技术支持能力,并保留设计与制造弹性,以因应多样化终端发展需求。


图2 资策会MIC资深产业分析师兼 产品经理杨正瑀说明,MCU产品种类与应用领域分散,需要特性也不相同。

在产业整并部分,如图3所示,这两年来透过复杂的整并过程,达成扩大市占率、取得联网/安全技术并扩及其他垂直应用市场的主要目的。其中最经典的案例莫过于2015年初恩智浦(NXP)甫以120亿美元并购飞思卡尔(Freescale),成为一拥有400亿资产、年营收超过100亿美元,并在车用与标准型MCU居领导地位的厂商。不过两家公司完成收购作业不满一年的2016年10月底,高通(Qualcomm)又以破纪录的470亿美元天价并购NXP,挟通讯领域优势变成车用解决方案前三大业者。

数据源:资策会MIC

飞索(Spansion)在2014年并购了富士通(Fujitsu)的MCU部门,又在2015年与赛普拉斯(Cypress)合并,Spansion的车用与嵌入式内存与Cypress的MCU形成产品互补,且双方客户群的整合,可以有效提升自家产品的经济规模。另外,微芯(Microchip)分别在2014年并购台湾蓝牙芯片厂创杰与2016年斥资35.6亿美元并购爱特梅尔(Atmel),成为业界少数同时提供MIPS和ARM核心MCU的厂商,并持续发展Microchip与Atmel 32bit系列产品。同时,在8bit MCU产品也是领导厂商。


图3 近年MCU产业大厂整并概况

另外,中国IC设计前三大的华大半导体宣布,旗下晶门科技以2,300万美元收购Microchip的触控技术资产,意图布局OLED触控屏幕控制器市场。瑞萨电子(Renesas Electronics)也在9月宣布以3,219亿日圆并购英特硅尔(Intersil),预计2017年6月完成并购程序,强化其电源、模拟产品在车用、航天与垂直产业应用领域的实力。

MCU厂商积极布局自有生态系

除了同业一波又一波的整并,预计未来将出现更多异业整并的状况,近期比较著名的就是今年7月ARM以320亿美元的高价被软件银行合并,一瞬间就从英商变身成日商,一般观察也是软银为了进军物联网所致。而在产业整并之外,进一步将自己的产品与技术能力扩建成完整的生态系,恐怕才是在未来物联网时代致胜的关键。

在前五大MCU厂商中,过去两年在这波风起云涌的整并潮中,显得相对低调的意法半导体(STMicroelectronics)大中华暨南亚区资深产品营销经理杨正廉(图4)表示,该公司过去几年MCU的发展策略大致稳定,一直专注在32bit产品在线,秉持着往高效能与低功耗的方向发展,近期因应物联网的兴起,也将发表新产品线。


图4 意法半导体大中华暨南亚区资深产品营销经理杨正廉指出,该公司过去几年MCU的发展策略一直专注在32bit产品上。

有鉴于物联网的发展还处于成长期,所以产业样貌尚未稳定,杨正廉强调,与客户的合作必须保持弹性与积极主动,并深入了解客户需要,ST目前的产品线就致力于提供多样化的解决方案,以因应物联网发展过程中各式需求,该公司产品线目前总共能提供700个产品组合与解决方案,并且会保持弹性,以因应产业需求与变化,过去有些应用就是公司与客户深度合作而开发出来的,如手机传感器整合控制解决方案。 过去几年在MCU市场稳定保持领先的瑞萨,面对这两年的产业变化,在宣布并购Intersil之前,也没有太多扩张的动作,台湾瑞萨电子营销事业部兼营业暨应用事业部协理王裕瑞(图5)说明,与日系企业稳健的风格有关,该公司这几年也非常关注市场趋势,但是并没有太大手笔与积极的并购动作,整并Intersil的金额与近期的其他类似案件相较,并不算太惊人之举。

瑞萨花费更多心力在建构产品发展平台上,王裕瑞强调,该公司源自多家公司整并的背景,所以产品线本来就比其他竞争对手丰富,不过在物联网的应用上,瑞萨将以32bit ARM Cortex-M系列为主,并且推出名为Synergy的开发平台,希望能协助客户解决上市时程(Time to Market)、整体拥有成本(Total Cost of ownership)与进入门坎(Barriers to Entry)等三大目标,这也是该公司长期以来发现客户最想要解决的问题。


图5 台湾瑞萨电子营销事业部兼营业暨应用事业部协理王裕瑞表示,该公司非常关注市场趋势,但是并未大举四出并购。

台湾瑞萨营销事业部泛用市场营销部主任王仲宇(图6)表示,Synergy是一个整合式平台,随附完全整合的软件、可扩充的MCU,以及统一的开发工具,可协助嵌入式系统开发人员更快推出创新物联网装置的应用产品。Synergy平台的核心是Synergy软件套件(SSP),由瑞萨审查合格、提供支持、保固并负责维护。SSP包含实时操作系统(RTOS)、中间件以及通讯协议等,且皆可透过应用程序设计界面(API)存取,让客户不必再处理一些较低阶的细节。开发人员可在API层级立即开始进行MCU软件开发,以便将资源及人力聚焦于各自产品的差异化。

瑞萨将自有核心的产品线设定在业务较稳定的客户上,在Synergy平台的推广上,王裕瑞特别强调「差异化」,物联网尤其是终端产品,如果都以Me Too的思维开发,很难获得市场或消费者的青睐,Synergy就是希望透过差异化来建立价值。

国内MCU厂夹缝中求生存

与国际大厂相较,资源较不丰富的国内业者,如新唐、盛群、义隆等,规模与外商差距较大。台湾MCU产业发展时间不算短,不过国内厂商在全球MCU产业产值合计仅约占3%,跟其他半导体应用领域相较,面对都是百倍规模的竞争对手,更需要透过策略找寻利基市场,面对未来物联网时代国际大厂积极掠食的状况,国内厂商的经营更显挑战。


