“在物聯(lián)網(wǎng)時代，我們的愿景是讓數(shù)十億智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通;讓幾乎任何系統(tǒng)都可以利用互聯(lián)網(wǎng)和云計算生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，讓物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品變得更智能、感知力更強(qiáng)。物聯(lián)網(wǎng)將使世界變得更智能，其中包含四大部分：智能產(chǎn)品、智能家居/智慧城市、智能工廠、智能駕駛?！边@是在2018全球CEO峰會上，意法半導(dǎo)體(ST)總裁兼CEO Jean-Marc Chery先生演講的開場白。他結(jié)合半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展對這四大領(lǐng)域做了全面的分析與展望。

意法半導(dǎo)體(ST)總裁兼CEO Jean-Marc Chery

·

四大物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展及其場景

Chery指出，智能產(chǎn)品、智能家居/智能城市、智能工廠和智能駕駛都可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)將對我們的生活產(chǎn)生巨大的影響。如下圖所示，這四大領(lǐng)域從2017年到2021年都將實(shí)現(xiàn)顯著市場增長，并都會不斷提高我們的生活質(zhì)量。在帶來很多資產(chǎn)和價值并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，物聯(lián)網(wǎng)也會使我們的移動性得到增強(qiáng)，使我們的往來越來越多。與此同時，人工智能在這方面也起到了很大的作用?，F(xiàn)代生活中有很多大的發(fā)展都和物聯(lián)網(wǎng)息息相關(guān)。我們在應(yīng)用這些設(shè)備時，都希望能及時獲得設(shè)備的響應(yīng)，并及時和相關(guān)的人員取得聯(lián)系和產(chǎn)生互動。

物聯(lián)網(wǎng)讓世界變得更智能，它不僅能帶來便利和高效，使我們在使用設(shè)備的時候更加安全，而且能讓我們和世界的互動變得越來越強(qiáng)。舉例來說，“在智能工廠里會使用很多的機(jī)器人來代替人工進(jìn)行操作，從而促進(jìn)生產(chǎn)力。同時，利用互聯(lián)互通的智能方式進(jìn)行生活和生產(chǎn)，可以節(jié)約大量的能源，提高至少30%以上的生產(chǎn)力。與此同時，很多關(guān)鍵領(lǐng)域和行業(yè)也在應(yīng)用人工智能和物聯(lián)網(wǎng)，改變世界的基礎(chǔ)設(shè)施，促使汽車變得更加的安全和環(huán)保，讓駕駛員和乘客有更好的體驗(yàn)?？梢哉f，現(xiàn)在發(fā)展出的任何新的科技都與物聯(lián)網(wǎng)有息息相關(guān)的聯(lián)系。與此同時，它還能不斷減少碳排放，而對我們的環(huán)境有很好的影響。物聯(lián)網(wǎng)對我們的世界非常有好處。”Chery表示。

·

智能駕駛：更安全、更環(huán)保和更智聯(lián)

在智能駕駛方面，汽車行業(yè)通過不斷把物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應(yīng)用起來，將能使駕駛變得更安全、更環(huán)保和更智聯(lián)。簡單來說，車聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)更多服務(wù)，網(wǎng)聯(lián)汽車將掀起車輛安全的變革，V2X(車與外界通信)將實(shí)現(xiàn)更安全、更快速的出行，以及環(huán)保。

·

SiC在推動電動汽車普及上的意義

SiC是賦能電動汽車的一個關(guān)鍵技術(shù)，對續(xù)航里程延長、電池尺寸變小(或可靠性提高)、充電更快速高效來說具有重要意義。如下圖所示，SiC MOSFET和Si IGBT相比，能在多項(xiàng)性能指標(biāo)上實(shí)現(xiàn)顯著提升。

·

不同智能工業(yè)項(xiàng)目之間的聯(lián)系以及市場機(jī)遇

物聯(lián)網(wǎng)是一種全球性的趨勢，在世界各地都有不同的智能工業(yè)項(xiàng)目：在中國有中國制造2025，在德國有工業(yè)4.0，在美國有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)。智能工業(yè)中有些共同的主題，即使工廠和機(jī)器變得越來越智能、越來越有意識，而傳感器則為它們賦予這些能力。傳感器與本地分布式的智能結(jié)合在一起，可以提供非常強(qiáng)的功能，進(jìn)而促進(jìn)人機(jī)合作。如此一來，工人的角色會發(fā)生巨大變化，工廠會變得更有連接性，從而實(shí)現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)收集，并將其上傳到云上去。

