全球边缘计算市场正在展现出强劲的增长势头。预计在未来几年内,该市场将以较高的复合年增长率(CAGR)扩张。推动这一增长的主要因素包括5G和物联网和AI等技术驱动。作为一家全球知名的半导体企业,不断创新与研发是其立足市场的关键。近日,恩智浦全球资深副总裁、工业及物联网边缘业务总经理Charles Dachs给大家介绍了恩智浦在安全边缘处理业务上的布局和规划,一起来了解下。

恩智浦全球资深副总裁、工业及物联网边缘业务总经理Charles Dachs
1、智能互联设备增长带来的机遇
恩智浦全球资深副总裁、工业及物联网边缘业务总经理Charles Dachs表示,到2030年,智能互联设备数量将超过500亿台,2021到2025年,智能家居市场复合年增长率达20%,这是由市场上的一些关键趋势所推动的。

第一,就是对绿色能源和能效的推动和采用,这是一个重要的驱动设备增长的方向,在居家、楼宇、工厂和汽车领域都看到了这点。
第二,许多系统的自主性越来越高,它们可以自行做出决定,带来很多便利;在工厂中,提高了流程和制造效率;在汽车中,自动驾驶也越来越普遍,到2030年,约50%的汽车将实现电气化和L2辅助驾驶。这种自主性的提高对边缘所需的处理能力产生了影响,人工智能正在各个不同的应用领域全面普及,到2025年,AI半导体收入将达到750亿美元。
第三,所有这些智能设备都是互联的,蓝牙、Wi-Fi、5G,到2026年,5G将覆盖全球60%的地区。如工业物联网领域关键应用等的数量正在日益增加,而且数量非常可观,这给安全方面带来了很多挑战。如在制造环境中,由于所有这些设备都是互联的,我们就需要保护这些基础设施防止黑客和攻击,这也是为什么它在欧洲、中国和美国受到监管的原因。
2、恩智浦致力于服务中国的客户,打造相关生态合作体系

恩智浦处于许多此类转型的前沿阵地,而中国处于所有这些转型的前沿。恩智浦全球资深副总裁、工业及物联网边缘业务总经理Charles Dachs表示,我们谈论电气化、人工智能和机器学习,谈论汽车工业物联网的许多趋势,其中这里面的很多趋势都发生在中国。
作为一家深耕中国30余年的企业,恩智浦的工程师有1/3左右都在中国本地,公司在大中华区有超过9,000 名员工,拥有14个办事处、6 座研发中心,并且在天津有1个世界领先的封测厂,Charles Dachs所在的这个业务部门,绝大部分的产品都是在中国制造的。
此外,恩智浦在中国拥有所有创新要素,配备有非常齐全的团队,包括硬件设计、软件开发、系统工程、客户支持和销售市场团队。Charles Dachs提到,公司有超过200个产品是在中国定义,然后研发、执行、交付的,这个数字还在不断增加。
当然,这不是恩智浦独自完成的事情,这需要非常强大的生态系统。恩智浦在中国有非常多的客户和合作伙伴,在中国服务超过6,000家客户,共同将创新推向终端市场,我们也希望这个数字会越来越多。
恩智浦在天津所开设的云实验室,就是公司在中国本土创新的一个例子。恩智浦全球资深副总裁、工业及物联网边缘业务总经理Charles Dachs表示,我们非常兴奋地看到在中国市场上有这么多机会,其中一些大趋势与我们能够给客户提供的产品、方案都是非常契合的。
恩智浦与中国的合作伙伴有很多合作机会,可以确保我们能够携手迈向光明的未来。
众所周知,恩智浦有一半的业务来自汽车,另一半就是工业物联网,这也是公司重点发力的方向。
具体来说,在工业物联网领域,恩智浦聚焦于四个重点领域:
一, 工厂自动化,包括实时控制、人机界面、机器人的应用;
二, 医疗,包括患者监测、医疗器械、个人健康。目前国内很多头部企业已经是恩智浦的客户;
三, 楼宇和能源,包括能源管理、绿色能源、楼宇控制;
四, 智慧家庭,包括智能家居控制器、智能门禁和智能家电。
在这些重点细分市场中,Charles Dachs表示,公司的客户所构建的产品和解决方案的复杂性确实大幅提升。考虑到产品复杂性越来越高,我们不仅仅要聚焦在芯片和硬件的层面,我们还要提供更多的解决方案,以满足人工智能、功能安全、信息安全和其他很多方面的特定技术要求。

