本來自微信公眾號“半導體產業(yè)縱橫”，作者/豐寧。
隨著科技的進步，智能家居已經成為現(xiàn)代生活的重要組成部分。智能家居系統(tǒng)能夠通過物聯(lián)網等技術，實現(xiàn)家庭設備的智能化控制和管理，提高生活便利性和舒適度。
芯片對于智能家居企業(yè)而言其重要性不言而喻，智能家居核心芯片主要包括主控芯片、通信芯片、傳感器芯片等。其中，主控芯片是智能家居的核心部分，它可以實現(xiàn)設備的控制和管理。通常而言，主控芯片也被稱為控制設備運行的“大腦”，而智能家居設備的主控芯片通常會搭配使用SoC或MCU。
01
SoC和MCU有何不同？
SoC芯片（SystemonChip）又稱系統(tǒng)級芯片，片上系統(tǒng)，是將CPU、GPU、NPU、存儲器、基帶、ISP、DSP等系統(tǒng)關鍵部件集成在一塊芯片上，能夠實現(xiàn)完整系統(tǒng)功能的芯片電路。
這一賽道的國產半導體企業(yè)包括：晶晨股份、瑞芯微、全志科技、富瀚微、恒玄科技、北京君正等。
MCU（MicroControllerUnit）芯片，又稱微控制器或單片機，是把CPU的頻率與規(guī)格做適當縮減，并將內存（Memory）、計數器（Timer）、USB、A/D轉換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至液晶（LCD）驅動電路都整合在單一芯片上，形成芯片級計算機，從而實現(xiàn)終端控制的功能。
MCU是智能控制器的主要芯片之一，國產的代表企業(yè)包括兆易創(chuàng)新、中穎電子、國民技術、芯?？萍?、博通集成、樂鑫科技、聚辰股份、上海復旦微等。
MCU和SoC的區(qū)別在于，MCU是微控制器單元，是單個集成電路上的小型計算機，包含一個處理器核心、存儲器、可編程輸入/輸出（I/O）外設、定時器、計數器等。它只提供最小的內存、接口和處理能力。而SoC是系統(tǒng)芯片，是將多個電子元件集成到一個芯片上，以實現(xiàn)特定的功能。SoC不僅僅局限于MCU，還可以是更高端的CPU、MPU的功能定制版。
簡而言之，SoC通常運算能力更強，集成的功能更為豐富，能支持運行多任務的復雜系統(tǒng)，當然價格也更加昂貴。并且SoC通常能夠承擔運行計算任務，比如實現(xiàn)語音識別功能等，而MCU大多數用以執(zhí)行控制，例如當做電機控制驅動。
想要更加契合如今智能家居的生態(tài)，就需要設計出更加符合的SoC/MCU，為此，各廠商也均推出了相應的產品，那么“誰”才是智能家居市場的最佳選手呢？
比如在MCU路線中，兆易創(chuàng)新的GD32系列產品適用于工業(yè)自動化、人機界面、電機控制、安防監(jiān)控、智能家居家電及物聯(lián)網等，已推出多款產品。
國民技術N32通用安全MCU系列產品滿足在白色家電、黑色家電、廚衛(wèi)家電、生活電器等多個細分領域應用，并已在家電行業(yè)標桿客戶中導入。
中穎電子的MCU產品可應用在變頻冰箱、洗衣機中。芯?？萍几呖煽啃訫CU產品進入氣體傳感器、智能電表、通信用光模塊產品，并將加快設備監(jiān)測和控制產品研發(fā)和推廣。
比如在SoC路線中，晶晨半導體的智能電視芯片已經用于TCL、創(chuàng)維、小米等知名電視品牌；AI音視頻系統(tǒng)終端芯片則打入百度、Google、Amazon、小米的智能音箱的供應鏈。
全志科技的R系列SoC進入天貓精靈智能音箱、石頭科技掃地機以及美的智能空調供應鏈；科大訊飛翻譯筆搭載V系列產品，騰訊企鵝極光盒子搭載H系列產品；在無線通信領域，小谷智慧點讀筆搭載XR系列芯片；在智能語音交互領域，小度在家搭載AC系列芯片。
02
智能家居SoC，走向8K
瑞芯微
瑞芯微作為國內領先的AIOT SoC芯片供應商，其產品線涵蓋了多個領域的應用需求。近年來，瑞芯微推出的一系列芯片方案在市場上受到了廣泛關注，其中RK3568、RK3588和RK3566是最受關注的產品之一。
