據(jù)工信部預(yù)測到2020 年,中國物聯(lián)網(wǎng)的整體規(guī)模將超過1.8萬億元。而在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中,芯片作為物聯(lián)網(wǎng)的大腦,無疑是最為核心的組成部分。物聯(lián)網(wǎng)萬物互聯(lián)的概念已經(jīng)越來越多的應(yīng)用到我們的生活中,其市場規(guī)模也越來越大。物聯(lián)網(wǎng)終端可延伸擴(kuò)展至任何物體,如智能汽車、智能家居、智慧城市、智慧醫(yī)療、智慧工業(yè)等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)行業(yè)都進(jìn)入了高速發(fā)展期。
相較于傳統(tǒng)wi-fi及Bluetooth等短矩離通訊協(xié)定,省電且訊號(hào)穿透力強(qiáng)的低功耗長距離廣域網(wǎng)路(LPWAN)非常適合智慧能源及智慧城市等的應(yīng)用;并且根據(jù)IHS Markit之預(yù)測,NB-IoT及LoRa將成為LPWAN未來兩大技術(shù)主流。
什么是NB-IoT?優(yōu)勢是什么?
我們都知道,LoRa技術(shù)目前是Semtch公司的專利,Semtech公司提供SX127x系列LoRa產(chǎn)品。國內(nèi)市場主要以低頻段(137-525MHz)的SX1278為主。為適應(yīng)市場的發(fā)展和需求,Semtech以IP授權(quán)的方式授予更多的公司來制造LoRa技術(shù)的芯片,就如同ARM公司IP授權(quán)類似。
所以大家都轉(zhuǎn)戰(zhàn)NB-IoT技術(shù)了,什么是NB-IoT?
NB-IoT的誕生并非偶然,寄托著電信行業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)市場的憧憬。其前身可以追溯至華為與沃達(dá)豐于2014年5月共同提出的NB-M2M。
由這兩家公司首倡的窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)概念一經(jīng)提出即得到了業(yè)界的認(rèn)可,隨后高通、愛立信等越來越多的行業(yè)巨頭加入到這一方向的標(biāo)準(zhǔn)化研究中。為了促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展,最終3GPP在2015年9月RAN全會(huì)達(dá)成一致,確立NB-IoT為窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn),并立項(xiàng)為Work Item開始協(xié)議撰寫,預(yù)計(jì)將于2016年6月的3GPP R13凍結(jié)。
NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個(gè)新興的技術(shù),支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)。NB-IoT支持待機(jī)時(shí)間長、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接。據(jù)說NB-IoT設(shè)備電池壽命可以提高至少10年,同時(shí)還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。
NB-IoT具備四大特點(diǎn):一是廣覆蓋,將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20dB,相當(dāng)于提升了100倍覆蓋區(qū)域的能力;二是具備支撐連接的能力,NB-IoT一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接,支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);三是更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長達(dá)10年;四是更低的模塊成本,企業(yè)預(yù)期的單個(gè)接連模塊不超過5美元。
因?yàn)镹B-IoT自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢,使其可以廣泛應(yīng)用于多種垂直行業(yè),NB-IoT也得到了電信運(yùn)營商和電信設(shè)備服務(wù)商的支持,有著成熟完整的電信網(wǎng)絡(luò)生態(tài)系統(tǒng)。NB-IoT芯片領(lǐng)域隨之出現(xiàn)了“百家爭鳴”的盛景。
NB-IoT芯片玩家都有哪些?
