在贸易焦灼的事态持续、经济增长缓慢和芯片短缺的情况下，半导体市场出现了自2021年以来的首次市场增长。物联网继续慢慢的变重要。

  《2023年物联网芯片组和物联网模块趋势报告》中的10个趋势，展示了物联网采用者的需求和半导体OEM/ODM如何满足这些需求。

  对于物联网供应商而言：在高度动态的市场中，物联网芯片企业一定保持领先地位，以继续保持领头羊，例如，实现更小、更高效、更强大的物联网设备。

  对于物联网设备/设备制造商而言：物联网芯片创新不仅会带来新的市场机会，例如人工智能、新的连接性和更高的能效，还会带来需要缓解的新挑战。

  尽管贸易焦灼的事态持续、经济增长缓慢和芯片短缺，但半导体市场从2023年第一季度到2023年第二季度出现了微妙的复苏迹象。23年第二季度是自21年第四季度以来的首次积极变化，市场环比增长4.2%。

  在这个复杂的市场中，近年来主要半导体企业的物联网收入份额普遍上升，对于许多大型芯片企业来说，目前已超越其收入的10%，在某些情况下甚至超过了20%。

  最新的《2023年物联网芯片组和物联网模块趋势报告》，提供了在当前市场环境中可以观察到的各个物联网趋势的大量示例。虽然我们没办法在一篇文章中涵盖所有这些趋势，但我们将在这里展示报告中的54个物联网半导体趋势中的10个，以及每个趋势的示例。

  半导体芯片OEM/ODM正在采用基于小芯片的架构。小芯片是一种设计概念，它允许在单个封装中使用具有不一样工艺节点尺寸的多个芯片。这种设计允许快速原型设计和更短的上市时间，所有这些都降低了生产所带来的成本。小芯片是具有不一样复杂性的物联网设备的理想选择，从一次性RFID标签到集成传感器、人工智能芯片、处理、内存和连接的高级驾驶辅助系统。

  许多物联网设备企业在设计芯片时，都转向开放标准指令集架构RISC-V。RISC-V具有高能效和可定制性，并且由于其透明、开源特性和ISA合规性而被认为是安全的。其模块化设计可实现高效的资源利用，这对于不同的物联网部署而言具有成本效益。

  2023年8月4日，一批主要半导体行业参与者联手投资一家新企业，旨在促进RISC-V架构的采用。其目的是加快基于RISC-V的创新产品的开发和商业化，它将成为可用于半导体行业的基于RISC-V的产品、参考架构和解决方案的单一来源。

  缩小芯片尺寸是一个大趋势，目标是尺寸小到3nm和2nm，预计这一趋势将推动物联网和通用AI芯片的发展。这一趋势带来了三个明显的问题：

  更高的功率密度：更小、更先进的芯片具有更高的功率密度，并且由于在更小的区域中增加了电路而产生更多的热量。

  减少散热表面积：较小的外观尺寸通常意味着可用于散热的表面积较少，从而使有效散热变得更具挑战性。

  热阻：较小的外观尺寸也会导致芯片本身的热阻较高。随着芯片缩小，热量传播和消散的空间就会减少，因此导致热阻增加。

  为了缓解这些挑战，半导体企业正在开发和采用多种冷却技术，来管理和帮助散发运行期间产生的热量，包括：散热器、风扇和鼓风机、液体冷却、均温板、相变冷却和热电冷却。

  在其iEP-5000G系列工业物联网控制器中，Asrock采用铜热管来解决散热问题。热管是嵌入在PCB下面的管状装置，在温度超过要求极限的PCB区域周围循环。Asrock包括iEP-5000G的外壳上的散热片和内部热管。

  随着CPU性能、连接性和紧凑性的进步，对能源效率的需求也在逐步的提升。由于这种需求，基于mcu的超低功耗soc正在上升。企业正在利用创新的节能方法来延长电池使用寿命并优化性能。

  2023年3月，意法半导体发布了STM32WBA52，它将蓝牙LE(BLE)5.3连接与超低功耗模式、ARMPSA认证的3级和SESIP3安全性，以及为研发人员提供的广泛外设选择相结合。它由一个运行在100兆赫的ARMCortex-M33内核增强，以获得额外的计算能力。STM32WBA52mcu具有意法半导体的低功耗DMA和灵活的省电状态，具有快速唤醒时间。根据意法半导体的公告，这些功能能将MCU功耗降低高达90%。