图6 台湾瑞萨营销事业部泛用市场 营销部主任王仲宇表示,Synergy整合式平台可协助开发人员更快推出物联网装置应用。

近年专注在32bit MCU经营的新唐科技微控制器应用事业群副总经理林任烈(图7)指出,台湾的MCU厂商规模虽然小,但物联网市场与潜力都很大,只要深耕技术与客户,并不难找到可以发挥的领域,新唐虽然没有资源发展自有的大型开发平台包括RTOS软件,但也采用IP供货商ARM的开发资源,并提供开发工具,结合网络上的免费自由软件,提供客户开发产品时更多完整的支持服务。

透过多样化的产品组合,新唐也可以提供多达400∼500种产品组合,林任烈进一步说明,针对最近热门的无人机、车用人机接口、健康照护、智能温室、智能制造、3D打印机、无线充电等应用都推出参考设计;另外,开发平台有针对自造者(Maker)提供的开发工具包、简易的积木式开发平台、路由器平台、穿戴式产品开发平台等。并因应电子商务的发展,推出全球在线销售平台,期望打破过去产业固定的营销结构,发展更为灵活的营销模式。 台湾半导体产业过去以垂直分工闻名,但物联网时代更强调整合的能力,所以厂商必须反其道而行,与更多不同领域厂商策略合作,建立虚拟IDM的合作体系,才有与国际大厂抢占物联网新兴应用大饼,取得市场先机的可能。

扩大开发社群 提供开发板

国际大厂进军IoT除了透过并购取得关键技术、产品与市场之外,有资源的厂商还从广度—号召开发社群,以及深度—提供开发工具包(板)两个面向深入布局,像是Qualcomm就从专长的行动通讯领域,透过并购跨足局域网络与穿戴式应用,再一脚踏入汽车电子,并且号召Allseen开发社群。联发科(MTK)虽不是MCU厂商,也由应用处理器的角度投入物联网市场的发展,其推出数款LinkIt开发板,满足专业开发者早期开发需求,深耕开发社群。


图7 新唐科技微控制器应用事业群副总经理林任烈指出,物联网市场潜力很大,深耕技术与客户便能找到可以发挥的领域。

另外,包括市场较为熟知的Arduino、Raspberry Pi等业界知名的开发板,还有由国内网通厂瑞昱推出的Ameba开发板,都是近期业界锁定物联网应用的开发工具包。由于市面上超过九成的MCU都授权ARM架构,ARM也特别投入推广产业链合作,除了其原先针对MCU的Cortex-M系列核心之外,还特别因应省电与高效能产业趋势,推出ARMv8-M架构,并推广mbed RTOS,期待能在共通架构的现况下,扩大互通软件平台的整合效益。

展望未来,在已经成形且持续成长的车用、工业控制市场,国际大厂将持续角力,除扩大市场规模、提升产品应用范畴之外,在未来潜力更大的消费性应用市场,将以市场需求带动产业成长,国际大厂也会不断提高芯片产品规格,拉大领先门坎,根据IC Insights的统计数据显示,2016∼2020年,MCU的平均年复合营收成长率约5.9%,出货量有4.5%成长,产品平均单价也因应IoT成长需求开始回升,从2015年谷底的0.72美元缓步成长至2020年的0.78美元,显示产业正向健康的趋势发展。

在技术或应用发展趋势方面,更聪明便利的界面如触控解决方案、低电压省电技术、嵌入式电源管理技术、智慧健康照护解决方案、多屏幕显示解决方案、电动车/智慧车/无人驾驶车、智慧家庭(智慧光源控制、智慧家庭保全、人体红外线感应PIR等)在未来几年都是有潜力的明星。

物联网将接续行动通讯成为引领下一波科技产业成长的发动机,但与过去PC/SmartPhone应用相较,IoT更需要创意,软硬整合与深化的服务更为重要;产业链上下游的紧密合作是胜出的关键之一。相较于过去非常强调技术先进尤其是硬件,在物联网时代应用整合度比技术重要,整合度高的低阶应用依然可以获得市场与消费者青睐。

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虽然嵌入式系统已经有30多年的历史,但是原来一直是隐藏在背后的,自从物联网上升为国家战略后,嵌入式系统也从后台走到前台,成为备受瞩目的一部分。

很多学者和业界人士都意识到,嵌入式系统将会迎来前所未有的发展机遇;同时,嵌入式工程师也意识到,随着时代变迁,我们自身的意识也要跟着进步。原来的嵌入式系统是孤立在一个个产品中的独立系统,而如今在物联网时代,这些独立的系统要连接成一个大网,安全性和可靠性都上升到了一个新的高度。不仅如此,嵌入式工程师的关注角度也不能再仅仅局限于技术、产品,而应该树立广义的服务意识,站在更高的角度上统筹嵌入式系统能够给物联网带来哪些服务!《单片机与嵌入式系统应用》小编,邀请到了业内的专家,一起来聊聊关于转型的那点儿事!

