對環境能量進行采集并有效管理，是無源物聯網的核心技術，此前這一領域更多是一些小型或創業企業參與，而安世半導體收購Nowi，體現了半導體龍頭企業對于這一領域的重視，從一定程度上加速了無源物聯網產業的發展。
近日，聞泰科技旗下安世半導體發布新聞稿，宣布收購了荷蘭半導體公司Nowi，該公司成立于2016年，主要產品為能量采集電源管理芯片，其芯片可以對從環境收集到的微弱能量進行有效管理，為物聯網傳感器、電子標簽、智能手環等場景提供能量支持。
對環境能量進(jin)行采集并有效管理，是(shi)無源物聯網的(de)(de)核心技術(shu)，此(ci)前這(zhe)一(yi)(yi)領(ling)域更多是(shi)一(yi)(yi)些小型(xing)或創業企業參與，而本次(ci)安世半導(dao)(dao)體收(shou)購Nowi，體現(xian)了半導(dao)(dao)體龍頭企業對于這(zhe)一(yi)(yi)領(ling)域的(de)(de)重(zhong)視，從一(yi)(yi)定(ding)程度(du)加速無源物聯網產業的(de)(de)發展。
環境能量采集已成為無源物聯網的重要實踐
無(wu)(wu)(wu)源(yuan)物(wu)聯網(wang)并非(fei)不用能(neng)源(yuan)來(lai)驅動(dong)物(wu)聯網(wang)系統工作，而是通(tong)過能(neng)量(liang)采(cai)(cai)集(ji)技(ji)術，將外界能(neng)量(liang)利用起來(lai)，供(gong)物(wu)聯網(wang)終(zhong)端或傳感器工作，環境能(neng)量(liang)采(cai)(cai)集(ji)技(ji)術在無(wu)(wu)(wu)源(yuan)物(wu)聯網(wang)中發揮(hui)著(zhu)和核心作用。筆者曾在《從“入門”到(dao)“頭禿”，一(yi)文搞(gao)懂“無(wu)(wu)(wu)源(yuan)物(wu)聯網(wang)”》一(yi)文中總結了環境光能(neng)量(liang)采(cai)(cai)集(ji)、震動(dong)能(neng)采(cai)(cai)集(ji)、熱能(neng)采(cai)(cai)集(ji)和射頻能(neng)量(liang)采(cai)(cai)集(ji)以及微能(neng)量(liang)管理(li)的相關內容(rong)。
Nowi作為環境能量采集和微能管理的代表性創業企業，將環境能量采集和微能量管理技術封裝到芯片中，推出多款能量管理芯片，并與多家物聯網芯片、模組廠商合作，給物聯網節點供能。Nowi合作的案例中，一個最為典型的特征就是讓物聯網模組或節點可以拋棄電池，通過環境能量采集實現“終身供電”和免維護，推動無源物聯網落地。截至目前，Nowi已經為NB-IoT、LoRa、Sigfox、藍牙合作伙伴提供環境能量采集和微能管理的方案。
眾所周(zhou)知，NB-IoT的(de)大部分場(chang)景都(dou)需要(yao)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)，可以(yi)實現數(shu)年甚至10年以(yi)上的(de)免維護(hu)(hu)，但(dan)不(bu)少(shao)場(chang)景的(de)生命周(zhou)期可能(neng)更長，或者(zhe)維護(hu)(hu)環境(jing)非(fei)常惡(e)劣，電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)面臨很(hen)大挑(tiao)戰。環境(jing)能(neng)量采(cai)集就(jiu)能(neng)夠發揮作(zuo)用。
早在2019年，Nowi就和海思半導體合作，推出能源自給的NB-IoT平臺，并在2020年實現第二代升級。該平臺是基于海思的Hi2115 NB-IoT解決方案和Nowi的NH2能量收集電源管理芯片，通過能(neng)(neng)量收集供(gong)(gong)能(neng)(neng)為芯片(pian)和模組長(chang)期供(gong)(gong)電，支(zhi)持NB-IoT傳(chuan)輸(shu)。在這一(yi)方(fang)案下，NB-IoT能(neng)(neng)夠支(zhi)持一(yi)些需要長(chang)期免維護的(de)場景(jing)。
