IoT芯片究竟如何实现“永久续航”？
来源：华强                           
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       可能在很多人眼里，“永久续航”一直都是一个“伪命题”。毕竟，照自然界常理来说，这种需求可能不太现实，且从古到今，似乎也没有真正被实现过。尤其是在如今的电子设备领域，若是没有外部的充能，任何一款设备都不可能永远“在线”。眼下，随着“万物智能高速互联”即“5G+IoT+AI”时代的到来，“发热、续航差、掉电快”也逐步成为了各类电子设备应用当中首要痛点。整个产业链都苦于寻求一剂能消解功耗症结，实现“电量永续”的治愈良方。　　虽说这是专攻半导体芯片领域的专业玩家们所擅长的领域，但如今的现实却是，为了抢攻低功耗、长续航这块市场，大量芯片厂商都在绞尽脑汁地在架构、基础指令集甚至基本器件等层面上下功夫，以求尽可能的降低芯片功耗，提升性价比，但结果往往却差强人意。不过总体来看，这块市场的确十分诱人，毕竟，在如今疯狂的IoT时代，低功耗可以说是绝对强大的市场“收割机”，若是能用极致低功耗吃下这块市场的大块蛋糕，无异于能成为独揽一方的新兴半导体芯片巨头。       谋思科技（Atmosic）就是这样一家在低功耗领域走得很远的芯片企业，随着这一市场开始爆发广阔的商机，也将为Atmosic的营收增长以及可持续发展带来莫大的助力。在低功耗领域，谋思科技选择了蓝牙低功耗的方向，之所以选择这条路，也正是看到了这一领域覆盖从个人电子设备到家居设备，再到汽车、健康、工业和企业，以及智慧城市等非常丰富的应用场景。谋思科技首席执行官David Su       日前，谋思科技首席执行官David Su在接受记者采访时表示：“蓝牙低功耗有着非常巨大的市场前景以及市场发展的潜力，在全部35亿台已经装机的无线基站当中，其实蓝牙是最常见的一种互联解决方案。如今，蓝牙5.0技术最新的一些标准也已经正式发布了。基于蓝牙5.0技术，我们可以将它具体连接的范围以及续航的能力继续获得提升，而且，它的连接范围甚至已经可以达到Wi-Fi相对应的水平。而按照ABI研究机构最新的一些统计数字，我们在消费品以及家居用品包括传感器和数据传输市场已经在全球超过10亿的市场份额，这也是我们所定位的目标市场。”　　“永久续航”的“三大重器”　　之所以力推“永久续航”，无疑还是为了尽可能的减少浪费、保护环境，而对于用户来说，不需要经常充电也能带来体验上的重大提升，可谓“一石二鸟”。但现阶段，完全程度的“永久续航”自然还有些距离，但通过在技术创新上的改进，已经能够为广大的IoT设备提供很长寿命的续航支持。　　David Su表示：“我们关注的就是之前需要使用电池的一些具体的应用设备或者是电子场景，通过我们的技术以及解决方案，我们可以大幅度地实现永久续航，扩展电池的续航能力，可以进一步地实现无需电池。”　　据记者了解，这主要得益于谋思科技的“三大重器”，即超低功耗射频、射频唤醒以及受控能量收集技术。从具体的产品性能提升的角度来看，首先，基于谋思科技超低功耗射频技术开发的产品，对比市面上的其他竞争对手，可以实现5到10倍的功耗及相关电源能耗的降低；而射频唤醒，可以让设备无需使用时可随时保持休眠状态，只有在需要的时候才会被唤醒；最后，谋思科技自主开发的受控能量收集技术，结合超低功耗技术和解决方案，就能够实现更好的永久续航以及无需电池的应用能力，这种受控能量收集技术还可以适用于不同的能量收集来源，包括射频、光能以及动能等等。　　基于此“三大重器”，谋思科技开辟了两大系列产品管线，David Su介绍：“首先，是我们M2系列解决方案。我们M2系列方案可以提供超低功耗的蓝牙5.0的连接，同时也支持射频唤醒。而我们的M3系列解决方案，则在M2的基础之上增加了受控能量收集技术，这也意味着基于M3的解决方案，我们也可以进一步的实现无需电池。”　　当然，体现性能优势的最直观的方式就是对比，相比市面上的一些竞品，通过对比发现谋思科技的M2方案在TX值上相比竞争对手低了超过2倍之多。同时，接收器的功耗也比竞争对手低了将近6到7倍，这还是在没有采用能量收集技术的前提下。而M3的性能更甚，且与M2在引脚上完全兼容。　　不过，要体现极致的性能，可能应用端的实际表现最具说服力，David Su指出：“如果说在整个传感器标签的环境下，采用的又是以1秒为传输单位的蓝牙信标，那在这种计算下采用我们的产品比传统的解决方案可以延长4倍的使用寿命。”　　