智能可穿戴市场迎来新技术!低功耗Wi-Fi标准专为物联网打造

智能可穿戴市场迎来新技术!低功耗Wi-Fi标准专为物联网打造,第1张

在互联网时代,Wi-Fi如同我们生活中的氧气一般无处不在。它是当今使用最广泛的无线网络传输协议,承载了全球一半以上的流量。Wi-Fi是一个包罗万象的术语,用于描述不断发展的80211协议家族。


而Wi-Fi联盟是推动Wi-Fi发展的组织,他们通过数字命名法简化了Wi-Fi名称,例如Wi-Fi 6对应80211ax、Wi-Fi 5则是80211ac、Wi-Fi 4为80211n。



5G的到来,开启了万物互联的时代,像自动驾驶、智慧城市、远程医疗、智能可穿戴等,都是物联网的应用场景。 为了能够更好地满足这类市场的需求,Wi-Fi联盟推出了覆盖距离更广、功耗更低的Wi-Fi HaLow认证方案。


Wi-Fi HaLow是基于IEEE 80211ah技术的认证标准,同时也是针对IoT市场量身打造的低功耗Wi-Fi技术。



众所周知,适用于物联网的低功耗传输标准,还包括ZigBee、Z-Wave、蓝牙以及Thread。ZigBee和Z-Wave的缺点在于频宽较低,并且两者在设定时的d性较弱。以ZigBee为例,它无法进行跳频,在网络布建时容易受到干扰。因此,ZigBee不太适合射频环境不稳定的物联网或M2M应用(基于特定行业的终端)。 而Wi-Fi HaLow单个节点最多连接设备超过8000个,同时还具备一定的抗干扰能力和墙壁穿透性。


至于蓝牙,它的缺点在于通讯距离,一般不会超过10米。 而Wi-Fi HaLow的最大传输距离达到了1000米。




作为远距离无线传输技术的一种,Wi-Fi HaLow低功耗、长距离的特性,除了适用于工业物联网、无人机、安防监控等领域外,还可以用于智能可穿戴设备。


目前,主流的智能可穿戴设备大致可分为三大类:TWS、智能手表和智能眼镜。 首先是TWS, 消费者在选购TWS耳机前,通常会比较在意耳机的音质、降噪以及续航能力。


为了更好的便携性,TWS耳机的体积基本上做得都比较小,大概只有一根大拇指那么大。在有限的体积下,TWS耳机内部需要塞入很多元器件,包括音频单元、降噪芯片、电池等。



现在,市面上绝大多数TWS耳机,单次使用时间基本都能达到5~8个小时。想要进一步提升TWS耳机的续航能力,厂商的做法有两种:一种是增大电池容量;另一种则是引入快充技术。


虽然增大电池容量并不难,但是这种简单粗暴的方法存在很多问题,比如随着电池容量的增加,电池的体积也会增大,这样一来,耳机腔体部分也会变大、变重,不仅牺牲了部分便携属性,还会影响耳机的佩戴舒适度。而且,在TWS上加入更多的功能,也会加快电池消耗的速度。


至于引入快充技术,并不能从根本上解决TWS耳机的续航问题,因为用户需要将耳机放入充电盒,等待5分钟后,才可以继续使用1小时。 而Wi-Fi HaLow低功耗的特性有助于改善TWS耳机的续航能力,尽管不难带来质的提升,但是最起码要比以前更好一些。



其次是智能手表。 以Apple Watch为例,它可以通过e-SIM功能脱离手机独立运作,而且拥有专门的应用商店,用户可以根据自身需求下载对应的App,这些 *** 作均离不开移动蜂窝数据和Wi-Fi。


传统Wi-Fi最大的瓶颈在于功耗问题。Wi-Fi HaLow在功耗表现方面,由于采用了700~900更低的频率,以及更窄的频道占用宽度,使得功耗与蓝牙、ZigBee等短距离无线传输技术处于同一水平线上。


也就是说,无论是下载安装应用还是长时间使用需要联网的App,支持Wi-Fi HaLow标准的智能手表功耗表现会更低,与之对应的就是续航能力的提升。



最后是智能眼镜。 现在,市面上比较常见的智能眼镜有家用或户外使用两种类型,前者主要用来影音 娱乐 ,比如看、玩 游戏 等;后者则更倾向于接打电话和听歌。


而Wi-Fi HaLow除了低功耗的特性外,还支持远距离传输、多设备连接、更好的穿墙能力以及更强的抗干扰性。 对于家用型智能眼镜,如果路由器位于客厅,在房间内使用时,WiFi连接性会变差。再加上如果家里不止你一人,路由器又不支持Wi-Fi 6的情况下,使用智能眼镜可能会因为网络拥堵问题影响用户体验。如果家用型智能眼镜支持Wi-Fi HaLow标准,上述问题或许都能得到解决。


对于像华为Eyewear这类户外使用的智能眼镜而言,其最大的问题在于网络连接的稳定性。 举个例子,在地铁、公交等信号复杂的应用场景下,使用户外型智能眼镜听歌时,可能会受到外界信号的干扰,导致设备经常断连。相比传统Wi-Fi和蓝牙,Wi-Fi HaLow拥有更强的信号抗干扰能力,可以大幅降低外接信号对智能眼镜的干扰性。




