近日，飛英思特科技正式對外宣告，研發出旗下首款環境微能量采集與管理芯片——FPM8100，該款芯片是國內無源物聯網領域的首款環境微能量采集與(yu)管理芯片，實現(xian)了(le)(le)國內該(gai)類芯片產(chan)品零的突破，填補了(le)(le)市場空(kong)白。
FPM8100芯片具有高(gao)效率、高(gao)穩定、超低功(gong)耗(hao)等優勢，可集成于各類低功(gong)耗(hao)傳感(gan)器之中使其能量(liang)自(zi)給。目前，飛英思特圍繞該系列芯片所打(da)造(zao)的解決方案，已在(zai)工業監測、農業監測、資產(chan)管理等領(ling)域投入試用(yong)。隨(sui)著產(chan)品(pin)的不斷(duan)優化，其大規模應用(yong)的時間將進一(yi)步縮(suo)短。
環境微(wei)能(neng)量采集(ji)與管(guan)理(li)芯片FPM8100
近(jin)些年，隨著數(shu)字化(hua)轉型在各領域(yu)的不斷推進，來自底層的數(shu)據采集需求量(liang)激增(zeng)，大量(liang)低功耗傳感設備(bei)被廣泛部署，但(dan)隨之(zhi)而來的設備(bei)供電(dian)(dian)問題(ti)，例如電(dian)(dian)池更(geng)換、意外斷電(dian)(dian)、日常運維(wei)等，迫使用(yong)戶需要付出(chu)大量(liang)額外成(cheng)本，嚴重影(ying)響物聯傳感的規模化(hua)部署，也(ye)制約(yue)了數(shu)字經濟的高質量(liang)發展。
在這樣的背景下，無源物聯網應運而生，通過從(cong)自然(ran)環境中獲取(qu)能量為(wei)(wei)低(di)功耗(hao)設備(bei)供電的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)創(chuang)新，減少對(dui)人工能源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)依(yi)賴(lai)。隨著(zhu)行(xing)業(ye)的(de)(de)(de)不斷發(fa)展，目前(qian)，無(wu)源(yuan)(yuan)物(wu)聯網已被業(ye)界廣(guang)泛認(ren)為(wei)(wei)是(shi)實現(xian)千億級萬物(wu)智聯的(de)(de)(de)關(guan)鍵性技(ji)術(shu)(shu)方案。而與(yu)其相關(guan)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)和產品，也已成為(wei)(wei)各(ge)行(xing)各(ge)業(ye)競(jing)逐的(de)(de)(de)焦(jiao)點。
作為全(quan)球領先的無源無線技(ji)術(shu)和(he)科技(ji)服務提供(gong)商，飛英思特圍繞低功耗傳感(gan)器(qi)設(she)備的供(gong)電問題展(zhan)開(kai)攻關，成功研發出(chu)核心的能(neng)量采集技(ji)術(shu)，并成為國內首(shou)家發布環境(jing)微能(neng)量采集與管(guan)(guan)理模(mo)組的企業(ye)。為了進一步賦能(neng)各(ge)產(chan)業(ye)發展(zhan)，公司又投入大量人力物力開(kai)展(zhan)芯(xin)(xin)片(pian)的自研工作，前后歷時(shi)2年，最終推出(chu)旗下首(shou)款環境(jing)微能(neng)量采集與管(guan)(guan)理芯(xin)(xin)片(pian)FPM8100，其關鍵性能(neng)指(zhi)標對標甚(shen)至(zhi)遠超國外(wai)同類(lei)型產(chan)品，為我國的低功耗芯(xin)(xin)片(pian)市場提供(gong)了一種全(quan)新(xin)的選擇。
FPM8100芯片制(zhi)程(cheng)采用180nmCMOS工藝，裸片尺寸為(wei)2.1mm*2.3mm，封裝后芯片大小為(wei)4.2mm*4.2mm;實現了380mV最低啟動電壓，并將靜(jing)態電流功耗(hao)控(kong)制(zhi)在(zai)400nA~700nA，多電壓輸(shu)出(chu)及可達300mA峰值(zhi)瞬時電流輸(shu)出(chu);Boost-Buck轉換效率在(zai)10μW至500μW范圍內的(de)效率不低于70%。
