一些应用和市场受到媒体的广泛关注，因为它们蕴含着巨大的商机，散发着吸引媒体目光的令人兴奋的光芒。其中包括智能手机、几乎所有与人工智能相关的事物，以及所有类型的汽车：内燃机汽车、电动汽车和混合动力汽车。
然而，即使与那些耀眼的应用相比，也有一些不那么耀眼的应用值得关注，具有自身独特的创新性。“工业”经常被认为是其中之一，我认为智能家居(有时称为家庭自动化)也是其中之一。
什么是智能家居？它可以是各种东西，这是它吸引人的地方之一，也是令人担忧的地方，具体要取决于您的个人观点。一种定义认为，智能家居是可以连接到互联网并通过互联网进行控制的消费电子设备。
这些设备允许用户设置自主控制方案、接收来自这些设备的信息以及在现场和远程控制它们，从而为用户提供更大的便利性和安全性。洗衣机、干衣机、灯泡、恒温器和监控摄像头只是一些常见的消费电子产品的例子，这些电子产品现在都可以买的到，并且具有互联网连接和相关功能。
智能家居市场到底有多大？这其实是一个很难准确回答的问题。它不像汽车，制造商会提供准确的销量数字、品牌、型号和其他细节。
相比之下，智能家居和用户购买量数据是基于不完整的销售数据、市场调查、估计和其他软性因素得出的。此外，许多智能家居市场分析师都以收入来衡量市场规模，而我认为单位数量更能说明电子产品相关的内容和机会。
我查过许多市场调研网站，市场调研公司Consumer Affairs提供的一组具有代表性的数据显示，2022年，美国智能家居产品用户数量为5755万(这个数字的精确度确实令人印象深刻)。他们还提供了每个家庭联网设备数量的估计值(图1)。
图1：一家市场调研公司认为，随着每台设备功能的增加，每个家庭的智能家居设备的绝对数量实际上有所减少，而其他调研公司的数据则持相反观点。资料来源：Deloitte Insights通过Consumer Affairs
请注意，他们坚持认为每个家庭的设备数量显然在减少，这似乎有悖常理，而其他研究公司的说法恰恰相反。他们将这种下降归因于消费者对成本的担忧、技术的过时，以及现在新设备将各种功能集成到单个设备中。
我更感兴趣的是人们正在使用什么类型的设备，因为这表明了有哪些类型的模拟和传感器进行了参与。根据Inside Intelligencer/eMarketer的数据，2023年的数据和2027年的预测数据之间的增长情况如图2所示。即使这些数字并非"准确无误"，但它们确实表明了设备类型之间的相对使用情况以及采用的总体规模。
图2：比总数更能说明问题的是具体智能家居设备的类型和采用情况。资料来源：Emarketer通过《华尔街日报》
我发现这种评估最有趣的地方在于，列表上的每个项目都有少量到大量的模拟功能，用于诸如电源(电池、采集或交流线)、各种类型和复杂程度的传感器以及相关的信号调节，还有支持Wi-Fi、蓝牙、ZigBee或其他通信标准的无线链路。
对于这些传感器驱动的应用来说，带宽相当低，并且相应的无线占空比也很低。
尽管如此，仍然需要模拟元件和电路来以非常低的成本和功耗提供所需的功能，同时提供紧密集中的性能，具有良好但不一定高的准确度或精确度。
例如，一个具有有线和无线连接功能的火灾报警器、烟雾探测器和空气质量监测器组合就显示了模拟、数字和电源相关功能块的数量(图3)。
图3：一个全功能火灾报警器、烟雾探测器和空气质量监测器组合的框图显示了电源、传感器和连接所需的大量模拟功能和组件。来源：意法半导体
虽然其中一些功能可以组合到集成度更高的IC中，但由于所需的工艺不同，通常很难做到这一点。因此，图中的传感器、模拟和电源模块需要使用较小的、功能单一的集成电路。
此外，虽然某些智能家居传感器(如摄像头)的功能可能不需要满足除连接性之外的特定行业标准，但许多其他智能家居功能却需要满足这些标准。例如，火灾和烟雾探测器的传感和报告有严格的监管要求和标准，任何与交流电直接或间接连接的东西都有安全要求。
我既不赞成也不反对智能家居及其所实现的功能。我的感觉是，在很多情况下，它要么解决了我实际上没有遇到的问题(我可以自己打开和关闭灯)，要么它会创造比它能解决的问题更令人头疼的问题。
除了适度的前期硬件成本外，还有与设置、持续更新、兼容性和安全性相关的工作。虽然Matter(一个应用层，承诺允许使用其他技术的不同供应商的不同产品无缝协作)应该可以解决大部分这些问题，但我们之前都听过很多次厂商关于“别担心，这次会更好、更与众不同”的故事。
尽管如此，我还是能看到智能家居在不同层面上为大量可能外出、居处偏远、行动不便的人或喜欢这类技术项目和挑战的人带来的好处。
无论长期市场规模如何，智能家居设备的模拟内容都非常重要，而且在成本、功能、封装和可靠性方面都具有挑战性。虽然不需要达到AEC-Qxxx级别的汽车级组件可靠性，但功能简单性和基本的长期可靠性是“必备”特性。
例如，许多家用烟雾和火灾探测器现在都采用不可更换电池，并保证10年使用寿命(在纽约等某些地区)，法律现在只允许使用这种电池，因此超低功耗以及组件性能是最高目标。
无论您认为智能家居的诸多功能是“非常好”、“我也许可以使用到其中的一些”，还是“谁需要这些潜在的麻烦？” 现实情况是，这些设备在模拟产品设计矩阵中处于一个有趣的位置，包括功能、功率、安全性、保密性、尺寸、可靠性、成本、标准等。
这与仅仅在服务器机架上增加更多算力或在汽车上实现更多ADAS特性和功能截然不同。
您是否参与过智能家居设备的设计？您发现最意想不到的设计问题或目标是什么？
(原文刊登于EDN姊妹网站Planet Analog，参考链接：Smart home: less visible, but a huge analog opportunity，由Ricardo Xie编译。)
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