其实,相比智能可穿戴设备,Wi-Fi HaLow更多的作用在于布局AIoT市场。比如智能安防,由于Wi-Fi HaLow最大传输距离为1000米,并支持最多1万台设备同时接入同一连接点,大型商场只需要在一个位置搭建Wi-Fi HaLow的接入点,即可覆盖一公里以内所有支持该标准的监控摄像头。对于商家来说,布局安防监控成本会更低。


而且Wi-Fi HaLow有助于提升智能家居的使用体验,现阶段的智能家居,体验上都不是太好,不是经常断连,就是受到家里其他设备的信号干扰,导致实际使用起来延迟偏高。如果智能家居全部支持Wi-Fi HaLow标准,那么这些问题可能都会得到解决。



事实上,Wi-Fi HaLow并不是什么新技术,早在2016年,Wi-Fi联盟就已经公布了这项标准,只是没有厂商愿意去跟进, 直到2020年,国内珠海泰芯半导体才推出了全球首款基于Wi-Fi Halow标准的量产芯片,但应用场景与普通消费者没有太多联系。


说实话,Wi-Fi HaLow在定位上,与Wi-Fi 6多少有些重叠,毕竟室内应用场景,两者区别并不大。相较之下,Wi-Fi HaLow更适合户外场景。很显然,Wi-Fi联盟在这个时间节点再次宣布该标准,是一个很正确的决定。


不过,考虑到之前该标准从公布到芯片量产再到商用的进度,厂商们可能没有那么跟进并推出相关产品。虽然加入Wi-Fi联盟的厂商不在少数,包括上游芯片厂商英特尔、高通等,下游终端品牌厂商包括微软、苹果、华为等,但是Wi-Fi HaLow标准是否会应用于智能可穿戴领域,最终还要看厂商们愿不愿意,毕竟已经有了“前车之鉴”。

另一家基于蓝牙技术推出的无源物联网方案的公司为Atmosic,是一家创新型无晶圆厂半导体公司,该公司宣称在超低功耗射频、射频唤醒和受控能量收集三大技术方面发力。 其中,超低功耗射频技术是在蓝牙5平台上实现了超低功耗射频功能;射频唤醒技术是为射频提供了轻度休眠模式和深度休眠模式两套感知系统;受控能量收集技术目的是保证功能稳定可用,同时最大限度减少设备和系统对电池电源的依赖。在三大技术支持下,Atmosic目前有两款蓝牙芯片产品,其中其M3系列产品综合应用这三大技术,支持无电池状态下的运行。目前,该公司产品已用于医疗、穿戴设备等领域。

基于WiFi和LoRa的无源物联网创新,笔者在《彻底抛弃电池,5G支持无源物联网,比NB-IoT影响更广泛的技术要来了?》一文中也进行了介绍,主要源于 美国华盛顿大学电子工程学院的研究人员提出了通过对射频信号的反射调制技术来实现无源设备供电和传输数据。 在这一技术指引下,该研究团队研发除了Passive WiFi的无源技术,并进一步将该技术用于LoRa中,实现数百米长距离无源节点传输。

上月, 华为常务董事、ICT产品与解决方案总裁汪涛在一次公开演讲中,提出了面向55G的无源物联网设想,希望5G网络能将无源物联网纳入其中,5G无源物联网的 探索 开始。

虽然无源物联网会带来海量的连接规模,但目前相关技术还并不成熟,接下来可能会经过百家争鸣阶段,随着商用落地,部分技术会形成事实标准,在此之后推动无源物联网规模快速扩展。从目前看,无源物联网发展还是非常分散,正如LPWAN发展历程一样,这一过程也需要很长时间,建立产业生态更为关键。

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目前WIFI芯片主流供应商主要有三家,分别为Atheros,Marvell和broadcom,具体介绍如下:

Atheros:中文名称为创锐讯通讯技术,Atheros是一家年轻的公司,1999年由斯坦福大学的Teresa Meng博士和斯坦福大学校长,MIPS创始人John Hennessy博士共同在硅谷创办,现已和高通合并。

Marvell:中文为美满科技集团有限公司,成立于1995年,总部在硅谷,在中国上海设有研发中心,是一家提供全套宽带通信和存储解决方案的全球领先半导体厂商,针对高速,高密度,数字资料存贮和宽频数字数据网络市场,从事混合信号和数字信号处理集成电路设计、开发和供货的厂商。

broadcom:中文为博通公司,broadcom是全球领先的有线和无线通信 半导体公司。其产品实现向家庭、 办公室和移动环境以及在这些环境中传递语音、 数据和多媒体。 Broadcom 为计算和网络设备、数字娱乐和宽带 接入产品以及移动设备的制造商提供业界最广泛的、 一流的片上系统和软件解决方案。

近期,RISC-V基金会五城巡演来到杭州,阿里巴巴集团作为其白金会员,全程提供关于RISC-V开源架构的技术分享,并邀请RISC-V基金会CEO Calista Redmond到访阿里巴巴集团西溪园区,深入讨论阿里巴巴应用生态与RISC-V芯片生态的对接,共同推动RISC-V技术在国内应用生态的布局和商业化落地。

