成熟制程，是智能家居芯片“特質(zhì)”？

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）近些年智能家居行業(yè)在高速發(fā)展，也帶動了上下游企業(yè)的不斷壯大。包括IC、晶體管、電阻、芯片、傳感器、語音模塊、通信模塊等關(guān)鍵零部件的發(fā)展，都在智能家居產(chǎn)業(yè)鏈中起到重要作用。尤其是近期生成式AI的興起，讓大算力芯片也開始應(yīng)用在智能家居產(chǎn)品當(dāng)中。

需要注意的是，盡管隨著對智能家居性能要求的提升，但智能家居所需要的芯片卻并非是高端制程的產(chǎn)品，大多依然屬于“低端”芯片。

只需要使用成熟制程的智能家居

由于智能手機(jī)的普及，大多數(shù)人對于芯片的認(rèn)知都會有一個固定的影響，那就是2nm、3nm或者5nm的芯片才代表著芯片技術(shù)的前沿，而那些28nm甚至45nm的“低端”芯片，似乎已經(jīng)是上個時代的產(chǎn)物。但事實上，這些所謂的“低端”芯片，才是目前智能家居中的主流。

由于智能家居本身出貨量大，許多產(chǎn)品功能也較為簡單，使用高端芯片會造成性能溢出，從而造成浪費。而對于智能家居本身而言，低價、可靠、耐用才是關(guān)鍵。

尤其是可靠性和穩(wěn)定性，通常而言工藝制程越小，芯片的性能越好，但是穩(wěn)定性會受到影響。因為隨著制程的縮小，電流泄露問題和***等挑戰(zhàn)也隨之而來。當(dāng)制程越來越小時，即便是在不增加電壓的情況下也會有微弱的電流通過柵介質(zhì)，而一旦電路泄露，將直接增加芯片的功耗，為晶體管帶來額外的發(fā)熱量。同時，電流泄露導(dǎo)致電路錯誤，信號模糊。

這意味著，制造芯片選擇工藝制程時需要權(quán)衡性能和穩(wěn)定性之間的關(guān)系，如果需要更高的穩(wěn)定性，更大的工藝制程反而是更好的選擇。

另一方面，大制程的芯片盡管體積更大，但大多數(shù)智能家居內(nèi)部都有足夠的空間容納，并非智能手機(jī)中珍貴的排版空間。加上成熟制程的芯片價格也更具優(yōu)勢，因此也更受智能家居廠商的青睞。

以價格來看，一顆智能家電控制芯片的價格在1.5元左右，而一顆存儲盤控制芯片售價在0.7元左右。這與動輒數(shù)百上千元的手機(jī)高端芯片相比，要優(yōu)惠太多。

有業(yè)內(nèi)人士曾表示，28nm工藝已經(jīng)可以滿足中國大陸70%以上所需芯片，其中重要的一部分便是在智能家居領(lǐng)域。

值得一提的是，雖然智能家居中使用到的芯片并不需要先進(jìn)制程，只依靠成熟制程便能夠?qū)崿F(xiàn)。但隨著智能家居的智能化升級，其內(nèi)部使用的芯片數(shù)量也在快速增加。比如，高檔冰箱需要使用至少5組智能功率模塊，空調(diào)、洗衣機(jī)、洗碗機(jī)等電源管理芯片1至8顆，主控MCU將從8位升級至32位，藍(lán)牙協(xié)議、感器數(shù)量都將增加。

智能家居產(chǎn)品中用到的芯片更加AI化

目前智能家居中芯片種類繁多，最主要用到的大概是三類：主控芯片、通信芯片以及傳感器。主控芯片是產(chǎn)品的核心，通常會使用MCU或SoC。

以MCU為例，在智能小家電中應(yīng)用較多，如智能音箱中，可以起到語音交互的作用；而在智能吸塵器中，起到控制電機(jī)的作用；在智能掃地機(jī)器人中，能夠起到控制機(jī)器人行動的作用。

目前國內(nèi)已經(jīng)有非常多的廠商集中在MCU及SoC領(lǐng)域中，當(dāng)前看到的一個趨勢是，白色家電芯片晶圓代工長期會有一小部分由相對制程成熟的8吋緩慢逐步轉(zhuǎn)至12吋晶圓。

而在通信芯片上，更是智能家居設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵，用到的通信芯片有Wi-Fi芯片、NB-IoT（蜂窩網(wǎng)絡(luò)）芯片、藍(lán)牙芯片等。目前Wi-Fi和藍(lán)牙芯片在市場中處于主流地位，占比超過60%。

傳感器更是智能家居智能化的關(guān)鍵，作為一種檢測裝置，接收被測量的信息，并將其轉(zhuǎn)換為電信號或其他所需形式的信息，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。而在智能家居當(dāng)中，傳感器已經(jīng)不單單作為收集信息的窗口，一些具有信息處理功能的智能傳感器正在興起。

甚至由于智能家居芯片技術(shù)已經(jīng)相對成熟，不少終端廠商也開始向上游產(chǎn)業(yè)鏈滲透，自己參與到造芯緩解。在2018年，TCL董事長李東生在接受媒體采訪時表示，公司已投資了寒武紀(jì)和商湯科技，布局AI芯片領(lǐng)域。

2015年，海爾成立海爾優(yōu)家智能科技有限公司，關(guān)注定制化IoT芯片。此后數(shù)年，該子公司陸續(xù)迭代了多款“云芯”芯片，配合聯(lián)合開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，令海爾空調(diào)擁有互聯(lián)互通能力。

在2018年，董明珠宣布將投資500億元，進(jìn)軍芯片制造領(lǐng)域。為此，格力成立了珠海零邊界集成電路有限公司。海信則是在收購東芝電視后，基于其畫質(zhì)芯片設(shè)計團(tuán)隊，進(jìn)一步開展電視AI畫質(zhì)芯片研發(fā)，隨后推出了多款電視SoC芯片。

在智能家居智能化進(jìn)一步升級的趨勢下，盡管在工藝制程上可能仍然不會有太高的要求，但性能上的升級也是必要的，這促使企業(yè)將去研發(fā)更為復(fù)雜，性能更強(qiáng)的智能家居芯片產(chǎn)品，比如多模合一的通信芯片，具備算力的MCU，具有更強(qiáng)功能的SoC，這不僅能夠增強(qiáng)產(chǎn)品的競爭力，也能夠讓國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)，在制程制約下，進(jìn)一步提升芯片制造的實力。

小結(jié)

智能家居芯片不像智能手機(jī)一樣需要先進(jìn)制程的產(chǎn)品，反而更看重低價、穩(wěn)定、耐用等特質(zhì)。并且在智能家居芯片已經(jīng)相當(dāng)成熟的當(dāng)下，不少終端企業(yè)也開始加入到主動造芯的行列當(dāng)中，不僅能夠讓芯片更加契合其自身的產(chǎn)品，也能夠擁有更靈活的生產(chǎn)節(jié)奏以及更高的產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán)。同時智能家居的智能化發(fā)展，也將促使國內(nèi)的智能家居芯片不斷提升性能。