作為被寄予厚望的新興產(chǎn)業(yè)，智能硬件涵蓋了可穿戴設(shè)備、智能家居、安防與安全、醫(yī)療健康等在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)各大熱點(diǎn)領(lǐng)域。得益于3D打印以及眾籌平臺、大數(shù)據(jù)云平臺的興起，智能硬件從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)到生產(chǎn)制造、銷售、服務(wù)都與傳統(tǒng)的硬件制造業(yè)產(chǎn)生了區(qū)別。
   　　如果說2013年還處于智能硬件概念剛剛興起，那么2014年上游供應(yīng)鏈廠商紛紛覺醒，將智能硬件領(lǐng)域看成智能手機(jī)后下一個(gè)將爆發(fā)的巨大市場。創(chuàng)新工程創(chuàng)始人李開復(fù)日前就表示，未來5年，包括PC、手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備，以及聯(lián)網(wǎng)的電視、汽車、智能家居等加起來的智能設(shè)備將達(dá)到400億臺，這個(gè)數(shù)目將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越目前的60億臺移動設(shè)備。
　   　種種跡象表明，2015年將成為智能硬件的爆發(fā)之年，而資本也開始對智能硬件的上游供應(yīng)鏈表現(xiàn)出濃厚的興趣。春江水暖鴨先知，作為產(chǎn)業(yè)鏈上游的半導(dǎo)體公司是最敏感也是最先行動起來的，紛紛調(diào)整組織結(jié)構(gòu)，推出了相關(guān)產(chǎn)品，其中不乏過去專注嵌入式領(lǐng)域的芯片廠商。而更上游的芯片代工廠商也都針對該領(lǐng)域推出了有針對性的工藝和技術(shù)。
　   　各大半導(dǎo)體廠商紛紛布局
　   　在過去的2014年中，幾乎每一家公司都宣稱自己進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，開辟智能硬件業(yè)務(wù)。據(jù)了解，高通已面向全球超過20個(gè)國家推出了15款物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，包括眼鏡、兒童跟蹤器、智能手表等。臺灣聯(lián)發(fā)科技也計(jì)劃在2015年舉辦面向智能家居和穿戴設(shè)備的產(chǎn)業(yè)鏈大會。
　   　2010年，英特爾成立了在線業(yè)務(wù)部，希望借助互聯(lián)網(wǎng)的形式構(gòu)建一種快速、便捷的智能硬件支持服務(wù)平臺，提供從智能硬件項(xiàng)目預(yù)研到項(xiàng)目量產(chǎn)的各個(gè)階段的技術(shù)支持和相關(guān)服務(wù)。并在2013年推出了Edison計(jì)算平臺，致力于幫助開發(fā)者攻克技術(shù)難關(guān)。在2015年的CES上，英特爾發(fā)布了英特爾?Curie?模塊，一個(gè)用于可穿戴解決方案、紐扣大小的硬件產(chǎn)品，擁有包括藍(lán)牙、電池充電、回轉(zhuǎn)等技術(shù)，適用于各種不同類型的設(shè)備，產(chǎn)品將在下半年上市。
　   　Marvell也早在幾年前開始布局（物聯(lián)網(wǎng)）IoT領(lǐng)域，不但成為蘋果HomeKit合作伙伴，其高性價(jià)比EZ-ConnectIoT平臺和無線控制器更是在全球無數(shù)的智能硬件和聯(lián)網(wǎng)中得到應(yīng)用，包括中國國內(nèi)領(lǐng)先的智能家居、可穿戴設(shè)備開發(fā)商也已經(jīng)或即將推出基于Marvell平臺方案的創(chuàng)新產(chǎn)品。
　   　Marvell技術(shù)方案支持總監(jiān)孟樹表示，Marvell在2014年成了IOT的部門，將盒子、電視、智能家居的產(chǎn)品線都放到了這個(gè)部分。“智能家居肯定是我們發(fā)展的重點(diǎn)。Marvell已經(jīng)做了全線的布局。整個(gè)IOTBU從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)核心部件其實(shí)都有布局。在無線連接方面，基于WIFI、藍(lán)牙、Zigbee三個(gè)方向上都有自己的產(chǎn)品線，我們的技術(shù)比較全，從MCU到無線都有，能提供非常全面的解決方案?！泵蠘浔硎?，盡管沒有大肆宣傳，但其實(shí)Marvell已經(jīng)悄悄布局完成。