自诞生以来,RISC-V开源架构就受到广大芯片设计者的关注,并且呈现出高速发展的态势。从最初只在开源社区中受到创客、工程师追捧,到RISC-V基金会已经吸纳了包括谷歌、高通、苹果和特斯拉等主流企业在内的100多家企业会员,RISC-V在当前业界有着非常高的人气值。

坚信以技术驱动的阿里巴巴集团,将快速发展RISC-V CPU开源架构技术,平头哥半导体立足芯片设计行业的上游,为半导体业界加速发展物联网布局助力。

RISC-V五城巡演,助力开展国内开源新生态

历时11天跨越五座城市,在这场由RISC-V与Linux两大基金会合作并开展一系列面向RISC-V架构技术的交流活动中,平头哥带来关于《利用RISC-V生态系统将数据从边缘推向云端》的RISC-V CPU技术分享,与莅临现场的行业观众共同探讨关于RISC-V应用领域的拓展及平头哥生态应用建设等话题。

平头哥半导体进行RISC-V架构技术分享

平头哥蓄势待发,RISC-V必有一席之地

去年9月杭州云栖大会上,平头哥半导体的正式成立,阿里巴巴集团推进云端一体化芯片平台战略发布,开启其在物联网生态持续拓展的又一重大布局。

生态是芯片发展非常重要内容,芯片“越用越好”,“强者恒强”的特点讲的就是生态。生态的发展难度远高于单点技术的突破,它是需要得到市场的广泛认可才行,生态一旦形成,后来者很难在相同的轨道上超越。阿里巴巴是一家以生态见长的公司,无论是淘宝网的商业生态,或是阿里云的技术生态,阿里巴巴始终致力于提供行业基础设施。

随着开源架构简洁、易用的特性和日渐扩大的生态发展趋势,平头哥推出基于开源RISC-V CPU架构的新一代处理器产品,拥有成熟安全处理方案、兼具超小面积及超低功耗的特性,被应用到广泛的嵌入式及物联网领域中。支撑全球芯片产业创新的同时,加大力度投入面向领域的系统芯片平台的研发,针对低功耗MCU、语音识别、机器视觉、无线连接、工业控制和 汽车 电子等领域推出共性芯片平台。

物联网时代下,国内芯片设计企业拥有换道超车的机会

过去数十年,芯片领域面临知识产权受限、生态体系缺失、研发成本高昂、市场需求复杂等诸多挑战,如今蓬勃发展的RISC-V技术,以其开源开放的特性、全球范围内多次流片验证的保证、精简指令降低研发周期和研发成本等优点,为中国芯片行业的加速发展提供了 历史 性机遇。

正如阿里巴巴集团副总裁戚肖宁博士在杭州巡演采访中所表示:“平头哥半导体致力于云计算与物联网芯片的研发,构建端云一体的普惠芯片生态。利用芯片技术优化物理世界数据的产生、加工和使用,与阿里云计算深度融合,打造新一代云与端协同发展的技术体系,在云计算和物联网的两侧同时释放算力。”

今年,平头哥半导体团队将进一步发布更多面向不同应用的嵌入式CPU处理器,积极参与RISC-V开源生态建设,以及二十余项技术标准小组的工作,推动RISC-V技术持续演进。同时也希望RISC-V架构技术在未来更加开放,平头哥将全力协助RISC-V技术在阿里数字经济体中发挥更大作用、为进一步打造全球开源开发生态做出更多贡献。

随着 科技 的发展,物联网已经成为了大多数人所不能离开的一项高新技术,它通过各式各样的传感器实实在在地改变了我们日常生活,在生活中的几乎所有场景都可以见到它的身影。无论是家居、交通还是物流、工业领域,都因为物联网技术而变得更加智能化。

物联网究竟是什么

物联网,顾名思义就是万物相连的互联网,它是由互联网引申出来的含义,目前广泛运用在工业、农业、交通、家居、安保等领域内,有效推动了这些领域的智能化发展,也进一步拓展了发展潜力,将智能与数据化慢慢渗透于这些行业内。

同时物联网不仅可以提供信息传递功能,还具备对信息智能处理功能。它通过每一个传感器上的信息获取能力,通过互联网的方式进行有效传达,做到实时更新数据信息,并与智能分析、AI等技术进行结合,使其通过智能处理技术分析获取的海量信息,实现更有意义的传递。

不过物联网并不能脱离互联网而单独存在,它的核心仍然是互联网。它所收集的海量信息以及分析结果都需要互联网进行传递,这才能够实现万物互联的效果。


物联网当前所遇到的难题

根据GSMA(全球移动通信系统协会)预测,在2020年物联网的连接数将达到126亿,2025年物联网的连接数将达到252亿。虽然已经达到如此体量,但是从物联网推进到普及的过程中,仍遇到不少难题,这也为物联网之后的发展带来一定程度上的阻碍。

由于物联网的传感器身材都比较小,所以能耗问题一直都没有很好地解决。要么需要增加身材,要么需要降低性能,而且耗电量、成本等问题依然是物联网的痛点所在。此外,有很多物联网设备由于使用场景复杂,并无法使用外接电源,而且电池更换成本昂贵,所以低功耗就是物联网在这些场景下的一个最基础必备条件。

