2023年，物联网行业风起云涌。在10月10日迪拜举办的第十四届环球移动宽带论坛上，华为高等副总裁、运营商BG总裁李鹏表示，在5G NR和NB-IoT等技能支持下，环球移动物联网连接数打破30亿，“物超人”拐点已经涌现。
只管环球贸易紧张场合排场持续，而且某些地区经济增长放缓，但是半导体市场在今年第一季度到第二季度涌现了奇妙的复苏迹象。高通、英飞凌、博通、联发科等紧张半导体公司的物联网收入普遍上升，目前已经超过收入的10%，在某些情形下超过20%。IoT Analytics发布最新的十大物联网半导体设计和技能趋势，本文进行详细解读。
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由电子发热友和慕尼黑华南电子展联合主理的2023第十届IoT大会将于2023年10月30日-31日在深圳国际会展中央（宝安新馆）举行。希望理解IoT行业最新市场趋势和技能走向，与ST、高通、博世、ARM、中移物联、华邦、奉加科技等企业大咖面对面互换物联网新品和解决方案的工程师、采购商和电子高下游伙伴们，一定不要错过这场盛会。
趋势一、基于Chiplet小芯片架构在物联网设备广泛利用
半导体芯片 OEM/ODM 正在采取基于小芯片的架构。Chiplet 是一种设计观点，可以在单个封装中利用具有不同工艺节点尺寸的多个芯片。这种设计可以实现快速原型设计并缩短上市韶光，同时降落生产本钱。小芯片非常适宜繁芜程度互异的物联网设备，从一次性 RFID 标签到集成传感器、人工智能芯片、处理、内存和连接的高等驾驶员赞助系统。
2022 年 11 月，AMD 推出了 Radeon RX 7900 XTX 和 Radeon RX 7900 XT 显卡。这些尖端显卡采取 AMD 的下一代 RDNA 3 架构，采取结合了 5nm 和 6nm 工艺节点的小芯片设计，每瓦性能比 RDNA 2 提高多达 54%，人工智能性能提高 2.7 倍。
趋势二、RISC-V在物联网芯片设计中的运用增加
2010年出身于美国伯克利大学的RISC-V，是一种指令集标准，而指令集标准是设计处理器芯片的根本。近些年RISC-V发展迅速。如今，市场上已有超过100亿个RISC-V核心，2025年RISC-V架构芯片有望打破800亿颗。
许多物联网设备公司在设计芯片时正在转向开放标准指令集架构RISC-V。RISC-V是节能和可定制的，并且由于其透明，开源的性子和ISA同等性而被认为是安全的。其模块化设计可实现高效的资源利用，这对付不同的物联网支配来说具有本钱效益。
华为海思自研了RISC-V仿照电视（ATV）主处理芯片，小米生态链企业华米科技发布了RISC-V可穿着处理器，紫光展锐发布了针对TWS蓝牙耳机的春藤5842和春藤5882。
2023年8月4日，高通、NXP、英飞凌、博世和Nordic五家半导体厂商宣告达成互助，共同投资成立一家RISC-V公司，推进RISC-V下一代硬件的开拓。这家公司成立的目的是加快基于RISC-V的创新产品的开拓和商业化，它将作为可用于半导体行业的基于RISC-V的产品，参考架构和解决方案的单一路源。
趋势三、将冷却技能引入芯片/PCB，以设计更小节点芯片
芯片尺寸缩小是大势所趋，台积电已将芯片工艺制程缩小至3nm和2nm，这一趋势估量将推动物联网和通用 AI 芯片的发展，并带来了三个不同的问题：
一、更高的功率密度：更小、更前辈的芯片具有更高的功率密度，并且，由于在更小区域中增加了电路而产生更多的热量。
二、减少散热表面积：
三、热阻：较小形状尺寸也会导致芯片本身的热阻较高。随着芯片缩小，热量传播和消散的空间就会减少，从而导致热阻增加。
为了应对这些寻衅，半导体公司正在开拓和采取多种冷却技能，以管理和帮助散发运行期间产生的热量，包括：散热器、风扇和鼓风机、液体冷却、均温板、相变冷却和热电冷却。
趋势四、物联网处理器的创新聚焦节能