　　   目前在智能家居領(lǐng)域，Marvell的市場份額上占比是非常多的?！爸悄苡布桨冈诰〇|、小米的智能設(shè)備中得到了廣泛的使用。一些家電廠商我們也在積極的合作，相信近期也陸續(xù)會有一些產(chǎn)品積極的推出?！彼瑫r(shí)特別提到在智能照明領(lǐng)域，Marvell已經(jīng)與歐司朗、GE、貝爾金等廠商達(dá)成合作，出貨已經(jīng)達(dá)到了幾百萬。
       作為一家面向物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等領(lǐng)域提供半導(dǎo)體平臺化服務(wù)的SiPaaS(Silicon Platform as a Service)企業(yè)，芯原微電子主要為客戶提供定制化的智能硬件平臺、相關(guān)的IP授權(quán)以及ASIC定制與量產(chǎn)服務(wù)。
　   　芯原微電子銷售副總裁王銳表示，芯原目前已針對該領(lǐng)域積累了豐富的MCU定制及周邊模擬、混合信號IP平臺、藍(lán)牙/WiFi/GGE/LTE連接性IP平臺、低功耗SoC設(shè)計(jì)與量產(chǎn)、以及SiP設(shè)計(jì)、仿真與量產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，可以為客戶提供完整的一站式的設(shè)計(jì)與量產(chǎn)服務(wù)。
   　　除了自行研發(fā)外，不少半導(dǎo)體廠商還通過收購的方式加強(qiáng)布局。2015年1月30日，SilliconLabs收購短距離無線網(wǎng)絡(luò)連結(jié)解決方案和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)軟件供應(yīng)商BluegigaTechnologies，這次策略性的收購大幅擴(kuò)展了SiliconLabs在物聯(lián)網(wǎng)中無線網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件的解決方案。而在去年3月，SilliconLabs還收購了加州Touchstone Semiconductor公司全系列產(chǎn)品及知識產(chǎn)權(quán)，通過收購強(qiáng)化了SiliconLabs在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)市場上的嵌入式產(chǎn)品陣容，包括節(jié)能微控制器(MCU)、無線產(chǎn)品和傳感器。
　   　SiliconLabs亞太區(qū)資深現(xiàn)場市場經(jīng)理陳雄基表示，目前公司重點(diǎn)布局智能家居和穿戴領(lǐng)域，并且已經(jīng)有了不少知名企業(yè)進(jìn)行合作?！癎oogle之前收購的Nest里面的溫控器就應(yīng)用到我們的Zigbee的芯片?！?br/>　   　Atmel微控制器業(yè)務(wù)高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理Andreas Eieland表示，Atmel為物聯(lián)網(wǎng)打造的產(chǎn)品線包括BLE、WiFi和802.15.4解決方案及Atmel|SMART系列低功耗、高性能、基于ARM架構(gòu)的微控制器產(chǎn)品。產(chǎn)品遍及適用于人機(jī)交互界面的高端產(chǎn)品SAMQ5系列，以及帶有內(nèi)置電容式觸摸感應(yīng)、協(xié)議棧支持和加密功能的尺寸小巧的SAMD系列產(chǎn)品。除了無線和微控制器之外，Atmel還提供一系列硬件加密產(chǎn)品。隨著互聯(lián)互通的日益普及，不僅是安全問題，而且隱私問題的重要性也會與日俱增。使用Atmel系列產(chǎn)品，用戶不僅可以得到互聯(lián)體驗(yàn)，還能夠在低功耗性能以及安全性方面得到更好的保障。
