當(dāng)科沃斯發(fā)布一款搭載5TOPS算力芯片的掃地機(jī)器人時(shí)，智能家居芯片已然開啟了“內(nèi)卷時(shí)刻”?？莆炙勾钶d的“旭日3”，號(hào)稱只需在2.5W的功耗下，能夠達(dá)到等效5TOPS的標(biāo)準(zhǔn)算力，可滿足L2+輔助駕駛AI計(jì)算需求的同等性能表現(xiàn)。

掃個(gè)地用得上5TOPS算力，為了滿足大眾對(duì)于智能家居越來越高的要求，智能家居離不開的芯片的也在持續(xù)進(jìn)化。


1、智能家居芯片“卷”算力

根據(jù)權(quán)威市場(chǎng)分析機(jī)構(gòu)IDC預(yù)計(jì)，未來五年中國(guó)智能家居設(shè)備市場(chǎng)出貨量將以21.4%的復(fù)合增長(zhǎng)率持續(xù)增長(zhǎng)，到2025年，智能家居設(shè)備市場(chǎng)出貨量將接近5.4億臺(tái)，屆時(shí)，該市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)8000億元，并在不久的將來突破萬億。

智能家居的概念一直吸引著大眾的想象力，并且早已從科幻小說里走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。像亞馬遜的Alexa和谷歌的Home這樣的設(shè)備在短短幾年內(nèi)發(fā)展迅速，消費(fèi)者越來越習(xí)慣于現(xiàn)代家庭中的智能設(shè)備。

IDC估計(jì)，聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將很快產(chǎn)生高達(dá)73 Zettabytes的數(shù)據(jù)。當(dāng)下的集中式云網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)因?yàn)檫@樣的數(shù)據(jù)高峰而導(dǎo)致流量過載。因此，邊緣計(jì)算的分布式IT架構(gòu)可以通過將信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)邊緣來幫助應(yīng)對(duì)即將到來的數(shù)據(jù)流。

現(xiàn)在，智能家居開始從云計(jì)算遷移到邊緣計(jì)算?？紤]到設(shè)備通常裝載人工智能優(yōu)化的芯片組。這些芯片更小，更經(jīng)濟(jì)，更節(jié)能。因此，它們使設(shè)備能夠在內(nèi)部而不是外部處理更多的進(jìn)程，減少了將不必要的進(jìn)程傳到云上的需要。

從云計(jì)算轉(zhuǎn)移到邊緣計(jì)算有三大好處：第一，邊緣計(jì)算降低網(wǎng)絡(luò)處理額外的負(fù)載，用戶能夠通過減少帶寬來節(jié)省時(shí)間；第二，由于數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)在邊緣設(shè)備上進(jìn)行，物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)終端可以近乎實(shí)時(shí)地對(duì)重要信息做出響應(yīng)；第三，解決了數(shù)據(jù)在云端傳輸中被破壞的機(jī)會(huì)，進(jìn)一步提高了安全性。

智能家居設(shè)備的智能化程度與其算力息息相關(guān)。不少芯片廠商開始卷起了智能家居的芯片算力。例如，智能家居企業(yè)螢石今年公布的智能門鎖中，內(nèi)嵌高算力AI芯片、雙核CPU，與上一代相比，識(shí)別速度提升了20%，功耗降低了30%。


2、智能家居進(jìn)入算力時(shí)代，相關(guān)芯片需求大增

在當(dāng)下，隨著生成式AI的快速發(fā)展，如何將其應(yīng)用到實(shí)際場(chǎng)景，一直是AI產(chǎn)業(yè)玩家們思考的問題。而智能家居應(yīng)用場(chǎng)景豐富，用戶對(duì)相關(guān)產(chǎn)品需求的不斷提升，也開始對(duì)智能終端產(chǎn)品在智能化表現(xiàn)上有了更高要求。這就對(duì)終端的算力需求增加，也拉動(dòng)了國(guó)產(chǎn)相關(guān)算力芯片的用量。

不少科幻電影場(chǎng)景中都可以看到智能家居的元素，比如智能化的機(jī)器人幫助人們處理家務(wù)，只需要語音就能夠控制家中的各種設(shè)備，包括沖咖啡、開關(guān)燈、播放音樂、提供摘要新聞等。這些畫面，也開始在現(xiàn)實(shí)世界中被逐漸實(shí)現(xiàn)。

如今的智能家居品類豐富，包括智能門鎖、智能安防、智能燈光、智能家電等等。這些智能家居的引入方便了人們的生活，不僅解放了人們處理瑣碎家務(wù)的時(shí)間，同時(shí)極大提升了人們?nèi)粘Ｉ畹捏w驗(yàn)性。