如果蓝牙信标领域的数据不够直观，那么消费级应用可能更为贴切，David Su举例到：“比如他们买的是像蓝牙连接的无线键盘、鼠标这些设备。现在市面上的解决方案可能产品使用了1到2年就要没电了，但如果采用Atmosic解决方案的话，直观上讲电池使用寿命可以直接延长大5到7年。所以，在使用整个设备的生命周期中是不需要更换电池的。因为一般像键盘鼠标这种设备我们也不会一直用下去，平均下来5到7年也就会买个新的了。”　　高效能量收集的背后驱动力是什么？　　在“永久续航”的实现过程中，超低功耗自然能够贡献一定的续航时间，但可能从根本上来看，受控能量收集才是其中最为关键且决定性的技术要素。而系统真正能从自然界获得多少能量，也将直接关乎整个系统最终的“在线寿命”。　　在能量收集效率上，谋思科技有着绝对的领先优势，当然这还取决于实际中采用的是哪种能源的收集方式，以射频能源收集为例，David Su表示：“如果采用的是我们射频的能源收集，一般的能源收集效率大概在50%左右。当然，这也是取决具体的应用场景以及整个信道通路的大小。除此之外，作为能源收集的话基本上可以用非常小的动作就可以生成非常大的能量，是以毫瓦级来进行计算的。”　　但整体来讲，超低功耗射频与受控能量收集这两项技术可以说是一个有机的结合体，最终在应用端还是需要互相结合。毕竟，本身设备功耗就非常低，再结合随时能进行能源收集的技术，就可以让电池以及设备实现永久地续航。　　诚然，这其中的实现难度还是有相当高的门槛，David Su告诉记者：“首先，我们非常幸运有一个专家的设计团队帮助我们做了大量解决方案的设计和打造，其中也包括芯片端方案。作为我们的受控能量收集技术，其实我们在决定正式把它推出市面之前，至少已经花了3年的时间做优化和开发。而作为我们的集成，它与芯片的集成是非常典型的CMOS技术。其实，起到永久续航的理论非常简单，就是收集到的能量是否能够支持电池正常运行的能耗，是否能支持设备的运行。比如，早前在市面上就有靠太阳能充电的计算器，理论上来讲这种电池就可以被永久使用下去，因为基本上用电子计算器耗的能量是完全可以被太阳能补充的能量所填充的。而在整个物联网的环境下，我们相信也可以把类似的解决方案技术用在像平板等等的手机上。”　　IoT市场如何打造“超性价比”？　　若是没有高竞争力的性价比，可以说很多芯片企业都将没落于当下日益激烈的IoT竞争大潮之中，更不必谈日后的可持续发展。因此，无论有多么美好的产品性能，若缺乏高竞争力的价格，一切可能都将只是空欢喜一场。谋思科技（Atmosic Technologies）营销及业务拓展副总裁Srinivas Pattamatta　　这点，尤其在中国市场有着非常直观的体现。纵然，高端应用场景可能对性价比不那么敏感，但在中低端市场，大家都在琢磨性价比的前提下，一款高大上的方案似乎不会那么吸引观众，对于谋思科技来说，也自然是考虑到了这一点，谋思科技（Atmosic Technologies）营销及业务拓展副总裁Srinivas Pattamatta强调：“成本是我们考虑的其中一个要素，我们希望能够在定价策略以及性能之间帮助客户达到一个最优化的平衡，这是我们在定价的过程中选择考虑的一个方向。其实，整个蓝牙市场并不是一个统一的无法区分的蛋糕，其实也是有不同的细分应用场景的。比如以北欧的电子产品为例，市面上的产品有非常低成本、低端的，也有中端的产品，也有高端的产品。目前，Atmosic对自己的产品定位是要参与到中端市场的竞争，所以说，在整个市场细分当中，我们希望既有具备非常竞争力的价格，同时也在此基础上考虑到我们在性能上的优势，给客户提供最优的解决方案。”　　不过，对比市面上一些非常领先的蓝牙技术的提供商来讲，谋思科技的产品的价格已经非常具备竞争力了。而中国作为IoT最具潜力的前沿阵地，自然也是谋思科技发力的重心，据该公司透露，公司目前有很多个项目正在研发和进行当中，很多中国客户也会按照规划采用谋思科技提供的解决方案产品。　　中国市场对于谋思科技来说至关重要，据Srinivas Pattamatta透露：“我们在中国市场也建立起了自己的经销商的网络以及技术支持第三方的合作网络，他们都可以协助我们在中国为客户提供协作和支持。除此之外，我们在中国市场有很多的ODM和OEM的合作方，还有整个生产的厂商，都可以帮助我们在中国市场不断地拓展，并且给客户提供帮助。随着我们在中国市场业务不断地扩展，我们计划未来在中国更多的城市开设我们的办事处。”这也意味着这家有能力实现“永久续航”的重量级芯片公司，将集中精力参与到中国战场的IoT芯片低功耗“霸主之争”。