瑞萨电子解读IIoT市场：边缘处理、连接、模拟及电源

不久前，在瑞萨电子北京技术交流日上，瑞萨电子中国总裁赖长青、瑞萨电子中国物联网及基础设施事业本部应用技术部高级经理詹仁雄及瑞萨电子中国系统及方案市场部部长王均峰针对瑞萨的全球化，与Dialog合并的成功产品组合，真对中国市场的工业、基础设施与物联网业务等进行了详细解读。

日前，瑞萨电子执行副总裁、基础设施及物联网总经理Sailesh Chittipeddi则详细解读了以工业自动化和电机控制为代表的工业和物联网（IIoT）的全球策略。

Chittipeddi强调，虽然IIoT市场是极富多元化的市场，但有几个重要趋势是共性的，具体包括了智能工厂的迁移升级、可持续发展的双碳策略以及无刷直流电机等新技术的应用。

业绩增长显著

根据瑞萨分析师日上给出的数据，在IIoT领域，瑞萨实现了远超半导体行业平均值的增速。其中物联网市场增长30%，基础设施增长18%，工业增长15%。而在工业增长中，工业自动化增长20%，电机控制类增长30%。

Chittipeddi表示，推动增长的三条重要产品线分别为：基础设施处理器、电源、计时/内存/接口。具体在工业方面，核心的16/32位微控制器、MPU以及ASIC均有了较大幅度增长。

Chittipeddi指出，工业自动化和电机控制领域的相关增长主要由两个因素驱动。首先是疫情抑制了大量的旅游等消费，从而转向家电等市场的升级。其次，是制造业开始广泛采用现代化的网络控制方案。这些需求的增长，再加上全产业链尤其是封装基板的供给紧张，使得瑞萨的产品一直处于供不应求状态。

如图所示，根据瑞萨的公开资料显示，无论是工业自动化还是马达领域，诸多的巨头均是瑞萨的AAA级合作伙伴。

三层金字塔结构

Chittipeddi将工业自动化比喻成了三层金字塔，包括分析层、控制层以及访问层。传统上，各层之间都是分别进行处理，半导体公司只提供访问层的芯片，各种总线及协议的处理留给工业客户去开发。然而随着控制层的标准越来越丰富，要求正在下移，半导体公司也需要提供更多的集成化工作，以简化客户的开发流程。与此同时，包括Wi-Fi 6、5G、蓝牙等无线标准引入工业之后，也需要访问层提供底层支持。

Chittipeddi还强调了对于Dialog的收购，尽管Dialog被认为是一家电源和连接芯片供应商，但是其还有很多关键IP可用在工业中，比如可配置混合信号GreenPAK CMIC以及近期发布的ForgeFPGA等。 

除了更多的连接及协议之外，针对协议或执行器而言，相应的算力要求也在进一步提高。而传感器、模拟信号链和电源也是这一市场中的重要组成。

Chittipeddi表示，瑞萨最大的优势之一就是为客户提供一站式服务。比如瑞萨今年推出的RAA215300 PMIC，该产品是针对人工智能（AI）应用RZ/G2L、RZ/V2L微处理器（MPU）的完整电源解决方案，主要功能包括九个电源输出通道、一个内置充电器和一个实时时钟。除了瑞萨的MPU和PMIC之外，该“成功产品组合”还包含瑞萨电源控制器、USB PD控制器和时钟产品。其高集成度可降低设计复杂性，可显著加快客户产品上市速度并降低开发门槛。

Chittipeddi还强调，人工智能的引入，不光发生在云端，还发生在边缘端，这也要求边缘端的处理器不光在算力上满足需求之外，还要以云原生的方式进行开发。

如图所示，通过增加模拟内容，无论是何种工业类应用，瑞萨的销售机会都将是原来的1.5倍至2.5倍。

Chittipeddi表示，目前IIoT的主要收入是以数字芯片为重点，而未来瑞萨将结合模拟、电源以及其他ASSP，以及无线互联在内的所有成功产品组合，从而推动市场的进一步增长。

MCU/MPU市场的竞争力

Chittipeddi表示，目前工业市场的MCU/MPU主要应用于包括PLC、实时网络处理、伺服驱动以及通用处理及控制。瑞萨的优势包括实时性能、安全、可扩展性、互联以及功能安全等特色，并且产品线涵盖了高中低端等丰富的产品线，以及嵌入式AI等特色应用。

根据瑞萨官方表示，目前在实时网络处理及控制上，瑞萨的MCU市占率为第二名，64位Linux MPU中则排名第一。

而在马达伺服驱动上，瑞萨通过全面拥抱Arm内核，涵盖高中低端的各种需求。

马达伺服市场的分类及对应的产品

业界的Arm MCU发展时间表以及瑞萨采用Arm Cortex-M 内核的 RA 系列 32 位 MCU发展对比图。

从图中可以看出，瑞萨显然落后于业界引入Arm MCU，但Chittipeddi表示，此前瑞萨显著落后于竞争对手，但通过近两年的努力，公司正在积极弥补这些差距，无论是硬件、软件驱动还是开发环境。

也正是积极拓展Arm产品家族，并且结合此前瑞萨在马达控制市场的积累，根据Fuji Keizai 2019年报告显示，如今瑞萨在马达控制市场已经占据了市场第一，其中工业自动化占比24%，家电空调等占比29%。

Chittipeddi说道，马达驱动的差异化主要来源于MCU。瑞萨的高集成度、可扩展性、低功耗以及功能安全等优势，是其深耕积累多年的基础。比如此前瑞萨有硬盘驱动器的开发团队，而随着硬盘市场的下滑，这些开发人员转向了BLDC开发，使瑞萨快速切入全新市场。
针对广泛使用的电源市场，瑞萨同样提供了最全的产品组合，涵盖从5V至1000V的应用。

Wi-Fi 6/6E在工业市场的前景

不久前，瑞萨宣布收购Wi-Fi供应商Celeno，该公司拥有包括Wi-Fi 6 / 6E、BT / BLE 5.2和Celeno新型Wi-Fi多普勒雷达等多项技术。

Chittipeddi表示，此前由于频率干扰的问题，Wi-Fi并没有在工厂中广泛采用，而随着Wi-Fi 6/6E升级到6GHz频段之后，可有效解决信号干扰的问题。Wi-Fi 6/6E除了速度快、延迟低之外，还可以全新的1024QAM调制技术，编码可以变得更加紧凑，从而使得单一时间内传输效率更高，与此同时，Wi-Fi 6还支持接入设备多并发，可以减少排队现象，也就意味着工厂可以从不同传感器同时获得实时数据。

此外，Celeno的Wi-Fi多普勒雷达技术还可以实现定位功能，无论是工厂中的人员追踪还是物体追踪，可以给工业提供更广泛的传感器融合技术。

Chittipeddi强调，Wi-Fi 6/6E将主要在控制层起重要作用，缓解有线网络的部分局限性，而在访问层的边缘上，则较难采用这一技术。同时，其也表示，未来工厂5G与Wi-Fi 6/6E并不存在竞争关系，其中5G将主要用于访问层的边缘，对于控制层而言，Wi-Fi 6/6E将是更合适的选择。

总结

Chittipeddi总结道，瑞萨电子通过结合数字与模拟及电源产业的优势，以及最近新增的多项连接技术，从而满足于IIoT市场的不断增长，其中自动化及电机控制将成为这一市场的最重要增长动力之一。