物聯網發展方興未艾,似乎也已成了全球科技發展的新風口,據去年(2017年)年底市場調研機構IC Insights的一份預測,汽車電子與物聯網將是近年增速最快集成電路IC應用市場,這兩類IC在2016年至2021年銷售額增速將比IC市場整體增速快70%。此前,麥肯錫還預估,到2025年,物聯網技術的潛在經濟總量將達到11.1萬億美元。
考慮到生活中的應用場景(如遠程抄表、環境監測、智能停車、位置追蹤等)時,我們則更需要一種覆蓋廣、成本低、部署簡單、支持大連接的物聯網,因此低功耗廣域物聯網(Low-Power Wide-Area Network,簡稱LPWAN)應運而生。
其中,基于授權頻譜的NB-IoT技術的發展順風順水,其優勢也很明顯:大容量、廣覆蓋、低功耗、高安全性等,這也使得其迅速成為業界關注的焦點。回顧NB-IoT近幾年的發展,自從2016年6月份NB-IoT首個協議版本凍結,短短兩年時間,NB-IoT已走過2G、3G從標準到產業十年的路程,全球已經有45個運營商部署了NB-IoT商用網絡,激活站點數超過100萬。到今年年底,預計NB-IoT商用網絡數量將達到100張,覆蓋全球45%的面積和65%的人口。NB-IoT無疑將成為全球最大的物聯網。
當然,NB-IoT的發展更離不開芯片和模組等產業鏈上游廠商的發力。業內一些“網紅”產品,大家一定很熟悉,如:華為的Boudica120、Boudica150;高通的MDM9206;聯發科的MT2625。那么面對眾多廠商的布局,新興企業該怎么尋找出路呢?
“火拼”集成度
6月27日,2018世界移動大會于上海新國際博覽中心正式開展。期間,芯翼信息科技(上海)有限公司(下稱“芯翼”)秀了一把物聯網終端芯片“肌肉”,發布全球第一款單片集成CMOS PA的超低功耗NB-IoT芯片。資料顯示,該款芯片單片集成了CMOS PA,射頻收發,電源管理,基帶,微處理器等,是全球唯一集成射頻PA的NB-IoT芯片,大幅降低了模塊的成本以及開發復雜度。同時提供了非常小的體積,對于可穿戴等應用尤其有幫助。
目前來看,射頻PA、NB-IoT芯片的玩家都不少,CMOS PA因其價格優勢而獲得高通的青睞。
追溯其歷史,CMOS PA在2000年前就已經出現,但是一直都處于少量出貨階段。隨著CMOS PA開始商用,將PA和同樣采用CMOS工藝的基帶、RF和電源管理芯片集成在一起形成真正意義上的“單芯片”,是業界很自然的想法,也是PA CMOS化的革命性意義所在。
然而CMOS PA在SoC的片上集成一直是世界級難題,究其原因,大功率發射會影響芯片內其他電路,比如電感耦合引起的pulling影響PLL的工作等。芯翼的這塊集成射頻PA的NB-IoT芯片表明了一家中國企業的實力,據介紹,該款芯片實現了超低功耗:支持深度睡眠、普通睡眠、待機、低功耗工作等不同功耗模式,其中深度睡眠狀態(PSM)和接收機狀態下電流均為商用主流產品的1/3。
另外,該款芯片具有很強的靈活性,其采用軟件定義無線電(SDR)架構,可以靈活支持優化物理層接收機算法,能夠滿足標準升級以及碎片化的物聯網專網通訊需求。此外,該芯片還集成了多種外設接口,如UART、I2C、SPI、uSim和GPIO等。
翻開這家企業的歷史,芯翼成立時間才一年多(于2017年3月在上海張江注冊成立),但成員組成方面卻個個身手不凡,創始人肖建宏博士就有著不俗的成長經歷。其在2001年從北京大學微電子專業本科畢業并赴美留學,2007年從Texas A&M University取得電子工程博士學位。曾擔任美國Broadcom 資深首席科學家,期間領導開發了各種寬帶射頻收發通訊系統。肖建宏博士還吸引了一批來自美國Broadcom、Qualcomm、Maxlinear,以及國內華為、展訊等具有世界領先芯片研發能力的科學家,深刻理解SoC設計所涉及的多個技術領域,行業平均工作年限超過10年。
肖建宏博士
芯翼的成立時間也讓記者感受到了某種巧合,2017這一年中國國務院和工信部發文,引導物聯市場健康有序發展,NB-IoT產業生態在中國蓬勃發展。在眾多垂直行業的高度支持下,國內NB-IoT芯片發貨及業務上線達到全球的90%,中國物聯網已成為海外運營商及伙伴的行業標桿。數據顯示,預計到今年年底,中國NB-IoT連接數將達到5000萬以上,2019年有望達到2億以上。雖說掌握著天時地利人和,但芯翼未來所要面對的則是高通、華為、英特爾等實力雄厚的企業。所以只有擁有自己獨特的技藝,方能砥礪前行。