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Matter芯片,真的火了

2025-12-03 11:29

這幾年,Matter崛起很快,版本也已經迭代到了1.5版本,並得到了終端廠商的認可,包括 Amazon、三星、蘋果這些生態鏈巨頭都在不遺余力地支持和維護Matter,很多工程師也曾經表示期待。

就國內而言,雖然目前各家平臺都構建了自己的一套生態系統,目前還是以BLE mesh或其它無線私有協議為主,Matter 並不一定適合中國廠商。但對於大量出海廠商而言,Matter 仍是不可錯過的關鍵標準。

最近,大量廠商不斷加碼Matter芯片的佈局。那麼,Matter標準目前發展如何,芯片廠商又有什麼最新佈局?

看明白Matter技術

Matter堪稱IoT混亂時代的終結者,因為從出生開始,它就肩負着消滅「碎片化」的任務。

時至今日,我們家中的智能產品越來越多,從手機、平板等網絡終端,到燈泡、開關等小型設備,再到音響、掃地機器人等大型家電,都具備聯網功能。然而,多協議並存的現狀導致系統複雜度居高不下,Matter便應運而生。

Matter提供了抽象化的應用層,構建於Wi-Fi、以太網和Thread等IP協議之上。這一基於 IP協議的統一應用層,既提升了消費端設備的互操作性,也為解決方案提供商簡化了跨連接協議與技術的開發流程。

Matter的概念最初在2019年12月被提出,當時被稱為CHIP(Connected Home Over IP),之后在2021年5月作為全新的連接標準被正式提出。2022年10月,Matter發佈了首個正式版本1.0;隨后在2023年5月和10月分別更新至1.1與1.2版本,持續演進。進入2024年,該標準進一步拓展應用領域:5月發佈的Matter 1.3首次納入能源管理相關功能;而在同年11月推出的1.4版本中,則加強了對家庭網絡架構的支持、深化了可再生能源解決方案的應用,並提升了人體存在感應等關鍵技術的性能。

今年11月,連接標準聯盟(Connectivity Standards Alliance,簡稱CSA)正式發佈Matter 1.5,新標準最引人注目的更新在於對智能攝像頭的原生支持,新標準允許攝像頭設備直接接入 Matter生態,而無需依賴廠商特定的定製API或複雜的集成開發。同時也加入了對各類閉合裝置(Closures)及土壤傳感器的支持,還大幅增強了能源管理能力。

之所以這幾年Matter非常火熱,是因為其擁有五大特點:第一能夠做非常好的無縫互操作性,第二使用比較簡單,第三安全性比較好,第四加速客户的創新想法,第五生態接受度很高。如果客户同時擁有這五個點,可以有很好的應用:

首先,在無縫連接方面,Matter協議有效解決了多協議兼容難題,用户無需更換現有設備,就可實現新老設備的有機融合,保護既有的投資;其次,易用性和易接收度方面,Matter已獲得蘋果、谷歌、三星等國際巨頭支持,雖然國內推廣進度相對滯后,但Matter自身靈活的接口設計為未來生態擴展提供了更多可能;最后,安全性方面,是Matter的突出優勢,其底層內置的安全機制免除了應用層的安全設計負擔,讓開發者能專注於用户體驗創新。

技術本身很好,但想要大力發展,芯片技術也必須跟上。目前,支持Matter的設備可採用兩種配置方案:

片上系統(SoC):MatterSoC在單一設備上運行所有Matter協議層,適用於以Matter 應用為核心功能的系統,常見於燈具、傳感器或智能門鎖等大批量生產的產品;

協處理器(Co-processor):Matter協處理器運行部分Matter協議層,並與另一主處理器配合構成完整的Matter解決方案。協處理器分為兩種類型:網絡協處理器(NCP)和無線電協處理器(RCP)。

ST:業界首創Matter NFC芯片

今年11月,ST(意法半導體)發佈了ST25DA-C,這是首個兼容NTL(NFC傳輸層)調試的安全NFC設備,符合最新的Matter 1.5標準。簡而言之,這是首次Matter設備能夠使用NFC技術將節點配置入網,從而替代傳統藍牙低功耗(BLE)方式。

為什麼要ST要推出這樣一款芯片?根據ST的説法,二維碼(QR Code)與BLE存在侷限性。目前,很多Matter終端設備都需要掃描二維碼,在移動設備上輸入信息,隨后智能手機或平板電腦必須通過BLE連接與終端節點通信,以驗證代碼、檢查憑證、在該終端設備上安裝證書,最后共享連接信息使其能接入網關。這樣的過程存在許多問題,一是掃描二維碼並不方便,另外當外部電源不可用時,也就無法使用BLE進行配置。

NFC就不一樣了,可以「一觸即配」,ST作為CSA成員一直在探索這種方式。得益於NFC的功能,終端節點甚至可以使用動態密碼,進一步提升安全性。不過在Matter 1.5之前,NFC僅能用於啟動入網流程,意味着配置設備時仍需依賴BLE連接來進行密鑰交換和加入Thread或Wi-Fi網絡所需的協議。而現在,Matter 1.5來了,也就給NFC帶來更大想象力了。

