MCU,构建智能家电的“大脑”
智能家电是将微处理器、传感器、网络通信技能引入家电设备后形成的产品,能自动感知住宅空间状态、家电自身状态和家电做事状态,也能够自动掌握及吸收用户在住宅内或远程发出的掌握指令。微处理器、传感器、网络⋯⋯阐发智能家电涉及的这些关键词,《电器》创造,家电智能化离不开芯片的支持。

那么,一台能被称为智能家电的产品须要用到哪些类别的芯片?美仁芯片副总经理封博概括了3种类型。他说:“第一类是主掌握器,也便是我们常说的MCU。它是智能家电的‘大脑 ’,能同时处理各种外部信息输入,并指挥各个功能单元智能、高效地运行。其余,触控MCU和变频MCU可以赞助主控MCU完成系统功能。个中,触控MCU紧张用来完成触摸按键的功能,合营主控MCU实现与用户的交互,如冰箱、洗衣机等功能面板上的图标按键,轻触一下即可开启对应的功能;变频MCU紧张用来根据电机的特性和运行状态,智能高效地掌握电机运行,如洗衣机电机、空调风机等。第二类是无线通讯IoT芯片,用来完成数据通讯和各种掌握指令的收发,如智能空调的Wi-Fi芯片电器供应商情在《与家电行业一同发展,MCU加快步伐》一文中曾经这样描述:“在MCU领域,参与家电细分市场竞争的外资MCU品牌紧张有恩智浦、微芯、瑞萨电子、意法半导体、英飞凌、东芝、德州仪器等,这些品牌供应的 MCU可以知足中高端家电产品的需求,而国产品牌中兆易股份、中颖电子、合年夜半导体等在中低端家电市场具有竞争力。”
参与家电智能化,有些MCU企业拥有完善的“软件+硬件”技能研发能力,可以自主对MCU进行智能化升级。还有一些企业则通过与其他软件企业的互助,为家电的智能化升级供应思路。
前者以意法半导体为例。意法半导体大中华暨南亚区通用微处理器部门市场部区域经理熊红辉先容说:“意法半导体很早就开始布局基于MCU的智能化。目前,我们可以供应高性能、支持各种无线互联的产品。个中,意法半导体的软件工具 STM32CubeMX集成了AI模块,可以方便客户将演习好的AI模型转换为MCU上运行的软件,使MCU易于实现AI功能。”
后者以德州仪器为例。目前,德州仪器通过与无线连接和智能感知技能及共创办理 方案的授权容许厂商CEVA互助,将CEVA的WhisPro语音识别、掌握软件与德州仪器的MCU结合起来,快速、轻松地为物联网设备添加唤醒词和语音命令等语音识别功能。德州仪器Wi-Fi连接产品经理Naomi Heller表示:“从可穿着设备到白色家电,语音掌握正在成为许多设备和运用的必备功能。通过与CEVA互助,我们确保工程师可借助成熟可靠的MCU来供应语音用户界面,为语音物联网终端和设备供应高性价比的办理方案。”
通信、传感器芯片,贯通智能家电的“神经”
与充当智能家电“大脑” 的MCU比较,智能家电的快速发展同样离不开通信和传感器技能的支持,在《电器》看来,这些芯片是贯通了智能家电的“神经”。无线通讯 IoT芯片是承担通信功能的芯片,紧张包括Wi-Fi芯片、 蓝牙芯片、AI芯片(语音识别、图像识别、深度学习等)、物联网芯片等。
个中,Wi-Fi芯片在智能家居生态的发展中具有不可替代的浸染。一方面,Wi-Fi协议不断演进,从发展速率来看,Wi-Fi已经从802.11的2Mbps发展至Wi-Fi 6的 9.6Gbps;从信道带宽来看,Wi-Fi 7将单个信道的宽度从Wi-Fi 6的160MHz扩展至了320MHz。另一方面,苹果、亚马逊、谷歌等智能家居巨子联合CSA同盟共同发起了智能家居行业运用层标准Matter协议,使得智能设备高效互联成为可能,从而促进了智能家居生态的建立。
家电是智能家居生态的一个主要组成部分。任何一台能联网的智能家电都须要配备 Wi-Fi芯片。随着智能家电市场渗透率的提高,全行业加快构建智能家居生态步伐,Wi-Fi芯片的市场规模将大幅度增长。据Markets and Markets预测,2022年,环球Wi-Fi芯片的市场规模将达到197亿美元。而2020年中国的Wi-Fi芯片市场规模仅为180亿元,长期来看,Wi-Fi芯片市场有较大的成长空间。从品牌布局来看,Wi-Fi芯片供应商既有高通、博通、NXP、英飞凌、Synaptics、MaxLinear等外资品牌,也有乐鑫科技这样的国产品牌。
其余,随着智能化程度的不断发展,家电行业传感器的运用越来越多,进一步带动了传感器芯片的需求变强。
