芯耀
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隨著AI在應(yīng)用端的不斷拓展，圍繞AIoT的數(shù)據(jù)流量和算力也在大幅提升，賦能行業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。在端側(cè)，AI正在發(fā)揮越來(lái)越多的作用，產(chǎn)業(yè)變革持續(xù)發(fā)生。這一過(guò)程帶來(lái)了變化，一方面，AI大模型與其他軟件系統(tǒng)的結(jié)合更加緊密，傳統(tǒng)交互體驗(yàn)在不斷升級(jí)；另一方面，AI大模型開(kāi)始賦能垂直行業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織和軟硬件企業(yè)推動(dòng)了這一進(jìn)程。日前，在2023國(guó)際AIoT生態(tài)發(fā)展大會(huì)上，來(lái)自相關(guān)行業(yè)的代表們分享的觀點(diǎn)，反映出AIoT技術(shù)和生態(tài)結(jié)合的方向，以及由此為相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的價(jià)值。
Matter正在浮出水面
自從去年10月份Matter1.0正式發(fā)布，到今年5月發(fā)布Matter1.1，因其具有簡(jiǎn)單、互操作、可靠和安全特性，該互聯(lián)協(xié)議在智能家居業(yè)得到了熱烈的響應(yīng)。
CSA連接標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟中國(guó)成員組主席宿為民表示，截至今年4月底，該技術(shù)規(guī)范下載次數(shù)已經(jīng)達(dá)到了將近18000次，已經(jīng)認(rèn)證的產(chǎn)品和軟件，也已經(jīng)達(dá)到1000多款。其中，中國(guó)成員認(rèn)證占47%。
從認(rèn)證類型看，產(chǎn)品類型主要是照明，包括彩色燈、開(kāi)關(guān)單元、色溫?zé)?、窗?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%94%B5%E6%9C%BA/">電機(jī)等。軟件組件的認(rèn)證尤其特別，目前已有54款軟件得到認(rèn)證。宿為民表示，作為通信協(xié)議類的標(biāo)準(zhǔn)，Matter最大的特點(diǎn)是它將軟件組件納入了整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的部分，因此軟件成為一個(gè)獨(dú)立的可以和其他設(shè)備進(jìn)行連接的部分。這樣，一個(gè)軟件公司可以自己開(kāi)發(fā)一個(gè)獨(dú)立的Matter軟件，去控制另外一個(gè)獨(dú)立的Matter設(shè)備，這是Matter在智能家居領(lǐng)域應(yīng)用中最具特色的形態(tài)。
這是由Matter協(xié)議特性所決定的。Matter是基于WiFi、以太網(wǎng)、 Thread這些IP協(xié)議之上的應(yīng)用層協(xié)議，主要解決所有設(shè)備進(jìn)行智能家居或者物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備及定義具體設(shè)備的能力，簡(jiǎn)言之就是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的跨生態(tài)的連接。
目前，谷歌、蘋(píng)果、亞馬遜、LG、三星和OPPO等公司都已支持Matter協(xié)議，已經(jīng)上市1000多款產(chǎn)品。宿為民認(rèn)為，Matter為大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)提供了保障，同時(shí)，它也將AIoT產(chǎn)業(yè)的賽道從純硬件拓展到軟件，這些都將加快場(chǎng)景智能化的進(jìn)程。
本土32位MCU布局端側(cè)AI
從2013年正式推出GD32到今年，十年累計(jì)出貨13億顆，全球MCU企業(yè)排名第7，也是全球前十中唯一的中國(guó)本土廠商，兆易創(chuàng)新在ARM內(nèi)核32位MCU上的發(fā)展十分穩(wěn)健，憑借GD32，該公司已連續(xù)7年在中國(guó)本土32位MCU廠商排名中位列第一。
兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)金光一表示，公司持續(xù)推出了中國(guó)首個(gè)Cortex-M3/M4/M23/M33/M7 MCU，全球首個(gè)RISC-V內(nèi)核通用32位MCU。目前，該公司擁有41個(gè)系列500余個(gè)型號(hào)MCU，覆蓋了中端、低端、高端的所以場(chǎng)景。在產(chǎn)能上，該公司有7個(gè)前端晶圓工廠，14個(gè)后端封測(cè)工廠，確保了全球供應(yīng)鏈的安全穩(wěn)定。
接下來(lái)，RISC-V內(nèi)核和高性能產(chǎn)品是兆易創(chuàng)新的重點(diǎn)發(fā)展方向。RISC-V方面，該公司將在7月份發(fā)布一顆RISC-V內(nèi)核的無(wú)線MCU，可以支持WiFi6和無(wú)線通信協(xié)議，匹配AIoT發(fā)展應(yīng)用的需求，適用于智能家電、智能家居、互聯(lián)網(wǎng)關(guān)等無(wú)線通信場(chǎng)景；在高性能上，該公司最新推出的GD32 H7，主頻達(dá)600 MHz。在相同主頻下，代碼實(shí)現(xiàn)效率可以提高40%，非常適合需要大量處理和運(yùn)算資源的高算力、高端嵌入式應(yīng)用。該芯片增強(qiáng)了對(duì)于AI的支持，包括生物識(shí)別、物體檢測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)，相關(guān)軟件資源則來(lái)自于sensory、SensiML和EDGE IMPULSE三家公司的合作。
金光一表示，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，兆易創(chuàng)新的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于能源電力和工業(yè)控制、安防、網(wǎng)絡(luò)通訊、健康監(jiān)護(hù)和家電，而汽車(chē)將是一個(gè)新的目標(biāo)。去年，該公司發(fā)布了車(chē)規(guī)級(jí)A503系列MCU，通過(guò)了AEC-Q100認(rèn)證，可以應(yīng)用在前裝領(lǐng)域。目前，該系列已被國(guó)內(nèi)外Tier1的項(xiàng)目采用，應(yīng)用于馬達(dá)控制、車(chē)燈控制等，并且已經(jīng)有不少的出貨量。
國(guó)產(chǎn)傳感器向高端看齊
中科銀河芯成立于2018年，大股東是中科院。該公司主要致力于高端溫度、溫濕度等傳感器芯片的開(kāi)發(fā)，擁有三個(gè)自己的自動(dòng)化測(cè)試工廠。目前，該公司已有70余款產(chǎn)品，整體銷(xiāo)量也超過(guò)了6千萬(wàn)顆，主要覆蓋溫度傳感器、溫濕度傳感器、加密芯片等。
中科銀河芯CEO郭桂良表示，模擬公司通常分為電壓類和信號(hào)鏈路兩類。電壓類賽道更寬，國(guó)內(nèi)廠商比較多；信號(hào)鏈路主要是連接物理世界和數(shù)字世界的一個(gè)橋梁，把物理世界中的聲光電信號(hào)通過(guò)敏感單元變成數(shù)字信號(hào)，這個(gè)賽道國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)涉足，中科銀河芯的定位正是國(guó)內(nèi)稀缺的信號(hào)鏈路設(shè)計(jì)公司。
在傳感器領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)企業(yè)的實(shí)力一直比較弱小， 郭桂良表示，中科銀河芯從設(shè)計(jì)、研發(fā)、設(shè)計(jì)到品控每個(gè)環(huán)節(jié)都追求工匠精神，希望打造國(guó)產(chǎn)的世界一流的傳感器芯片。
目前，該公司已推出了國(guó)內(nèi)最小的溫濕度傳感器，單總線接口的溫濕度傳感器GXHT3W，以及水分傳感器，廣泛應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、白色家電、糧食儲(chǔ)藏等領(lǐng)域。
可穿戴領(lǐng)域是溫濕度傳感器的一個(gè)重要應(yīng)用。郭桂良表示，隨著后疫情時(shí)代的到來(lái)，很多可穿戴設(shè)備開(kāi)始增加溫濕度傳感，比如手表、手環(huán)、藍(lán)牙耳機(jī)、體溫計(jì)、溫度計(jì)及AR/VR。針對(duì)可穿戴設(shè)備，中科銀河芯重點(diǎn)推出GXT110和GXT310兩款產(chǎn)品。
郭桂良表示，中科銀河芯的產(chǎn)品性能優(yōu)越，可對(duì)標(biāo)龍頭大廠MAXIM、TI、Sensirion和TE等實(shí)現(xiàn)替代。