據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年家庭智能設(shè)備全球市場(chǎng)規(guī)模為306億美元，預(yù)計(jì)到2026年將達(dá)到382.9億美元，年復(fù)合增速約5.7%。而2012年全球只有不到500萬家庭擁有智能家居系統(tǒng)，但預(yù)計(jì)到2024年，智能家居設(shè)備的數(shù)量將會(huì)達(dá)到7900萬。

智能家居的智能化，依托的是越來越多傳感器帶來的外部數(shù)據(jù)感知，同時(shí)傳感器作為具備一定計(jì)算能力的端側(cè)算力設(shè)備，也是支撐智能家居系統(tǒng)的神經(jīng)末梢，對(duì)信息的傳遞、控制命令的執(zhí)行都有起著重要作用。

此外，包括人工智能技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)等新興技術(shù)的加入，與智能家居技術(shù)形成合力，不斷推動(dòng)智能家居產(chǎn)品朝著分類多元化、應(yīng)用普及化、操作智能化的方向發(fā)展。尤其是AI技術(shù)的接入有望大幅提升智能家電學(xué)習(xí)能力和交互精度，為用戶提供更流暢的對(duì)話體驗(yàn)。

而這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，都需要智能家居提供算力來支撐。目前主流解決方案仍然采用云計(jì)算，但云計(jì)算有兩個(gè)缺陷，一個(gè)是需要互聯(lián)網(wǎng)支持，一旦斷網(wǎng)產(chǎn)品許多功能便無法使用；另一個(gè)則是成本高，效率低，數(shù)據(jù)先要上傳云端，處理后再返回至用戶端，不僅占用的流量和算力較高，整體效率也偏低，時(shí)延也較長(zhǎng)。

這就誕生了邊緣計(jì)算的概念，邊緣計(jì)算更靠近用戶端，傳輸路線更短，時(shí)延更短，效率更高，且不需要互聯(lián)網(wǎng)的支持，整體來看成本也更低。

例如智能家居的網(wǎng)關(guān)組件，就可以認(rèn)為是一種邊緣計(jì)算。對(duì)于在同一網(wǎng)關(guān)內(nèi)的智能組件，網(wǎng)關(guān)可以處理這些組件收到的信息并根據(jù)用戶設(shè)置或者習(xí)慣做出決策，控制執(zhí)行組件執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。

并且伴隨智能家居對(duì)算力需求的提升，對(duì)邊緣計(jì)算的要求也越來越高，這就需要產(chǎn)品本身具備較高的算力支持。


3、智能家居具體給哪些芯片帶來了機(jī)會(huì)？

從AIoT半導(dǎo)體來看，大致上可以列為三大類。運(yùn)算的部分，比如主控芯片MCU，還有信息的接收，像是傳感器，以及網(wǎng)絡(luò)通信這三大塊。

主控SoC芯片是AIoT發(fā)展趨勢(shì)下非常核心的器件，包含影像處理、語音處理，甚至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方面的單元，這些算法全部集成在一個(gè)芯片上，作為核心的大腦。在AI智能化的發(fā)展下，SoC也是朝著算力更高，影像處理從4K到8K，語音處理更好的趨勢(shì)去走。

MCU在整個(gè)IoT的趨勢(shì)下應(yīng)用場(chǎng)景更寬闊，有咨詢機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，整個(gè)MCU的市場(chǎng)里，用在IoT場(chǎng)景的占比將會(huì)逐年增加到30%。

傳感器從微電機(jī)或半導(dǎo)體自身上面來看，值得關(guān)注的是MEMS，它的應(yīng)用場(chǎng)景非常多，像是應(yīng)用場(chǎng)景的觸手，傳輸給后面的MCU或SoC去做運(yùn)算。以掃地機(jī)器人為例，經(jīng)過三代的發(fā)展，傳感器的數(shù)量會(huì)有大規(guī)模的增加。

物聯(lián)網(wǎng)連接部分，短距離傳輸更符合物聯(lián)網(wǎng)的需求。WiFi、藍(lán)牙、ZigBee這部分，其實(shí)在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的趨勢(shì)下，相對(duì)來說是很大量級(jí)的提升。

在智能家居智能化越來越高的時(shí)代，對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴程度也越來越高，這導(dǎo)致一旦斷網(wǎng)就將導(dǎo)致產(chǎn)品本地功能缺失。而想要實(shí)現(xiàn)本地智能化運(yùn)行，算力必不可少。不少?gòu)S商也推出了許多端側(cè)的AI算力芯片，來支持產(chǎn)品的本地化運(yùn)行。隨著未來技術(shù)的發(fā)展，算力的提升，未來全屋家居本地智能化運(yùn)行將不再是夢(mèng)想，或許到這時(shí)，才能達(dá)到智慧家庭。