國內(nèi)玩家
紫光展銳
紫光展銳去年第四季度同時(shí)推出的NB-IoT單模的春藤8908、NB-IoT/GSM雙模的春藤8909兩顆芯片,并在2018上半年成功流片NB-IoT/eMTC/GSM三模的春藤8915。其中春藤8908是業(yè)內(nèi)唯一一款NB+GSM雙模、集成度最高的物聯(lián)網(wǎng)單芯片。
硬件方面,春藤系列芯片具備高集成度、高可靠性、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn),適配全球運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)頻段。同時(shí)配套紫光展銳的射頻外圍芯片,降低方案設(shè)計(jì)難度,可提供完整的芯片打包方案。在軟件方面,展銳可提供全套的軟件開發(fā)包(SDK),幫助客戶基于NB-IoT通信芯片進(jìn)行二次開發(fā),以應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用碎片化的特點(diǎn)。
春藤8908自商用后迅速得到物聯(lián)網(wǎng)客戶與合作伙伴的認(rèn)可,同時(shí)在去年拿到中國聯(lián)通300萬片模組標(biāo)單最大份額的深圳有方科技和大唐通信所搭載的也都是紫光展銳的8908芯片,這也意謂著紫光展銳在中聯(lián)通NB-IoT芯片供應(yīng)之市場份額已高達(dá)55%。
據(jù)了解,紫光展銳在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域擁有目前最全面的產(chǎn)品線,覆蓋無線廣域網(wǎng)以及短距離無線網(wǎng)絡(luò)。在NB-IoT技術(shù)方面,紫光展銳的NB-IoT芯片可完整支持3GPP Release 13的幾乎所有功能,覆蓋性強(qiáng),功耗低,不僅可滿足中國市場的需求,同時(shí)也瞄準(zhǔn)歐美及海外市場。
華為海思
2017年9月,華為海思推出了全球首款正式商用的NB-IoT芯片——Boudica120,接著又推出了第二代芯片Boudica 150。2017年下半年,華為海思與臺(tái)積電合作生產(chǎn)的Boudica 120、150芯片大規(guī)模出貨。
這兩款NB-IoT芯片的主要特點(diǎn)是高集成、低功耗、可內(nèi)置輕量級的Huawei LiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。海思的LiteOS物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)是華為面向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域構(gòu)建的輕量級、開源的“統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)和軟件中間件”平臺(tái)。
但是,海思的NB-IoT芯片主要定位于輕量級芯片,目前只支持NB-IoT單模,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧也非常簡單,也沒有集成TCP等上層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,這將給模組廠家集成帶來一定的困難。
華為海思目標(biāo)是建構(gòu)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)商用部署與運(yùn)營能力,幫助廠家實(shí)現(xiàn)100%的掌控管理。目前已與40多家合作伙伴、20幾種行業(yè)業(yè)態(tài)展開合作。
去年6月底,聯(lián)發(fā)科推出了旗下首款NB-IoT系統(tǒng)單芯片(SoC)——MT2625,MT2625 是聯(lián)發(fā)科技精心打造的第一款 NB-IoT 專屬芯片,具備超高集成度,將 ARM Cortex-M微控制器(MCU)、偽靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(PSRAM)、閃存與電源管理單元(PMU)整合在同一芯片平臺(tái)上。
高集成度不僅帶來了更小巧的封裝尺寸,而且有助于降低芯片成本和加快上市時(shí)間,滿足對成本敏感及小體積的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求。MT2625 延續(xù)聯(lián)發(fā)科技芯片在整體功耗控制方面的慣有優(yōu)勢,具有突破性低功耗表現(xiàn)。采用MT2625 方案的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,能夠搭配免充電電池達(dá)到長時(shí)間待機(jī)。
雖然MT2625芯片在性能方面的優(yōu)勢較為突出,但是從目前商用進(jìn)度方面來看,明顯落后于紫光展銳和華為海思。
中興微
2017年3月,中興微電子正式發(fā)布NB-IoT商用芯片Wisefone7100,內(nèi)部集成了中天微系統(tǒng)的CK802芯片,DSP IP來自CEVA。
