芯耀
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隨著AI在應用端的不斷拓展，圍繞AIoT的數(shù)據(jù)流量和算力也在大幅提升，賦能行業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級。在端側(cè)，AI正在發(fā)揮越來越多的作用，產(chǎn)業(yè)變革持續(xù)發(fā)生。這一過程帶來了變化，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)交互體驗在不斷升級；另一方面，AI大模型開始賦能垂直行業(yè)實現(xiàn)降本增效。
行業(yè)標準組織和軟硬件企業(yè)推動了這一進程。日前，在2023國際AIoT生態(tài)發(fā)展大會上，來自相關(guān)行業(yè)的代表們分享的觀點，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)帶來的價值。
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。
CSA連接標準聯(lián)盟中國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)達到了將近18000次，已經(jīng)認證的產(chǎn)品和軟件，也已經(jīng)達到1000多款。其中，中國成員認證占47%。
從認證類型看，產(chǎn)品類型主要是照明，包括彩色燈、開關(guān)單元、色溫燈、窗簾電機等。軟件組件的認證尤其特別，目前已有54款軟件得到認證。宿為民表示，作為通信協(xié)議類的標準，Matter最大的特點是它將軟件組件納入了整個物聯(lián)網(wǎng)的部分，因此軟件成為一個獨立的可以和其他設(shè)備進行連接的部分。這樣，一個軟件公司可以自己開發(fā)一個獨立的Matter軟件，去控制另外一個獨立的Matter設(shè)備，這是Matter在智能家居領(lǐng)域應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)議之上的應用層協(xié)議，主要解決所有設(shè)備進行智能家居或者物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備及定義具體設(shè)備的能力，簡言之就是實現(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。宿為民認為，Matter為大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)提供了保障，同時，它也將AIoT產(chǎn)業(yè)的賽道從純硬件拓展到軟件，這些都將加快場景智能化的進程。
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年在中國本土32位MCU廠商排名中位列第一。
兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場總監(jiān)金光一表示，公司持續(xù)推出了中國首個Cortex-M3/M4/M23/M33/M7 MCU，全球首個RISC-V內(nèi)核通用32位MCU。目前，該公司擁有41個系列500余個型號MCU，覆蓋了中端、低端、高端的所以場景。在產(chǎn)能上，該公司有7個前端晶圓工廠，14個后端封測工廠，確保了全球供應鏈的安全穩(wěn)定。
接下來，RISC-V內(nèi)核和高性能產(chǎn)品是兆易創(chuàng)新的重點發(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)核的無線MCU，可以支持WiFi6和無線通信協(xié)議，匹配AIoT發(fā)展應用的需求，適用于智能家電、智能家居、互聯(lián)網(wǎng)關(guān)等無線通信場景；在高性能上，該公司最新推出的GD32 H7，主頻達600 MHz。在相同主頻下，代碼實現(xiàn)效率可以提高40%，非常適合需要大量處理和運算資源的高算力、高端嵌入式應用。該芯片增強了對于AI的支持，包括生物識別、物體檢測和預測性維護，相關(guān)軟件資源則來自于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)品廣泛應用于能源電力和工業(yè)控制、安防、網(wǎng)絡通訊、健康監(jiān)護和家電，而汽車將是一個新的目標。去年，該公司發(fā)布了車規(guī)級A503系列MCU，通過了AEC-Q100認證，可以應用在前裝領(lǐng)域。目前，該系列已被國內(nèi)外Tier1的項目采用，應用于馬達控制、車燈控制等，并且已經(jīng)有不少的出貨量。
國產(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發(fā)，擁有三個自己的自動化測試工廠。目前，該公司已有70余款產(chǎn)品，整體銷量也超過了6千萬顆，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鏈路兩類。電壓類賽道更寬，國內(nèi)廠商比較多；信號鏈路主要是連接物理世界和數(shù)字世界的一個橋梁，把物理世界中的聲光電信號通過敏感單元變成數(shù)字信號，這個賽道國內(nèi)僅有少數(shù)企業(yè)涉足，中科銀河芯的定位正是國內(nèi)稀缺的信號鏈路設(shè)計公司。
