芯翼全球第一款單片集成CMOS PA的超低功耗NB-IoT芯片

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方興未艾，似乎也已成了全球科技發(fā)展的新風(fēng)口，據(jù)去年(2017年)年底市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)IC Insights的一份預(yù)測(cè)，汽車電子與物聯(lián)網(wǎng)將是近年增速最快集成電路IC應(yīng)用市場(chǎng)，這兩類IC在2016年至2021年銷售額增速將比IC市場(chǎng)整體增速快70%。此前，麥肯錫還預(yù)估，到2025年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的潛在經(jīng)濟(jì)總量將達(dá)到11.1萬(wàn)億美元。

考慮到生活中的應(yīng)用場(chǎng)景(如遠(yuǎn)程抄表、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能停車、位置追蹤等)時(shí)，我們則更需要一種覆蓋廣、成本低、部署簡(jiǎn)單、支持大連接的物聯(lián)網(wǎng)，因此低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)(Low-Power Wide-Area Network，簡(jiǎn)稱LPWAN)應(yīng)運(yùn)而生。

其中，基于授權(quán)頻譜的NB-IoT技術(shù)的發(fā)展順風(fēng)順?biāo)?，其?yōu)勢(shì)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(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)?；仡橬B-IoT近幾年的發(fā)展，自從2016年6月份NB-IoT首個(gè)協(xié)議版本凍結(jié)，短短兩年時(shí)間，NB-IoT已走過(guò)2G、3G從標(biāo)準(zhǔn)到產(chǎn)業(yè)十年的路程，全球已經(jīng)有45個(gè)運(yùn)營(yíng)商部署了NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，激活站點(diǎn)數(shù)超過(guò)100萬(wàn)。到今年年底，預(yù)計(jì)NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)數(shù)量將達(dá)到100張，覆蓋全球45%的面積和65%的人口。NB-IoT無(wú)疑將成為全球最大的物聯(lián)網(wǎng)。

當(dāng)然，NB-IoT的發(fā)展更離不開(kāi)芯片和模組等產(chǎn)業(yè)鏈上游廠商的發(fā)力。業(yè)內(nèi)一些“網(wǎng)紅”產(chǎn)品，大家一定很熟悉，如：華為的Boudica120、Boudica150;高通的MDM9206;聯(lián)發(fā)科的MT2625。那么面對(duì)眾多廠商的布局，新興企業(yè)該怎么尋找出路呢?

“火拼”集成度

6月27日，2018世界移動(dòng)大會(huì)于上海新國(guó)際博覽中心正式開(kāi)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(lián)網(wǎng)終端芯片“肌肉”，發(fā)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(fā)，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(kāi)發(fā)復(fù)雜度。同時(shí)提供了非常小的體積，對(duì)于可穿戴等應(yīng)用尤其有幫助。

目前來(lái)看，射頻PA、NB-IoT芯片的玩家都不少，CMOS PA因其價(jià)格優(yōu)勢(shì)而獲得高通的青睞。

追溯其歷史，CMOS PA在2000年前就已經(jīng)出現(xiàn)，但是一直都處于少量出貨階段。隨著CMOS PA開(kāi)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(yè)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(jí)難題，究其原因，大功率發(fā)射會(huì)影響芯片內(nèi)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(guó)企業(yè)的實(shí)力，據(jù)介紹，該款芯片實(shí)現(xiàn)了超低功耗：支持深度睡眠、普通睡眠、待機(jī)、低功耗工作等不同功耗模式，其中深度睡眠狀態(tài)(PSM)和接收機(jī)狀態(tài)下電流均為商用主流產(chǎn)品的1/3。

另外，該款芯片具有很強(qiáng)的靈活性，其采用軟件定義無(wú)線電(SDR)架構(gòu)，可以靈活支持優(yōu)化物理層接收機(jī)算法，能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)以及碎片化的物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)通訊需求。此外，該芯片還集成了多種外設(shè)接口，如UART、I2C、SPI、uSim和GPIO等。

翻開(kāi)這家企業(yè)的歷史，芯翼成立時(shí)間才一年多(于2017年3月在上海張江注冊(cè)成立)，但成員組成方面卻個(gè)個(gè)身手不凡，創(chuàng)始人肖建宏博士就有著不俗的成長(zhǎng)經(jīng)歷。其在2001年從北京大學(xué)微電子專業(yè)本科畢業(yè)并赴美留學(xué)，2007年從Texas A&M University取得電子工程博士學(xué)位。曾擔(dān)任美國(guó)Broadcom 資深首席科學(xué)家，期間領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)了各種寬帶射頻收發(fā)通訊系統(tǒng)。肖建宏博士還吸引了一批來(lái)自美國(guó)Broadcom、Qualcomm、Maxlinear，以及國(guó)內(nèi)華為、展訊等具有世界領(lǐng)先芯片研發(fā)能力的科學(xué)家，深刻理解SoC設(shè)計(jì)所涉及的多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，行業(yè)平均工作年限超過(guò)10年。

芯翼的成立時(shí)間也讓記者感受到了某種巧合，2017這一年中國(guó)國(guó)務(wù)院和工信部發(fā)文，引導(dǎo)物聯(lián)市場(chǎng)健康有序發(fā)展，NB-IoT產(chǎn)業(yè)生態(tài)在中國(guó)蓬勃發(fā)展。在眾多垂直行業(yè)的高度支持下，國(guó)內(nèi)NB-IoT芯片發(fā)貨及業(yè)務(wù)上線達(dá)到全球的90%，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)已成為海外運(yùn)營(yíng)商及伙伴的行業(yè)標(biāo)桿。數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)到今年年底，中國(guó)NB-IoT連接數(shù)將達(dá)到5000萬(wàn)以上，2019年有望達(dá)到2億以上。雖說(shuō)掌握著天時(shí)地利人和，但芯翼未來(lái)所要面對(duì)的則是高通、華為、英特爾等實(shí)力雄厚的企業(yè)。所以只有擁有自己獨(dú)特的技藝，方能砥礪前行。