物聯網的核心是物物相連，由此對晶片產生了巨大的需求，用於計算、傳輸、連線等。根據IoT Analytics的最新報告預測，物聯網半導體元件市場將以19%的複合年增長率增長，從2020年的330億美元增長到2025年的800億美元。其中，有四大元件將成為增長焦點：物聯網微控制器(MCU)、物聯網連線晶片組、物聯網AI晶片組和物聯網安全晶片組和模組。這一預測，與筆者近期對英飛凌採訪所獲資訊高度吻合。
研究機構資料顯示，在完成對賽普拉斯的收購後，2020年，英飛凌在物聯網晶片領域，已經處於市場領先地位：微控制器市場方面排名第三，擁有14.6%的市場份額；Wi-Fi獨立晶片領域排名第五，擁有9.8%的市場份額；安全晶片市場，則一直是行業第一，擁有26.3%的市場份額。那麼，這家物聯網新晉頭部玩家對未來趨勢有什麼預測？如何進行產品定義、戰略佈局？
物聯網裝置
應該具備哪些關鍵特徵？
英飛凌科技大中華區安全互聯絡統事業部市場與業務合作總監南錚認為，有四大領域在推動半導體行業的增長：一是能源增效，包括可再生能源發電、能源高效的傳輸、配送、儲存和使用等；二是移動出行，包括新能源汽車，以及車周邊的基礎設施；三是數字世界的安全，數字環境中的身份識別、資料安全是最基礎、最核心的部分；四是物聯網和大資料，包括智慧家居、智慧樓宇、智慧工廠、智慧汽車等。
如何定義物聯網裝置？基本要素是什麼？南錚表示，在物聯網裝置中，基本組成有五大硬體元素，包括：感知、計算、執行、連線和安全。這五大部分是具備全面功能的物聯網裝置所必須的，也是英飛凌一直倡導的——“連線現實世界與數字世界”的五個重要方向。他補充，透過整合了賽普拉斯的業務線之後，英飛凌的物聯網版圖更加完整，在這五大支柱領域都扮演著重要角色。
支柱一：感知
物聯網的“起點”
作為物聯網的起點，感測器負責從物聯網裝置的周邊環境中獲取資料。當前感測器面臨的挑戰主要包括：高可靠性、高精度，並且需要滿足不同應用需求，如汽車、工業、消費類等不同場景的組合。
英飛凌的感測器解決方案有哪些獨到優勢？英飛凌科技大中華區電源與感測系統事業部高階市場總監廖明頌表示，首先，英飛凌的產品組合從模仿人的五官出發，包括：高精度的毫米波雷達、3D飛行時間攝像頭等作為眼睛，信噪比較高的麥克風作為耳朵，世界上體積最小的CO2感測器作為鼻子，還有精準的氣壓感測器作為面板（感知），以及基於雷達技術的手勢控制感測器等。
其次，透過對這些不同型別的感測器進行組合，能夠提升能源效率、安全性和便利性。廖明頌強調，沒有軟體演算法，感測器是不能獨立運作的，因此需要透過MCU等匯入演算法，從而實現不同功能，獲得資料並控制系統的運作。
他指出，毫米波雷達在英飛凌的感測器組合中具有重要意義，在Lite生命體徵感測解決方案中，可用於老年人健康監測或睡眠模式檢測。甚至在一款具有睡眠追蹤功能的智慧音箱中，融合了毫米波雷達、麥克風、溫度和光感測器，可用於監測睡眠質量並提出個性化的睡眠改善建議。
此外，英飛凌一款基於光聲光譜（PAS）原理的二氧化碳感測器堪稱顛覆性器件，這也是一個新的開發方向。它小巧的封裝中包含了感測器和MCU，比市面上典型產品尺寸縮小4倍，重量減輕3倍，可以給使用者節省75%以上的空間，同時由於內建補償演算法，便於使用者產品更快上市。該感測器可用於精準的小型化儀器，用於室內外空氣質量監測，同時，也可以用於空氣清淨機、空調、通風系統的調控。