在傳感器領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)的實力一直比較弱小， 郭桂良表示，中科銀河芯從設(shè)計、研發(fā)、設(shè)計到品控每個環(huán)節(jié)都追求工匠精神，希望打造國產(chǎn)的世界一流的傳感器芯片。
目前，該公司已推出了國內(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，廣泛應用在物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、白色家電、糧食儲藏等領(lǐng)域。
可穿戴領(lǐng)域是溫濕度傳感器的一個重要應用。郭桂良表示，隨著后疫情時代的到來，很多可穿戴設(shè)備開始增加溫濕度傳感，比如手表、手環(huán)、藍牙耳機、體溫計、溫度計及AR/VR。針對可穿戴設(shè)備，中科銀河芯重點推出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，可對標龍頭大廠MAXIM、TI、Sensirion和TE等實現(xiàn)替代。
總的來看，中科銀河芯的技術(shù)優(yōu)勢集中在4個方面：1.微弱信號檢測與處理技術(shù)；2.在線水分檢測技術(shù)。3.單芯片溫濕度檢測技術(shù)；4.未來布局的射頻+傳感的技術(shù)。
GPT為AI芯片帶來挑戰(zhàn)
GPT的場景會改變了人和機器交互的形式和方法，諸如文本生成和寫代碼，都可以利用AIGC來完成。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寫代碼，能節(jié)省70%的工作時間。但與此同時，AIGC也給AI芯片帶來了挑戰(zhàn)。
楊磊認為主要的挑戰(zhàn)有四個：一、傳統(tǒng)的AI算法，如美顏，包括檢測識別、刷臉等，都是基于CNN卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的計算，而GPT模型是基于Tranformer的結(jié)構(gòu)，二者底層計算類型不同，以往適用于傳統(tǒng)語音的NPU不能夠高效地計算AIGC類的模型；
二、AIGC依賴大模型，計算資源消耗甚巨。如ChatGPT3.5，約有一千多億個參數(shù)，如果存儲這些模型，約需100GB，而模型規(guī)模目前看還在增長，目前已經(jīng)到三千億個參數(shù)，具體要增長到多大規(guī)模才停止，目前尚無定論；
三、目前這些大模型只能進行云處理，成本高昂，無法在IoT領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)；
四、海量計算對存儲和帶寬有很大的要求，一個100GB的模型，做一次推理生成一個字出來，理論上需要100GB存儲，目前旗艦手機資源用滿也無法真正滿足應用。
楊磊認為，解決大模型在IoT應用的問題的一個方法是結(jié)合一些特定的場景和應用，做小模型，使之能夠應用在端側(cè)IoT場景上。結(jié)合新的GPT類AI的特點和一些小型化的場景在端側(cè)應用的訴求，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，該處理器具有很好的靈活性和可編程性，可以適應模型結(jié)構(gòu)的變化和演進，不僅適用于傳統(tǒng)CNN模型計算，也適合Tranformer類的模型結(jié)構(gòu)。
由于大模型對計算精度的要求更高，周易X2采用了混合精度，既支持以往8bit的計算，也支持FP16半精度計算，這樣既可以部署AIGC模型，也可以在精度不敏感的計算中，使用高性價比的定點的8bit甚至4bit去計算。
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，該處理器也支持開源的AI編譯結(jié)構(gòu)，如TVM框架，以支持異構(gòu)計算。
藍牙的下一個應用熱點
藍牙全球社區(qū)正在不斷擴大，預計到今年年底，藍牙全球會員企業(yè)將會達到39000多家，遍布全球超過150個國家。
在藍牙社區(qū)不斷擴大的同時，Bluetooth SIG（藍牙技術(shù)聯(lián)盟）全球會員公司的產(chǎn)品出貨量也在持續(xù)增長。藍牙技術(shù)聯(lián)盟亞太暨中國市場總監(jiān)李佳蓉表示，雖然在2020年疫情開始的第一年，增長出現(xiàn)了短暫的停止，但是很快藍牙產(chǎn)品的出貨量就恢復了強勁的增長，預計未來幾年，藍牙產(chǎn)品的出貨量將會超過70億件。
藍牙是全球部署范圍最廣的無線技術(shù)標準。按照無線產(chǎn)品所支持的技術(shù)進行劃分，截至目前，藍牙產(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)絡高出1.5倍以上，得益于一些重要的應用。這一優(yōu)勢在未來幾年還會不斷擴大，