虽然目前4G已经大规模普及,而且市面上已经出现了很多5G手机,但是在物联网方向上,大多数物联网设备仍采用2G网络。这与网络覆盖率和成本息息相关,所以这是2G网络迟迟没有退网的一个原因。

此外,由于物联网每天会收集和传输大量信息,所以在安全方面也是物联网一直面对的一个难题。

NB-IoT芯片解决痛点,已经准备就绪

在过去,很多物联网产品每天传输的数据很低,而且不需要高速的传输效率,所以物联网芯片一直以低成本的2G为主。不过随着当前物联网的快速发展,物联网的连接数大幅度增长,过去的2G物联网不足以支撑目前的体量,需要一种新型的技术来引领物联网升级。

于是NB-IoT作为一种覆盖度广、低功耗、低成本的一种新型物联网技术,便进入众多开发者的视野中,这种技术在一些低功耗低成本的通信场景中,相比现在的2G物联网技术表现要更加出色、优秀。

目前NB-IoT芯片行业以华为、高通等一线大厂为主。

NB-IoT能否担负重任?

在提及到NB-IoT行业的前景和展望时,NB-IoT行业经历了四个阶段,分别是燥热、绝望、冷静和成熟,目前产业已经逐渐走向成熟,包括运营商的网络、芯片模组终端应用以及整个市场对于这项技术所持有的期望,这些都是非常理性和成熟的。

过去大家认为包括功耗、成本、性能在内的,这些阻碍NB-IoT发展的几个因素都已经被整个产业一一解决掉了,所以随着运营商网络的进一步的提高覆盖率增强,那么NB-IoT便会得到迅速的爆发。同时,NB-IoT的网络标准会在未来的5年内与5G网络完全融合,在未来的5~8年内,4G网也将开始步入退网通道,所以将与5G网络融为一体的NB-IoT的生命周期也会非常长的。

相比于智能手机这种3C市场来说,目前NB-IoT仍然是一个小市场,它具备非常清晰的细分,当前需求最刚性的就是抄表市场。而对于像共享单车、医疗 健康 设备、资产跟踪管理、宠物跟踪等在内的其他的新型市场来说,这些都是NB-IoT正在 探索 的领域。

总结

未来几年,物联网仍然将保持着急剧式增长,产业需要通过不断更替,吸收新鲜技术才可以保障长久发展。目前已经到了物联网需要更新换代的时刻,在以NB-IoT技术驱动为核心的公司支持下,相信会持续发力,承担起物联网中部分领域的重任。

深圳特区成立40周年之际,首届慕尼黑华南电子展在深圳国际会展中心举办。期间芯师爷专访了全球电子产业链的近20家领先企业、潜力企业的领袖及高管,特别推出“慕名而来·圳好”专题报道,与众多业内人士共同探讨全球电子产业趋势、中国半导体发展和技术创新等热点焦点话题。


本文为芯师爷专访极海半导体资深产品总监王超实录。王超,极海半导体资深产品总监,拥有近20年芯片原厂市场及产品规划经验,曾在ST(意法半导体)、NXP(恩智浦)等企业MCU部门长期任职。

珠海极海半导体有限公司(以下简称:极海半导体) ,是艾派克微电子旗下全资子公司。极海半导体具有20年的集成电路芯片设计经验,现产品涵盖32位工业级通用MCU,低功耗蓝牙芯片以及工业物联网SoC-eSE大安全芯片产品与方案。


采访实录


1、您对慕尼黑华南电子展的初印象是什么?

极海半导体资深产品总监王超:

慕尼黑华南电子展在深圳虽是首次开展,但其实在电子行业内闻名已久,慕尼黑电子展在行业内的影响力以及展会策划能力是值得信赖的。所以这一次就先祝本次电子展完圆满成功。


2、本次参展极海半导体带来了哪些新的产品展示?请介绍下它们的性能特色、主要优势等。

极海半导体资深产品总监王超:

关于新产品, 极海这次带来了两个系列产品,一是通用32位MCU系列;二是针对于高端工业物联网领域的大川GS系列

32位通用MCU系列中,极海推出了工业级扩展型APM32F072xB和工业级增强型APM32F051x8系列MCU新品。

这两款MCU采用全新的制造工艺,新增电容触摸功能和HDM CEC接口,可精准识别触控输入指令,满足高级控制应用需求,实现了比市场主流竞品低50%的超低运行功耗、高1倍以上的Flash擦写速度。

另外我们今年还推出了5款针对高端工业物联网领域的大川GS系列SoC-eSE大安全芯片。这个系列产品全系列产品都是基于国产平头哥玄铁CPU,支持双核、4核到7核的多核异构架构,符合国密二级标准,并采用国内领先水平的嵌入式eSE安全单元技术,具备全方位一体的安全防护能力,相比市面上较多的独立安全芯片方案,大川eSE单芯片SoC方案具有更高集成性、更低功耗和更高安全性。

3、极海半导体成立的契机是什么?目前极海半导体的产品布局是怎样的?

