來(lái)自意法半導(dǎo)體、Silicon Labs、Winbond等十家領(lǐng)先企業(yè)的技術(shù)專(zhuān)家與智能制造和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行了面對(duì)面的互動(dòng)交流。論壇討論的技術(shù)議題涵蓋工業(yè)物聯(lián)中的無(wú)線傳輸技術(shù)、功率器件、閃存、第三代半導(dǎo)體氮化鎵，以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中大數(shù)據(jù)的追蹤與分析等。Ahresmc

各種無(wú)線通信技術(shù)互相補(bǔ)充

大型生產(chǎn)場(chǎng)景中涉及大量的設(shè)備、生產(chǎn)應(yīng)用系統(tǒng)、工人和產(chǎn)品，穩(wěn)定、高速、易管理的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必不可少。Ahresmc

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線通信技術(shù)主要分為兩類(lèi)：一類(lèi)是ZigBee、WiFi、藍(lán)牙等短距離通信技術(shù)；另一類(lèi)是LoRa、NB-IoT、SigFox等低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)。Ahresmc

不同的無(wú)線技術(shù)在組網(wǎng)、功耗、通訊距離、安全性等方面各有差別，因此擁有不同的適用場(chǎng)景。Ahresmc

藍(lán)牙技術(shù)是在兩個(gè)設(shè)備間進(jìn)行無(wú)線短距離通信的最簡(jiǎn)單、最便捷的方法，可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換。藍(lán)牙技術(shù)被廣泛地用于手機(jī)、PDA等移動(dòng)設(shè)備，PC、GPS設(shè)備，以及大量的無(wú)線外圍設(shè)備（藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙鍵盤(pán)等）。Ahresmc

藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟亞太區(qū)高級(jí)開(kāi)發(fā)者關(guān)系經(jīng)理任凱介紹了藍(lán)牙技術(shù)過(guò)去21年的發(fā)展的歷程，如下圖所示。Ahresmc

Ahresmc

藍(lán)牙技術(shù)已經(jīng)從2000年的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接、2013年的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)藍(lán)牙廣播協(xié)議、發(fā)展到2017年的藍(lán)牙Mesh。藍(lán)牙Mesh是一種多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，主要應(yīng)用于智能監(jiān)控和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域，有效解決了藍(lán)牙技術(shù)的覆蓋范圍的問(wèn)題。Ahresmc

藍(lán)牙Mesh對(duì)藍(lán)牙技術(shù)的開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，藍(lán)牙技術(shù)從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)擴(kuò)展到點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，開(kāi)發(fā)者需要注意一些什么問(wèn)題？任凱提到，開(kāi)發(fā)者問(wèn)得最多的一個(gè)問(wèn)題，就是藍(lán)牙Mesh和藍(lán)牙5.0、5.1到底是什么樣的關(guān)系？是否一定要有一塊藍(lán)牙5.0或5.1芯片，才可以使用藍(lán)牙Mesh？答案是否定的。藍(lán)牙Mesh是應(yīng)用層的協(xié)議，所以任何藍(lán)牙4.0及以上的設(shè)備，如果支持低功耗藍(lán)牙的Controller，在滿足一些前提的條件下，例如要有足夠的程序存儲(chǔ)器，一定的運(yùn)算能力，還要足夠的RAM來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算存儲(chǔ)，就有可能使用藍(lán)牙Mesh，將藍(lán)牙Mesh移植到現(xiàn)在的藍(lán)牙方案中。Ahresmc

預(yù)計(jì)到2023年，藍(lán)牙產(chǎn)品在智能工業(yè)領(lǐng)域的年度出貨量可達(dá)2億7800萬(wàn)。Ahresmc

Ahresmc

與藍(lán)牙技術(shù)不同，LoRa是一種超遠(yuǎn)距離、低功耗無(wú)線傳輸技術(shù)，為用戶(hù)提供了一種能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)電池壽命、大容量的簡(jiǎn)單系統(tǒng)。Ahresmc

Semtech西南區(qū)客戶(hù)經(jīng)理吳曉健在會(huì)上對(duì)Lora和其它一些無(wú)線技術(shù)進(jìn)行了比較，如下圖所示。Ahresmc