在今年的世界移動通信大會（MWC）上，日本村田公司、德國電信以及Nowi合作推出了“能源自主蜂窩物聯網開發解決方案”，這一方案被稱為NB-IoT自主開發方案（Autonomous NB-IoT Development Solution，ANDS），號稱全球最小的能源采集NB-IoT模塊。在(zai)這一(yi)方案中(zhong)，村田提(ti)供(gong)(gong)其小尺寸的1YS NB-IoT模組，德國電信(xin)的nuSIM直接集成到村田公司的模組，Nowi提(ti)供(gong)(gong)其NH2能(neng)源采集芯片(pian)，該芯片(pian)體積(ji)為(wei)3x3mm，可為(wei)解決方案提(ti)供(gong)(gong)永久供(gong)(gong)能(neng)。這一(yi)方案涵蓋(gai)了無線通信(xin)、電源管(guan)理和(he)SIM管(guan)理。
能量采集技術也支持LoRa節點免電池工作。2021年4月，日本村(cun)田公司與Nowi公司合作(zuo)推出無(wu)電(dian)(dian)池LoRa方案參考平臺，該(gai)平臺使用(yong)村(cun)田的LoRa模塊，由Nowi的能量采集電(dian)(dian)源管理芯(xin)片(pian)，該(gai)電(dian)(dian)源管理芯(xin)片(pian)為(wei)Smtech的LoRa收發(fa)器以及意法半導體的MCU供給(gei)能量。在這一參考平臺下，一些場景可以大范(fan)圍部署無(wu)電(dian)(dian)池的低功耗(hao)廣域網絡節點。
Sigfox雖然經歷了破產保護和被收購，但其畢竟在全球數十個國家已經開展業務，涵蓋大量低功耗廣域網絡場景，Nowi也在支持免電池的Sigfox方案中發揮作用。在今年的(de)CES大會上，Nowi和巴西(xi)HT Micron發(fa)布了基于微(wei)能(neng)管理芯片的(de)Sigfox開發(fa)板，為Sigfox相關傳感(gan)器場景提供長期能(neng)量來源。
環境能量采集和藍牙也進行融合，實現持續供能。國內藍(lan)牙(ya)芯片廠商(shang)(shang)泰凌微(wei)電子與(yu)Nowi合作，通將能(neng)(neng)源自(zi)主智能(neng)(neng)遙控器的解(jie)決方案推向市場，滿足市場對自(zi)供(gong)電環(huan)保智能(neng)(neng)遙控器的激增需求，幫(bang)助消(xiao)費電子品牌、電視供(gong)應(ying)商(shang)(shang)和(he)(he)機頂盒(he)供(gong)應(ying)商(shang)(shang)制造能(neng)(neng)量(liang)自(zi)給的終端設備(bei)。此外，Nowi和(he)(he)泰凌也通過環(huan)境能(neng)(neng)量(liang)采集和(he)(he)微(wei)能(neng)(neng)管理技(ji)術的合作，推出能(neng)(neng)源自(zi)主電子貨架(jia)標簽系統，廣泛(fan)應(ying)用于零售行(xing)業。
由于環境能(neng)量采(cai)集(ji)和(he)微能(neng)管(guan)理(li)的(de)市場(chang)前(qian)景，國(guo)內外(wai)已有多家(jia)企業在這方面布(bu)局。例如，威爾士一家(jia)名為(wei)Trameto的(de)電源管(guan)理(li)芯(xin)片企業今年5月份(fen)獲(huo)得了(le)來(lai)自蜂窩物(wu)聯(lian)網(wang)廠(chang)(chang)商(shang)U-blox的(de)投資，其產品也是定位于替代(dai)物(wu)聯(lian)網(wang)供電的(de)電池；比(bi)利時一家(jia)名為(wei)e-peas的(de)半導體初創公司與蜂窩芯(xin)片廠(chang)(chang)商(shang)Sequans合作，推出自供電的(de)LTE-M/NB-IoT解決(jue)方案。該方案采(cai)用e-peas的(de)能(neng)量收集(ji)管(guan)理(li)IC和(he)Sequans的(de)Monarch LTE-M/NB-IoT芯(xin)片，e-peas的(de)能(neng)量管(guan)理(li)IC將能(neng)量從光(guang)伏接收電量傳(chuan)輸到儲存組(zu)件(jian)，然后供給Sequans的(de)LTE-M/NB-IoT組(zu)件(jian)工作。