专家论道

嵌入式系统联谊会秘书长何小庆

物联网时代,嵌入式工程师应尽快转型

嵌入式工程师转型到物联网开发有两种方式:主动转型和被动转型。主动转型,是指传统的嵌入式工程师看到物联网发展的大趋势,主动在企业内部申请参加与物联网相关的新项目开发工作,或者为企业出谋划策,建议企业将传统产品转型到物联网产品。主动转型的嵌入式工程师会非常关注新的物联网开发平台,积极参加物联网开发技术研讨会,充分利用业余时间学习物联网开发新技术和新知识。被动转型,是指企业本身看到物联网发展趋势,开始着手将产品升级成物联网产品,由此要求嵌入式工程师参与到物联网产品开发之中。

无论是哪种方式的转型,嵌入式工程师只要积极参与到物联网开发当中,努力学习,就一定能顺利地胜任物联网开发工作。因为物联网系统本身就是嵌入式系统的自然延伸,嵌入式系统通过增加无线通信、手机APP和云计算平台实现了物物相连的一个大系统。

当然,学习物联网相关知识,掌握物联网开发所需要的新工具,是必须经历的过程。比如蓝牙和ZigBee通信协议的相关知识、Android 智能手机编程技术,这些都是传统嵌入式工程师以前没有掌握的技术。所幸的是,目前高校已经开设了物联网专业,培训机构以及物联网技术平台企业(比如ST 和NXP 等)都有不错的培训课程,许多出版社已经出版了大量物联网开发书籍,互联网上有许多很好的物联网开发视频教程,开源社区也有许多开源硬件和软件,比如IntelArduino101和FreeRTOS。

现在,学习物联网开发的基础条件很好,关键在于自身。如果你一直抱着等等看、以后再说的想法,随着年龄的增加,学习新技术的热情和能力都会有所下降。物联网时代已经到来,嵌入式工程师应尽快实现转型。

太原理工大学晓明研究室常晓明教授

嵌入式工程师要依靠项目成熟

最近,我与一些学生进行了交流,大家就嵌入式系统工程师这一职业谈了一些看法。归纳起来主要有两个方面:一是担心嵌入式系统工程师的发展前景;二是嵌入式系统涉及的面太广,不知该如何学,从而难以坚持。

第一,关于嵌入式系统工程师的发展前景。本人从事该方面的工作已有40多年。从最初制作硬件到后来软件硬件都做,从开始的单体设计到后来的系统设计,我感到嵌入式领域发展非常迅速,有许许多多的机会,同时也充满了挑战。有一点感受:嵌入式系统越做越有味儿,几十年前许多最基本、最基础的东西不会因器件的迅猛发展而被淘汰,关键是你要跟随时代不断学习新东西。在我看来,嵌入式系统工程师前途一片光明。

第二,嵌入式系统涉及的面确实比纯软件要广。不但需要具有坚实的数学、物理、电路基础、信号与系统、电子线路等功底,还必须有大量的实践经验,而要得到实践经验的环境并不是像做软件那样,有台计算机就基本能解决问题。因此,培养一个成熟的嵌入式系统工程师不是一件容易的事情。例如你没有测试仪器、加工环境、高人指导,确实不容易理解和掌握硬件系统。从这个意义上讲,只有寻找各种机会锻炼自己的软硬件实力,才能不断扩大自己的知识和技术面,得到较快的成长,从而胸有成竹地开展嵌入式应用系统的开发。因此,建议嵌入式爱好者要努力实践,通过项目提高自己,追随老手成熟自己。

江南大学计算机系主任柴志雷副教授

嵌入式产品开发要着眼于服务

传统嵌入式系统的特点是通常未接入互联网、功能相对简单、采用的芯片资源及性能有限,因此嵌入式工程师有能力,同时也需要根据应用的需求深度定制嵌入式系统的软硬件,以获得最优化的效果。进入物联网时代后,嵌入式系统需要更多的互联网化、智能化,功能日趋复杂,同时应用于嵌入式系统的芯片也更为复杂,从芯片到应用的深度软硬件定制已超出嵌入式工程师的个人能力。因此,嵌入式系统的开发也将会向两个方向发展。

一是基于芯片提供特定领域的增值服务。由于系统的复杂性导致嵌入式工程师不再具有从底层定制整套软硬件系统的能力,以及出于对产品开发周期、成本的考虑,面向最终产品的嵌入式工程师越来越多地希望基于服务而非基于裸片开发。另外,由于物联网时代嵌入式系统应用场景多样化,基于芯片的中间件或服务也呈现多样化、专业化,会给开发特定领域服务的嵌入式工程师带来机会。

二是基于服务的嵌入式产品开发。同样基于前面分析,面向最终产品的嵌入式开发工程师也将不再直接从芯片裸片开始开发产品,而是选择具有良好中间件或服务等生态系统的芯片作为产品的平台。这一趋势从近年来Arduino受欢迎的程度便可知晓。另外,手机上的APP开发实际上也是基于服务的嵌入式系统开发,未来更多领域的嵌入式系统也会逐步采用类似的开发模式。

网友杂谈

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随着时代的变迁,嵌入式系统从后台走到了前台,传统的嵌入式概念也得到了延伸。了解时下最火的科技名词,如3D打印、无人机、VR、机器人、人工智能、工业4.0等,可以知道相比于传统嵌入式,如今的嵌入式开发需要更强的控制器、更大的RAM、更快更安全的网络性能,同时需要结合传感器和云计算技术。显然,对嵌入式工程师的要求更高了,类似于制造业产业升级,我们嵌入式工程师也要升级!

一个永恒的主题是学习,不管处于哪个层级,只有不断学习,才能紧跟时代步伐。这里想特别说一下开源。如今的世界是开放的,软件的开源运动所造成的影响不容忽视,嵌入式工程师在开发产品时不能像以前一样封闭,应积极融入开源社区,以开放的态度去学习。正所谓海纳百川,有容乃大。另外,由于知识的爆炸性增长,嵌入式工程师需要重视对知识的管理,所谓好记性不如烂笔头,多写技术博客,有利于总结经验,提高开发速度。同时由于开发模式的转变,如今的嵌入式开发是模块化的开发,会更便捷、更注重成本和用户体验,所以嵌入式工程师应该提高服务意识,不能只考虑技术问题,要多从客户、用户角度思考问题。我曾想,以后会不会出现以服务为核心竞争力的科技企业呢? 最后,在机遇与挑战并存的今天,嵌入式工程师应该多实践、多思考、多交流,但也不能在浪潮中迷失自我,还是需要花点时间沉淀下来,用心做好对社会有价值的产品。

yoummiegao

将产品融入物联网大网,硬件同质化,更多的价值体现在后期服务上,也许会有更多的软件工作,也许会向系统工程师转型!

