重磅!半导体龙头安世收购无源物联网明星企业,能量采集领域火了
作者 | 物联网智库2022-11-14

对环境能量进行采集并有效管理,是无源物联网的核心技术,此前这一领域更多是一些小型或创业企业参与,而安世半导体收购Nowi,体现了半导体龙头企业对于这一领域的重视,从一定程度上加速了无源物联网产业的发展。

智次方

近日,闻泰科技旗下安世半导体发布新闻稿,宣布收购了荷兰半导体公司Nowi,该公司成立于2016年,主要产品为能量采集电源管理芯片,其芯片可以对从环境收集到的微弱能量进行有效管理,为物联网传感器、电子标签、智能手环等场景提供能量支持。

对环境能量进行采集并有效管理,是无源物联网的核心技术,此前这一领域更多是一些小型或创业企业参与,而本次安世半导体收购Nowi,体现了半导体龙头企业对于这一领域的重视,从一定程度加速无源物联网产业的发展。

环境能量采集已成为无源物联网的重要实践

无源物联网并非不用能源来驱动物联网系统工作,而是通过能量采集技术,将外界能量利用起来,供物联网终端或传感器工作,环境能量采集技术在无源物联网中发挥着和核心作用。笔者曾在《从“入门”到“头秃”,一文搞懂“无源物联网”》一文中总结了环境光能量采集、震动能采集、热能采集和射频能量采集以及微能量管理的相关内容。

Nowi作为环境能量采集和微能管理的代表性创业企业,将环境能量采集和微能量管理技术封装到芯片中,推出多款能量管理芯片,并与多家物联网芯片、模组厂商合作,给物联网节点供能。Nowi合作的案例中,一个最为典型的特征就是让物联网模组或节点可以抛弃电池,通过环境能量采集实现“终身供电”和免维护,推动无源物联网落地。截至目前,Nowi已经为NB-IoT、LoRa、Sigfox、蓝牙合作伙伴提供环境能量采集和微能管理的方案。

众所周知,NB-IoT的大部分场景都需要电池供电,可以实现数年甚至10年以上的免维护,但不少场景的生命周期可能更长,或者维护环境非常恶劣,电池供电面临很大挑战。环境能量采集就能够发挥作用。

早在2019年,Nowi就和海思半导体合作,推出能源自给的NB-IoT平台,并在2020年实现第二代升级。该平台是基于海思的Hi2115 NB-IoT解决方案和Nowi的NH2能量收集电源管理芯片,通过能量收集供能为芯片和模组长期供电,支持NB-IoT传输。在这一方案下,NB-IoT能够支持一些需要长期免维护的场景。

在今年的世界移动通信大会(MWC)上,日本村田公司、德国电信以及Nowi合作推出了“能源自主蜂窝物联网开发解决方案”,这一方案被称为NB-IoT自主开发方案(Autonomous NB-IoT Development Solution,ANDS),号称全球最小的能源采集NB-IoT模块。在这一方案中,村田提供其小尺寸的1YS NB-IoT模组,德国电信的nuSIM直接集成到村田公司的模组,Nowi提供其NH2能源采集芯片,该芯片体积为3x3mm,可为解决方案提供永久供能。这一方案涵盖了无线通信、电源管理和SIM管理。

重磅!半导体龙头安世收购无源物联网明星企业,能量采集领域火了

能量采集技术也支持LoRa节点免电池工作。2021年4月,日本村田公司与Nowi公司合作推出无电池LoRa方案参考平台,该平台使用村田的LoRa模块,由Nowi的能量采集电源管理芯片,该电源管理芯片为Smtech的LoRa收发器以及意法半导体的MCU供给能量。在这一参考平台下,一些场景可以大范围部署无电池的低功耗广域网络节点。

Sigfox虽然经历了破产保护和被收购,但其毕竟在全球数十个国家已经开展业务,涵盖大量低功耗广域网络场景,Nowi也在支持免电池的Sigfox方案中发挥作用。在今年的CES大会上,Nowi和巴西HT Micron发布了基于微能管理芯片的Sigfox开发板,为Sigfox相关传感器场景提供长期能量来源。

环境能量采集和蓝牙也进行融合,实现持续供能。国内蓝牙芯片厂商泰凌微电子与Nowi合作,通将能源自主智能遥控器的解决方案推向市场,满足市场对自供电环保智能遥控器的激增需求,帮助消费电子品牌、电视供应商和机顶盒供应商制造能量自给的终端设备。此外,Nowi和泰凌也通过环境能量采集和微能管理技术的合作,推出能源自主电子货架标签系统,广泛应用于零售行业。

