2021年09月29日 | All in！Silicon Labs物联网计划全解读

2021年7月26日，Silicon Labs正式完成将基础设施和汽车业务以27.5亿美元出售给Skyworks。让人不解的是，为何在汽车市场如日中天的当下，Silicon Labs会选择出售这项业务，尤其是Silicon Labs知名的隔离技术，可广泛应用在电动汽车中。

根据Silicon Labs CEO Tyson Tuttle表示，汽车相关业务的出售，可以让Silicon Labs更专注于物联网市场的发展。几个月过去，Silicon Labs通过自己的一系列举措，证明了自己的选择正确性，在物联网这条赛道上，没有人比Silicon Labs更加专注。

Silicon Labs试图解决万物互联的问题，这个问题看似简单，毕竟包括WiFi、蓝牙、蜂窝通信等标准已经存在了数十年之久，但实际上的万物互联问题很棘手：虽然所有这些设备最终都连接到了互联网，但它们使用了大量不断变化的无线通信标准来进行互联的，因此物联网不光是在应用端，在无线连接端同样面临多协议、高壁垒、打通困难等局面。

Silicon Labs正在通过一系列手段，彻底打破物联网的碎片化现状。

第二代无线SoC

首先，严格意义上来说，Silicon Labs仍然是一家芯片公司，因此其在物联网发展过程中，最重要的载体依然离不开芯片。

Silicon Labs日前推出具备远距离射频和节能特性且通过Arm PSA 3级安全认证的Sub-GHz无线解决方案，EFR32FG23（FG23）和EFR32ZG23（ZG23）SoC，可支持多种调制方案和先进的无线技术，包括Amazon Sidewalk、mioty、无线M-Bus、Z-Wave和专有物联网网络，从而为开发人员提供灵活的、多协议的Sub-GHz连接选择。FG23和ZG23 SoC支持的广泛应用包括智能基础设施、计量、环境监测、连网照明、工业控制、电子货架标签（ESL）、建筑和家居自动化。

新型FG23和ZG23无线SoC解决方案专为低功耗、长距离、高安全的物联网应用所开发。提供超低的发射和接收功率（10 dBm时13.2 mA TX，920 MHz时4.2 mA RX）及一流的射频特性（输出功率为+20 dBm，868 MHz、2.4 kbps、GFSK情况下接收灵敏度为-125.3 dBm），可以支持物联网终端节点实现1英里以上的无线传输距离，同时在纽扣电池供电的情况下运行10年以上。

在针对安全性方面，SoC采用了经过PSA 3级认证的Secure Vault™技术，使开发人员能够保护物联网产品免受可能危及知识产权、生态系统和品牌信任度的软件和硬件攻击。

该系列SoC还具备其他诸多优势，包括：

简化的单端射频匹配，使物料清单（BoM）比现有解决方案少40%

支持广泛的频段（110-727 MHz和742-970 MHz）和多种调制方式（FSK、GFSK、OQPSK DSSS、MSK、GMSK和OOK）

先进的外围功能，可用于液晶显示器（LCD）、按钮和低功耗传感器

两款产品也有其自身特点，具体而言，FG23面向Amazon Sidewalk、工业物联网（IIoT）、智慧城市、建筑和家居自动化，而ZG23则进一步面向Z-Wave标准，应用包括智能家居、酒店和多住户单元（MDU）等市场。

具体而言，FG23无线SoC解决方案提供了灵活的天线分集功能，可实现一流的无线链路预算（920 MHz、50 kbps、GFSK情况下接收灵敏度为-111.2 dBm）。先进的无线特性加上FG23的低有源模式电流（26µA/MHz）和睡眠模式电流（1.2µA），使其成为应用于户外电池供电组网节点，无线传感器节点和位置难以到达的设备连接等领域的一种理想方案。

通过增加Secure Vault™功能，ZG23实现了更强大的Z-Wave无线特性，同时它可提供与FG23相同的、业界领先的射频和功率性能。ZG23支持Z-Wave远程协议（Long Range）和网状网络，是率先针对终端设备和网关进行优化的SoC，也可以支持FG23支持的所有协议。基于ZG23的超紧凑系统级封装（SiP）模块ZGM230S也将推出，其仅支持Z-Wave，可以简化开发并加快产品上市。

一次设计，全部支持的一体化软件开发包

除了芯片可支持多平台之外，Silicon Labs宣布推出其一体化软件开发工具包（Unify SDK），该SDK可提供通用构件，以实现跨物联网（IoT）生态系统的连接性。物联网云服务和平台的开发人员能够在他们的设备和网关中设计世界一流的功能，并且可确保这些产品在现有和新兴的无线协议之间实现互操作性。Unify SDK可以为Z-Wave和Zigbee提供现成的协议特定转换功能（即日起可用），并计划实现对蓝牙、Thread、OpenSync和Matter的支持，从而极大地简化物联网无线网络的互操作。这项技术的实现，可以让工程师无需掌握全部无线技术的底层，便可快速开发物联网的相关应用，这对于无线技术日益发展的当下十分受益。同时，Unify SDK还可满足600余个物联网平台的要求——这一数量之庞大，使得工程师很难精通所有相关技术。

Silicon Labs总裁，即将接任CEO职位的Matt Johnson表示：“所有物联网解决方案需要相互沟通，为此，强大的工具和软件是让行业发展得更快的真正催化剂，而不仅仅是芯片。”

通过为常用的物联网服务（如增加、更新和移除设备）提供通用的、定义明确的数据模型应用编程接口（API）和状态定义功能，Silicon Labs的Unify SDK可以简化和加速开发。协议驱动程序可以将常用的物联网服务转换为协议特定的格式，如Zigbee和Z-Wave。Unify SDK通过以源代码的形式提供一套模块化且可扩展的软件组件，来简化物联网无线协议之间的互操作。各种物联网应用都可以受益于Unify SDK，包括网关、无线接入点、集线器、网桥和基于主处理器的终端产品（如智能音箱、恒温器、烟雾报警器和摄像头）。

