月份：2024年8月

物联网的概念兴起以来，万物互联时代便悄然开启，并深刻影响着我们的生活方式、工作模式以及整个社会结构的运作。随着生成式AI技术在各行各业的加速渗透，这一趋势使得万物互联的时代不断向前推进，逐步演变为一个更加智能的“万物智联”时代。在这个新阶段，设备之间的连接不仅仅是信息的传递，更是智能化决策和自我学习的过程，推动着社会的各个层面向更高效、更智能的方向发展。

日前，“亚马逊云科技汽车暨制造与消费电子行业峰会”在沪成功举办。此次峰会汇聚了来自汽车、制造和消费电子等多个行业的专家、企业领袖和技术创新者，作为全球领先的云计算服务提供商，亚马逊云科技与行业伙伴围绕云计算、物联网、大数据、生成式AI等前沿科技，旨在探讨技术融合趋势、行业挑战以及未来的发展机遇。

生成式AI为物联网带来的想象空间是无限的，这两者的结合不仅开创了全新的应用场景，也为各行各业的创新提供了强大的推动力。正如亚马逊云科技全球副总裁、物联网技术负责人Yasser Alsaied所言：“生成式AI需要持续不断产生的高质量数据作为基础，而物联网相当于‘数据收集器’，不论是通过设备传感器或是智能摄像头，精准的数据收集可以为大模型后续的推理与分析提供强大的助力，从而为不同的应用场景带来实际业务价值。”

时下，生成式AI技术正处于升温态势。其与物联网的结合，加速推进了更加智能、高效和互联的世界的到来。生成式AI的强大能力使其能够处理和分析海量数据，从而为物联网设备赋予更高的智能化水平。而物联网可以为生成式AI提供海量数据来源，充分释放生成式AI的价值。二者形成了一个互为支撑的生态系统，使得各自的优势得以最大化，推动了各行业的数字化转型和智能化发展。

亚马逊云科技不仅在生成式AI领域拥有领先地位，能够为客户提供强大的技术支持和解决方案。其在物联网领域同样具有出色表现，其成熟的解决方案与丰富行业经验，可推进云边协同以及不同设备之间的互联互通能力，助力客户加速行业创新应用落地。

首先，亚马逊云科技提供广泛而深入的云服务，涵盖计算、存储、网络、安全合规、数据库、数据分析、人工智能、物联网及混合云等领域，助力客户构建多样化的物联网解决方案；其次，其物联网服务具备多重安全性，提供实施设备身份验证、数据加密和访问控制等预防性安全机制，确保数据和设备安全，并通过持续监控和审核保障物联网数据隐私。再次，Amazon IoT Greengrass将本地计算与机器学习推理引入边缘设备，实现快速响应，同时利用云端进行管理和分析，优化机器学习模型。最后，亚马逊云科技的物联网服务经过大规模验证，支持数十亿台设备和数万亿条消息的安全可靠路由，Amazon IoT Core在不受基础设施限制的情况下，平均每天管理超过2.7亿个独立设备的连接，有效降低网络延迟并控制成本。

据Yasser Alsaied介绍，亚马逊云科技为帮助企业更轻松地实现现实与数字世界的连接，实时洞察运营状况，提升运营效率，推出了多种融合AI技术的物联网服务和解决方案，实现从底层到顶层的无缝连接。凭借其在云计算、边缘分析以及数据管理等方面的优势，亚马逊云科技加速推进生成式AI与物联网技术的深度融合，推动制造业、医疗健康、消费零售、可持续发展、网联汽车等多个领域行业的数字化转型。

例如，针对工业制造领域的数字化转型：利用企业物联网领域私有数据对生成式AI模型进行微调，将为工业制造类客户带来显著的竞争优势。通过在客户数据所在云端部署生成式AI技术，亚马逊云科技助力制造企业充分释放生成式AI带来的变革潜力。

智能家居领域的数字化转型：不同的智能家居设备收集到的海量物联网数据源源不断地提供给生成式AI基础模型，解决方案提供商可以据此在设备之间建立无缝链接，并围绕节能降耗、家庭娱乐、智能安防等场景构建定制化的自动预设服务。Amazon IoT能够帮助企业更方便快捷、安全地构建差异化的智能家居解决方案，并以更低的开发和部署成本，将其快速推向市场。

特别是随着边缘计算的兴起，AI技术逐渐向边端下沉，AI不仅仅只是在云端进行数据分析，也能够在本地进行初步处理，从而减少延迟，提高响应速度。这种“智能边缘”的发展使得更多实时性要求高的应用场景得以实现。

亚马逊云科技全球副总裁、物联网技术负责人 Yasser Alsaied表示：“随着生成式AI的逐步普及，消费者或客户期待将生成式AI广泛应用在周边不同场景中，因此，未来，生成式AI在设备边缘侧的应用将保持持续增长态势。通过将AI算法从云端移至靠近数据源的边缘设备上进行处理，可大幅减少数据传输的时延和消耗，实现更高效、实时的智能数据处理和决策，同时降低成本、提升性能，可应用于智能制造、智能家居、智能汽车等领域的各种场景。”

协同创新：赋能制造业伙伴驱动数智化升级

在工业制造领域，生成式AI技术与物联网的融合正在引领一场深刻的变革。不同于商业领域，工业领域的数字化转型具有其独特的挑战和需求。企业不仅需要提升生产效率和降低成本，还需确保设备的安全性、可靠性和可持续性。

亚马逊云科技凭借其引领全球的安全合规理念与实践、丰富的模型选择、广泛全面的数据管理、集成和治理能力，以及稳定可靠的全球基础设施，帮助制造企业加速构建生成式AI 驱动的创新应用，从而缩短新产品和服务推向市场的时间，降本增效、简化运营，优化供应链及客户体验，帮助企业实现差异化竞争优势。

亚马逊云科技致力于不断降低生成式AI技术的应用门槛和研发成本，助力客户以高可用、安全的方式部署与构建生成式AI解决方案，加速生成式AI在物联网行业的应用落地。值得关注的是，亚马逊云科技这套全面灵活的方案同样适用于资源有限和技术能力不足的中小企业。Yasser Alsaied强调，中小企业在物联网和生成式AI领域大有可为。首先，这些企业可以将其开发的应用程序远程托管在亚马逊云科技平台上，这种设置使得无论是小型公司还是大型企业，都能平等使用相同的资源。例如，借助亚马逊云科技的Amazon Bedrock，中小企业无需进行大规模的资本投入到基础设施中，而可以专注于创新产品和服务的开发。这种便利性使得企业能够快速扩展业务规模，并在全球范围内提供服务。

此外，亚马逊云科技还为中小企业提供了灵活的管理工具，如Amazon IoT Greengrass，支持智能边缘计算，方便进行软件升级、漏洞修补以及设备的远程管理。这使得企业能够高效地维护和优化其物联网解决方案。

“通过亚马逊云科技的支持，中小企业不仅能够在云平台上实现成长，还能逐步拓展到更多元化的业务领域。例如，来自德国的一家仅有20人的初创企业，成功开发了一套针对利雅得机场行李管理的解决方案。该企业通过Amazon IoT SiteWise收集从飞机到行李传送带的数据，有效提升了行李管理的效率，充分展示了小微企业在物联网领域的创新能力和市场潜力。”Yasser Alsaied举例说道。

生成式AI技术与物联网的融合所带来的价值效益正在逐步显现，尤其是在中国全面推进智能制造的背景下，亚马逊云科技积极助力多家制造企业实现数字化转型与智能化升级，包括海天智联、金风科技、可以科技等知名企业。在这一过程中，亚马逊云科技不仅关注技术的落地应用，还积极与各类制造企业建立深度合作关系，深入了解其在转型过程中面临的具体挑战和需求，并提供量身定制的解决方案，帮助企业优化生产流程、提升产品质量，并推动智能制造的落地实施。

随着车辆愈发先进，有助于提升道路安全性能、提供驾驶辅助功能以及提高能效，其底层技术的重要性也随之增加。无论是传统的内燃机（ICE）驱动车辆、混合动力汽车还是纯电动汽车，汽车设计中都包含了数十种传感器、微控制器及执行器，所有这些器件都会产生或处理大量的数据。

现代车辆不仅仅是一种交通工具，更是车轮上的先进计算平台。与所有计算系统一样，有效传输数据的能力对于这类系统的平稳运行和安全操作至关重要。

常用车载网络技术（IVN）

电子技术在车辆中已应用数十年，提供了许多实用功能，通常是为了增强安全性或娱乐性。在早期，这些功能很多都是独立存在的，既不向车辆的其他系统提供数据，也不依赖于其他系统产生的数据。然而，随着技术的进步，集成化带来的优势逐渐显现，汽车专用的网络技术随之应运而生。

在车辆中普遍采用的协议包括LIN总线（Local Interconnect Network, LIN）、CAN总线（Controller Area Network, CAN/CAN-FD）、FlexRay总线以及MOST总线（Media Oriented System Transport, MOST）。虽然每种解决方案都有其独特之处，并可满足不同的设计考量，但更重要的是，这些现有的技术方案难以满足现代车辆日益增长的需求。

LIN总线是一项成本效益高的技术，对于低数据速率（<20kbps）的应用场景来说易于实施和部署。然而，由于其带宽有限，并且系统节点数量被限制在12个以内，这限制了它在现代车辆中的价值。

