各种物联网技术，无论是Matter还是Wi-SUN，芯片都在其中发挥着关键作用。这些网络的基本要素都在芯片层进行了标准化，从而实现连接性、安全性和互操作性，芯片对于Matter、Wi-SUN等网络技术在多个行业被采用并取得成功至关重要。芯片技术和工具的标准化，简化了终端产品的开发，提供了突破性的安全性、易用性和可选择性，为具备全新功能的产品上市开启了大门。
智能，互联，如今无处不在。这对物联网和边缘设备来说是一个前所未有的机会，而这个市场与之前任何其他市场都不同。物联网和边缘设备当前和预计的数量，使其他正在转型中领域的设备数量相形见绌——短短几年，该市场已经从数百亿规模发展到数千亿规模，我们甚至看到未来上万亿台级设备数量规模的预测。
“物联网正成为我们生活和周围空间不可或缺的一部分，无论是在我们的家中还是在办公室、工厂和城市中。”11月10日，在由国际科技媒体集团AspenCore举办的2022全球CEO峰会上，Silicon Labs物联网工业及商业事业部资深副总裁Ross Sabolcik在演讲中说到，“专注于物联网的我们都有这样一个愿景：使智能、互联设备变得像家中的电力一样无处不在，并改变我们的生活。”
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Silicon Labs物联网工业及商业事业部资深副总裁Ross Sabolcik
物联网技术对未来经济和社会的影响巨大，它助力实现了多个行业的重大转型。以数字化转型为例，过去几年全球一直在加速转型进程，通过众多的设备为云提供数据支持，从而改善我们的生活质量、健康状况以及生活方式。
由此可见，物联网技术对于可持续发展的重要性和影响力是前所未有的，但物联网究竟是什么呢？
物联网（Internet Of Things）这一词汇，是在将近20年前提出的，当时对这个词的定义似乎不足以描述当今的物联网行业，更不足以描述将智能设备相互连接并连接到云端时所创造的所有可能性。
当麻省理工学院的Kevin Ashton在1999年首次使用 “物联网”这个词的时候，他正在推广RFID技术的潜在应用。但今天，我们正用物联网全天候地监测我们的健康状况，将丰富的数据集发送给几英里外的医生；我们正在检测市政系统的漏水情况，或者管理蜜蜂和其他农业资产，以提高我们食品供应的可持续性。
Ross认为，归根结底，物联网就是将嵌入式应用连接到互联网上。随着无线连接的进步和计算能力的增加，边缘设备的功能已变得无比强大。“在Silicon Labs，我们与数以万计的客户合作共同构建产品和应用程序，无线器件出货量达到数十亿只。无论是门锁、心跳监测器，智能家居恒温器还是市政电网和能源电网，我们正在改善这个星球。”
家居和工业应用是推动物联网的主要因素
Ross分析了推动物联网产业发展的一些因素。
首先是家居应用。许多家庭都在寻求降低其能源支出和对环境的影响，在过去几十年里，人们对减少个人能源消耗的兴趣一直在增长，“因为我们都在努力寻求保护宝贵的资源，并为维持地球的可持续发展尽自己的绵薄之力。”今天，随着能源价格的上涨，管理能源消耗比以往任何时候都更加重要。安全和安防问题上，很多家庭级用户对于智能家居系统为他们安全和安防带来的改善，都很认可。
此外，可以改善医疗保健效果。物联网设备应用于医疗保健成效显著，如通过移动设备上的医疗App实现的实时监测和药物输送等应用，正在减少医疗保健费用并不断改善效果。在新冠肺炎疫情期间，远程医疗已被证明具有极高的价值，并且未来前景持续看好。
第二，工业和商业应用。在这些企业对企业（B-2-B）应用中，智能互联设备改变了城市、零售商和雇主们的运营方式，投资回报率正在推动市场需求增长。预计到2030年，工业物联网市场将形成规模为8万亿美元的经济价值，这远高于现在的近2万亿美元。
提高能源效率是一种覆盖多个垂直领域的主要应用，以全球电能网络为例，处理如太阳能等新能源发电的涌入，以及像电动汽车这样的大规模新负载，都在推动未来十年内对电网进行重构，其投资规模超过了1000亿美元。通过部署智能电网技术，公用事业公司不仅提高了其网络的可靠性，而且还减少了高达18%的二氧化碳排放量。
物联网还推动从制造业到供应链等多领域的卓越运营。企业正在利用物联网简化和优化其业务，制造商正越来越多地转向使用物联网改善他们在预测性维护等方面的运作。据统计，82%的制造商每年都会经历意外停机，造成每小时损失近25万美元，或每年损失500亿美元。预测性维护解决方案可以将这些意外故障减少75%。
Ross表示，商业方面的建筑也变得互联、智能和有感知力，建筑运营商需要更多的控制和洞察力。在一个典型的商业空间中，只有大约37%的空间得到有效利用，而建筑物联网基础设施可以帮助建筑运营商了解和妥善利用这些商业空间。