廖明頌強調，面向不同的應用場景，通常需要感測器的融合使用，實現更為智慧的感知。憑藉對系統的深刻理解，英飛凌可提供廣泛的即用型解決方案，例如針對汽車、工業和消費類應用場景，能夠提供高可靠性、高精確度、且滿足不同應用需求的解決方案，加快產品上市。
支柱二：執行
第三代半導體價值凸顯
“執行”是實現智慧化的關鍵環節之一，它依據智慧決策將微控制器的控制訊號轉換成機械運動或光、熱等物理量，透過具體的動作來執行控制。
廖明頌解釋說，例如開啟空調、開啟燈、開啟窗戶等等一連串需要具體執行的動作，其實都需要透過馬達控制來達成任務，而這一過程有賴於功率半導體。英飛凌作為功率分立器件及模組領域領軍者，能夠最佳化發電、輸電、配電、儲能及用電環節，同時擁有涵蓋矽材料和碳化矽、氮化鎵兩種第三代材料的全產品組合，能夠提供涵蓋瓦至兆瓦功率範圍的高能效解決方案。
作為當前的主流技術，矽器件從低功率到高功率均有使用，目標電壓範圍是25V-1.7kV；而SiC目標電壓範圍是650V-3.3kV，針對高功率、中高開關頻率；GaN目標電壓範圍為80V-650V，面向中功率應用。這些不同的材料分別面向不同的功率、不同的開關速度，從而提升功率密度、實現更緊湊的設計。廖明頌表示，第三代半導體對整體環境的效益、對碳排放目標也有重要的助益。
在電機驅動及控制方面，英飛凌可提供完整的解決方案。包括感測器、運動控制、MCU再到電源，並且透過不同的封裝形式，提供適合不同需求、更有效益的解決方案。從感知到控制再到執行，英飛凌希望在這些方面引領IoT領域的半導體創新。
支柱三：計算
迎接邊緣計算時代
英飛凌科技大中華區安全互聯絡統事業部市場經理彭濤認為，計算等同於物聯網裝置的“大腦”。當前，資料的處理和計算正在發生遷移，大資料處理正在從雲計算為中心的集中式處理時代，跨越到以萬物互聯為核心的邊緣計算時代。
與此同時，這也帶來幾大挑戰，特別是在穩定的無線連線、多樣的場景感知、安全的資料傳輸和實時的計算控制等方面，未來的邊緣計算需要在這幾大領域都做到卓越。而作為開發人員，他們更希望將物聯網涉及的各個環節整合到一個平臺上處理關鍵問題，從而降低開發的複雜性。
彭濤表示，英飛凌MCU在物聯網應用中的核心優勢，可以主要從三方面進行概括：連線、計算和建立。在物聯網應用中，一站式的完整解決方案可以加速產品上市時間、降低產品開發成本，因此，英飛凌始終致力於提供完整的一站式解決方案。例如在典型的智慧手錶解決方案中，英飛凌提供了微控制器、無線連線、儲存和人機介面產品，同時提供安全、裝置保護、感測和無線充電產品，組合所有這些產品和軟體，透過一站式完整解決方案提供給使用者。
據彭濤介紹，英飛凌的MCU應用領域涵蓋消費類和工業領域兩大物聯網賽道，在整合了賽普拉斯的MCU產品之後，形成了更加廣泛的產品陣容。下一代MCU將會整合更多的核心，實現更低功耗、更高效能，增強邊緣計算的ML/AI 功能、IoT雲連線能力、以及MCU的加密功能，提供全套的硬體/軟體開發工具平臺。除此之外，英飛凌針對物聯網應用開發了專用的軟體和工具，ModusToolBox是一個跨平臺的開發工具，除了和其它的整合開發環境一樣，提供工程的建立、編輯、編譯、除錯、燒寫等功能。
