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)各大熱點領域。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)品的設計、研發(fā)到生產(chǎn)制造、銷售、服務都與傳統(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年上游供應鏈廠商紛紛覺醒，將智能硬件領域看成智能手機后下一個將爆發(fā)的巨大市場。創(chuàng)新工程創(chuàng)始人李開復日前就表示，未來5年，包括PC、手機、平板、可穿戴設備，以及聯(lián)網(wǎng)的電視、汽車、智能家居等加起來的智能設備將達到400億臺，這個數(shù)目將遠遠超越目前的60億臺移動設備。
　   　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)鏈上游的半導體公司是最敏感也是最先行動起來的，紛紛調(diào)整組織結構，推出了相關產(chǎn)品，其中不乏過去專注嵌入式領域的芯片廠商。而更上游的芯片代工廠商也都針對該領域推出了有針對性的工藝和技術。
　   　各大半導體廠商紛紛布局
　   　在過去的2014年中，幾乎每一家公司都宣稱自己進軍物聯(lián)網(wǎng)領域，開辟智能硬件業(yè)務。據(jù)了解，高通已面向全球超過20個國家推出了15款物聯(lián)網(wǎng)設備，包括眼鏡、兒童跟蹤器、智能手表等。臺灣聯(lián)發(fā)科技也計劃在2015年舉辦面向智能家居和穿戴設備的產(chǎn)業(yè)鏈大會。
　   　2010年，英特爾成立了在線業(yè)務部，希望借助互聯(lián)網(wǎng)的形式構建一種快速、便捷的智能硬件支持服務平臺，提供從智能硬件項目預研到項目量產(chǎn)的各個階段的技術支持和相關服務。并在2013年推出了Edison計算平臺，致力于幫助開發(fā)者攻克技術難關。在2015年的CES上，英特爾發(fā)布了英特爾?Curie?模塊，一個用于可穿戴解決方案、紐扣大小的硬件產(chǎn)品，擁有包括藍牙、電池充電、回轉等技術，適用于各種不同類型的設備，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領域，不但成為蘋果HomeKit合作伙伴，其高性價比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)中得到應用，包括中國國內(nèi)領先的智能家居、可穿戴設備開發(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)品線都放到了這個部分。“智能家居肯定是我們發(fā)展的重點。Marvell已經(jīng)做了全線的布局。整個IOTBU從網(wǎng)絡設備到網(wǎng)絡核心部件其實都有布局。在無線連接方面，基于WIFI、藍牙、Zigbee三個方向上都有自己的產(chǎn)品線，我們的技術比較全，從MCU到無線都有，能提供非常全面的解決方案。”孟樹表示，盡管沒有大肆宣傳，但其實Marvell已經(jīng)悄悄布局完成。
　　   目前在智能家居領域，Marvell的市場份額上占比是非常多的。“智能硬件方案在京東、小米的智能設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特別提到在智能照明領域，Marvell已經(jīng)與歐司朗、GE、貝爾金等廠商達成合作，出貨已經(jīng)達到了幾百萬。
       作為一家面向物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等領域提供半導體平臺化服務的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、相關的IP授權以及ASIC定制與量產(chǎn)服務。
　   　芯原微電子銷售副總裁王銳表示，芯原目前已針對該領域積累了豐富的MCU定制及周邊模擬、混合信號IP平臺、藍牙/WiFi/GGE/LTE連接性IP平臺、低功耗SoC設計與量產(chǎn)、以及SiP設計、仿真與量產(chǎn)的經(jīng)驗，可以為客戶提供完整的一站式的設計與量產(chǎn)服務。
   　　除了自行研發(fā)外，不少半導體廠商還通過收購的方式加強布局。2015年1月30日，SilliconLabs收購短距離無線網(wǎng)絡連結解決方案和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)軟件供應商BluegigaTechnologies，這次策略性的收購大幅擴展了SiliconLabs在物聯(lián)網(wǎng)中無線網(wǎng)絡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，通過收購強化了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，目前公司重點布局智能家居和穿戴領域，并且已經(jīng)有了不少知名企業(yè)進行合作?！癎oogle之前收購的Nest里面的溫控器就應用到我們的Zigbee的芯片。”