RK3568是一款高性能、低功耗的芯片方案，采用了四核A55架構和四核A76架構，能夠提供出色的計算和圖形處理性能。此外，它還支持4K H.265解碼和編碼、USB3.0、HDMI2.0、MIPI-CSI2、Gigabit以太網等多種接口，具有極高的可擴展性。在應用方面，RK3568主要用于智能電視、智能投影儀、智能家居、智能門鎖等領域，能夠為這些智能設備提供更加出色的性能和體驗。
RK3566也是一款高性能、低功耗的芯片方案，采用了四核A55架構和雙核A75架構，能夠提供出色的計算和圖形處理性能。此外，它還支持4K H.265解碼和編碼、USB3.0、HDMI2.0、MIPI-CSI2、Gigabit以太網等多種接口，具有極高的可擴展性。在應用方面，RK3566主要用于智能電視、智能投影儀、智能家居、智能門鎖等領域，能夠為這些智能設備提供更加出色的性能和體驗。
其中RK3588是此次談論的重點。為了與晶晨半導體的8K超高清智能機頂盒SoC芯片產品做對比，該款產品的細節(jié)放在后文展開。
除了以上產品，瑞芯微用于智能音箱的相關產品有RK3326、RK3308等；用于掃地機器人的相關產品有RK3326、RK1808、RK3308等；用于家電語音控制的產品有RK3308、RK3229等；用于家居智能中控的產品有RK3368、RK3308、PX30等。
晶晨半導體
國產智能音視頻SoC領軍企業(yè)，晶晨半導體將芯片用于智能機頂盒、智能電視和AI音視頻系統(tǒng)終端等設備，比如上文提到的：TCL、創(chuàng)維、小米、百度、Google、Amazon?？梢哉f，晶晨的產品已經占領了我們的客廳。
晶晨股份的智能家居芯片包括A113X、S928X等。
A113X是一款高性能、低功耗、低成本的智能語音芯片，憑借強勁的4核64位架構CPU的計算能力，A113X無需外加專用DSP芯片支持主流的遠場拾音方案，支持8個PDM通道和多通道I2S通道，具有豐富靈活的麥克風陣列以及音頻輸入輸出接口，卓越的音頻處理引擎支持所有主流的高分辨率音頻格式，可與CPU無縫協(xié)作，加速多媒體運行算法，提升用戶體驗，是智能音箱和智能家居等應用的完美選擇，已經被市場上一些最具創(chuàng)新性的語音助手設備使用。
Sengled的智能音箱燈便是采用的這款芯片、聯(lián)想智能時鐘Smart Clock Essential也采用了這款芯片。
如今8K影音設備已經開始普及，相比4K，8K有著得天獨厚的推廣優(yōu)勢，內容制造、傳輸、解碼顯示等各個產業(yè)環(huán)節(jié)都已經成熟，部分行業(yè)客戶已經在大力推廣8K的產品。
智能家居SoC作為智能家居設備的核心處理器，需要支持8K視頻內容的解碼和播放，以滿足市場需求。
03
兩款8K SoC的較量
瑞芯微RK3588
瑞芯微新一代旗艦級SoC芯片RK3588是一款功能強大的芯片，集成了多種高性能組件，包括CPU、GPU、NPU和多媒體處理引擎等。
RK3588的CPU部分采用四核A76+四核A55的八核架構，主頻高達2.4GHz，具有強大的計算能力和多任務處理能力。GPU部分則集成了ARM G610MP4，支持OpenGL ES1.1/2.0/3.2、OpenCL 2.2和Vulkan 1.2等多種圖形接口，可提供高效流暢的圖形處理體驗。
更為出色的是，RK3588內置了6 TOPs算力的NPU（神經網絡處理器），支持INT4/INT8/INT16/FP16混合運算，能夠輕松應對各種復雜的神經網絡算法。這一特點使得RK3588在人工智能和深度學習等領域具有很高的應用價值。
除了強大的計算能力，RK3588還集成了多種多媒體處理引擎，包括視頻編解碼器、圖像處理器和音頻處理器等。這些引擎可支持多種格式的高清視頻播放、圖像處理和音頻處理，使得RK3588在多媒體領域具有廣泛的應用前景。
此外，RK3588還具有高性能的存儲接口和通信接口，可滿足各種高速數據傳輸和存儲需求。它還支持多種操作系統(tǒng)和編程語言，方便開發(fā)者進行軟件開發(fā)和調試。
RK3588能夠廣泛應用于多個領域，如智能終端、物聯(lián)網、智能家居等。
晶晨半導體S928X