雖然當(dang)前環(huan)境(jing)能(neng)量采(cai)集(ji)的(de)廠商(shang)還是以中小企(qi)業及創業企(qi)業為主，但在過去(qu)幾年的(de)事件(jian)中，這些企(qi)業已經證明了環(huan)境(jing)能(neng)量采(cai)集(ji)的(de)技(ji)術可行性，并為低功(gong)耗物聯(lian)網設備提(ti)供支持，形成了無源物聯(lian)網初期的(de)典型示范。
安世半導體入局，加速無源物聯網商用步伐
如果說無源物(wu)聯(lian)網(wang)這(zhe)一領域(yu)此前更(geng)多(duo)是(shi)中小型和創業(ye)企業(ye)在探(tan)索，大(da)型企業(ye)更(geng)多(duo)是(shi)對(dui)其投資或者項目(mu)合作，并未深入(ru)參(can)與，那么，作為全球領先的(de)分立式器(qi)件、邏輯器(qi)件與MOSFET器(qi)件的(de)專(zhuan)業(ye)制造商(shang)，安世(shi)半(ban)導體收購Nowi，則意(yi)味著這(zhe)家大(da)型企業(ye)開始(shi)親自(zi)入(ru)局(ju)，推動力量更(geng)強，加(jia)速了(le)無源物(wu)聯(lian)網(wang)商(shang)用的(de)步(bu)伐。
首先，收購Nowi補齊了其電源管理產品能力
安世半導體在新聞稿中宣稱，該公司將擴大其電池管理產品組合，以納入能量采集解決方案。光、震動、無線電波或溫度梯度中有能量可收集，并用于替換智能可穿戴設備和汽車無線感應(ying)器節點等低功耗(hao)應(ying)用中的電池(chi)。
安世(shi)半(ban)導(dao)體(ti)高(gao)管在評價這一(yi)收(shou)購(gou)案時表示，對Nowi的(de)收(shou)購(gou)是(shi)一(yi)項具有(you)重要戰(zhan)略意(yi)義的(de)投資，因(yin)為(wei)能(neng)量采集完美地補足了(le)安世(shi)半(ban)導(dao)體(ti)現有(you)的(de)電(dian)源管理能(neng)力(li)(li)，該決策意(yi)味著安世(shi)半(ban)導(dao)體(ti)現在可(ke)以為(wei)客戶的(de)產品提供可(ke)持續的(de)電(dian)池替代品，助力(li)(li)其產品快速面市。
可(ke)(ke)(ke)以看(kan)出(chu)，提(ti)供(gong)電池替代(dai)品(pin)是(shi)安(an)世半(ban)導體(ti)最(zui)為看(kan)中的(de)(de)Nowi的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)力。安(an)世半(ban)導體(ti)的(de)(de)產品(pin)廣泛(fan)應用于汽車、可(ke)(ke)(ke)穿(chuan)戴設備(bei)、消費電子等(deng)領域，這些領域中存在大量(liang)低(di)功耗傳感(gan)器節(jie)點(dian)，對于能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)管(guan)理(li)提(ti)出(chu)非常苛刻的(de)(de)要求。通過(guo)收購Nowi，獲得能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)采集和微能(neng)(neng)(neng)(neng)管(guan)理(li)的(de)(de)技術，可(ke)(ke)(ke)以明顯升級(ji)安(an)世半(ban)導體(ti)的(de)(de)產品(pin)能(neng)(neng)(neng)(neng)力。
其次，借助安世半導體產業影響，加速無源物聯網產品普及
Nowi的(de)首席(xi)執行官表(biao)示，借助大(da)型半導體制(zhi)造(zao)商的(de)制(zhi)造(zao)、銷(xiao)售(shou)和營銷(xiao)等渠道，我們能夠(gou)更快地將更好的(de)產品(pin)推向市場。安(an)世半導體具有顯著影響(xiang)力，每年生產1000多億件性能可(ke)靠穩(wen)定的(de)半導體器(qi)件，客戶遍及全球各地和各個(ge)行業，可(ke)以(yi)通過其已有資源，幫助無源物聯網方案快速打開市場。
