家电智能化势不可挡芯片业潮起

  2022年，此起彼伏的新冠疫情和萎靡不振的市场需求让整个中国家电行业持续低迷，但家电智能化升级的步伐却没有因此停止。从信息感知、传输到数据处理和计算，家庭场景中，智能家电进行的每一个“任务”不能离开芯片。芯片不仅支撑着智能家电的功能实现，更为智能家电迎合消费者的个性化需求提供技术支持。

  智能家电是将微处理器、传感器、网络通信技术引入家电设备后形成的产品，能自动感知住宅空间状态、家电自身状态和家电服务状态，也能够自动控制及接收用户在住宅内或远程发出的控制指令。微处理器、传感器、网络??剖析智能家电涉及的这些关键词，《电器》记者看出，家电智能化离不开芯片的支持。

  那么，一台能被称为智能家电的产品要使用到哪些类别的芯片?美仁芯片副总经理封博概括了3种类型。他说：“第一类是主控制器，也就是我们常说的MCU。它是智能家电的‘大脑’，能同时处理各种外部信息输入，并指挥各个功能单元智能、高效地运行。另外，触控MCU和变频MCU可以辅助主控MCU完成系统功能。其中，触控MCU主要用来完成触摸按键的功能，配合主控MCU实现与用户的交互，如冰箱、洗衣机等功能面板上的图标按键，轻触一下即可开启对应的功能;变频MCU主要用来根据电机的特性和运作时的状态，智能高效地控制电机运行，如洗衣机电机、空调风机等。第二类是无线通讯IoT芯片，用来完成数据通讯和各种控制指令的收发，如智能空调的Wi-Fi芯片电器供应商情在《与家电行业一同成长，MCU加快步伐》一文中曾经这样描述：“在MCU领域，参与家电细分市场之间的竞争的外资MCU品牌主要有恩智浦、微芯、瑞萨电子、意法半导体、英飞凌、东芝、德州仪器等，这一些品牌提供的MCU可以满足中高端家电产品的需求，而国产品牌中兆易股份、中颖电子、合泰半导体等在中低端家电市场具有竞争力。”

  参与家电智能化，有些MCU企业拥有完善的“软件+硬件”研发技术能力，可以自主对MCU进行智能化升级。还有一些企业则通过与其他软件企业的合作，为家电的智能化升级提供思路。

  前者以意法半导体为例。意法半导体大中华暨南亚区通用微处理器部门市场部区域经理熊红辉介绍说：“意法半导体很早就开始布局基于MCU的智能化。目前，我们大家可以提供高性能、支持各种无线互联的产品。其中，意法半导体的软件工具STM32CubeMX集成了AI模块，可以方便客户将训练好的AI模型转换为MCU上运行的软件，使MCU易于实现AI功能。”

  后者以德州仪器为例。目前，德州仪器通过与无线连接和智能感知技术及共创解决方案的授权许可厂商CEVA合作，将CEVA的WhisPro语音识别、控制软件与德州仪器的MCU结合起来，快速、轻松地为物联网设备添加唤醒词和语音命令等语音识别功能。德州仪器Wi-Fi连接产品经理Naomi Heller表示：“从可穿戴设备到白色家电，语音控制正在成为许多设备和应用的必备功能。通过与CEVA合作，我们确保工程师可借助成熟可靠的MCU来提供语音用户界面，为语音物联网终端和设备提供高性价比的解决方案。”

  与充当智能家电“大脑”的MCU相比，智能家电的加快速度进行发展同样离不开通信和传感器技术的支持，在《电器》记者看来，这些芯片是贯通了智能家电的“神经”。无线通讯IoT芯片是承担通信功能的芯片，最重要的包含Wi-Fi芯片、蓝牙芯片、AI芯片(语音识别、图像识别、深度学习等)、物联网芯片等。

  其中，Wi-Fi芯片在智能家居生态的发展中具有无法替代的作用。一方面，Wi-Fi协议不断演进，从发展速度来看，Wi-Fi已经从802.11的2Mbps发展至Wi-Fi 6的9.6Gbps;从信道带宽来看，Wi-Fi 7将单个信道的宽度从Wi-Fi 6的160MHz扩展至了320MHz。另一方面，苹果、亚马逊、谷歌等智能家居巨头联合CSA联盟共同发起了智能家居行业应用层标准Matter协议，使得智能设备高效互联成为可能，从而促进了智能家居生态的建立。

  家电是智能家居生态的一个重要组成部分。任何一台能联网的智能家电都需要配备Wi-Fi芯片。随只能家电市场渗透率的提高，全行业加快构建智能家居生态步伐，Wi-Fi芯片的市场规模将大幅度增长。据Markets and Markets预测，2022年，全球Wi-Fi芯片的市场规模将达到197亿美元。而2020年中国的Wi-Fi芯片市场规模仅为180亿元，长久来看，Wi-Fi芯片市场有较大的成长空间。从品牌布局来看，Wi-Fi芯片供应商既有高通、博通、NXP、英飞凌、Synaptics、MaxLinear等外资品牌，也有乐鑫科技这样的国产品牌。