傅羿

用电视剧老九门的一句台词开始:入此门者,当放下一切希望! 不过切勿理解错了,不是做嵌入式没有希望,而是说,进入嵌入式的门,放下的越多,才会收获的越多!

今天,知识爆炸并不稀奇,但是,却引发了职业更迭的担忧。如今大数据、人工智能、物联网火爆异常,应该说,一定会给我们现在的生活带来极大冲击。所以,嵌入式工程师要顺应时代的发展潮流,拥抱并融入智能时代的浪潮。自信地说,我们在社会所处的工作位置至关重要,再智能的软件也不能缺少一个优秀的硬件作为支撑。今后我们应该往智能化方向转型,在硬件和软件之间找到最佳平衡点,将嵌入式也智能化。简言之,是不是被时代所宠爱,就要看我们怎样把嵌入式设计和智能应用结合。至于转型,我看还是有必要的,就叫“新嵌入式”工程师。

编辑观点

物联网时代,给嵌入式工程师提供了广阔的施展舞台。嵌入式工程师在深钻技术的同时,尽可能树立一种服务意识,小到监测身体指标,大到一个城市的交通系统,从而更了解自己所掌握的技术应用其中,最终能够给用户带来哪些服务和体验。例如,交通处罚由罚车改为罚人,只有工程师才最清楚以目前的技术水平是否可以实现。

所以这里的服务,并非我们理解的狭义上的服务,而是站在更高层次上的服务,是对大局的服务,这也正是技术的最终归宿!

文章来源:嵌入式资讯精选

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开发板测评图片
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根据麦肯锡预测,从2016到2025年之间,智能汽车应用平均每年创造$210B~$740B的价值,智慧城市应用平均每年创造$930B~$1.7T的价值,智能工业应用平均每年创造$1.2T~$3.7T的价值,智能家居应用平均每年创造$200B~$350B的价值。
  
包括智能汽车、智慧城市和能源、智能工业和商业以及智能家居和消费设备在内的物联网应用将深刻改变人们生活的方方面面,创造巨大的商业价值。


  
但在这些物联网应用中,对传感器及MCU都有着一定的要求。具体表现在以下几方面:
  
(1)智能汽车需要大量先进的传感技术,包括运动感知、速度/位置传感、胎压传感以及高级驾驶辅助系统/驾驶人员监控等,同时还需要跨应用的控制技术;
  
(2)在智慧城市和能源方面,智能路灯需要传感器来感知移动物体,对于MCU的需求则包括对LED灯进行色彩和亮度的控制,以及对通信的管理;楼宇自动化对传感器的需求包括位置传感、语音交互以及市内测量和导航,对MCU的需求包括控制、通信管理以及传感器管理;
  
(3)在智能工业和商业方面,工厂自动化对传感器的需求包括速度和位置的传感、角度和压力的测量,同时也需要MCU来进行自动化控制;
  
(4)在智能家居和消费设备方面,智能家居对传感器的需求包括语音传感(警报触发)、智能抄表、位置感知、市内导航以及压力传感,对MCU的需求包括控制、通信管理以及传感器管理。

在针对物联网应用的传感器领域,灵动微拥有丰富多样的产品。自成立以来,灵动微电子已经成功完成十余款MCU产品设计及推广,包括基于8051、ARM® Cortex®-M0、ARM® Cortex®-M3内核的Flash MCU、OTP MCU、EEPROM MCU等产品,产品及方案广泛应用于工业控制、智能家电、智慧家庭、可穿戴式设备、汽车电子、仪器仪表等领域。

灵动微电子立足本土,洞悉市场,贴近客户,以为客户提供“保姆式”的全方位支持为特色,坚持“专业、可靠、便捷、高效”的服务理念,贯彻差异最大化,成本最优化的经营策略,不断强化自身生态价值,维护良好产品品牌。并致力于发展成为中国本土MCU产品与MCU应用方案的开拓者和领导者,愿意与产业界各位朋友携手共进,共创美好未来。

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最近几年不少厂商在谈物联网,随着讨论的力度越大,大家对其概念也感觉越来越清晰了,也可能对台湾在其中扮演的角色感到悲观。不过根据Gartner 的报告,未来发光发热的物联网,相关解决方案不只还没出现,而且推出的公司可能根本还没出现,意味着人人有机会来做。

物联网设备数量成长,但生产元件的厂商会很辛苦

Gartner 的数据显示在2009 年,物联网设备数量为9 亿,相比之下智慧型手机是16 亿,物联网还未占重要角色。到了2020 年状况就不一样了,物联网设备数量成长27 亿,来到240 亿,智慧型手机的数量成长幅度小,只有4 亿,总数是65 亿台。不过尽管物联网的生产数量大,由于物联网设备百百种,样式繁多,不是少数几家厂商能吃下来。

Garter 表示,物联网市场是相当长尾的市场,有67.3% 物联网终端设备,每年出厂数量不到1 亿。对半导体和硬件业者来说,尽管整体市场所需的设备数量大,物联网的发展却可能意味着做苦工,提供必须的元件却只赚到接近成本价的售价。在2020 年,73% 的物联网产品,卖不到2,000 万件,63% 的产品卖不到100 美元,物联网的电子元件是量少而且价格低,无法用传统的销售方式套用。