CAN总线（以及后续迭代版本如CAN-FD）因其非常稳定可靠且相对不受电气干扰和噪声影响，在车辆和其他安全关键系统中得到了广泛应用。然而，有限的带宽（通常约为2Mbps）限制了它在某些数据密集型应用（如信息娱乐系统和摄像头）中的使用，同时也限制了节点的数量。目前，新的CAN-XL标准正在开发中，以处理更高速度并具备与以太网衔接的能力，但对于许多工程师来说，直接过渡到全以太网解决方案看起来更具吸引力。

FlexRay总线提供了精确的时序和同步功能，使其适用于诸如线控驱动等时间关键型应用。然而，与其他方式相比，复杂性限制了其普及程度。

MOST总线 仅用于信息娱乐系统，其适用性有限且成本高昂，因此随着该技术的逐步淘汰，已被其他解决方案所取代。

以太网被许多人视为替代现有多种解决方案的理想选择，它可以提供高带宽和低延迟的通信能力。然而，现行的以太网协议存在一个问题，即其固有的载波侦听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD）机制，这意味着无法实现确定性操作，从而不适用于任何时间敏感的应用场景，比如线控驱动等。此外，以太网技术的成本也是一个问题。然而，考虑到以太网的巨大潜力，现在已经出现了如10BASE-T1S这样的确定性协议，它包含了物理层冲突避免（Physical Layer Collision Avoidance, PLCA）机制（参见图1），为时间关键型应用提供了所需的性能。此外，汽车以太网设备的成本正在迅速下降，这使得更多的汽车制造商能够应用高带宽特性。

以太网在OPEN 联盟等组织的推动下不断发展，以满足现代汽车日益增长的带宽需求。新标准（如 IEEE P802.3dh）使未来车辆中的光纤应用成为可能，用以支持低延迟 4K 视频和增强现实等要求极苛刻的技术。

包括蓝牙®、Wi-Fi 和移动通信在内的无线协议通常用于驾驶员和乘客连接他们的移动设备。无线通信的主要需求源于其能够在有线连接无法实现的情况下完成某些功能，例如胎压监测（TPMS）和无钥匙进入（仅举两例）。然而，随着 “车联网”（V2X）技术的发展，车辆可以与其他车辆及其周围环境进行通信，对无线通信的需求也进一步增加，但随之而来的是对更高安全性的需求。

Vehicle Architectures

车辆架构

由于车辆内部遍布着众多子系统和传感器，汽车制造商必须谨慎选择车辆架构。主要有两种选择——域（domain）架构或区域控制(zonal)架构。现有的基于域的架构将具有相似功能的部分（例如，传动系统、底盘和舒适性）组合在一起——尽管它们的位置可能分散在车辆的各个部位，这需要更多的布线，也增加了重量和成本。

为了避免这一问题，许多汽车制造商现在更倾向于采用区域控制架构的方法，即尽管功能不同，但仍将位置相近的子系统分组。因此，可以指定“右前”、“左后”等区域。虽然这种方法减少了布线需求，但也会在各区之间的车辆通信”主干 “上增加数据量，因此要求车载网络具有更高的性能和带宽。

通常情况下，每个分区都高度集成了专用计算资源，通过高速（和确定性）通信主干网与主CPU 连接，以支持先进驾驶辅助系统 (ADAS) 和线控驱动等实时应用。采用区域控制架构使车辆功能和特性的集成、移除或升级提供了更大的灵活性。它易于扩展并适应不断变化的需求。

虽然区域控制架构有可能带来诸多好处，但其实施也会导致对车载网络性能需求的增加。这主要是由于需要更高的数据流量、低延迟、冗余、可扩展性支持以及更好的安全性和诊断功能。

Functional Safety

功能安全

随着车辆的自动化程度越来越高，对功能安全和冗余措施的需求也在增强。越来越多的系统要求符合更高的ISO26262汽车安全完整性等级（ASIL），随着驾驶员越来越依赖车辆自身做出的决策和采取的行动，安全等级要求正从A级和B级向更为严格的C级和D级组件过渡。功能安全涵盖了从概念设计到车辆最终退役的所有设计环节。

毫无疑问，这对整个车辆结构以及车载网络都有着重大影响。对于自动紧急制动和自适应巡航等高性能ADAS 功能而言，低延迟数据传输至关重要。要实现功能安全合规性，就必须在传感器和通信路径上部署冗余以及精密的容错机制。

虽然所有车辆的安全关键功能都需要时间敏感型网络（TSN），但向区域控制架构的转变增强了这种需求。时序的精确调整和延迟补偿对于确保 ADAS 功能的正确运行至关重要，尤其是当图像传感器、激光雷达模块和电子控制系统等元件分布在车辆的不同区域时。即使是在不同区域使用麦克风进行降噪等应用，也需要 TSN 才能有效工作。在以太网解决方案方面，现有的 TSN 以太网协议可重新用于汽车用途。

在图像传感器和摄像头接口方面，MIPI CSI-2（摄像头串行接口）和 DSI-2（显示串行接口）支持高速数据传输，是摄像头系统、显示屏和信息娱乐系统之间传输大量数据的理想选择。移动产业处理器接口联盟（Mobile Industry Processor Interface，MIPI）和汽车串行/解串通信技术联盟（Automotive Serdes Alliance，ASA）正在进一步开发一种标准化的 串行/解串（SerDes）解决方案。最终，ASA 运动连接技术（ASA ML）将获准与 MIPI CSI-2 集成。在这一合作中，还对增强 MIPI 协议的安全性和用于摄像头的非对称以太网（高带宽传输，低带宽接收）进行了研究。

onsemi’s Role Within IVN

安森美（onsemi）在车载网络（IVN）中的角色

安森美在车载网络领域拥有超过三十年的丰富经验，提供创新产品和一流的应用支持。目前，解决方案组合以许多现有的车载网络技术为基础，包括LIN、CAN和FlexRay。未来几年，将陆续发布LIN和CAN产品的增强版本，由于对FlexRay的发展预期不乐观，所以对该协议的投资即使有，也不会太多。

显然，10BASE-T1S 以太网将是汽车行业的一个重点领域。安森美已经推出了首批产品，目前正在为这一重要协议开发第二代产品组合。随着大多数汽车制造商预计采用区域控制架构，10BASE-T1S 将成为未来汽车通信的基本组成部分。对于要求高吞吐量、高带宽和高安全性的应用（如 ADAS 功能，包括完全自动驾驶）来说，尤其如此。

尽管以太网在车辆应用中具有明显的优势，但在对通信速率要求不高的场景（如车窗开启、后视镜折叠、调整座椅等）仍将继续使用现有协议（如LIN 和 CAN）。不过，我们已经看到以太网正在取代 CAN 的部分市场份额，预计到明年，以太网将成为低延迟和高带宽通信的首选技术。

Summary

总结

如今，车辆性能已不再取决于其行驶速度，而更多地取决于车载网络在”车轮上的计算平台 “中数据传输的速度。

虽然LIN 和 CAN 等传统协议将继续发挥有限的作用，但 MOST 和 FlexRay 等一些协议将逐步淘汰。由于区域控制架构降低了布线的成本和重量，将成为首选，但还需要应用 TSN 和更大的带宽，特别是在区域之间的主干网上。

确定性以太网（10BASE-T1S）将发挥重要作用，在不久的将来成为许多汽车制造商默认的 “首选 “技术。该技术的广泛应用将推动车载网络标准化程度的提高，实现全自动驾驶所需的创新解决方案也成为可能。此外，目前只有以太网解决方案才能推进提高车辆安全性和先进自动驾驶系统的实现。

几十年来，安森美一直在汽车技术领域发挥着重要作用，尤其是在车载网络方面。虽然LIN 和 CAN 在器件方面将继续取得进展，但安森美目前的主要重点是开发更丰富的 10BASE-T1S 以太网解决方案，为汽车行业提供满足下一代汽车应用所需的高性能元器件。

制造业转型升级加速，生产周期日益缩短；市场需求更加多样化，竞争态势愈发激烈。对于始终将质量放在首位的汽车产业链而言，这无疑是一场严峻的考验，而交出高质量发展的过硬答卷，则成为全行业的共同追求。

发动机，被誉为汽车的心脏，是车辆生产制造过程中一个至关重要的环节，其质量把控尤为严格。近年来，汽车发动机零部件行业发展迅速，但随之而来的是一系列挑战。一方面，消费者对汽车品质的要求越来越高，对发动机的性能和寿命也提出了更高的期望；另一方面，新能源汽车的快速发展使得传统发动机零部件制造商面临转型的压力。

因此，在发动机零部件的制造过程中，必须遵循极高的标准，这不仅要求制造商拥有先进的生产工艺和技术，还需要实施严格的质量检测，以确保每一个环节都能满足既定的要求。为了满足发动机零部件企业不断提升的要求，同时降低制造成本、提高生产效率，越来越多的企业开始积极探寻更加直接、精准、有效的质量检测解决方案。

精密测量挑战重重

汽车制造企业每天都面临着海量的精密零件生产任务，这些零件不仅数量庞大，而且精度要求极高。检测是确保产品质量的关键环节。然而，这一环节也面临着诸多难点。

首先，发动机零部件的精度直接关联到发动机的性能和寿命，因此测量必须达到极高的精度标准；其次，生产过程中的环境因素，如温度、湿度、振动等，都可能对测量结果产生干扰，进一步提升了测量的难度；再者，鉴于发动机零部件数量众多且精度要求严苛，传统的测量方式不仅耗时耗力，还难以保证测量的准确性和一致性；同时，随着生产线的持续升级和改造，测量设备也需不断适应新的生产环境和技术要求。

