抢占物联网芯片半导体市场，机会在这四个关键领域

物联网半导体的日益普及将迫使芯片制造商加强对典型物联网需求的关注，例如超低功耗、较小的外形因素、内置安全性等。设备制造商应该也会看到一系列专门为物联网设计的新芯片。

数据显示，追踪全球30家最大半导体公司市值的费城半导体指数在过去5年上涨了5倍，从2016年1月的80美元上涨到2021年1月的416美元。该指数不仅轻松击败了飙升的纳斯达克指数（在同一时间内上涨了2.8倍），还击败了其他科技指数，如云计算。

一、半导体——表现强劲的科技板块

半导体企业惊人的价值表现可以归因于许多因素。IoTAnalytics首席执行官在评论研究结果时表示：最值得注意的是，该行业受益于对几种新兴技术更多、更高价值的半导体元件的需求。关键驱动因素包括大数据分析、移动通信、游戏、互联和半自动驾驶汽车，以及在很大程度上，物联网互联设备的快速增长。

据估计，物联网设备连接数量从2015年的36亿增加到2020年的117亿。到2025年底，预计物联网连接总数将达到300亿次。

物联网半导体市场的崛起涉及大多数行业领域，包括工业、汽车、能源和公用事业以及医疗保健。近年来，消费物联网设备，例如智能手表和小型无线配件的需求特别高，这促使几家几年前还没有生产物联网设备的公司（如许多智能手机制造商）都已进入物联网生态系统。

目前的物联网设备爆炸将继续推动物联网半导体市场的发展，并可能在更高的产量中进一步促进半导体创新。IoTAnalytics最新报告预测，物联网半导体组件市场将以19%的复合年增长率增长，从2020年的330亿美元增长到2025年的800亿美元。特别是，有四个组件将受到关注：物联网微控制器(MCU)，物联网连接芯片组，物联网人工智能芯片组，物联网安全芯片组和模块。

二、驱动物联网半导体的四大关键因素

IoTAnalytics将物联网半导体定义为那些单独或协同地对物联网设备或其他物联网设备的功能作出贡献的半导体组件。因此，以下四种半导体元件被称为物联网半导体，其重要性尤为突出。

1、物联网微控制器(MCU)

与许多其他技术主题相比，物联网具有典型的多样化的用例和应用程序。所有这些应用程序都要求不同级别的性能和功能。通常，MCU很适合提供所需的灵活性（例如在处理能力方面），同时为应用程序提供非常经济的硬件选择。

有趣的是，物联网MCU现在已经从通用MCU演变而来，会成为特定物联网应用专用MCU，以满足特定物联网应用的具体要求。基于这些趋势，IoTAnalytics预计，物联网MCU在一般MCU市场的渗透率将从2019年的18%增长到2025年的29%。特别是32位的微处理器，它代表了物联网应用的最佳点。

2、物联网连接芯片组

物联网连接芯片组是所有物联网设备的核心，是最大的物联网半导体市场（2020年占所有物联网半导体的35%）。近年来，由于缺乏全球通用的物联网连接标准，以及来自不同应用程序的不同要求，直接导致市场上产生了各种各样的连接可能。以下是21种主要的物联网连接标准（从半导体的角度来看），其中包括蜂窝物联网（如3G或4G）、WLAN（如Wi-Fi）和有线连接。

蜂窝芯片组目前在物联网连接芯片组的市场增长中发挥着重要作用。据预计，在5G和LPWA的推动下，全球蜂窝物联网芯片组市场在2020-2025年将以37.5%的复合年增长率增长。授权/蜂窝LPWA市场和未授权LPWA市场推动了基于LoRa、NB-IoT的芯片组将继续成为细分市场的主导。

WLAN无线局域网芯片组是由新的Wi-Fi6和Wi-Fi6E标准驱动的，这些标准为物联网Wi-Fi芯片组市场创造了高增长机会。Wi-Fi6的吞吐量几乎是Wi-Fi5的四倍，升级到Wi-Fi6为更高带宽要求的物联网应用打开了大门，比如增强现实耳机。

物联网蓝牙芯片组市场目前由音频和娱乐以及智能家庭设备驱动。相对较新的蓝牙5芯片组市场主要关注物联网应用，并为新兴应用提供信标和基于位置的服务（如资产跟踪），以及针对多个更灵活的应用。

3、物联网人工智能芯片组

近年来，许多应用程序寻求更复杂的数据分析并实时执行这些数据分析，这使得物联网边缘对嵌入式人工智能芯片的需求不断增长。IoTAnalytics预计，2019-2025年，全球物联网人工智能芯片组的复合年增长率将达到22%。这种增长是由三种不同类型芯片组提供的并行计算驱动的，包括GPU、ASIC和FPGA。基于FPGA的智能芯片组对于云以及5G时代尤其重要。这种芯片有助于减少延迟，改善内存访问，并使设备之间的通信更加节能。传统上，数据中心使用FPGA作为CPU的边车加速器。最近，微软等公司已经开始在高速以太网直接连接到FPGA，而不是在CPU的数据通道中使用FPGA。

4、物联网安全芯片组和模块

根据诺基亚《2020年威胁情报报告》，物联网设备目前占所观察到的受威胁设备的32.7%。物联网设备面临的威胁增加，需要人们不断调整安全解决方案。在许多情况下，传统的软件安全不足以满足整个安全体系结构。因此，在保护从边缘设备到云的数据流的同时，还需要保护硬件。

尽管公司在实现嵌入式硬件安全性方面通常有各种选择，但在MCU/SoC级别实现嵌入式硬件安全性是最可取的，因为它允许数据安全地通过内部总线。这可以通过在设备内的系统中嵌入安全元素（SE）和物理不可克隆功能（PUF）来实现。

另一个重要的安全特性是安全enclave/PUF中的“密钥注入”和加密密钥管理，以确保设备的安全身份，并创建在设备内部流动的数据隧道，以及从设备到云的数据隧道。这种集成支持使用非对称加密的“信任硬件根”。它还为从芯片到云端的数据安全流动建立了一条安全通道，确保了静态和传输中/span>

三、前景

物联网半导体市场仍处于起步阶段。随着物联网半导体元件的渗透率预计将从2019年的7%增长到2025年的12%，物联网MCU、物联网连接芯片、物联网人工智能芯片组和物联网安全芯片组等主题将在未来几年变得越来越重要。很难想象在未来5年里，半导体指数还能再上涨5倍。但可以肯定的是，物联网将比以往任何时候都更能成为这些半导体公司的驱动力，并能提供重要的新业务。

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