　   　Atmel微控制器業(yè)務高級產(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架構的微控制器產(chǎn)品。產(chǎn)品遍及適用于人機交互界面的高端產(chǎn)品SAMQ5系列，以及帶有內(nèi)置電容式觸摸感應、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，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)隨機存儲器，激活模式僅耗能35uA/MHz，而在休眠模式(關閉模式)大約耗能900nA。大容量閃存和靜態(tài)隨機存儲器以及超低耗電性能將是以電池驅動、運行大型(甚至多個)無線網(wǎng)絡堆棧的應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域，更小的尺寸也非常重要。臺積電(簡稱TSMC)中國區(qū)業(yè)務發(fā)展副總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球表示，高度集成的工藝可以進一步的降低成本和尺寸?！拔覀儸F(xiàn)在做的事就是把功耗降下來，集成度做好，功能做強。”他表示，針對智能硬件市場，超低功耗、特殊工藝集成、先進封裝三點缺一不可，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供應商在這個領域比較彷徨?！彼硎?，今天IC的規(guī)格定義需要能夠提供大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)服務商才比較清楚，這也對IC設計公司提出了更大的挑戰(zhàn)。羅鎮(zhèn)球對此表示，未來5~10年，整個半導體的產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合會越來越多。
　   　Foundry廠商不僅要跟設計公司或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)務高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理AndreasEieland就對此表示，Atmel為了適應物聯(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感應器和云端連接解決方案等互補型技術的企業(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，過去在手機領域，中國IC設計公司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，原因在于這個領域需要追求先進工藝的投入，比如14、16nm。他認為，智能硬件帶來可以“彎道超車”的機會，就在于中國IC設計公司可以更多在成熟工藝上下功夫，這點與國際廠商是站在同一起跑線上的?！爸悄苡布募夹g不是新的，所有智能手機的技術和工藝都可以拿來用?！?/p>

       瓶頸及挑戰(zhàn)：硬件設計與商業(yè)模式
　     盡管智能硬件的工藝主要采用成熟工藝，但是半導體廠商仍將面臨巨大挑戰(zhàn)。王國雍認為，目前包括指紋識別、RFIC、PMIC等都需要8寸的生產(chǎn)線，加上整個手機產(chǎn)業(yè)從3G轉向4G，所以8英寸的產(chǎn)能嚴重不足問題會越來越高?！斑@是一個結構性問題，我們2013年就開始發(fā)現(xiàn)這個現(xiàn)象。越往下看發(fā)現(xiàn)這個狀況越嚴重?！睘榱藨獙Ξa(chǎn)能不足，聯(lián)華電子已經(jīng)開始擴充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。預計到2015年年底至少要達到2萬片/月，最終達到5萬片/月的產(chǎn)能規(guī)模。
　　   除了產(chǎn)能不足面臨的挑戰(zhàn)，智能硬件的設計也比過去更加復雜。英特爾中國區(qū)在線業(yè)務部總經(jīng)理王稚聰表示：“以前廠商只需要考慮單獨一個硬件系統(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)在任何一個硬件第一要考慮作為一個獨立設備和人和環(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?！彼J為，由于消費者對產(chǎn)品外觀帶有很強的感情色彩，因此傳統(tǒng)做硬件設計的工程師需要和產(chǎn)品功能與外觀一體化設計方面強的公司結合，才能呈現(xiàn)真正有魅力的產(chǎn)品。
