作為一家專(zhuan)注于設計超低功耗無線(xian)技術(shu)(shu)和能量(liang)收集(ji)解決方案(an)的(de)半(ban)導(dao)體公司，今年1月，Atmosic公司在宣(xuan)布獲得風險(xian)投資公司Sutter Hill Ventures領投的(de)7200萬美(mei)元新(xin)一輪融資的(de)同時(shi)，還發(fa)布了搭載能量(liang)收集(ji)技術(shu)(shu)的(de)全新(xin)藍牙5.3片上系(xi)統(SoC)ATM33系(xi)列。
如今，越來越多的物聯網廠(chang)商正在轉向(xiang)以藍(lan)牙(ya)為代表的超低功(gong)(gong)(gong)耗無線通訊技術。藍(lan)牙(ya)技術聯盟(Bluetooth SIG)提供的最新(xin)數據(ju)顯示，2022年(nian)至(zhi)2026年(nian)期間，低功(gong)(gong)(gong)耗藍(lan)牙(ya)單模式設備(bei)的年(nian)出貨量將(jiang)增長(chang)3倍；到(dao)(dao)2026年(nian)，95%的藍(lan)牙(ya)設備(bei)將(jiang)包(bao)含低功(gong)(gong)(gong)耗藍(lan)牙(ya)，其(qi)復合年(nian)增長(chang)率將(jiang)達到(dao)(dao)25%。
其實在(zai)ATM33推出(chu)之前，Atmosic第(di)一代產品(pin)(pin)(pin)ATM2和(he)ATM3已(yi)經應用于(yu)不同的場景中(zhong)，并取得了(le)非常重(zhong)要的成功。Atmosic產品(pin)(pin)(pin)營銷總監(jian)Dylan Ko透(tou)露稱，僅(jin)在(zai)過去一年(nian)中(zhong)，Atmosic產品(pin)(pin)(pin)出(chu)貨量就增長了(le)約(yue)10倍，客戶群擴大了(le)500%。
但Atmosic方面認為，第一代產品主要(yao)定(ding)位于物(wu)聯(lian)網低(di)功耗無線(LPW)市(shi)場(chang)(chang)(chang)中的(de)(de)(de)遠程控(kong)制、鼠(shu)標鍵盤等基(ji)礎型應(ying)用，考(kao)慮(lv)到(dao)(dao)LPW市(shi)場(chang)(chang)(chang)強(qiang)勁的(de)(de)(de)市(shi)場(chang)(chang)(chang)增長率(2020-2024年復(fu)合(he)增長率>10%)，預計(ji)到(dao)(dao)2024年，不但應(ying)用終端數量將達到(dao)(dao)40-50億臺，而且市(shi)場(chang)(chang)(chang)將越來越傾向于具有更(geng)強(qiang)處理能力、更(geng)多功能(安全和定(ding)位)和更(geng)低(di)功耗的(de)(de)(de)設(she)備。這(zhe)樣一來，LPW市(shi)場(chang)(chang)(chang)也(ye)就自然(ran)而然(ran)的(de)(de)(de)進入了以家(jia)居智能設(she)備傳感(gan)器、血(xue)糖監測儀、可穿戴設(she)備和尋向設(she)備為代表(biao)的(de)(de)(de)第二代產品階段。
以近年來市場需求快速增長的血糖監測產品為例，這類便攜式產品往往是可穿戴的，并且希望具有很薄的尺寸，通過柔軟的塑料材質緊貼人體；但同時又需要可靠的電池表現，長時間不間斷地提供監測功能。因此產品需要在長期處于低功耗狀態的同時準確地完成監測任務，這就對電池尺寸、芯片效率和功耗提(ti)出了非常嚴(yan)格的要求。
類似地，一(yi)些其他的(de)物聯(lian)網(wang)設(she)備對(dui)于SoC計算能力、安(an)全性或(huo)者存儲(chu)規格的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)會更(geng)高(gao)。例如(ru)精準(zhun)的(de)定位與尋向設(she)備會產生持續(xu)(xu)不(bu)斷的(de)數(shu)據(ju)流，要(yao)求(qiu)(qiu)處理(li)器在保持較(jiao)低功(gong)耗的(de)同時，快(kuai)速(su)進行接收和處理(li)。這種(zhong)數(shu)據(ju)的(de)快(kuai)速(su)和持續(xu)(xu)訪問(wen)需要(yao)建立在穩定的(de)設(she)備存儲(chu)基(ji)礎之上，要(yao)求(qiu)(qiu)一(yi)定的(de)性能與可靠性，因此充(chong)足的(de)RAM、閃存是不(bu)可或(huo)缺(que)的(de)。而像家庭自動化設(she)備，如(ru)智能門鎖(suo)、智能開關往往對(dui)SoC安(an)全性和電池續(xu)(xu)航(hang)有著更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)(qiu)。
挑戰“永久續航”新極限
支(zhi)持“迄今最長的(de)電池使(shi)用壽命及無電池運行，將現有(you)的(de)能量收集及超低功耗(hao)技術推進(jin)到了更高的(de)水平(ping)。”——這(zhe)是Atmosic ATM33系列(lie)最具(ju)競(jing)爭力的(de)賣點所在。
