智能家居芯片的「內(nèi)卷」時(shí)刻

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(lái)越高的要求，智能家居離不開的芯片的也在持續(xù)進(jìn)化。

a「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(lái)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(lái)突破萬(wàn)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(shuō)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(lái)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(guò)載。因此，邊緣計(jì)算的分布式 IT 架構(gòu)可以通過(guò)將信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)邊緣來(lái)幫助應(yīng)對(duì)即將到來(lái)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。考慮到設(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(guò)減少帶寬來(lái)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%。

智能家居芯片「卷」AI

今年開始，AI 再次進(jìn)入大眾的視野?，F(xiàn)在提到 AI，人們聯(lián)想到的是買不到的 GPU、不停公布的大模型，以及 AI 前沿公司如英偉達(dá)、谷歌、亞馬遜。

殊不知，對(duì)話式人工智能操作最主要的場(chǎng)景之一就是智能家居，可廣泛應(yīng)用于音箱、電視、手機(jī)、機(jī)器人等領(lǐng)域。擁有龐大物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的智能家居，正成為 AI 的最大落地場(chǎng)景。

前不久，谷歌發(fā)布了新一代的 AI 芯片，即第五代定制張量處理器（TPU）芯片 TPU v5e，用于大模型訓(xùn)練和推理。與上一代芯片相比，TPU v5e 每一美元的訓(xùn)練性能提高 2 倍，每一美元的推理性能提高 2.5 倍。

亞馬遜也在 AI 芯片領(lǐng)域搶占先機(jī)，推出首顆 Amazon Nitro 芯片至今，已擁有網(wǎng)絡(luò)芯片、服務(wù)器芯片、人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)自研芯片 3 條產(chǎn)品線。

亞馬遜和谷歌的 AI 之戰(zhàn)日益焦灼。實(shí)際上，這場(chǎng) AI 之戰(zhàn)早在 2019 年已然開啟，依托的正是智能家居這條暗線。

亞馬遜第一個(gè)推出智能音箱，并且正在努力鼓勵(lì)其他公司使用其 Alexa 語(yǔ)音助理技術(shù)，而谷歌也在鼓勵(lì)采用自家的智能助理。之后，為了提升 Alexa 語(yǔ)音助理的質(zhì)量，亞馬遜自研的終端 AI 芯片 Inferentia。

亞馬遜希望 Alexa 能夠成為家中的大腦，控制門鎖，安全攝像頭和烤箱等家用電器。如果不需要互聯(lián)網(wǎng)，那么與這些設(shè)備的連接將更安全可靠。亞馬遜希望在智能家居硬件市場(chǎng)和面向消費(fèi)者的人工智能產(chǎn)品領(lǐng)域保持競(jìng)爭(zhēng)力，并已經(jīng)擁有近 450 名芯片專業(yè)員工。

谷歌也一直尋求在智能家居設(shè)備、筆記本電腦等新市場(chǎng)上擴(kuò)大份額。Edge TPU 是谷歌蓄力已久的一款 AI 芯片，其優(yōu)勢(shì)在于可以加速設(shè)備上的機(jī)器學(xué)習(xí)推理。在任一配置中，Edge TPU 通過(guò)直接在設(shè)備本地處理數(shù)據(jù)，這樣不僅可以保護(hù)隱私，而且消除了對(duì)持久網(wǎng)絡(luò)連接的需要，減少延遲，允許使用更少的功率和性能。

Google Assistant 副總裁曼努埃爾·布朗斯坦透露，谷歌推出的 AI 芯片 Edge TPU，將使傳感器和其他設(shè)備能夠更快地處理數(shù)據(jù)，給用戶帶來(lái)更人性化的家居體驗(yàn)。

除去亞馬遜和谷歌，不少企業(yè)都在智能家居上布局 AI 技術(shù)。

在智能電視方面，華為智慧屏 S3 Pro 搭載了「智慧雙芯」，擁有 4K 旗艦主芯和 AI 視覺(jué)芯片；紫光展銳發(fā)布首顆 AI+8K 智能顯示芯片 M6780，該芯片平臺(tái)支持 8K 解碼與 HDR 全格式，號(hào)稱擁有高度集成的 CPU、GPU，NPU、VDSP、ADSP 的 AI 算力；聯(lián)發(fā)科首發(fā)了旗艦級(jí) 8K 智能電視芯片 S900 與 AIoT 平臺(tái) i700，同時(shí)宣布與小米、阿里巴巴、曠視科技在內(nèi)的多家人工智能和智能家居企業(yè)達(dá)成合作。