▲ 对不少人来说,物联网大概是一时热门的名词

Gartner 推测物联网的公司生态会跟我们现在熟知的不一样。到了2017 年,Gartner 预测提物联网解决方案的公司,会是成立3 年内的新创公司。

正如我们先前对智慧型手机市场的认识,做硬件的并不赚钱,手机商往往靠得是软件服务模式才有办法贱钱,物联网也呈现类似的状况,但更加往软件服务商角度倾斜。物联网的获利分配呈现倒金字塔型,Gartner 预测在2020 年时,半导体有350 亿美元的营收,为获利最低的部分;中间硬件厂商则有700 亿~1,200 亿;获利最高的是软件这一块,总共3,000~4,000 亿美元规模。

▲ Gartner 预估到了2020 年,物联网设备数量将快速成长,达到240 亿台

车联网让汽车更有智慧

另一个与物联网相关,很多厂商关心的领域是车联网这一块了。相比之下,原本不怎么智慧的汽车,因为导入不同程度的自动驾驶,并且连上网路,甚至彼此沟通,带给硬件商机会。Gartner 的数据显示,到了2020 年,总共有2 亿辆连网汽车将上路。

但车联网的部分,对厂商来说由于汽车产业特性,得确保汽车在路上的安全性,并且能互相沟通,倾向不采用新厂商的方案,因而难以打入汽车供应链中。

▲ 与车联网相关的领域

Gartner 认为未来的智慧连网车辆数量会相当大,普及于人群,就像现在智慧型手机屿人的比例。虽然汽车的价钱不会像手机那么低廉,Gartner 研究总监James F. Hines 说,有这许多年轻人嫌养车麻烦没买车,未来会预期这些智慧联网车辆采用租赁模式,有需要时再使用就好。uber 和Lyft 掀起运输上的共享经济也会扩大。也有人提倡Smart Mobility 个人交通,引进科技来改善交通。不过尽管租赁模式会扩大规模,不表示完全取代现有的交通运输模式,毕竟还是有人不少享受开车带来的乐趣。

物联网发展的可能机会

物联网导致厂商原先习惯的经营模式改变,像是推出开发板的公司,就得经营社群,召开或是参与开发者大会,与可能的潜在使用者多多交流,倾听需求,累积在社群中的讨论度。目前Intel 已经实行上述策略了。

物联网的发展越来越明朗,提供元件的半导体或是硬件商是做苦力的人,而提供软件、平台的公司才是其中获益最大的角色。而在可能发展的新兴领域,Gartner 建议可以挑选三大领域下手:消费性、工业、医疗保健。在消费领域上满足头戴式、眼镜、手表、玩具的物联网需求;工业领域则是工厂用头戴式安全监控摄影机。

文章来源: 嵌入式资讯精选

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从互联网、到移动互联网、再到物联网

从互联网、到移动互联网、再到物联网,连接的形态正在发生着翻天覆地的变化。

互联网时代,主要是电脑与网络间的连接;

移动互联网时代,则使得手机与电脑和网络连接在一起。

而物联网时代,将会让各种各样形态的智能产品,从手机、手表、手环等个人相关的产品,到汽车、音箱、空调等家用产品,再到智慧农业、智慧工业等相关的产品,都将进行相互连接。

物联网的发展瓶颈

据研究数据显示,到2020年,物联网连接的设备将达750亿台。这些产品间的互联,是实时而且是长久的,有些需要几年甚至几十年。

要实现这种互联,超低功耗 是物联网的关键要素之一。如何实现设备间的超低耗连接?是从无线连接技术、到芯片、传感器、微处器理等上游技术方案的优化,还是另辟蹊径,以全新的方式突破瓶颈?

NB-IOT 迎来物联网新突破 ?

近期在韩国召开的3GPP 标准会议顺利结束,NB-IoT对应的3GPP协议相关内容获得了RAN全会批准。

低功耗广域物联网传输速率能做到几百Kbps,覆盖要比现在的覆盖好100倍,可以连接到地下车库,可以在一个扇区内支持50万的连接。

而低功耗能实现一个电池就能支持一个物联网模块长达10年。

目前市场对NB-IoT期待还是比较大的,华为、爱立信、中兴等科技企业,全球电信运营商都已经着手布局NB-IoT技术,最快2017年迎来物联网新元年。

短距离无线技术纷纷升级

蓝牙技术、Zigbee、Wi-Fi,这三种目前主流短距离无线连接技术,蓝牙以点对点的超低低功耗见长,Zigbee以低功耗和MESH自组网见长,而Wi-Fi则以大数据高带传输见长。

而这三种方式以免实时收费的优势,在物联网中的发展定也占据一席之地。

为强化在物联网的应用,Wi-Fi联盟推出低功耗Wi-Fi技术,Zigbee联盟宣布Zigbee3.0获批。

在发布蓝牙4.2之后,前段时间蓝牙联盟也发布了2016年的技术蓝图。

对于蓝牙2016年的技术蓝图,蓝牙技术将实现更长通信距离、更快传输速度及Mesh联网功能。同时,宣传其开发工具Bluetooth Developer Studio上线以及发布全新蓝牙网关架构发布。

“今年,蓝牙技术的演进将进一步为包括智能家居、工业自动化、基于位置的服务和智能基础设施等高速增长行业注入更多动能。”蓝牙技术联盟开发者计划总监何根飞指出。

蓝牙: 提升距离、速度及MESH联网

在通信距离上,Bluetooth Smart的射程范围最多将可扩大4倍,改变智能家居和基础设施领域的应用,为整个室内空间或户外中的不同使用情境提供传输距离更长、连接品质更稳健的无线连接。传输速度在不增加功耗的情况下也将提升至当前的100%,可为关键性应用如医疗设备实现更快速地数据传输,以提高反应速度并降低时间延迟。而Mesh联网功能则能让蓝牙网络的覆盖范围得以遍及整栋建筑或整户住宅,使得范围内的蓝牙设备彼此互联,开启智能家居和工业自动化的更多应用可能。

