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意法半導體(ST)總裁兼CEO Jean-Marc CheryX0yesmc

在物聯(lián)網(wǎng)時代，我們的愿景是讓數(shù)十億智能物聯(lián)網(wǎng)設備實現(xiàn)互聯(lián)互通；讓幾乎任何系統(tǒng)都可以利用互聯(lián)網(wǎng)和云計算生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)創(chuàng)新，讓物聯(lián)網(wǎng)產品變得更智能、感知力更強。物聯(lián)網(wǎng)將使世界變得更智能，其中包含四大部分：智能產品、智能家居/智慧城市、智能工廠、智能駕駛。X0yesmc

智能駕駛：更安全、更環(huán)保和更智聯(lián)

在智能駕駛方面，汽車行業(yè)通過不斷把物聯(lián)網(wǎng)產品應用起來， 將能使駕駛變得更安全、更環(huán)保和更智聯(lián)。簡單來說，車聯(lián)網(wǎng)能夠實現(xiàn)更多服務，網(wǎng)聯(lián)汽車將掀起車輛安全的變革，V2X(車與外界通信)將實現(xiàn)更安全、更快速的出行，以及環(huán)保。X0yesmc

SiC在推動電動汽車普及上的意義

SiC是賦能電動汽車的一個關鍵技術，對續(xù)航里程延長、電池尺寸變小( 或可靠性提高)、充電更快速高效來說具有重要意義。SiC MOSFET和Si IGBT相比，能在多項性能指標上實現(xiàn)顯著提升，例如，在750V時能效提高約8%到12%， 開關損耗約為1/ 7，芯片尺寸約為1/5，總損耗降低約50%。X0yesmc

不同智能工業(yè)項目之間的聯(lián)系以及市場機遇

物聯(lián)網(wǎng)是一種全球性的趨勢，在世界各地都有不同的智能工業(yè)項目：在中國有中國制造2025，在德國有工業(yè)4.0，在美國有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)。智能工業(yè)中有些共同的主題，即工廠和機器變得越來越智能、越來越有意識，而傳感器則為它們賦予這些能力。傳感器與本地分布式的智能結合在一起，可以提供非常強的功能，進而促進人機合作。如此一來，工人的角色會發(fā)生巨大變化，工廠會變得更有連接性，從而實現(xiàn)更好的數(shù)據(jù)收集，并將其上傳到云上去。X0yesmc

這樣的數(shù)據(jù)收集非常必要，在萬物互聯(lián)的時代，數(shù)據(jù)收集可以提供很多的分析和見解。為了使機器變得更加智能、風險更小，對于新工廠來說，可以在建廠的時候通過無線或者有線網(wǎng)絡的方式將數(shù)據(jù)收集設備安裝進去，而對于舊工廠來說，由于沒有這樣的設備，就需要去改造工作場所而使其變得更加安全。X0yesmc

我們可以通過相應的技術來監(jiān)測電器設備，使它們漏電的可能性更小；也可以通過相應的技術來監(jiān)測能耗，使其降低，在有些情況下甚至可以降低30%以上。智能監(jiān)控系統(tǒng)也可以大范圍使用，從而持續(xù)監(jiān)控每臺機器，進而實現(xiàn)預測性維護。X0yesmc

到2021年，我們會看到很多這樣的智能技術投入使用。這些都意味著巨大的機會。到底如何抓住這些機會呢？在所有這些機會中，首先是有大量的聯(lián)網(wǎng)設備。到那時，互聯(lián)的水、電、氣表以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)量將新增8 億左右。另一個巨大的機會是工業(yè)用電動機— 這些電動機目前在全球的安裝量在3億左右，并將以每年10%的速度增長，占到全球能耗的30%左右。因此，我們要對這些電動機進行監(jiān)控，查看它們是否以必要或高效的方式進行運作— 什么時候出現(xiàn)故障，什么時候效率不高— 這樣就可以降低能耗。X0yesmc

