家电方案商积极应对节能需求 物联网智能家电成新的博弈点
摘要: 智能家电悄然袭来。2012年受全球经济形势影响,出口业务仍将处于低迷;但国内需求将保持增长势头,尤其跟“十二五”规划紧密相关的产业,如物联网、绿色能源等行业会有很大上升空间。物联网家电将成为家电企业竞争的新的博弈点。家电业也将在高效节能的热潮走向更加智慧、节能、高效的未来!未来是中国的时代,随着大国崛起,我们将会有很多机会和重大机遇!
关键字: 智能电视, 物联网家电, 变频空调, 冰箱, 高效节能
四年一度的欧洲杯激战正酣,赛场上的球员拼得热火朝天,球迷们更是热情高涨,每场比赛必看。“看欧洲杯,当然要看高清电视了!”有些热衷欧洲杯比赛的球迷说。而当下,平板电视、高清电视、3D电视,智能电视等更是话题不断。节能补贴政策的出台以及欧洲杯的节点,家电厂商也是忙得不亦乐乎!智能电视、变频空调,冰箱、洗衣机等家电领域市场如火如荼的进行着。飞兆、Microchip、富士通、海尔集成电路、芯朋微电子和盛扬半导体等知名厂商如何引领家电市场走向更加智慧、节能、高效的未来?物联网家电异军突起,成为家电行业新的博弈空间。物联网家电何时到来?家电方案商积极应对节能需求。
家电方案商各领风骚
——应对家电智能高效的市场需求推新品及解决方案
遭遇半年多冷遇的家电业终于在近期出台的节能补贴政策中,迎来新的转机。家电市场竞争仍然激烈,家电厂商想要在市场上分得一杯羹,就要有自己独特的产品,推向这个市场,保持在这个市场的份额。为此,知名厂商纷纷推出应对家电智能高效市场需求的特色产品和解决方案,驰骋在家电市场上,各领风骚!
飞兆半导体
飞兆半导体是一家业界领先的功率半导体系统方案供应商,适应全球节能减排的潮流,开发出系列性能优异的产品:
(1)Motion control,SPM®智能功率模块是一款可助您大幅提升变频调速系统设计性价比的首选方案。业界领先的封装技术,可以保证在减小线路板面积的同时提供出色的散热性能。
(2)高效简洁的BLDC ASIC控制器,易于设计和控制的180度 FOC 硬件变频控制器。
(3)辅助电源控制IC (FPS系列产品),可用于可类家电电器的AC-DC电源设计, 超低的待机功耗可以在效率环节助设计者一臂之力。
(4)感应加热应用,高性价比的IH IGBT 可以在提高系统的整机效率的同时,保证系统工作性能也得到提升。
飞兆半导体提供用于消费和家用电机控制应用的集成和分立半导体器件解决方案,例如变频空调,洗衣机,冰箱,抽油烟机,照明以及电磁加热等众多应用。
富士通半导体
富士通半导体是众多国内家电企业的重要IC供应商,家电产业及智能家电市场是富士通半导体长期关注的市场。富士通半导体具有更有经验的开发团队,更可靠的品质,更广泛的产品线和本地化的技术服务。
在产品上,富士通半导体将主要推广其专有内核New 8FX的8位微控制器和以Cortex M3为内核的FM3系列32位微控制器。富士通微控制器有着多样性,可信赖高品质,高精度,高性价比,易扩充性,易于开发更贴近国内市场。
富士通市场部产品经理赵辉
富士通市场部产品经理赵辉表示:“目前,富士通半导体的8位MCU研发和应用团队已经从日本转移到了中国大陆,这使得我们的开发成本,技术支持和市场反应速度都得到了提升。在方案上,通过和国内知名家电厂商合作,我们的技术应用团队将为智能家电提供适合中国市场的高性价比,多功能及联通性能更好的方案。”
Microchip
Microchip提供包括8位、16位和32位单片机在内的涵盖多种性能的完整解决方案,客户可以根据他们的技术要求和预算做出最佳选择。
“我们的产品适度集成了从简单到复杂的模拟和数字外设,将元件数降至最低,在提高可靠性的同时降低了系统总成本。我们的MCU和DSC中集成的功能包括:实时时钟和日历、电机控制和电源PWM、温度传感器、USB和以太网等。而且,所有PIC®MCU和dsPIC® DSC都支持移植,使您能够扩展或精简所做的设计。我们向上兼容的架构能够保护客户代码开发方面的投资,这也意味着节省开发成本。”Microchip亚太区市场营销经理Alan Lee 说道。