极海半导体资深产品总监王超:

极海半导体前身是艾派克微电子2015年成立的物联网芯片事业部,经过了4年的内部孵化,为顺应物联网的行业的蓬勃发展,于2019年12月正式成立为独立运营公司。

其实当公司业务做大,需要扩增规模进入下一个领域的时候,大多都会采用这种矩阵形式来经营管理,成立独立公司有助于子公司的业务灵活运营,便于激励和业绩考核。

目前母公司艾派克更聚焦于打印机及打印机周边芯片开发,极海的主营业务主要在打印行业以外,现 产品涵盖32位工业级通用MCU,低功耗蓝牙芯片以及工业物联网SoC-eSE大安全芯片产品与方案。

4、截止当前,极海半导体的MCU系列产品在技术和市场上有何新发展?

极海半导体资深产品总监王超:

在市场方面,极海 APM32系列MCU自2019年量产发布以来,已广泛应用于消费电子、智能家居以及医疗设备领域。且极海已经通过IEC61508认证拓展至工业领域, 与国内工业智能制造的标杆企业建立了密切合作 ,为工控核心设备提供高安全、高可靠性国产MCU产品方案。目前极海已经在定义和设计M4和M7内核的中高端MCU。未来,极海还将布局高价值、高门槛的车规MCU市场,实现MCU领域的全行业覆盖。

从技术上来说,极海的产品有以下几个优势:

1)稳定可靠 :全系列产品工作温度覆盖-40 ~+105 ,ESD等级高达8KV,抗干扰性强,可满足严苛工作环境需求。

2)可移植性好 :有助于客户降低芯片替代成本,缩短产品开发时间,加速产品上市。

3)安全性高: 已通过中国IEC61508和USB-IF认证,并支持工业级MCU+安全芯片产品组合,符合工业和车用高可靠性标准,目前正在申请德国相关认证。

4)定制能力强 :基于极海多年的产品开发经验,极海能满足客户多种内核、多种架构的SOC的定制需求。

5、近两年国产MCU发展得比较快,市场出货量不断攀升,您如何看待现在的国产MCU市场?

极海半导体资深产品总监王超:

目前5G新基建、人工智能以及物联网万亿级市场的持续发展,为国产MCU带来了广阔的市场空间。另外,中美贸易战也催化了芯片国产替代进程,在内外因素的双重影响下,国产MCU迎来了新一波快速发展的机遇。

但值得注意的是,国产MCU虽然在加速发展,但目前来说主要集中在中低端应用领域,高端市场仍被国外厂商占据主导地位。

6、在未来的规划中,极海半导体的MCU将在哪些方面加强产品优势,增强市场竞争力?

极海半导体资深产品总监王超:

从极海来说,未来一方面将加大MCU芯片研发投入和技术创新力度,为客户提供更低功耗、高更性能、更高稳定性和性价比的产品。极海将在2021年年底推出基于M4内核的中高端产品,基于M7内核的芯片也在积极筹备中,意向客户们也可以找极海多交流。

另外, 针对高端工控领域,我们将推出工业级 MCU+安全 芯片的产品组合策略;针对消费电子领域,我们将提供基于 MCU+蓝牙、MCU+传感器、MCU+WIFI、MCU+认证 等方案,为市场提供更多面向不同场景的定制化方案。

7、 极海半导体的大川系列是安全芯片,您认为芯片设计该从哪些方面保障物联网的安全?

极海半导体资深产品总监王超:

极海大川GS系列安全芯片设计是从以下3个方面去保障物联网的安全性:

一是芯片的安全化+可靠容错设计 :通过构建可信执行环境和可定制化的硬件机制,保障物联网安全资源的机密性和完整性。

二是采用高集成度的eSE嵌入式芯片设计 :以安全子系统是作为单芯片内嵌模块,可实现多位一体的安全防护,这样能有效保障芯片器件自身安全以及物联网数据信息安全。

三是多核异构芯片设计 :采用全国产平头哥玄铁CPU,可提供双核、4核至7核的灵活混编CPU内核设计,具备“业务应用加速与安全防护”双重优势,支持物联网特定领域的专用IP定制。

8、现在市场如何看待物联网的安全问题?

极海半导体资深产品总监王超:

随着物联网万亿级市场的持续发展,像用户的数据被窃取,终端的设备遭到非法地 *** 控等安全威胁也越来越多地暴露出来。这样一来保障物联网数据传输、设备连接过程中的信息安全,对于稳定有序的互联时代的发展至关重要。

尤其是国际贸易争端加剧,现在 越来越多的国内企业开始关注和重视物联网安全问题,并且急切 寻求安全的国产芯片替代方案。 所以极海除了刚才提到的大川GS系列安全芯片,未来还将不断推出专注于物联网安全的产品和方案。

9、您对明年慕展有什么期望?是否会继续参会?