Dylan Ko在(zai)接受(shou)《國際電子商(shang)情(qing)》采(cai)訪時指(zhi)出，得益于ATM2和(he)(he)ATM3在(zai)市場上(shang)(shang)取得的(de)成(cheng)功，Atmosic將(jiang)一(yi)些(xie)共(gong)同的(de)創新(xin)技術，例如超低功耗、受(shou)控(kong)能量收集(ji)(光伏/射(she)頻(pin)(pin)/熱能/機械能)、無MCU感知、射(she)頻(pin)(pin)信號按需喚(huan)醒(xing)等(deng)，繼(ji)續沿用到了ATM33系列產(chan)品上(shang)(shang)，并在(zai)此基礎(chu)上(shang)(shang)對系統(tong)層面進行了大幅(fu)的(de)優化(hua)升級和(he)(he)增強(qiang)，包括更(geng)強(qiang)的(de)處理能力(li)和(he)(he)嵌入式(shi)非易(yi)失(shi)性(xing)存(cun)儲器(NVM)、光伏射(she)頻(pin)(pin)能量收集(ji)器以(yi)及(ji)電池(chi)(chi)支持能力(li)的(de)增強(qiang)、更(geng)安全的(de)Arm TrustZone技術、AoA/AoD資產(chan)跟蹤和(he)(he)尋向技術、更(geng)高的(de)發(fa)射(she)功率，以(yi)此大幅(fu)延長(chang)電池(chi)(chi)的(de)使用壽命，甚(shen)至實現無需電池(chi)(chi)的(de)應用環境(jing)。
以無MCU感(gan)知操作(zuo)(zuo)技術(shu)為例(li)，在(zai)傳感(gan)器(qi)進行芯片(pian)讀寫(xie)時，ATM33中的Sensor Hub無需MCU即可(ke)操作(zuo)(zuo)并直(zhi)接發送低功(gong)耗(hao)(hao)(hao)藍牙(ya)(BLE)數(shu)據(ju)包。這意(yi)味著(zhu)，即使在(zai)深度睡眠狀態下，SoC也能執行傳感(gan)器(qi)運作(zuo)(zuo)支援功(gong)能，如訪問內存和傳輸信標(biao)等，而不需要喚(huan)醒整顆芯片(pian)，大(da)幅節省了所需的功(gong)耗(hao)(hao)(hao)；在(zai)射頻信號按需喚(huan)醒技術(shu)方面，ATM33系列配備了一(yi)(yi)個0.7mA超低功(gong)耗(hao)(hao)(hao)接收(shou)器(qi)和一(yi)(yi)款(kuan)具有突破性的高效(xiao)發射器(qi)，可(ke)在(zai)0-10dBm的輸出功(gong)率下高效(xiao)運行，使得(de)電池(chi)使用(yong)壽(shou)命達到同(tong)類(lei)競品的3-5倍。
ATM33還集成(cheng)了功耗(hao)優化的ARM Cortex-M33F處(chu)理器，工作頻率可達64MHz，并(bing)支持(chi)ARM TrustZone?，可提供強大的系統安全性。與ATM2和ATM3產(chan)品支持(chi)藍(lan)牙(ya)5.0不同(tong)，ATM33系列已經擴展到支持(chi)藍(lan)牙(ya)LE 5.1/5.2/5.3，并(bing)同(tong)時支持(chi)AoA與AoD室內定位技(ji)術(shu)，用于資產(chan)跟蹤和尋向(xiang)。
此外，Atmosic還對光伏和射(she)頻能(neng)量(liang)收(shou)集(ji)器(qi)進(jin)(jin)行(xing)了(le)增強，用(yong)以支持不同(tong)(tong)類(lei)(lei)型的(de)(de)光伏能(neng)量(liang)收(shou)集(ji)器(qi)，進(jin)(jin)一(yi)步擴大了(le)能(neng)夠接收(shou)的(de)(de)射(she)頻能(neng)量(liang)輸入范圍(wei)。例如在CES 2022上，三(san)星就發布了(le)一(yi)款使用(yong)光能(neng)和射(she)頻能(neng)量(liang)采集(ji)的(de)(de)無電池藍牙遙控器(qi)。Dylan Ko預計，在接下(xia)來的(de)(de)一(yi)到兩年內，會(hui)有更多類(lei)(lei)似的(de)(de)應用(yong)被開發出來，它們的(de)(de)共同(tong)(tong)點都是對電池的(de)(de)依賴性會(hui)大幅下(xia)降，甚(shen)至實現(xian)永久續航。
為了更好地滿(man)足(zu)不同(tong)應用(yong)場景(jing)的(de)(de)需求，ATM33系(xi)列也(ye)提供不同(tong)的(de)(de)封(feng)裝(zhuang)解決方案：一種是(shi)(shi)QFN(方形扁平無(wu)引腳(jiao)封(feng)裝(zhuang))，包括5×5mm和(he)7×7mm規格，引腳(jiao)數分(fen)別(bie)是(shi)(shi)40和(he)56；另外一種是(shi)(shi)WLCSP(晶(jing)圓級(ji)芯(xin)片規模封(feng)裝(zhuang))，適合其(qi)他更小體積的(de)(de)應用(yong)場景(jing)，預計(ji)于2022年(nian)年(nian)中(zhong)實現量產(chan)。