同时,为了推动蓝牙设备与其他连接技术设备的连接,蓝牙技术联盟宣布推出传输发现服务(Transport Discovery Service;TDS),提供利于设备发现并连接的通用框架。未来,无论设备采用哪种无线技术,透过TDS,设备间能够实现彼此发现并连接。何根飞指出:“TDS让设备仅需最少的电量即可运行,将为物联网(IoT)解决了一项重要的难题。

此外,宣布开放蓝牙网关架构并推出入门工具套件,助力开发者快速为蓝牙产品创建互联网网关。具有蓝牙功能的传感器能透过蓝牙技术连接网关设备,向云端传递数据并进行数据交换。该架构让所有人都能对固定式的、具有蓝牙功能的传感器进行远程监测和控制,藉此扩展了物联网的潜在应用领域。

多功能无线产品也应运而生

在多种无线连接技术真正融合之前,仍存在着多种连接方式多方并存,竞争互补。此背景下,多功能无线产品也应运而生,众多厂商纷纷在 BLE、zigbee、470、WIFI等模块进行研发和优化。

物联网多元化发展芯片厂商将何去何从

随着物联网应用的多样化和应用需求的多元化,企业开始从专注于技术的提升转向如何更好地满足客户的需求。在推动物联网的连接应用上,MCU的发展又将如何转变?针对物联网领域的应用,低功耗、小引角、无线等是否会成为未来MCU的主流?实际应用中,MCU+传感器+合作伙伴软件的系统化方向又是否可行?

物联网爆点即将到来,你,准备好了吗?

文章来源:周立功单片机

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IDC日前发布了《中国制造业物联网市场预测,2016-2020》报告,预计到2020年,中国制造业企业物联网支出将高达1275亿美元(约合8483亿元人民币),未来五年年均复合增长率为14.7%。其中软件和服务将会引领中国制造业物联网支出快速增长,二者所占市场份额超过60%。

物联网已经成为国家战略新兴产业,并写入"十三五规划"当中。而"中国制造2025"更是中国政府实施制造强国战略的第一个十年行动纲领。在中国政府政策与资金的支持下,推动智能制造发展、提升网络化协同制造水平、加快制造业向服务转型将成为制造业发展的主要方向,将会在未来3至5年推动制造业物联网支出保持较高增长。

中国物联网在制造业的发展虽然仍处于初期阶段,但是其应用的深度与广度在不断加强,新的应用场景不断涌现。随着新兴技术(如云计算、大数据和移动技术)与物联网的融入以及IT(信息技术)与OT(运营技术)集成,物联网技术的潜能将加速释放。IDC预计,未来两年,中国制造业物联网发展将呈以下三大趋势:

物联网平台竞争将日趋激烈

随着越来越多的企业部署物联网应用,IDC认为,制造业物联网平台将是代表智能制造变革与重塑的主要方向之一。未来的平台,既可以来自硬件领域,也可以来自软件领域。在硬件管理领域,主要是生产设备的连接管理;软件领域主要包含企业应用管理平台、企业信息显示与报告平台,以及企业数据分析与洞察平台。

物联网应用将加速制造业创新

制造业物联网应用将引领制造业企业进入创新和变革的新时代。物联网应用的低成本感知、高效的数据收集、实时的数据记录、分布式计算和高级数据分析等优势,必将加速信息技术和制造业深度融合,创新企业的研发、生产、运营、营销和管理方式。此外,机械学习技术不断取得突破,也将促进制造业数据分析变得更加迅速和精确。

边缘计算将成为下一热点

随着物联网终端的大量部署,物联网产生数据将呈现几何式的增长,因此通过分散的终端设备和物联网网关进行数据过滤和处理,将是制造业物联网应用的重要发展方向。同时,数据将逐渐成为企业的重要资产,边缘的智能化,将在网络或者数据中心出现异常时,保证数据的安全,帮助企业规避风险。

IDC制造业高级研究经理王岳 表示:"中国制造企业已纷纷开始部署物联网战略,旨在提高企业生产运营效率,并加速由生产向服务的转型。随着智能制造的推进,信息技术与运营技术的快速融合,以及‘数字化双胞胎’概念的普及,物联网技术将在制造业获得更大的发展空间。同时,物联网与云计算、移动技术、大数据等新兴数字技术的结合将进一步释放物联网的潜能,为打造物联网生态闭环奠定了坚实的技术基础。相信未来,随着生态的逐渐成熟,基于物联网平台的行业与细分行业应用将迎来快速增长。"

文章来源:钉科技

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对于芯片制造商来说,原本的市场是你只需制造几种产品,但是每样的销量都有非常巨大的规模,但在新的市场里,你需要制造巨多种类的产品,每种只能卖几十万件。这无疑是在形容新兴的物联网市场。

自上世纪40年代第一根晶体管诞生以来,半导体产业在全球已历经70个年头,作为一位“古稀老人”,半导体产业近年来也不可抗拒的隐隐露出疲态。这种增长速度的放缓主要拖累于产业迈入了所谓的“两后时代”。

后摩尔时代: 由于同样小的空间里集成越来越多的硅电路,产生的热量也越来越大,同时当芯片线路的量级在10nm以下的时候,电子的行为受限于量子的不确定性,晶体管将变得不可靠。而国际半导体技术路线图已经抛开摩尔定律,这预示着摩尔定律的死亡。

后PC时代: 在应用市场,先是PC及消费类电子产品需求在移动智能终端的冲击下由盛转衰(全球PC销售量在2015年进一步衰退10%),现在,连维持多年长红的手机产业也难逃厄运。苹果销售额出现13年来的首次下降,LG手机业务连续三个季度遭遇亏损等等。