從芯片本身來看,ST25DA-C尺寸非常小巧(2mm x 3mm的超薄DFN8封裝),內部的計算能力也相當強大,為最大化減小佔用空間,這款Type 4 NFC元件集成了一個78-pF的調諧電容,允許使用高度集成的天線,同時工程師仍可確保其與大多數智能手機和其他移動設備良好兼容。因此,整個封裝方案可適用於燈泡、煙霧報警器等空間極其有限的智能設備。

安全一直以來是ST NFC芯片的強項,這款芯片也通過了Common Criteria EAL6+認證,這是此類產品最高級別的保證等級之一,使其成為主MCU最安全可靠的協處理器。當然,ST的野心並不止於此,根據ST的説法:「我們將啟動SESIP 3級驗證流程,並有信心在明年獲得認證。儘管Matter標準並未強制要求此項認證,但我們決定進行此項投資,為我們的物聯網合作伙伴提供更強的安全保障。」

Qorvo:解決Matter的兼容問題

此前,Qorvo資深市場經理 Percy Yu俞詩鯤曾向EEWorld分享,對開發人員來説過渡到Matter很困難,特別是現有產品需要支持多種標準的開發人員,會導致產品推出延迟,以及為確保在不同生態系統中兼容性和性能而增加的開發成本;Matter需支持多種無線標準,如Zigbee、Thread、低功耗藍牙,進而導致設計和製造複雜性增加,因為開發人員需要在保持高性能的同時整合多種通信技術;當設備必須處理各種網絡協議和標準時,確保流暢直觀的用户體驗是困難的,由於延迟、連接問題或不一致的性能,最終用户感到沮喪,導致滿意度和採用率下降。

體現在現有智能家居生態系統,便是「向后兼容」和「向前兼容」兩方面挑戰。所以,此時如何很好地、平滑地向后和向前兼容,是一件很困難的事情。對於上述兼容問題,Qorvo的多連接技術可以很好地幫助Matter實現向前、向后兼容。該技術包括幾個維度的技術特性。

首先,Multi-Radio多射頻方面,Qorvo芯片里面集成的射頻部分,可以讓客户同時增添不同的射頻信號,包括BLE、Zigbee和Matter等增添數據,而不會存在時間盲點,不需要切換時間,因此保證了物理層保證上同時連接。

其次,Multi-channel多通道方面,在Matter層或者協議層支持最多三個802.15.4數據信道並行使用。這一特性允許Zigbee和Matter等不同協議各自佔用獨立信道運行,避免了多協議爭搶同一信道導致的連接中斷或數據丟失問題。

最后,天線控制方面,採用了兩項核心技術:天線分級技術可提升6dB射頻容量,顯著增強信號質量;支持優秀的共存,特別是Wi-Fi的共存控制,包括一個硬件的信號和一個簡單的API。

在實際應用中,Qorvo多連接技術展現出顯著優勢。傳統方案需要三顆芯片實現的多協議路由器功能,現在僅需單顆Qorvo芯片即可完成,同時集成Zigbee、Matter和藍牙功能。對於終端設備如燈泡、開關等,該技術支持Zigbee和Matter雙協議並行,實現真正的即插即用體驗。

從產品層面來看,Qorvo目前支持多協議/多連接的產品是QPG6200系列芯片。該產品擁有極低功耗,在休眠、連接甚至是射頻接收時候都具有業界領先功耗水平。如果是使用電池的應用場景,更低功耗的芯片可以減少對應的電池容量,節省成本。有意思的是,如果連接、數據傳輸的頻率不是特別高,可以選擇用能量收集方式,如太陽能電板等其他能量採集電源,為該產品供電。

TI:很早就便開始佈局

10年來,TI一直擔任CSA董事會成員,並參與了Matter的開發。此外,TI還是Thread Group 的貢獻會員、Wi-Fi聯盟成員,擁有20多年的連接領域經驗。其支持Matter的Thread產品包括CC2674x10、CC2755x10、CC2652x。兼容Matter的TI Wi-Fi的產品包括CC3301、CC3351、CC3501E、CC3551E。

NXP:對Matter的兩個着力點

根據NXP(恩智浦)的分享,推動Matter標準發展的策略,有兩個關鍵的着力點:一方面,是利用Matter實現安全無縫的無線連接;另一方面,是基於Matter為多種應用場景量身打造創新的解決方案。

爲了打造完整的Matter連接生態,恩智浦提供了多協議解決方案,全面支持Matter標準在網絡中的實施,加速Matter產品的開發。

在開發創新應用方面,恩智浦也有諸多探索和實踐。其中,與Matter融合的無感智能門禁和數字鑰匙解決方案,就是一個成功的案例。

隨着Matter 1.4版本中擴展了對家庭能源管理系統的支持,恩智浦也整合處理、連接和安全等技術和產品,推出了自動化能源系統平臺,加速新一代家庭和樓宇能源管理系統的開發。