2021年我们会继续支持慕尼黑华南电子展。同时也期待我们在展会上能不断提升品牌知名度,收获更多优质客户。

根据产业信息网发布的数据,预计在2025年物联网连接数达到251亿台,复合增长率达到153%。而物联网终端设备的增长,也刺激了相应的市场需求。据IDC数据显示,2020年至2022年,全球WiFi和蓝牙芯片的出货量分别为91亿颗、98亿颗,以及102亿颗,2017年至2022年间的复合增长率约为63%。
随着5G、物联网的发展,通信芯片也将迎来新的局面,无论是市场需求的提升,还是政策红利等的释放,都会让这一领域受到更大的关注。对于国产通信芯片企业而言,而是难得的“转折点”。事实上,近年来,国产通信芯片企业正紧跟通信技术的发展步伐,紧抓市场空白不断打磨自身技术及产品,逐渐有了可以和国际巨头争夺市场的机会。
由国内领先的半导体电子信息媒体芯师爷举办的“2022年硬核中国芯”评选,汇聚了百余家中国半导体芯片产业的知名企业、潜力企业。本文精选了今年参评的近20款通讯类芯片产品,以期为市场提供优质产品选型攻略。
以下产品排名不分先后
智联安
智联安成立于2013年,是一家专业从事蜂窝物联网通信芯片研发的IC设计企业。自创立以来,智联安始终坚持核心技术自主创新,公司现阶段主要产品为5G NB-IoT、4G LTE及5G NR蜂窝通信芯片。
5G高精定位芯片
MK8510
MK8510为首款5G高精度低功耗定位芯片,采用28nm先进工艺,符合国内三大运营商在5G NR FR1频段的要求,单芯片集成MCU、基带处理器、模拟单元、射频及电源管理模块,真正实现5G NR下一代蜂窝物联网单芯片定位解决方案。
芯翼信息科技
芯翼信息科技成立于2017年,目前,公司已构建了属于自己的中低速率物联网芯片版图,并在智慧城市、智慧物流、智慧农业、可穿戴设备等领域广泛落地。其自主研发的超高集成度5G NB-IoT系统单芯片SoC XY1100已率先推出并实现规模商用,渗透到水表、燃气表、定位追踪、智慧城市等消费终端领域。
5G NB-SoC
XY1200
芯翼信息科技XY1200作为新一代NB-IoT高集成度单芯片,具有超高集成度、超低功耗、支持免32K晶振设计、免校准设计、丰富的安全引擎等优势,将于2022年下半年推出,面向智能表计、智能烟感、定位追踪等应用领域。其CPU主频可调范围更大,AP接近专业级MCU功耗水平;Memory配置更多,方便客户使用,兼顾成本和灵活性。
5G AIoT SoC
XY2100S
芯翼信息科技自主研发的XY2100S,是业界首次把通讯、低功耗MCU(计算)、传感器模拟前端(感知)等多种功能集成在单芯片(SoC)。作为全球首颗公共事业(表计+烟感)行业专用NB-IoT SoC,XY2100S集成低功耗MCU,解决了MCU模式下的功耗瓶颈,主要面向智能表计、烟感等应用领域。
桃芯科技
桃芯科技成立于2017年,是一家物联网终端芯片提供商,公司专注于BLE 50及以上通信协议技术,始终坚持自主研发关键核心技术,以品质为基石,在国内率先推出拥有自主知识产权的BLE 50/51/53芯片,打破了由国际知名蓝牙厂商垄断中高端市场的局面。
ING916X系列
ING916X系列芯片拥有自主知识产权完整协议栈技术、混合信号SOC及低功耗技术、蓝牙+定位技术,可广泛应用于AoA/AoD定位、超低功耗传感器应用、汽车、Mesh自组网、HID、智能电网、智能表计、工业智能、智慧农业等领域。
方寸微
方寸微成立于2017年,公司致力于国产高端密码处理器、高性能网络安全芯片、高速接口控制芯片的研发、设计和销售。作为网络安全SoC处理器的核心供应商,方寸微产品已大量商用于各类信息安全终端,在集成电路架构设计、安全密码算法、核心技术自主可控、大规模量产及品质管控等综合能力上具有国内领先的优势。
国产高速USB30控制器芯片T630
T630芯片集成国产32位高性能RISC CPU,支持USB30、MUXIO、I2C等多种接口,可快速在嵌入式主板上与FPGA/CPU进行对接通讯,作为USB30外扩芯片与PC或服务器实现数据传输。可广泛应用于视频采集卡、视频会议摄像头、监控摄像头、数字摄录机、工业照相机、测量和测试设备、医疗成像设备、打印机、扫描仪、指纹采集终端等众多电子产品。
翱捷科技
翱捷科技是一家提供无线通信、超大规模芯片的平台型芯片企业。公司专注于无线通信芯片的研发和技术创新,同时拥有全制式蜂窝基带芯片及多协议非蜂窝物联网芯片设计与供货能力,且具备提供超大规模高速SoC芯片定制及半导体IP授权服务能力。目前,已成为国内少数同时在“5G+AI”领域完成技术和产品突破的企业。公司各类芯片产品可应用于以手机、智能可穿戴设备为代表的消费电子市场及以智慧安防、智能家居、自动驾驶为代表的智能物联网市场。
ASR595X
