對環(huán)境能量進(jìn)行采集并有效管理，是無源物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，此前這一領(lǐng)域更多是一些小型或創(chuàng)業(yè)企業(yè)參與，而安世半導(dǎo)體收購Nowi，體現(xiàn)了半導(dǎo)體龍頭企業(yè)對于這一領(lǐng)域的重視，從一定程度上加速了無源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
近日，聞泰科技旗下安世半導(dǎo)體發(fā)布新聞稿，宣布收購了荷蘭半導(dǎo)體公司Nowi，該公司成立于2016年，主要產(chǎn)品為能量采集電源管理芯片，其芯片可以對從環(huán)境收集到的微弱能量進(jìn)行有效管理，為物聯(lián)網(wǎng)傳感器、電子標(biāo)簽、智能手環(huán)等場景提供能量支持。
對環(huán)境能量進(jìn)行采集并有效管理，是無源物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)，此前這一領(lǐng)域更多是一些小型或創(chuàng)業(yè)企業(yè)參與，而本次安世半導(dǎo)體收購Nowi，體現(xiàn)了半導(dǎo)體龍頭企業(yè)對于這一領(lǐng)域的重視，從一定程度加速無源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
環(huán)境能量采集已成為無源物聯(lián)網(wǎng)的重要實踐
無源物聯(lián)網(wǎng)并非不用能源來驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)工作，而是通過能量采集技術(shù)，將外界能量利用起來，供物聯(lián)網(wǎng)終端或傳感器工作，環(huán)境能量采集技術(shù)在無源物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著和核心作用。筆者曾在《從“入門”到“頭禿”，一文搞懂“無源物聯(lián)網(wǎng)”》一文中總結(jié)了環(huán)境光能量采集、震動能采集、熱能采集和射頻能量采集以及微能量管理的相關(guān)內(nèi)容。
Nowi作為環(huán)境能量采集和微能管理的代表性創(chuàng)業(yè)企業(yè)，將環(huán)境能量采集和微能量管理技術(shù)封裝到芯片中，推出多款能量管理芯片，并與多家物聯(lián)網(wǎng)芯片、模組廠商合作，給物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)供能。Nowi合作的案例中，一個最為典型的特征就是讓物聯(lián)網(wǎng)模組或節(jié)點(diǎn)可以拋棄電池，通過環(huán)境能量采集實現(xiàn)“終身供電”和免維護(hù)，推動無源物聯(lián)網(wǎng)落地。截至目前，Nowi已經(jīng)為NB-IoT、LoRa、Sigfox、藍(lán)牙合作伙伴提供環(huán)境能量采集和微能管理的方案。
眾所周知，NB-IoT的大部分場景都需要電池供電，可以實現(xiàn)數(shù)年甚至10年以上的免維護(hù)，但不少場景的生命周期可能更長，或者維護(hù)環(huán)境非常惡劣，電池供電面臨很大挑戰(zhàn)。環(huán)境能量采集就能夠發(fā)揮作用。
早在2019年，Nowi就和海思半導(dǎo)體合作，推出能源自給的NB-IoT平臺，并在2020年實現(xiàn)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，通過能量收集供能為芯片和模組長期供電，支持NB-IoT傳輸。在這一方案下，NB-IoT能夠支持一些需要長期免維護(hù)的場景。
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(lián)網(wǎng)開發(fā)解決方案”，這一方案被稱為NB-IoT自主開發(fā)方案（Autonomous NB-IoT Development Solution，ANDS），號稱全球最小的能源采集NB-IoT模塊。在這一方案中，村田提供其小尺寸的1YS NB-IoT模組，德國電信的nuSIM直接集成到村田公司的模組，Nowi提供其NH2能源采集芯片，該芯片體積為3x3mm，可為解決方案提供永久供能。這一方案涵蓋了無線通信、電源管理和SIM管理。
