連接器遍布每個人的生活每個角落，手機的充電插槽、電腦的USB接口、HDMI接口、DVI接口等。這些連接部位能否無孔化設計，賦能產品“一馬平川”般絲滑？
近期，在慕尼黑電子展上，21ic中國電子網記者了解到ST（意法半導體）通過毫米波實現了非接觸式的連接器，亞太區(qū)微控制器及數字產品事業(yè)群射頻通信產品部產品市場經理Danny Sheng為記者介紹了這種黑科技。
真正能夠替代連接器的黑科技
這項黑科技便是ST60，ST稱之為毫米波非接觸式連接器。有別于傳統(tǒng)的BLE產品，這項技術是超高帶寬、低功耗、近距離、點對點的無線連接器。需要強調的是，ST60目標是成為甚至替代連接器，而它是一款無需任何協(xié)議的物理傳輸產品。
Danny為記者介紹表示，ST60相當于是Wi-Fi技術的簡化，這項技術早前來源于10年前Wi-Fi直連60GHz的標準。實際上其他科技公司也有類似的發(fā)現，在市場和客戶驗證下毫米波非接觸式連接器日趨成熟。
與Wi-Fi不同的是，ST60去掉了Wi-Fi協(xié)議。對此Danny為記者解釋，Wi-Fi兼容的越多，里面的邏輯和代碼就越多，這些都會增大芯片的面積、成本和功耗。而在去掉Wi-Fi協(xié)議后，只需繼承60GHz部分即可，這樣無效數據可以壓到最低。經過這樣的簡化，最終ST60可以擁有5Gbps的實際最高有效速率，同時功耗也可以控制在幾十毫瓦內。
“之所以選用60GHz這一頻段，是因為60GHz屬于較為純凈的頻段，頻譜特性賦予了ST60穩(wěn)定的抗干擾性”，Danny強調，60Ghz在大氣中的衰減是非常高的，因此利于短距離低能量的傳輸。除此之外，60GHz頻率上下有很大范圍的空白頻段資源，為大數據傳輸提供有力的支撐。
“毫米波本身擁有方向性強的特性，更有效的降低了相互干擾的可能性?！睂嶋H上，近年來毫米波技術產品如雨后春筍般浮現，這也是毫米波技術的一次精準有效的應用。
從另一個方面來講，毫米波的方向性與60GHz的特性也鑄就了ST60自身的高可靠性和高抗干擾性。Danny強調表示，提到干擾，60GHz這一頻段本身較為純凈，不存在明顯的干擾。另外，ST60的傳輸距離在幾個厘米，傳輸距離較近，能量會在幾厘米之外衰減為零，這更有效的降低了干擾的可能性。ST對品質的要求一直是非常高的，通過去年在無線電委員會測試中心的60GHz不同技術交叉實驗中的報告顯示，應用層面沒有顯示相互干擾的情況。
兼具高速傳輸和低功耗是這項技術脫穎而出的最大優(yōu)勢?？v觀無線技術，ST60的數據效率遠高于其他無線技術，并且擁有Wi-Fi、藍牙不具備的近距離高功效數據及視頻傳輸能力。從功耗上來講，幾十毫瓦的功耗也低于大部分無線傳輸技術，雖然NFC擁有更低的功耗，但伴隨的也是較低的數據傳輸效率，ST60的6.25GHz的傳輸速率甚至是NFC傳輸速率的成幾十萬倍。
純物理連接、無需協(xié)議是這項技術能夠稱之為連接器的最大原因。Danny為記者解釋，ST60是一個純硬件的芯片，沒有任何的軟件需要配置，整個過程純粹是將物理信號轉換成射頻信號發(fā)射出去，與此同時ST60A2是一片半雙工芯片，既可以收也可以發(fā)?！爱斎辉谄渲幸灿幸恍┰O計難度在天線上，不過ST已與合作方幫助客戶想到這個問題，與合作方共同推出了相關模塊”，Danny坦言。
ST60的產品型號和計劃
從型號上來說，目前來說ST60A2已進入客戶和工業(yè)量產階段，ST60A3已有工程樣板，將在2021年Q4進入量產階段，ST60B3則處于待定階段。
ST60A2方面，采用BGA 2.2x2.2 m m2封裝，不同版本以覆蓋-40～105°C的工業(yè)級耐溫，功耗低至40mW Tx、25mW Rx，單端CMOS IO高達100Mbps，差分模擬SLVS TX / RX端口，最高可達6.25Gbps，可在半雙工模式下使用ASK調制進行操作。
ST60A3方面，則將支持高達480Mbps的eUSB2，UART & I2C通道，同時擁有110mW的超低功耗和極小的尺寸，將于2021年Q4量產。
ST60正在走向爆發(fā)的前夜
“雖然產品已經推廣了幾個年頭，但實際也是ST較新的產品。從市場來看，這項技術正在走向爆發(fā)的前夜”，Danny這樣為記者介紹。在他看來，這項技術將在2～3內爆發(fā)，并在3～4年內逐漸成長。
這是因為ST60的應用場景非常廣泛，“可以說這項技術是給人無限遐想的技術”。Danny為記者列舉了幾個應用場景：其一，大屏戶外顯示屏可以免去網線插拔，利用ST60可讓大屏的拼接如同搭積木一樣簡單貼合；其二，工業(yè)4.0機器人可以免去安防攝像頭的通訊線，使得機器人能夠實現360度的旋轉；其三，消費電子諸如手機、PC的接口均可統(tǒng)一替換，搭配無線充電技術，讓這些產品變?yōu)槿珶o孔設計，做到真正的防水防塵；其四，實現板間連接，諸如通信板、PLC高速連接，利用ST60均可輕松實現。
記者認為，暢想未來ST60大面積推廣使用之后，形形色色的接口諸如USB、Type-C、HDMI均可被這種無接觸式連接器“一統(tǒng)江湖”，搭配無線充電技術和磁吸技術，甚至未來出行僅可帶一根線就能“走遍天涯”。
根據Danny的介紹，ST計劃從國內外行業(yè)頭部企業(yè)合作開始，幫助企業(yè)進行全新創(chuàng)新性產品設計。除此之外，也將不斷尋求創(chuàng)新型企業(yè)合作，不斷推廣這項技術。
當然，在技術興起之后，難免會產生競爭問題。面對記者的詢問，Danny認為這項技術的競爭將來自傳統(tǒng)物理連接器的競爭和其他無線連接的競爭兩個方面。相對于傳統(tǒng)連接器，ST60可以做到全無孔，無插拔，無耗損，維護成本低；相對于無線連接上來講，能夠兼具幾十毫瓦的功耗和6.25GHz的超高速率傳輸的產品市場上目前幾乎沒有。
在合作方面，ST60已與易普森EPS和Radiall合作推出千兆以太網模塊，將ST60A2芯片與天線集成為一個模塊非常易于使用，值得一提的是，該模塊已取得FCC CE認證。
在慕尼黑展會期間，ST在其展臺展出相關Demo演示，這款Demo演示了ST60結合無線充電技術實現了板間連接，期間對于ST60的問詢者絡繹不絕。
在毫米波技術和無線連接技術愈發(fā)強大的現如今，非接觸式的連接器將會是未來的趨勢。通過ST60，設計者能夠發(fā)揮無限的想象力，而通過ST60也可窺探電子行業(yè)近兩年將會迎來新一輪革新。
亞太區(qū)微控制器及數字產品事業(yè)群射頻通信產品部產品市場經理Danny Sheng
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