2022 年，此起彼伏的新冠疫情和萎靡不振的市場需求讓整個中國家電行業(yè)持續(xù)低迷，但家電智能化升級的步伐卻沒有因此停止。從信息感知、傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理和計算，家庭場景中，智能家電進行的每一個“任務(wù)”都離不開芯片。芯片不僅支撐著智能家電的功能實現(xiàn)，更為智能家電迎合消費者的個性化需求提供技術(shù)支持。

  MCU，構(gòu)建智能家電的“大腦”

  智能家電是將微處理器、傳感器、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)引入家電設(shè)備后形成的產(chǎn)品，能自動感知住宅空間狀態(tài)、家電自身狀態(tài)和家電服務(wù)狀態(tài)，也能夠自動控制及接收用戶在住宅內(nèi)或遠程發(fā)出的控制指令。微處理器、傳感器、網(wǎng)絡(luò)??剖析智能家電涉及的這些關(guān)鍵詞，《電器》記者發(fā)現(xiàn)，家電智能化離不開芯片的支持。

  那么，一臺能被稱為智能家電的產(chǎn)品需要用到哪些類別的芯片?美仁芯片副總經(jīng)理封博概括了3種類型。他說：“類是主控制器，也就是我們常說的MCU。它是智能家電的‘大腦 ’，能同時處理各種外部信息輸入，并指揮各個功能單元智能、高效地運行。另外，觸控MCU和變頻MCU可以輔助主控MCU完成系統(tǒng)功能。其中，觸控MCU主要用來完成觸摸按鍵的功能，配合主控MCU實現(xiàn)與用戶的交互，如冰箱、洗衣機等功能面板上的圖標按鍵，輕觸一下即可開啟對應(yīng)的功能;變頻MCU主要用來根據(jù)電機的特性和運行狀態(tài)，智能高效地控制電機運行，如洗衣機電機、空調(diào)風(fēng)機等。第二類是無線通訊IoT芯片，用來完成數(shù)據(jù)通訊和各種控制指令的收發(fā)，如智能空調(diào)的Wi-Fi芯片電器供應(yīng)商情在《與家電行業(yè)一同成長，MCU加快步伐》一文中曾經(jīng)這樣描述：“在MCU領(lǐng)域，參與家電細分市場競爭的外資MCU品牌主要有恩智浦、微芯、瑞薩電子、意法半導(dǎo)體、英飛凌、東芝、德州儀器等，這些品牌提供的 MCU可以滿足中家電產(chǎn)品的需求，而國產(chǎn)品牌中兆易股份、中穎電子、合泰半導(dǎo)體等在中低端家電市場具有競爭力?！?/span>

  參與家電智能化，有些MCU企業(yè)擁有完善的“軟件+硬件”技術(shù)研發(fā)能力，可以自主對MCU進行智能化升級。還有一些企業(yè)則通過與其他軟件企業(yè)的合作，為家電的智能化升級提供思路。

  前者以意法半導(dǎo)體為例。意法半導(dǎo)體大中華暨南亞區(qū)通用微處理器部門市場部區(qū)域經(jīng)理熊紅輝介紹說：“意法半導(dǎo)體很早就開始布局基于MCU的智能化。目前，我們可以提供高性能、支持各種無線互聯(lián)的產(chǎn)品。其中，意法半導(dǎo)體的軟件工具 STM32CubeMX集成了AI模塊，可以方便客戶將訓(xùn)練好的AI模型轉(zhuǎn)換為MCU上運行的軟件，使MCU易于實現(xiàn)AI功能?！?/span>

  后者以德州儀器為例。目前，德州儀器通過與無線連接和智能感知技術(shù)及共創(chuàng)解決 方案的授權(quán)許可廠商CEVA合作，將CEVA的WhisPro語音識別、控制軟件與德州儀器的MCU結(jié)合起來，快速、輕松地為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備添加喚醒詞和語音命令等語音識別功能。德州儀器Wi-Fi連接產(chǎn)品經(jīng)理Naomi Heller表示：“從可穿戴設(shè)備到白色家電，語音控制正在成為許多設(shè)備和應(yīng)用的必備功能。通過與CEVA合作，我們確保工程師可借助成熟可靠的MCU來提供語音用戶界面，為語音物聯(lián)網(wǎng)終端和設(shè)備提供高性價比的解決方案。”