Melexis是家电企业传感器芯片的紧张供应商。该公司亚太区区域发卖经理邹明艳说 :“紧跟产品的升级节奏,Melexis为家电产品开拓新技能,如温度传感器和风扇驱动器。在温度传感器方面,我们为家电行业开拓的 MelexisFIR阵列传感器,具有良好的精度和信噪比,可以实现暖通空调的智能掌握,如检测人的位置、温度,并自动监控暖通空调,让人感到舒适。其余,对付一些须要严控温度的家电,远红外温度传感器也有用武之地。如厨房必备的吸油烟机,采取我们的温度阵列传感器可以实现根据温度调节吸油烟风量大小、自动开关机,以及火警预警的功能。目前,我们是家电领域FIR阵列传感器的紧张供应商之一。”
国产芯片太阿倒持
智能家电市场规模还在连续扩容。然而,近几年,受中美贸易摩擦、芯片法案等政策成分影响,中国家电行业某些细分运用一度涌现“缺芯”的尴尬局势,家电企业不得不把视线转向国产芯片厂。机会面前,沉淀多年的国产芯片企业迅速攻城略地,不仅供货能力大幅提升,在很多类高端芯片上也取得技能打破,助力家电产品创新。
对付“缺芯潮”之下中国家电企业的芯片供货商变革,合年夜半导体有关卖力人见告《电 器》,之前,大部分小家电利用的是国产芯片,空调、冰箱的压缩机用的芯片多来自外资品牌,洗衣机中波轮洗衣机多采取国产芯片,滚筒洗衣机更多采取外资品牌的芯片。“现在,一些曾经独属于外资品牌的高利润区间,也向国产芯片品牌洞开了大门。”他说。
从品牌来看,布局家电领域的国产芯片厂紧张分为两类 :一类是国产半导体厂,一类是家电企业。
兆易创新是中国领先的NorFlash MCU和MCU供应商。作为一家Fabless芯片设计公司,兆易创新NOR Flash MCU环球排名已经跃进了第三位,在中国市场霸占率更是排名第一;通用类32位MCU在中国市场排名也位居第一。据《电器》理解,“缺芯潮”爆发前的很多年,意法半导体一贯都是MCU领域的领军企业,如今兆易创新通过不断的技能创新闯出了一片天地,不管在中国市场还是环球市场,都是名副实在的头部MCU品牌。详细到家电运用,目前,兆易创新的32位MCU在变频冰箱、变频空调、扫地机器人、豆浆机、破壁机、家庭网关、智能门锁、智能音箱、无线耳机等诸多领域都有很高的市场霸占率和出货量。
英集芯是海内消费电子市场主要的电源管理芯片和快充协议芯片供应商。近日,英集芯表示,看好智能家电的发展前景,旗下产品范围已经涵盖物联网芯片、智能音频处理芯片、旗子暗记链芯片等,未来将持续向智能音频处理、 智能家电、物联网、汽车电子等领域拓展。
作为家电企业, 美的空调自2010 年开始研发IPM,至2020年已实现IPM模块内部半导体芯片的自主研发,2021年美的集团投资成立美垦半导体技能公司。而美的集团的另一重大举措,是美的机电奇迹群旗下的美仁半导体。
据封博先容,美仁半导体成立于2018 年12 月尾, 专注于中高端半导体芯片的设 计、 开拓和发卖。2020年,美仁半导体推出第一颗主控MCU MR88F001系列,第一颗触控MCU MR86F001系列,当年即在美的集团内部洗衣机、冰箱和厨热奇迹部的干系智能家电上导入,并实现批量出货。2021年, 美仁半导体推出小容量、更多封装规格的MR88F002系列主控MCU,第二颗触控MCU MR86F002,以及第一颗变频MCU MR82F001系列和第一颗智能功率模块IPMMRD7110S,并在美的集团实现量产出货。2022年,美仁半导体又接连推出主控MR88F005、触控 MR86F005、变频MR82F003、电源芯片AC/DC MRA6001H和IoT芯片 MRW5601A(Wi-Fi/BLE ComboMCU)等更多型号和运用方向。截至2022年10 月,美仁半导体主控MCUMR88F001系列累计销量已经超过1000万颗,目前市场失落效率跻身国际一流水平。
除了美的,格力、海信、格兰仕、TCL科技等家电整机企业也都设立了专门的芯片公司,为智能家电的可靠运行供应技能支撑。
机会总是留给有准备的人。展望未来,环球芯片供应的问题短韶光内不会得到彻底办理,中国家电智能化升级的脚步亦不会结束,可以预见,越来越多植入中国芯片的智能家电将走向环球市场。
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