Ahresmc

他還提到，人們常把Lora和LoraWAN混為一談，其實(shí)他們的區(qū)別是非常大的：Lora是采用擴(kuò)頻的一種調(diào)制技術(shù)，屬于物理層，與其它無(wú)線技術(shù)相比，它具有更好的接收靈敏度和更好的抗干擾能力，而LoraWAN則是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。Ahresmc

Lora的定位是通信速率不太高、傳輸距離很遠(yuǎn)的應(yīng)用。被問(wèn)到與同樣是低功耗、遠(yuǎn)距離的無(wú)線技術(shù)NB-IoT相比，Lora有何優(yōu)勢(shì)時(shí)，吳曉健回答，Lora跟NB-IoT是一個(gè)互補(bǔ)的關(guān)系，Lora的優(yōu)勢(shì)在于它是一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，是輕量級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)的長(zhǎng)距離接入，應(yīng)用很靈活，成本功耗很低。NB-IoT是運(yùn)營(yíng)商推動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，它跟2G、3G網(wǎng)絡(luò)一樣，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋投入很大，協(xié)議很復(fù)雜，必須符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)，所以芯片的尺寸可能會(huì)比較大，功耗很難降下來(lái)。NB-IoT的優(yōu)勢(shì)是比較省心。如果運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)鋪設(shè)好，可以直接使用，但是如果在你的應(yīng)用中運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)哪怕只有1%的地方?jīng)]有覆蓋到，就可能是一個(gè)很大的麻煩。Ahresmc

Silicon Labs則專(zhuān)注于“一個(gè)無(wú)線方案適用所有”，Silicon Labs（芯科科技）中國(guó)銷(xiāo)售經(jīng)理劉培智在會(huì)上分享了針對(duì)工業(yè)4.0的無(wú)線關(guān)鍵應(yīng)用解決方案。

“無(wú)線互連互通是應(yīng)對(duì)工業(yè)4.0中各種挑戰(zhàn)的一個(gè)有效措施，”劉培智說(shuō)，“從芯片到模塊，Silicon Labs針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)提供了一系列產(chǎn)品，包括MCU、32位ARM處理器，各種傳感器，軟件方案等。”Ahresmc

例如，在自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用中，把???的機(jī)器，設(shè)備，傳感器及?都聯(lián)??個(gè)網(wǎng)絡(luò)，能夠使??變得更智能，并且?主性地進(jìn)行?產(chǎn)、維護(hù)及品質(zhì)控制，并產(chǎn)生報(bào)告。它具有如下特點(diǎn)：Ahresmc

• 廣域低功耗?線網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)??的傳感器提供連接；
• Bluetooth mesh、Sub-GHz、Thread或Zigbee都可以?持低功耗傳感器應(yīng)?；
• 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)提供云端連接及遠(yuǎn)程控制。

在被問(wèn)到Silicon Labs是否會(huì)提供針對(duì)Lora和NB-IoT等遠(yuǎn)距離無(wú)線技術(shù)的方案時(shí)，劉培智回答，由于存在專(zhuān)利保護(hù)的情況，我們一直在關(guān)注并進(jìn)行相關(guān)的調(diào)研，但我們的重心仍然聚焦在WiFi、藍(lán)牙、ZigBee等網(wǎng)絡(luò)。Ahresmc

海量“數(shù)據(jù)”的AI利用

“數(shù)據(jù)”的充分利用一直是BISTel的強(qiáng)項(xiàng)。BISTel China銷(xiāo)售副總裁Stanley Shi說(shuō)，當(dāng)前制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)包括工廠內(nèi)大量的設(shè)備、傳感器，要求更快的數(shù)據(jù)采集頻率，導(dǎo)致了過(guò)量的數(shù)據(jù)。與此同時(shí)帶來(lái)的是更復(fù)雜的問(wèn)題、更長(zhǎng)時(shí)間的分析；加上缺少工程人員，帶來(lái)超負(fù)荷的工作量。Ahresmc

要讓數(shù)據(jù)本身具備智能，這是BISTel智能應(yīng)用平臺(tái)期望解決的問(wèn)題。該平臺(tái)包含了三大部分，其一是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)——配合前期的數(shù)據(jù)管理。狹義的說(shuō)，這是“獲取數(shù)據(jù)”的過(guò)程。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊，首先對(duì)工廠內(nèi)部的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。通過(guò)各種設(shè)備工程解決方案，實(shí)現(xiàn)工廠范圍內(nèi)的設(shè)備配方管理、設(shè)備性能OEE分析，對(duì)工藝流程進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化。Ahresmc