　   　對于低功耗性能，Atmel最近發(fā)布了SAML21系列的Atmel|SMART基于Cortex-M0+供電微控制器。SAML21系列最大可有256kB閃存和32kB靜態(tài)隨機(jī)存儲器，激活模式僅耗能35uA/MHz，而在休眠模式(關(guān)閉模式)大約耗能900nA。大容量閃存和靜態(tài)隨機(jī)存儲器以及超低耗電性能將是以電池驅(qū)動、運(yùn)行大型(甚至多個(gè))無線網(wǎng)絡(luò)堆棧的應(yīng)用所必不可少的功能。
　   　產(chǎn)品定義方式正在改變
　   　由于智能硬件領(lǐng)域追求的并非更高的性能，而是更低的功耗以及成本，特別是針對可穿戴領(lǐng)域，更小的尺寸也非常重要。臺積電(簡稱TSMC)中國區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球表示，高度集成的工藝可以進(jìn)一步的降低成本和尺寸。“我們現(xiàn)在做的事就是把功耗降下來，集成度做好，功能做強(qiáng)?！彼硎?，針對智能硬件市場，超低功耗、特殊工藝集成、先進(jìn)封裝三點(diǎn)缺一不可，TSMC目前的智能硬件產(chǎn)品涵蓋RF、嵌入式、閃存、邏輯、傳感器等領(lǐng)域，工藝主要集中在28、44、55nm。
　   　聯(lián)華電子股份有限公司副總經(jīng)理王國雍表示，智能硬件的產(chǎn)品定義的方式也發(fā)生了變化，“有趣的是，我們第一次看到IC供應(yīng)商在這個(gè)領(lǐng)域比較彷徨?！彼硎荆裉霫C的規(guī)格定義需要能夠提供大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)服務(wù)商才比較清楚，這也對IC設(shè)計(jì)公司提出了更大的挑戰(zhàn)。羅鎮(zhèn)球?qū)Υ吮硎?，未?~10年，整個(gè)半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合會越來越多。
　   　Foundry廠商不僅要跟設(shè)計(jì)公司或IDM廠商溝通，還要跟系統(tǒng)廠商，甚至更下一級的客戶去直接交流。Atmel微控制器業(yè)務(wù)高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理AndreasEieland就對此表示，Atmel為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)/智能硬件產(chǎn)品快速發(fā)展的需求，正在廣泛與具備MEMS感應(yīng)器和云端連接解決方案等互補(bǔ)型技術(shù)的企業(yè)開展合作，以確保概念和上市產(chǎn)品之間不存在巨大的鴻溝。
   　　中芯國際市場部資深副總裁徐總則表示，過去在手機(jī)領(lǐng)域，中國IC設(shè)計(jì)公司Designin還是比較少的，原因是AP和Baseband還是壟斷在某幾家國際化的大公司手中，原因在于這個(gè)領(lǐng)域需要追求先進(jìn)工藝的投入，比如14、16nm。他認(rèn)為，智能硬件帶來可以“彎道超車”的機(jī)會，就在于中國IC設(shè)計(jì)公司可以更多在成熟工藝上下功夫，這點(diǎn)與國際廠商是站在同一起跑線上的?！爸悄苡布募夹g(shù)不是新的，所有智能手機(jī)的技術(shù)和工藝都可以拿來用。”

       瓶頸及挑戰(zhàn)：硬件設(shè)計(jì)與商業(yè)模式
　     盡管智能硬件的工藝主要采用成熟工藝，但是半導(dǎo)體廠商仍將面臨巨大挑戰(zhàn)。王國雍認(rèn)為，目前包括指紋識別、RFIC、PMIC等都需要8寸的生產(chǎn)線，加上整個(gè)手機(jī)產(chǎn)業(yè)從3G轉(zhuǎn)向4G，所以8英寸的產(chǎn)能嚴(yán)重不足問題會越來越高?！斑@是一個(gè)結(jié)構(gòu)性問題，我們2013年就開始發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象。越往下看發(fā)現(xiàn)這個(gè)狀況越嚴(yán)重?！睘榱藨?yīng)對產(chǎn)能不足，聯(lián)華電子已經(jīng)開始擴(kuò)充8英寸產(chǎn)能，中芯國際位于深圳的8英寸晶圓廠日前也正式投產(chǎn)，這中國華南地區(qū)第一條投入使用的8英寸生產(chǎn)線。預(yù)計(jì)到2015年年底至少要達(dá)到2萬片/月，最終達(dá)到5萬片/月的產(chǎn)能規(guī)模。