Microchip Technology Inc.家用电器解决方案部亚太区市场营销经理Alan Lee
另外,界面设计、按钮设计和越来越多的连接方式为最终用户带来了更方便的使用体验。借助种类齐全的MCU产品组合,Microchip的mTouchTM触摸传感解决方案使家电应用可以方便地实现触摸按键、滑动条,甚至是触摸屏控制。Alan Lee强调:“我们的8位PIC® MCU支持低成本段码式液晶显示,而16位和32位PIC MCU则支持QVGA到VGA的24位高分辨率图形显示。并且,我们提供免费的图形库。”
除此之外,智能家电需要连接智能仪表或家庭管理系统,以便共享和接收能耗数据以及使用时间。这就要求采用可靠而耐用的有线和无线连接解决方案,比如Wi-Fi®或ZigBee®。Microchip提供802.11、802.15.4、Sub-GHz无线技术、以太网以及USB。为提高开发速度,Microchip提供ZigBee® Smart Energy Profile 1.0、ZigBee®、MiWi 以及TCP/IP通信软件。
盛扬半导体
盛群半导体产品中心产品二处李文义向记者表示,盛群IC可以广泛运用于电磁炉专用, 油烟机, 机顶盒, 遥控器, 温控器, 热水器, 直发器, 太阳能热水器, 节能风扇, 主要优点是性价比高, 稳定, 品质可靠.
盛群半导体股份有限公司产品中心产品二处李文义处长
海尔
“我们的产品主要以OTP、Flash的8位/32位MCU为主,海尔MCU的抗干扰性强,质量稳定,高性价比,同时我们可以提供快捷、方便、完备的供货服务及专业的技术支持。”上海海尔集成电路有限公司销售总监唐群简要介绍了其主要产品优势特点。
上海海尔集成电路有限公司销售总监唐群
芯朋
芯朋的产品主要是电源管理应用方面,囊括了AD-DC、DC-DC全系列产品。主要优势是紧跟国际绿色节能标准,目前产品都能达到欧盟五级能效要求。正在研发满足六级能效的产品。
变频技术引关注
最近几年由于人们对环保的重视,绿色节能家电产品备受青睐,家电的功率转化效率与变频技术一直是大家关注与探讨的话题。在解决能源短缺的问题,除了“开源”之外,“节流”的潜力也是十分巨大的,而节流的首要措施就是更高新能的功率半导体的发展应用。我国每年用于电机的电能占总发电量的60%多。如果全国电机的驱动都采用功率半导体进行变频调速就可以节能大约1/4到1/3。
据IHS iSuppli公司的中国研究,经过两年的快速增长之后,中国白色家电市场2012年进入调整期,预计国内市场的空调、洗衣机、冰箱和微波炉的出货量将会下降。只有变频空调出货量将略有增长,预计比去年增长11%。
海尔集成电路主要结合其MCU在白色家电上的应用,持续关注变频技术的发展,新推出的HR7P系列产品就是在向这个方向发展。
而早在1998以前,富士通半导体就开始涉足变频电机控制技术。进入21世纪,无刷直流电机/永磁同步电机开始普及,富士通半导体开发了用于采用180度传导霍尔传感器应用的MB91260、MB91470微控制器,以及180度传导分流传感器应用的低成本、低噪声高性能直流变频用微控制器MB91260、MB91470和MB91490。
2010年后,富士通半导体又推出了180度传导分流传感器高性能直流逆变器用基于ARM Cortex-M3的FM3系列微控制器MB9AF112,标志着其变频方案进入了一个新的阶段。
近几年来,飞兆半导体一直致力于在家电应用领域变频压缩机及变频电机控制的整体解决方案,这里包括了上面提到的智能功率模块 (SPM®),高性能BLDC控制器,以及用于提供辅助电源的FPSAC-DC电源转换模块。以成长速度最快的变频空调为例,飞兆半导体可以提供包括室内风机,室外风机以及主压缩机控制的整体高效率解决方案。产品可以涵盖从3A 至75A 之间的所有家电类变频应用。