總的來(lái)看，中科銀河芯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)集中在4個(gè)方面：1.微弱信號(hào)檢測(cè)與處理技術(shù)；2.在線水分檢測(cè)技術(shù)。3.單芯片溫濕度檢測(cè)技術(shù)；4.未來(lái)布局的射頻+傳感的技術(shù)。
GPT為AI芯片帶來(lái)挑戰(zhàn)
GPT的場(chǎng)景會(huì)改變了人和機(jī)器交互的形式和方法，諸如文本生成和寫(xiě)代碼，都可以利用AIGC來(lái)完成。安謀科技產(chǎn)品總監(jiān)楊磊先生表示，他和海外同事就此交流，利用AIGC寫(xiě)代碼，能節(jié)省70%的工作時(shí)間。但與此同時(shí)，AIGC也給AI芯片帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
楊磊認(rèn)為主要的挑戰(zhàn)有四個(gè)：一、傳統(tǒng)的AI算法，如美顏，包括檢測(cè)識(shí)別、刷臉等，都是基于CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算，而GPT模型是基于Tranformer的結(jié)構(gòu)，二者底層計(jì)算類型不同，以往適用于傳統(tǒng)語(yǔ)音的NPU不能夠高效地計(jì)算AIGC類的模型；
二、AIGC依賴大模型，計(jì)算資源消耗甚巨。如ChatGPT3.5，約有一千多億個(gè)參數(shù)，如果存儲(chǔ)這些模型，約需100GB，而模型規(guī)模目前看還在增長(zhǎng)，目前已經(jīng)到三千億個(gè)參數(shù)，具體要增長(zhǎng)到多大規(guī)模才停止，目前尚無(wú)定論；
三、目前這些大模型只能進(jìn)行云處理，成本高昂，無(wú)法在IoT領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)；
四、海量計(jì)算對(duì)存儲(chǔ)和帶寬有很大的要求，一個(gè)100GB的模型，做一次推理生成一個(gè)字出來(lái)，理論上需要100GB存儲(chǔ)，目前旗艦手機(jī)資源用滿也無(wú)法真正滿足應(yīng)用。
楊磊認(rèn)為，解決大模型在IoT應(yīng)用的問(wèn)題的一個(gè)方法是結(jié)合一些特定的場(chǎng)景和應(yīng)用，做小模型，使之能夠應(yīng)用在端側(cè)IoT場(chǎng)景上。結(jié)合新的GPT類AI的特點(diǎn)和一些小型化的場(chǎng)景在端側(cè)應(yīng)用的訴求，安謀科技推出了新一代NPU“周易X2”，考慮到新的AI結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，該處理器具有很好的靈活性和可編程性，可以適應(yīng)模型結(jié)構(gòu)的變化和演進(jìn)，不僅適用于傳統(tǒng)CNN模型計(jì)算，也適合Tranformer類的模型結(jié)構(gòu)。
由于大模型對(duì)計(jì)算精度的要求更高，周易X2采用了混合精度，既支持以往8bit的計(jì)算，也支持FP16半精度計(jì)算，這樣既可以部署AIGC模型，也可以在精度不敏感的計(jì)算中，使用高性價(jià)比的定點(diǎn)的8bit甚至4bit去計(jì)算。
配合用戶部署算法，安謀科技為這顆NPU提供了一套完整的軟件工具鏈，包括編譯器、調(diào)試器、軟件仿真器。同時(shí)，該處理器也支持開(kāi)源的AI編譯結(jié)構(gòu)，如TVM框架，以支持異構(gòu)計(jì)算。
藍(lán)牙的下一個(gè)應(yīng)用熱點(diǎn)
藍(lán)牙全球社區(qū)正在不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到今年年底，藍(lán)牙全球會(huì)員企業(yè)將會(huì)達(dá)到39000多家，遍布全球超過(guò)150個(gè)國(guó)家。
在藍(lán)牙社區(qū)不斷擴(kuò)大的同時(shí)，Bluetooth SIG（藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟）全球會(huì)員公司的產(chǎn)品出貨量也在持續(xù)增長(zhǎng)。藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟亞太暨中國(guó)市場(chǎng)總監(jiān)李佳蓉表示，雖然在2020年疫情開(kāi)始的第一年，增長(zhǎng)出現(xiàn)了短暫的停止，但是很快藍(lán)牙產(chǎn)品的出貨量就恢復(fù)了強(qiáng)勁的增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，藍(lán)牙產(chǎn)品的出貨量將會(huì)超過(guò)70億件。
