“英”领物联：英飞凌详解构成物联网的五大元素

想必大家对于半导体的概念都不陌生了，那么对于拥有完备功能的物联网设备而言，都需要搭载哪些不可或缺的半导体器件，您是否也了如指掌呢？英飞凌提出了五大硬件元素的概念，分别指的是感知、计算、执行、连接和安全。作为全球领先的半导体科技公司，英飞凌一直以来都秉持“连接现实世界与数字世界”的理念，在感知、计算、执行、连接、安全”五大领域，拥有完整的布局，能够提供软硬结合的一站式端到端物联网系统级解决方案，助力客户高效地创建智能、安全且节能的物联网设备。

近日，四位英飞凌专家在媒体沟通会上为我们解读了“感知”、“执行”、“计算”、“连接”和“安全”这五大关键元素在构建物联网设备和系统方面的重要性，并分享了实际的应用方案。

感知：物联网的起点

作为物联网的“起点”，传感器无处不在，它负责从物联网终端设备的周边环境中获取数据。英飞凌科技大中华区电源与传感系统事业部高级市场总监廖明颂先生表示：“通过模仿人的感官，英飞凌打造出了具有高可靠性、高精准度的传感器产品矩阵，可广泛应用于汽车、工业和消费电子等诸多应用，让人们的生活变得更加便利。”

其中，高精度毫米波雷达和3D飞行时间传感器相当于人类的眼睛；高信噪比的麦克风可以充当人类的耳朵；英飞凌提供的体积超小的二氧化碳传感器可以作为人类的鼻子；精准的压力传感器和雷达技术则相当于人类的皮肤，有感知功能；此外，精准的雷达技术甚至可以帮助设备实现手势控制。

从这个角度来讲，人类的发展史其实也可以看作是作为人体延伸的各种外挂设备的发展史。如果说从前科技的走向是各种不同技术的独立发展，那么现在有了物联网之后，则是尽可能将多种感知技术捏合在一起形成一个团队，也就是传感器融合的发展路径。

由于当前整个社会正经历着病毒肆虐的危机，所以空气质量检测是非常重要的。人们不禁希望有一款产品既能够同时检测室内外的空气质量，又能够调动空调、净化器等设备来净化空气，从而让自己处在一个安全又健康的环境当中。基于这样的现实需求，英飞凌推出了全球领先的基于光声光谱（PAS）原理的微型二氧化碳传感器——XENSIVTMPAS CO2。它在非常小巧的封装里集成了传感器和MCU，能够支持高度准确的二氧化碳浓度测量。

计算：物联网系统的大脑

计算是物联网系统的大脑。在广义物联网中，计算元件指的就是微控制器和处理器。微控制器负责收集、协调、处理、分析和传输数据，使物联网设备实现智能化。

近两年，数据的处理和计算正在发生迁移，大数据处理正在从云计算为中心的集中式处理时代跨越到以万物互联为核心的边缘计算时代。虽然边缘计算相较于云计算而言，能够更快地处理数据，提供更安全地隐私保护，同时大幅降低成本，但在稳定的无线连接、多样的场景感知、安全的数据传输和实时的计算控制方面也面临着一系列新挑战。

为了应对以上挑战，需要将物联网涉及的诸多环节集成到一个平台上，处理关键问题，从而降低开发的复杂性。“英飞凌的微控制器在这方面独具优势，概括起来主要有三点：具备了不中断的连接功能，还有着与竞品相比更出色的连接范围和互操作性，可提供出色的用户体验；在计算方面，专为物联网优化，可为边缘设备提供安全、高能效和基于数据的智能响应，同时支持各种人机界面；在创建方面，灵活的开放式架构平台使设计人员能够在预先配置的构建模块菜单中从容选择，打造面向未来的、卓越的物联网系统，”英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场经理彭涛先生透露。

在物联网应用中，一站式的解决方案可以加速客户产品上市的时间，降低客户产品开发成本。以智能家居为例，英飞凌的智能家居方案可覆盖全屋智能，产品涵盖智能设备的各种应用，包括语音前端、家庭安防与门禁、家庭自动化、智能家电、家庭机器人，以及智能照明等设备。