在生产过程中，质量报告的及时性和准确性同样不容忽视。减少传统量检具的人为干预，避免在报告整理上耗费大量时间，已成为亟待解决的问题。更为关键的是，产品从生产到交付的全过程必须实现可追溯性，以确保质量的全面把控。

值得注意的是，汽车制造业正经历着由传统燃油车向新能源汽车的加速转型，整个行业正面临前所未有的变革。因此，对于大型工件的批量检测技术以及自动化测量的需求也日益迫切。

高速、可重复、操作简单的测量解决方案

精密测量并非易事。面对汽车零部件检测的诸多痛点，企业亟须一种既能保证高精度，又能适应复杂生产环境，同时提高检测效率并减少人为干预的测量解决方案。车间现场测量工具，如三坐标测量虽然全面，但在现代高速、高效的生产环境中，复杂、耗时较长且对操作人员技能要求较高的问题逐渐显现，并且其测量精度仅在温控室内方可保证，难以满足现代生产线的高效需求。

相比之下，雷尼绍推出的Equator比对仪，能够替代手持量具，将坐标测量机级别的检测精度扩展至车间环境。凭借其出色的灵活性和适应性，为汽车零部件检测提供了新的思路，有效应对传统检测方式所面临的种种挑战。

雷尼绍Equator比对仪作为一款专为车间现场设计的高速、可重复、操作简单的创新型比对测量设备，可在无人值守的自动化单元中放心运行，能够解决传统测量方式在实验室测量的局限性，使得测量环节更加紧密地融入生产流程之中。

为什么是雷尼绍Equator 比对仪？

对热效应“不敏感”

Equator比对仪可以在温度为5 – 50°C，湿度高达80%的条件下工作，用户可放心地在车间现场进行检测。通过重新标定系统，即可应对温度变化。

柔性测量模式

在保证高精度测量的同时，操作人员可以迅速切换不同的测量工件程序，节约企业在检测设备上的持续投资成本。

生产线实时测量

无需将零件送检到指定检验室的三坐标测量机，可直接在生产线边上设置Equator比对仪检测岗位，实现生产线线边的100%全检，缩短物料流转时间和实验室的恒温等待时间，避免因物料流转产生的质量风险。

降低检测成本

Equator比对仪可以通过编程检测多种不同的工件，无需使用多种定制量具，节省持续产生的校准成本。

可追溯性

雷尼绍Equator比对仪通过识别产品二维码再测量，实现每件产品实物和报告1对1从输入到输出全过程流转，执行TS16949汽车行业质量管理体系对产品标识和可追溯性的要求。

一体式闭环解决方案

搭配机械手和智能化制程控制（IPC）软件，可轻松支持Equator比对仪连接机床控制器，进一步消除人为操作和刀具磨损等导致的误差，提高检测以及生产效率，形成完整的加工、检测、刀具反馈一体式闭环解决方案。

培训简单

Equator比对仪配备条形码读取器，可自动选择程序，操作员只需按下按钮即可运行复杂的比对测量程序。

目前，雷尼绍的Equator比对仪已应用于富临精工等汽车发动机零部件企业，成功解决了传统检测方式中存在的效率低、成本高等问题。Equator比对仪的引入不仅提升了富临精工的产品质量，还显著降低了检测成本和生产周期。

在该案例中，测量同一个汽车发动机的零件产品时，使用坐标测量机需要六分钟，而使用Equator 300则将时间缩短到约一分钟，测量时间减少了80%，为企业在激烈的市场竞争中赢得了宝贵的时间和优势。

源于对汽车发动机零部件检测需求的深刻理解和快速响应能力，雷尼绍以其高效、精准的检测方案赢得了广泛的认可和应用。随着汽车制造业的持续转型和升级，对质量检测技术的要求将越来越高。雷尼绍作为测量领域的佼佼者，积极适应新能源汽车等新兴领域的发展需求，帮助客户提升产品质量、降低成本，加速推动汽车制造业的高质量发展。

消费者需求不断攀升，电动汽车(EV) 必须延长续航里程，方可与传统的内燃机 (ICE) 汽车相媲美。解决这个问题主要有两种方法：在不显著增加电池尺寸或重量的情况下提升电池容量，或提高主驱逆变器等关键高功率器件的运行能效。

为应对电子元件导通损耗和开关损耗造成的巨大功率损耗，汽车制造商正在通过提高电池电压来增加车辆的续航里程。

由此，800 V 电池架构越来越普及，并可能最终取代目前的 400 V 技术。然而，电池容量越大，所需的充电时间就越长，这正是车主的另一个顾虑，意味着若在抵达目的地前需中途充电，将要等待很长时间。

因此，就像需要提高电池电压一样，汽车整车厂商也必须跟上电动汽车车载充电器(OBC)的发展步伐，而首先要考虑的是必须支持800 V 电池架构和处理更高的电压。为此，现行的标准 650 V 额定芯片元件需过渡到额定电压最高达 1200 V 的芯片元件。此外，为加快电池充电速率，对更高额定功率 OBC 的需求也在日益增长。
消费者迫切需要更出色的性能

OBC 能够将交流电转换为直流电，因而可以让汽车利用电网等交流电源进行充电。充电站的输出峰值会明显限制充电速度，同样的，OBC 的峰值功率处理能力也是充电速度的一大影响因素。

在目前的充电基础设施中，充电桩分为三个等级：

· 1 级的最大功率为 3.6 kW

· 2 级的功率为 3.6 kW 到大约 22 kW ，与 OBC 的最大容量相当

· 3 级提供直流电，无需使用 OBC，功率为 50 kW 到 350+ kW

尽管速度较快的3 级直流充电站已投入使用，但其在全球范围内分布有限，因此 OBC 仍然不可或缺。此外，许多企业正尽可能提高现有 2 级充电基础设施的性能并促进更高电压电池技术的采用，市场对更高能效 OBC 的需求预计仍将持续增长。

首先我们需要明确一点，充电并不是一个线性过程。当电池接近满容量（通常超过80%）时，充电速度会减慢，以保护电池健康。简单来说，电池电量越满，接受电能的速度就越慢。电动汽车通常不是满电状态，许多电动汽车制造商通常也不建议频繁待电量耗至 0% 再充满至 100%，而是只需充一部分（例如最高充到 80%），这样可显著缩短充电时间。此外，电气化趋势正逐渐延伸到公共汽车、货车、重型车辆和农业用车等各种车辆类型甚至是船舶，OBC 还将继续发展，目标是实现 22 kW 以上更高功率等级。

汽车整车厂商可以通过构建更强大的OBC 来提高 2 级充电站的充电速度，但这需要利用经济高效且性能可靠的电子元件，来实现更高的电压（800 V，而非 400 V）和更高的功率等级。
更高性能OBC 的关键设计考虑因素

对于更高性能的OBC，除了额定功率和电池电压之外，还有许多因素需要考虑。其中包括散热管理、封装限制、器件成本、电磁兼容性 (EMC) 以及对双向充电的潜在需求。

谈到散热管理，很容易想到增加OBC 的尺寸和重量。然而，这种简单的方案并不理想，因为电动汽车的空间有限，难以容纳过于庞大 OBC，而且重量增加也会导致缩短车辆的续航里程。

800 V 电池架构可以带来诸多益处，例如减少导通损耗、提高性能、加快充电和电力输送速度等，但也为设计师带来了许多复杂难题：

· 器件供应：寻找适合800 V 安全运转的器件可能会很困难。

· 降额以确保可靠性：即使是合格的器件也可能需要降额，也就是以低于最大容量的功率运转，以确保长期可靠性。

· 安全问题：更高电压的系统需要强大的绝缘和安全功能。

· 测试和验证：验证高电压系统更为复杂，可能需要专门的设备和专业知识。

为此，需要用到击穿电压更高的元件，对于MOSFET 而言尤其如此。事实证明，在需要更快 MOSFET 开关的更高电压应用（例如 OBC）中，改用高性能碳化硅 (SiC) 元件将大有裨益。开发 PCB 布局时，考虑电压等级也至关重要，因为可能需要相应地扩大元件间距和 PCB 走线之间的距离。同样，暴露于更高电压的其他器件（例如连接器、变压器、电容）也需要更高的额定值。
改进OBC 设计，提升性能和功能

安森美(onsemi)是一家值得信赖的高功率汽车应用功率模块供应商，可以为向800 V 电池系统过渡提供强大支持。安森美先进的 EliteSiC 1200 V MOSFET和汽车功率模块(APM) 能够实现更高的功率密度，在汽车设计领域一直深受认可。

APM32 功率模块系列集成安森美先进的1200 V SiC 器件，针对800 V 电池架构进行了优化，更适用于高电压和功率级OBC。APM32 系列包括用于功率因数校正 (PFC) 级的三相桥模块，例如采用 1200 V 40 mΩ EliteSiC MOSFET（集成温度感测）的 NVXK2VR40WDT2。该模块专为11 – 22 kW OBC 终端应用而设计。

