AI時(shí)代，MCU（微控制器）和傳感器在推動(dòng)家電行業(yè)接入AI技術(shù)的過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。本期專題將圍繞這兩個(gè)領(lǐng)域，探討AI時(shí)代下，智能家電對(duì)于MCU和傳感器的需求變化，并采訪了在這兩個(gè)領(lǐng)域具有代表性的企業(yè)，捕捉AI賦能下家電智能控制的核心技術(shù)趨勢(shì)。

MCU：做好大腦和輔助

在家電行業(yè)引入AI技術(shù)的過(guò)程中，MCU扮演核心角色。

“一臺(tái)智能家電需要一個(gè)主控MCU，相當(dāng)于大腦，負(fù)責(zé)控制、數(shù)據(jù)處理和通信等功能，還需要若干模塊，負(fù)責(zé)感知或傳遞信息。這些模塊由MCU、傳感器以及其他電子元件構(gòu)成，有的可以檢測(cè)空氣質(zhì)量，有的可以監(jiān)測(cè)溫濕度，有的可以確定人體的位置，在這當(dāng)中，MCU相當(dāng)于傳感器的輔助。智能家電功能越豐富、智能化程度越高，所需要的模塊越多，需要的MCU也就越多。同時(shí)，主控MCU由于要處理更多的信息，能力必須升級(jí)?！焙咸┌雽?dǎo)體MCU業(yè)務(wù)副總經(jīng)理潘建州在接受《電器》記者采訪過(guò)程中，提到了AI技術(shù)賦能下，智能家電對(duì)于MCU的需求變化。

有一點(diǎn)是非?？隙ǖ?，AI時(shí)代，智能家電對(duì)MCU的需求量會(huì)加大。

產(chǎn)業(yè)在線數(shù)據(jù)顯示，2024年，白色家電產(chǎn)品MCU需求量為10.6億顆，同比增長(zhǎng)12.7%。細(xì)分來(lái)看，2024年，家用空調(diào)、冰箱和洗衣機(jī)MCU需求量同比分別增長(zhǎng)14.7%、11.8%和9.4%。

除了需求量變大，隨著AI技術(shù)的引入，智能家電需要更強(qiáng)的計(jì)算能力、更低的功耗以及更高的智能化水平，MCU將承擔(dān)更多的AI算法執(zhí)行任務(wù)，如語(yǔ)音識(shí)別、圖像處理、傳感器數(shù)據(jù)融合等，從而實(shí)現(xiàn)家電的智能化、互聯(lián)化和個(gè)性化。兆易創(chuàng)新MCU事業(yè)部產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)陳思偉認(rèn)為，AI情境下，家電行業(yè)對(duì)MCU的需求呈現(xiàn)三大變化。“一是高性能需求。傳統(tǒng)MCU主要面向控制任務(wù)，計(jì)算能力有限。為應(yīng)對(duì)AI需求，新一代MCU將集成更強(qiáng)大的CPU、DSP、NPU等計(jì)算單元，并采用更先進(jìn)的制程工藝，提升算力以支持復(fù)雜的AI算法。二是低功耗需求。家電設(shè)備對(duì)功耗敏感，AI算法的引入對(duì)MCU的功耗控制提出更高要求。未來(lái)，MCU將采用更精細(xì)的電源管理策略、低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)以及新型存儲(chǔ)器，在提升性能的同時(shí)降低功耗。三是高集成度和安全性能需求。更多功能集成到單一芯片中，以減少外圍電路和成本，同時(shí)隨著家電設(shè)備互聯(lián)互通，網(wǎng)絡(luò)安全威脅日益突出。MCU需要集成硬件加密模塊、安全啟動(dòng)、安全存儲(chǔ)等功能，保障數(shù)據(jù)和系統(tǒng)安全?！标愃紓ピ敿?xì)介紹說(shuō)。

此外，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的快速發(fā)展還使得家電產(chǎn)品對(duì)無(wú)線連接功能的需求大幅增加，MCU需要集成或兼容Wi-Fi、藍(lán)牙等通信協(xié)議，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通。以兆易創(chuàng)新的GD32VW553系列雙模無(wú)線MCU和模組為例，該系列產(chǎn)品支持Wi-Fi 6和Bluetooth LE 5.2無(wú)線連接協(xié)議，主頻高達(dá)160MHz，存儲(chǔ)容量支持4MB Flash以及320kB SRAM，能夠很好地滿足智能家電的需求。

傳感器：精確感知用戶的狀態(tài)數(shù)據(jù)

