預(yù)計(jì)歸類為“ IoT”的半導(dǎo)體組件的滲透率將從2019年的7％增長到2025年的12％。
推動物聯(lián)網(wǎng)半導(dǎo)體發(fā)展的四個關(guān)鍵要素是：MCU，連接芯片，AI芯片以及安全芯片和模塊。
物聯(lián)網(wǎng)芯片的日益普及將迫使芯片制造商更加關(guān)注典型的物聯(lián)網(wǎng)要求（例如，超低功耗，更小尺寸，內(nèi)置安全性）
設(shè)備制造商應(yīng)該看到大量專門針對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的新芯片。
IoT Analytics是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)4.0的市場洞察力和競爭情報的領(lǐng)先提供商，它對物聯(lián)網(wǎng)半導(dǎo)體市場進(jìn)行了廣泛的研究，認(rèn)為芯片在技術(shù)領(lǐng)域的表現(xiàn)穩(wěn)健。
IoT Analytics追蹤體現(xiàn)全球30家最大半導(dǎo)體公司的費(fèi)城半導(dǎo)體指數(shù)，在過去五年中增長了5倍（從2016年1月的80美元增加到2021年1月的416美元）。該指數(shù)不僅輕松擊敗了納斯達(dá)克指數(shù)（在同一時間范圍內(nèi)增長了2.8倍），還擊敗了其他技術(shù)指數(shù)，例如云計(jì)算（SKYY指數(shù)在同一時間范圍內(nèi)增長了3.5倍）。
半導(dǎo)體：強(qiáng)勁領(lǐng)先的技術(shù)領(lǐng)域
半導(dǎo)體公司這種驚人的價值表現(xiàn)可以歸因于許多因素。IoT Analytics首席執(zhí)行官Knud Lasse Lueth對研究結(jié)果發(fā)表評論說：“最值得注意的是，該行業(yè)已從從幾種新興技術(shù)的更多和更高價值的半導(dǎo)體組件的需求中獲利。關(guān)鍵驅(qū)動因素包括大數(shù)據(jù)分析，移動通信，游戲，互聯(lián)和半自動駕駛汽車，以及物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備的快速增長�！�
IoT Analytics高級分析師Satyajit Sinha補(bǔ)充說：“根據(jù)我們的估計(jì)，活躍的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)量將從2015年的36億增加到2020年的117億。到2025年底，我們預(yù)測總共將有300億個物聯(lián)網(wǎng)連接。物聯(lián)網(wǎng)半導(dǎo)體市場的興起廣泛，涉及大多數(shù)行業(yè)領(lǐng)域，包括工業(yè)，汽車，能源和公用事業(yè)以及醫(yī)療保健�！�
近年來，諸如智能手表和較小的無線配件之類的消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求特別高，這促使幾年前沒有制造物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的幾家公司進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)（例如，許多智能手機(jī)制造商）。
當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備爆炸式增長將繼續(xù)推動物聯(lián)網(wǎng)半導(dǎo)體市場，并可能在產(chǎn)量提高的情況下進(jìn)一步推動半導(dǎo)體創(chuàng)新。IoT Analytics關(guān)于此主題的最新報告預(yù)測，IoT半導(dǎo)體組件市場將從2020年的330億美元增長到2025年的800億美元，達(dá)到19％的復(fù)合年增長率。特別是，以下四個組件將成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)：IoT微控制器（MCU），IoT連接芯片組，IoT AI芯片組以及IoT安全芯片組和模塊。
推動物聯(lián)網(wǎng)芯片發(fā)展的四個關(guān)鍵要素
IoT Analytics將IoT芯片定義為可以單獨(dú)或共同為IoT設(shè)備或其他IoT設(shè)備的功能做出貢獻(xiàn)的那些芯片組件。因此，一些芯片組件符合IoT的標(biāo)準(zhǔn)。
我們的研究表明，以下四個方面非常重要：
1.物聯(lián)網(wǎng)微控制器（MCU）
與許多其他技術(shù)主題相反，物聯(lián)網(wǎng)具有一組典型的用例和應(yīng)用程序。所有這些應(yīng)用程序都需要不同級別的性能和功能。通常，MCU（而不是MPU）非常適合提供所需的靈活性（例如，在處理能力方面），同時為應(yīng)用程序提供非常經(jīng)濟(jì)的硬件選擇。有趣的趨勢是IoT MCU現(xiàn)在已經(jīng)從通用MCU演變?yōu)槟承┨囟ㄓ贗oT應(yīng)用的MCU（例如，在2020年第四季度，恩智浦推出了S32K3汽車IoT MCU）系列。
借助這些趨勢，IoT Analytics預(yù)計(jì)IoT MCU在一般MCU市場中的滲透率將從2019年的18％增長到2025年的29％。特別是32位MCU，例如，眾所周知的Raspberry Pi代表了IoT應(yīng)用的最佳選擇。
2.物聯(lián)網(wǎng)連接芯片組