此外，商业照明网络的部署往往以节约能源为主要目的，随后运营商就能在这个网络上创建其他有价值的服务，如资产追踪。预计到2025年，这一类投资的回报将推动约5亿台设备部署。
Matter标准推出，对物联网意义重大
智能互联设备市场蕴藏着前所未有的机遇，但挑战依然存在。安全性和互操作性对于大规模市场采用至关重要，两种设备内置的互操作性使制造商能够扩大生产规模，也使消费者能够在亚马逊、苹果和谷歌等生态系统中进行组合和匹配，让无数智能互联设备在一起无缝协作。
毫无疑问，10月份发布的Matter 1.0协议是物联网行业的一个里程碑，它可以推动互联互通和安全性这两个方面向前发展。
互联互通是今天存在的主要生态系统挑战之一。在将新设备带入其家庭时，消费者即需要便捷性和灵活性，也需要相信这些联网设备的安全性。“没有信任，就没有智能家居。”Ross说到，业界在认识到这些挑战与机会后，发现单打独斗对大家都不好，于是走到一起携手共同迎接这些挑战，并通过确保各种设备能够实现智能、网联和互联互通，来释放市场的潜能，这也是Matter诞生的初衷。
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CSA连接标准联盟为促进Matter标准的开发、合作、讨论和决策创造了空间，他们的贡献包括设定系列目标、交付日期并建立一项认证流程。
Silicon Labs 中国区总经理周巍（Anthony Zhou）
同样在本次CEO峰会上发表演讲的Silicon Labs 中国区总经理周巍（Anthony Zhou）表示：“向开放标准的转变，正在加速物联网向家居和工业领域的发展。Silicon Labs支持业界最广泛的无线技术、标准和生态系统，我们还帮助推动和建立标准。从之前的Zigbee 3.0，到今天大热的Matter 1.0，在未来我们将不遗余力地和CSA联盟、客户与合作伙伴紧密配合。”
据悉，Silicon Labs作为Matter创始会员之一，也是为Matter代码库贡献最多程序代码的半导体企业，而且还是整个项目中第三大的代码贡献者。
“我们贡献这一切的目的，是简化物联网的连接；”Ross说到，Matter将降低消费者采用智能家居应用的门槛，代表了厂商之间的互认和兼容性，从而可以带来更便捷的消费体验。“消费者可以放心地去购买其心仪品牌推出的智能家居产品，而这些产品可以无缝地连接起来工作。”
对于开发者而言，Matter提供的协议可以连接基于IP网络的所有主要生态系统，带来了开放的互操作性标准，可确保安全、统一的体验，以及更快的产品上市时间和更低的维护需求。这使设备制造商可以将其有限的资源集中放在打造更具创新的产品和服务之上，并降低对连接性的投入。
Matter为消费者提供了一条便捷之道，以及为终端销售人员提供了识别可协同工作的产品的能力。这可以降低购买门槛、实现销售量最大化、降低库存和培训任务量，并使退货率最小化。此外，Matter还简化了产品管理，因为它代表着多个消费者信任的品牌共同提供的认证。
互联互通是Matter的全部意义所在，互操作性将使设备制造商实现规模经济，并且消费者亦能够搭配和配置来自不同生态系统的设备。例如从苹果到亚马逊、谷歌和三星，并确保这些互联、智能设备能够无缝地协同工作。
Matter拥有植根于软件和芯片层面的安全性，每一台Matter设备都必需有相应的认证。而且这些认证甚至可以在芯片离开工厂之前，就可以安置在芯片内部，从而确保一个安全可靠的网络。“强大的安全性，使数据盗取和对Matter终端设备的攻击行为变得难以置信地困难。”Ross说到。
物联网已万事俱备，连接性的标准化至关重要。Matter对Wi-Fi和Thread等连接标准提供了原生支持，设备可以使用蓝牙连接来实现调试和登录，从而可以在没有互联网的时候也使用Matter。虽然有一些设备功能的实现需要连接到互联网，但单从设备连接性的角度来说，设备之间也可以组成一个小型局域网。
Silicon Labs的Matter Ready产品
在今年9月的“works with”物联网开发者大会上，Silicon Labs推出了一系列符合Matter标准的解决方案以及完整的开发工具，支持包括Matter over Wi-Fi，以及当地BLE和蓝牙Mesh的部署，并支持Zigbee和Z-Wave的后向兼容。这些方案可用于支持符合Matter标准的产品进一步开发，并支持现有产品和全新Matter设备协同工作。
“成为半导体领域Matter源代码最大贡献者的原因之一，是因为我们了解Matter技术。”周巍说到，Silicon Labs的Matter套件现已可用，其中包含必要工具和功能以支持设备在设计之初就符合Matter标准，同时也提供量产的桥接（Bridge）方案帮助现有Zigbee、Z-Wave系统无缝接入Matter生态系统。
