本來自微信公眾號(hào)“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫”，作者/豐寧。
隨著科技的進(jìn)步，智能家居已經(jīng)成為現(xiàn)代生活的重要組成部分。智能家居系統(tǒng)能夠通過物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備的智能化控制和管理，提高生活便利性和舒適度。
芯片對(duì)于智能家居企業(yè)而言其重要性不言而喻，智能家居核心芯片主要包括主控芯片、通信芯片、傳感器芯片等。其中，主控芯片是智能家居的核心部分，它可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制和管理。通常而言，主控芯片也被稱為控制設(shè)備運(yùn)行的“大腦”，而智能家居設(shè)備的主控芯片通常會(huì)搭配使用SoC或MCU。
01
SoC和MCU有何不同？
SoC芯片（SystemonChip）又稱系統(tǒng)級(jí)芯片，片上系統(tǒng)，是將CPU、GPU、NPU、存儲(chǔ)器、基帶、ISP、DSP等系統(tǒng)關(guān)鍵部件集成在一塊芯片上，能夠?qū)崿F(xiàn)完整系統(tǒng)功能的芯片電路。
這一賽道的國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體企業(yè)包括：晶晨股份、瑞芯微、全志科技、富瀚微、恒玄科技、北京君正等。
MCU（MicroControllerUnit）芯片，又稱微控制器或單片機(jī)，是把CPU的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存（Memory）、計(jì)數(shù)器（Timer）、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至液晶（LCD）驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)終端控制的功能。
MCU是智能控制器的主要芯片之一，國(guó)產(chǎn)的代表企業(yè)包括兆易創(chuàng)新、中穎電子、國(guó)民技術(shù)、芯海科技、博通集成、樂鑫科技、聚辰股份、上海復(fù)旦微等。
MCU和SoC的區(qū)別在于，MCU是微控制器單元，是單個(gè)集成電路上的小型計(jì)算機(jī)，包含一個(gè)處理器核心、存儲(chǔ)器、可編程輸入/輸出（I/O）外設(shè)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。它只提供最小的內(nèi)存、接口和處理能力。而SoC是系統(tǒng)芯片，是將多個(gè)電子元件集成到一個(gè)芯片上，以實(shí)現(xiàn)特定的功能。SoC不僅僅局限于MCU，還可以是更高端的CPU、MPU的功能定制版。
簡(jiǎn)而言之，SoC通常運(yùn)算能力更強(qiáng)，集成的功能更為豐富，能支持運(yùn)行多任務(wù)的復(fù)雜系統(tǒng)，當(dāng)然價(jià)格也更加昂貴。并且SoC通常能夠承擔(dān)運(yùn)行計(jì)算任務(wù)，比如實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能等，而MCU大多數(shù)用以執(zhí)行控制，例如當(dāng)做電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。
想要更加契合如今智能家居的生態(tài)，就需要設(shè)計(jì)出更加符合的SoC/MCU，為此，各廠商也均推出了相應(yīng)的產(chǎn)品，那么“誰(shuí)”才是智能家居市場(chǎng)的最佳選手呢？
比如在MCU路線中，兆易創(chuàng)新的GD32系列產(chǎn)品適用于工業(yè)自動(dòng)化、人機(jī)界面、電機(jī)控制、安防監(jiān)控、智能家居家電及物聯(lián)網(wǎng)等，已推出多款產(chǎn)品。
國(guó)民技術(shù)N32通用安全MCU系列產(chǎn)品滿足在白色家電、黑色家電、廚衛(wèi)家電、生活電器等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域應(yīng)用，并已在家電行業(yè)標(biāo)桿客戶中導(dǎo)入。