2017年9月中興微電子首款NB-IoT芯片朱雀RoseFinch 7100正式進(jìn)入商用。RoseFinch 7100是中國首顆自主的安全物聯(lián)網(wǎng)芯片。其實(shí)早在2016年9月中興微電子則發(fā)布了Rose Finch7100的前身---RoseFinch7100V0.1芯片。
RoseFinch 7100為單芯片設(shè)計(jì),基于中芯國際超低功耗射頻嵌入式閃存(55nm ULP RF eFlash)工藝平臺(tái)制造,集成了知名IP廠商CEVA去年針對物聯(lián)網(wǎng)市場推出的高性能內(nèi)核,以及中天微系統(tǒng)的32位高性能低功耗嵌入式CPU,開發(fā)出的小尺寸、低功耗、低成本、集成輕量級系統(tǒng)安全構(gòu)架的NB-IoT解決方案。RoseFinch7100采用輕量級系統(tǒng)安全構(gòu)架,對于低功耗、小尺寸、低成本的物聯(lián)網(wǎng)芯片來說,在有限的系統(tǒng)處理能力及存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量資源下,RoseFinch7100能為信息保護(hù)、訪問控制、版本管理提供更高的安全保障。
RoseFinch 7100的成功商用也為中興通訊補(bǔ)足了在NB-IoT領(lǐng)域的空白,進(jìn)一步強(qiáng)化了“芯、網(wǎng)、云”物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略。
芯翼信息
芯翼信息科技于2017年3月在上海張江注冊成立,專注于物聯(lián)網(wǎng)通訊芯片的研發(fā)和銷售,產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于智慧城市、智慧物流、工業(yè) 4.0、智慧農(nóng)業(yè)、可穿戴等領(lǐng)域。公司創(chuàng)始人及核心團(tuán)隊(duì)來自于美國 Broadcom、Qualcomm、MaxLinear、華為等知名芯片公司,
2018世界移動(dòng)大會(huì)上,芯翼信息發(fā)布了全球第一款單片集成CMOSPA的超低功耗NB-IoT芯片。該款芯片單片集成了CMOSPA,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發(fā)復(fù)雜度。同時(shí)提供了非常小的體積,對于可穿戴等應(yīng)用尤其有幫助。
上海移芯
上海移芯通信科技有限公司第一代產(chǎn)品為基于NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的終端芯片-EC616。創(chuàng)始人及核心開發(fā)團(tuán)隊(duì)來自于手機(jī)芯片廠商Marvell。團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的手機(jī)芯片已累計(jì)出貨超過1億片。開發(fā)團(tuán)隊(duì)在蜂窩終端芯片上積累了豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn),從算法,協(xié)議棧,射頻到基帶SOC以及系統(tǒng)軟硬件和方案,從低功耗設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)到射頻模擬開發(fā)能力具有完整而強(qiáng)大的研發(fā)能力。
EC616將NB-IoT PSM模式的功耗降低到700nA,為現(xiàn)有主流方案的1/5功耗。PSM模式純待機(jī)年耗電量僅6mAh。其低功耗特性,尤其有利于需要超長待機(jī),工作不頻繁的應(yīng)用場景,如抄表及各類傳感器應(yīng)用。
銳迪科
銳迪科微電子成立于2004年,致力于射頻及混合信號(hào)芯片和系統(tǒng)芯片的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造、銷售并提供相關(guān)技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)。2018年1月19日,紫光集團(tuán)旗下展訊和銳迪科正式完成整合。
2017年12月,銳迪科發(fā)布NB-IoT雙模單芯片解決方案RDA8909。RDA8909支持NB-IoT及GSM/GPRS兩種網(wǎng)絡(luò)模式,支持3GPP-R14標(biāo)準(zhǔn),可廣泛運(yùn)用于可穿戴設(shè)備、智能家居、智慧城市、智慧工農(nóng)業(yè)等各類規(guī)模化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。RDA8909以卓越的性能、超低的功耗、最高的集成度以及最具競爭力的成本為全球物聯(lián)網(wǎng)市場帶來一款突破性產(chǎn)品。
創(chuàng)新維度
