2011年底，智能手機出貨量首次超過PC，開啟了移動互聯(lián)網高速發(fā)展的輝煌十年，成功誕生并孕育了一批移動互聯(lián)網應用，締造出一大批千億市值的企業(yè)。2020年，全球物聯(lián)網連接數(shù)首次超過非物聯(lián)網連接數(shù)，形成“物超人”的態(tài)勢。據(jù)IoT Analytics發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，預計到2025年，物聯(lián)網連接數(shù)還將保持指數(shù)級增長達到309億，物聯(lián)網的規(guī)模爆發(fā)已經指日可待。
2010-2025年全球物聯(lián)網與非物聯(lián)網連接數(shù)對比及預測（單位：十億個）圖源：IoT Analytics
物聯(lián)網技術應用的蓬勃發(fā)展，為無線通信技術帶來了諸多商機，越來越多的芯片廠商開始厲兵秣馬，加快了藍牙/ZigBee/WiFi等技術的研發(fā)，以在物聯(lián)網市場站穩(wěn)腳跟。其中，無線通信分為短距離和遠距離傳輸，而局域物聯(lián)網正快速推動短距離無線通信方式的發(fā)展。根據(jù)愛立信移動市場報告預計，2024年全球物聯(lián)網終端數(shù)量將增加至223 億，并且短距離無線連接是物聯(lián)網的主要連接形式，連接設備數(shù)量將由2018年75億上升到2024年178億，復合增長率達到15%。
同時，隨著5G R16的發(fā)布、5G Redcap的即將到來，以及近日工信部聯(lián)合國家網信辦、科技部等八部委印發(fā)的《物聯(lián)網新型基礎設施建設三年行動計劃（2021-2023年）》，為物聯(lián)網產業(yè)的發(fā)展注入強心劑，物聯(lián)網行業(yè)毫無疑問已經進入了發(fā)展快車道。
對于產業(yè)鏈廠商而言，如何高效的抓住即將爆發(fā)的市場機遇成為當前發(fā)力的重點。
本土芯片企業(yè)與國外大廠分庭抗禮
基于物聯(lián)網芯片平臺的巨大機會，尤其是消費電子、智能家居等領域智能化升級的巨大趨勢，奉加微電子（上海）有限公司（下文簡稱“奉加微電子”）適時推出了一系列無線通信芯片產品，來應對當前行業(yè)痛點和市場需求。
10月22日， “奉加微電子2021秋季發(fā)布會暨智能家居論壇” 在上海市浦東新區(qū)保利·One56泰隆銀行正式召開，為加強金融科技建設，泰隆銀行作為奉加微電子金融領域戰(zhàn)略合作伙伴，助力發(fā)布會順利舉行。
本次發(fā)布會推出了PHY6226、PHY6227以及PHY6218等多款產品。奉加微電子CTO張剛在現(xiàn)場對新品進行了介紹和解讀：PHY6226/PHY6227是世界一流的超低功耗高性能ZigBee 3.0系統(tǒng)級芯片，分別搭載了32-bit ARM?Cortex?-M0處理器和阿里平頭哥玄鐵CK802處理器，專為智能家居和組網領域設計。其中，PHY6227已實現(xiàn)成熟的阿里生態(tài)接入。
性能方面，張剛介紹道：“通過硬件模塊的充分復用以最低代價實現(xiàn)多模數(shù)字收發(fā)機，發(fā)射機最大發(fā)射功率達到10dBm；ZigBee 3.0 250Kbps速率下接收靈敏度-103dBm；0dBm時收發(fā)功耗4.6/4mA（TX/RX）。”
此外，該芯片還采用了高效率片上電源管理、低功耗射頻前端、低功耗時鐘產生架構、振蕩器快速啟動技術等電路技術，實現(xiàn)最低的峰值、平均和休眠功耗，保證常規(guī)200mAH的紐扣電池供電狀態(tài)下能夠持續(xù)工作五年以上。
奉加微在AIoT無線組網通信協(xié)議棧領域耕耘多年，對Mesh組網的特點和性能要求擁有深刻而獨到的見解，無論是大型組網還是小型局域組網，奉加微電子的PHY6226/ PHY6227 ZigBee芯片組和協(xié)議棧軟件都能為客戶提供卓越的品質和性能體驗，在消費電子、智能家居、遙控裝置以及工業(yè)控制等廣闊領域具有廣泛的應用空間。
