完善低功耗物联网平台,旋极星源布局无线通信技术新赛道
作者 | 半导体行业观察2022-01-24
随着物联网的不断普及与发展,人们在生活、工作方面对无线网络通信技术不断提出更新的要求,为了满足人们工作、生活的需要,近年来,无线通信技术得到了飞速的发展,所应用的领域不断地拓宽,无线通信技术不断的更新换代。

什么是无线通信技术?

无线通信(Wireless communication)是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。无线通信技术自身有很多优点:成本较低,无线通信技术不必建立物理线路,更不用大量的人力去铺设电缆,而且无线通信技术不受工业环境的限制,对抗环境的变化能力较强,故障诊断也较为容易,相对于传统的有线通信的设置与维修,无线网络的维修可以通过远程诊断完成,更加便捷;扩展性强,当网络需要扩展时,无线通信不需要扩展布线;灵活性强,无线网络不受环境地形等限制,而且在使用环境发生变化时,无线网络只需要做很少的调整,就能适应新环境的要求。

完善低功耗IOT平台,旋极星源布局无线通信技术新赛道

图片来源于网络

常见的无线通信(数据)传输方式及技术分为两种:“近距离无线通信技术”和“远距离无线传输技术”。

近距离无线传输技术包括WIFI、蓝牙、UWB、ZigBee等,信号覆盖范围则一般在几十厘米到几百米之间。近距离无线传输技术主要应用在局域网,比如家庭网络、工厂车间联网、企业办公联网。

远距离无线传输技术包括Sigfox、NB-IoT、Sub-G、LoRa等,信号覆盖范围一般在几公里到几十公里。远距离无线传输技术主要应用在远程数据的传输,如智能电表、智能物流、远程设备数据采集等。

物联网时代的应用场景呈现碎片化的特点,不同的无线通信技术有着不同的特点,各有优势与劣势,在组网、功耗、通讯距离、安全性等方面各有差别,一种无线通信技术并不能通吃所有的物联场景,因此拥有不同的适用场景。

根据自身的特点,与细分物联网场景紧密结合

汽车导航、无人驾驶、智能手机、智能穿戴、健康医疗、智慧城市、工业领域等应用遍地开花,这其中核心芯片的性能又直接影响着下游各类应用的表现,高集成、高安全、高性价比、低功耗、多兼容的芯片促使下游应用向更加多元化方向发展。在这种趋势下,如何提高企业产品性能成为产业聚焦的核心,旋极星源给出了答案。

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近年来,在国产替代大趋势下,国内芯片、IP企业蓬勃发展。旋极星源作为国家高新企业,在射频IP领域一直名列前茅,自创建7年以来,在低功耗物联网、卫星导航等领域不断深耕。截止目前,已拥有专利技术55项,设计研发和批量生产出50余款芯片和IP产品。同时,旋极星源根据自身特点,精准把握市场需求,抓住巨大市场空间,积极布局具有代表的无线通信技术赛道,与细分物联网场景紧密结合。旋极星源业务覆盖了“远、近”两大产品线,已广泛用于既有市场和新兴市场的各种场景。

  • 满足国家电网Sub_G+PLC双模标准的射频指标要求

Sub-GHz(即频率为1GHz以下,27MHz~960MHz)是无线通信的重要领域之一。基于Sub-GHz的各种无线技术已广泛应用于各行各业,涵盖消费电子、汽车、工业和医疗等。

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相较于其他无线通信技术,Sub-GHz波段技术是唯一能够通过简单的软件设计就能覆盖整幢建筑的无线连接技术,而随着物联网的发展应用,对无线电频率的资源需求也越来越多,尤其是无线远距离的低功耗广域网络。Sub-GHz给以数据传输和通信为主的物联网应用带来了创新机遇,无线组网、规模化应用部署是数据应用的主要特点,主要的典型应用是无线抄表(如电表、气表),工业物联网对Sub-GHz有着更为广泛的应用需求。因此,对于物联网应用而言,Sub-GHz频段技术的魅力,在于能够在保证整体连接稳健耐用的情况下提供最远的范围和最低的功耗。