能量采集技術(shù)也支持LoRa節(jié)點(diǎn)免電池工作。2021年4月，日本村田公司與Nowi公司合作推出無電池LoRa方案參考平臺，該平臺使用村田的LoRa模塊，由Nowi的能量采集電源管理芯片，該電源管理芯片為Smtech的LoRa收發(fā)器以及意法半導(dǎo)體的MCU供給能量。在這一參考平臺下，一些場景可以大范圍部署無電池的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
Sigfox雖然經(jīng)歷了破產(chǎn)保護(hù)和被收購，但其畢竟在全球數(shù)十個國家已經(jīng)開展業(yè)務(wù)，涵蓋大量低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)場景，Nowi也在支持免電池的Sigfox方案中發(fā)揮作用。在今年的CES大會上，Nowi和巴西HT Micron發(fā)布了基于微能管理芯片的Sigfox開發(fā)板，為Sigfox相關(guān)傳感器場景提供長期能量來源。
環(huán)境能量采集和藍(lán)牙也進(jìn)行融合，實現(xiàn)持續(xù)供能。國內(nèi)藍(lán)牙芯片廠商泰凌微電子與Nowi合作，通將能源自主智能遙控器的解決方案推向市場，滿足市場對自供電環(huán)保智能遙控器的激增需求，幫助消費(fèi)電子品牌、電視供應(yīng)商和機(jī)頂盒供應(yīng)商制造能量自給的終端設(shè)備。此外，Nowi和泰凌也通過環(huán)境能量采集和微能管理技術(shù)的合作，推出能源自主電子貨架標(biāo)簽系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于零售行業(yè)。
由于環(huán)境能量采集和微能管理的市場前景，國內(nèi)外已有多家企業(yè)在這方面布局。例如，威爾士一家名為Trameto的電源管理芯片企業(yè)今年5月份獲得了來自蜂窩物聯(lián)網(wǎng)廠商U-blox的投資，其產(chǎn)品也是定位于替代物聯(lián)網(wǎng)供電的電池；比利時一家名為e-peas的半導(dǎo)體初創(chuàng)公司與蜂窩芯片廠商Sequans合作，推出自供電的LTE-M/NB-IoT解決方案。該方案采用e-peas的能量收集管理IC和Sequans的Monarch LTE-M/NB-IoT芯片，e-peas的能量管理IC將能量從光伏接收電量傳輸?shù)絻Υ娼M件，然后供給Sequans的LTE-M/NB-IoT組件工作。
雖然當(dāng)前環(huán)境能量采集的廠商還是以中小企業(yè)及創(chuàng)業(yè)企業(yè)為主，但在過去幾年的事件中，這些企業(yè)已經(jīng)證明了環(huán)境能量采集的技術(shù)可行性，并為低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供支持，形成了無源物聯(lián)網(wǎng)初期的典型示范。
安世半導(dǎo)體入局，加速無源物聯(lián)網(wǎng)商用步伐
如果說無源物聯(lián)網(wǎng)這一領(lǐng)域此前更多是中小型和創(chuàng)業(yè)企業(yè)在探索，大型企業(yè)更多是對其投資或者項目合作，并未深入?yún)⑴c，那么，作為全球領(lǐng)先的分立式器件、邏輯器件與MOSFET器件的專業(yè)制造商，安世半導(dǎo)體收購Nowi，則意味著這家大型企業(yè)開始親自入局，推動力量更強(qiáng)，加速了無源物聯(lián)網(wǎng)商用的步伐。
首先，收購Nowi補(bǔ)齊了其電源管理產(chǎn)品能力
安世半導(dǎo)體在新聞稿中宣稱，該公司將擴(kuò)大其電池管理產(chǎn)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(shè)備和汽車無線感應(yīng)器節(jié)點(diǎn)等低功耗應(yīng)用中的電池。
安世半導(dǎo)體高管在評價這一收購案時表示，對Nowi的收購是一項具有重要戰(zhàn)略意義的投資，因為能量采集完美地補(bǔ)足了安世半導(dǎo)體現(xiàn)有的電源管理能力，該決策意味著安世半導(dǎo)體現(xiàn)在可以為客戶的產(chǎn)品提供可持續(xù)的電池替代品，助力其產(chǎn)品快速面市。
可以看出，提供電池替代品是安世半導(dǎo)體最為看中的Nowi的能力。安世半導(dǎo)體的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、可穿戴設(shè)備、消費(fèi)電子等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域中存在大量低功耗傳感器節(jié)點(diǎn)，對于能量管理提出非常苛刻的要求。通過收購Nowi，獲得能量采集和微能管理的技術(shù)，可以明顯升級安世半導(dǎo)體的產(chǎn)品能力。