为了解决复杂性的问题,恩智浦会提供一个整体的系统级解决方案,分为三个不同的层面,

蓝色部分是软硬件底层基础,包括了提供处理、模拟、电源管理、传感器功能,但这还不够。
绿色中间层,我们需要真正提供特定技术的创新,这些技术对于实现我之前所描述的这些转型至关重要。
目前,恩智浦定义了12个重点技术领域,包含有信息安全、连接、人工智能和机器学习、图像和显示、触摸、电机控制、功能安全、网络连接、语音、视觉、能源转换和低功耗。Charles Dachs表示,每个领域,我们都投入了大量的研发资金,以确保我们能够提供真正独特的产品。

与其他许多公司相比,恩智浦最大的不同之处就是我们在创新方面的投资水平。我们的收入中很大一部分都用于研发,但即便如此也还不够。在此之上,就是我们需要将底层处理与我们的技术专长聪明的组合,以一种更有效也更有意义的方式打造一套完整的系统级解决方案,用以更好地解决客户的问题,带来更好的用例,以实现我们看好的应用。
恩智浦也提供完整的参考设计,公司还可以给客户提供与合作伙伴一起开发的概念验证,还提供一个完整的开发创新环境,包括电路板和应用程序代码示例。
从应用处理器的角度来讲,恩智浦的产品路线图是非常广泛的。从左边传统的MCU到中间的跨界处理器,再到应用处理器。
从产品的角度来讲,恩智浦从几十兆的传统MCU一直到GHz的跨界处理器,再到更高主频和更复杂性的多核应用处理器。
从应用市场来看,恩智浦的产品路线图是非常全面的,没有多少公司可以提供整个处理过程,并且,随着这些不同细分市场的复杂性增加,对软件的需求也在不断上升。恩智浦提供自己的软件开发工具,可以让客户开发的产品或软件非常容易地在这么丰富广泛的产品系列里去重用和复用,去应对软件复杂性不断上升的情况。

3、恩智浦推出的几大系列新品
在边缘处理器领域,恩智浦有大量投入,今年恩智浦最新推出了一些产品,有三大系列,首先是MCX,这是我们今年重新对MCU命名的一个系列名称,公司推出了5个子系列,接下来还有更多的子系列推出。现在推出的MCX N,它是率先集成了NPU在MCU里去做边缘侧的人工智能和机器学习的处理能力,定位在高性能的高级信号处理技术。MCX A是高性能的智能外设,是一个主流和广泛应用的处理器系列。MCX C是我们定义的一个入门级的低功耗应用,价格相对来讲也是非常有竞争力。MCX L是超低功耗的系列,适用于始终在线类型的应用,对需要供电或手持的设备来讲,是非常适合MCX L的应用的。MCX W,是我们的安全、互联、窄带微控制器,这个W就是连接的意思,将 ZigBee、Thread 和蓝牙与 MCU 功能相结合,在一些应用里,MCX W的产品是非常契合的。

恩智浦全球资深副总裁、工业及物联网边缘业务总经理Charles Dachs表示,在MCU方面,我们在未来还有更多的规划,在接下来的几个月里,您还会看到更多新的产品家族的相关信息,在跨界MCU上,也会有更多的好消息。Charles Dachs表示,公司第二大系列就是跨界处理器。RT 1180,是一款主要针对工业产品做的实时控制TSN开关,对于工业和通讯来说是非常契合的产品。
最后一个大系列就是应用处理器——i.MX 9系列,里面集成了NPU,所以95和93这两颗基本都可以进行高效的AI和机器学习的处理能力。i.MX 95的核相对i.MX 93来讲要更多,可以去做一些高性能的多媒体的应用。当然,这些产品都包含了功能安全,从系统上来讲也适合运行在Linux平台上。i.MX 91是一个入门级的处理器,标签就是性价比。
恩智浦发布的RT 700跨界处理器是一款非常低功耗、高性能的微控制器,专为智能AI边缘设备设计,如可穿戴设备、消费医疗设备、智能家居设备和HMI平台。 i.MX RT700最高可搭载5个计算内核,是在跨界MCU中实现eIQ® Neutron NPU的首款产品• i.MX RT700旨在优化功耗,与前几代产品相比实现了70%的提升。