藍(lán)牙是全球部署范圍最廣的無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。按照無(wú)線產(chǎn)品所支持的技術(shù)進(jìn)行劃分，截至目前，藍(lán)牙產(chǎn)品的出貨量排在第一位，較WiFi產(chǎn)品的出貨量高出35%，較蜂窩網(wǎng)絡(luò)高出1.5倍以上，得益于一些重要的應(yīng)用。這一優(yōu)勢(shì)在未來(lái)幾年還會(huì)不斷擴(kuò)大，
音頻傳輸是藍(lán)牙最大的應(yīng)用領(lǐng)域。例如TWS耳機(jī)，這個(gè)幾年前還不存在的產(chǎn)品類別，僅在去年的出貨量就將超過(guò)大約2億件。隨著LE Audio所帶來(lái)的更高的音頻質(zhì)量、更低的延遲以及功耗等性能提升，預(yù)計(jì)到2026年，TWS耳機(jī)出貨量將增加到6億件以上。
李佳蓉表示，藍(lán)牙下一個(gè)具有吸引力的新用例是Auracast廣播音頻。LE Audio規(guī)格在去年7月全部完善后，能夠?qū)崿F(xiàn)音頻分享的功能。Auracast將會(huì)充分運(yùn)用低功耗音頻廣播音頻實(shí)現(xiàn)更多的新用例，這些用例將會(huì)徹底地改變?nèi)藗凅w驗(yàn)音頻及連接周?chē)澜绲姆绞?。目前市面上已?jīng)有芯片商，如高通等都推出了Auracast相關(guān)的方案。
從創(chuàng)新應(yīng)用看，通過(guò)Auracast廣播音頻，將可以實(shí)現(xiàn)三大應(yīng)用場(chǎng)景：一、能夠與周?chē)娜朔窒硪纛l；二、Auracast將解除無(wú)聲世界，提升公共場(chǎng)所的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。例如在那些電視被調(diào)成靜音的公共場(chǎng)所，像機(jī)場(chǎng)、健身房及各類等候或休息室等，人們可以使用藍(lán)牙耳機(jī)來(lái)收聽(tīng)這些靜音電視里面的聲音；三、拓展使用情境。例如在火車(chē)站、電影院、演講廳等任何有公共廣播系統(tǒng)的場(chǎng)所時(shí)，人們可以通過(guò)自己佩戴的藍(lán)牙耳機(jī)或助聽(tīng)器直接接收公共廣播系統(tǒng)的音頻，再也不用擔(dān)心享受音樂(lè)的同時(shí)，錯(cuò)過(guò)重要的廣播訊息。
低功耗無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸一直是藍(lán)牙一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域。包括各種類型的運(yùn)動(dòng)和健身、醫(yī)療和保健產(chǎn)品，以及可穿戴設(shè)備。李佳蓉認(rèn)為，過(guò)去五年里，該領(lǐng)域一大亮點(diǎn)是所謂的“個(gè)人物聯(lián)網(wǎng)”，每年都會(huì)有數(shù)百種全新的個(gè)人物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品問(wèn)世，從健身手環(huán)和智能手表到智能眼鏡和AR/VR頭盔等?？纱┐鳟a(chǎn)品將繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2026年，可穿戴產(chǎn)品的年出貨量將會(huì)達(dá)到近5億件。低功耗藍(lán)牙在小型化、互操作性、長(zhǎng)期穩(wěn)定和便利性上的特性，將可以很好滿足可穿戴市場(chǎng)對(duì)于技術(shù)的需求。
除了音頻和數(shù)據(jù)傳輸，位置服務(wù)和設(shè)備組網(wǎng)也是藍(lán)牙創(chuàng)新的應(yīng)用領(lǐng)域。前者諸如Apple推出的AirTag這類個(gè)人資產(chǎn)追蹤以及高精度室內(nèi)導(dǎo)航等，此類系統(tǒng)定位精度從米級(jí)大幅度提升到厘米級(jí)，無(wú)論是用于追蹤資產(chǎn)或工廠車(chē)間的工人，還是運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上的運(yùn)動(dòng)員等，基于藍(lán)牙高精度定位的系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始大范圍地部署并快速增長(zhǎng)。