李文义处长认为,有智能控制才能做到绿能家电。采用MCU配合外部传感器, 在适当的时后提供适当的功率是达到环保节电的第一步, Holtek 大部份MCU均有内建ADC, 已经广泛运用于智能家电上。利用太阳能进行能源转换也是一个很有效率的方法, Holtek针对太阳能热水控制器, 有提供标准型与专用型MCU也获得客户采用与肯定, 并已大量出货。对于马达控制, 过去的AC马达能量转换效率不佳, Holtek已有一系列DC马达控制MCU, 可以提高效率, 降低噪音, 并达到速度线性控制佳的效果。
我们都知道,在家电中,电机能耗占总能耗的比例较大。Alan Lee认为,通过在无刷直流电机和永磁同步电机上采用先进的电机控制技术,可以实现更高的能效。此外,Microchip新推出的dsPIC33E电机控制系列采用高速dsPIC® DSC内核(最快可达70 MIPS),可实现高性能、精确的电机控制系统设计,并使之更为节能、运行更安静且使用寿命更长。这些器件带有Microchip的行业领先的电机控制PWM外设,它能够产生几乎可控制任何电机(如伺服电机)所需的PWM波形,并可同时运行两台三相电机。片上模拟比较器和运放可进一步降低系统成本并减少必需的外部元件数量。
在政府报告文件中,我们可以获悉在 “十二五”计划中,节能减排目标为单位国内生产总值能耗下降16%,主要污染物排放总量减少8%~10%。据统计,建筑能耗占全国总能耗的比例高达25%,仅空调能耗就占占建筑总能耗的65%,所以家电领域的变频化就凸显的特别重要,抓住了变频就抓住了未来的家电市场。
家电智能化与成本控制并举
在集成更多功能,并逐步走向智能化的过程中,鉴于家电行业的特性,如何做到性能与成本的良好控制,是每个家电制造商所煞费心血之所在,这也给上游的半导体供应商提出了更高的要求。
“我们提供的不仅仅是单一的元器件,而是立足于最接近客户真实应用的高性价比的整体解决方案。”飞兆半导体技术行销副经理张瑞斌表示。飞兆半导体不仅在元器件层面的技术上花费据巨额研发投入到最新技术的开发,不断采用先进的技术,例如Super Junction MOSFET,Field Stop IGBT以及最领先的封装技术等。同时,飞兆半导体还依托强大的应用设计团队来协助客户找到或者开发最适合他们的产品及方案。
飞兆半导体技术行销副经理张瑞斌
如今的制造商在降低成本方面承受着巨大压力,同时还要提供更复杂的低功耗产品。“我们的产品适度集成了从简单到复杂的模拟和数字外设,将元件数降至最低,在提高可靠性的同时降低了系统总成本。”Alan Lee说,“为满足部分客户节约成本的需求,我们的低成本16 MIPS dsPIC33FJ16 DSC针对有传感器和无传感器的电机控制应用进行了优化。我们的MCU和DSC中集成的功能包括:实时时钟和日历、电机控制和电源PWM、温度传感器、USB和以太网等。”
除了扩展16位电机控制DSC系列,Microchip还利用MTD6505扩展了其正弦无传感器3相BLDC风扇电机驱动器产品组合。MTD6505是业界首个也是惟一的分立式电阻可编程驱动器,通过它可选择多个反电动势系数范围。Alan Lee补充道:“我们的16位产品集成了更多的功能和外设,有助于客户降低系统总成本。例如,对于I/O和存储器需求较低的应用,我们的PIC24“KL”MCU提供了理想的入门级16位解决方案。”这些MCU的运行频率最高为16 MIPS,具有灵活的外设集,采用了超低功耗(XLP)技术和低价格的低引脚数封装,可满足对成本最为敏感的应用的需求。
无锡芯朋微电子李志宏总经理则说道,坚持特色即不断开发、利用最先进的半导体制造工艺,以达到功能增加而成本降低的目标。
无锡芯朋微电子李志宏总经理
据了解,富士通半导体的8位元MCU研发和应用团队已经从日本转移到了中国大陆,这使得其开发成本,技术支持和市场反应速度都得到了提升。本地化开发的8位元微控制器 NEW 8FX系列产品具有双操作bank闪存,低功耗,在线调试模块,集成丰富外设等特性,并将于今年6月推出MB95850/860/870的内置式电容触摸界面微控制器,在降低客户开发成本的同时增加更多智能化的功能。