   通信、傳感器芯片，貫通智能家電的“神經(jīng)”

  與充當(dāng)智能家電“大腦” 的MCU相比，智能家電的快速發(fā)展同樣離不開通信和傳感器技術(shù)的支持，在《電器》記者看來，這些芯片是貫通了智能家電的“神經(jīng)”。無線通訊 IoT芯片是承擔(dān)通信功能的芯片，主要包括Wi-Fi芯片、 藍牙芯片、AI芯片(語音識別、圖像識別、深度學(xué)習(xí)等)、物聯(lián)網(wǎng)芯片等。

  其中，Wi-Fi芯片在智能家居生態(tài)的發(fā)展中具有不可替代的作用。一方面，Wi-Fi協(xié)議不斷演進，從發(fā)展速度來看，Wi-Fi已經(jīng)從802.11的2Mbps發(fā)展至Wi-Fi 6的 9.6Gbps;從信道帶寬來看，Wi-Fi 7將單個信道的寬度從Wi-Fi 6的160MHz擴展至了320MHz。另一方面，蘋果、亞馬遜、谷歌等智能家居巨頭聯(lián)合CSA聯(lián)盟共同發(fā)起了智能家居行業(yè)應(yīng)用層標準Matter協(xié)議，使得智能設(shè)備高效互聯(lián)成為可能，從而促進了智能家居生態(tài)的建立。

  家電是智能家居生態(tài)的一個重要組成部分。任何一臺能聯(lián)網(wǎng)的智能家電都需要配備 Wi-Fi芯片。隨著智能家電市場滲透率的提高，全行業(yè)加快構(gòu)建智能家居生態(tài)步伐，Wi-Fi芯片的市場規(guī)模將大幅度增長。據(jù)Markets and Markets預(yù)測，2022年，全球Wi-Fi芯片的市場規(guī)模將達到197億美元。而2020年中國的Wi-Fi芯片市場規(guī)模僅為180億元，長期來看，Wi-Fi芯片市場有較大的成長空間。從品牌布局來看，Wi-Fi芯片供應(yīng)商既有高通、博通、NXP、英飛凌、Synaptics、MaxLinear等外資品牌，也有樂鑫科技這樣的國產(chǎn)品牌。

  另外，隨著智能化程度的不斷發(fā)展，家電行業(yè)傳感器的應(yīng)用越來越多，進一步帶動了傳感器芯片的需求變強。

  Melexis是家電企業(yè)傳感器芯片的主要供應(yīng)商。該公司亞太區(qū)區(qū)域銷售經(jīng)理鄒明艷說 ：“緊跟產(chǎn)品的升級節(jié)奏，Melexis為家電產(chǎn)品開發(fā)新技術(shù)，如溫度傳感器和風(fēng)扇驅(qū)動器。在溫度傳感器方面，我們?yōu)榧译娦袠I(yè)開發(fā)的 MelexisFIR陣列傳感器，具有良好的精度和信噪比，可以實現(xiàn)暖通空調(diào)的智能控制，如檢測人的位置、溫度，并自動監(jiān)控暖通空調(diào)，讓人感到舒適。另外，對于一些需要嚴控溫度的家電，遠紅外溫度傳感器也有用武之地。如廚房必備的吸油煙機，采用我們的溫度陣列傳感器可以實現(xiàn)根據(jù)溫度調(diào)節(jié)吸油煙風(fēng)量大小、自動開關(guān)機，以及火警預(yù)警的功能。目前，我們是家電領(lǐng)域FIR陣列傳感器的主要供應(yīng)商之一?！?/span>

  國產(chǎn)芯片反客為主

  智能家電市場規(guī)模還在繼續(xù)擴容。然而，近幾年，受中美貿(mào)易摩擦、芯片法案等政策因素影響，中國家電行業(yè)某些細分應(yīng)用一度出現(xiàn)“缺芯”的尷尬局面，家電企業(yè)不得不把視線轉(zhuǎn)向國產(chǎn)芯片廠。機會面前，沉淀多年的國產(chǎn)芯片企業(yè)迅速攻城略地，不僅供貨能力大幅提升，在很多類芯片上也取得技術(shù)突破，助力家電產(chǎn)品創(chuàng)新。