創(chuàng)新維度在業(yè)界率先提出了基于SDR的窄帶物聯(lián)網(wǎng)芯片解決方案,能夠更有效地滿足物聯(lián)網(wǎng)碎片化的市場需求,支持行業(yè)定制化和二次開發(fā),是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)定制芯片的最佳選擇。自成立以來,公司已申請18項(xiàng)發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等知識(shí)產(chǎn)權(quán),已授權(quán)8項(xiàng)
2017年9月創(chuàng)新維度推出業(yè)界第一款基于SDR架構(gòu)的NB-IoT芯片XD-7500,2018年9月XD-7500實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨。XD-7500架構(gòu)靈活,支持行業(yè)定制化、在線升級和內(nèi)置圖像識(shí)別算法,能夠有效地滿足物聯(lián)網(wǎng)碎片化的市場需求。創(chuàng)新維度核心團(tuán)隊(duì)均來自業(yè)內(nèi)一線企業(yè),平均從業(yè)時(shí)間十年以上。在NB-IoT技術(shù)方面,創(chuàng)新維度已申請核心專利10余項(xiàng)。
松果
松果電子成立于2014年10月,公司團(tuán)隊(duì)來自小米、摩托、微軟、愛立信、華為等業(yè)內(nèi)知名公司,大部分研發(fā)工程師具備10年以上的資深研發(fā)經(jīng)驗(yàn),團(tuán)隊(duì)成員特別在芯片設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件、Modem等領(lǐng)域擁有極為出色的技術(shù)能力。該公司致力于為智能終端提供核芯動(dòng)力,聚焦于智能終端SoC的開發(fā),已經(jīng)形成高性能智能終端SoC的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測試等工程化開發(fā)能力以及規(guī)模化商用能力。
2017年11月28日,小米發(fā)布了松果的NB-IOT 芯片,據(jù)悉這款芯片只要加入小米的體系,米家可以從研發(fā)設(shè)計(jì)層面就開始提供幫助,軟硬件開發(fā),與其他智能設(shè)備的互動(dòng)。就是小米可以給你提供一套前臺(tái)后臺(tái)的成熟的方案,從研發(fā)(米家產(chǎn)品經(jīng)理和幾百人的設(shè)計(jì)師團(tuán)隊(duì)摩拳擦掌)到市場(米家有品),全都有渠道。
ASR
翱捷科技(上海)有限公司成立于2015年4月,同時(shí)擁有美國和韓國研發(fā)團(tuán)隊(duì),致力于移動(dòng)智能通訊終端、物聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航及其他消費(fèi)類電子芯片的平臺(tái)研發(fā)、方案提供、技術(shù)支持和服務(wù)等,產(chǎn)品線覆蓋包括2G、3G、4G、5G以及IOT在內(nèi)的多制式通訊標(biāo)準(zhǔn)。
CEVA官方表示,ASR已經(jīng)獲得多種CEVA技術(shù)授權(quán)許可,用于即將推出的面向智能手機(jī)和NB-IoT邊緣設(shè)備的片上系統(tǒng)芯片(SoC)產(chǎn)品。翱捷科技將在其無線產(chǎn)品中融入一系列CEVA IP以提供蜂窩、藍(lán)牙和Wi-Fi連接支持,并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)視覺、語音和音頻領(lǐng)域的新興應(yīng)用。
智聯(lián)安
智聯(lián)安科技成立于2013年9月,是一家從事集成電路芯片設(shè)計(jì)的國家高新技術(shù)企業(yè)。主要產(chǎn)品包括容柵編碼器芯片、NB-IoT通訊芯片、NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)解決方案等。
2018年7月智聯(lián)安推出自家首款NB-IoT芯片MK8010Q,經(jīng)過2年研發(fā),已于今年7月流片成功。
智聯(lián)安依托其自主研發(fā)的5項(xiàng)關(guān)鍵自研技術(shù)(精簡射頻、集成PA、超微碼架構(gòu)、緊密電源管理、NB-IoT協(xié)議棧),在成本、功耗、體積上具有優(yōu)勢。較業(yè)內(nèi)同類產(chǎn)品,其芯片面積及系統(tǒng)成本可降低約30%,實(shí)時(shí)待機(jī)電流低至1uA,尺寸為6x6mmQFN。目前,智聯(lián)安的芯片已經(jīng)獲得華為認(rèn)可,可將華為的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)lite-OS免費(fèi)移植到智聯(lián)安芯片上。
簡約納