整个RT700包含了两个核,两个M核,两个DSP,加一个NPU。恩智浦的eIQ工具提供了一个工具,帮助客户工程师开发自己的模型,然后进行训练,部署,测试,后续去转化,这是一个非常容易的开发工具,这款产品非常适合低功耗,提供这种连续处理只是帮助恩智浦的客户解决他们尝试构建的解决方案复杂性的第一步。
此外,Charles Dachs介绍了恩智浦12个重点技术领域里的3个,即功能安全、连接和AI与机器学习。
一、 安全性,恩智浦所做的一切都考虑到了安全性,以实现端到端的安全实施。在恩智浦的产品组合中,有针对不同安全等级需求的产品,既包含有基本的经济高效的安全性,也涵盖更高的安全等级,并在产品中使用真正的安全硬件区域,这使得恩智浦与竞争对手形成差异化。一直向上到最高层,甚至拥有仅处理用户系统中安全性的安全微控制器。因此,恩智浦采用完整的硬件、软件安全方法,以确保这些将要使用恩智浦的处理能力构建的基础设施能够免受恶意软件攻击,而恶意软件攻击在当今也越来越频繁。
Charles Dachs表示,恩智浦不仅在产品层面做到这一点,还提供完整的云基础设施,允许管理我们想要放入微控制器的安全密钥,形成硬件+软件+云端的模式,从硬件到终端设备,通过我们的云服务,我们可以帮助提供端到端的安全性,这是一个真正的信任根,恩智浦借助安全边缘能力,成为首家获得Matter证书的公司,恩智浦是第一家在未来产品中已经为此做好准备的公司,我们在提供的这些处理解决方案上已经为量子计算加密做好了准备。在很多应用场景中,客户的设备和基础设施的使用周期是非常长的,可能要使用10多年,对安全的考虑就会越来越高,也越来越有必要。量子计算出现的时间可能不是5年后,而是10-15年后。因此,我们必须洞察市场的发展方向,而这正是恩智浦通过提供创新真正为客户带来价值的地方。
二、 扩展AI/ML功能,从Charles Dachs的32位微控制器到跨界MCU再到应用处理器,我们内置了AI/ML加速器功能,涵盖多TOPS性能。不仅从硬件集成的角度做到这一点,我们还提供了一个完整的软件框架,我们称之为eIQ,它使开发人员和我们的客户能够开发他们的模型、采集数据、标注数据、训练他们的模型并在底层处理平台上测试它们并部署在不同硬件里,然后再去做推理。从覆盖的算力的角度来讲,是从10个G一直到几个T,分布是比较广的。包括我们支持命令识别、机器视觉、异常检测、网络安全、身份识别、存在性检测。

由于延迟和隐私监管方面的原因,越来越多的AI/ML功能将走向边缘。Charles Dachs认为,如今很多功能,尤其是看到这些非常先进的AI/ML模型时,都是在云端实现的。就在几个月前,我们展示了在我们的i.MX 9系列产品上,可以在边缘运行大语言模型,甚至无需连接到云端。因此,现在可以真正启用不需要云连接的应用,设备可以变得智能和自主,并自行做出决策。
三、 连接,恩智浦不仅提供有关处理的产品组合,我们还是唯一一家拥有让客户访问智能连接设备所需的所有不同连接元素的公司,包括Wi-Fi、蓝牙、Thread、Zigbee、UWB、NFC,我们提供一个整体的连接方案给到客户。我们如何将其与底层处理能力相结合,是恩智浦可以帮助生态系统及帮助客户开发其用例的关键之一。

因此,恩智浦已经看到提供底层基础的重要性,在每个技术支柱中提供真正的创新和差异化的重要性。现在,我们还需要考虑如何将所有这些整合成客户可以快速使用和实施的东西,以便缩短他们的上市时间,减少他们构建最终应用的工作量。