其二是大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，對(duì)不良進(jìn)行分析、歸類(lèi)，通過(guò)運(yùn)營(yíng)算法做數(shù)據(jù)挖掘，找出工廠制造過(guò)程中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、參數(shù)，利用基于參數(shù)數(shù)據(jù)分析的方式找出問(wèn)題根源。其三是健康預(yù)測(cè)，對(duì)工廠資產(chǎn)、設(shè)備、重要部件的健康度、健康狀況做出評(píng)估和預(yù)測(cè)。最終延伸出“自適應(yīng)智能”，通過(guò)自我學(xué)習(xí)、自我更新，建立起智能生態(tài)系統(tǒng)。Ahresmc

Ahresmc

分析階段是基于AI的分析系統(tǒng)，“通過(guò)人工智能數(shù)據(jù)算法、人工智能應(yīng)用，決策實(shí)施系統(tǒng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)出、更簡(jiǎn)單的工作流程。”“分析這塊我們追蹤數(shù)據(jù)，有很多trace data的算法。”工廠內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生的連續(xù)性數(shù)據(jù)，實(shí)際對(duì)參考設(shè)備健康，追蹤產(chǎn)品良率和質(zhì)量，都是有價(jià)值的。所以BISTel通過(guò)AI算法，進(jìn)行數(shù)據(jù)分割、清理，將數(shù)據(jù)流中相似的曲線進(jìn)行分類(lèi)，異常曲線形態(tài)做實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警。

Ahresmc

CVD化學(xué)氣象沉積過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的節(jié)氣閥位置偏移，實(shí)際BISTel的HMP可提前兩天偵測(cè)到閥位置發(fā)生偏移的趨勢(shì)；壓力問(wèn)題則可提前10天獲得預(yù)測(cè)。Ahresmc

與此同時(shí)，利用追蹤數(shù)據(jù)還能進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)預(yù)測(cè)性維護(hù)算法，自然就能降低設(shè)備的downtime，減少非計(jì)劃性的停機(jī)，降低維護(hù)成本。且系統(tǒng)不只是設(shè)備健康分析，也對(duì)產(chǎn)品做分析預(yù)測(cè)。比如就半導(dǎo)體生產(chǎn)，能夠根據(jù)一批晶圓的歷史追蹤數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)此后每一批晶圓的質(zhì)量狀況，以及未來(lái)的趨勢(shì)如何，給出可視化的晶圓現(xiàn)有質(zhì)量與趨勢(shì)看板。Ahresmc

通過(guò)內(nèi)在知識(shí)庫(kù)的不斷“自我完善”“自我更新”，自主性完成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、學(xué)習(xí)問(wèn)題、采取行動(dòng)的閉環(huán)，這本質(zhì)上就是AI能夠做到的。這和Oracle資深解決方案架構(gòu)師Vicky Qiu在談到智慧工廠的數(shù)據(jù)時(shí)提到的數(shù)據(jù)需要能夠“自運(yùn)行”是異曲同工的。Vicky Qiu說(shuō)：“第一，我們關(guān)心數(shù)據(jù)的范圍?，F(xiàn)在的數(shù)據(jù)范圍已經(jīng)從傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)型數(shù)據(jù)，擴(kuò)大到了設(shè)備端的萬(wàn)物互聯(lián)，延伸到整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)，也就是大數(shù)據(jù)。”“第二，我們也更關(guān)心，企業(yè)現(xiàn)在都是互聯(lián)的企業(yè)，不是孤立的，而需要和上下游的生產(chǎn)商合作。”Ahresmc

“這個(gè)變化很快的時(shí)代，我們考慮如何降低IT從業(yè)人員方面的投資，加快數(shù)據(jù)資產(chǎn)的利用。AI技術(shù)讓效率得以提升，自然就能減少信息化管理人員。但與此同時(shí)數(shù)據(jù)分析對(duì)IT人員的效率、技能要求會(huì)變高，包括數(shù)據(jù)工程師、數(shù)據(jù)科學(xué)家等。”