在被問(wen)及“低功(gong)(gong)耗藍牙技術目前是(shi)否依然是(shi)短距(ju)離通信領域的(de)最優解？”這一問(wen)題時，Dylan Ko對《國際(ji)電子(zi)商情》解釋說，與UWB相比，藍牙最主要(yao)的(de)優勢(shi)(shi)就是(shi)超低功(gong)(gong)耗和低成本，但UWB精度更高(gao)，功(gong)(gong)耗自然也要(yao)更高(gao)一些。“并不(bu)(bu)是(shi)說UWB技術不(bu)(bu)好，只是(shi)不(bu)(bu)同(tong)無線技術間(jian)各具優勢(shi)(shi)，有不(bu)(bu)同(tong)的(de)使用層級，彼此間(jian)互補趨(qu)勢(shi)(shi)明顯。”
根據藍(lan)牙技術聯盟(meng)與ABI Research近日發布的(de)(de)《2022年(nian)(nian)藍(lan)牙市(shi)場最新(xin)資訊》，藍(lan)牙位置(zhi)服(fu)務(wu)已經成(cheng)為增長速度最快的(de)(de)藍(lan)牙解決方案領域，覆(fu)蓋了從資產追蹤到(dao)(dao)室內(nei)導航，再到(dao)(dao)無鑰匙進入等各種服(fu)務(wu)。未來五年(nian)(nian)內(nei)，基于藍(lan)牙的(de)(de)位置(zhi)服(fu)務(wu)年(nian)(nian)復合增長率將達(da)到(dao)(dao)25%，到(dao)(dao)2026年(nian)(nian)，藍(lan)牙位置(zhi)服(fu)務(wu)設備(bei)的(de)(de)年(nian)(nian)出貨量將達(da)到(dao)(dao)5.68億。
Dylan Ko說作為(wei)一家初創的(de)(de)、正在(zai)快速成長的(de)(de)公司，Atmosic現在(zai)的(de)(de)戰(zhan)略(lve)方向就是持(chi)續關注BLE市(shi)場的(de)(de)創新，因為(wei)BLE市(shi)場的(de)(de)發展(zhan)非常迅速，規(gui)模(mo)非常大(da)。所以(yi)，“我們(men)必須(xu)持(chi)續專(zhuan)注于低(di)功耗和(he)能量采(cai)集(ji)兩大(da)核(he)(he)心技(ji)術。”他表示，Atmosic不能只(zhi)是跟在(zai)別人身后(hou)做一些沒有(you)特色的(de)(de)產(chan)品，而(er)是要全力(li)凸(tu)顯(xian)自身的(de)(de)核(he)(he)心價(jia)值，在(zai)價(jia)格和(he)市(shi)場份(fen)額上實現突破。
例如(ru)在(zai)能量采集(ji)方面，如(ru)何比競爭對手的方案支(zhi)持更(geng)多的能量收(shou)(shou)集(ji)方式，更(geng)廣的收(shou)(shou)集(ji)范(fan)圍，更(geng)有效率的能量傳輸路徑，就非常值(zhi)得深入研究(jiu)。
而在(zai)射頻設計方面，Atmosic采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)并不(bu)是單純的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一條技(ji)術路徑(jing)，而是多個(ge)技(ji)術路徑(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)綜合——首先，使用(yong)(yong)了非常低電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)管(guan)；其次，將所(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)藍牙芯片進(jin)行細化和分解，將其拆分成50個(ge)甚至更多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模(mo)塊，再依據具體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)場景，對不(bu)同模(mo)塊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功耗(hao)、信(xin)號傳(chuan)輸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)效率、以及模(mo)塊之間信(xin)號傳(chuan)輸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)進(jin)行不(bu)同層次的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優化；最后，如(ru)前文所(suo)述(shu)，當(dang)模(mo)塊沒有被使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)時候，它(ta)們將處(chu)于睡眠狀態。
Dylan Ko相信超低功耗藍牙、遙控器(qi)、鍵(jian)盤、智能門鎖(suo)等市場(chang)在2022年里將(jiang)會繼續增長(chang)，醫療領域的(de)(de)動態血糖(tang)監測(ce)(CGM)，以及AoA/AoD的(de)(de)資產追蹤和(he)尋向(xiang)技術(shu)也(ye)會是公司未來關(guan)注的(de)(de)重(zhong)點。接下(xia)來，除了確保ATM2和(he)ATM3繼續獲得更加(jia)穩(wen)定增長(chang)的(de)(de)訂單外，Atmosic也(ye)將(jiang)發力能量(liang)收集，特別是光(guang)伏發電和(he)射頻發電兩大應(ying)用(yong)場(chang)景。