音頻傳輸是藍牙最大的應用領(lǐng)域。例如TWS耳機，這個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大約2億件。隨著LE Audio所帶來的更高的音頻質(zhì)量、更低的延遲以及功耗等性能提升，預計到2026年，TWS耳機出貨量將增加到6億件以上。
李佳蓉表示，藍牙下一個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將會充分運用低功耗音頻廣播音頻實現(xiàn)更多的新用例，這些用例將會徹底地改變?nèi)藗凅w驗音頻及連接周圍世界的方式。目前市面上已經(jīng)有芯片商，如高通等都推出了Auracast相關(guān)的方案。
從創(chuàng)新應用看，通過Auracast廣播音頻，將可以實現(xiàn)三大應用場景：一、能夠與周圍的人分享音頻；二、Auracast將解除無聲世界，提升公共場所的聽覺體驗。例如在那些電視被調(diào)成靜音的公共場所，像機場、健身房及各類等候或休息室等，人們可以使用藍牙耳機來收聽這些靜音電視里面的聲音；三、拓展使用情境。例如在火車站、電影院、演講廳等任何有公共廣播系統(tǒng)的場所時，人們可以通過自己佩戴的藍牙耳機或助聽器直接接收公共廣播系統(tǒng)的音頻，再也不用擔心享受音樂的同時，錯過重要的廣播訊息。
低功耗無線數(shù)據(jù)傳輸一直是藍牙一個重要的應用領(lǐng)域。包括各種類型的運動和健身、醫(yī)療和保健產(chǎn)品，以及可穿戴設(shè)備。李佳蓉認為，過去五年里，該領(lǐng)域一大亮點是所謂的“個人物聯(lián)網(wǎng)”，每年都會有數(shù)百種全新的個人物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品問世，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，預計到2026年，可穿戴產(chǎn)品的年出貨量將會達到近5億件。低功耗藍牙在小型化、互操作性、長期穩(wěn)定和便利性上的特性，將可以很好滿足可穿戴市場對于技術(shù)的需求。
除了音頻和數(shù)據(jù)傳輸，位置服務和設(shè)備組網(wǎng)也是藍牙創(chuàng)新的應用領(lǐng)域。前者諸如Apple推出的AirTag這類個人資產(chǎn)追蹤以及高精度室內(nèi)導航等，此類系統(tǒng)定位精度從米級大幅度提升到厘米級，無論是用于追蹤資產(chǎn)或工廠車間的工人，還是運動場上的運動員等，基于藍牙高精度定位的系統(tǒng)已經(jīng)開始大范圍地部署并快速增長。
一個新的熱點應用是Ambient AIoT環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)。今年2月，隨著藍牙5.41就緒，藍牙技術(shù)聯(lián)盟推出了一個新的藍牙電子貨架標簽(ESL)標準，自此，首個支持ESL市場的全球無線標準誕生。ESL系統(tǒng)標簽可用來取代大多數(shù)零售店貨架上產(chǎn)品的紙質(zhì)標簽，通過一個新的藍牙標簽Tag，可以讓幾乎任何物品都成為物聯(lián)網(wǎng)的一部分。藍牙標簽的成本非常低，可以打印，部署靈活，而且可以采集能量，沒有電池裝置即可實現(xiàn)供電。其中一些標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)將會徹底改變食品、藥品和服裝等行業(yè)的供應鏈流程。比如追蹤一箱農(nóng)產(chǎn)品從離開農(nóng)場到被放到零售門店的貨架上，在運送過程中的位置、溫度；或者追蹤一盒藥品從生產(chǎn)到運輸，再到最終使用過程中的位置和溫度；又或者是追蹤一件衣服從制造、運輸?shù)搅闶郏缓蟮绞褂煤妥罱K處置等整個產(chǎn)品的生命周期。李佳蓉表示，如果把環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)這些機會加在一起，其潛在市場規(guī)模將會達到千億，甚至萬億計。
在設(shè)備組網(wǎng)領(lǐng)域中，通過藍牙可實現(xiàn)大規(guī)模設(shè)備網(wǎng)絡的部署。例如通過藍牙將控制和自動化系統(tǒng)設(shè)備組網(wǎng)，這一應用正在快速增長中，如藍牙網(wǎng)絡照明控制系統(tǒng)。
在過去五年里，藍牙技術(shù)聯(lián)盟不斷改進和創(chuàng)新藍牙技術(shù)。李佳蓉表示，聯(lián)盟隨時都有超過將近50個改進項目在進行中，最近正在進行的幾個重點項目包括：“響應式周期性廣播”功能，為周期性廣播功能增加雙向通信功能；增強兩個藍牙設(shè)備之間的安全、高精度測距功能，可以將智能手機作為汽車、家庭、辦公室等數(shù)字鑰匙的應用；提高低功耗藍牙的數(shù)據(jù)速率，以提升現(xiàn)有的可穿戴及低功耗音頻等藍牙應用，在未來開辟更多新用例。
去年，藍牙技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布了一個新的項目，將定義低功耗藍牙在6GHz頻段等其他未授權(quán)頻譜中的運行。通過將低功耗藍牙的運行頻段拓展到更多中頻段頻譜，藍牙社區(qū)將能夠在未來持續(xù)提升藍牙的這些性能。