這樣的數(shù)據(jù)收集非常必要，在萬物互聯(lián)的時代，數(shù)據(jù)收集可以提供很多的分析和見解。為了使機(jī)器變得更智能、風(fēng)險更小，對于新工廠來說，可以在建廠的時候通過無線或有線網(wǎng)絡(luò)的方式將數(shù)據(jù)收集設(shè)備安裝進(jìn)去，而對于舊工廠來說，沒有這樣的設(shè)備，就需要去改造工作場所而使其變得更加安全。

Chery表示，我們可以通過相應(yīng)的技術(shù)來監(jiān)測電器設(shè)備，使它們漏電的可能性更小;也可以通過相應(yīng)的技術(shù)來監(jiān)測能耗，使其降低，在有些情況下甚至可以降低30%以上。智能監(jiān)控系統(tǒng)也可以大范圍使用，從而持續(xù)監(jiān)控每臺機(jī)器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)。

到2021年，我們會看到很多這樣的智能技術(shù)投入使用。這些都意味著巨大的機(jī)會。到底如何抓住這些機(jī)會呢?“在所有這些機(jī)會中，首先是有大量的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。到那時，互聯(lián)的水、電、氣表以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將新增8億左右?！盋hery強(qiáng)調(diào)，“另一個巨大的機(jī)會是工業(yè)用電動機(jī)——這些電動機(jī)目前在全球的安裝量在3億左右，并將以每年10%的速度增長，占到全球能耗的30%左右。因此，我們要對這些電動機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，查看它們是否以必要或高效的方式進(jìn)行運(yùn)作——什么時候出現(xiàn)故障，什么時候效率不高——這樣就可以降低能耗?！?/p>

·

遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測及預(yù)測性維護(hù)

原則上，越早檢測到缺陷，修復(fù)缺陷的成本就越低，維護(hù)也越方便，生產(chǎn)停機(jī)時間也就越短。直到最近，設(shè)備專家以及維護(hù)人員在監(jiān)控失效方面仍然沒有很好的手段。他們使用離線式手持傳感器檢測，這些傳感器基于節(jié)能或超聲傳感的原理，是非常落后的。而今天利用低成本的半導(dǎo)體解決方案和高智能的算法，就可將傳感器放在機(jī)器上進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。這樣就可以預(yù)處理很多數(shù)據(jù)，并將其傳送到本地設(shè)備或者云端上去。“我們有非常小、非常智能的傳感器，這些傳感器帶有微處理器、電源管理電路以及有線或無線連接支持。相比傳統(tǒng)的監(jiān)控方案，它們可以提供巨大的優(yōu)勢，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)?！盋hery談道。對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，半導(dǎo)體行業(yè)提供很多基本要素，包括傳感、驅(qū)動、處理、安全、連接、調(diào)節(jié)、保護(hù)、電動機(jī)控制以及電源管理。

傳感功能可以收集數(shù)據(jù)，而使物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能夠感知周圍狀況。處理功能則使設(shè)備擁有智能——其會涉及不同的功能，包括先進(jìn)數(shù)據(jù)處理功能，以及人工智能功能。除此之外，安全性也非常重要。安全可以保護(hù)數(shù)據(jù)的完整性——通信過程中如果數(shù)據(jù)不完整，通信的結(jié)果就會受到影響，而使IoT整個鏈路不再完整。連接性則可實(shí)現(xiàn)與本地設(shè)備或云的連接。除此之外，還需要考慮對電動機(jī)控制設(shè)備的保護(hù)以及電能管理。所有這些功能都需要以可升級、可擴(kuò)展的方式來提供，也就是說性能可以變高或變低，可以選擇，這樣才可以滿足不同的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求。半導(dǎo)體器件可以實(shí)現(xiàn)這些功能，而且它們的成本也不高，性價比卻非常高，Chery再次強(qiáng)調(diào)。