在智能語(yǔ)音芯片方面，百度推出語(yǔ)音 AIoT 芯片「鴻鵠」，該款芯片是百度語(yǔ)音團(tuán)隊(duì)與 AIoT 芯片企業(yè)欣博電子合作打造的，由百度技術(shù)團(tuán)隊(duì)偏重算法，欣博電子團(tuán)隊(duì)偏重芯片硬件。據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈人士透露，該芯片從設(shè)計(jì)到流片只用了約四個(gè)月的時(shí)間；云知聲基于自研或第三方芯片發(fā)布三代共 6 款全棧語(yǔ)音 AI 芯片軟硬一體產(chǎn)品，芯片及模組出貨量已達(dá)千萬(wàn)級(jí)水平。

在智能音箱這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn) SoC 的市場(chǎng)份額已經(jīng)相對(duì)較高，市場(chǎng)參與者包括全志科技、晶晨股份、炬芯、瑞芯微、杰理科技等?？傊?，在一些智能家居產(chǎn)品中，國(guó)產(chǎn) AI 芯片占比正在快速提升。

大廠的上游滲透

地平線創(chuàng)始人兼 CEO 余凱曾表示：「智能物聯(lián)網(wǎng)是一片藍(lán)海，會(huì)有許多長(zhǎng)尾的應(yīng)用，也會(huì)引發(fā)新一代、垂直的市場(chǎng)?！?/span>

在智能物聯(lián)網(wǎng)中，以智能家居為應(yīng)用場(chǎng)景的作用下，不少傳統(tǒng)的家電企業(yè)開始造芯。目前來(lái)看，傳統(tǒng)家電造芯企業(yè)可以分為兩批，第一批是已經(jīng)有較長(zhǎng)造芯歷史的 TCL、海信和海爾，第二批則是 2017 年前后開始造芯的美的、格力、康佳。

首先來(lái)看第一批家電企業(yè)的造芯情況。

TCL 是最早進(jìn)入芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的家電企業(yè)，1999 年 10 月 8 日，TCL 集團(tuán)和國(guó)有政策性投資機(jī)構(gòu)國(guó)投電子共同投資興建愛思科微電子，是國(guó)家「909」工程集成電路設(shè)計(jì)公司之一，產(chǎn)品包括消費(fèi)類芯片、通訊類芯片、信息類芯片。

2020 年，TCL 斥資 109.7 億收購(gòu)中環(huán)半導(dǎo)體并更名為 TCL 中環(huán)。2021 年，TCL 微芯科技成立了全資子公司：摩星半導(dǎo)體。2022 年，TCL 成為鑫芯半導(dǎo)體的第二大股東。TCL 董事長(zhǎng)李東生在接受媒體采訪時(shí)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。

海爾集團(tuán)在 2000 年成立了兩家集成電路公司，分別是北京海爾集成電路設(shè)計(jì)有限公司和上海海爾集成電路有限公司。前者的重心是做機(jī)頂盒芯片，而后者則是 8 位 MCU。

北京海爾集成電路設(shè)計(jì) 2003 年開發(fā)出了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字電視解碼芯片「愛國(guó)者 I 號(hào)（HiPatriot I）」，隨后推出愛國(guó)者Ⅱ號(hào)、愛國(guó)者Ⅲ號(hào)、愛國(guó)者Ⅳ號(hào)及 QPSK 解調(diào)芯片。

2000 年成立的上海海爾集成電路公司，以 SOC 和專用集成電路為方向，但是首先量產(chǎn)的是 2005 年的 MCU 芯片, 該芯片量產(chǎn)后就和國(guó)際 MCU 巨頭微芯科技打了 7 年的專利訴訟官司，最終勝訴。該公司被東軟載波收購(gòu)后，生產(chǎn)的芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)白電，儀表和汽車電子領(lǐng)域，屬于國(guó)內(nèi)該賽道的龍頭之一。

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)。

海信在 1999 年開始研發(fā)芯片，2005 年時(shí)海信成功研發(fā)中國(guó)第一顆擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并產(chǎn)業(yè)化的數(shù)字視頻處理芯片。此后，海信加快步伐，2015 年到 2022 年，7 年間海信發(fā)布了 5 顆畫質(zhì)芯片。

在 2022 年，海信也發(fā)布了國(guó)內(nèi)首顆全自研 8K AI 畫質(zhì)芯片，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)超高清畫質(zhì)芯片的空白。目前該芯片已經(jīng)用于整機(jī)，覆蓋海信、東芝在內(nèi)的多系列顯示產(chǎn)品。

海信視像總裁于芝濤在接受采訪時(shí)表示：「芯片有很大的國(guó)產(chǎn)替代空間，尤其是在家電智能化的背景下，對(duì)芯片的需求日益增加，因此公司對(duì)芯片產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入并不限于電視與顯示領(lǐng)域，未來(lái)更廣闊的空間在家電智能芯片?！?/span>