  另外，随着智能化程度的持续不断的发展，家电行业传感器的应用慢慢的变多，进一步带动了传感器芯片的需求变强。

  Melexis是家电企业传感器芯片的主要供应商。该公司亚太区区域销售经理邹明艳说：“紧跟产品的升级节奏，Melexis为家电产品研究开发新技术，如温度传感器和风扇驱动器。在温度传感器方面，我们为家电行业开发的MelexisFIR阵列传感器，拥有非常良好的精度和信噪比，能轻松实现暖通空调的智能控制，如检测人的位置、温度，并自动监控暖通空调，让人感到舒适。另外，对于一些需要严控温度的家电，远红外温度传感器也有用武之地。如厨房必备的吸油烟机，采用我们的温度阵列传感器能实现根据温度调节吸油烟风量大小、自动开关机，以及火警预警的功能。目前，我们是家电领域FIR阵列传感器的主要供应商之一。”

  智能家电市场规模还在继续扩容。然而，近几年，受中美贸易摩擦、芯片法案等政策因素影响，中国家电行业某些细分应用一度出现“缺芯”的尴尬局面，家电企业不得不把视线转向国产芯片厂。机会面前，沉淀多年的国产芯片企业迅速攻城略地，不仅供货能力大幅度的提高，在很多类高端芯片上也取得技术突破，助力家电产品创新。

  对于“缺芯潮”之下中国家电企业的芯片供货商变化，合泰半导体有关负责人告诉《电器》记者，之前，大部分小家电使用的是国产芯片，空调、冰箱的压缩机用的芯片多来自外资品牌，洗衣机中波轮洗衣机多采用国产芯片，滚筒洗衣机更多采用外资品牌的芯片。“现在，一些曾经独属于外资品牌的高利润区间，也向国产芯片品牌敞开了大门。”他说。

  从品牌来看，布局家电领域的国产芯片厂大致上可以分为两类：一类是国产半导体厂，一类是家电企业。

  兆易创新是中国领先的NorFlash MCU和MCU供应商。作为一家Fabless芯片设计公司，兆易创新NOR Flash MCU全球排名已经跃进了第三位，在中国市场占有率更是排名第一;通用类32位MCU在中国市场排名也位居第一。据《电器》记者了解，“缺芯潮”爆发前的很多年，意法半导体一直都是MCU领域的领军企业，如今兆易创新通过不断的技术创新闯出了一片天地，不管在中国市场还是全球市场，都是名副其实的头部MCU品牌。具体到家电应用，目前，兆易创新的32位MCU在变频冰箱、变频空调、扫地机器人、豆浆机、破壁机、家庭网关、智能锁、智能音箱、无线耳机等诸多领域都有很高的市场占有率和出货量。

  英集芯是国内消费电子市场重要的电源管理芯片和快充协议芯片供应商。近日，英集芯表示，看好智能家电的发展前途，旗下产品范围已经涵盖物联网芯片、智能音频处理芯片、信号链芯片等，未来将持续向智能音频处理、智能家电、物联网、汽车电子等领域拓展。

  作为家电企业，美的空调自2010年开始研发IPM，至2020年已实现IPM模块内部半导体芯片的自主研发，2021年美的集团投资成立美垦半导体技术公司。而美的集团的另一重大举措，是美的机电事业群旗下的美仁半导体。

  据封博介绍，美仁半导体成立于2018年12月底，专注于中高端半导体芯片的设计、开发和销售。2020年，美仁半导体推出第一颗主控MCU MR88F001系列，第一颗触控MCU MR86F001系列，当年即在美的集团内部洗衣机、冰箱和厨热事业部的相关智能家电上导入，并实现批量出货。2021年，美仁半导体推出小容量、更多封装规格的MR88F002系列主控MCU，第二颗触控MCU MR86F002，以及第一颗变频MCU MR82F001系列和第一颗智能功率模块IPMMRD7110S，并在美的集团实现量产出货。2022年，美仁半导体又接连推出主控MR88F005、触控MR86F005、变频MR82F003、电源芯片AC/DC MRA6001H和IoT芯片MRW5601A(Wi-Fi/BLE ComboMCU)等更多型号和应用方向。截至2022年10月，美仁半导体主控MCUMR88F001系列累计销量已超越1000万颗，目前市场失效率跻身国际一流水平。

  除了美的，格力、海信、格兰仕、TCL科技等家电整机企业也都设立了专门的芯片公司，为智能家电的可靠运行提供技术支撑。

  机会总是留给有准备的人。展望未来，全球芯片供应的问题短时间内不会得到彻底解决，中国家电智能化升级的脚步亦不会停滞，能预见，越来越多植入中国芯片的智能家电将走向全球市场。

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