Ahresmc

Oracle推出的基于AI的數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理平臺(tái)，是對(duì)于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)類(lèi)型的管理平臺(tái)，同時(shí)利用云的技術(shù)與制程。云端的資產(chǎn)數(shù)據(jù)也能進(jìn)行資源化利用。這是“節(jié)省數(shù)據(jù)科學(xué)家勞動(dòng)力”的一套方案。數(shù)據(jù)資產(chǎn)能夠做到的是“自維護(hù)、自修復(fù)和自安全”。Ahresmc

5G時(shí)代下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，5G作為下一代移動(dòng)通信技術(shù)，其高速度和低延時(shí)的巨大優(yōu)點(diǎn)，給工廠的物聯(lián)網(wǎng)方案帶來(lái)很多便利。Ahresmc

Ahresmc

衛(wèi)士通研究院副院長(zhǎng)任飛認(rèn)為，5G的應(yīng)用場(chǎng)景提出了差異化的安全要求：Ahresmc

1. 提供更高的體驗(yàn)速度和更大的帶寬接入能力，支持解析度更高、體驗(yàn)更鮮活的多媒體內(nèi)容。
2. 提供更高連接密度時(shí)優(yōu)化的信令控制能力，支持大規(guī)模、低成本、低能耗IoT設(shè)備的高效接入和管理。
3. 提供低時(shí)延和高可靠的信息交互能力，支持互聯(lián)實(shí)體間高度實(shí)時(shí)、高度精密和高度安全的業(yè)務(wù)協(xié)作。

在5G時(shí)代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)增加的情況下，需要建立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全體系。Ahresmc

Ahresmc

并且滿足如下安全需求：Ahresmc

安全防護(hù)等級(jí)

在可用性、安全性、彈性、延遲、帶寬和訪問(wèn)控制等方面，5G必須提供比4G更高或至少等于4G的安全和隱私保護(hù)水平。Ahresmc

認(rèn)證和授權(quán)

簽約認(rèn)證、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證、用戶(hù)設(shè)備鑒權(quán)、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)、接入網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)以及應(yīng)急等服務(wù)無(wú)認(rèn)證訪問(wèn)。Ahresmc

切片隔離

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的基礎(chǔ)設(shè)施共享將需要租戶(hù)/切片間進(jìn)行嚴(yán)格隔離，且敏感數(shù)據(jù)的租戶(hù)/分片間隔離安全性應(yīng)等同于物理上分離的網(wǎng)絡(luò)。Ahresmc

防止降維攻擊

防止攻擊者通過(guò)使UE和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體分別認(rèn)為對(duì)方不支持安全功能來(lái)嘗試降維攻擊。Ahresmc

安全監(jiān)控

能夠利用機(jī)器學(xué)習(xí)或人工智能方法檢測(cè)高級(jí)網(wǎng)絡(luò)安全威脅，并支持不同域和系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)監(jiān)控。Ahresmc

安全服務(wù)化

5G基礎(chǔ)設(shè)施的異構(gòu)性和復(fù)雜性要求在多個(gè)層面和跨域處理安全性，需要將安全能力作為服務(wù)以便于組合并動(dòng)態(tài)適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境。Ahresmc

工業(yè)自動(dòng)化中的功率器件、閃存、連接器及第三代半導(dǎo)體氮化鎵

對(duì)包括新能源在內(nèi)的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，功率元器件一直都是這一市場(chǎng)的發(fā)展熱點(diǎn)。如果再細(xì)分，實(shí)際工業(yè)領(lǐng)域的功率元器件市場(chǎng)規(guī)模也大于其他包括家電、汽車(chē)在內(nèi)的領(lǐng)域。Ahresmc

意法半導(dǎo)體功率分離器件市場(chǎng)部經(jīng)理李洪華提到，針對(duì)工業(yè)4.0的功率器件總體上包括高電壓功率MOSFET、低電壓功率MOSFET、IGBT、碳化硅MOSFET、氮化鎵、功率RF、功率模塊等覆蓋相對(duì)較廣的各種產(chǎn)品。Ahresmc