目前，能量采集是無源物聯網相對成熟的技術領域，且商業化已經有一定的場景和規模。相對于能(neng)量采(cai)集，反向(xiang)(xiang)散射通(tong)(tong)信(xin)商(shang)用(yong)化進(jin)程相對緩慢，僅有部(bu)分初(chu)步試商(shang)用(yong)，尤(you)其是基于蜂(feng)窩網絡(luo)的反向(xiang)(xiang)散射通(tong)(tong)信(xin)還處于標準(zhun)研究階段。在(zai)這一階段中，能(neng)量采(cai)集技(ji)術可(ke)以(yi)用(yong)于很(hen)多(duo)物聯網場(chang)景中，結合現有通(tong)(tong)信(xin)技(ji)術，實(shi)現對電池(chi)的替代。筆者在(zai)《NB-IoT和LoRa不用(yong)電池(chi)也可(ke)以(yi)工作(zuo)：無源(yuan)物聯網為LPWAN開辟新機(ji)遇》一文中總結了(le)環(huan)境能(neng)量采(cai)集與(yu)NB-IoT、LoRa的配合，可(ke)以(yi)實(shi)現低(di)功耗廣域網絡(luo)很(hen)多(duo)場(chang)景無源(yuan)化。
這一無源化過程(cheng)需(xu)要(yao)規模效應，才能(neng)(neng)將微能(neng)(neng)管理(li)芯(xin)片的成本(ben)降(jiang)下來。安世半導體的全球資源和行業影響力(li)，對于(yu)規模化提供了(le)較好支持，能(neng)(neng)夠快速降(jiang)低相關器(qi)件的成本(ben)。
再次，中國無源物聯網市場迎來新機遇
2018-2019年，中(zhong)國上市公司(si)聞(wen)泰(tai)科(ke)(ke)技收購全(quan)球知名(ming)芯片公司(si)安世(shi)半(ban)導(dao)體(ti)成為業界重大事件。目前，安世(shi)半(ban)導(dao)體(ti)作為聞(wen)泰(tai)科(ke)(ke)技旗下的半(ban)導(dao)體(ti)業務平臺，不斷加大在中(zhong)國市場的投入力度。本次收購Nowi，可(ke)以進一(yi)步將微(wei)能管理這一(yi)無源物(wu)聯(lian)網技術(shu)和產品在中(zhong)國市場進行推廣。
一直(zhi)以來，中國(guo)都(dou)是NB-IoT、LoRa和藍(lan)牙的(de)最大的(de)應(ying)用市(shi)場(chang)，出貨量居全球首(shou)位。目(mu)前，雖然反向散射(she)通信(xin)商用進程相對緩慢，但能量采集(ji)、微能管(guan)理和NB-IoT、LoRa、藍(lan)牙的(de)結合(he)，能夠實(shi)現(xian)這(zhe)些通信(xin)技(ji)術支撐場(chang)景(jing)下對電(dian)池的(de)替代，多(duo)個場(chang)景(jing)對于(yu)長時間免維護的(de)需求(qiu)，加(jia)(jia)快了NB-IoT、LoRa和藍(lan)牙無(wu)源化(hua)的(de)進程，可能在中國(guo)市(shi)場(chang)實(shi)現(xian)規模(mo)化(hua)落(luo)地。此(ci)外(wai)，零(ling)售、物流、倉儲等行業(ye)對于(yu)無(wu)源化(hua)方案的(de)需求(qiu)，也可能加(jia)(jia)速(su)能量采集(ji)、微能管(guan)理技(ji)術的(de)應(ying)用。
過去一(yi)(yi)年中，無源物聯(lian)網已成(cheng)為產業界關(guan)注(zhu)的一(yi)(yi)個(ge)重(zhong)點，安世半(ban)導體對(dui)Nowi的收購，可以看出業界對(dui)這一(yi)(yi)領域的重(zhong)視(shi)程(cheng)度不斷提升，期(qi)待更多市場主(zhu)體進入這一(yi)(yi)領域，加速無源物聯(lian)網商用進程(cheng)。
以無源物聯網為代表的先進技術是我們值得關注的確定性機會之一，但它并不是全部，還有很多商機有待我們一起挖掘。2022年12月7日，一年一度的產業盛會【2022年中國AIoT產業年會暨2023智能產業前瞻洞察大典】將在深圳召開，本屆年會將分享和交流前瞻的產業方向、技術趨勢以及應用場景實踐經驗，為產業升級發展提供新價值、提供新動力。
12月7日 深圳
“2022中國AIoT產業年會暨2023智能產業前瞻洞察大典”