“有智能控制一定要采用MCU, 并将原有的外部元件集成入IC中, 不仅可以达到智能化效果, 还可以降低成本, 对于生产与维修, 都可以降低人工费用。”李文义处长认为。
32位元MCU近年来,随着半导体工艺的提升,IC设计技术也有长足的进步,在32位元MCU产品中,富士通半导体除了发展自身专用内核(如FR60,FR80)的产品,也增加了以ARM公司Cortex M3为内核的32位元MCU。以ARM-Cortex M3内核的产品,将使用富士通的90nm生产工艺,为工业控制,消费类电子,家电产品和医疗电子等市场提供更高性价比的产品。在富士通的家电方案中也大量的加入智能化的算法以及图形化的调试方式,使得客户在开发过程中有更多的空间,并大大缩短开发周期,节省开发成本。
而海尔集成电路则通过不断引进OTP、Flash MCU的新技术,努力提高成本控制的效果。唐群表示:“网络家电是未来我们投入新产品研发的方向。”
家电行业走向更高效节能
在节能低碳之风盛行,智能家居技术研发日渐成熟。近日,财政部、国家发改委、工业和信息化部陆续下发了节能补贴细则,这使得家电业一片欢腾。家电行业的节能补贴政策已拉开大幕,《智能家用电器的智能化技术通则》(以下简称 《通则》)将于下个月开始正式实施,消费者可直接通过产品包装箱上的标识来辨别产品智能含量。这将促使家电业走向更节能高效的发展道路。
国家安排财政补贴265亿元,启动推广符合节能标准的空调、平板电视、电冰箱、洗衣机和热水器。据估计,此次265亿元的家电补贴可以拉动大约3000亿元的家电消费。飞兆半导体在过去的几年,一直着力于在和业界领先企业合作开发上面提到的这几项高效能的家电应用解决方案开发(包括高效节能新产品的不断推出与对系统功率解决方案的大力投入),张瑞斌坚信,充足的准备将使飞兆在市场中获得成功。
高效节能已经成为共同的发展目标。芯朋李总认为这是大势所趋,也是大有可乘之机。他说:“我们的AC-DC产品完全满足五级能效要求,我们的DC-DC产品平均转换效率在95%,达到国际先进水准。”他还表示,芯朋会不断优化电路功能,满足日益提高的家电高效节能要求。
节能已成为全球性趋势,我们看到越来越多的家电客户正在开发高能效产品。中国政府最新出台的节能产品惠民工程必将加快推进高效家电产品的市场普及程度。Microchip多年来始终致力于发展可降低能耗和提高能效的技术。Alan Lee举例说:“我们的行业领先的超低功耗技术可提供行业最低的运行和休眠电流,其中超低功耗应用占据了90%-99%的时间。具备超低功耗技术的产品可以使设计人员降低系统的待机功耗。”Microchip拥有种类齐全的电机控制IC,可实现高性能、精确的电机控制系统设计,并使之更为节能且运行更安静。他说:“最近,我们扩展了16位dsPIC系列和三相BLDC电机驱动器,这样便可涵盖范围广泛的包括低成本和高级设计在内的电机控制应用,例如,从基本BLDC到高级无传感器FOC PMSM控制。通过坚持不懈的技术创新和产品开发,Microchip有能力满足客户需求并帮助他们生产出高能效的家电产品,对此我们信心十足。”
“高效节能一直是国内家电市场近年来的主题,也是富士通一直关注并投入大量资源研究与开发的主力方向。”赵辉说道。针对富士通自有内核的8位微控制器New 8FX产品系列,不断的提升产品性能,在增加产品功能的同时也不断的降低微控制器的功耗,使用户在开发产品时,既可以增加有特色的功能,又能够降低产品功耗,达到真正的高效节能。在32位微控制器产品系列中,ARM Cortex M3内核的FM3产品中,也开发出更具有市场潜力的解决方案,如针对变频家电的32位微控制器单芯片解决方案,大大提高了家电产品的性能,同时也更为节能,在国内一些家电生产厂商中也得到了广泛的认可。
开发节能高效率产品一直是Holtek的产品开发方向, 并投入量人力物力于直流电机(马达)的控制产品上, 已成功开发出节能风扇, 散热风扇等控制MCU, 不仅可以应用于风扇类产品, 还可以应用于使用电机(马达)的产品, 如抽油烟机, 搅拌器, 果菜汁机, 逆渗透净水器, 电动门, 电动工具, 可以满足市场的迫切需要。