環境微能量采集(ji)與(yu)管理芯片(pian)FPM8100展示
目前，主要(yao)的環境能量(liang)為(wei)射頻能、溫(wen)差能、微(wei)光能、振動能，其典型的能量(liang)密(mi)度在0.01μW/1cm2—200μW/1cm2區(qu)間，但想要(yao)采集這(zhe)些(xie)能量(liang)為(wei)己所用，仍存在較大的技術挑戰性，主要(yao)是因為(wei)能量(liang)的微(wei)弱性、能量(liang)的隨機性以及能量(liang)的震動性，讓納瓦(nW)至微(wei)瓦(μW)能量(liang)區(qu)間實現設備(bei)的穩定工作異常困難。
得益于低功耗高效率的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量采(cai)(cai)集(ji)(ji)技術，飛英思特研發的(de)(de)(de)環境(jing)微(wei)(wei)能(neng)(neng)(neng)量采(cai)(cai)集(ji)(ji)與管理(li)(li)(li)芯片FPM8100，主要(yao)(yao)以(yi)(yi)射頻能(neng)(neng)(neng)、溫差能(neng)(neng)(neng)、微(wei)(wei)光能(neng)(neng)(neng)、振動能(neng)(neng)(neng)等(deng)環境(jing)中常見能(neng)(neng)(neng)量為采(cai)(cai)集(ji)(ji)目標。可通過冷啟動電(dian)路(Cold Start)、能(neng)(neng)(neng)量選擇切換(Power Switch)、邏輯控制(zhi)狀態機(State Machine)、儲能(neng)(neng)(neng)管理(li)(li)(li)(Storage Management)等(deng)主要(yao)(yao)模塊將前端無序、低品質輸(shu)入(ru)能(neng)(neng)(neng)量，高效地管理(li)(li)(li)、利用、存儲起來(lai)，形成(cheng)新的(de)(de)(de)“環境(jing)電(dian)池”形態，以(yi)(yi)實現對(dui)后(hou)端電(dian)路的(de)(de)(de)穩定輸(shu)出。此外，高集(ji)(ji)成(cheng)度(du)的(de)(de)(de)設計也使得用戶無論在二(er)次(ci)開發還(huan)是設備尺寸管理(li)(li)(li)等(deng)方面，都更具競爭優勢。
一(yi)(yi)(yi)直以來，環境能(neng)量(liang)采(cai)集都(dou)是(shi)極難(nan)研發的(de)技術之一(yi)(yi)(yi)，而想將這(zhe)些(xie)(xie)微能(neng)量(liang)采(cai)集并(bing)進行管(guan)理，其難(nan)度更是(shi)指數級(ji)提(ti)升，這(zhe)也導致(zhi)國(guo)內這(zhe)一(yi)(yi)(yi)領域此前未(wei)曾有(you)芯片類成果問世。背后的(de)原因在于(yu)，一(yi)(yi)(yi)款高性能(neng)的(de)能(neng)量(liang)采(cai)集及管(guan)理芯片，不(bu)僅要(yao)控制芯片自身的(de)功耗，對Boost-Buck轉換效(xiao)率(lv)、冷(leng)啟(qi)動(dong)(Cold-Start)電(dian)路效(xiao)率(lv)和啟(qi)動(dong)電(dian)壓等設計也有(you)著嚴苛的(de)性能(neng)要(yao)求，想要(yao)解(jie)決這(zhe)些(xie)(xie)難(nan)題，并(bing)非一(yi)(yi)(yi)日之功。
環境(jing)微(wei)能量采(cai)集與(yu)管理芯(xin)片FPM8100研(yan)發(fa)成功，不僅是飛(fei)英思特賦能各行業數(shu)字化轉(zhuan)型的(de)重要一步，亦(yi)是公司實現(xian)萬物互聯道路上的(de)里程碑(bei)。未來，飛(fei)英思特將(jiang)繼(ji)續(xu)秉承“改(gai)變(bian)人類感知世(shi)界的(de)方式”的(de)企業愿(yuan)景(jing)，持續(xu)關注物聯網及數(shu)字經濟發(fa)展動態，研(yan)制出更多優質可靠的(de)產品，為產業發(fa)展提供(gong)“芯(xin)”助力。