随着处理器在性能、连接性和紧凑性方面的进步，对能效的需求也随之提高。为了应对这种需求，基于超低功耗MCU的SoC正在兴起。公司正在利用创新的节能方法来延长电池寿命并优化性能。
2023年3月，意法半导体公司宣告推出STM52WBA5，这款芯片将蓝牙LE（BLE）3.3连接与超低功耗模式、ARM PSA认证的3级和SESIP33安全性以及面向开拓职员的多种外设相结合。
它是基于ST现有的STM32U5平台开拓，加上其ULP射频和Arm Cortex M33 100MHz内核，让STM32WBA52具有了高效和超低功耗。STM52WBA90 MCU具故意法半导体的低功耗DMA和灵巧的省电状态以及快速唤醒韶光。根据意法半导体的公告，这些功能可以将MCU功耗降落多达90%。
同样在今年3月，安森美半导体公司推出了NCV-RSL15，这是一款汽车级无线微掌握器。NCV-RSL15的一个显著造诣是其通过EEMBC认证为业界最低功耗安全的无线微掌握器。为了最大限度地降落功耗，NCV-RSL15 集成了专有的智能感应电源模式，可在低至 36 nA 的电流下事情。该微掌握器因其蓝牙连接而脱颖而出，专为各种运用量身定制，例如智能车辆访问，胎压监测系统（或TPMS）和安全带检测。
趋势五、增强蜂窝和卫星通信连接，简化运营和提升物联网覆盖
轻量化5G Redcap或 5G NR-Light 在 3GPP 第 17 版中引入，作为须要中端物联网连接的物联网用例的新规范。5G RedCap供应了吞吐量、电池寿命、繁芜性和 IoT 设备密度的平衡。
目前，中端物联网设备依赖LTE Cat4实现广域无线连接和移动性。5G RedCap将直接与LTE Cat4竞争此类中端情形，由于它在类似的20 MHz带宽上运行，并不才行链路和上行链路等分别供应150和50 Mbps的类似吞吐量。LTE Cat4作为上一代技能，网络支持的寿命相对较短，而5G RedCap作为下一代技能，将具有更长的寿命。
此外，物联网设备市场正在见证结合卫星和蜂窝技能的前辈连接办理方案的涌现，为物联网运用的环球覆盖和连接铺平道路。这些运用可以超越地面网络的限定，并在环球范围内扩大物联网设备的覆盖范围。
今年3月，高通（Qualcomm）抢先业界，推出首款支持5G轻量化设计的Snapdragon X35调制解调器芯片后，移远通信随后推出轻量化5G RedCap模组Rx255C系列。广和通（Fibocom）宣告环球推出新的RedCap模块系列FG132-NA。这些模块供应了更高的能源效率，扩展了物联网场景的多样性，并支持5G SA和与LTE Cat 4网络的向后兼容性。
在MWC2023期间，广和通推出了支持卫星通信功能的模组MA510-GL（NTN），并联合高通在展会现场进行了NB-IoT领悟NTN的业务演示。MA510-GL（NTN）符合3GPP Release 17演进标准，利用高轨GEO（地球静止轨道）卫星通信和环球LTE Cat.M/NB1/NB2蜂窝网络连接，具有功耗低、体积小、可靠性高档特点，能为海上运输、应急通信、屯子地区的科学研究等环球物联网场景供应丰富的运用业务。
趋势六、AI芯片在边缘设备中的集成度不断提高
随着企业不断探求更快、更安全地做出更好决策的方法，对实时数据剖析和数据隐私的需求正在迅速增长。这种需求推动了具有强大芯片组的新边缘设备的开拓，使AI运用程序能够在本地运行，而无需将数据发送到云。
ST微掌握器和数字IC产品部(MDG)总裁Remi El-Ouazzane表示，STM32N6采取的是Cortex-55内核，具有机器视觉处理能力与神经网络硬件加速器，具有卓越的安全性能。这款处理器首次集成了ISP和神经网络处理（NPU）单元的MCU，采取了ST自行研发的NPU IP——Neural-Art加速器。而STM32N6之后，未来在STM32MP2上也会专门配备Neural-ART加速器。边缘人工智能在全体行业发展中将会成为一个非常主要的方向。