  對于“缺芯潮”之下中國家電企業(yè)的芯片供貨商變化，合泰半導(dǎo)體有關(guān)負責(zé)人告訴《電 器》記者，之前，大部分小家電使用的是國產(chǎn)芯片，空調(diào)、冰箱的壓縮機用的芯片多來自外資品牌，洗衣機中波輪洗衣機多采用國產(chǎn)芯片，滾筒洗衣機更多采用外資品牌的芯片。“現(xiàn)在，一些曾經(jīng)獨屬于外資品牌的高利潤區(qū)間，也向國產(chǎn)芯片品牌敞開了大門?！彼f。

  從品牌來看，布局家電領(lǐng)域的國產(chǎn)芯片廠主要分為兩類 ：一類是國產(chǎn)半導(dǎo)體廠，一類是家電企業(yè)。

  兆易創(chuàng)新是中國的NorFlash MCU和MCU供應(yīng)商。作為一家Fabless芯片設(shè)計公司，兆易創(chuàng)新NOR Flash MCU全球排名已經(jīng)躍進了第三位，在中國市場占有率更是;通用類32位MCU在中國市場排名也位居。據(jù)《電器》記者了解，“缺芯潮”爆發(fā)前的很多年，意法半導(dǎo)體一直都是MCU領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，如今兆易創(chuàng)新通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新闖出了一片天地，不管在中國市場還是全球市場，都是名副其實的頭部MCU品牌。具體到家電應(yīng)用，目前，兆易創(chuàng)新的32位MCU在變頻冰箱、變頻空調(diào)、掃地機器人、豆?jié){機、破壁機、家庭網(wǎng)關(guān)、智能門鎖、智能音箱、無線耳機等諸多領(lǐng)域都有很高的市場占有率和出貨量。

  英集芯是國內(nèi)消費電子市場重要的電源管理芯片和快充協(xié)議芯片供應(yīng)商。近日，英集芯表示，看好智能家電的發(fā)展前景，旗下產(chǎn)品范圍已經(jīng)涵蓋物聯(lián)網(wǎng)芯片、智能音頻處理芯片、信號鏈芯片等，未來將持續(xù)向智能音頻處理、 智能家電、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等領(lǐng)域拓展。

  作為家電企業(yè)， 美的空調(diào)自2010 年開始研發(fā)IPM，至2020年已實現(xiàn)IPM模塊內(nèi)部半導(dǎo)體芯片的自主研發(fā)，2021年美的集團投資成立美墾半導(dǎo)體技術(shù)公司。而美的集團的另一重大舉措，是美的機電事業(yè)群旗下的美仁半導(dǎo)體。

  據(jù)封博介紹，美仁半導(dǎo)體成立于2018 年12 月底， 專注于中半導(dǎo)體芯片的設(shè) 計、 開發(fā)和銷售。2020年，美仁半導(dǎo)體推出顆主控MCU MR88F001系列，顆觸控MCU MR86F001系列，當(dāng)年即在美的集團內(nèi)部洗衣機、冰箱和廚熱事業(yè)部的相關(guān)智能家電上導(dǎo)入，并實現(xiàn)批量出貨。2021年， 美仁半導(dǎo)體推出小容量、更多封裝規(guī)格的MR88F002系列主控MCU，第二顆觸控MCU MR86F002，以及顆變頻MCU MR82F001系列和顆智能功率模塊IPMMRD7110S，并在美的集團實現(xiàn)量產(chǎn)出貨。2022年，美仁半導(dǎo)體又接連推出主控MR88F005、觸控 MR86F005、變頻MR82F003、電源芯片AC/DC MRA6001H和IoT芯片 MRW5601A(Wi-Fi/BLE ComboMCU)等更多型號和應(yīng)用方向。截至2022年10 月，美仁半導(dǎo)體主控MCUMR88F001系列累計銷量已經(jīng)超過1000萬顆，目前市場失效率躋身國際水平。

  除了美的，格力、海信、格蘭仕、TCL科技等家電整機企業(yè)也都設(shè)立了專門的芯片公司，為智能家電的可靠運行提供技術(shù)支撐。

  機會總是留給有準備的人。展望未來，全球芯片供應(yīng)的問題短時間內(nèi)不會得到徹底解決，中國家電智能化升級的腳步亦不會停滯，可以預(yù)見，越來越多植入中國芯片的智能家電將走向全球市場。