唐群也表示,高效节能一直是海尔关注的方向,MCU作为家电中的一个组成部分,需要与厂家的需求相结合,推出整体的应用方案。他举例道,电源类产品,MCU芯片有利于整体方案在高效节能方面的改善。
物联网为家电高端市场筑起半边天
随着互联网的日益普及、智能控制技术的飞速发展,家用电器的研发和革新也开始走向了网络化和智能化。伴随着物联网冰箱、洗衣机的推出,物联网家电也逐步成为主流。各种家电纷纷搭上物联网的快车。
“网络化和智能化,物联网家电是未来行业发展的主要趋势,但研发到市场成熟仍需要一段时间。公司已经在无线、电力载波等产品方向上着手研发准备,我们有信心在新一轮的竞争中迎接挑战。”唐群对此表示。
李志宏认为,网络智能家电是一个朝阳产业,是家电业的一次重大革命。他表示:“我们已经全面介入,大家也知道,无锡是中国物联网的中心基地,我们可谓近水楼台先得月。”
物联网功能家电就是市场逐步走向智能家电的一个例子。我们必将看到更多更智能的家电产品在市场上涌现。Alan Lee说:“现在,我们已拥有将传统家电转变为智能设备所需的一切关键技术。例如,丰富多样的传感技术和连接选择允许家电连接到Internet和智能电网。”智能电网和智能能源趋势应运而生,这将说服客户转向智能家电,因为他们最终可以节约电费开支,同时还有利于环保。在智能家电和智能能源趋势影响下,对连接的要求不断提高。除支持针对802.11、802.15.4、Sub-GHz频段的无线收发器集成电路和模拟前端外,Microchip还在PIC MCU中提供Zigbee协议栈和Smart Energy Profile 1.0之类的软件解决方案,使客户可以方便地开发应用,并缩短上市时间。
张瑞斌相信,高智能化是未来家电的的主要趋势,伴随家电企业对物联网技术的重视,越来越多的物联网技术将运用在家电产品当中,包括:智能家居安防系统、智能家居舒适系统、智能家居照明系统、智能家居远程控制系统。在此大背景下,就对半导体供应商提出更高的要求,不就要求本身高效节能,同时还必须具备更多的智能化功能,在未来,半导体厂商会和家电商场结合的各家紧密,产品会变的越来越量身定制。
Holtek早就看到此一方向, 目前产品的开发, 都有内建SPI与I2C介面, 可以与bridge IC接口达到USB / UART通讯目地, 进而达到云端科技的目标, 以血糖仪与血压计为例, 产品可以透过SPI, I2C或USB接口接上网路, 将量测数据传到云端, 达到远距照护的目标, 家电产品一样可以接上网路, 由远端观察其耗能状况, 并加以控制, 举例来讲, 可以在远端查看家中的耗能状况而查知家中冷器仍在运转中, 并可以切掉冷气的电源。
虽然家电网络化,智能化,以及物联网家电还不成熟,但是未来的家居生活,就应该越来越智能化。这蕴含着巨大的挑战与机遇,富士通凭借在家电领域的多年经验也一直在对于智能化家居以及物联网进行研究与相应的产品开发。富士通32位微控制器FM3高性能系列产品MB9BF618系列,少有的支持双以太网口的Cortex M3产品,让客户在网络开发时有更多的发挥控制。还有HDMI-CEC功能更接口,能够使用户通过CEC信号可控制HDMI接口上所连接的装置。随着人们对未来智能家居,物联网家电的认识与理解更加清晰、完整,富士通半导体还将持续的研发并推出更多给用户带来网络化和智能化体验的新产品。
总结
智能家电悄然袭来。2012年受全球经济形势影响,出口业务仍将处于低迷;但国内需求将保持增长势头,尤其跟“十二五”规划紧密相关的产业,如物联网、绿色能源等行业会有很大上升空间。物联网家电将成为家电企业竞争的新的博弈点。家电业也将在高效节能的热潮走向更加智慧、节能、高效的未来!未来是中国的时代,随着大国崛起,我们将会有很多机会和重大机遇!
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