相较于分立方案，APM32 模块技术具有多种优势，包括尺寸更小、散热设计更佳、杂散电感更低、内部键合电阻更低、电流能力更强、EMC 性能更好、可靠性更高等，从而有助于创建高性能双向 OBC（图 3）。这不仅能够增强车辆 OBC 的功能，还能让电动汽车充当移动的电池储能器。

在全球各地逐渐转向太阳能和风能等可持续能源之际，电网的电力供应有时可能供不应求。充满电的电动汽车能够作为重要的储能资源，用来支援电网的峰值需求，或者在建筑物主要电源受损的紧急情况下使用。利用安森美APM32 等模块，OBC 可以实现电动汽车电池的双向能量传输。由此，电池存储的能量可以短暂地为房屋供电，之后还能随时充电。
可靠的设计和供应

与一些将封装技术外包的竞争对手不同，安森美的APM 系列均在内部设计和制造，因而能够更好地掌控散热优化。此外，安森美为制造商提供了一系列封装和制造选项，包括裸片、分立元件或模块，从而确保有合适的方案支持任何先进的OBC 设计。
结论

OBC 技术正蓬勃发展，不仅能帮助汽车制造商满足消费者对电动汽车的需求，还能有效应对 800 V 电池架构等新技术趋势。利用安森美系统方案（例如APM32 功率模块），汽车设计人员可以简化流程并有效满足新需求，从而在大量减少设计工作的同时，确保更高的质量、可靠性和供应链一致性。

此外，安森美还提供广泛的技术支持、仿真及其他电源方案，其中包含EliteSiC 1200 V M1和M3SMOSFET、EliteSiC 1200V D1和D3二极管，以及电隔离栅极驱动器、CAN 收发器和可复位保险丝等配套器件，旨在助力实现全面、高性能的OBC 设计。

1引言

随着物联网技术的蓬勃发展，电能计量芯片已不再局限于传统电表领域，而是扩展到各类智能产品领域，涵盖WIFI插座、电动汽车充电桩、光伏储能系统、智能交通信号灯以及火灾报警系统等。这些智能设备通过集成电能计量芯片，实现了对电能参数的精确监控，从而提升了能源管理的效率和准确性。

2功率计量芯片的应用场景

2.1智能电网

智能电表方案通常配备先进的通信模块，包括4G、Wi-Fi、ZigBee和RF等技术，这些模块使得电能使用数据能够被远程传输至电网运营商，便于进行数据的实时监控和管理，实现远程抄表和数据监控，电表芯片则可以监测电网状态，如电压波动、频率偏差等，及时发现并报告电网异常，提高电网的可靠性和稳定性。

使用HLW8112的智能电表方案可以实现用户端的电能、功率、电压、电流和电网频率等基本参数的计算，通过测量50HZ的交流波形数据，可以对电网质量进行监测，了解电网线路的状态，采用双通道测量电流时，还能实现防窃电功能。

2.2智能家居

电能计量芯片在智能家居行业中的应用非常广泛，它们可以精确测量和监控家庭中的电能消耗，此外，人工智能和机器学习算法的集成，有望进一步提升电能计量系统的预测分析、异常检测和能源优化等能力，以下是一些具体的应用场景。

2.2.1智能插座

智能插座是一种可以远程控制家用电器的电源插头，它通常通过Wi-Fi或蓝牙与智能设备（如智能手机、平板电脑）连接。智能插座使用户能够随时随地控制插座上的电器，即使不在家也能通过应用程序对其进行开关、定时和定量控制。

下图是计量芯片HLW8032在WIFI PLUG的应用框路，HLW8032采用的单口UART的传输方式，相较于双口的UART，可以节省一个光藕，HLW8032还具有免校准功能，在生产环节，可以省去复杂的校准工序，降低成本，简化应用。

2.2.2 节能插座

节电插座是传统插座的转型升级，在传统插座上增加检测装置（智能芯片），节电插座通过智能芯片和程序软件，对家用电器的运行状况进行监控，当电器处于待机时智能启动终端关闭装置切断电源，运行时能自动接通相关电源，给用户带来极大的方便和安全，将待机能耗降为零。HLW8012可以应用于低成本的节能插座方案，HLW8012的作用是检测主控插座的功率，当主控插作的功率低于待机功率时，继电器会断开副控插座的供电电源，达到节省功耗的目的。

2.2.3 智能电热毯

下图为HLW8110芯片电热毯等应用设计，其典型电路简洁，仅需要少量外围器件。HLW8110可以测量任意波形，能够精确监测并计算负载设备的功率、电压、电流和能耗，并将这些数据通过UART传输至微控制器单元（MCU）。此外，HLW8110允许用户在芯片内部设定功率、电压和电流的过载阈值，以增强系统的安全性和可靠性。

2.3智慧照明系统

智慧照明系统融合了现代信息技术，提供了一种创新的照明控制方案。以智慧路灯为例，该系统利用传感器、控制器和通信技术，实现了照明设备的自动化管理和控制，提高了能源效率和系统的整体可靠性，计量芯片HLW8012在系统中的作用有以下两点：

1、数据采集：利用自组网连接电压或者电流传感器，通过电能计量芯片实时采集照明系统电流、电压、功率因素等数据变化，实时检测设备的运行状态;

2、电路过载保护：通过计量芯片实时采集到的数据进行分析处理，保证负载处于合理范围内，防止由于过高电压或者电流照成了整个路灯系统故障。

2.4电动汽车充电枪

随着新能源汽车的普及，电动汽车充电枪逐渐成为我们生活中不可或缺的一部分，而在这背后，电能计量芯片作为充电枪的智能“心脏”，扮演着至关重要的角色。

HLW8112芯片配备了两个电流采集通道和一个电压采样通道，这使得它在充电枪的设计中能够实现多方面的功能。其中一个电流采集通道可以专门用于漏电检测，增强了充电过程的安全性。

2.5通信基站与数据中心

基站内的通信设备依赖于直流电源系统来实现稳定供电，其中包括电源分配单元（PDU）和直流断路器等关键组件。通过使用直流计量设备，可以对不同运营商的通信设备进行能耗监测。HLW8110具备测量直流信号的能力，通过关闭芯片内置的高通滤波器（HPF），HLW8110能够对直流终端设备的电压、电流、功率和电量进行精确采样，因此HLW8110可以用于一些通信设备的电参数测量，比如PDU和直流断路器等设备。

2.6逆变器在光伏储能的应用

逆变器又称逆变电源，是一种电源转换装置，是通过半导体功率开关的开通和关断作用，把直流电能转变成交流电能，是整流变换的逆过程。逆变器可将12V或24V的直流电转换成240V、50Hz交流电或其它类型的交流电。它输出的交流电可用于各类设备，最大限度地满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。由于HLW8110可以测量任意波形信号，因此可以对逆变器之后的正弦波，修正正弦波和方波都可以进行测量，也可以直接测量MPPT电路后的直流信号数据。

3结语

以上所述仅为功率计量芯片应用的冰山一角。事实上，任何涉及电能管理的场景，都有望通过功率计量芯片实现性能的飞跃，从而在能源效率、成本节约以及环境可持续性方面获得显著益处。

为了有效应对供应链和制造生态系统中的干扰，决策者需要充分了解如何操控他们所掌控的各种公司参数。

在过去的几年里，公司经历了从全球疫情到零部件短缺、地缘政治动荡以及持续争夺人才的各种考验。为了有效应对供应链和制造生态系统中的干扰，决策者需要充分了解如何调节他们所掌控的各种公司参数。

在解决这一问题时，决策者需要充分了解他们的公司，以及如何操控供应链和制造生态系统中的不同参数，以优化产品生命周期并有效应对干扰。

这些参数，以及它们被调高或调低的程度，将因公司而异。然而，组织必须果断采取措施，采用先进技术，简化流程，并确保拥有一支可靠、且受过良好培训的员工队伍。

拥抱工业4.0

在2022年，麻省理工学院的制造和运营机器智能学院（MIMO）与麦肯锡合作，对各行各业的100家高绩效公司进行了调查，从而了解它们如何运用机器智能（MI）和数据分析进行制造和运营。

研究发现，“总体而言，从数字技术中获得最大收益的企业具有强大的治理、部署能力、合作伙伴关系、经过机器智能培训的员工以及数据的可用性。他们在机器学习上的投入也比竞争对手高出60%。”

部署先进制造技术和解决方案，可以在日益数字化的世界中增强企业韧性和竞争力。然而，要想从工业4.0的更新换代中获得最大优势，公司必须全力以赴，持续不断在企业劳动力的培训和发展等领域进行投资。

公司必须在实施先进制造技术的初始成本与优化生产线、减少浪费和提高产品生命周期能见度所带来的益处之间进行权衡。因此，对于每家公司来说，最佳的发展策略都不尽相同。生产复杂、成本较高且生命周期较长的产品的制造商，如汽车和医疗设备制造商，可能会选择投资于高度专业化的自动化解决方案，以优化其产品线。

相比之下，生产大量消费类生活产品的制造商可能会发现，实施“基础自动化”更具成本效益。基础自动化可以用于执行一些常见步骤的自动化流程，如固定螺丝、贴标签和包装产品等。

优化和精简流程

要充分实现工业4.0的承诺，不仅仅要掌握先进技术。在实施过程中，如果公司没有牢牢掌握流程诀窍，没有应用六西格玛和精益生产原则，可能会导致机器闲置、软件平台利用率不足，或产品质量不佳等问题。例如，制造商可能在没有明确定义合格/不合格标准的情况下，就将人工检测流程进行自动化处理。这可能导致过多的废品出现，单位成本上升，或者产品质量不佳，从而损害品牌声誉。