·

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的基本要素缺一不可

談到這些問題或者功能需求時就必須綜合考慮，上述基本要素缺一不可?！鞍雽?dǎo)體器件如果充分利用，我們將在物聯(lián)網(wǎng)時代大有可為?！盋hery指出，“但物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計要應(yīng)對很多挑戰(zhàn)，包括選擇正確的傳感器種類、自適應(yīng)連接、低功耗設(shè)備與能效、智能處理(包括AI)，以及多維度的安全防護(hù)。對于連接性來說，需求多種多樣，既有非常短距離的連接，也有非常長距離的連接，有無線連接也有有線連接，它們所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也各不相同。對于工廠中現(xiàn)有的有線連接，有些技術(shù)非常合適，比如IO-Link或者工業(yè)以太網(wǎng)。對于新安裝的場合，無線連接或許可以提供非常多的好處，而對于遠(yuǎn)程設(shè)備，比如智能電表、水表或者智能傳感器，或許可以考慮遠(yuǎn)程的廣域網(wǎng)，因?yàn)檫@些場合下需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量非常少?！?/p>

·

5G技術(shù)對半導(dǎo)體提出的要求

5G未來會給我們帶來巨大潛力，會對物聯(lián)網(wǎng)世界帶來巨大變革。5G網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)速率方面會帶來很大的提升。另外在時延方面以及連接質(zhì)量方面也會帶來巨大的改善?！斑@非常重要，對車聯(lián)網(wǎng)尤其如此。車聯(lián)網(wǎng)需要實(shí)時、快速地交換大量數(shù)據(jù)，連接的可靠性要求非常高。對工業(yè)界來說，有些對時延敏感的服務(wù)和設(shè)備，比如工業(yè)機(jī)器人和無人機(jī)，會需要持續(xù)的連接和實(shí)時的數(shù)據(jù)傳輸。而NB-IoT也可以提供非常優(yōu)化的解決方案，從而實(shí)現(xiàn)最低的成本和最低的功耗，主要是針對時延不敏感的場合。對于吞吐量要求不高的場合，在物聯(lián)網(wǎng)時代確實(shí)有很多。通過這樣的技術(shù)部署，我們就可以在5G時代滿足更多的物聯(lián)網(wǎng)用例?！盋hery表示。

·

半導(dǎo)體先進(jìn)制造工藝

“剛才所提很大程度上是概念和設(shè)想，需要選擇正確的技術(shù)和產(chǎn)品組合來實(shí)現(xiàn)。為了正確地將產(chǎn)品制造出來，還需要有正確的生產(chǎn)工藝，例如嵌入式NVM、微處理器、微控制器應(yīng)采用哪種工藝。半導(dǎo)體廠商還涉及到其他技術(shù)，例如圖像處理。ST可以提供很好的服務(wù)和軟件?！?/p>

·

IC以外的服務(wù)以及與生態(tài)系統(tǒng)伙伴的合作

“對于服務(wù)或生態(tài)系統(tǒng)伙伴合作方面，現(xiàn)在ST在中國也有很多這樣的例子，例如與阿里云在物聯(lián)網(wǎng)方面通力合作，共同為客戶尋找解決方案，為物聯(lián)網(wǎng)用戶開發(fā)相關(guān)的軟件系統(tǒng)，而使其能與云服務(wù)進(jìn)行連接?！?/p>

·

總結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在從概念不斷發(fā)展，帶來了很多的相關(guān)信息以及各種轉(zhuǎn)變?！半S著5G時代的到來，我們需要有不同的系統(tǒng)和相關(guān)產(chǎn)品來不斷促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，必須要準(zhǔn)備好在半導(dǎo)體行業(yè)和相關(guān)IC領(lǐng)域做好準(zhǔn)備，以便提供很好的技術(shù)支持。與此同時，ST在很多應(yīng)用領(lǐng)域也有所發(fā)展，比如在智能工廠和智能駕駛等等方面，我們希望在這方面不斷向前推進(jìn)，進(jìn)而提高使用者的應(yīng)用體驗(yàn)?！盋hery總結(jié)說。