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(de)首款環境微能量采(cai)集與管理芯(xin)片(pian)，實現了國(guo)內該類芯(xin)片(pian)產(chan)品零的(de)突破，填補了市場空白。
FPM8100芯片(pian)具有(you)高(gao)效(xiao)率、高(gao)穩定、超(chao)低功耗等(deng)優勢，可(ke)集成于(yu)各類低功耗傳感器之中使其(qi)能量自給。目(mu)前，飛英思特(te)圍繞該系列芯片(pian)所打造的解(jie)決方案(an)，已在工業監測(ce)、農業監測(ce)、資產管理(li)等(deng)領域(yu)投入試用。隨著產品的不斷優化，其(qi)大(da)規模應(ying)用的時間(jian)將進一(yi)步(bu)縮短。
環(huan)境(jing)微能量采(cai)集與管理芯片FPM8100
近些年，隨著數字(zi)化轉型在各領域的不斷推進，來自底層的數據采集需求量(liang)(liang)激增，大(da)量(liang)(liang)低功(gong)耗(hao)傳(chuan)感(gan)設備(bei)被廣泛部署，但隨之而來的設備(bei)供電(dian)問(wen)題，例(li)如電(dian)池更換、意(yi)外(wai)斷電(dian)、日常運維等，迫(po)使用戶需要(yao)付出大(da)量(liang)(liang)額(e)外(wai)成本，嚴(yan)重影響物聯傳(chuan)感(gan)的規模化部署，也制約了數字(zi)經濟的高(gao)質量(liang)(liang)發(fa)展。
在這樣的背景下，無源物聯網應運而(er)生，通過從自(zi)然環(huan)境(jing)中獲取能量(liang)為(wei)低功(gong)耗設備供電的(de)技術創新，減少對人工能源(yuan)的(de)依賴。隨著行業的(de)不斷發展，目前，無(wu)源(yuan)物(wu)聯網已被(bei)業界(jie)廣(guang)泛認為(wei)是實現千億級萬(wan)物(wu)智聯的(de)關(guan)鍵性技術方(fang)案。而(er)與(yu)其(qi)相關(guan)的(de)技術和產品(pin)，也已成為(wei)各(ge)(ge)行各(ge)(ge)業競逐的(de)焦點。
作(zuo)為全球(qiu)領先的(de)(de)(de)無源無線技術和科技服務(wu)提供商，飛(fei)英思特圍繞低功耗傳感器設備的(de)(de)(de)供電(dian)問題展(zhan)開攻關，成功研(yan)發(fa)出(chu)核心(xin)的(de)(de)(de)能量(liang)采集技術，并成為國內首家發(fa)布環(huan)境微(wei)(wei)能量(liang)采集與(yu)管理模組的(de)(de)(de)企業(ye)。為了進一步賦能各產業(ye)發(fa)展(zhan)，公司又投入大量(liang)人(ren)力(li)物力(li)開展(zhan)芯片(pian)的(de)(de)(de)自研(yan)工作(zuo)，前后歷時2年，最終推出(chu)旗下(xia)首款(kuan)環(huan)境微(wei)(wei)能量(liang)采集與(yu)管理芯片(pian)FPM8100，其關鍵性能指標(biao)對標(biao)甚至遠(yuan)超國外同類型產品，為我國的(de)(de)(de)低功耗芯片(pian)市場提供了一種全新的(de)(de)(de)選(xuan)擇。
FPM8100芯(xin)片制程(cheng)采用180nmCMOS工藝，裸片尺(chi)寸(cun)為2.1mm*2.3mm，封裝后芯(xin)片大(da)小(xiao)為4.2mm*4.2mm;實現了380mV最(zui)低啟(qi)動電壓(ya)，并將靜態電流功耗控制在400nA~700nA，多(duo)電壓(ya)輸出及可達300mA峰值瞬時電流輸出;Boost-Buck轉換效率在10μW至500μW范圍內的效率不(bu)低于70%。
環境微(wei)能量采集(ji)與管理芯片FPM8100展示(shi)