基於恩智浦處理器與無線連接技術的温控器應用方案,同樣支持Matter協議。

總之,恩智浦可以為Matter的網絡部署及其在智能家居和智慧建築領域商用方案的開發,提供全方位的技術賦能。

Silicon Labs:首批支持 Matter 兼容平臺認證企業

統一的應用層標準離不開底層芯片技術的堅實支撐。Matter「一次開發、處處可用」 的核心願景,對芯片提出了極高的適配要求——必須具備靈活兼容Matter所依賴的多種底層網絡協議的能力。

Silicon Labs(芯科科技)便是積極佈局Matter的芯片企業之一,同時也是首批支持 Matter 兼容平臺認證企業,而根據其説法,Silicon Labs並非Matter時代的新晉參與者,而是在Matter誕生之前,就已在其前身相關技術領域深耕多年,為后續適配Matter標準奠定了堅實基礎。

目前,芯科科技的第三代無線SoC 產品(如 SiMG301)已順利通過 Matter 兼容平臺認證。除此之外,2025 Matter開放日上,Silicon Labs還發布了「Matter over Thread over Wi-SUN」 技術藍圖。該技術通過Wi-SUN協議的加持,讓Matter設備實現長距離信號覆蓋與連接範圍擴展,成功將Matter協議的適用場景進一步拓寬,涵蓋安全安防設備、院落傳感器、樓宇自動化及照明系統等大型網絡場景,顯著提升了Matter在泛物聯網領域的應用靈活性與適配能力。

Nordic:繼續推出無線SoC

今年9月,Nordic Semiconductor擴展nRF54L系列產品線,推出專為先進低功耗藍牙和Matter應用而設計的高內存無線SoC nRF54LM20A。nRF54L系列基於Nordic創新的22nm技術平臺,配備2 MB NVM和512KB RAM,同時保持相同的MCU功能,帶有128 MHz Arm Cortex-M33處理器和RISC-V協處理器,並通過高速USB接口和多達66個通用輸入輸出端口增強了全面的外設配置。該產品還集成了Nordic第四代超低功耗2.4 GHz無線電,支持低功耗藍牙、信道偵聽、Matter over Thread協議等。

與nRF54L系列其他無線SoC相同,nRF54LM20A相較行業基準nRF52系列實現兩倍處理性能、三倍處理效率,功耗降低高達50%。

泰凌微:積極推進Matter 1.5落地

根據泰凌微的分享,基於當前Matter 1.5標準,泰凌微電子芯片方案已完成核心協議棧升級,各型號芯片正按計劃逐步實現新功能適配,為設備製造商提供平滑的技術演進路徑。

Matter over Thread:TL721X搭載主頻240MHz RISC-V MCU,集成AI算法,適應高端應用場景;簡化版TL321X主打高性價比,大規模照明部署超省心。TL323X專為低功耗電池供電的Matter智能傳感器節點量身打造,並提供高容量內存(Up to 4MB flash)選擇.。

Matter over Wi-Fi:TLSR9118支持Wi-Fi 6,無需邊界路由器即可實現穩定連接,當前已支持固件快速升級等高速傳輸場景,為未來拓展攝像頭應用預留性能余量。

Matter + EdgeAI:斷網也能控家電?泰凌TL-EdgeAI開發平臺實現本地AI交互,「開燈」等語音指令直達設備,解決雲端延迟與隱私風險。支持多模型轉換,開發者一天內即可完成模型移植,效率拉滿!

總 結

隨着越來越多的芯片廠商加大Matter的投入,IoT長久以來的碎片化問題正在得到解決。正如CSA所説的:「Matter 的每一次版本更新,都圍繞着一個共同目標:讓互聯設備更安全、更可靠地實現本地協同工作。Matter 1.5 在鞏固這一核心基礎的同時,持續拓展智能家居的應用邊界。」

當前,海外市場Matter的火熱我們有目共睹,對於國內廠商來説,做好出海市場,Matter是一個很值得關注的技術。

參考文獻

[1]Matter:https://matter.cn/4418.html

[2]CSA:https://mp.weixin.qq.com/s/7zEFpY9e8kaKt0yBMzvX4A

[3]ST:https://www.st.com/content/st_com/en/campaigns/matter-commissioning-with-nfc-z21.html?icmp=tt47210_gl_pron_nov2025

[4]ST:https://blog.st.com/matter-commissioning/?icmp=tt47210_gl_pron_nov2025

[5]ST:https://newsroom.st.com/media-center/press-item.html/p4739.html

[6]Silicon Labs:https://www.silabs.com/documents/login/presentations/mat101-introduction-to-the-matter-specification.pdf

[7]TI:https://www.ti.com.cn/cn/lit/ta/sszt165/sszt165.pdf

[8]NXP:https://mp.weixin.qq.com/s/60E0yJ5HS5aWQjygVbgatw

[9]泰凌微電子:https://mp.weixin.qq.com/s/mV8p-_sEpfCOl9N04uLGbQ

本文來自微信公眾號「電子工程世界」(ID:EEworldbbs),作者:付斌,36氪經授權發佈。

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