预测和应对供应链中断的数字技术

在智能化部署下，工业4.0技术还可以为整个产品生命周期提供前所未有的洞察力。数字技术，包括人工智能、分析、区块链和物联网，可以用于设计和运营经过改造的“即时供应”网络。例如，分析技术可以帮助供应链成员识别跨产品线中的通用零部件，并设计最佳缓冲区。数字孪生——供应链的数字模型——可以更快地通知下游工厂注意上游中断的问题，以便它们能够更快地利用缓冲区。

投资正确的技术和解决方案可以为制造商提供更好的洞察力，帮助他们在生产线和供应链中进行规划并采取数据驱动的举措。事实上，未来的工厂乃至整个制造业都有可能利用数据架构来连接产品生命周期的每个环节——从规划到生产再到仓储、交付和售后服务。

这将赋予基层人员做出实时决策的能力，帮助其克服挫折，同时发掘增长机会和提高竞争力的办法。

制造业的人才招聘、留用和产能保障

在全球人才招聘的过程中，制造业的长期成功取决于其人才储备。这意味着要确保行业继续雇用和留住目标驱动的创新者、问题解决者和能帮助塑造下一个制造业时代的生产者。在日常生产中，我们还必须考虑确保产能，以便员工在面临生产中断时能够迅速应对并增加到满负荷生产。例如，当面临零部件短缺时，制造商有时会因为目前运行的工厂线数量较少或未经优化，而错误地减少劳动力。

通常，更明智的选择是留住工人，直到全面恢复生产。员工在生产过程中至关重要，尤其是在许多国家面临人员配置挑战的今天。在需要的时候，工人可以被临时调派到不同的工厂生产线或去支持生产生态系统的其他领域。

这样，制造商在面对零部件库存补充或需求增加时能够保持生产的平稳有序，还能更具灵活性。考虑到重新雇用和培训新员工所需的高昂成本和时间投入，即使在停工期间也保留员工可以作为一种战略弹性策略发挥作用。

企业的韧性不尽相同

归根结底，每家公司的韧性构建模块可能会略有不同，但共同之处在于需要理解自身业务运营背后的数据和变量，同时拥抱创新和变革。

如果用漫威的复仇者联盟系列来比喻如今中国光伏市场的竞争局面，现在应该处于《美国队长3：内战》的阶段。上半年的光伏行业价格战声势浩大，刀剑无眼，无一幸免，产业链前所未有的出现了全链亏损。

全链亏损的背后，一面是冰山，一面是火山，繁华与萧条都是光伏行业的写照。一方面，产能推进很是激进，中国光伏行业协会数据显示，2024年上半年国内多晶硅、硅片、电池、组件产量同比增长超32%；上半年光伏新增装机102.48GW，同比增长30.7%；出口方面，上半年硅片、电池、组件出口分别同比增长34.5%、32.1%、19.7%。但另一方面，价格已经坐实了“跳楼价”的背后含义，多晶硅、硅片价格下滑超40%，电池片、组件价格下滑超15%，国内光伏制造端（不含逆变器）产值约5386亿元，同比下降36.5%，出口总额（硅片、电池片、组件）约186.7亿元，同比下降35.4%。

作为我国在国际上的“长板”行业，经历几十年发展的光伏行业在国际上占领产能和技术双重优势后，正在通过内卷进行新一轮的技术革新。谁能熬过亏损成功“上岸”，大家都在寻找穿越周期的一叶扁舟，抑或自己造诺亚方舟。在这其中，光伏自动化厂商和设备厂商的造船之道，值得探究。

01流血求生，内卷之痛

开篇我们提及了光伏这一轮价格战中电池片、组件、硅片等价格均有不同程度的下调，如果具体说明的话，这一轮价格战中多晶硅和组件等产品定价已经突破的成本线，意味着“开产即亏损”。其中，组件的开标价格持续下跌，基本上在0.7-0.8元/瓦的范围内；多晶硅价格同样已跌破行业全成本线，多晶硅致密料价格相较年初下降近40%。

虽然产能还在增长，但产能增速其实已经大幅度下降，项目数只达到去年同期四分之一左右。全产业链亏损的情况，直接导致了光伏行业内项目终止、项目延期、开工率下降，甚至停产的情况层出不穷，上半年光伏企业在国内的工厂停产总数共有六家。

为什么企业积极追求扩产，这是因为产能是企业竞争市占率的必要武器，快速扩产的确可以帮助企业在短时间内建立成本优势。此外，现阶段TOPCon产业化发展迅猛，光伏厂商深知技术不跟上就注定被淘汰，企业也面临着新技术引进和产线改造的难题。

在此情景下，光伏企业的追求十分明显，就是各行各业许多年来反复强调的降本增效，这个市场对于自动化技术和先进设备的需求不减，市场空间依然存在。今年年初，隆基绿能相关人士表示，产能竞争加剧，对降本增效提出更高要求，企业会加快更高自动化的生产，不断通过数字化营销和数字化生产工具，实现大数据下的以销定采、以销定产。

这意味着光伏厂商在制造端，对于设备自动化效率、产线改造价格等方面的要求比以往更高。于是今年以来，我们可以看到光伏自动化厂商也在抛弃一部分利润，力求打入更多产线之中。如今的方案供应商面临着需要向光伏厂商证明自身方案的性价比的难题，因为光伏厂商价格压缩，在产线上手头也不阔绰。而光伏产业的产线改造和设备供给目前处于占位阶段，因为光伏厂商也在追求技术迭代之间产线改造成本最小化，达到“可持续发展”，对于自动化和设备厂商来说，加强现阶段渗透率，也是为未来搏一分生存的可能性。从一季度的财报我们也可以看出，很多自动化厂商营收增长百分比不及净利润增长百分比的原因就在于此。在疯狂内卷的当下，大家都想占领市场。其中，营收同比增长率低于净利润同比增长是常态，更有甚者营收降低。

此外，在光伏新旧技术轮替换代的过程中，TOPCon已经率先实现产业化，光伏厂商在此方面新增的产能明显高于其他技术路线。一方面是因为TOPCon生产工艺与PERC相通，因此设备更加兼容，改造成本低；另一方面，这项技术的现阶段成本控制比HJT等技术更优。

以光伏先进产能核心设备供应商——拉普拉斯为例，该公司近几年的的研发生产的LPCVD设备与硼扩散设备，是N型电池光电转换效率提升的核心支持设备。但该公司近几年自动化及其他设备销售单价逐年下降，分别为154.65万元/台、103.56万元/台、88.48万元/台，此项业务的营收占比也极速下调，从2020年的37.45%下降至2023年的3.61%。取而代之的是镀膜设备占比迅速提升，这是因为该公司该公司的镀膜设备可用于产线转型的核心工艺流程。由此，镀膜设备的议价权更多掌握在拉普拉斯自身，近三年销售单价分别为377.56万元/台、438.98万元/台、389.44万元/台。同期，我们关注该公司的自动化及其他设备销售单价会发现，正在逐年大幅下降，分别为154.65万元/台、103.56万元/台、88.48万元/台。

从表面上看，这家公司的营收总有支柱，没有把鸡蛋放在一个篮子里，但需要注意的是，这家公司在去年年底已成功过会，正在冲刺科创板IPO，距离离上市仅一步之遥，但是公司却迟迟未进行发行，足以证明该公司的营收和净利润受到大环境影响，处于动荡之中。

我们不得不重新审视旧产线升级改造和新技术迭代升级对于光伏自动化厂商带来的影响。理论上，PERC等旧产线改造成TOPCon技术路线，是基于主要生产设备可以在两种电池技术间共用。按照晶澳科技扬州基地总经理郭亚菲向媒体提供的数据来看，单吉瓦的PERC电池产线改造为同等规模TOPCon产线的成本约为0.4-0.5亿元。但需要注意的是，在饱和车间产线改造会带来一定产能下降，原本1GW产线的实际产能利用率可能只有80%。这也是产线改造推进受阻的原因，企业需要多方面重新考量性价比是否最优。换个角度考量，有些产线评估之后本就不适合升级，对于设备尺寸、厂房容余度有限的厂房来讲，改造升级无异于大换血。所以有企业和政府因为诸多原因不想关停旧产线，旧产能的出清也是现阶段必须面对的问题。现实的复杂度超出预计，在升级方案没有极为吸引人的利润空间时，自动化设备在此方面的市场天花板并不能乐观估计。

由此，目前谈论PERC产线的改造问题还为时尚早，等到N型电池设备进一步成熟后再考虑对PERC产线的改造更有意义。这取决于PERC的生命周期，至少明后两年，PERC还是有市场需求及生命力的。现阶段，光伏自动化厂商将重点放在产品提效上竞争力会更强，产线效率升级对于光伏企业而言诱惑力更大一点。

02技术并起，乾坤未定

上文我们主要关注了目前光伏行业主要的改造方向TOPCon，这是因为由PERC电池片的基础架构升级而来的TOPCon具有更高的效能和低成本。该方面入局玩家众多，包括晶科能源、协鑫集成、横店东磁等。按照过往经验，光伏电池技术升级换代还是比较快速的，PERC电池在2018年仅用一年时间就将上一代的BSF电池市占率从60%挤占至31.5%，并将自身市占率提升至65%。中国光伏行业协会预测，2030年光伏电池技术市场会进一步被高效电池产能所替代，而每一轮技术迭代均带来旺盛的设备扩产需求，推动上游电池片设备生产厂商进入发展快车道。

