預計歸類為“ IoT”的半導體組件的滲透率將從2019年的7％增長到2025年的12％。
推動物聯網半導體發展的四個關鍵要素是：MCU，連接芯片，AI芯片以及安全芯片和模塊。
物聯網芯片的日益普及將迫使芯片制造商更加關注典型的物聯網要求（例如，超低功耗，更小尺寸，內置安全性）
設備制造商應該看到大量專門針對物聯網設計的新芯片。
IoT Analytics是物聯網（IoT）和工業4.0的市場洞察力和競爭情報的領先提供商，它對物聯網半導體市場進行了廣泛的研究，認為芯片在技術領域的表現穩健。
IoT Analytics追蹤體現全球30家最大半導體公司的費城半導體指數，在過去五年中增長了5倍（從2016年1月的80美元增加到2021年1月的416美元）。該指數不僅輕松擊敗了納斯達克指數（在同一時間范圍內增長了2.8倍），還擊敗了其他技術指數，例如云計算（SKYY指數在同一時間范圍內增長了3.5倍）。
半導體：強勁領先的技術領域
半導體公司這種驚人的價值表現可以歸因于許多因素。IoT Analytics首席執行官Knud Lasse Lueth對研究結果發表評論說：“最值得注意的是，該行業已從從幾種新興技術的更多和更高價值的半導體組件的需求中獲利。關鍵驅動因素包括大數據分析，移動通信，游戲，互聯和半自動駕駛汽車，以及物聯網（IoT）設備的快速增長。”
IoT Analytics高級分析師Satyajit Sinha補充說：“根據我們的估計，活躍的物聯網設備連接數量將從2015年的36億增加到2020年的117億。到2025年底，我們預測總共將有300億個物聯網連接。物聯網半導體市場的興起廣泛，涉及大多數行業領域，包括工業，汽車，能源和公用事業以及醫療保健。”
近年來，諸如智能手表和較小的無線配件之類的消費物聯網設備的需求特別高，這促使幾年前沒有制造物聯網設備的幾家公司進入物聯網生態系統（例如，許多智能手機制造商）。
當前的物聯網設備爆炸式增長將繼續推動物聯網半導體市場，并可能在產量提高的情況下進一步推動半導體創新。IoT Analytics關于此主題的最新報告預測，IoT半導體組件市場將從2020年的330億美元增長到2025年的800億美元，達到19％的復合年增長率。特別是，以下四個組件將成為人們關注的焦點：IoT微控制器（MCU），IoT連接芯片組，IoT AI芯片組以及IoT安全芯片組和模塊。
推動物聯網芯片發展的四個關鍵要素
IoT Analytics將IoT芯片定義為可以單獨或共同為IoT設備或其他IoT設備的功能做出貢獻的那些芯片組件。因此，一些芯片組件符合IoT的標準。
我們的研究表明，以下四個方面非常重要：
1.物聯網微控制器（MCU）
與許多其他技術主題相反，物聯網具有一組典型的用例和應用程序。所有這些應用程序都需要不同級別的性能和功能。通常，MCU（而不是MPU）非常適合提供所需的靈活性（例如，在處理能力方面），同時為應用程序提供非常經濟的硬件選擇。有趣的趨勢是IoT MCU現在已經從通用MCU演變為某些特定于IoT應用的MCU（例如，在2020年第四季度，恩智浦推出了S32K3汽車IoT MCU）系列。
借助這些趨勢，IoT Analytics預計IoT MCU在一般MCU市場中的滲透率將從2019年的18％增長到2025年的29％。特別是32位MCU，例如，眾所周知的Raspberry Pi代表了IoT應用的最佳選擇。
2.物聯網連接芯片組
物聯網連接芯片組是所有物聯網連接設備的核心，代表了最大的物聯網芯片市場領域（2020年占所有物聯網半導體的35％）。近年來，缺乏全球公認的物聯網連接標準，以及來自不同用例和應用的不同要求導致了各種各樣的連接選項。
IoT Analytics確定21種主要的（從半導體的角度來看）物聯網連接標準，其中包括蜂窩物聯網（例如3G或4G），WLAN（例如Wi-Fi）和有線連接。
蜂窩芯片組在物聯網連接芯片組的市場增長中起著重要作用。 IoT Analytics預計，受5G（用于低延遲和高帶寬IoT應用）和LPWA（用于低功耗，低帶寬，低成本物聯網應用）。經過蜂窩/LPWA許可和未許可LPWA技術都推動了這一市場，基于LoRa的芯片組和基于NB-IoT的芯片組將繼續主導這一市場。
無線局域網。WLAN芯片組由新的Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E標準驅動，這些標準為物聯網Wi-Fi芯片組市場創造了高增長機會。 Wi-Fi 6的升級吞吐能力幾乎是Wi-Fi 5的四倍，因此為帶寬要求更高的IoT應用（例如頭戴式AR應用）打開了大門。
藍牙。IoT藍牙芯片組市場目前受音頻和娛樂以及基于智能家居的設備推動。相對較新的Bluetooth 5芯片組市場主要專注于IoT應用程序，并通過信標和基于位置的服務（例如資產跟蹤）和針對多個應用程序和用例的更大靈活性，使新興應用成為可能。
3.物聯網人工智能芯片組
許多應用程序尋求更復雜的數據分析，并希望實時進行這些數據分析。近年來，這對物聯網邊緣嵌入式AI芯片提出了越來越高的需求。IoT Analytics預計，2019-2025年間，全球IoT AI芯片組將以22％的復合年增長率增長。這種增長是由三種不同類型的芯片組提供的并行計算驅動的：GPU，ASIC和FPGA。基于FPGA的AI芯片組對于云以及5G時代都至關重要。這些芯片有助于減少延遲，改善內存訪問并使設備之間的通信更加節能。傳統上，數據中心使用FPGA作為CPU的輔助加速器。
但是，最近，諸如Microsoft之類的公司開始在高速以太網直接連接到FPGA而不是CPU的數據路徑中使用FPGA。
4.物聯網安全芯片組和模塊
根據諾基亞的《2020年威脅情報報告》，物聯網設備現在占觀察到的受感染設備的32.7％。到2020年，物聯網中毒份額增加了100％。物聯網設備威脅的增加要求對安全解決方案的不斷調整。在許多情況下，傳統軟件安全性對于整體安全性體系而言是不夠的。因此，迫切需要確保從邊緣設備到云的數據流以及硬件的安全。
盡管公司通常在實現嵌入式硬件安全性方面有多種選擇，但事實證明，在MCU / SoC級別上實現它是最可取的，因為它允許數據安全地流過內部總線。這可以通過將安全元素（SE）和物理不可克隆功能（PUF）引入嵌入式系統來完成。
另一個重要的安全功能是安全區域/ PUF中的“密鑰注入”和加密密鑰管理，以確保設備的安全身份，并創建在設備內部以及從設備到云的數據流的安全通道。這種集成實現了具有非對稱加密的“硬件信任根”。它還為從芯片到云的數據安全流創建了安全通道，從而確保了靜態數據和傳輸數據的安全性。
總結
物聯網半導體市場仍處于起步階段。隨著被歸類為“IoT”的半導體組件的滲透率不算提升，諸如IoT MCU，IoT連接芯片，IoT AI芯片組和IoT安全芯片組等主題在未來將變得越來越重要年。很難想象，半導體指數會在未來五年內再增加5倍。但是可以肯定的是，物聯網比以往任何時候都將成為這些半導體公司的驅動力，并可以提供重要的新業務爆發點。