面向碎片化的物聯網應用市場，使用者往往需要幫助他們降低設計複雜度、加快產品上市時間。彭濤強調，英飛凌提供了一系列基於MCU、Wi-Fi和藍芽等預認證的解決方案組合，例如針對智慧溫控器、智慧門鎖、智慧手錶等解決方案，就可以透過提供預構件模組，實現連線、安全、控制、管理的整體解決方案。此外，英飛凌還提供了微控制器+無線連線+安全等開發評估套件，透過硬體和軟體平臺組合，將開發物聯網應用所需的計算、連線、雲端等能力無縫地整合在一起，大大地降低了設計的複雜性。
支柱四：連線
物聯網的核心和基礎
英飛凌和賽普拉斯完成整合之後，在“連線”方面得到了進一步的強化，包括基於eSIM安全蜂窩連線、Wi-Fi、藍芽、以及基於USB和USB-C的連線，可廣泛應用於消費、商業、工業、汽車等多個領域的物聯網應用。
英飛凌科技大中華區安全互聯絡統事業部市場經理賈智勇表示，為適應物聯網的發展，無線連線技術特別是Wi-Fi、藍芽等已經歷了深刻的變革和長足的演進，注重智慧化、多標準、多協議。Wi-Fi已經從早期的.11b，發展到現在的Wi-Fi 5、Wi-Fi 6/6E，在功耗、覆蓋率、網路效率方面更具競爭優勢。藍芽則更注重易配置、互操作性，以及作為連線入口組網時的互聯互通。
AIROC是英飛凌收購賽普拉斯之後推出的新品牌，主要面向智慧家居、多媒體、智慧可穿戴裝置、辦公和娛樂等應用。該系列既有Wi-Fi+藍芽組合，也有單Wi-Fi、單藍芽，或是經典藍芽和BLE藍芽雙模的產品。賈智勇表示，首先從命名方式上，AIROC是空氣（AIR）和岩石（ROCK）兩個詞的組合，英飛凌希望提供堅如磐石的無線連線。其次，論及AIROC在無線連線產品中的核心競爭力，主要具備五大優勢：可提供豐富的、全新的產品陣容供使用者選型；整合度方面，可提供不同平臺穩定可靠的軟體便於使用者整合，ModusToolBox可以幫助簡化軟體整合的過程；可靠性方面，可提供各種複雜使用環境下的可靠、穩定連線；低功耗方面，包括晶片工藝、系統軟體的整合方面，都提供了可行方案；高效能方面，最佳化的無線晶片設計支撐了吞吐量、功耗和遠距離覆蓋等方面的高效能表現。
針對IoT連線必不可少的雲端服務，英飛凌還推出了Cirrent軟體服務，主要解決連線問題。它包括兩個元件：INI和MAI，INI是客戶端元件，MAI是手機移動端元件。透過這一服務，英飛凌希望能夠深入洞悉使用者的使用環境，最終改善產品應用。在智慧家居裝置連線方面，Cirrent能夠實現一鍵無線路由連線、自動密碼同步所有裝置，並透過遠端網路連線監視器來提高可靠性/質量和支援。
支柱五：安全
賦予 “物 ”可信賴的基石
英飛凌科技大中華區安全互聯絡統事業部市場經理成皓表示，作為安全市場的領軍企業，英飛凌擁有強大的安全性和非接觸式安全專長。能夠提供基於硬體的可信根、安全執行環境、secure boot功能，以簡化、加速安全產品開發，同時可提供軟硬體配套的完整解決方案，便於物聯網及其他裝置的安全實現。在他看來，安全既賦予“物 ”可信賴的身份，也使新的商業模式得到發展。
提及全球物聯網市場的安全隱患，成皓認為主要存在四大類問題：
大部分物聯網終端裝置，從設計初期就缺乏相應的認證，對訪問控制、安全機制的考量比較欠缺，因此從物聯網裝置這個節點開始，部署相應的安全方案是非常重要的。
大部分物聯網系統中，未經加密的通訊資料和鏈路導致使用者隱私資料和關鍵資訊極易被非授權方擷取和破譯，資料傳輸的加密已經成為亟待解決的重要問題。