　　   除了產(chǎn)能不足面臨的挑戰(zhàn)，智能硬件的設(shè)計(jì)也比過去更加復(fù)雜。英特爾中國區(qū)在線業(yè)務(wù)部總經(jīng)理王稚聰表示：“以前廠商只需要考慮單獨(dú)一個(gè)硬件系統(tǒng)的輸入輸出以及和環(huán)境和人之間的互動就完了，然而現(xiàn)在任何一個(gè)硬件第一要考慮作為一個(gè)獨(dú)立設(shè)備和人和環(huán)境的共存是什么樣的。此外還要思考和互聯(lián)網(wǎng)云端是不是能形成一個(gè)共同的商業(yè)模式；要整體去考慮在環(huán)境、場景里面的情況。”他認(rèn)為，由于消費(fèi)者對產(chǎn)品外觀帶有很強(qiáng)的感情色彩，因此傳統(tǒng)做硬件設(shè)計(jì)的工程師需要和產(chǎn)品功能與外觀一體化設(shè)計(jì)方面強(qiáng)的公司結(jié)合，才能呈現(xiàn)真正有魅力的產(chǎn)品。
　   　從技術(shù)角度來看，目前智能硬件的傳感器也比較單一?！氨热缭卺t(yī)療領(lǐng)域的傳感器，在人體沒有任何創(chuàng)傷的情況下，體表測量的信號非常微弱，需要傳感器有特別精密的插分電路，在電路這層將噪音濾除，然后再轉(zhuǎn)成數(shù)字信號進(jìn)行后期處理，這種傳感器的成本比較高昂。以前這個(gè)類型的傳感器主要提供給醫(yī)院做儀器，這種量級起不來，比不上普通消費(fèi)類電子?！蓖踔陕敱硎?。
　   　此外，目前智能硬件還缺乏產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)作和靈活的商業(yè)模式。Atmel微控制器業(yè)務(wù)高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理AndreasEieland表示，目前智能硬件最大的挑戰(zhàn)是做到輕松地開發(fā)復(fù)雜系統(tǒng)，將創(chuàng)意快速轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品。這也是為何許多智能硬件投入市場1年不到時(shí)間，已經(jīng)被業(yè)界斥為“過時(shí)產(chǎn)品”。AndreasEieland認(rèn)為，面對未來越來越靈活的硬件創(chuàng)新與業(yè)務(wù)模式，有待于全產(chǎn)業(yè)鏈共同去研究，真正推出有價(jià)值的、有具體使用場景的產(chǎn)品。
　   　智能硬件發(fā)展方向：更好的感知與互聯(lián)
　   　展望未來，智能硬件的產(chǎn)品形態(tài)及技術(shù)將呈現(xiàn)何種變化？芯原微電子銷售副總裁王銳表示，智能硬件今后將越來越體現(xiàn)出“感知與互聯(lián)”的特色。硬件中將整合更多樣的傳感與定位(包括室內(nèi)定位和室外定位)，通過無線連接，獲取智能手機(jī)甚或互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器強(qiáng)大的軟件處理功能，為用戶提供更豐富的體驗(yàn)和更便捷的服務(wù)。而智能硬件的形態(tài)，也將呈現(xiàn)多樣化和碎片化的局面。
　　   王稚聰則表示，2015年的智能硬件產(chǎn)品發(fā)展將呈現(xiàn)三個(gè)趨勢：第一，產(chǎn)品更加貼近生活實(shí)際需求，更加簡單、易用；第二：軟硬結(jié)合更加徹底，體驗(yàn)更加完整。越來越多的互聯(lián)網(wǎng)廠商可能進(jìn)入到智能硬件領(lǐng)域，打造體驗(yàn)更加的完整的“軟硬結(jié)合”產(chǎn)品；第三，人工智能引入硬件讓硬件真正智能；第四，硬件接口標(biāo)準(zhǔn)可能被統(tǒng)一，智能硬件將成為標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。