但幸运的是,硬件的计算能力并不能代表一切,半导体行业正在开始出现新的特征。

半导体行业发展的新常态

并购重组频繁

2009年,NEC与瑞萨合并成立新瑞萨,该年AMD出售晶圆生产线转型为IC设计企业,世界第三的晶圆代工企业Global Foundries也同期成立;2013年,美光收购尔必达一举成为全球第二大存储器厂商,该年Avago斥资66亿美元收购LSI,此外,MTK与Mstar正式实现合并;2015更是半导体行业的并购大年,5月,安华高科技(AvagoTech)收购博通公司(BroadcomCorp.);6月,英特尔购可编程逻辑芯片巨头Altera;8月,紫光集团又通过西部数据收购全球领先的存储芯片厂商SanDisk。

行业秩序变革

虽然摩尔定律是戈登·摩尔根据自己的观察做出的预测,但是半导体行业确实在按照这个定律飞速发展。然而从今往后,这个行业不会再像之前一样具备每两年发展规划的明晰路线。在物联网趋势的冲击下,现有的行业秩序正在发生变革:

电子与半导体产业对IoT应用一直寄予厚望,并且投注大量资源开发相关应用——这是因为半导体产品原来主要应用于PC和手机,但是二者的数量已经到达了一个瓶颈,而物联网时代将产生数以百亿计的连接设备,每台设备都需要相应的芯片。而且不同于PC和手机,很多物联网终端不需要太强的本地计算能力,所以半导体厂商不用在硬件的物理极限上狠钻牛角尖,新的市场和解决思路出现在眼前——软件与硬件的结合越发紧密,这将开创一个全新的时代。
在这种新常态下,云计算、软件,以及全新的计算架构将成为未来计算技术进步的关键。

一、云平台帮助半导体硬件厂商快速布局物联网

爱荷华州大学的计算机科学家丹尼尔·里德说:“对于芯片制造商来说,原本的市场是你只需制造几种产品,但是每样的销量都有非常巨大的规模,但在新的市场里,你需要制造巨多种类的产品,每种只能卖几十万件。”

这无疑是在形容新兴的物联网市场,随着物联网爆发式的发展,2015年底全球的连网装置已经超过49亿个,未来还会更多,从半导体元件到软件到应用再到服务,整个产业链都将受惠于此。消费领域、工业领域、医疗领域产生的新式联网设备将推动市场对新式芯片产生大量的需求,由此为未来半导体发展提供新的增长点。

降低硬件成本

而这种情形要想得以实现,只有在设计和生产非常便宜的情况下才可以持续下去。而云平台的诞生,则大大降低了硬件成本。

为什么这么说?一方面,原来做智能设备,需要把计算能力放到本地,这就要求设备安装高性能的芯片,成本非常之高,但是云计算的诞生把本来需要在本地进行的运算放到云端,设备只需要有传输数据的能力即可;另一方面,云计算的诞生让一些企业尤其是中小企业不必自己购买服务器等基础设施,直接购买云计算服务即可,也大大降低了成本。

“云计算可将硬件成本降低40倍,谷歌如果不采用云计算,每年购买设备的资金将高达640亿,而采用云计算后仅需要16亿美元的成本。”——李开复

可以说,云平台、云计算在原有的半导体产业链基础上催生出新的价值链,我们不如称之为IoT半导体产业链。利用云平台,半导体硬件厂商能快速布局物联网。

比如说如果传统品牌商想让自己的产品变得智能化,可能需要采集大量的视频数据并且上云,这个时候,物联智慧的IoT解决方案就能帮传统的家居和硬件“加上”云和APP,使其实现“智能化”的完美转身。

丰富下游应用

哪怕你的电脑没有安装一个程序,你仍然能够获得这个程序的使用结果,这就是云计算的神奇之处。

首先,因为云计算导致硬件成本的降低,让很多消费者能够购买智能硬件、可穿戴设备,于是大大刺激了厂商的研发热情,复合各种功能的新品层出不穷,这是从研发动力的角度来看。

而更重要的是技术方面,怎么说呢?举个例子,如果在没有云计算的情况下,一个厂商想设计一款可远程视频查看、语音对讲且拥有休闲娱乐功能的游戏的设备,这可能吗?根本不行,集视频传输等诸多功能于一身,且不说要多牛逼的芯片才能实现这样的计算能力,就算实现了成本得多贵?但是有了云,设备本身只需要有接收视频和解码视频的能力,其他一切功能应用都交给云端,问题就解决了。

原本技术上的难题,换了一种思路后就轻松解决,在视频行业物联智慧的Kalay云让设备更多的功能得以实现,促进下游应用大大丰富,通过对物联智慧云端功能模块的自由组合,硬件厂商因此开发出各种各样的智能产品。

例如硬件合作伙伴借助物联智慧Kalay云平台开发的远程控制可视门铃,因为和云平台连接,于是当访客按响门铃的时候,连接的摄像头就会启动并对访客进行拍照、录像,视频可直接推送至电视。当然,如果主人不在家,也可以通过手机即时查看访客信息。物联智慧本身的宽数据+窄数据同步传输通道和稳定的P2P传输能力保证了用户的优良体验。

再比如还有一些客户将Kalay云平台应用于车联网所开发的行车记录仪。通常的行车记录仪画质糟糕,并且只能将视频文件储存在本地。但是物联智慧全新的行车记录仪方案能够实现手机客户端、云端、设备之间图片影像数据的监控记录、重力感应、影像传输、影像存储、社交分享等智能跨界操作。这样一来,行车记录仪的功能就被大大增强,不但能在事故的时候取证,还能记录旅游沿途的风景,一键上传分享,真正实现车联网。

二、软硬件结合的新思路帮助半导体厂商突破瓶颈

因为摩尔定律的终结,硬件的计算能力似乎已经达到极限了,但是无比幸运的是,原始计算能力并不代表一切。汽车行业的变革是最好的范例:特斯拉的Model S并不比以前的汽车快多少,但是其在电动引擎、汽车电池组以及许多方面都取得了巨大的创新。将其类比到半导体行业,我们会发现,尽管硬件的计算能力发展速度惊人,但软件开发并未能与其保持同步。

“软件开发未能充分利用硬件的发展进步,业内仅仅是通过硬件发展的速度来掩盖软件设计缺陷。”——微软计算机技术专家查尔斯·西蒙尼(CharlesSimonyi)

软件是如此的重要,几年前甚至还有人提出软件定义世界(Software Defined World,SDW)的理论,为什么如此?