中穎電子的MCU產(chǎn)品可應(yīng)用在變頻冰箱、洗衣機(jī)中。芯海科技高可靠性MCU產(chǎn)品進(jìn)入氣體傳感器、智能電表、通信用光模塊產(chǎn)品，并將加快設(shè)備監(jiān)測(cè)和控制產(chǎn)品研發(fā)和推廣。
比如在SoC路線中，晶晨半導(dǎo)體的智能電視芯片已經(jīng)用于TCL、創(chuàng)維、小米等知名電視品牌；AI音視頻系統(tǒng)終端芯片則打入百度、Google、Amazon、小米的智能音箱的供應(yīng)鏈。
全志科技的R系列SoC進(jìn)入天貓精靈智能音箱、石頭科技掃地機(jī)以及美的智能空調(diào)供應(yīng)鏈；科大訊飛翻譯筆搭載V系列產(chǎn)品，騰訊企鵝極光盒子搭載H系列產(chǎn)品；在無線通信領(lǐng)域，小谷智慧點(diǎn)讀筆搭載XR系列芯片；在智能語(yǔ)音交互領(lǐng)域，小度在家搭載AC系列芯片。
02
智能家居SoC，走向8K
瑞芯微
瑞芯微作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的AIOT SoC芯片供應(yīng)商，其產(chǎn)品線涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用需求。近年來，瑞芯微推出的一系列芯片方案在市場(chǎng)上受到了廣泛關(guān)注，其中RK3568、RK3588和RK3566是最受關(guān)注的產(chǎn)品之一。
RK3568是一款高性能、低功耗的芯片方案，采用了四核A55架構(gòu)和四核A76架構(gòu)，能夠提供出色的計(jì)算和圖形處理性能。此外，它還支持4K H.265解碼和編碼、USB3.0、HDMI2.0、MIPI-CSI2、Gigabit以太網(wǎng)等多種接口，具有極高的可擴(kuò)展性。在應(yīng)用方面，RK3568主要用于智能電視、智能投影儀、智能家居、智能門鎖等領(lǐng)域，能夠?yàn)檫@些智能設(shè)備提供更加出色的性能和體驗(yàn)。
RK3566也是一款高性能、低功耗的芯片方案，采用了四核A55架構(gòu)和雙核A75架構(gòu)，能夠提供出色的計(jì)算和圖形處理性能。此外，它還支持4K H.265解碼和編碼、USB3.0、HDMI2.0、MIPI-CSI2、Gigabit以太網(wǎng)等多種接口，具有極高的可擴(kuò)展性。在應(yīng)用方面，RK3566主要用于智能電視、智能投影儀、智能家居、智能門鎖等領(lǐng)域，能夠?yàn)檫@些智能設(shè)備提供更加出色的性能和體驗(yàn)。
其中RK3588是此次談?wù)摰闹攸c(diǎn)。為了與晶晨半導(dǎo)體的8K超高清智能機(jī)頂盒SoC芯片產(chǎn)品做對(duì)比，該款產(chǎn)品的細(xì)節(jié)放在后文展開。
除了以上產(chǎn)品，瑞芯微用于智能音箱的相關(guān)產(chǎn)品有RK3326、RK3308等；用于掃地機(jī)器人的相關(guān)產(chǎn)品有RK3326、RK1808、RK3308等；用于家電語(yǔ)音控制的產(chǎn)品有RK3308、RK3229等；用于家居智能中控的產(chǎn)品有RK3368、RK3308、PX30等。
晶晨半導(dǎo)體
國(guó)產(chǎn)智能音視頻SoC領(lǐng)軍企業(yè)，晶晨半導(dǎo)體將芯片用于智能機(jī)頂盒、智能電視和AI音視頻系統(tǒng)終端等設(shè)備，比如上文提到的：TCL、創(chuàng)維、小米、百度、Google、Amazon?？梢哉f，晶晨的產(chǎn)品已經(jīng)占領(lǐng)了我們的客廳。
晶晨股份的智能家居芯片包括A113X、S928X等。
A113X是一款高性能、低功耗、低成本的智能語(yǔ)音芯片，憑借強(qiáng)勁的4核64位架構(gòu)CPU的計(jì)算能力，A113X無需外加專用DSP芯片支持主流的遠(yuǎn)場(chǎng)拾音方案，支持8個(gè)PDM通道和多通道I2S通道，具有豐富靈活的麥克風(fēng)陣列以及音頻輸入輸出接口，卓越的音頻處理引擎支持所有主流的高分辨率音頻格式，可與CPU無縫協(xié)作，加速多媒體運(yùn)行算法，提升用戶體驗(yàn)，是智能音箱和智能家居等應(yīng)用的完美選擇，已經(jīng)被市場(chǎng)上一些最具創(chuàng)新性的語(yǔ)音助手設(shè)備使用。