趋势七、本地工业硬件办理方案处理能力提升
一些工业自动化供应商最近升级了他们的硬件，如IPC（工业个人打算机），具有更快的芯片组和功能。
这些升级使工业硬件能够在本地存储和剖析数据，具有多核支持的IPC可以基于软件的PLC。 2023年新芯片技能的例子包括英特尔的i9处理器（Raptor Lake）和英伟达的Jetson AGX。
2022 年 11 月，Beckhoff 宣告推出 C60XX 系列 IPC 的新成员 C6040，该设备基于英特尔全新的 Raptor Lake 技能，可实现更好的缓存，从而实现更好的实时功能。2023 年 3 月，Beckhoff 重点先容了其进一步增强的 C6043 IPC，个中包括用于 AI 加速的 Nvidia RTX A4500 GPU。
趋势八、在IoT网关中采取基于树莓派和Arduinos的芯片组
随着本地工业硬件办理方案中处理能力提高的趋势，IoT网关制造商正在将基于Raspberry Pis和Arduino的系统纳入其设备。
这些设备最初用于原型设计，由于其可包袱性、可用性和大型社区支持（紧张由开拓职员和爱好者组成），已进入市场上的工业物联网网关办理方案。
2023 年 1 月，Artila Electronic 发布了 Matrix-310。这是一款基于 Espressif ESP32 的工业物联网网关，采取 Xtensa 双核 32 位 LX6 处理器，供应高达 240 MHz 的频率。
趋势九、RAN 加速器广泛利用，正推动蜂窝通信举动步伐采纳开放式 RAN/vRAN 架构
随着通信运营商连续环球范围内推出5G商用，并且业界估量2030年6G开启商用。他们对开放、灵巧、虚拟和可编程的无线接入网络 （RAN） 根本举动步伐越来越感兴趣，以提高性能、可扩展性和本钱节约。帮助推动 RAN 性能的是 RAN 加速器，这是旨在增强RAN性能的定制硬件组件或软件模块。它们可以基于 FPGA、GPU 或 ASIC，用于从系统中的通用途理器卸载处理任务。
2023 年 4 月，英特尔推出了最新的第四代英特尔至强可扩展处理器，采取英特尔 vRAN Boost 技能，该芯片旨在直接在英特尔至强 SoC 上集成 5G 和 4G 的 vRAN 加速。该处理器已经由优化，可提高数据包和旗子暗记处理、负载平衡、AI 和机器学习以及电源管理履行的性能。
因此，不再须要自定义第 1 层加速器卡。通过肃清对外部加速器卡的需求，CSP 可以降落其 vRAN 的组件哀求。这反过来又可以显著节省打算能力，简化办理方案设计，并降落CSP的总拥有本钱。
趋势十、从芯片到云端物联网设备安全，认证标准在持续进步
随着物联网连接设备数量的不断增加，网络攻击和未经授权访问的风险也在增加。物联网芯片技能供应商正在积极将安全功能整合到其产品中，并遵守行业特定的法规和标准。个中一套标准是IEC 62443系列OT标准。得到此认证的产品必须从设计的早期阶段就符合特定的产品开拓哀求。
2023 年 10 月，Eurotech 公司宣告其 ReliaGATE 14–62443 多业务物联网边缘网关符合 IEC IEC 62443标准，并按照以下法规进行了组件级安全性测试，这包括两个部分：一是IEC 62443-4-1，定义了安全产品开拓流程；二是IEC 62443-4-2，定义了嵌入式设备网络组件、主机组件和软件运用程序的技能哀求。它也是PSA认证的1级，在PCB上嵌入了TPM 2.01C。
随着eSIM 和 iSIM 技能正在兴起，越来越多的供应商正集成这些技能，以保护利用蜂窝连接的物联网设备。这些技能结合了嵌入式安全元件，与传统 SIM 卡比较，供应了更前辈的安全性。嵌入式安全元素充当了硬件的信赖根，用于非对称加密，确保了安全的端到端通信。