每一臺(tái)智能家電內(nèi)部都有很多傳感器，它們實(shí)時(shí)采集海量數(shù)據(jù)，成為家電智能感知的觸手。在AI技術(shù)的賦能下，智能家電逐漸具備自主感知、學(xué)習(xí)和交互的能力，不僅可以執(zhí)行簡(jiǎn)單的任務(wù)，還能成為人們的智能助手。支撐智能家電與AI技術(shù)融合，從智能單品、智能場(chǎng)景，到全屋智能，需要的傳感器數(shù)量和品類將越來(lái)越多。

例如，一臺(tái)保鮮功能出色的智能冰箱通常需要溫/濕度傳感器、VOC傳感器、二氧化碳傳感器、判斷食物腐敗情況的傳感器等。一臺(tái)清潔電器內(nèi)部會(huì)有灰塵檢測(cè)傳感器、VOC傳感器、溫/濕度傳感器等。一臺(tái)智能空調(diào)，如果具備空氣凈化和新風(fēng)功能，則需要內(nèi)置溫/濕度傳感器、二氧化碳傳感器、PM2.5傳感器、甲醛傳感器、人體感應(yīng)傳感器、制冷劑泄漏傳感器等。一臺(tái)吸油煙機(jī)和灶具套件通常會(huì)用到CO監(jiān)測(cè)傳感器、溫度傳感器、燃?xì)庑孤﹤鞲衅?、空氣質(zhì)量傳感器等。

AI時(shí)代，除了傳感器的用量和類別會(huì)不斷增多，智能家電對(duì)傳感器的需求也會(huì)有變化。這些變化將是傳感器企業(yè)拓展家電應(yīng)用市場(chǎng)必須牢牢抓住的機(jī)遇。煒盛科技副總經(jīng)理孫江濤認(rèn)為，智能家電對(duì)傳感器的需求主要有3個(gè)方面的變化。

第一，環(huán)境感知從被動(dòng)響應(yīng)變?yōu)橹鲃?dòng)預(yù)判。一方面，高精度環(huán)境感知（如更高清的攝像頭、多傳感器融合）的需求會(huì)變得旺盛?；?D視覺(jué)傳感器（如ToF、結(jié)構(gòu)光）和SLAM技術(shù)，消費(fèi)電子產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)環(huán)境建模。例如，掃地機(jī)器人通過(guò)多傳感器融合（激光雷達(dá)+視覺(jué)攝像頭）構(gòu)建動(dòng)態(tài)地圖，實(shí)時(shí)避障效率提升90%以上。未來(lái)，智能家居可能通過(guò)墻面投影交互界面感知用戶手勢(shì)，實(shí)現(xiàn)“無(wú)屏化”操作。另一方面，用戶行為與習(xí)慣發(fā)生變化。汽車智能感知系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)的協(xié)同，未來(lái)消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品將擴(kuò)展至溫濕度、氣體成分（如甲醛檢測(cè)）、電磁場(chǎng)等感知維度。例如，智能空調(diào)可結(jié)合人體熱成像與空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)送風(fēng)模式。

第二，用戶行為感知從數(shù)據(jù)采集變?yōu)橐鈭D預(yù)測(cè)，非接觸式交互感知技術(shù)將大行其道。例如，微波雷達(dá)技術(shù)（如60GHz頻段）可穿透衣物感知人體微動(dòng)，應(yīng)用于智能床墊監(jiān)測(cè)呼吸頻率，或浴室鏡通過(guò)手勢(shì)控制調(diào)節(jié)水溫。此類技術(shù)已在老年人跌倒檢測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)測(cè)試，未來(lái)將向消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品滲透。

第三，生理狀態(tài)感知從單點(diǎn)監(jiān)測(cè)變?yōu)槿S度健康管理，包括生物信號(hào)無(wú)感采集和情緒與認(rèn)知狀態(tài)識(shí)別。其中，在生物信號(hào)無(wú)感采集方面，柔性電子皮膚和光纖傳感器可嵌入服飾，連續(xù)監(jiān)測(cè)肌電、汗液成分、表皮溫度等指標(biāo)。例如，智能運(yùn)動(dòng)衣通過(guò)壓電纖維捕捉肌肉發(fā)力模式，為訓(xùn)練提供實(shí)時(shí)反饋。在情緒與認(rèn)知狀態(tài)識(shí)別方面，多模態(tài)生理信號(hào)（心率變異性+瞳孔變化+語(yǔ)音語(yǔ)調(diào)）結(jié)合AI模型，可判斷用戶情緒壓力。車載DMS（駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)）已實(shí)現(xiàn)疲勞檢測(cè)，未來(lái)或擴(kuò)展至智能辦公設(shè)備，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)照明與提醒頻率。

綜合來(lái)看，應(yīng)對(duì)家電引入AI技術(shù)的需求，MCU和傳感器企業(yè)只有理清脈絡(luò)，精準(zhǔn)把握家電企業(yè)的需求，才能有的放矢，助力家電企業(yè)成功切入AI賽道。