從技術層面來看，ZigBee的優(yōu)勢是穩(wěn)定的多點Mesh組網，但是缺乏移動性，通訊速率較低，不能直接和諸如手機、平板之類的移動端通信，而BLE提供的高速OTA和高速配網功能正好可以彌補這些問題。如果能夠提供一個支持單芯片多模協(xié)議棧的芯片，那就可以在不增加額外成本的情況下達到1+1>2的效果。
多種無線協(xié)議共存一直以來就是行業(yè)的熱點話題，據(jù)了解，Single Chip ZigBee+BLE共存的模式有兩種：一種是雙固件，一份固件是BLE協(xié)議棧，另一份固件是ZigBee協(xié)議棧，通過bootloader在不同的使用場景實現(xiàn)不同協(xié)議固件的切換，這種模式的實現(xiàn)相對簡單，但應用實時性差，應用場景受限；另一種模式是動態(tài)切換，用同一份固件同時實現(xiàn)BLE+ZigBee，利用底層調度器將時隙動態(tài)地切割成BLE或ZigBee，這種模式需要對底層調度算法有比較深入的理解和豐富的實操經驗。奉加微電子基于其全棧研發(fā)實力，在此已有技術儲備，有能力進行多模協(xié)議棧的開發(fā)。
另一方面，如今各行業(yè)在需要人介入與設備需要互動的場合，藍牙無處不在。其中，低功耗藍牙（BLE）已經不再只是用來滿足和手機進行互聯(lián)互通的無線模塊，更多的變?yōu)榱嗽O備與設備之間的硬件橋梁，穿戴設備、智能家居、共享單車、樓宇控制等，物聯(lián)網結合藍牙技術正在解鎖越來越多的應用場景。
在全球可穿戴設備、物聯(lián)網細分市場增勢良好的激勵下， BLE應用增長空間巨大，預計 2023 年將達到 65 億美元。中國作為低功耗藍牙的重要市場，藍牙芯片國內市場空間已過百億，且仍隨應用場景的擴展不斷增大，但絕大部分的市場份額仍被Nordic、Dialog等國外企業(yè)所占據(jù)，亟需國內公司布局高端低功耗藍牙行業(yè)，更好地解決國內終端應用廠商定制化需求。
目前國內高端 BLE 市場基本為藍海市場，能夠開發(fā)功耗極低、連接穩(wěn)定性高的 BLE 芯片，并且能有效控制成本的廠商，才有機會開拓市場，在市場中占有一席之地。因此，具備較強技術研發(fā)能力，能夠進行低功耗設計和性能設計的高端BLE廠商逐漸成為受關注的焦點。
專注于低功耗無線通信芯片市場的奉加微電子在此表現(xiàn)亮眼，憑借強大的研發(fā)能力，奉加微電子已經具備了和國外大廠分庭抗禮的科技硬實力，且其產品性能優(yōu)異，成本優(yōu)勢明顯，應用可開發(fā)性強，已廣泛應用于手環(huán)、ibeacon、電子價簽、電表、智能家居、照明、鍵鼠等各類場景。
在本次發(fā)布會上，奉加微電子還發(fā)布了一款支持BLE 5.2/ZigBee功能的多協(xié)議系統(tǒng)級芯片PHY6218，集成了低功耗的高性能多模射頻收發(fā)機，搭載更強大的浮點CPU，支持高清顯示功能。
性能方面同樣表現(xiàn)出色，發(fā)射機最大發(fā)射功率達到10dBm；BLE 1Mbps速率下接收靈敏度達到-97dBm，鏈路射頻預算107dBm@1Mbps；ZigBee 3.0 250Kbps速率下接收靈敏度-100dBm；0dBm時收發(fā)功耗6.7/6.7mA（TX/RX）。據(jù)悉，三款新品最快將于下個月量產出貨。
此外，奉加微電子產品系列還包括PHY6252、PHY6250、PHY6222，PHY6220、PHY6212等多款物聯(lián)網無線通信芯片和方案，豐富的產品線能夠適配多樣化物聯(lián)網場景需求。
奉加微電子豐富的產品線
對于不同技術在未來的發(fā)展形勢，奉加微電子認為在WiFi、BLE Mesh和ZigBee等多種技術或將“百花齊放”，就像城市需要高架路也需要人行道一樣，物聯(lián)網設備的整合將會是基于各種實際需求的有機整合。對于芯片廠商而言，在保持優(yōu)勢領域技術深度的同時，也應該嗅到“多元化需求”帶來的新機遇。
奉加微電子“秀肌肉”