再來(lái)看第二批家電企業(yè)的造芯情況。

美的在 2018 年開始，成立上海美仁半導(dǎo)體公司，正式進(jìn)軍半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，專注于家電芯片領(lǐng)域的開發(fā)，布局 MCU 芯片、IOT 芯片、電源芯片和功率芯片四大產(chǎn)品系列。2021 年 1 月，美的又成立了美墾半導(dǎo)體技術(shù)有限公司。

到目前為止，美的表示，2021 年其自研芯片已經(jīng)投入量產(chǎn)，年產(chǎn)量大約一千萬(wàn)顆，2022 年達(dá)到 8000 萬(wàn)顆。目前美的主要生產(chǎn)的類型為 MCU（微控制器），今后將會(huì)覆蓋功率芯片、電源芯片、IoT 芯片等家用電器芯片品類。

格力造芯同樣宣傳得轟轟烈烈，2017 年董明珠官宣要砸 500 億造芯，為此格力成立了珠海零邊界集成電路有限公司。2018 年，格力電器發(fā)布公告透露，投資 30 億元間接入股安世半導(dǎo)體，這是這家空調(diào)巨頭迄今為止最大一筆對(duì)外投資。格力在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，格力自研的 32 位 MCU 微控制單元芯片已經(jīng)正式開始量產(chǎn)，預(yù)計(jì)芯片年產(chǎn)量將超千萬(wàn)顆以上，可以滿足格力空調(diào)產(chǎn)品、電器設(shè)備等核心零部件的芯片需求。

康佳進(jìn)入半導(dǎo)體的時(shí)機(jī)是在 2018 年。當(dāng)時(shí)，康佳開啟戰(zhàn)略變革，半導(dǎo)體科技事業(yè)部隨即成立。2019 年 12 月，康佳宣布自主研發(fā)的首款嵌入式存儲(chǔ)器控制器芯片（eMMC5.1）已經(jīng)量產(chǎn)，出貨量達(dá)到 10 萬(wàn)顆?？导鸭瘓F(tuán) 2022 年年報(bào)顯示，公司自主研發(fā)的 15um*30um Micro LED 芯片制作良率達(dá)到 99%。

總體來(lái)看，格力、美的以 MCU 為主，海信是電視高端畫質(zhì)芯片、SOC 和 AI 芯片，TCL 發(fā)力顯示與觸摸芯片、機(jī)頂盒智能芯片，長(zhǎng)虹的代表芯片是音頻處理 SoC，海爾是 IoT 芯片，創(chuàng)維是 AI 畫質(zhì)芯片，康佳是存儲(chǔ)和顯示處理芯片。

傳統(tǒng)家電企業(yè)造芯有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，家電整機(jī)企業(yè)投資半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有兩大優(yōu)點(diǎn)，其一是投資規(guī)模大，這解決了此前國(guó)產(chǎn)芯片企業(yè)普遍投資規(guī)模小，產(chǎn)品一致性低的難題；其二是自配套測(cè)試便捷高效，加速驗(yàn)證國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定性，能夠提升國(guó)產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)信心。

結(jié)語(yǔ)

在智能家居芯片領(lǐng)域，內(nèi)卷競(jìng)爭(zhēng)如火如荼，企業(yè)們爭(zhēng)相推陳出新，競(jìng)逐市場(chǎng)的蛋糕。從強(qiáng)大的計(jì)算能力到智能 AI，從大企業(yè)的上游滲透到價(jià)格的不斷調(diào)整，這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)成為了科技創(chuàng)新和商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的熱土。在這場(chǎng)變革中，我們看到了技術(shù)的巨大推動(dòng)力，也感受到了市場(chǎng)的巨大潛力。

然而，作為消費(fèi)者，我們或許更關(guān)心的是，這一競(jìng)爭(zhēng)如何讓我們的生活變得更便捷、更舒適。從智能家居設(shè)備的日常使用，到 AI 語(yǔ)音助手的智能化回應(yīng)，再到未來(lái)更多的可能性，這一切都將滲透到我們的日常生活中。

無(wú)論是創(chuàng)新的算力，還是 AI 的應(yīng)用，無(wú)論是大企業(yè)的布局，還是價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)，這一切都將為我們帶來(lái)更多選擇和更好的體驗(yàn)。未來(lái)，智能家居芯片的競(jìng)爭(zhēng)將持續(xù)升溫，但最終的勝利者將是那些真正滿足了消費(fèi)者需求、創(chuàng)造了更美好生活的企業(yè)。所以，讓我們拭目以待。