　   　從技術角度來看，目前智能硬件的傳感器也比較單一。“比如在醫(yī)療領域的傳感器，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，然后再轉成數(shù)字信號進行后期處理，這種傳感器的成本比較高昂。以前這個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)復雜系統(tǒng)，將創(chuàng)意快速轉換為產(chǎn)品。這也是為何許多智能硬件投入市場1年不到時間，已經(jīng)被業(yè)界斥為“過時產(chǎn)品”。AndreasEieland認為，面對未來越來越靈活的硬件創(chuàng)新與業(yè)務模式，有待于全產(chǎn)業(yè)鏈共同去研究，真正推出有價值的、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，獲取智能手機甚或互聯(lián)網(wǎng)云服務器強大的軟件處理功能，為用戶提供更豐富的體驗和更便捷的服務。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)三個趨勢：第一，產(chǎn)品更加貼近生活實際需求，更加簡單、易用；第二：軟硬結合更加徹底，體驗更加完整。越來越多的互聯(lián)網(wǎng)廠商可能進入到智能硬件領域，打造體驗更加的完整的“軟硬結合”產(chǎn)品；第三，人工智能引入硬件讓硬件真正智能；第四，硬件接口標準可能被統(tǒng)一，智能硬件將成為標準化產(chǎn)品。
　   　Andreas Eieland則表示，從2014年的發(fā)展來看，藍牙低能耗(BLE)技術逐漸發(fā)力，最大的變化在于對無線連接的標準及不同平臺間互通性的關注度不斷提高。因此，Atmel也在今年1月份于CES展上推出了SMART產(chǎn)品系列的藍牙低能耗收發(fā)器，以順應對BLE4.1日益增長的需求?！爸悄苡布嬲〉贸晒?，今后的任務是解決智能樓宇或產(chǎn)品規(guī)模和用電領域的挑戰(zhàn)。就愛特梅爾公司而言，我司擬通過針對WiFi,藍牙和802.15.4的、包含Atmel|SMART系列微控制器、無線電收發(fā)機及具備靈活性、可擴展性和兼容性的線卡的單片硅來應對這一挑戰(zhàn)。”
　   　他認為，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鍵。擴大無線連接性，替代當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，對于在擁有長設計周期和認證以及最高達10年或以上使用壽命的市場中取得成功至關重要?！?br/>　　   Marvell技術方案支持總監(jiān)孟樹認為智能硬件最重要的是云、端和人的互動，未來半導體廠商需要盡可能的幫助客戶簡化這三個要素之間的互動?！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準，實現(xiàn)完美的云、人、端之間的互聯(lián)互通和互動?！彼攸c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/+藍牙/+ZigBee，幾乎涵蓋了所有目前智能家居、可穿戴領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。
 　　   他認為，在智能家居領域，WIFI會是熱點，但并非無所不能。WiFi雖然可以支持高帶寬的應用，但相對成本會比較高，功耗也會比較高。相對WiFi而言，Zigbee比較標準化，雖然不同廠商之間的實現(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域，比如智能照明、LED照明方面應用得非常多。而且預計未來1-2年會有爆發(fā)性增長?！癦igBee跟WiFi、藍牙比起來，它還有一個重要的優(yōu)勢，它支持mesh，組網(wǎng)能力更強，支持多臺設備或信息接入節(jié)點，適合未來家庭應用場景?！?br/>　　   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)細分和碎片化嚴重。對于半導體廠商來說，要更有針對性的開發(fā)產(chǎn)品，需要更準確預測可能會爆發(fā)的應用市場。王稚聰比較看好伴侶型的行業(yè)應用市場，比如工業(yè)、醫(yī)療、健康、教育等。他認為在醫(yī)療領域目前硬件和軟件技術不是短板，未來需要改善的是中國醫(yī)療服務體系的軟環(huán)境。AndreasEieland則看好智能照明，改善暖通空調(diào)條件，加強建筑控制等。
　　   他同時認為，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入市場及整個行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)。這些企業(yè)包括飛利浦的FriendsofHue、蘋果的MFi認證、谷歌的Thread聯(lián)盟、Intel主導的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智能手機市場。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)盟的方式大舉進入智能硬件領域。
　　   “歷史將會重演，在硬件市場中取得成功的新一代企業(yè)將再次取代當今的大型企業(yè)，或者至少彌補其市場中的部分空白?！盇ndreas Eieland表示。