回望现在等待出清的旧产能，由于大尺寸硅片，特别是矩形片的导入，现有的PERC产品生命周期会延长，但不可避免地要被高效低成本的N型技术替代。

但在现阶段，如今的光伏行业很难要求市场全部为新技术买单，低价成熟的技术一定会有市场空间。自动化厂商中，具有多线技术路线的厂商更容易保持净利润稳定。

例如捷佳伟创2024年一季度营收同比增长33.53%，归属于上市公司股东的净利润同比增长71.93%，该公司全面布局TOPCon、HJT、XBC、钙钛矿及钙钛矿叠层等高效、超高效光伏电池技术路线，目前已经成为以TOPCon为主流技术路线的主要设备供应商。

罗博特科2024年一季度营收同比上涨1.52%，净利润同比上涨39.23%，该公司能够提供PERC、TOPCon、HJT、XBC等技术的设备，在各电池技术路线上采取了全覆盖的布局策略，并且在TOPCon、HJT、XBC等新一代技术路线上推出了在降本或增效上具有优势的差异化设备产品。

金辰股份2024一季度营收同比增加26.45%，净利润同比增加21.58%，相对平稳，该公司同样在HJT、TOPCON领先技术布局了成套装备，并研究下一代光伏叠层电池生产设备，布局钙钛矿电池镀膜设备真空蒸镀机、磁控溅射设备的研发与制造，储备公司电池新技术路线，推动光伏产业持续更新迭代。

而自身设备应用场景较为垂直的光伏自动化厂商与设备厂商会受停产冲击更大，在现阶段许多自动化公司会选择让渡一部分利润，以求渗透率，这会导致公司的净利润增长速度低于营收增长速度。

例如奥特维2024年一季度营收同比上涨89.06%，净利润同比上涨50.44%，公司核心产品为大尺寸、超高速多主栅串焊机，大尺寸硅片分选机继续保持较高市场份额。但该公司年中预告称，预计2024年1-6月归属于上市公司股东的净利润同比上年增长32.53%至47.82%，状态良好。

迈为股份2024年一季度营收91.80%，净利润17.79%，该公司所提供的太阳能电池丝网印刷生产线成套设备打破了丝网印刷设备领域进口垄断的格局，同时也实现了设备的海外销售，远销新加坡、马来西亚、泰国、越南等海外市场。

而在光伏排版工业机器人方面颇有名气的埃斯顿也表示，因为光伏行业销售收入相比去年同期下滑严重，为保持市场份额提升，造成毛利率有一定下滑，使得公司毛利额相比去年同期减少。

由此可见，未来光伏自动化行业和设备行业不仅要向高产能、低功耗方向发展，其中的设备研发与新工艺结合更加紧密，随着光伏行业技术加速迭代，这类厂商必将走向技术多元化，创新能力将是一大考验。

03结语

总体来说，光伏行业正处于行业阵痛周期，主要因为P型电池组件的落后产能的结构性过剩，但更高理论极限转换效率的N型电池仍处于产能不足的情况，这也将引发新一轮的行业洗牌。

而行业的总体发展方向将有两点，第一是继续追求更高转换效率的技术走向产业化，第二是光伏将进一步破解消纳难题，打开未来应用场景的无限可能。

从TOPCon到HJT、BC，从晶硅技术到钙钛矿技术，都有玩家入局，全产业链同步跟进。也有隆基这样坚定投身BC（Back Contact）技术路线的，一如这家企业看好单晶硅并得以突围那样，协鑫也将颗粒硅视为光伏行业的未来技术，未来会有更多企业续写神话。未来将是多种电池片处理方式共存的局面，具体工艺环节也将有更深刻的迭代，例如新的电池片栅线制备技术等。在消纳方面，光伏配储已成为一大趋势，这将促进分布式光伏就地消纳，进一步提升市场价值。

回到当下的价格战激烈竞争，我们不禁回忆起去年行业一派祥和时，隆基绿能创始人、总裁李振国的预言：“今后两三年会有超过一半的企业被淘汰出局。在这个过程中，财务脆弱的、技术不够领先的、早期品牌通道不够完善的企业可能会首先受到伤害，能否在洗牌过程中活下来是存疑的。”

新一轮的竞争其实早就开启，如果大胆预言下个周期光伏行业会出现宁德时代一样的企业么？依然不会。因为光伏行业技术壁垒并非如此之高，最重要的是，正如太阳能之父马丁格林教授所说，光伏行业技术路线到现在为止胜负未定。

另据中国光伏行业协会权威发布，今年5月21日起，将加大对低于成本价格销售的打击力度，同时鼓励行业内的兼并重组，畅通市场退出机制。未来几年，光伏行业将会发生一系列收购重组，在光伏厂商对一体化建设应对供应链冲击的态势而言，自动化厂商未来不乏被卷入这类市场动作的可能。

如果不被收购，在如今技术内卷的情况下，为光伏厂商技术赋能的自动化企业和设备企业也有望涌现出新一批的细分领域隐形冠军。对于设备厂商和自动化而言，紧跟光伏企业的技术步伐，并且将性价比摆在第一位将是两个并重的课题。

无论如何，对于光伏行业上下游的诸多参与者而言，这个时代最伟大的冒险仍在继续。

请解答以下这道数学题：已知一面墙长30米，高10米，一位工人每天可以刮完100平方米的腻子，求完成整面墙需要多长时间？

答案是3天。但如果这道题让机器人回答，它给出的答案是：3小时。

这不是机器人不会算数，而是一场建筑业的科技变革。如今，你可以在工地上看到机器人挥舞着机械臂，通过先进的传感器和控制算法，精确调节喷涂厚度。旁边的工人只需负责简单的操作和监控。

有了机器人“熟练工”，一天下来，可实现腻子施工800平方米，速度是人类工人的8倍；乳胶漆施工3000平方米，速度是手持喷涂机的2倍。更关键的是，机器人能准确调节材料用量并均匀喷涂，可以节约20%-25%的材料成本。

根据中国工程机械工业协会的数据，目前30万亿的建筑市场，未来十年将出现千万级建筑工人缺口；与此同时，随着国内房地产市场竞争加剧，建筑企业还需要不断降低成本、提高施工效率，以提升竞争力。

基于此，建造行业数字化改造大势所趋。得益于人工智能、视觉传感器、机器人控制算法等核心技术的突破，“机器换人”成为了关键赛点，建筑领域或将成为机器人率先产业化落地的“肥沃土壤”。

01建筑机器人移走“三座大山”

常言道，中国建筑行业的“三座大山”——劳动力短缺、安全问题、低利润率。

首先，行业面临严峻的“用工荒”，主因是人口老龄化和劳动力结构变化。当前国内建筑行业面临明显的“三段式”困局——50、60后农民工即将谢幕；70、80后农民工供应不足；90、00后农民工寥寥无几。近两年农民工总数减少近976万，2022年至2023年间减少650万，创五年新高。国家统计局数据显示，农民工平均年龄已达43.1岁，老龄化趋势明显。

但同时，老年人工作也受到限制。多地政府规定，禁止60岁以上男性和50岁以上女性在建筑工地从事体力劳动，如江苏省曾特别规定，聘用“超龄”工人将导致企业列入红码管理。

这里引出了第二个矛盾，人工施工导致的安全问题。根据国际劳工组织的数据，建筑行业是全球第二危险的行业，仅次于采矿，致命事故率是其他行业的4倍；在2011年至2019年间，建筑工人的死亡人数上升了41%。特别是老龄工人的伤亡比例尤为严重，如2021年湖北、江苏等地均出现60岁以上农民工伤亡事故。

除了施工安全风险，传统施工的很多工序也对人体有害。例如，在腻子打磨、粉刷、管道喷油漆过程中，工人操作不当则会吸入粉尘及有害物质，容易罹患职业病。

第三个矛盾，技术落后还导致低利润率。国家统计局公布数据显示，2023年的建筑业产值利润率为2.64%，同比上年降低了0.06个百分点。作为对照，工业的利润一般在9%以上，建筑业所在的第二产业利润率也在6%左右。

一是施工效率低下，工人在重复劳动中容易感到单调乏味，甚至因疲惫或环境干扰而出错返工；二是材料浪费率高。建材使用控制靠人为，不容易精确把握。据统计数据，在一座普通民用建筑的建造过程中，所用建筑材料的浪费率居然高达4成。而建筑行业的熟练工难招难留，且工资成本也不是小数目。

由此，劳动力短缺、安全问题、低利润率形成了恶性闭环。

行业突飞猛进期，沉疴尚不明显。但近几年，搭载“城市化”电梯飞升的中国房地产，随着萎缩的土地供应和人口红利，也不可避免地出现了萎缩。

两条路摆在地产企业面前：一是转行逃离“沉船”，但步子跨太大容易直接“翻船”；二是积极寻求转型道路，提升自身竞争力，在质量上寻求改变。

一方面，提升住宅业务的竞争力，尤其是在新项目乏力，增量市场有限的情况下，更要在前期环节搞好降本增效；另一方面，拓宽地产业态类型，包括开发和运营与住宅配套的教育地产、养老地产、医疗地产、商业地产和产业地产等等，这需要提高施工标准，建筑企业对高效、智能的施工方案需求愈发强烈。