由于环境能量采集和微能管理的市场前景,国内外已有多家企业在这方面布局。例如,威尔士一家名为Trameto的电源管理芯片企业今年5月份获得了来自蜂窝物联网厂商U-blox的投资,其产品也是定位于替代物联网供电的电池;比利时一家名为e-peas的半导体初创公司与蜂窝芯片厂商Sequans合作,推出自供电的LTE-M/NB-IoT解决方案。该方案采用e-peas的能量收集管理IC和Sequans的Monarch LTE-M/NB-IoT芯片,e-peas的能量管理IC将能量从光伏接收电量传输到储存组件,然后供给Sequans的LTE-M/NB-IoT组件工作。

虽然当前环境能量采集的厂商还是以中小企业及创业企业为主,但在过去几年的事件中,这些企业已经证明了环境能量采集的技术可行性,并为低功耗物联网设备提供支持,形成了无源物联网初期的典型示范。

安世半导体入局,加速无源物联网商用步伐

如果说无源物联网这一领域此前更多是中小型和创业企业在探索,大型企业更多是对其投资或者项目合作,并未深入参与,那么,作为全球领先的分立式器件、逻辑器件与MOSFET器件的专业制造商,安世半导体收购Nowi,则意味着这家大型企业开始亲自入局,推动力量更强,加速了无源物联网商用的步伐。

首先,收购Nowi补齐了其电源管理产品能力

安世半导体在新闻稿中宣称,该公司将扩大其电池管理产品组合,以纳入能量采集解决方案。光、震动、无线电波或温度梯度中有能量可收集,并用于替换智能可穿戴设备和汽车无线感应器节点等低功耗应用中的电池。

安世半导体高管在评价这一收购案时表示,对Nowi的收购是一项具有重要战略意义的投资,因为能量采集完美地补足了安世半导体现有的电源管理能力,该决策意味着安世半导体现在可以为客户的产品提供可持续的电池替代品,助力其产品快速面市。

可以看出,提供电池替代品是安世半导体最为看中的Nowi的能力。安世半导体的产品广泛应用于汽车、可穿戴设备、消费电子等领域,这些领域中存在大量低功耗传感器节点,对于能量管理提出非常苛刻的要求。通过收购Nowi,获得能量采集和微能管理的技术,可以明显升级安世半导体的产品能力。

其次,借助安世半导体产业影响,加速无源物联网产品普及

Nowi的首席执行官表示,借助大型半导体制造商的制造、销售和营销等渠道,我们能够更快地将更好的产品推向市场。安世半导体具有显著影响力,每年生产1000多亿件性能可靠稳定的半导体器件,客户遍及全球各地和各个行业,可以通过其已有资源,帮助无源物联网方案快速打开市场。

目前,能量采集是无源物联网相对成熟的技术领域,且商业化已经有一定的场景和规模。相对于能量采集,反向散射通信商用化进程相对缓慢,仅有部分初步试商用,尤其是基于蜂窝网络的反向散射通信还处于标准研究阶段。在这一阶段中,能量采集技术可以用于很多物联网场景中,结合现有通信技术,实现对电池的替代。笔者在《NB-IoT和LoRa不用电池也可以工作:无源物联网为LPWAN开辟新机遇》一文中总结了环境能量采集与NB-IoT、LoRa的配合,可以实现低功耗广域网络很多场景无源化。

这一无源化过程需要规模效应,才能将微能管理芯片的成本降下来。安世半导体的全球资源和行业影响力,对于规模化提供了较好支持,能够快速降低相关器件的成本。

再次,中国无源物联网市场迎来新机遇

2018-2019年,中国上市公司闻泰科技收购全球知名芯片公司安世半导体成为业界重大事件。目前,安世半导体作为闻泰科技旗下的半导体业务平台,不断加大在中国市场的投入力度。本次收购Nowi,可以进一步将微能管理这一无源物联网技术和产品在中国市场进行推广。

一直以来,中国都是NB-IoT、LoRa和蓝牙的最大的应用市场,出货量居全球首位。目前,虽然反向散射通信商用进程相对缓慢,但能量采集、微能管理和NB-IoT、LoRa、蓝牙的结合,能够实现这些通信技术支撑场景下对电池的替代,多个场景对于长时间免维护的需求,加快了NB-IoT、LoRa和蓝牙无源化的进程,可能在中国市场实现规模化落地。此外,零售、物流、仓储等行业对于无源化方案的需求,也可能加速能量采集、微能管理技术的应用。

过去一年中,无源物联网已成为产业界关注的一个重点,安世半导体对Nowi的收购,可以看出业界对这一领域的重视程度不断提升,期待更多市场主体进入这一领域,加速无源物联网商用进程。

以无源物联网为代表的先进技术是我们值得关注的确定性机会之一,但它并不是全部,还有很多商机有待我们一起挖掘。2022年12月7日,一年一度的产业盛会【2022年中国AIoT产业年会暨2023智能产业前瞻洞察大典将在深圳召开,本届年会将分享和交流前瞻的产业方向、技术趋势以及应用场景实践经验,为产业升级发展提供新价值、提供新动力。

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2022中国AIoT产业年会

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