其次，借助安世半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)影響，加速無源物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品普及
Nowi的首席執(zhí)行官表示，借助大型半導(dǎo)體制造商的制造、銷售和營銷等渠道，我們能夠更快地將更好的產(chǎn)品推向市場。安世半導(dǎo)體具有顯著影響力，每年生產(chǎn)1000多億件性能可靠穩(wěn)定的半導(dǎo)體器件，客戶遍及全球各地和各個行業(yè)，可以通過其已有資源，幫助無源物聯(lián)網(wǎng)方案快速打開市場。
目前，能量采集是無源物聯(lián)網(wǎng)相對成熟的技術(shù)領(lǐng)域，且商業(yè)化已經(jīng)有一定的場景和規(guī)模。相對于能量采集，反向散射通信商用化進(jìn)程相對緩慢，僅有部分初步試商用，尤其是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的反向散射通信還處于標(biāo)準(zhǔn)研究階段。在這一階段中，能量采集技術(shù)可以用于很多物聯(lián)網(wǎng)場景中，結(jié)合現(xiàn)有通信技術(shù)，實現(xiàn)對電池的替代。筆者在《NB-IoT和LoRa不用電池也可以工作：無源物聯(lián)網(wǎng)為LPWAN開辟新機(jī)遇》一文中總結(jié)了環(huán)境能量采集與NB-IoT、LoRa的配合，可以實現(xiàn)低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)很多場景無源化。
這一無源化過程需要規(guī)模效應(yīng)，才能將微能管理芯片的成本降下來。安世半導(dǎo)體的全球資源和行業(yè)影響力，對于規(guī)?；峁┝溯^好支持，能夠快速降低相關(guān)器件的成本。
再次，中國無源物聯(lián)網(wǎng)市場迎來新機(jī)遇
2018-2019年，中國上市公司聞泰科技收購全球知名芯片公司安世半導(dǎo)體成為業(yè)界重大事件。目前，安世半導(dǎo)體作為聞泰科技旗下的半導(dǎo)體業(yè)務(wù)平臺，不斷加大在中國市場的投入力度。本次收購Nowi，可以進(jìn)一步將微能管理這一無源物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品在中國市場進(jìn)行推廣。
一直以來，中國都是NB-IoT、LoRa和藍(lán)牙的最大的應(yīng)用市場，出貨量居全球首位。目前，雖然反向散射通信商用進(jìn)程相對緩慢，但能量采集、微能管理和NB-IoT、LoRa、藍(lán)牙的結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)這些通信技術(shù)支撐場景下對電池的替代，多個場景對于長時間免維護(hù)的需求，加快了NB-IoT、LoRa和藍(lán)牙無源化的進(jìn)程，可能在中國市場實現(xiàn)規(guī)?；涞亍４送?，零售、物流、倉儲等行業(yè)對于無源化方案的需求，也可能加速能量采集、微能管理技術(shù)的應(yīng)用。
過去一年中，無源物聯(lián)網(wǎng)已成為產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的一個重點(diǎn)，安世半導(dǎo)體對Nowi的收購，可以看出業(yè)界對這一領(lǐng)域的重視程度不斷提升，期待更多市場主體進(jìn)入這一領(lǐng)域，加速無源物聯(lián)網(wǎng)商用進(jìn)程。
以無源物聯(lián)網(wǎng)為代表的先進(jìn)技術(shù)是我們值得關(guān)注的確定性機(jī)會之一，但它并不是全部，還有很多商機(jī)有待我們一起挖掘。2022年12月7日，一年一度的產(chǎn)業(yè)盛會【2022年中國AIoT產(chǎn)業(yè)年會暨2023智能產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)方向、技術(shù)趨勢以及應(yīng)用場景實踐經(jīng)驗，為產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展提供新價值、提供新動力。
12月7日 深圳
“2022中國AIoT產(chǎn)業(yè)年會暨2023智能產(chǎn)業(yè)前瞻洞察大典”