一個(gè)新的熱點(diǎn)應(yīng)用是Ambient AIoT環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)。今年2月，隨著藍(lán)牙5.41就緒，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟推出了一個(gè)新的藍(lán)牙電子貨架標(biāo)簽(ESL)標(biāo)準(zhǔn)，自此，首個(gè)支持ESL市場(chǎng)的全球無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)誕生。ESL系統(tǒng)標(biāo)簽可用來(lái)取代大多數(shù)零售店貨架上產(chǎn)品的紙質(zhì)標(biāo)簽，通過(guò)一個(gè)新的藍(lán)牙標(biāo)簽Tag，可以讓幾乎任何物品都成為物聯(lián)網(wǎng)的一部分。藍(lán)牙標(biāo)簽的成本非常低，可以打印，部署靈活，而且可以采集能量，沒(méi)有電池裝置即可實(shí)現(xiàn)供電。其中一些標(biāo)簽不僅能夠提供物品的位置，還可以加入了解物品所處環(huán)境及狀態(tài)的傳感器。
這些環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將會(huì)徹底改變食品、藥品和服裝等行業(yè)的供應(yīng)鏈流程。比如追蹤一箱農(nóng)產(chǎn)品從離開(kāi)農(nóng)場(chǎng)到被放到零售門(mén)店的貨架上，在運(yùn)送過(guò)程中的位置、溫度；或者追蹤一盒藥品從生產(chǎn)到運(yùn)輸，再到最終使用過(guò)程中的位置和溫度；又或者是追蹤一件衣服從制造、運(yùn)輸?shù)搅闶?，然后到使用和最終處置等整個(gè)產(chǎn)品的生命周期。李佳蓉表示，如果把環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)這些機(jī)會(huì)加在一起，其潛在市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到千億，甚至萬(wàn)億計(jì)。
在設(shè)備組網(wǎng)領(lǐng)域中，通過(guò)藍(lán)牙可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的部署。例如通過(guò)藍(lán)牙將控制和自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備組網(wǎng)，這一應(yīng)用正在快速增長(zhǎng)中，如藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)照明控制系統(tǒng)。
在過(guò)去五年里，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟不斷改進(jìn)和創(chuàng)新藍(lán)牙技術(shù)。李佳蓉表示，聯(lián)盟隨時(shí)都有超過(guò)將近50個(gè)改進(jìn)項(xiàng)目在進(jìn)行中，最近正在進(jìn)行的幾個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目包括：“響應(yīng)式周期性廣播”功能，為周期性廣播功能增加雙向通信功能；增強(qiáng)兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備之間的安全、高精度測(cè)距功能，可以將智能手機(jī)作為汽車(chē)、家庭、辦公室等數(shù)字鑰匙的應(yīng)用；提高低功耗藍(lán)牙的數(shù)據(jù)速率，以提升現(xiàn)有的可穿戴及低功耗音頻等藍(lán)牙應(yīng)用，在未來(lái)開(kāi)辟更多新用例。
去年，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布了一個(gè)新的項(xiàng)目，將定義低功耗藍(lán)牙在6GHz頻段等其他未授權(quán)頻譜中的運(yùn)行。通過(guò)將低功耗藍(lán)牙的運(yùn)行頻段拓展到更多中頻段頻譜，藍(lán)牙社區(qū)將能夠在未來(lái)持續(xù)提升藍(lán)牙的這些性能。