目前(qian)，主要(yao)的(de)(de)(de)環境能(neng)量(liang)為射頻能(neng)、溫(wen)差能(neng)、微(wei)(wei)光能(neng)、振動能(neng)，其典型(xing)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)密度在0.01μW/1cm2—200μW/1cm2區(qu)間，但(dan)想要(yao)采集(ji)這些能(neng)量(liang)為己所用，仍存在較大的(de)(de)(de)技術(shu)挑戰性，主要(yao)是因為能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)微(wei)(wei)弱性、能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)隨機性以(yi)及能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)震(zhen)動性，讓(rang)納(na)瓦(nW)至微(wei)(wei)瓦(μW)能(neng)量(liang)區(qu)間實現設(she)備的(de)(de)(de)穩定工作異(yi)常困難。
得(de)(de)益于低功耗高(gao)效(xiao)率的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)采集(ji)(ji)(ji)技術，飛英(ying)思(si)特研發的(de)(de)環(huan)境微(wei)能(neng)(neng)量(liang)采集(ji)(ji)(ji)與管(guan)理芯片FPM8100，主(zhu)要以(yi)射頻能(neng)(neng)、溫差能(neng)(neng)、微(wei)光能(neng)(neng)、振動能(neng)(neng)等環(huan)境中(zhong)常見能(neng)(neng)量(liang)為(wei)采集(ji)(ji)(ji)目標。可通過冷啟動電路(Cold Start)、能(neng)(neng)量(liang)選擇切換(Power Switch)、邏(luo)輯控制狀態機(ji)(State Machine)、儲能(neng)(neng)管(guan)理(Storage Management)等主(zhu)要模塊將前端(duan)無(wu)序、低品質輸(shu)(shu)入能(neng)(neng)量(liang)，高(gao)效(xiao)地管(guan)理、利(li)用、存儲起來，形成(cheng)新(xin)的(de)(de)“環(huan)境電池(chi)”形態，以(yi)實(shi)現對后端(duan)電路的(de)(de)穩定輸(shu)(shu)出。此外，高(gao)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)度的(de)(de)設計也(ye)使得(de)(de)用戶無(wu)論在二次開發還是設備尺寸管(guan)理等方面(mian)，都(dou)更具競爭優(you)勢(shi)。
一(yi)直以來，環境能量(liang)(liang)采集(ji)都是(shi)極(ji)難研(yan)發(fa)的(de)技術(shu)之(zhi)一(yi)，而想(xiang)將這(zhe)些微(wei)能量(liang)(liang)采集(ji)并進(jin)行(xing)管(guan)理，其難度更是(shi)指數級(ji)提升，這(zhe)也導致國內這(zhe)一(yi)領域此前未曾有芯(xin)片(pian)類(lei)成(cheng)果問(wen)世。背后的(de)原(yuan)因在(zai)于，一(yi)款(kuan)高性能的(de)能量(liang)(liang)采集(ji)及管(guan)理芯(xin)片(pian)，不僅(jin)要控制(zhi)芯(xin)片(pian)自身的(de)功耗，對(dui)Boost-Buck轉換效(xiao)率、冷啟動(Cold-Start)電路(lu)效(xiao)率和啟動電壓等(deng)設計也有著嚴(yan)苛(ke)的(de)性能要求，想(xiang)要解決這(zhe)些難題(ti)，并非一(yi)日(ri)之(zhi)功。
環境微能量采(cai)集與管理芯片FPM8100研發(fa)成(cheng)功，不僅是(shi)飛(fei)英(ying)思特(te)賦能各行(xing)業(ye)數字化轉型的重(zhong)要一(yi)步(bu)，亦是(shi)公司實現(xian)萬物互聯道路上的里程碑。未來，飛(fei)英(ying)思特(te)將繼續秉承(cheng)“改變人類感知世(shi)界的方式”的企(qi)業(ye)愿景，持續關注物聯網及數字經濟發(fa)展(zhan)動態，研制出更多(duo)優質可靠的產(chan)品，為產(chan)業(ye)發(fa)展(zhan)提供“芯”助力。