Sengled的智能音箱燈便是采用的這款芯片、聯(lián)想智能時(shí)鐘Smart Clock Essential也采用了這款芯片。
如今8K影音設(shè)備已經(jīng)開始普及，相比4K，8K有著得天獨(dú)厚的推廣優(yōu)勢(shì)，內(nèi)容制造、傳輸、解碼顯示等各個(gè)產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)都已經(jīng)成熟，部分行業(yè)客戶已經(jīng)在大力推廣8K的產(chǎn)品。
智能家居SoC作為智能家居設(shè)備的核心處理器，需要支持8K視頻內(nèi)容的解碼和播放，以滿足市場(chǎng)需求。
03
兩款8K SoC的較量
瑞芯微RK3588
瑞芯微新一代旗艦級(jí)SoC芯片RK3588是一款功能強(qiáng)大的芯片，集成了多種高性能組件，包括CPU、GPU、NPU和多媒體處理引擎等。
RK3588的CPU部分采用四核A76+四核A55的八核架構(gòu)，主頻高達(dá)2.4GHz，具有強(qiáng)大的計(jì)算能力和多任務(wù)處理能力。GPU部分則集成了ARM G610MP4，支持OpenGL ES1.1/2.0/3.2、OpenCL 2.2和Vulkan 1.2等多種圖形接口，可提供高效流暢的圖形處理體驗(yàn)。
更為出色的是，RK3588內(nèi)置了6 TOPs算力的NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器），支持INT4/INT8/INT16/FP16混合運(yùn)算，能夠輕松應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。這一特點(diǎn)使得RK3588在人工智能和深度學(xué)習(xí)等領(lǐng)域具有很高的應(yīng)用價(jià)值。
除了強(qiáng)大的計(jì)算能力，RK3588還集成了多種多媒體處理引擎，包括視頻編解碼器、圖像處理器和音頻處理器等。這些引擎可支持多種格式的高清視頻播放、圖像處理和音頻處理，使得RK3588在多媒體領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
此外，RK3588還具有高性能的存儲(chǔ)接口和通信接口，可滿足各種高速數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)需求。它還支持多種操作系統(tǒng)和編程語(yǔ)言，方便開發(fā)者進(jìn)行軟件開發(fā)和調(diào)試。
RK3588能夠廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如智能終端、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等。
晶晨半導(dǎo)體S928X
S928X是晶晨半導(dǎo)體首顆8K超高清智能機(jī)頂盒SoC芯片。晶晨半導(dǎo)體S928X SoC芯片集成了64位大核ARM Cortex-A76及四核ARM Cortex-A55中央處理器（CPU,Central Processing Unit），ARM Mali-G57 MC2圖形處理器（GPU,Graphics Processing Unit）以及算力高達(dá)3.2 Tops的自研AI處理器（NPU,Neural-network Processing Units）強(qiáng)大的運(yùn)算及處理能力為終端設(shè)備帶來更優(yōu)異的性能和能效表現(xiàn)。
官方表示，晶晨半導(dǎo)體S928X在8K超高清分辨率（7680*4320），60FPS幀率（Frame Per Second），10比特色深（1024*1024*1024個(gè)顏色數(shù)量）的環(huán)境下為消費(fèi)者演繹更驚艷的色彩飽和度，更細(xì)膩清晰的畫質(zhì)和縱深感、紋理感極強(qiáng)的畫面處理能力。晶晨半導(dǎo)體S928X支持AV1、H.265、VP9、AVS3、AVS2等全球主流視頻格式下的8Kp60視頻處理能力。
晶晨半導(dǎo)體S928X芯片還集成了豐富的外圍接口，包括SDIO、I2S、PCIe、UART、USB、I2C以及SPI等接口，極大地拓展了其外設(shè)連接設(shè)備，加速合作伙伴產(chǎn)品的規(guī)?；渴鹋c商用。