恩智浦全球资深副总裁、工业及物联网边缘业务总经理Charles Dachs表示,恩智浦的FRDM(代表“自由开发板”)开发平台是屡屡突破极限的平台,可堆叠、可扩展的解决方案,是为开发人员打造的应用代码中心。
几个月前,当我们推出MCX的时候,大家可以看到我们其实不仅仅是发布芯片,而是整个开发板。现在它正在扩展到跨界MCU 和应用处理器,我们有10多个FRDM板,所以这将涉及到MCX N、MCX A、MCX W 和MCX L产品,让工程师可以非常轻松地开始使用它并在其基础上开发应用程序。
此外,恩智浦还提供了一种类似乐高的方法,可以将扩展插入这些FRDM板上(例如进行一些图形方面的实现),我们将提供扩展,让工程师能够非常快速地开发他所想的特定HMI应用程序。但我们不会止步于此,我们现在有近100个示例,而且数量还在快速增长。
恩智浦提供示例代码,工程师可以使用FRDM板,根据他想要实现的应用选择他想要的任何扩展,然后选择其中一个应用代码示例作为起点,以便他可以非常快速地开发他感兴趣的应用。
因此,在恩智浦提供的环境中,客户实现了创新的自由。通过提供参考设计和概念验证来展示更多内容,但也有很多事情是无法预料的。因此恩智浦望确保工程师能够自由地快速创新。Charles Dachs表示,在中国我们有非常强大的系统方案的团队,正在与合作伙伴和客户针对不同的应用产品一起开发完整的参考设计,我们给客户提供一整套的解决方案,这些设计真正满足了我们之前描述的市场需求。
4、恩智浦经典的应用案例
一、 AI/ML+电机控制赋能电动工具
恩智浦所做的是提供单芯片解决方案来实现支持AI/ML的自动停止功能和电机控制。其中的MCX N系列芯片非常适合做本地模型的推理,而eIQ工具帮助客户非常容易地开发。这套解决方案可以帮助我们的客户在一个芯片上既实现马达控制的功能,又实现AI能力,典型的场景是电动工具在打钻,遇到特定的情况会有自动停止的功能,这是其中AI的一个能力,实现了一个方案对这两个功能的结合。
二、 电源转换赋能逆变器和储能系统(ESS)
在逆变器和储能产品中, MCX N系列再叠加MCX W系列,就可以实现一整套AFCI(拉弧检测)功能的方案,结合恩智浦的处理能力、连接能力和AI/ML能力,确保从电力转换的角度提供最高效的解决方案。恩智浦不仅仅是提供整体的解决方案,在本地也是有实验室包括极大的技术支持给到客户,让他们非常容易地实现这个功能。
三、 AI/ML声音检测赋能医疗行业
在医疗领域,我们把AI和机器学习针对声音的检测结合到传统的呼吸机中,这样可以识别出来病人打鼾的声音,把它从其他的声音中过滤出来,从而对病人起到很好的保护的作用。我们将处理能力与AI/ML图形和显示相结合,采用i.MX RT系列再加上软件的方案就可以实现二合一的功能。
四、AI/ML视觉检测赋能智能工厂
恩智浦提供了既有MCU、MPU的方案,也加了一个连接的方案应用在智能工厂中。大中华区智能工厂中广泛使用缺陷检测,以提高效率、准确性和灵活性。恩智浦在中国赋能了非常多的生态合作伙伴,提供模组级的或者是方案级的产品,帮助最终客户快速开发和量产化。
五、支持语音功能的智能家电
大家会越来越多地看到这种功能出现在许多电器产品上,人们现在可以通过语音控制电器或与电器互动。VIT语音意图识别引擎为边缘应用提供更自然的语言理解(NLU)性能,无需依赖云端• 支持多种语言,在各种恩智浦处理器平台上无缝运行。
恩智浦拥有自己的IP,称之为VIT Speech to Intent。恩智浦为此提供引擎,并在其提供的任何微控制器上运行它。此处恩智浦想强调的是对多语言能力的支持非常适合国内的产品去做多语言的语音控制并销往全世界各地,这是我们非常强的优势。
恩智浦全球资深副总裁、工业及物联网边缘业务总经理Charles Dachs表示,一个工业和物联网领域发生许多变革的时代。随着我们谈论的不断深入,能源效率、自主系统的采用以及实现这些变革的技术需求正在加速增长。这对恩智浦来说是一个巨大的机会,可以提供所有必要的模块来帮助构建最终解决方案,提供有关边缘处理的完整产品组合。为实现这一变革的每项关键技术提供创新。恩智浦将其整合在一起,与合作伙伴和客户共同创造解决方案,真正了解他们试图解决的问题是什么,并解决正在尝试构建的系统的复杂性。恩智浦与许多合作伙伴合作,生态系统合作,去帮助客户构建他们正在尝试构建的解决方案,期待和中国市场共同发展。