物聯(lián)網(wǎng)連接芯片組是所有物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備的核心，代表了最大的物聯(lián)網(wǎng)芯片市場領(lǐng)域（2020年占所有物聯(lián)網(wǎng)半導(dǎo)體的35％）。近年來，缺乏全球公認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)，以及來自不同用例和應(yīng)用的不同要求導(dǎo)致了各種各樣的連接選項(xiàng)。
IoT Analytics確定21種主要的（從半導(dǎo)體的角度來看）物聯(lián)網(wǎng)連接標(biāo)準(zhǔn)，其中包括蜂窩物聯(lián)網(wǎng)（例如3G或4G），WLAN（例如Wi-Fi）和有線連接。
蜂窩芯片組在物聯(lián)網(wǎng)連接芯片組的市場增長中起著重要作用。 IoT Analytics預(yù)計(jì)，受5G（用于低延遲和高帶寬IoT應(yīng)用）和LPWA（用于低功耗，低帶寬，低成本物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用）。經(jīng)過蜂窩/LPWA許可和未許可LPWA技術(shù)都推動了這一市場，基于LoRa的芯片組和基于NB-IoT的芯片組將繼續(xù)主導(dǎo)這一市場。
無線局域網(wǎng)。WLAN芯片組由新的Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動，這些標(biāo)準(zhǔn)為物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi芯片組市場創(chuàng)造了高增長機(jī)會。 Wi-Fi 6的升級吞吐能力幾乎是Wi-Fi 5的四倍，因此為帶寬要求更高的IoT應(yīng)用（例如頭戴式AR應(yīng)用）打開了大門。
藍(lán)牙。IoT藍(lán)牙芯片組市場目前受音頻和娛樂以及基于智能家居的設(shè)備推動。相對較新的Bluetooth 5芯片組市場主要專注于IoT應(yīng)用程序，并通過信標(biāo)和基于位置的服務(wù)（例如資產(chǎn)跟蹤）和針對多個應(yīng)用程序和用例的更大靈活性，使新興應(yīng)用成為可能。
3.物聯(lián)網(wǎng)人工智能芯片組
許多應(yīng)用程序?qū)で蟾鼜?fù)雜的數(shù)據(jù)分析，并希望實(shí)時進(jìn)行這些數(shù)據(jù)分析。近年來，這對物聯(lián)網(wǎng)邊緣嵌入式AI芯片提出了越來越高的需求。IoT Analytics預(yù)計(jì)，2019-2025年間，全球IoT AI芯片組將以22％的復(fù)合年增長率增長。這種增長是由三種不同類型的芯片組提供的并行計(jì)算驅(qū)動的：GPU，ASIC和FPGA。基于FPGA的AI芯片組對于云以及5G時代都至關(guān)重要。這些芯片有助于減少延遲，改善內(nèi)存訪問并使設(shè)備之間的通信更加節(jié)能。傳統(tǒng)上，數(shù)據(jù)中心使用FPGA作為CPU的輔助加速器。
但是，最近，諸如Microsoft之類的公司開始在高速以太網(wǎng)直接連接到FPGA而不是CPU的數(shù)據(jù)路徑中使用FPGA。
4.物聯(lián)網(wǎng)安全芯片組和模塊
根據(jù)諾基亞的《2020年威脅情報報告》，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)在占觀察到的受感染設(shè)備的32.7％。到2020年，物聯(lián)網(wǎng)中毒份額增加了100％。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備威脅的增加要求對安全解決方案的不斷調(diào)整。在許多情況下，傳統(tǒng)軟件安全性對于整體安全性體系而言是不夠的。因此，迫切需要確保從邊緣設(shè)備到云的數(shù)據(jù)流以及硬件的安全。
盡管公司通常在實(shí)現(xiàn)嵌入式硬件安全性方面有多種選擇，但事實(shí)證明，在MCU / SoC級別上實(shí)現(xiàn)它是最可取的，因?yàn)樗试S數(shù)據(jù)安全地流過內(nèi)部總線。這可以通過將安全元素（SE）和物理不可克隆功能（PUF）引入嵌入式系統(tǒng)來完成。
另一個重要的安全功能是安全區(qū)域/ PUF中的“密鑰注入”和加密密鑰管理，以確保設(shè)備的安全身份，并創(chuàng)建在設(shè)備內(nèi)部以及從設(shè)備到云的數(shù)據(jù)流的安全通道。這種集成實(shí)現(xiàn)了具有非對稱加密的“硬件信任根”。它還為從芯片到云的數(shù)據(jù)安全流創(chuàng)建了安全通道，從而確保了靜態(tài)數(shù)據(jù)和傳輸數(shù)據(jù)的安全性。
總結(jié)
物聯(lián)網(wǎng)半導(dǎo)體市場仍處于起步階段。隨著被歸類為“IoT”的半導(dǎo)體組件的滲透率不算提升，諸如IoT MCU，IoT連接芯片，IoT AI芯片組和IoT安全芯片組等主題在未來將變得越來越重要年。很難想象，半導(dǎo)體指數(shù)會在未來五年內(nèi)再增加5倍。但是可以肯定的是，物聯(lián)網(wǎng)比以往任何時候都將成為這些半導(dǎo)體公司的驅(qū)動力，并可以提供重要的新業(yè)務(wù)爆發(fā)點(diǎn)。