任何行业卷到最后就会变成“大洗牌”，而科技往往就是那个引入的变量。

这次，建筑行业将目光投向了机器人技术。

“机器人能率先在生产、施工、维保等环节辅助和替代‘危、繁、脏、重’施工作业。”一名住建部相关人员表示，从施工效率角度来看，建筑机器人输出效率稳定，标准化程度高，有效避免人为施工引起的误差，且不受传统施工人员的体能限制；在工程质量方面，基于高精度激光识别系统的整体性控制，建筑机器人施工精度更高，施工成型质量比传统人工方式高。

省工省料方面，建筑机器人更加绿色低碳。例如，在施工时对粉尘有效收集，实现无尘施工。同时，建筑机器人可以通过供料控制程序提高材料利用率，避免了因精度不够出现的浪费问题。

补齐劳动力方面，除了替代老龄劳动者，建筑机器人还可以通过显著改善劳动环境，吸引年轻劳动力回流建筑行业。彼时，建筑工人不再是灰头土脸的泥瓦工、抹灰工，取而代之的是基于网络工作环境的建筑机器人操控人员、工地巡检人员等产业技师的新身份。

在“机器换人”的迫切需求下，全球建筑机器人市场预计将经历显著增长。Straits Research预测，到2030年，北美的建筑机器人市场规模将达到5400万美元，而欧洲市场将接近5200万美元。目前，欧洲市场领先，每10000名建筑工人中约有1.2个机器人，美国市场为0.2个，而中国市场的数字则仅为0.1个，显示出中国市场的巨大潜力和成长空间。

Report Linker进一步预测，全球建筑机器人市场规模将从2023年的3.317亿美元增长至2028年的6.818亿美元，年复合增长率达到15.50%。其中，亚太地区尤其是中国，成为市场增长的重要推动力。

头豹研究院综合国家统计局、住建部数据预测的数据也显示，截至2021年，中国的建筑机器人市场渗透率不足1%，但已开始进入市场化应用阶段。预计到2025年，渗透率将达到10%，市场规模超过18亿人民币；到2030年，市场规模预计将超过113亿元人民币，渗透率可达50%；并且到2035年，市场规模可能达到224亿元人民币，渗透率超过80%，展现出快速增长的趋势。

面对如此巨大的潜力，建筑机器人该先从哪个领域切入落地？

02涂料工程施工赛道得以领跑

实际上，建造施工这根“大棒骨”看似诱人，却实在“难啃”，更会“牵一发而动全身”。

“建造施工从报批项目、垫层搭基坑、主体结构、屋面管网到交付验收整个过程，可拆分为20个大类，总计261道工序，且涉及工序穿插与人员场景交互。”世纪金源旗下科技住宅公司腾云智绘总经理徐俊杰表示。

当我们将261道工序对应到建筑机器人，就出现了测量机器人、砌砖机器人，划线机器人、钢筋绑扎机器人、地面整平机器人，以及涂料工程机器人等。“如今，除了相对成熟的测量机器人，涂料工程施工机器人凭借标准化程度高、工况相对友好、作业面连续等优势率先从萌芽期转入成长期，可以率先实现量产落地。”徐俊杰说。

为什么会这样？先举个“快进生”例子——移动机器人。该类机器人能够在工业领域快速普及，得益于仓储与产线空间是结构化的，只需每天在固定的场景，走固定的路线，执行固定的动作，相对容易很多。

再举个“后进生”例子——钢筋绑扎机器人。如果从降本增效的角度看，高工资、高稀缺性的钢筋工种绝对是“机器换人”的关键岗位。但目前，钢筋机器人只能做一些简单的绑扎，因为其无法在非结构化的工地里穿梭，替代钢筋工人做最辛苦的环节——钢筋搬运及布置。

由此，我们看到了建筑机器人普及路上的最大“拦路虎”——工地环境非结构化。

这其实是“两难”逻辑。一方面，建筑行业仍处于半机械化阶段，还没有到自动化阶段，遑论智能化。如果按理想情况，让所有建筑机器人各就其位，发挥所长，至少要在自动化的环境下。

另一方面，自动化的前提却是施工场景的结构化。如果要用自动化的方式去解决非结构化的场景，就必须要“智能”。“智能”中包含对墙面柱子和其他障碍物的识别感知，机器人自行判断、决策与执行。

但现在的“智能”可以在复杂、多变的工地里自由穿梭吗？

至少，从目前的感知技术来看，还没有达到在工地侧大规模落地的程度。例如，当你想配合一些“地面”机器人工友，还要让工人在施工前清理建筑垃圾，并改变工序穿插作业。

但如果我们改变思路，营造一个“伪结构化”场景呢？即，先放弃“障碍满满”的地面，将视线转移到“空无一物”的墙面。

这便来到了涂料工程施工机器人的“天地”。一方面，喷涂工艺是制造业已经跑通的工艺，精度很高。例如，在航空领域，整机喷涂90%的环节都采用了机器人喷涂。转换到施工现场，即使稍有偏差，也不影响最终结果。

另一方面，相较其他场景，涂料工程靠近工程后期，现场工况较好、标准化程度高。在具体工作中，整体作业面连续，适合大批量施工。例如，在对山墙面施工时，最大施工宽度可达十多米，一天可以完成一面高百米的大山墙喷涂，有效解决因墙面过宽而造成的接缝问题。

在细分场景上，喷涂作业聚焦公共建筑和商业建筑，作业面相对较大，楼层较高，机器换人能够带来显著的效率提升。例如，每平方能够降本20%以上，对于施工方来说，一个项目就可以回本。

场景需要容易落地，技术还要确实能发挥作用。“以我们投资的丰坦机器人为例，他的机器人运用了三维点云和人工智能技术，可以将传统工人的施工工艺数字化，并将其集成到机器人的工艺库中。这一方面是个比较成熟的技术，另一方面还能实现在实际操作中的不断迭代。”徐俊杰表示，此外，通过模块化设计和自适应技术，这种类型的机器人还能够有效应对工地现场的复杂环境，优化替代传统油漆工作，自主完成标准化的腻子和乳胶漆施工作业。

如今，政策助力也在持续加大。2023年，工业和信息化部等十七部门印发《“机器人+”应用行动实施方案》，提出重点研制测量、材料配送、钢筋加工、混凝土浇筑、楼面墙面装饰装修、构部件安装和焊接、机电安装等机器人产品，深化机器人在建筑领域等场景应用。在《北京市机器人产业创新发展行动方案（2023—2025年）》中，建筑领域也是专门强调的重点领域。

“机器换人”哨音一响，建筑机器人企业不是纠结“跑不跑”的问题，而是如何“拔得头筹”。

03 场景是关键：技术需为产业服务

趋势、品类均已确定，最先跑出的机器人“冠军”将会花落谁家？

据统计，目前全球在研室内喷涂机器人的企业已超过30家，其中已发布室内喷涂机器人产品的企业超过20家，已公开的室内喷涂机器人产品达到25款，超过半数的产品已商业化应用，少部分产品仍处于研发迭代。

由于人力成本与产业升级等因素，海外建筑机器人领域起步较早，初创企业中的“佼佼者”包括：以色列Okibo、美国Paintjet、以及美国Canvas等等。

以色列Okibo适用于油漆喷涂、干墙处理和墙面抹灰。除了精确地识别应用区域，预先规划工作路径，Okibo的“过人之处”是自主独立——“上工”时，只需一名工人用控制板将Okibo引入房间，填充涂料，启动并监控输出，无需手动编程或事先了解室内结构。

Okibo的价值主张清晰而明显：一台机器人的成本比人工低50%，工作速度却快10倍。虽然Okibo首批应用主要集中在喷漆、涂层和打磨，但其前景是广阔的。

美国Paintjet则是将模块化机器人组件安装到了“樱桃采摘”升降机的篮子上。这种“末端执行器”包括表面扫描摄像头和喷雾器，每次可以喷涂一个50平方英尺的区域，和传统应用相比，该工艺可以减少约25%的油漆使用量。今年1月，Paintjet获得了1000万美元的A轮融资。

美国Canvas 机器人主要是进行干墙处理。Canvas可以自动识别墙板的接缝，喷涂密封胶，打磨，然后对整个表面进行涂漆，其“大臂”可以伸缩至15.5英尺，在高处完成绝大部分工作，并收集99.9%的打磨产生的灰尘。2023年，Canvas宣布与建筑材料制造商USG合作。

相较于海外企业，国产建筑机器人虽然探索较晚，但追赶速度却很快，并在行业转型压力，以及国家政策的推动下，完成了初步的建筑机器人产业链。

其中，必须提及被誉为建筑机器人“黄埔军校”的博智林。这家碧桂园集团的全资子公司，先后投入超百亿人民币用于研发，培养了众多“跨界人才”。其中一些优秀代表，从博智林“毕业”后，也陆续成立了自己的机器人企业，为国产机器人产业化提供“加速度”。

聚焦于涂料工程机器人这条赛道，初创企业更是“急先锋”。玩家包括筑橙科技（深圳）、蔚建科技（上海）、丰坦机器人（深圳）、大方智能（深圳）、方石科技（苏州）。此外，以博智林为代表的“综合玩家”也开发了涂料工程产品。