簡約納電子有限公司是由海外歸國留學(xué)人員創(chuàng)立的集成電路設(shè)計(jì)公司,成立于2006年7月,公司自成立以來已開發(fā)出具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的32位RISC+DSP微處理器內(nèi)核,對于中國自主無線芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有里程碑的意義。公司擁有CPU內(nèi)核開發(fā)技術(shù)、SDR技術(shù)、LTE技術(shù)和系統(tǒng)軟件開發(fā)等核心技術(shù),先后推出了GSM/GPRS基帶芯片、LTE基帶芯片、商密芯片和北斗/GPS雙模定位芯片,并且成功開發(fā)出完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CPU,從最核心處提高國產(chǎn)芯片的安全性,成為地地道道的中國“芯”。
2017年率先推出國內(nèi)首款支持LTE-ONLY CAT1全網(wǎng)通Modem芯片--SL3600芯片,SL3600芯片專為物聯(lián)網(wǎng)市場單模Cat1重新設(shè)計(jì)流片,是一款具有低成本、低功耗的 CAT1基帶SoC芯片,支持FDD/TDD LTE CAT1協(xié)議,是 LTE CAT1最具成本優(yōu)勢的選擇。具有可編程SDR架構(gòu),包含多個(gè)矢量處理器,具有高靈活性和可擴(kuò)展性,可復(fù)用和可擴(kuò)展的軟硬件設(shè)計(jì),可降低用戶二次開發(fā)的復(fù)雜性。
匯頂科技
匯頂科技成立于2002年,作為全球人機(jī)交互及生物識(shí)別技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者,目前已在包括手機(jī)、平板電腦和可穿戴產(chǎn)品等在內(nèi)的智能移動(dòng)終端領(lǐng)域構(gòu)筑了領(lǐng)先優(yōu)勢。
匯頂科技在2018世界移動(dòng)通信大會(huì)(MWC2018)上宣布正式進(jìn)軍NB-IoT領(lǐng)域,通過并購全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體蜂窩IP提供商--德國CommSolid,整合其全球頂尖的超低功耗移動(dòng)無線基帶技術(shù)優(yōu)勢與匯頂科技位于美國加州的射頻芯片設(shè)計(jì)及相關(guān)技術(shù)研發(fā)力量,加速公司在NB-IoT領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局,為全球客戶提供差異化的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)級芯片(System-on-Chips)解決方案,合力開拓千億規(guī)模NB-IoT市場。
升哲
SENSORO (中文名: 北京升哲科技有限公司)是一家國際化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)商,依托自主研發(fā)的從芯片、模組、傳感器、通信基站到云端平臺(tái)一體化、端到端的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品線,打造了城市級物聯(lián)網(wǎng)智慧消防預(yù)警服務(wù)。目前,該服務(wù)已落地全國十幾個(gè)城市,實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
北京升哲科技(SENSORO)自主研發(fā)出全球最小雙通道LPWAN芯片,1平方厘米大小的芯片可實(shí)現(xiàn)10公里范圍的通信,內(nèi)嵌近場和遠(yuǎn)場數(shù)據(jù)通信協(xié)議。
國外玩家
高通
高通看好NB-IoT,但并非將身價(jià)全押寶于此,在其看來NB-IoT與eMTC并非非死即傷而是有很好的互補(bǔ)性,未來物聯(lián)網(wǎng)多模才是趨勢。若采用NB-IoT+eMTC雙模方式,將能集兩種技術(shù)的優(yōu)勢于一身,同時(shí)補(bǔ)齊雙方短板。
2017年3月高通推出了為Cat-M1和Cat-NB1定制的多模多頻的芯片MDM9206,該芯片支持Cat-M1、Cat-NB1的全球所有頻段。并且MDM9206還集成了GPS、格納洛斯、北斗以及伽利略全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位服務(wù),在不通過任何附加的芯片或者接收器的情況下,可以直接嵌入到該芯片中,實(shí)現(xiàn)了與高通 的4G功能的充分整合。
作為國際大廠,NB-IoT領(lǐng)域怎能少了英特爾,早在2015年年底,英特爾就宣布將在2016年推出自己的NB-IoT產(chǎn)品。后來到了2016年,又宣稱將在16年年底進(jìn)行試產(chǎn)。英特爾抓住NB-IoT有兩大武器,分別是XMM7115和XMM7315。英特爾的XMM 7115面向窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT設(shè)備。XMM 7315則整合應(yīng)用處理器與LTE基帶的SoC,同時(shí)支持LTE Cat.M、NB-IoT兩種標(biāo)準(zhǔn)。