然而，在智能家居领域，智能设备互联互通一直是应用的痛点。为了支持智能设备的互联互通，英飞凌提供支持Matter协议的MCU和无线蓝牙产品，同时也提供支持Matter协议的解决方案。

执行：物联网的四肢

在物联网系统中，微控制器会接收和处理传感器发送的各种数据，并形成决策，然后向执行器下达工作指令。执行器依据智能决策将控制信号转化为机械运动或光、热等物理量，这一过程有赖于功率半导体。比如启动洗衣机，就需要驱动电机的功率器件。

作为功率分立器件及模组领域的领军者，英飞凌的产品能够覆盖从发电、输电、配电、储能到用电等环节的整个能源价值链。

目前，第三代半导体正以更高的功率密度、体积更小、更加环保等优势逐步获得市场青睐。“从传统的硅材料到碳化硅和氮化镓两种第三代半导体材料，英飞凌都有布局，且居于全球领先地位。我们的高能效解决方案覆盖的功率范围也从几瓦到兆瓦不等。英飞凌可以说是市场上为数不多的拥有如此庞大产品线的企业，”英飞凌科技大中华区电源与传感系统事业部高级市场经理廖明颂先生强调。

连接：物联网的神经

互联是物联网的核心和基础，日益深入日常生活的物联网对连接解决方案的可靠性提出了更高要求。

英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场经理贾智勇先生表示：“在与赛普拉斯合并之后，英飞凌在连接部分可以提供更加丰富的产品，包括基于eSIM的安全蜂窝连接，还有Wi-Fi、蓝牙的无线连接，以及基于USB和USB-C的连接，这些产品可以广泛应用于消费电子、商业、工业、汽车等各个领域。”

英飞凌还在今年推出了全新的无线连接产品系列AIROC，寓意提供坚如磐石的无线连接。AIROC系列包括Wi-Fi+蓝牙的combo二合一芯片，AIROC单Wi-Fi芯片，BLE单蓝牙芯片，或者经典蓝牙和BLE蓝牙双模芯片，还有Wi-Fi MCU产品。

AIROC集中体现了英飞凌产品在无线连接领域的核心竞争优势，即丰富的产品系列、高集成度、高可靠性、低功耗和出色的性能。首先，英飞凌涵盖Wi-Fi4、Wi-Fi5和Wi-Fi6，甚至最新Wi-Fi6E的多种无线规格产品，让客户在进行器件选型的时候有更多的选择；其次，在集成度方面，预置的ModusToolBox套件集成了软件驱动和各种开发工具，能够帮助客户缩短开发周期。在性能方面，优化的无线芯片设计实现了吞吐量、功耗和远距离覆盖等方面的优异性能表现。

安全：赋予物可信赖的身份

安全解决方案赋予“物”可信赖的身份，并使新的商业模式得到发展。

目前，为了保障物联网的安全，亟需采用以下几种措施进行安全部署：线路加密，防止数据传输过程中被窃听；固件更新，防止在固件更新的过程中被注入恶意代码；身份认证，防止虚假的设备接入；数据加密：防止数据被恶意篡改。

英飞凌科技大中华区安全互联系统事业部市场经理成皓向我们分享了英飞凌针对物联网领域的安全解决方案。

其中，英飞凌提供的基于纯硬件的安全芯片可以抵御非常强大的物理形态的攻击，从而保证更长久的安全性。值得一提的是，这些安全芯片都是通过了国际上最权威的CC认证，相对于纯软件的方案优势比较明显。据了解，英飞凌的安全芯片家族OPTIGATM至少通过了CC EAL 4+的认证，目前针对物联网市场的产品，英飞凌有一款芯片OPTIGATM Trust M产品达到了CC EAL 6+的认证。并且，从产品本身的可扩展性和创新角度来看，英飞凌的安全芯片方案可以在不同的平台架构之间进行快速的部署，满足客户在不同平台间进行快速开发和落地的需求。