【原创】芯翼发布全球首款集成PA的NB-IoT芯片!

winniewei 提交于 周四, 06/28/2018
【原创】芯翼发布全球首款集成PA的NB-IoT芯片!

作者:张国斌

NB-IoT(窄带物联网,Narrow Band Internet of Things)由于其具有电池寿命长(超过十年)、成本低(每个模块1美元左右)、容量大(单个小区能支持10万连接)、覆盖广(能覆盖到地下)等独特优势而成为LPWA(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网)的重要技术,NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,由于蜂窝网络覆盖了全球超过50%的地理面积,90%的人口,所以依托这样一个全球最完整的网络而构建的物联网可以轻松上实现广覆盖,相比传统GSM,一个NB-IoT基站可以提供10倍的面积覆盖,其200KHz的带宽可以提供10万个联接!假设全球有500万左右物理站点,全部部署NB-IoT,每个站3个扇区、每个扇区部署200kHz、每小时每个传感器发送100个字节,那么全球站点能够联接的传感器数量高达4500亿!惊人吧!

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正因为具备这样突出的优势,所以NB-IoT自华为推出后就受到业界热捧,目前华为、高通、英特尔、Nordic、展锐、中兴微电子等都推出了NB-IoT芯片方案。传统的NB-IoT方案如下图所示。

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注意,一般的NB-IoT方案都是不含PA的,这是因为CMOS PA在SoC的片上集成是一个世界级难题,集成射频PA,由于大功率发射会影响芯片内其他电路,比如电感耦合引起的pulling影响PLL的工作等等。

现在,全球首款集成PA的NB-IoT方案来了!今天,在MWC上海站,芯翼信息科技(上海)有限公司发布了首款代表全球NB最高集成度(单片集成CMOS PA)和超低功耗水平的NB-IoT芯片。这款芯片可以帮助客户面对即将到来的物联网大潮,应对各种应用当中的性能、功耗和成本挑战。

该芯片集成度全球最高,该款芯片单片集成了CMOS PA,射频收发,电源管理,基带,微处理器等,是全球唯一集成射频PA的NB-IoT芯片,大幅降低了模块的成本以及开发复杂度。同时提供了非常小的体积,对于可穿戴等应用尤其有帮助。其次,该款芯片实现了超低功耗:支持深度睡眠、普通睡眠、待机、低功耗工作等不同功耗模式,其中深度睡眠状态(PSM)和接收机状态下电流均为商用主流产品的1/3。

另外,该款芯片具有很强的灵活性,其采用软件定义无线电(SDR)架构,可以灵活支持优化物理层接收机算法,能够满足标准升级以及碎片化的物联网专网通讯需求。此外,该芯片还集成了多种外设接口,如UART、I2C、SPI、uSim和GPIO等。

目前,全球物联网产业链正加速发展,“连接”数量将规模化爆发增长。预计未来5年将构建193.1亿网络终端,带来连接、应用、数据多重价值。与此同时,中国将成为最大市场,预计2022年中国将成为全球最大的物联网连接市场,终端总数将达到44.8亿个,其中LPWA达11.3亿个。预计2022年中国市场规模将超过150亿元,而NB-IoT在应用中的成本和功耗优势明显。

对物联网应用而言,低功耗比以往任何时刻都更加重要。原因很多,举一个简单实例,在人迹罕至之处(如下水道)安装某些计量或环境监测设备,如果能持久保持正常工作状态,将节约巨大的运维成本。同时,考虑到海量需求,物联网的成本也非常关键,降低成本的关键是如何实现高度集成,这方面的挑战与机遇并存,这些难题也给通讯技术带来了创新的机遇。芯翼则把握住了这个机遇,即将发布第一款单片集成CMOS PA的超低功耗NB-IoT芯片,它引领了全球高集成度和超低功耗NB芯片的发展潮流,据悉该芯片今年年底商用。

为何芯翼解决了NB-IoT集成PA难题?这是因为芯翼创始人肖建宏博士和其团队有丰富的射频设计经验,肖建宏博士2001年从北京大学微电子专业本科毕业并赴美留学, 2007年从Texas A&M University取得电子工程博士学位。肖博士在美国博通(Broadcom)任职期间,是为数不多的年轻一代高级首席科学家(Senior Principal Scientist),他在Broadcom领导开发各种宽带射频收发通讯系统,应用于卫星通讯、有线电视机顶盒等产品,产品累计销售过十亿美元。并取得了多项重大技术突破,包括世界最低功耗的电视调频头, 高速高性能数模转换器 (9千兆 13比特 ), 高性能锁相环,全球第一款基于高速DAC的CMTS发射机等。 

肖博士吸引了一批来自美国Broadcom、Qualcomm、Maxlinear以及国内华为、展讯等具有世界领先芯片研发能力的科学家,深刻理解SoC设计所涉及的多个技术领域,他们行业平均工作年限超过10年。公司现阶段侧重于低功耗广域通讯应用的NB-IoT芯片研发,可广泛应用于智慧城市、智慧家居、工业互联网、资产追踪、可穿戴等领域。芯翼的发展目标是成为以通讯技术为核心的物联网终端SoC世界级厂商。

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