  5GRedCap或5GNR-Light是在3GPP第17版中引入的，作为需要中层物联网连接的物联网用例的新规范。5GRedCap是当前5G技术的增强版，而不是5G的轻型版本。它提供了吞吐量、电池使用寿命、复杂性和物联网设备密度的平衡。

  目前，中间层物联网设备依靠LTECat-4实现广域无线连接和移动性。对此类中端案例，5GRedCap将与LTECat-4直接竞争，因为它在20MHz的相似带宽上运行，并在下行和上行分别提供150mbps和50mbps的类似吞吐量。作为上一代技术，LTECat-4的网络支持寿命将相对较短，而作为下一代技术的5GRedCap的寿命将更长。

  此外，物联网设备市场正在见证结合卫星和蜂窝技术的先进连接解决方案的出现，为物联网应用的全球覆盖和连接铺平了道路。这些应用可以超越地面网络的限制，扩大物联网设备的全球覆盖范围。

  2023年3月，广和通宣布在全球推出新的RedCap模块系列FG132-NA。这些模块提供了更高的能源效率，扩展了物联网场景的多样性，支持5GSA并向后兼容LTECat4网络。它们具有高达220Mbps的下行速度和100Mbps的上行速度，可确保制造工厂，IPC和智能电网等各种应用的可靠网络性能。

  此外，广和通于2023年7月在MWC上海2023上发布了非地面网络模块MA510-GL(NTN)。该模块采用高通9205S调制解调器，符合3GPPRelease17标准，旨在满足全球物联网市场的需求，并支持使用高度弹性的GEO卫星通信和蜂窝连接。

  随着企业不断寻找更快、更安全地做出更好决策的方法，对实时数据分析和数据隐私的需求正在迅速增长。这种需求推动了新型边缘设备的开发，这些设备具备了强大的芯片组，使AI应用能够在本地运行，而无需将数据发送到云端。本地化人工智能处理可减少延迟，实现快速决策，并保护数据，因为数据不会传输到场所之外。

  在2023年汉诺威工业博览会上，研华展示了三个工业人工智能平台，每个平台都基于不同的NvidiaGPU：

  一些工业自动化供应商最近升级了他们的硬件，例如工业PC，具有更快的芯片组和功能。这些升级使工业硬件能够在本地存储和分析数据，并且具有多核支持的IPC可以基于软件的PLC。2023年新芯片技术的例子，包括英特尔的i9处理器(RaptorLake)和Nvidia的JetsonAGX。

  2022年11月，倍福宣布其C60XX系列ipc的新成员C6040，该产品具有几个新功能。该设备基于英特尔的RaptorLake技术，该技术允许更好的缓存，因此，更好的实时功能。不久之后，在2023年3月，倍福重点介绍了其逐渐增强的C6043IPC，这中间还包括用于人工智能加速的英伟达RTXA4500GPU。

  为了顺应本地工业硬件解决方案中解决能力更强的趋势，物联网网关制造商正在其设备中采用RaspberryPi和基于Arduino的系统。这些设备最初用于原型设计，由于其经济性、可用性和大型社区支持(主要由研发人员和爱好者组成)，现已进入市场工业物联网网关解决方案。此外，这些系统还提供各种连接选项，例如WiFi、以太网和蓝牙，这对于物联网网关至关重要。

  随着通信服务提供商继续在全世界内推出5G，并展望2030年左右6G技术的未来推出，他们对开放、灵活、虚拟和可编程的无线接入网络(RAN)基础设施越来越感兴趣，以实现更好的性能、可扩展性、并节省成本。RAN加速器有助于提高RAN性能，它们是旨在增强RAN性能的定制硬件组件或软件模块。它们能基于FPGA、GPU或ASICS，用于卸载系统中通用处理器的处理任务。