思寬(Sequans)
Sequans Communications成立于2003年,已經(jīng)開發(fā)和交付了七代4G技術(shù)。Sequans提供兩條LTE產(chǎn)品線:針對移動(dòng)計(jì)算和家庭/便攜式路由器設(shè)備優(yōu)化的StreamrichLTE,具有基帶、RF、RAM和電源管理,并集成ARM Cortex-M4處理器用于音頻和語音應(yīng)用的媒體處理引擎。
Altair
Altair在2017年初被SONY收購。相比Sequans,Altair讓大家更感陌生,這是一家以色列公司,如今已被索尼收購,專注于4G技術(shù)終端基帶處理器的芯片設(shè)計(jì),同時(shí)設(shè)計(jì)用于FDD和TDD頻段的4G終端芯片射頻收發(fā)器。
Altair 17年發(fā)表基于窄帶CAT-M1與NB1的蜂窩IoT芯片——ALT1250,并與同年7月底量產(chǎn),將Cat-M和Cat-NB1、集成GPS、蜂窩IoT模塊中有90%的組件—如RF、基帶、前端組件、功率放大器、濾波器和開關(guān)等,均已整合于一身。
Nordic
2018年1月Nordic發(fā)布了其首款NB-IoT/LTE-M雙模芯片和模組nRF91,成為繼高通、Altair和Sequans之后國外第四個(gè)發(fā)布商用版本的芯片公司。
Nordic的nRF91系列是一款支持3GPP R13規(guī)定的LTE-M / NB-IoT雙模的芯片,集成了Arm Cortex-M33主處理器,Arm TrustZone安全技術(shù)和GPS輔助定位等功能。
GCT
2017年GCT發(fā)布的高度集成的單芯片GDM7243I將支持LTE類M1/NB1/EC-GSM與Sigfox的無線物聯(lián)網(wǎng)連接,因而成為一個(gè)“混合”解決方案,可為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供卓越的連接選項(xiàng),同時(shí)實(shí)現(xiàn)物料清單(BOM)成本零增加。
GDM7243i將低能耗藍(lán)牙BLE與GCT的先進(jìn)LTE-M和NB-IoT蜂窩技術(shù)結(jié)合在一個(gè)高度集成的單芯片解決方案中,面向廣泛的下一代物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,包括跟蹤、可穿戴設(shè)備、安保、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健、工業(yè)和消費(fèi)應(yīng)用。
Riot Micro
加拿大新創(chuàng)公司Riot Micro開發(fā)的超低功耗芯片是專為用于處理窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)和LTE Cat M1 (或稱eMTC)標(biāo)準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的。Riot并非在DSP上以軟件建置基頻功能,而是將快速傅立葉變換(FFT)和基帶濾波器分割成幾個(gè)物理層區(qū)塊。另外,它還將LTE協(xié)議堆棧精簡為物聯(lián)網(wǎng)規(guī)格所需要的基本要素。
該芯片采用臺(tái)積電(TSMC)的55nm技術(shù)制造,透過26MHz ARM M0控制器、嵌入式SRAM和新的PLL,處理NB-IoT和Cat M1。競爭的芯片通常采用執(zhí)行頻率大于100MHz的控制器,以及主要來自外部的最多16MB RAM。
CEVA
作為移動(dòng)通信、消費(fèi)類電子、汽車及物聯(lián)網(wǎng)市場的全球領(lǐng)先信號(hào)處理IP授權(quán)公司。CEVA公司的圖像和視覺的DSP處理器針對最為繁復(fù)的計(jì)算圖像學(xué)和計(jì)算視覺方面的應(yīng)用所需的極端處理要求而設(shè)計(jì)、如視頻分析、現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)和輔助駕駛等,通過將這些性能密集型任務(wù)從CPU和GPU offload到高效的DSP上可顯著降低整體系統(tǒng)的功耗,同時(shí)提供了靈活性。
2018年10月 CEVA發(fā)布其廣受歡迎的CEVA-Dragonfly NB1解決方案的后續(xù)產(chǎn)品,瞄準(zhǔn)快速發(fā)展的NB-IoT市場。高度集成的CEVA-Dragonfly NB2是針對Cat-NB2 (3GPP版本14 eNB-IoT)優(yōu)化的模塊化解決方案,可無縫集成到芯片和模塊中,供眾多企業(yè)開發(fā)面向大型快速增長蜂窩IoT的應(yīng)用。
CEVA-Dragonfly NB2的中心是一個(gè)采用增強(qiáng)型指令集架構(gòu)(ISA)的CEVA-X1 DSP/控制處理器,它提供統(tǒng)一的處理器環(huán)境來同時(shí)應(yīng)付物理層和協(xié)議堆棧工作負(fù)載。該解決方案還包括高度集成的全球共通RF收發(fā)器、功率放大器(PA)以及開發(fā)完整的eNB-IoT產(chǎn)品所需的所有相關(guān)硬件和軟件模塊。