CVSource数据显示，2019年开始，专注涂料工程的机器人公司陆续创立。2021年以来，该赛道开始受到资本关注，发生数十起投融资事件。在已披露金额的5起融资事件中，其中3起金额上亿，2起金额上千万。进入2023年，赛道热度攀升，例如“早期玩家”筑橙科技完成联想创投等近亿元A轮融资；2022年5月创立的丰坦机器人更是在一年内连续完成两轮融资，第一轮由昆仲资本投资，数额千万级别；最新一轮由世纪金源进行了战略投资。

据了解，丰坦机器人由建筑信息化上市公司高管创立，前中控、博智林、南江等机器人资深技术专家组成，拥有一支具有硕博学历，兼具建筑、建筑信息化、机器人技术背景的专业团队。核心团队成员均在建筑信息化领域有15年以上从业经验。

公司创始人兼CEO李自可拥有近20年的建筑科技行业从业经验，曾任科创板建筑信息化某上市公司副总，具备丰富的产品运营与商业化推广经验。其参与研发和商业化运营的施工安全计算软件，目前在该领域市场占有率第一；主导规划、研发组织、市场运营的BIM类软件，目前是国内BIM类软件厂商中的头部供应商。

凭借着深厚的行业经验，李自可观察到，信息化产品作为管理工具和效率工具，为建筑行业管理人员在画图、计算、项目管理等方面的工作带来了效率提升，但建造施工的过程中，仍然依赖大量劳动力，生产工具自动化程度低，生产效率以及成本和过去相比，并没有发生明显变化。

“经过一系列前期调研和技术预研，我们以标准化大场景涂料施工为切口，率先推出了室内涂料工程施工机器人，具备腻子喷涂、收刮、打磨、吸尘、乳胶漆喷涂等功能，覆盖建筑物室内涂料工程施工的全工序、全场景。”李自可说。

如今，丰坦机器人已实现小规模量产，手握数千万订单，并成功应用于全球多个项目，累积施工面积超50万平方米。在国内，产品通过直销和渠道合作销售或租赁给各类公建和商业项目，在海外主要市场为新加坡和欧洲。在新加坡，丰坦团队针对当地施工工艺特点完成了产品定制和快速交付，成为首家通过本地化验证的喷涂机器人供应商；同时，也开发了适合新加坡狭窄空间的小型多角度喷涂机器人。

以前沿技术为抓手，但更看重商业化落地，基于场景问题找解决方案，是建筑机器人能够率先落地的关键。正如公司创始人兼CEO李自可所言，“极少有建筑行业这样规模达30万亿的市场，所以建筑行业缺的不是技术和场景，而是解决问题的能力。”

在全球范围内，能源转型正以前所未有的速度推进，而半导体技术作为这场变革的核心驱动力，正不断突破创新的边界。在2024年慕尼黑上海电子展的璀璨舞台上，gongkong有幸采访到了意法半导体电源与能源技术创新中心资深应用工程师徐宗瑞先生。他不仅为我们揭开了ST在能源转换领域的前沿技术，更分享了ST对绿色能源未来的深刻见解和承诺。

能源展墙：ST的能源转换链全景

鉴于公众对气候变化和能源成本的不断关注，全球范围内的政府、企业组织及个人均对绿色能源的可持续发展给予了高度重视。徐宗瑞先生明确指出：“意法半导体始终致力于引领绿色发展的前沿，并持续投入研发，以提供具有持续性的解决方案。”

在本次展会上，ST凭借一面精心策划的能源展墙，向观众全面呈现了其在混合能源系统领域的尖端技术和详尽解决方案。这面展墙不仅彰显了ST在技术领域的卓越实力，同时也深刻洞察并展示了未来能源世界的无限可能。

ST的能源展墙是一个集发电、储能、配电和用电于一体的能源转换链的缩影。此处集中呈现了太阳能板、逆变器、电池管理系统、双向储能系统以及电动汽车充电系统等核心组件，它们共同构筑了一个高效、稳定的能源管理体系。

其中，一系列尖端技术的展示尤为瞩目。包括STPOWER Gen3 SiC MOSFET和硅基晶体管、电气隔离栅极驱动器、高精度运算放大器、电流检测放大器以及高性能MCU等。这些产品与技术的融合不仅提升了能源利用效率，减少了能源消耗与碳排放，更为构建绿色、高效的能源系统提供了强有力的硬件支撑。

碳化硅与氮化镓：ST的能源效率革命

在光伏逆变器和能源生成及储能系统等领域，ST的碳化硅和氮化镓器件同样展现出卓越的性能。随着全球对可再生能源的依赖日益增加，高效、可靠的能源转换和存储技术变得至关重要。ST的碳化硅和氮化镓器件以其高效率和高可靠性，为光伏逆变器提供了强大的硬件支持，使得太阳能的转换效率得到显著提升。

ST推出的基于ACEPACK封装的碳化硅模块与STM32H743控制器集成的50千瓦数字控制DC-AC逆变器，其卓越性能尤为显著。相较于传统硅IGBT逆变器，ST的逆变器方案在效率上实现了约0.5%的提升，并显著减小了BUS电容和滤波电感的需求。这一显著进步，得益于ST在碳化硅制造工艺领域的创新突破，以及其在半导体垂直整合供应链中的深厚积累。

除此之外，其碳化硅器件在电动汽车的核心应用领域，如主驱逆变器、OBC（车载充电器）、DC-DC转换器、汽车充电站及电动压缩机等，均展现出不可或缺的关键作用。这些器件亦展现出卓越的性能，其高集成电压、耐高温、高开关频率及低冷却需求等特性，为能源系统的持续优化提供了坚实的硬件支撑。

创新探索：绿色能源的崛起与储能挑战

在全球能源转型的道路上，ST的步伐坚定而有力。其对于新能源领域的深入理解与持续创新，让其在全球范围内都赢得了广泛的认可。而面对能源行业的变革，ST并未满足于现状，而是选择继续深入探索，寻求更为高效的能源解决方案。

随着全球对可再生能源需求的不断增长，绿色能源与传统发电系统的结合成为市场的一大趋势。ST通过其在光伏、储能和充电桩领域的深入布局，展现了其对这一趋势的积极响应。ST的混合能源解决方案，采用了最新的第三代碳化硅MOS和增强型氮化镓，以及高性能MCU，实现了对新能源系统的有效控制和保护，确保了系统的高效率、高可靠性和稳定性。

然而，储能技术的发展亦面临诸多挑战。随着储能系统规模的日益扩大，提升储能产品的能源效率、功率密度，以及半导体器件性能的优化，已成为推动行业进步的核心要素。就此，徐宗瑞在与gongkong®的交流中明确表示：“ST始终秉持持续投资和技术创新的理念，不断致力于优化碳化硅和氮化镓产品的性能，以有效应对当前面临的挑战。”

公司通过招募储能领域的专家，建立储能技术平台，并与国内外的制造商、分销商以及高校建立联合实验室，共同开发和研究储能系统的技术和应用。这种全方位的合作模式，不仅加速了技术创新的步伐，也为储能技术的实际应用提供了强有力的支持。

目前，ST的储能方案已经能够覆盖从6.6千瓦到50千瓦的功率等级。这些方案采用了ST最新的第三代碳化硅MOS和高性能的MCU技术，确保储能系统能够在更高的效率下稳定运行。徐宗瑞先生表示，ST将继续积极扩大在能源储存方面的投资，逐步优化半导体器件的性能和解决方案，助力更多客户在储能领域实现更快更好的发展。

深化布局：ST引领全球能源转型与中国市场的协同发展

在全球能源转型的大潮中，ST以其前瞻性的市场布局和创新技术，正不断推动新能源领域的进步。通过深入中国市场并与全球市场紧密结合，ST致力于成为推动全球太阳能产业发展和能源转型的领导者。

徐宗瑞强调，ST的战略布局不仅局限于单一产品或技术，而是涵盖了从光伏、储能到充电桩等多个新能源领域。正如徐宗瑞所指出的，绿色能源相较于传统能源，在绿色低碳和高效节能方面具有明显优势，这与可持续发展的要求不谋而合。ST通过成立电源与能源技术创新中心，不仅展示了其在新能源领域的全面解决方案，更致力于帮助客户提升器件和方案的性能，实现新能源领域的持续发展。

特别值得一提的是，为了充分响应碳化硅市场迅速扩张的态势，并满足日益增长的客户需求，ST正在意大利卡塔尼亚地区建设一座先进的8英寸碳化硅（SiC）功率器件和模块制造、封装、测试于一体的一站式产业园。此外，在中国本土亦成立了碳化硅合资晶圆制造厂，并提出“In China，For China”的理念，以稳固和扩展其产品链，坚定碳化硅作为未来发展方向的战略选择，从而进一步提升产品竞争力和市场地位。

随着徐宗瑞先生的深入讨论和展望，我们得以一窥ST在推动全球能源转型和可持续发展方面的坚定步伐和宏伟蓝图。ST不仅以其创新技术和解决方案引领行业，更通过其“In China，For China”的战略布局，深化与中国市场的协同发展。在未来的能源世界里，ST将继续以其卓越的技术实力和前瞻性视野，为构建一个更加绿色、高效、可持续的能源生态系统贡献力量。让我们期待，在ST的引领下，一个全新的新时代正悄然开启。