ASR595X是一款低功耗、高性能、高度集成的Wi-Fi 6+Bluetooth LE 51 combo SoC芯片。其支持目前最新的Wi-Fi 6协议,也支持WPA3、OFDMA、TWT、MU-MIMO、LDPC等关键功能,同时配合内部集成的BLE 51协议提供更便捷和快速的BLE配网方式。既可作为主控芯片使用,也可作为WLAN连接的功能芯片搭配外部主控。搭载芯来科技RISC-V处理器内核,支持鸿蒙OS、阿里OS、FreeRTOS等多 *** 作系统。可广泛适用于如智能照明、安全、遥控、电器等各类应用,家庭自动化、可穿戴式电子产品、网状网络、工业无线控制、传感器网络等产品。
ASR1803
ASR1803是翱捷科技新一代LTE Cat4芯片,采用了22nm先进成熟工艺;集成了ARM Cortex A7处理器;支持4层1阶PCB;支持RTOS和Linux *** 作系统;所占内存小,可为客户不同产品的开发提供灵活选择。为使客户产品能有更快的boot速度,该芯片支持全新的动态电压调节技术及QSPI NOR/NAND Flash,能有效降低工作电压、降低功耗。该芯片可广泛应用于民用及工业与行业应用当中。
ASR1606
ASR1606作为翱捷科技新一代LTE Cat1 bis芯片,采用了更高集成度的单芯片SoC方案、先进成熟的22nm制程工艺并且集成了主频达到624MHz的ARM Cortex-R5处理器以及Modem通信单元、Codec音频单元、PSRAM+Flash存储单元和PMIC,使得芯片封装尺寸更小、性能更强大。可广泛应用于各类标准数据模块,并且在Tracker、共享设备、电网、车联网及各种形式智能硬件等领域拥有出色表现。
北极芯
北极芯成立于2019年,是一家以RISC-V指令集架构为基础,自主研发异构网络融合通信标准IARV-IPRF架构,专注于IA-AIIPD通信芯片、IA-3DIPD存储芯片、智能应用处理器SoC的设计公司。北极芯以“自由、开放、创新”为理念,通过资源整合、技术与业务模式创新,构建完整的“信息技术应用创新生态”产业链,以提升中国基础软硬件核心竞争力。
AIoT通信芯片/IA-RF
北极芯AIIPD芯片/IA-IPRF是一款兼容多协议、宽频宽带半双工/全双工射频无线收发器芯片,集成两个独立的可编程频率合成器。该芯片的频率、带宽及增益可编程能力使其成为多种收发器应用的理想选择。该收发器既集成RF前端与灵活的混合信号基带部分为一体,也集成可编程时钟产生模块,使ADC&DAC采样可编程。
芯象半导体
芯象半导体成立于2014年,公司专注于高集成度数模混合SoC通信芯片设计,目前已形成较为完善的通信类、主控类以及计算处理类芯片产品线。主要应用领域为用电信息采集、低压智能配电物联网、数字光伏管理,智能用电管理等。
SIG800E
SIG800E是一款HPLC+HRF双模方案级SoC芯片,算力、连接一体化架构,适配未来数字能源领域对边缘算力需求的强劲增长。该芯片可双模通道独立工作,融合自组网,独立完成主控、拓扑识别、模拟量采集、HPLC+HRF双模通信功能。在配网自动化、分布式光伏发电、智能家居等领域,可帮助客户打造算力领先,成本极致的一站式解决方案。
移芯通信
移芯通信成立于2017年,公司专注于蜂窝移动通信芯片及其软件的研发和销售,所有核心技术和IP全部自研,包含算法&架构、射频、基带、SoC、协议栈软件、平台&应用软件和硬件方案,致力于设计世界领先的蜂窝物联网芯片。自成立以来,移芯通信已向市场推出两款NB-IoT芯片、一款Cat1bis芯片,均已量产。目前,移芯通信已完成累计超15亿元人民币融资。
NB-IoT芯片
EC616S
EC616S为业内首颗外围仅需18颗器件的超高集成NB-IoT芯片,其采用QFN52封装,芯片尺寸仅66mm,支持NB最小模组尺寸1010mm设计。EC616S主要应用于LPWA低功耗广域网通信及物联网领域,适用于低功耗,广覆盖,低速率,大容量的广域网连接应用,面向智能表计、智能烟感、定位追踪、共享经济、工业互联等物联网领域。
Cat1bis芯片
EC618
EC618为全球首款基带、射频、电源实现一体化设计的高集成度Cat1bis芯片,内部集成电源管理芯片,外围器件数量减少30%以上,尺寸仅有61mm61mm,以更低成本支持客户多样化功能需求。同时,其极低的待机功耗可以极大延长终端产品待机时间,满足用户超长待机需求,更好地适配于Tracker、可穿戴、共享、对讲等应用场景。
千米电子
千米电子成立于2019年,针对物联网行业存在的关键问题,历时五年多成功研发出LaKi超低功耗实时广域网技术,包括MAC层的LaKiplus和PHY层的射频SoC,这也是目前全球唯一能够同时实现广覆盖、低功耗和低时延的无线通讯技术。其带宽高达1MHz,大幅提升了物联网的投资回报,适合物联网低成本大规模海量终端接入,具备成为物联网基础设施核心技术的潜力。
LK2400A
LK2400系列是根据物联网通讯和数据特点定制的射频SoC芯片,集成了32位CPU、射频、基带、时钟、功率放大、AES128加密等,在1秒响应的长距离通讯时年功耗只有30mAh左右,比其他无线技术低两到三个数量级,可广泛应用于速率1Mbps以内的大多数物联网应用。