NB-IoT部署并非易事
設(shè)備不兼容:據(jù)lightreading報(bào)道稱,物聯(lián)網(wǎng)市場的幾位高管介紹,NB-IoT目前存在的一個(gè)問題是:華為和愛立信的設(shè)備不兼容,這意味著市場會(huì)存在多個(gè)不同“版本”的NB-IoT。
早在2016年12月,咨詢公司W(wǎng)iFore的首席技術(shù)官Nick Hunn就發(fā)表過一篇名為《NB-IoT is Dead. Long Live NB-IoT.》的文章,引起業(yè)界一片嘩然。Nick Hunn認(rèn)為NB-IoT的互不兼容性是與生俱來的。
愛立信和諾基亞采用的是精簡的、低功耗的4G變體,在相同的頻段內(nèi)與4G設(shè)備協(xié)同工作,在現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)上升級部署。而華為和沃達(dá)豐主張的是全新空口方式,相較而言這并不是一個(gè)與4G共存的方案,它要求運(yùn)營商撥出少量頻段(保護(hù)帶)來專為物聯(lián)網(wǎng)流量所用。
這兩套辦法本質(zhì)上是不兼容的,但是,3GPP在采納這兩套方案后,并未在兩者間折中妥協(xié),而是照單全收,讓芯片廠家和運(yùn)營商自己去做選擇題。
模組用十年時(shí)只是理想化:NB-IoT在推廣初期提出來一個(gè)口號(hào),一個(gè)電池(5000mAH)使用十年,相信大家看到后都對這個(gè)口號(hào)為之一振。但是,這個(gè)計(jì)算是基于一個(gè)理論數(shù)值。除去NB-IoT模塊的本身功耗,再加上電池自放電,以及環(huán)境條件引起電池加速老化等因素,采用NB-IoT技術(shù)的終端產(chǎn)品在無線信號(hào)條件惡劣情況下加大發(fā)射功率,同樣會(huì)引起功耗的提升,這都會(huì)影響終端產(chǎn)品電池的使用年限。
模組費(fèi)用和SIM卡資費(fèi)居高不下:NB-IoT芯片愿景是做到$1的低價(jià),但是到現(xiàn)在為止,小編還看不到這個(gè)前景。芯片降到$1的價(jià)格,還有很長的路要走。不過欣慰的是,現(xiàn)在各家運(yùn)營商都在打包出售NB-IoT模組+SIM卡的機(jī)制,這也在一定程度上減輕了終端客戶的費(fèi)用壓力。
超強(qiáng)穿透力也有局限性:與常規(guī)的2G或者4G產(chǎn)品產(chǎn)品相比,NB-IoT芯片在宣傳時(shí)提出NB-IoT產(chǎn)品的穿透能力能有效提高20dB,也就是提高了100倍。但是一些水表或者智能家居產(chǎn)品都是放置在無線環(huán)境惡劣的地方,這樣就導(dǎo)致了很多安裝在現(xiàn)場的水表(窨井下,樓梯間)無法上傳數(shù)據(jù)。
超強(qiáng)的數(shù)據(jù)連接是假象:NB-IoT終端入網(wǎng)成功后,核心網(wǎng)和IoT平臺(tái)會(huì)一直保存用戶會(huì)話狀態(tài),終端在PSM,eDRX休眠情況下,網(wǎng)絡(luò)側(cè)維持IP會(huì)話,終端IP地址保持不變。 終端再次上報(bào)數(shù)據(jù)時(shí),可繼續(xù)使用此前獲取的IP地址發(fā)送數(shù)據(jù)。終端重新接入(重啟電源), IP地址才會(huì)變更。如果在同一個(gè)時(shí)刻有多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行入網(wǎng),一方面會(huì)導(dǎo)致底噪升高,設(shè)備入網(wǎng)困難,另一方面,超出的設(shè)備需要排隊(duì)入網(wǎng)。
受到LoRa和sigfox的排擠:NB-IoT作為一個(gè)全新標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù),受到來自Sigfox和LoRa技術(shù)的競爭壓力。NB-IoT發(fā)展仍處于市場化初期階段,NB-IoT技術(shù)在功耗、覆蓋、成本還沒有達(dá)到市場宣傳的預(yù)期,來自于運(yùn)營商自身的測試報(bào)告和應(yīng)用案例也已經(jīng)做了充分證明。
小結(jié)
在芯片設(shè)計(jì)整體水平方面,國內(nèi)企業(yè)還存在一定的差距。但是在應(yīng)用驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新方面,國內(nèi)已經(jīng)開始實(shí)現(xiàn)趕超。NB-IoT的發(fā)展主要看政府的引導(dǎo)力度和時(shí)間度,芯片廠商對芯片功能的優(yōu)化和添加,有效解決其他數(shù)據(jù)傳輸方式的痛點(diǎn)才能促進(jìn)NB-IoT的健康快速發(fā)展。
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