創(chuàng)維數(shù)字首款8K超高清盒子便搭載了晶晨半導(dǎo)體最先進(jìn)的8K主芯片解決方案，支持8K視頻信號(hào)的解碼與播放，為未來即將到來的8K畫質(zhì)時(shí)代做好了準(zhǔn)備。中興通訊的8K機(jī)頂盒也搭載有這款芯片。
RK3588與S928X掰手腕
在制程工藝上，瑞芯微RK3588采用了8nm制程工藝，而Amlogic S928X則是采用了12nm制程工藝。
CPU、GPU和NPU的對(duì)比分析中，S928X采用的是單個(gè)ARM A76大核和四個(gè)A55小核的CPU的五核心架構(gòu)，GPU采用雙核的G57。RK3588采用了ARM四核Cortex-A76和Cortex-A55的八核心CPU架構(gòu)，GPU采用了四核心的G610。由此可見，單線程的應(yīng)用場(chǎng)景下，S928X和RK3588的表現(xiàn)接近，但是多線程應(yīng)用下RK3588占有優(yōu)勢(shì)。
S928X的NPU可提供4 TOPS int8的算力支持，RK3588則是內(nèi)置了6TOPS int8的三核NPU。單算力來看，RK3588更具優(yōu)勢(shì)。
不過就家庭影音的使用場(chǎng)景來看，S928X的4TOPS算力已經(jīng)綽綽有余，不論是語(yǔ)音算法、圖像算法、簡(jiǎn)單的語(yǔ)義處理，圖像處理，均可勝任。
從編解碼能力上，RK3588依舊占有優(yōu)勢(shì)，不過在家庭影音的應(yīng)用中，幾乎用不到多路視頻解碼，其編碼能力也可滿足絕大多數(shù)產(chǎn)品的性能需求。
在拓展接口的對(duì)比中，RK3588的IP核心非常多，無論是高速接口還是普通的通訊接口，都很豐富，但是單一產(chǎn)品很難將這些接口全部利用起來，每一個(gè)功能IP都意味著成本。S928X也集成了常用的接口，部分接口也可以通過橋接芯片來實(shí)現(xiàn)。
04
智能家居，萬億市場(chǎng)即將到來
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里走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
中國(guó)智能家居目前處于快速發(fā)展期，隨著人工智能、5G等技術(shù)的逐漸應(yīng)用，中國(guó)智能家居硬件設(shè)備的不斷發(fā)展和消費(fèi)者需求的提升，未來5年中國(guó)智能家居行業(yè)仍將處于快速發(fā)展階段。結(jié)合中國(guó)智能家居行業(yè)的歷史增速，預(yù)計(jì)到2029年中國(guó)智能家居市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1.09萬億元。
隨著智能家居芯片領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)日益白熱化，未來這一市場(chǎng)的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)預(yù)計(jì)將更加激烈，智能家居芯片的未來不僅囿于“算力角逐”與“協(xié)同深化”的單一維度，而是全面鋪展。
比如，隨著智能家居設(shè)備功能的不斷增加和復(fù)雜化，對(duì)芯片算力的需求也在不斷提升。例如，掃地機(jī)器人、智能門鎖等設(shè)備需要更高的算力來支持其復(fù)雜的運(yùn)算和決策過程；智能家居系統(tǒng)中的各類設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)高效的互聯(lián)互通，以提供更加便捷和智能的家居體驗(yàn)。芯片作為設(shè)備的核心部件，需要支持多種通信協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的無縫連接和數(shù)據(jù)交換。
隨著智能家居設(shè)備的廣泛應(yīng)用和普及，其安全性問題也日益受到關(guān)注。未來的智能家居芯片將更加注重安全性能的提升，通過集成安全模塊和算法來保障設(shè)備的數(shù)據(jù)安全和用戶隱私。
可以確定的是，在當(dāng)前科技浪潮的推動(dòng)下，智能家居芯片公司正站在行業(yè)變革的前沿，即將迎來前所未有的紅利期。
