IoT 真正普及,就意味着所有节点需要连续运行。根据 MarketsandMarkets Research 预测,到 2023 年,将有 172 亿个 IoT 节点和网关投入运营。可以想象一下,在庞大的运营节点上,即使只有一小部分设备需要更换电池,带来的不仅仅是成本的上升,还有大量的人力、物力消耗,更不用说有些场景是人力不便触达的,部署和运维难度更大。这些问题,正在成为 IoT 进一步扩展应用的一大障碍,因此,使 IoT 设备实现永久续航甚至无需配置电池的技术正受到业界重视。

 

Atmosic(谋思科技)是一家无晶圆半导体公司,专注于设计和提供超低功耗无线技术的解决方案,旨在减少和消除设备对电池的依赖性,从而实现永久续航甚至是无电池物联网的发展。凭借射频设计专长,Atmosic 成功研发了三大创新技术——超低功耗射频、射频唤醒和受控能量收集,可用于智能城市、智慧家庭、工业企业、医疗、汽车等多个应用领域。

 

三大创新为 IoT 设备带来的超低功耗优势

 

Atmosic CEO David Su 具体介绍了这三大创新为 IoT 设备带来的优势。基于超低功耗射频技术,对比竞争对手,可以实现 5 到 10 倍的功耗以及相关电源能耗的降低;射频唤醒技术,可让设备在大部分时候保持休眠,只在需要使用的时候才唤醒;受控能量收集技术,可以适用不同的能量收集来源,包括射频、光能以及动能等等,将受控能量收集和超低功耗射频技术等进行结合,可以实现永久续航甚至无需电池。

 

Atmosic(谋思科技)首席执行官  David Su

 

关于这三项技术的应用潜力,David Su 表示,超低功耗技术是目前实现及部署起来最便捷的,而其他两项技术则最能体现 Atmosic 的差异化优势,未来在市场上的表现和发展值得期待,因为无电池无线连接是巨大的潜在市场。

蓝牙 5.0:海量应用带来行业拐点

 

IoT 在筑就一个大市场的同时,也带来大量的机遇,Atmosic 目前在蓝牙 5.0 这个细分领域看到了海量机遇。

 

David Su 表示,之所以选择将蓝牙低功耗作为进入市场的敲门砖,就是因为它有着巨大的市场前景以及市场发展潜力。在全部 350 亿台已经装机的无线基站中,蓝牙是最常见的一种互联解决方案。而蓝牙 5.0 标准将具体的连接范围以及续航能力进一步提升,连接范围甚至已达到 Wi-Fi 的水平。根据 ABIResearch 预测,到 2023 年蓝牙终端市场将主要被消费与家庭产品、传感与数据、音响产品所瓜分,而其中的前两大应用也正是 Atmosic 的目标市场。


 
目前,Atmosic 的超低功耗蓝牙 5.0 SoC 主要包括 M2 和 M3 两大系列。M2 集成了超低功耗蓝牙 5.0 和射频唤醒技术,可将由小型低压电池供电的 IoT 设备电池寿命延长 18 个月或更长时间。Atmosic M2 解决方案的 Tx 值对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。如果针对每秒传输一次数据的蓝牙信标来说,功耗仅是竞争对手的四分之一。

 

M3 则在超低功耗蓝牙 5.0 和射频唤醒技术的基础上,集成了受控能量收集技术,可实现无需电池的设备。这两大系列引脚兼容,便于后续进行产品升级。


 
这样大幅度的功耗降低如何实现?David Su 解释说,其几项专利技术和解决方案,超出了传统的亚阈值逻辑针对单参数的调整,可以同时针对多个参数进行设计。亚阈值逻辑基本原理就是通过对供应电压以及具体调整来更好地控制能耗,而在整个混合环境下对于供应电压进行二次调整,效果并不好。因此在 Atmosic 的设计框架中,调整的并不只是供应电压这一个换能器,采用的是多维度、多参数的调节来实现控制。此外,也会对整个电流,包括信号的摆幅、整体架构等进行统一考虑,通过这些方法来实现整体功耗的下降。

 

一个直观的对比是,例如蓝牙无线键盘、鼠标,用市面上现存的解决方案可能 1-2 年就没电了,但采用 Atmosic 的解决方案,电池使用寿命可以直接延长 5 到 7 年,这相当于实现了整个设备的生命周期中无需更换电池。

 

这也给客户带来了两个选择:一是在同样电池寿命的情况下,可以选择体积更小的电池;二是在不改变电池容量的基础上,能够进一步地延长整个设备的使用时间,甚至实现永久续航。

 

由于很多 IoT 产品都需要 Wi-Fi 功能,未来是否会推出配备 Wi-Fi 功能的 Combo 解决方案?对此,David Su 表示 Atmosic 对 Combo 解决方案非常有兴趣,也考虑过这种方案的可能性。但是从短期的产品和战略来看,还是会聚焦于蓝牙,未来会考虑进入其他技术领域,也将推动更高端的解决方案进入工业物联网以及 AIoT 等市场。