因为硬件是软件的承载——所以并不是说硬件不重要,相反,它是不可或缺的。只是和软件相比,硬件的生产能力是固定的,或者说是比较容易解决的。但是人的需求和欲望是无穷无尽的,所以才有稀缺,才有价值,而解决这些需求不可能只靠零部件的堆积,它需要设计,需要软件!

软件的优点也是显而易见的:

1、制造过程的简化

原来生产半导体设备,工艺非常复杂,但是随着3D打印的发展,只要你能把产品模型用软件设计出来,3D打印就能帮你实现。普林斯顿大学已经开发出了可打印正常功能电子电路的方法——这样制造过程通过软件设计被大大简化。

2、服务质量的提升

通过在SoC上做整合,能够让数据传输到云平台,利用云端服务做数据搜集及分析,努力提供更多元的价值服务。比如物联智慧从IP Camera等消费性电子产业与软件解决方案起始,藉由影像监控与其他智慧型装置互联的技术,延伸到一个更积极的与云端平台连结的方式,提供完整服务给所有的连网装置——实现服务质量的提升。

综上,软件的本质即是服务,正如科技网站ReadWrite撰文论述的那样:物联网的真正价值不在于“物”,也不在于“网”,而在于服务。如果没有软件和服务,硬件只是没有灵魂的躯体罢了。

所以,《自然》杂志撰文称:与以往首先改善芯片、软件随后跟上的发展趋势不同,以后半导体行业的发展将首先看软件——从手机到超级电脑再到云端的数据中心——然后反过来看要支持软件和应用的运行需要什么处理能力的芯片来支持,这是一种以软件为主导的软硬结合新思路。

就在前不久,全球顶尖的IC供货商之一瑞昱半导体(Realtek)和国内领先的物联网平台解决方案领导厂商物联智慧达成合作,物联智慧将整合瑞昱的“阿米巴”物联网模块,打造更适合智能家居的解决方案。透过这次软硬件的整合,物联智慧提出把云端代入模块的概念,并用自身宽窄数据传输的优势,从而延伸出更多的应用。

在全新的IoT半导体产业链中,深耕底层技术的芯片模块厂商无疑拿捏着产业链的命脉,但是就拿模块本身来说,仅仅是一个硬件载体,只有整合更多的软件应用才是符合万物互联发展潮流的。比如物联智慧就着重于建构一个兼容于大多数的SoC芯片的云端整合平台,而不会被单一品牌或芯片所局限,只要扎实做好与各种芯片整合的兼容技术,扩散到各类应用硬件产品后,装置连接数就能迅速的扩大——届时物联智慧不仅已整合180多颗SOC,其Kalay云端平台所搭载的物联网应用产品于今年四月正式突破1,000万,单月连接次数超过1.5亿次。

云平台以及软硬结合的新思路将为未来的半导体行业打开一扇新的大门,届时,深耕底层技术的芯片模块厂商将和做软件解决方案的厂商强强合作,优势互补,共同推进万物互联的时代!

文章来源:物联网智库

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物联网(IOT)应用中使用的微控制器单元(MCU)正在兴起,对整个MCU市场的增长产生了积极的影响。全球领先的关键信息和分析供应商IHS称,联网汽车、可穿戴电子产品、楼宇自动化等物联网应用中使用的MCU的市场预计将以11%的年均复合增长率(CAGR)增长,从2014年的17亿美元增加到2019年的28亿美元。2019年前,预计总体MCU市场将以4%的年均复合增长率微幅增长。


“有些人仍认为只是市场炒作的新兴物联网发展趋势,其实已经开始袭卷整个MCU市场了,”IHS Technology资深分析师Tom Hackenberg表示:“事实上,如果少了物联网应用增长的影响,MCU市场将会在未来10年停滞不前。”

根据IHS Technology最新的微控制器市场追踪报告显示,物联网包括现有的互联网协议(IP)可寻址设备以及可联网的电子设备。物联网和“万物联网” (Internet of everything,IoE)的定义不同,因为在IoE中,甚至未联网的电子产品和未联网的物品都可能出现在网络上。

IHS将物联网市场划分为三个不同的类型:控制器,如PC和智能手机;基础架构,如路由器和伺服器;以及节点,包括闭路电视(CCTV)摄像机、交通信号灯和电器等。“每一种类型都为硬件、软件和服务供应商带来了独特的机会,”Hackenberg说。

“物联网的发展趋势与MCU市场的关系密不可分,无论是连接用的小型节点、收集与记录资料的传感器集线器,主要都基于MCU平台,”Hackenberg表 示。“最慎重的MCU供应商正密切关注数十亿台联网设备的最新发展;然而,由于物联网是一种概念性趋势,而不是一种设备、应用或甚至是新功能,因此,业界目前的挑战在于如何量化这些新机会。”

由于物联网的连接性需要对半导体特性的新思考,许多半导体公司已经开始开发物联网平台解决方案,而其他公司则重新组织物联网部门,以回应这个真正的机会。这在MCU市场尤其如此。

“物联网是一个笼统的名词,它着眼于许多不同应用中广泛的硬件、软件和服务等机会,”Hackenberg说,“因此,供应商必须专注于其目标市场,并集中精力为这些市场带来特定价值。”

文章来源:SmartTimes

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