Ahresmc

如今智能功率器件的增長(zhǎng)速度已經(jīng)和32位MCU一樣，預(yù)計(jì)IGBT/MOSFET IPM近5年的復(fù)合年增長(zhǎng)率達(dá)到25%，到2021年市場(chǎng)規(guī)模就會(huì)達(dá)到26億美元。他也在會(huì)上還特別介紹了650V HB2系列IGBT，后續(xù)將做到車(chē)規(guī)級(jí)應(yīng)用。此外還有SLLIMM智能功率模塊、650V/1200V SiC MOSFET、低壓MOSFET F7系列產(chǎn)品；以及意法半導(dǎo)體的FERD技術(shù)，相較傳統(tǒng)功率肖特基技術(shù)實(shí)現(xiàn)VF/IR最佳平衡。Ahresmc

工業(yè)自動(dòng)化需要與AIoT相結(jié)合，AIoT對(duì)閃存有哪些要求呢？Winbond閃存產(chǎn)品企劃經(jīng)理黃信偉認(rèn)為，AIoT對(duì)閃存的要求是速度快、容量大、可靠性好、價(jià)格低。Ahresmc

Ahresmc

黃信偉介紹了Winbond發(fā)布的第二代串口NAND，其讀取速度達(dá)到了83MB/s，可支持STR和DTR。如果將兩顆串口NAND放在一起，讀取速度可以達(dá)到166MB/s。Ahresmc

與SPI NOR相比，第二代串口NAND不僅具有更高的讀取速度，寫(xiě)入速度也更高。例如，燒寫(xiě)1Gb數(shù)據(jù)，NOR需要約300秒，NAND只需要大約15秒。Ahresmc

隨著電子產(chǎn)品的復(fù)雜程度越來(lái)越高，NOR需要更大的存儲(chǔ)容量，工藝卻不再縮小，因此相同容量的成本高于NAND更高。Ahresmc

Winbond 46nm SLC NAND擦寫(xiě)1000次后，在85℃下可以保存10年，與傳統(tǒng)NOR性能相當(dāng)。Ahresmc

在實(shí)際應(yīng)用中，NOR和NAND還可根據(jù)需要進(jìn)行集成。Ahresmc

在工業(yè)自動(dòng)化的過(guò)程中，機(jī)器人的發(fā)展非?？欤瑥淖畛醯闹圃?，包括生產(chǎn)噴涂和焊接，到后期組裝，再到最后的搬運(yùn)和包裝，已經(jīng)形成了一個(gè)比較全面的產(chǎn)業(yè)鏈。在這些趨勢(shì)下，連接器是怎樣考量的？日本廣瀨公司技術(shù)部經(jīng)理李玉蘭認(rèn)為，在設(shè)備功能盡可能多的情況下，要把連接器的數(shù)量減到最低（加減法）。Ahresmc

目前工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)是：Ahresmc

• 4軸SCARA機(jī)器人：成本競(jìng)爭(zhēng)激烈
• 6軸-->7軸機(jī)器人：手臂活動(dòng)范圍更廣-->關(guān)節(jié)增多-->負(fù)荷增加
• 人機(jī)隔離機(jī)器人-->人機(jī)協(xié)作機(jī)器人：力矩感知 & 關(guān)節(jié)增多 & 手臂內(nèi)部空間減少
• 小型&中型機(jī)器人：信號(hào)&電源整合（2個(gè)接口-->1個(gè)接口）

針對(duì)這些發(fā)展趨勢(shì)，李玉蘭介紹了如何對(duì)工業(yè)機(jī)器人連接器應(yīng)用做“加減法”。
Ahresmc

成都氮矽科技有限技術(shù)總監(jiān)羅鵬在會(huì)上介紹了第三代半導(dǎo)體氮化鎵。第三代半導(dǎo)體又叫做寬禁帶半導(dǎo)體，具有高飽和電子速度、高頻特性 毫米波)、高功率密度等特點(diǎn)。Ahresmc

Ahresmc

在電力電子和微波射頻應(yīng)用中，氮化鎵在效率、頻率、功率、帶寬等方面有相當(dāng)突出的有勢(shì)，可用于快充頭、車(chē)載充電器、RF功率放大器(PA)及低噪音放大器(LNA)等。Ahresmc

氮化鎵射頻市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)于2023年將達(dá)到13億美金。Ahresmc

本文為國(guó)際電子商情姊妹網(wǎng)站電子技術(shù)設(shè)計(jì)原創(chuàng)文章Ahresmc