旋极星源自主研发的AGP2142 Sub_GHz Transceiver IP,拥有超低功耗、超小面积、超高集成度,同时性能指标达到国际先进水平。适用于国家电网Sub_GHz+PLC双模新标准和各类自组网应用。借助Sub-GHz自组网系统不仅可以应用在智慧城市建设中,还可以为工业、农业以及环境监测提供智能解决方案。已量产使用于国家电网双模组网部署中,成功商用授权给多家国家电网领域芯片上市公司。

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  • 高精度GNSS定位满足多种应用需求

GNSS技术是指通过观测GNSS卫星获得坐标系内绝对定位坐标的测量技术。GNSS是所有导航定位卫星的总称,凡是可以通过捕获跟踪其卫星信号实现定位的系统,均可纳入GNSS系统的范围。

卫星系统可向用户提供高质量的定位、导航和授时服务,已成为重要的空间信息基础设施,在国防安全和国民经济建设发挥着十分重要的作用。GNSS定位技术具有全天候、高精度、覆盖全球、自动化程度高、实时服务能力强等优点,已经广泛应用于个人位置服务,道路交通管理,应急救援,海运和水运,航空运输,智慧农业牧业,铁路智能交通等。

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目前全球多种导航系统并行发展兼容互操作,整个行业经历了一波又一波的技术迭代。GNSS接收机的尺寸、重量、功耗、成本、性能等不断演化。也随着应用在工业、汽车、消费者领域对高精度定位产品需求的不断增长。从市场需求来说,定位的精度是越高越好,所有的定位技术也在精度方面不断地进行突破,而成本也在产业规模化之后逐渐地降低,“高精度、低成本”的定位方案无疑是未来市场的趋势。

据相关机构数据,亚太地区是GNSS导航卫星系统定位芯片最大的消费市场,占收入市场份额的65%以上,其次为北美和欧洲。2020年,全球GNSS芯片市场规模达到了176亿元,预计2026年将达到252亿元,年复合增长率(CAGR)为4.9%。

卫星导航的定位精度、可靠性和时效性,也直接决定了它的应用价值。如今的低功耗GNSS接收机可以跟踪更多的卫星星座,每个星座都支持多个频段,从而以更快的速度、更低的功耗提供更高定位精度。一直专注在卫星导航领域多年的旋极星源,基于业界成熟工艺制程,针对市场应用创新研发了一系列的GNSS芯片、IP产品,支持全球四大导航体系,提供高集成度、高精度、多模多频段、多通道射频收发芯片的设计。目前,最新推出了国内唯一的高集成度、多模多频段五通道、22nm工艺节点的GNSS RF IP产品。可配置为高线性模式和低功耗模式,以满足多种应用需求。

  • 基于位置服务的UWB高精度定位

UWB技术作为一项新兴的技术产业,不同于传统的通信技术,它通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输的。由于脉冲时间宽度极短,因此可以实现频谱上的超宽带:使用的带宽在500MHz以上,也可以采用高精度定时来进行距离测算。

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传统的卫星信号会受到建筑物的干扰无法穿透建筑物,不能实现室内定位。在过去的两年里,UWB基于位置的功能帮助它打入主流消费电子产品市场。UWB室内定位具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此,超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航,且能提供十分精确的定位精度。基于UWB的室内定位方案正在逐步渗透机场、展厅、 写字楼、仓库、地下停车、监狱、等需要使用准确的室内定位信息的应用。

随着时代的发展,室内定位的业务场景却越来越多,用户对室内定位的需求越来越强烈。旋极星源跟随市场的变化和需求在UWB赛道提前布局,推出的UWB射频前端芯片,完成3.8G-4.5GHz宽带脉冲调制信号,芯片集成SPI接口,采用COMS工艺实现高度集成的接收芯片。同时可以根据客户的定制需求进行反馈和更新迭代。

产品结构框图

产品结构框图

  • 蓝牙技术演进加速应用渗透

目前物联网应用的无线通信技术众多,WiFi、ZigBee以及LoRa技术都是物联网发展的强力支撑,且都在物联网各领域有着广泛的应用场景。蓝牙赛道已然是一片红海,许多龙头企业都纷纷入局蓝牙,为什么我们还选择蓝牙?