遠程狀態(tài)監(jiān)測及預測性維護

原則上，越早檢測到缺陷，修復缺陷的成本就越低，維護也越方便，生產停機時間也就越短。直到最近，設備專家以及維護人員在監(jiān)控失效方面仍然沒有很好的手段。他們使用離線式手持傳感器檢測，這些傳感器基于節(jié)能或超聲傳感的原理，是非常落后的。而今天利用低成本的半導體解決方案和高智能的算法，就可將傳感器放在機器上進行實時監(jiān)測。這樣就可以預處理很多數(shù)據(jù)，并將其傳送到本地設備或者云端上去?，F(xiàn)在我們有非常小、非常智能的傳感器，這些傳感器帶有微處理器、電源管理電路以及有線或無線連接支持。相比傳統(tǒng)的監(jiān)控方案，它們可以提供巨大的優(yōu)勢，進而實現(xiàn)預測性維護。X0yesmc

對于物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)的發(fā)展，半導體行業(yè)提供很多基本要素，包括傳感、驅動、處理、安全、連接、調節(jié)、保護、電動機控制以及電源管理。X0yesmc

傳感功能可以收集數(shù)據(jù)，而使物聯(lián)網(wǎng)設備能夠感知周圍狀況。處理功能則使設備擁有智能—其會涉及不同的功能， 包括先進數(shù)據(jù)處理功能，以及人工智能功能。除此之外，安全性也非常重要。安全可以保護數(shù)據(jù)的完整性— 通信過程中如果數(shù)據(jù)不完整，通信的結果就會受到影響，而使IoT整個鏈路不再完整。連接性則可實現(xiàn)與本地設備或云的連接。此外，還需要考慮對電動機控制設備的保護以及電能管理。所有這些功能都需要以可升級、可擴展的方式來提供，也就是說性能可以變高或變低，可以選擇，這樣才可以滿足不同的物聯(lián)網(wǎng)設備的需求。半導體器件可以實現(xiàn)這些功能，而且它們的成本也不高，性價比卻非常高。 X0yesmc

物聯(lián)網(wǎng)設計的基本要素缺一不可

談到這些問題或者功能需求時就必須綜合考慮，上述基本要素缺一不可。半導體器件如果充分利用，我們將在物聯(lián)網(wǎng)時代大有可為。但物聯(lián)網(wǎng)設計要應對很多挑戰(zhàn)，包括選擇正確的傳感器種類、自適應連接、低功耗設備與能效、智能處理(包括AI)，以及多維度的安全防護。對于連接性來說，需求多種多樣，既有非常短距離的連接，也有非常長距離的連接，有無線連接也有有線連接，它們所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也各不相同。對于工廠中現(xiàn)有的有線連接，有些技術非常合適，比如IO-Link或者工業(yè)以太網(wǎng)。對于新安裝的場合，無線連接或許可以提供非常多的好處，而對于遠程設備，比如智能電表、水表或者智能傳感器，或許可以考慮遠程的廣域網(wǎng)，因為這些場合下需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量非常少。X0yesmc

5G技術對半導體提出的要求

5G未來會給我們帶來巨大潛力，會對物聯(lián)網(wǎng)世界帶來巨大變革。5G網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)速率方面會帶來很大的提升。另外在時延方面以及連接質量方面也會帶來巨大的改善。這非常重要， 對車聯(lián)網(wǎng)尤其如此。車聯(lián)網(wǎng)需要實時、快速地交換大量數(shù)據(jù)， 連接的可靠性要求非常高。對工業(yè)界來說，有些對時延敏感的服務和設備，比如工業(yè)機器人和無人機，會需要持續(xù)的連接和實時的數(shù)據(jù)傳輸。而NB-IoT也可以提供非常優(yōu)化的解決方案，從而實現(xiàn)最低的成本和最低的功耗，主要是針對時延不敏感的場合。對于吞吐量要求不高的場合，在物聯(lián)網(wǎng)時代確實有很多。通過這樣的技術部署，我們就可以在5G時代滿足更多的物聯(lián)網(wǎng)用例。X0yesmc

本文為《觀點》雜志文章。X0yesmc

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