韌體更新的攻擊方式比較突出，增強物聯網裝置抵禦韌體更新的安全等級，或是選擇相應的安全演算法加密方案正在成為普遍關注的問題。
在目前所有的物聯網裝置中，路由器和攝像頭受攻擊最多，這類裝置通常24小時線上，被攻擊或控制後往往不易察覺，往往成為穩定的攻擊源。
根據以上這些物聯網裝置所受的攻擊型別，成皓總結了四大安全要素：身份認證、鏈路加密、資料加密以及韌體更新，透過增強這些環節的安全性來降低裝置互連的安全風險。成皓表示，只有基於硬體的安全，才能防禦針對硬體的攻擊以及高強度的軟體攻擊，這也凸顯了英飛凌獨立硬體安全晶片在物聯網應用中的價值。
他強調，英飛凌提供基於純硬體的安全晶片，能夠抵禦強大的物理形態的攻擊，從而保證更長久的安全性，目前英飛凌提供的物聯網安全晶片都已通過了國際權威的CC (Common Criteria)認證。同時，這些安全晶片還可以幫助使用者快速進行物聯網產品的落地，通常只需將其與物聯網裝置主控MCU進行簡單整合，就可以驅動相關的安全功能，外圍設計比較簡單，軟體方面只需要在主控MCU端整合一段簡單程式碼，就可以快速實現安全功能。而從產品本身的可擴充套件性和創新角度來看，基於安全晶片的方案可以在不同平臺架構間進行快速部署。
“We make IoT work”
核心優勢加持下的廣闊藍海
半導體領域正以空前的活力蓬勃發展著，而英飛凌所聚焦的IoT消費、工業和汽車市場的發展速度都超越以往，如何迅速滿足在多個領域同時創新的需求？這是英飛凌在新時代面臨的新挑戰。
南錚表示，英飛凌在安全、感測等領域深耕多年，有著廣泛的產品線和豐富的應用案例；賽普拉斯的MCU、無線連線技術同樣久經市場考驗。收購完成後，英飛凌致力於提供完整的、涵蓋物聯網五大硬體元素（感知、計算、連線、執行、安全）的一站式軟硬體結合的系統級解決方案，助力使用者高效建立智慧、安全且節能的物聯網裝置。他強調，“We make IoT work”——不僅是一句口號，也是英飛凌的優勢所在。
同時滿足創新需求，需要準確預測感測、計算、執行、連線、安全等核心要素的新趨勢，南錚認為，感測器將會更精準、可靠，應用場景也會不斷擴大，例如醫療、健康監測就是全新的方向，將使得更多的應用場景湧現出來；計算方面，物聯網與人工智慧的結合成為突出趨勢，裝置本身需要低功耗、長待機，又需要很強的算力執行人工智慧、機器學習演算法，使裝置本身能夠自我學習，擁有邊緣計算的處理能力；連線方面，連線需求將會持續增長，現有無線標準會持續升級，才能應對迅猛增長的連線資料要求；安全則會日益受到重視，越來越多的產品、方案將會把安全作為重要的基石。應對未來發展趨勢，英飛凌在上述幾大要素的產品側、方案側在提前進行佈局。
談及中國物聯網市場的發展，南錚表示，中國已經成為了全球物聯網產業創新的前沿基地，也正是由於中國市場的重要地位，英飛凌一直在持續增加投入。去年，英飛凌宣佈新增在華投資，擴大無錫工廠規模。今年，在深圳成立英飛凌大中華區智慧應用能力中心，聚焦工業級的智慧裝置、智慧家居、智慧汽車、物聯網等領域，為整個大中華區使用者提供定製化的應用解決方案。並且，英飛凌也在積極聯合上下游合作伙伴共建生態圈。
透過一系列有力舉措，英飛凌希望助力本土使用者加速智慧應用的創新和應用場景的落地，這也體現了英飛凌不斷加強本土應用創新、完善本地客戶服務的承諾。未來，英飛凌將持續以創新的半導體技術、產品和應用，一站式、端到端的軟硬體物聯網解決方案，助力中國市場的發展和建設。