綜合來看，奉加微電子PHY62系列AIoT藍牙系統(tǒng)級芯片擁有頂尖的射頻表現(xiàn)和出眾的能量效率。眾所周知，射頻性能和射頻功耗是相矛盾的，而奉加微電子基于自身先進的射頻收發(fā)機架構和射頻領域多年的研發(fā)經驗，找到了兩者之間的平衡點。
據(jù)了解，其接收機采用了創(chuàng)新的相干調解方式，在兼顧功耗水平的情況下，提供3dBm的解調增益，將通信距離和抗干擾能力提高了數(shù)倍。結合優(yōu)異的射頻前端，奉加微電子的BLE、ZigBee系列產品實現(xiàn)了業(yè)界一流的接收靈敏度，BLE 1Mbps靈敏度達到-99dBm，遠超行業(yè)-93dBm的平均水準。射頻收發(fā)峰值功耗<4.5mA，休眠功耗最低可以實現(xiàn)<1uA，和眾多國際大廠處于同一水準線。這些技術優(yōu)勢使得奉加微電子的產品在電池供電的IoT領域具備強大的競爭力。
奉加微電子產品在射頻和能量效率方面表現(xiàn)亮眼
同時，奉加微電子緊跟BLE+ZigBee協(xié)議棧的演進，2018年，奉加微電子獲得國內首個BLE 5.0 BQB認證，支持2Mbps和Long Range；2018年末，獲得了SIG-Mesh BQB認證；2021年初，獲得BLE 5.2 BQB認證，支持AoA/AoD、擴展廣播、擴展掃描、周期廣播、周期掃描等全新BLE協(xié)議棧功能。
2021年7月，奉加微電子自主研發(fā)的高性能ZigBee 3.0協(xié)議棧——PHYPLUS-zb-stack——出現(xiàn)在了ZigBee兼容平臺認證列表之中，成為大陸第二家獲得連接標準聯(lián)盟（CSA）ZigBee兼容平臺認證的公司。該認證意味著奉加微電子旗下PHY62系列系統(tǒng)級芯片在無線電收發(fā)器和網絡協(xié)議棧軟件的組合、協(xié)議底層軟件等各方面技術指標均達到了聯(lián)盟的要求，可以實現(xiàn)基于ZigBee 3.0協(xié)議的各項功能。本次獲得CSA頒發(fā)的ZigBee兼容平臺認證是該系列在AIoT的領域的又一里程碑。
ZigBee兼容平臺認證
能夠看到，奉加微電子具有BLE+ZigBee全棧的自主研發(fā)能力，從射頻，基帶算法，通信協(xié)議棧都有10多年的經驗積累，得到多家業(yè)界大廠的認可，與小米，涂鴉，阿里平臺等都有深入合作，可以配合客戶進行定制化的需求開發(fā)。
自主知識產權全棧藍牙方案和多協(xié)議棧支持
奉加微電子在射頻、低功耗方面的技術得到市場驗證，是國內極少數(shù)全自主研發(fā)協(xié)議棧的芯片設計企業(yè)，出貨量高速增長。目前奉加微電子已有多款物聯(lián)網芯片實現(xiàn)大規(guī)模量產，截止今年三季度已實現(xiàn)超過1億顆的出貨，近三年年復合增長率高達300%。
在諸多優(yōu)勢和難得的市場機遇下，奉加微電子將持續(xù)致力于研發(fā)各類靈活、安全、多功能、高性價比的低功耗無線通信芯片與自主知識產權的通信協(xié)議棧，為AIoT提供靈活、安全、多功能、高性價比的低功耗無線通信芯片和方案。
如何打破品牌藩籬？
據(jù)GSMA智庫發(fā)布的《全球物聯(lián)網市場報告》顯示，到2025年，全球物聯(lián)網的市場規(guī)模將達到1.1萬億美元，市場前景可謂巨大。然而，現(xiàn)實卻并非如預期般順利，雖然物聯(lián)網連接數(shù)實現(xiàn)超越，但基于物聯(lián)網的應用開發(fā)和各類創(chuàng)新還并未達到非常豐富的程度。物聯(lián)網自身的應用開發(fā)和創(chuàng)新需要與各行業(yè)數(shù)字化轉型相匹配，因此是一個慢熱型、漸進式發(fā)展的過程。
同時，隨著智能終端數(shù)、連接數(shù)的快速提升，生態(tài)碎片化、標準難統(tǒng)一等問題日益凸顯，成為了制約物聯(lián)網規(guī)模化爆發(fā)的嚴重阻礙。以智能家居領域為例，不同廠家采用的不同協(xié)議導致了智能家居產品間產生了嚴重的“孤島現(xiàn)象”，很多時候，消費者只能接受被廠商自家生態(tài)“圈起來”的事實，僅選擇單獨廠商及生態(tài)的產品和服務。