S928X是晶晨半導體首顆8K超高清智能機頂盒SoC芯片。晶晨半導體S928X SoC芯片集成了64位大核ARM Cortex-A76及四核ARM Cortex-A55中央處理器（CPU,Central Processing Unit），ARM Mali-G57 MC2圖形處理器（GPU,Graphics Processing Unit）以及算力高達3.2 Tops的自研AI處理器（NPU,Neural-network Processing Units）強大的運算及處理能力為終端設備帶來更優(yōu)異的性能和能效表現(xiàn)。
官方表示，晶晨半導體S928X在8K超高清分辨率（7680*4320），60FPS幀率（Frame Per Second），10比特色深（1024*1024*1024個顏色數量）的環(huán)境下為消費者演繹更驚艷的色彩飽和度，更細膩清晰的畫質和縱深感、紋理感極強的畫面處理能力。晶晨半導體S928X支持AV1、H.265、VP9、AVS3、AVS2等全球主流視頻格式下的8Kp60視頻處理能力。
晶晨半導體S928X芯片還集成了豐富的外圍接口，包括SDIO、I2S、PCIe、UART、USB、I2C以及SPI等接口，極大地拓展了其外設連接設備，加速合作伙伴產品的規(guī)模化部署與商用。
創(chuàng)維數字首款8K超高清盒子便搭載了晶晨半導體最先進的8K主芯片解決方案，支持8K視頻信號的解碼與播放，為未來即將到來的8K畫質時代做好了準備。中興通訊的8K機頂盒也搭載有這款芯片。
RK3588與S928X掰手腕
在制程工藝上，瑞芯微RK3588采用了8nm制程工藝，而Amlogic S928X則是采用了12nm制程工藝。
CPU、GPU和NPU的對比分析中，S928X采用的是單個ARM A76大核和四個A55小核的CPU的五核心架構，GPU采用雙核的G57。RK3588采用了ARM四核Cortex-A76和Cortex-A55的八核心CPU架構，GPU采用了四核心的G610。由此可見，單線程的應用場景下，S928X和RK3588的表現(xiàn)接近，但是多線程應用下RK3588占有優(yōu)勢。
S928X的NPU可提供4 TOPS int8的算力支持，RK3588則是內置了6TOPS int8的三核NPU。單算力來看，RK3588更具優(yōu)勢。
不過就家庭影音的使用場景來看，S928X的4TOPS算力已經綽綽有余，不論是語音算法、圖像算法、簡單的語義處理，圖像處理，均可勝任。
從編解碼能力上，RK3588依舊占有優(yōu)勢，不過在家庭影音的應用中，幾乎用不到多路視頻解碼，其編碼能力也可滿足絕大多數產品的性能需求。
在拓展接口的對比中，RK3588的IP核心非常多，無論是高速接口還是普通的通訊接口，都很豐富，但是單一產品很難將這些接口全部利用起來，每一個功能IP都意味著成本。S928X也集成了常用的接口，部分接口也可以通過橋接芯片來實現(xiàn)。
04
智能家居，萬億市場即將到來
智能家居的概念一直吸引著大眾的想象力，并且早已從科幻小說里走進現(xiàn)實。
中國智能家居目前處于快速發(fā)展期，隨著人工智能、5G等技術的逐漸應用，中國智能家居硬件設備的不斷發(fā)展和消費者需求的提升，未來5年中國智能家居行業(yè)仍將處于快速發(fā)展階段。結合中國智能家居行業(yè)的歷史增速，預計到2029年中國智能家居市場規(guī)模將達到1.09萬億元。
隨著智能家居芯片領域的競爭日益白熱化，未來這一市場的內部競爭態(tài)勢預計將更加激烈，智能家居芯片的未來不僅囿于“算力角逐”與“協(xié)同深化”的單一維度，而是全面鋪展。
比如，隨著智能家居設備功能的不斷增加和復雜化，對芯片算力的需求也在不斷提升。例如，掃地機器人、智能門鎖等設備需要更高的算力來支持其復雜的運算和決策過程；智能家居系統(tǒng)中的各類設備需要實現(xiàn)高效的互聯(lián)互通，以提供更加便捷和智能的家居體驗。芯片作為設備的核心部件，需要支持多種通信協(xié)議和接口標準，以實現(xiàn)設備之間的無縫連接和數據交換。
隨著智能家居設備的廣泛應用和普及，其安全性問題也日益受到關注。未來的智能家居芯片將更加注重安全性能的提升，通過集成安全模塊和算法來保障設備的數據安全和用戶隱私。
可以確定的是，在當前科技浪潮的推動下，智能家居芯片公司正站在行業(yè)變革的前沿，即將迎來前所未有的紅利期。
