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【硬核回顾】锐成芯微:低功耗射频IP平台助力物联网芯片发展

Release time:2020-11-13 18:14

9月9日,在深圳国际会展中心 ELEXCON 电子展的“硬核中国芯”展区,成都锐成芯微科技股份有限公司副总经理杨毅先生为展会现场的听众带来了主题为《物联网芯片发展趋势及ACTT低功耗射频IP平台》的演讲,演讲内容从物联网发展趋势及对芯片厂商的要求展开,介绍了ACTT超低功耗射频IP技术平台,以下内容根据本次演讲整理。


图:锐成芯微副总经理杨毅

图片来源:硬核中国芯展区

物联网芯片的发展趋势及研发难点

如果说过去20年是互联网的时代,那未来30-50年就是物联网时代。物联网完成了人与物之间的连接,让我们足不出户可知天下事,可以预见到在未来数十年中,物联网会与互联网共同成为我们生活的必须的一部分,形成马斯洛的第一需求。

 

物联网目前的连接方式主要有三大类,包括低功耗蓝牙、wifi以及5G NB-IoT。 从目前的市场来看,在未来相当长的时间内,蓝牙、wifi和NB-IoT会在物联网里面形成三足鼎立的局面。

 

物联网对芯片的要求通常有三点:

 

第一是低功耗,当前物联网设备大多数为电池供电设备,所以它对功耗有极高的要求,比如说无人超市里面的商品上的电子价签,通常是要求使用寿命在5年到10年;家里的智能门锁,用户对电池的寿命期望也在半年以上……这些物联网应用对功耗都有非常高的要求,它们既关注操作功耗,也关注待机状态下的睡眠功耗。

 

第二是低成本,物联网设备种类多,出货量高,每年全球大概有数百亿的保有量,且每年以约20%的速度增长,所以它对成本的要求非常敏感的,厂商要做到低成本,才能进一步提高普及率。

 

除此之外,物联网设备也要满足“智能”功能方面的高性能需求,在性能这一块也是不能打折扣的。

 

同时满足“低功耗、低成本、高性能”这样三个看似比较矛盾的要求,对物联网芯片厂商来说并不容易,芯片厂商在研发物联网芯片的时候通常面临三方面的困难:第一是优秀的射频芯片人才比较难找。如果回到10年前,国内做无线芯片的可能一共就只有两家,即使在这10年间,科技在不断进步,但总体而言射频芯片的人才需求缺口还很大。第二是射频芯片的研发周期长,会严重拖延厂商把产品推向市场的时间点。第三是研发成本高昂。在付出高昂成本克服重重困难研发出物联网连接芯片后,成功量产的产品还需要在性能、功耗、成本各方面满足客户的需求。


ACTT助力物联网芯片厂商解决研发难题


如何解决这三大难题呢?产业普遍认为,比较好的解决方式是物联网芯片厂商使用已经过大批量产的射频芯片IP,然后搭配客户的差异化产品定义,组合推出满足市场需求产品,形成竞争优势,从而迅速地抢占市场。

 

为此,锐成芯微针对低功耗物联网推出了射频IP平台。


图:ACTT展台

图片来源:硬核中国芯展区



锐成芯微在2020年初收购了蓝牙SoC芯片厂商盛芯微,成为了中国大陆第一家蓝牙RF IP供应商,目前针对物联网的痛点推出蓝牙、NB-IoT以及wifi三大系列的物联网射频IP。


图:锐成芯微物联网芯片工艺进程

来源:锐成芯微


在蓝牙方面,锐成芯微已经推出40nm产品,正在研发28纳米和22纳米的产品,NB-IoT方面,锐成芯微已经验证过S55nm产品,同时计划已延伸到40和28纳米,Wifi相关产品也同步规划中,预计2021年底推出相关RF IP。


图:锐成芯微BLE芯片射频收发机IP

来源:锐成芯微



左边这个是蓝牙RFIP的设计图,右边是实现的板图,锐成芯微经过一系列的设计方法,把功耗做得很低,性能比较好,从右边的板图也可以看到,锐成芯微的RFIP只使用了两颗电感,在成本上也做到极致。


图:ACTT展台

图片来源:硬核中国芯展区



相对友商,锐成芯微的RFIP的性能也非常高,但功耗低了30%,这是锐成芯微RFIP的特色。

 

综合来看,锐成芯微的RFIP有三大特色,第一是低功耗,锐成芯微以优化的系统架构和电路设计,实现了一流的操作功耗;采用自有专利,将睡眠功耗降到比传统功耗低2/3以上。第二是低成本,基于锐成芯微BLEIP的产品能做到0.5毫米平方以下,大大降低了晶圆成本。第三是高性能,锐成芯微可以做到所有的收发通道无Desense,温度范围也非常宽。


ACTT的RFIP应用优势


锐成芯微的RFIP特色明显,在实际应用中也备受用户认可。但在合作前,客户也难免有疑虑,很多客户在无线领域并没有很好的技术积累,客户对于使用RFIP主要担忧的是:1) RFIP和基带数字IP如何整合?2)整合后的SoC功能如何保证?3)用RFIP搭出来的产品竞争力如何?

 

锐成芯微用自身技术实力一一消除客户疑虑:在整合方面针对RFIP和数字IP的整合,锐成芯微目前可以做到跟市面上主流的数字IP兼容,亦可为客户提供一站式蓝牙SoC集成服务;在性能测试上,ACTT RFIP形成的产品通过完整的BQB、FCC/CE、ESD等认证测试,在终端市场也已出货到国际一流终端厂商中;在产品竞争力上,同样采用55nm工艺,基于锐成芯微的蓝牙芯片在保证低功耗和性能要求的条件下,它的面积比国内的友商小30%左右,在成本上具备明显的优势。



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