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从蓝牙的定义可以看出,它的核心是短距离无线电通信。作为一项发展近20年的无线技术,是全球部署最广泛的无线物联网连接技术之一,从1.0版本到现在的5.3版本,蓝牙的产业化优势逐步凸显,蓝牙的技术逐步成熟,这不仅大大降低了设备之间的长距离、多设备通讯门槛,还为 IOT 在城市建设、工业仓储、医疗等各类行业发展带来了难以想象的巨大空间。

蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)发布的2021蓝牙市场报告预测,至2025年,蓝牙设备的年出货量将从2020年的40亿台增长至60亿余台,2020-2025期间年复合增长率(CAGR)为10%。低功耗蓝牙单模式设备的出货量预计将在未来五年内增长三倍以上。低功耗蓝牙将继续对市场产生决定性影响,预计到2025 年,96%的蓝牙设备将包含低功耗蓝牙。

物联网的连接根据应用场景的不同具有多种模式,蓝牙可以实现多层次的连接,如音频、定位以及物联网领域的应用连接,可以使得应用厂商更好的满足客户需求。此外,蓝牙成熟的技术,已经普遍应用在TWS耳机、手机、平板电脑和其它PC设备及智能穿戴中。而且,随着蓝牙Mesh技术的不断完善,蓝牙对于物联网的适用性将会更强大。越发丰富的物联网应用场景,也让无数厂商察觉到,蓝牙除了连接之外,还有更多实现场景上的可能性。

不同无线通信技术的互补性、独特性日益明显

众所周知,随着通信技术的不断演进,5G 技术应运而生,随时随地万物互联的时代已经来临。满足不同社会群体的信息个性化需求是未来市场的发展趋势,以市场需求为导向的同时,加快个性化创新脚步,在了解客户个性化需求的基础上,及时开展技术的革新与应用,以Sub-G、蓝牙、UWB为代表的无线通信技术,仍然有很大的发展空间和市场机会。

无线通信技术在不断完善与发展,其技术在实际应用的过程中不断创新突破,无线通信技术的全覆盖需要一定的过程,每种无线通信技术不是万能的,每种技术都在最大限度内实现互补,促使无线通信技术之间的互补性日益明显,符合现代无线通信技术的发展需要。

旋极星源作为国内领先的基于自主半导体IP无线连接解决方案提供商,核心团队深耕数模混合信号领域十余年,此次布局蓝牙,是基于自身强大的研发能力和经验积累优势,逐步完善公司低功耗IOT平台。同时为移动通信、物联网IoT、卫星导航等应用领域提供高性能、超宽带、超低功耗的射频IP产品。旋极星源掌握了射频芯片设计5大核心技术,芯片技术指标均已达到国内领先、国际先进水平;同时也拥有芯片量产的6大关键技术,完成了从研发到量产的跨越。公司为各个应用领域的客户提供了专业、优质的射频芯片定制服务和IP授权服务,满足客户对无线通信芯片的各种需求。

结语

创新促使竞争生态结构的改变,它提供我们挑战传统的新观念,促使我们推动全球分工的新思维,技术整合的新方法,人才培育的新理念。

无线通讯技术的广泛使用,使信息传输过程不受时间、距离和空间的限制,信息传递灵活可靠,给人们的生活和工作带来了巨大的变化。但有利也有弊,时代是快速向前发展的,无线通信技术所面临的机遇和挑战是需要大家共同去实现的,无线通信技术在不同领域的运用和成效都使其备受关注,也有了更高的期盼。随着国内企业技术的不断突破,产品不断创新,相信未来无线通信技术能给人们的工作和生活带来更好的服务体验。


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