  OpenRAN是一种促进开放接口和标准使用的架构，可实现更加模块化和灵活的网络基础设施，其中来自不同供应商的组件可以无缝协作。

  vRAN是一种使用虚拟化技术实现网络功能的架构，其中各种网络功能作为在通用硬件平台上运行的软件来实现，而不是在专门的设备上执行。

  电信运营商可以再一次进行选择OpenRAN来促进网络异构性、减少供应商锁定，并通过开放接口和可互操作的网络元件促进创新。另一方面，通过利用虚拟化技术在通用硬件平台上实现RAN功能，选择vRAN能够在一定程度上帮助实现更大的网络可伸缩性、灵活性和成本效益，从而使网络升级和维护更直接和经济。

  2022年2月，戴尔展示了基于MarvellOCTEONCNF10S基带处理器的OpenRAN加速卡。一年后，戴尔还宣布与各行业领导者合作，以增强其面向RAN环境的开放基础设施。

  2023年1月，英特尔推出了最新的第四代英特尔至强可扩展处理器，采用英特尔vRANBoost，这是一款旨在将5G和4G的vRAN加速直接集成到英特尔至强SoC上的新芯片。该处理器经过优化，可提高数据包和信号处理、负载平衡、AI和机器学习以及电源管理实施的性能。因此，不再需要自定义第1层加速卡。通过消除对外部加速卡的需求，csp能够大大减少其vran的组件需求。这反过来又可以显著节省计算功率，简化解决方案设计，并降低csp的总拥有成本。

  随着连接设备数量的持续不断的增加，网络攻击和没有经过授权的访问的风险也随之增加。物联网芯片技术供应商正在积极地将安全功能融入其产品中，并遵守行业特定的法规和标准。其中一组标准是IEC62443OT标准系列。获得此认证的产品必须从设计的早期阶段就遵守特定的产品研究开发要求。

  2023年3月，Eurotech宣布其ReliaGATE10-14多业务物联网边缘网关符合IEC62443标准，并根据以下规定进行了组件级安全测试:

  随着慢慢的变多的供应商集成这些技术来保护使用蜂窝连接的物联网设备，eSIM和iSIM技术正在兴起。这些技术结合了嵌入式安全元件，与传统SIM卡相比提供了先进的安全功能。嵌入式安全元件充当非对称加密的硬件信任根，确保安全的端到端通信。

  能源效率：我们是不是专注于提高处理器的能源效率，并将超低功耗模式和创新的节能方法，集成到我们的新芯片设计中?

  人工智能：我们如何在人工智能芯片市场中定位自己，哪些合作伙伴或收购可以推动我们在这一领域的增长?

  RISC-V：我们企业如何加快向RISC-V架构的过渡，或将RISC-V架构纳入我们的物联网芯片设计中，以获得竞争优势?

  散热：随着芯片技术向3nm和2nm节点发展，半导体公司计划如何帮助客户解决与更高功率密度、更小散热表面积相关的热挑战?

  芯片架构：我们是不是在为客户的物联网产品，探索基于芯片架构的潜在优势，以及我们如何利用它来降低生产所带来的成本和上市时间?

  基于本报告中发现的趋势，物联网半导体设备制造商应该问自己的5个关键问题：

  新连接：我们是不是正在探索LTECat1bis和卫星连接方面的机会，以增强物联网设备的全球覆盖范围和连接?

  能源效率：如何利用新推出的芯片的节能特性，来提高物联网设备的性能和电池寿命?

  边缘计算：如何利用更快的芯片组来增强本地数据处理和分析能力，以及将软件应用从云端转移到边缘的潜在好处是什么?

  人工智能：我们应该在物联网设备中添加哪些人工智能功能，以满足未来客户对边缘人工智能推理的需求?

  在边缘计算中，数据处理发生在网络边缘而不是集中式中心。这在某种程度上预示着网络边缘的设备需要具有处理和存储功能。实际上，边缘计算有许多不同的形式。企业有自己的服务器和现场存储的远程办公室就是边缘计算的一种形式。无人机、无人驾驶汽车和移动通信设施也能应用边缘计算的示例。并且，随着这些类型的设备慢慢的变普遍，边缘计算市场正在经历指数级增...

  据IoTAnalytics预测，2020年全球活跃的物联网设备数量将达到100亿台，到2025年将达到220亿台;另据EnterpriseCIO预测，2020年全球物联网市场将增长到4570亿美元，年复合增长率将高达28.5%。这一些数据无一例外都在证明，新的一年物联网市场将会面临更加大的机遇与挑战，站在风口的物联网，能否众望所归