今年初，Silicon Labs推出支持蓝牙和无线多通信协议的BG24/MG24 2.4GHz 无线SoC。周巍表示，符合Matter标准的MG24具备业界所需无线功能的组合，其中包括广泛的无线通信协议、超低功耗、机器学习、边缘计算功能及具备PSA 3等级的Secure Vault™安全技术，适用于智能家居、工业和医疗应用。
Silicon Labs还与领先的人工智能、机器学习第三方合作伙伴合作，以确保开发人员在项目开始就获得端到端工具支持，简化机器模型开发，并优化无线应用的嵌入式部署。
同时，Silicon Labs还推出全新超低功耗Wi-Fi 6 + 蓝牙Combo SoC SiWx917。其超低功耗特性在Wi-Fi 6应用上，电池寿命比上代产品长2倍。该产品同样符合Matter标准，是一款完全集成的单芯片解决方案，在计算能力、机器学习能力、安全性上也表现不俗。样片已经开始提供。
Wi-SUN将成为智慧城市的基础技术
在工业应用中，网络的挑战同样存在。例如低功耗广域网络（LPWAN）的碎片化，他们都源于各个不同供应商推动的专有网络标准建设而成。这种专有化的性质已经阻碍了LPWAN技术的广泛使用，其原因是服务提供商只能锁定于一种技术。
Ross表示，新的低功耗广域网技术Wi-SUN，正像Matter给家居应用带来的变化一样，在工业领域解决这些挑战。
资料显示，Wi-SUN是一种开放标准，它基于已完全可用的、开源的网络协议，使用户可以针对超大规模部署打造能够互联互通的设备。Wi-SUN这种互操作的、安全的和基于开放标准的性质对于推动智慧城市市场发展，并实现该市场的未来增长和潜力至关重要。
目前，Wi-SUN已被46个国家和地区的300多家公司采用，在全球部署了1亿个节点，它正迅速地成为智慧城市应用的重要标准之一，被广泛用于连接和控制电表、电网、路灯、水或燃气表以及其他城市应用。
随着电动汽车等新负载和太阳能逆变器等新能源给电网带来的压力越来越大，监测和了解电网边缘发生的情况变得比以往任何时候都更加重要。
电表正在从简单的计费设备转变为现在的智能边缘设备，可以监测电网并在问题发生前进行报告。电动汽车充电桩需要与公用事业公司进行通信，以便公用事业服务提供商能够有效地进行负载规划，以确保电网不会承受过大的压力，并能够保持电网的可靠性和安全运行。
Wi-SUN还具备优异的安全功能，采用加密网络通信以及每个终端设备的唯一证书，可确保稳健和可靠的运行，这对于包括表计、街道照明和其他工业和智慧城市的应用至关重要。
Silicon Labs最新的FG25 SoC和EFF01 FEM产品，可用于Wi-SUN等低功耗广域网。将高速能的OFDM引入物联网应用，并向下兼容现有的SSP模式，可在诸如Wi-SUN等开放标准下实现更远的传输距离、更高的传输速率以及更低的延迟。
周巍表示：“目前，FG25是业界安全性最高的Sub-GHz SoC，其容量可扩展至千个节点。可以将其视为专为工业、智慧城市、农业等细分领域打造的利器，它将有助于加速需要更高速率传输的应用场景方案，例如智能电网等。”
芯片的关键作用
无论是Matter还是Wi-SUN，芯片都在其中发挥着关键作用。这些网络的基本要素都在芯片层进行了标准化，从而实现连接性、安全性和互操作性，芯片对于Matter、Wi-SUN等网络技术在多个行业被采用并取得成功至关重要。芯片技术和工具的标准化，简化了终端产品的开发，提供了突破性的安全性、易用性和可选择性，为具备全新功能的产品上市开启了大门。
去年7月，在将汽车和基础建设业务出售后，Silicon Labs已经”All-in”物联网。目前公司的产品线已经涵盖除蜂窝式无线以外的所有无线通信协议，并与全球生态系统紧密配合，“我们致力于推动多种通信技术和协议，并为统一的标准、网络和生态系统投入大量资源，是为了推动整个物联网行业的成功。”周巍说到。
15年来，Silicon Labs投入大量人力、时间和资源以建立一个支持广泛无线技术的平台、标准和生态系统。其最新的Series 2平台集成了业界领先的软硬件、工具和支持，尤其关注安全性方面。
“当前，我们只不过处于这个巨大周期的开始阶段。这些新兴物联网技术将为家居、工业和商业市场提供更多设备、更多应用和更多选择。”Ross说到。
具体到中国市场的成功案例，周巍认为涂鸦（tuya）和Aqara绿米是最有代表性的中国优秀物联网企业。Silicon Labs从最早的Zigbee 3.0到如今的Matter，都与这些中国企业紧密合作，在Matter 1.0发布会上，这两家企业也有众多相关产品通过认证。“利用我们的技术帮助中国优秀物联网企业，Silicon Labs并不为打造某一种协议或技术的成功，而是共同打造开放式标准的生态链。希望越来越多的中国优秀物联网企业走向国际舞台，这也是Silicon Labs在中国的愿景。”
本文转自：来源于电子工程专辑。
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