磐启微
磐启微成立于2010年,是一家智慧物联网、工业互联网芯片设计企业,目前公司拥有低功耗远距离ChirpIoT系列、多协议系列、BLE-lite系列三大产品,广泛应用于资产管理、室内定位、工业互联、智能家居、智慧城市等领域。磐启微以“物联互联”为基本,着眼于国家三大基础设施建设,矢志成为国际一流的芯片设计企业。
PAN3029
PAN3029是一款采用ChirpIoTTM调制解调技术的低功耗远距离无线收发芯片,支持半双工无线通信,通过自由网关可兼容LinkWANTM协议。该芯片具有高抗干扰性、高灵敏度、低功耗和超远传输距离等特性。最高具有-142dBm的灵敏度,22dBm的最大输出功率,产生业界领先的链路预算,使其成为远距离传输和对可靠性要求极高的应用的最佳选择。
博流智能科技
博流智能科技成立于2016年,是一家专注于研发世界领先的超低功耗、智能物联网和边缘计算等领域的系统芯片,并提供智能云平台整体解决方案的企业。同时,公司自主开发了完整的超低功耗MCU与高精度模拟sensor hub技术平台,多模无线联接技术、音视频处理与人工智能算法/神经网络处理器(NPU)技术,能自主完整实现单芯片多技术集成的SOC芯片研发。
BL606P
BL606P是一款支持Wi-Fi/BT/Zigbee三模通讯协议、同时集成多路麦克风阵列语音Codec和双核处理器的SoC单芯片,是智能语音领域具有高性价比的解决方案,可用于智能音箱、智能中控面板等领域。
BL616
BL616是国产首款基于WiFi6通讯协议的Wi-Fi/BT/Zigbee三合一SoC芯片,该芯片同时支持语音codec、视频DVP sensor、以及DBI/RGB屏显,适用于智能家居、低功耗门铃、AIOT中控面板等领域。
炬芯科技
炬芯科技股份有限公司成立于2014年,于2021年科创板上市。总部位于珠海,在深圳、合肥、上海、香港等地均设有分部。炬芯科技是中国领先的低功耗系统级芯片设计厂商,专注于中高端智能音频SoC的研发、设计及销售,为无线音频、智能穿戴及智能交互等智慧物联网领域提供专业集成芯片。公司主要产品为蓝牙音频SoC芯片系列、便携式音视频SoC芯片系列、智能语音交互SoC芯片系列等,广泛应用于智能手表、蓝牙音箱、蓝牙耳机、蓝牙语音遥控器、蓝牙收发一体器、智能教育、智能办公等领域。
ATS2831P
炬芯科技ATS2831P系列采用CPU+DSP双核异构架构,支持最新的蓝牙53标准,支持LE audio,集成了蓝牙射频(RF)和基带、电源管理单元(PMU)、音频编解码器及微控制单元(MCU)等模块,集蓝牙发射和蓝牙接收功能于一体,规格完整,性能领先。在提供超低延时的高品质音频信号传输的同时,通过内置的高性能DSP实现后端音效处理和AI降噪算法进一步提升整体音质表现。
力合微电子
力合微电子成立于2002年,是行业领先的物联网通信芯片企业,公司专注于电力线载波通信技术和芯片开发。在物联网底层通信、算法及芯片设计拥有完整核心技术。针对物联网应用,力合微电子推出基于电力线的统一通信接口 PLBUS PLC专用芯片方案,实现“有电线,即可通信”。公司核心技术与芯片产品已广泛应用于智能家居全屋智控、智能照明、智慧城市路灯照明、工业物联控制等领域。
PLBUS PLC
电力线通信系列芯片
PLBUS PLC全屋智能电力线通信芯片是为物联网(智能家居)智能终端提供完全自主研发、高集成度、高性能、高性价比基于电力线通信的SoC芯片,实现“通过电线,即可通信”。其符合国家标准3198331以及国际PLC标准IEEE19011,内置高性能MCU,集成了完整的物理层通信协议。开创了国内OFDM窄带PLC时代,也成为电力线通信国家标准的基础。
华冠半导体
华冠半导体成立于2011年,是一家专业从事半导体器件研发,封装、测试和销售为一体的国家高新企业。公司拥有国际先进的半导体集成电路封装测试生产线,具备实现年产值3亿人民币,年出货量20亿块集成电路生产能力。目前产品有电源管理、运算放大器、逻辑器件、MOSFT以及特殊电路等,主要应用于汽车电子、医疗电子、物联网、网络通讯等领域。
HGX3075
HGX3075是一款具有热插拔、失效保护、±16KV ESD保护的33V RS485收发器,可广泛应用于RS-422/485通讯方案、数字电表、水表、工业控制、工业电脑、外设、安防监控、路由器等项目。
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STM32应用广资料多,性能较好,外设丰富,但是功耗相对高
CC2530就是给物联网设计的芯片,功耗极低,价格也相对低,关于物联网开发的资料是相对要多的
个人推荐是用CC2530


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