Matt Johnson

Matter标准意义深远

此次Unify SDK的发布，特别强调了Matter标准。在Matter标准确认后，利用该SDK开发的方案可以轻松实现与Matter设备的跨平台无线通信。例如，基于Zigbee的智能音箱可以执行Unify SDK的软件升级功能以启用Matter，然后同时运行两种协议，这样既保留了现有投资又可以允许新的无线技术加入。

根据Silicon Labs的介绍，Matter标准已经得到了苹果（Apple）、亚马逊（Amazon）、康卡斯特（Comcast）、谷歌（Google）、施耐德电气（Schneider Electric）和众多其他生态系统参与者的支持。Unify SDK将有助于加快行业对Matter的采用，从而扩展物联网平台来实现跨生态系统和无线协议的通信。

Matter标准的建立，还要从ZigBee的碎片化谈起。物联网网络连接的碎片化不光发生在不同协议间，自身的协议也会造成碎片化。根据少数派的报道，2021 年 5 月 11 日，Zigbee 联盟改名为连接标准联盟（CSA）、CHIP 项目改名为 Matter。ZigBee更名的最重要原因就是版本协议不兼容、私有化协议泛滥、品牌壁垒严重等有违万物互联发展的现状。

随着ZigBee联盟的更名，并宣布推出Matter标准，意味着Zigbee 协议大概率将不再作为连接标准联盟的工作重心，但目前根据官方网站显示，全球目前有 3 亿台活跃 Zigbee 设备，考虑到这些设备的未来兼容，Unify SDK的作用可想而知。

再谈论回Matter本身，其前身CHIP 项目始于 2019 年 12 月，是由亚马逊、苹果、谷歌和 Zigbee 联盟共同发起的基于 IPv6 的智能家居互联协议，其中的 CHIP 就是 Connected Home over IP（基于 IP 的互联家居）的缩写。

初版 Matter 协议将支持以太网、Wi-Fi 和 Thread 三种底层通信协议，并且可以让不同协议的智能家居设备互相通信。目前，超过1500万的物联网网关产品是使用Silicon Labs的第一代和第二代无线解决方案开发的，当Matter标准确认可以进入市场时，Unify SDK将帮助这些网关产品实现对Matter的兼容。同样地，企业可以选择使用Silicon Labs的Unify SDK针对现有的无线协议（包括Zigbee和Z-Wave）开发物联网产品，然后在时机成熟时再利用Unify SDK轻松激活其产品组合中的Matter网络通信功能。

CHIP 协议层次｜CHIP 项目组

Silicon Labs在Matter及CHIP项目上投入颇多，在参与联盟工作、网状网络和多协议方面拥有15年以上的经验，并且是Matter Github 的第三大软件贡献者（贡献超过20%的代码），目前在Matter测试项目过程中与首批客户进行了深入交流。

Omdia物联网和连接资深首席分析师Lee Ratliff表示：“开发无线连接产品的复杂性可能正在到达最高点。随着Matter离进入市场越来越近，以及无线开发工具可以支持越来越多的协议，我们正在进入一个无线开发得以简化的时代。”

Matt强调道：“物联网供应商将首次能够为包括网关在内的物联网设备开发和维护单一软件代码库，并在需要时轻松添加无线协议支持。”

首推安全服务订制解决方案

Matter和Wi-SUN对安全身份都有全新的要求，同时也有一些新的安全法规，包括美国的Zero Trust行政命令出现。为了解决客户的安全认证问题，Silicon Labs首创了物联网设备身份注入凭证。利用网站，客户可以直接在芯片生产时就进行编程。利用注入证书和唯一部件号，可满足特定的安全法规要求，并帮助设备制造商便于跟踪所有芯片的流通。这项功能费用由Silicon Labs收取，但是对那些缺乏足够安全开发，并想快速进入该市场的企业来说，非常便利。

Silicon Labs明确表示，将提供长达10年的软件开发工具包支持服务，以打消客户产品全生命周期维护的顾虑。

Works With活动扩大朋友圈

Silicon Labs 日前举办了第二届 Works With 活动，涵盖物联网的方方面面，这也是因疫情导致的第二次线上研讨会。

值得注意的是，本次开发者大会设立了亚太市场议程，包含控客（Konke）、LifeSmart（杭州行至云起科技）、腾讯云 （Tencent Cloud）和涂鸦智能（Tuya Smart）等物联网公司进行主题演讲。

Matt表示：“亚太地区是Silicon Labs最强劲成长的市场之一，许多客户将总部设在该地区，在这个快速发展的市场中拥有广泛的影响力。由于去年的Works With大会有大量来自亚太地区的参会者，因此今年有扩展我们活动规划的必要，以合适的时间段和语言的辅助来满足他们的需求和提供内容，包括邀请该地区的主题对谈嘉宾和合作伙伴。 ”

从芯片到全平台开发套件，从对于Matter新协议的支持到Works With大会的成功举办，Silicon Labs一系列物联网相关产品、服务及市场营销方面的动作表明，这家公司正在倾注全力投入物联网市场的开发中。

根据美国能源信息署（U.S. Energy Information Administration）的数据，全球60%的能源使用来自工业和商业应用，居住相关的能源消耗则占21%。智能电网技术、建筑和家居自动化物联网系统能够对全球可持续发展产生积极影响，并大幅降低能源消耗，这是全球科技公司共同努力的目标，也是物联网未来发展的重要依托与愿景。

Silicon Labs针对物联网及节能减排所做的努力一览