企業(yè)間的品牌藩籬極大限制了智能家居行業(yè)完整生態(tài)的成熟發(fā)展。企業(yè)級生態(tài)向產業(yè)級生態(tài)的過渡已迫在眉睫，換言之，物聯(lián)網行業(yè)需要能夠整合底層協(xié)議與企業(yè)平臺業(yè)務的“萬能鑰匙”，從而為消費者開啟真正的萬物互聯(lián)時代。
對此，奉加微電子認為，“Matter”或將成為破局之路，是未來行業(yè)發(fā)展的主要方向之一。Matter基于現(xiàn)有的網絡技術，包括以太網、Wi-Fi 和 Thread，可應用低功耗藍牙簡化設備調試流程，初版規(guī)范統(tǒng)一采用了BLE作為配對方式。
可以理解為，Matter是行業(yè)致力于打造一個基于開源生態(tài)的新智能家居協(xié)議，打破平臺間的割裂和開發(fā)路徑的差異。基于IPv6-bearing網絡的應用層協(xié)議為基礎，打造一個能夠實現(xiàn)不同協(xié)議之間互通并且可以互操作的智能家居協(xié)議標準，共同發(fā)力來解決當下針對智能家居市場通信標準的碎片化問題，消除給終端用戶使用上帶來的巨大困擾。
如今，隨 Matter 協(xié)議一起發(fā)布的還有計劃首批推出的 Matter 認證產品類型以及智能家居品牌。從已有消息看，首批Matter產品包括燈具和控制器、空調和恒溫器、門鎖、安防、窗簾、網關等產品，預計將在今年年末上市。
基于CSA的設想，帶有Matter標志的產品可與更多設備實現(xiàn)安全可靠的連接，與此前的各類智能家居連接方案相比，“廣泛兼容”是Matter協(xié)議最大也最有用的技術特性，真正的設備間無縫銜接，將萬物互聯(lián)的用戶體驗帶到新高度。Matter的發(fā)布得到了成員公司的大力支持，預計在2022年上半年，Matter的認證項目將會開啟，隨后首批符合Matter標準的物聯(lián)網設備將會進入消費市場。
未來，消費者、企業(yè)和開發(fā)人員將借助Matter獲得更多選擇和兼容性。設備只要遵循 Matter 協(xié)議，就可以在不同平臺上進行通信；開發(fā)者可以減少開發(fā)工作量，無需適配多個平臺，并獲得開源的參考實現(xiàn)；企業(yè)的供應鏈可以降低為不同平臺備貨的不確定性；對市場來說，Matter增強了互聯(lián)互通，進一步推動了設備品類的增長。
從物聯(lián)網協(xié)議標準的制定到最后的產品落地，往往處在產業(yè)鏈上游的芯片廠商起著關鍵的作用，奉加微電子同樣對Matter協(xié)議能夠帶來更多的機會表示認同。奉加微電子軟件部VP楊中奇也表示，目前智能家居中多種協(xié)議共存將是常態(tài)，Matter協(xié)議的制定會給ZigBee 3.0標準產品帶來更多的機會，奉加微電子已經對ZigBee、BLE、Thread等不同技術制定了更加豐富的產品路標計劃，同時將多年在藍牙上積累的經驗對其他技術產品進行賦能，像ZigBee Direct，BLE Provisioning in Matter等需要多協(xié)議共存的技術，打造多模AIoT芯片匹配市場需求，幫助客戶加快產品落地。
未來，隨著越來越多的企業(yè)支持Matter標準，智能終端跨品牌、跨系統(tǒng)互聯(lián)互通或將指日可待。
寫在最后
可以看到，物聯(lián)網生態(tài)發(fā)展從企業(yè)級到產業(yè)級過渡已是大勢所趨，在實現(xiàn)物聯(lián)網萬物智能互聯(lián)的愿景下，保持差異化的競爭，在供給側有的放矢，進而滿足物聯(lián)網碎片化、差異化、個性化的需求，成為企業(yè)間“和而不同”的競爭新態(tài)勢，助推物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展提速和社會數(shù)字化轉型升級。
同時，在物聯(lián)網市場即將爆發(fā)的前夜，對于芯片供應商來說，這場新的戰(zhàn)斗即將進入白熱化階段。不難看到，奉加微電子正在順勢加速產品升級和技術迭代，力求率先實現(xiàn)新局勢下的新突破。