　   　Andreas Eieland則表示，從2014年的發(fā)展來看，藍(lán)牙低能耗(BLE)技術(shù)逐漸發(fā)力，最大的變化在于對無線連接的標(biāo)準(zhǔn)及不同平臺間互通性的關(guān)注度不斷提高。因此，Atmel也在今年1月份于CES展上推出了SMART產(chǎn)品系列的藍(lán)牙低能耗收發(fā)器，以順應(yīng)對BLE4.1日益增長的需求。“智能硬件要真正取得成功，今后的任務(wù)是解決智能樓宇或產(chǎn)品規(guī)模和用電領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。就愛特梅爾公司而言，我司擬通過針對WiFi,藍(lán)牙和802.15.4的、包含Atmel|SMART系列微控制器、無線電收發(fā)機(jī)及具備靈活性、可擴(kuò)展性和兼容性的線卡的單片硅來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)?！?br/>　   　他認(rèn)為，不斷整合產(chǎn)品，縮減尺寸和減少物料清單，降低功耗是智能硬件取勝的關(guān)鍵。擴(kuò)大無線連接性，替代當(dāng)今的有線自動化連接將是未來的一大發(fā)展趨勢。“如同Atmel所做的那樣，保證所有產(chǎn)品較長的使用壽命，對于在擁有長設(shè)計(jì)周期和認(rèn)證以及最高達(dá)10年或以上使用壽命的市場中取得成功至關(guān)重要。”
　　   Marvell技術(shù)方案支持總監(jiān)孟樹認(rèn)為智能硬件最重要的是云、端和人的互動，未來半導(dǎo)體廠商需要盡可能的幫助客戶簡化這三個(gè)要素之間的互動?！霸诨ヂ?lián)互通上，我們希望通過完整的開發(fā)平臺可以提供通用的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)完美的云、人、端之間的互聯(lián)互通和互動?！彼攸c(diǎn)介紹了其EZ-ConnectIoT完整平臺中的無線控制器芯片解決方案，即控制器+WiFi/+藍(lán)牙/+ZigBee，幾乎涵蓋了所有目前智能家居、可穿戴領(lǐng)域主流的無線通信手段，為開發(fā)者提供了更大的想象空間。
 　　   他認(rèn)為，在智能家居領(lǐng)域，WIFI會是熱點(diǎn)，但并非無所不能。WiFi雖然可以支持高帶寬的應(yīng)用，但相對成本會比較高，功耗也會比較高。相對WiFi而言，Zigbee比較標(biāo)準(zhǔn)化，雖然不同廠商之間的實(shí)現(xiàn)可能有差異，但是它在Profile的定義上還是比較完善的。所以它更容易在一些特定領(lǐng)域，比如智能照明、LED照明方面應(yīng)用得非常多。而且預(yù)計(jì)未來1-2年會有爆發(fā)性增長?！癦igBee跟WiFi、藍(lán)牙比起來，它還有一個(gè)重要的優(yōu)勢，它支持mesh，組網(wǎng)能力更強(qiáng)，支持多臺設(shè)備或信息接入節(jié)點(diǎn)，適合未來家庭應(yīng)用場景。”
　　   哪些是智能硬件的利基市場？
　   　由于智能硬件涉及的范圍非常廣，行業(yè)細(xì)分和碎片化嚴(yán)重。對于半導(dǎo)體廠商來說，要更有針對性的開發(fā)產(chǎn)品，需要更準(zhǔn)確預(yù)測可能會爆發(fā)的應(yīng)用市場。王稚聰比較看好伴侶型的行業(yè)應(yīng)用市場，比如工業(yè)、醫(yī)療、健康、教育等。他認(rèn)為在醫(yī)療領(lǐng)域目前硬件和軟件技術(shù)不是短板，未來需要改善的是中國醫(yī)療服務(wù)體系的軟環(huán)境。AndreasEieland則看好智能照明，改善暖通空調(diào)條件，加強(qiáng)建筑控制等。
　　   他同時(shí)認(rèn)為，越來越多的小型企業(yè)尋求與市場中大型廠商的兼容性而進(jìn)入市場及整個(gè)行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)。這些企業(yè)包括飛利浦的FriendsofHue、蘋果的MFi認(rèn)證、谷歌的Thread聯(lián)盟、Intel主導(dǎo)的OIC開放互聯(lián)聯(lián)盟、ARM面向IoT的mBed等。此前，小米、三星和蘋果已從諾基亞、摩托羅拉、愛立信、黑莓和索尼等手中奪走了整個(gè)智能手機(jī)市場。其中小米以及中國的互聯(lián)網(wǎng)公司正在通過資本和聯(lián)盟的方式大舉進(jìn)入智能硬件領(lǐng)域。
　　   “歷史將會重演，在硬件市場中取得成功的新一代企業(yè)將再次取代當(dāng)今的大型企業(yè)，或者至少彌補(bǔ)其市場中的部分空白?！盇ndreas Eieland表示。