超宽带技术在物联网领域的应用与展望

2021年12月，由电子发烧友网主办的2021年第八届中国物联网大会在深圳如期举行。物联网的发展是从连接到传感器到平台，从软件到硬件，从架构、IP到芯片再到终端。2021年必将是5G、WiFi6等技术全面应用的重要一年。本次大会邀请了Spirits、高通、百度、Qorvo、Microtech、信海科技、康杞科技、莱辛科技、瑞城信维、RT-Thread、U-Blox等公司和专家。分享和讨论剑。会议精彩纷呈，许多嘉宾享受了物联网行业的知识盛宴。

来自Qorvo、Microtech、Core tech、康杞科技的物联网行业专家在会上分享了物联网技术的发展和最新的市场趋势。

Qorvo:超宽带技术在物联网领域的应用与展望

UWB超宽带技术在物联网场景中的应用越来越多，尤其是在可穿戴设备和智能家居领域。可以预见，作为一种精确测距技术，随着智能家居和可穿戴市场的进一步发展，UWB技术将得到广泛应用。

本次IoT大会上，Qorvo UWB事业部高级经理Jessica Zhou从产品到技术，详细讲解了UWB技术的优势和应用。第一个场景是UWB门锁定位的应用。门锁上安装了UWB基站，用户佩戴手机或钥匙卡。在接近门锁前，他会做UWB配对和密钥交换，开启UWB安全测试。当用户靠近门锁时，UWB完成安全识别并打开门锁。第二个场景是智能家居应用。智能家居可以通过UWB定位用户位置，独立完成相关任务。

UWB技术最大的特点就是定位精度极高，可以达到厘米级。实时来说，会比GPS快。在定位应用中，UWB可以直接做出前端判断，大大降低了对计算能力的需求。同时，Qorvo UWB的通信可以配置AS加密字段，可以实现安全的数据交换。超宽带技术带来的低功耗、低成本和低计算能力的要求非常适合物联网应用。

与其他短距离通信技术相比，超宽带的抗多径能力极其突出。无需额外放大，UWB可以达到70米左右，远超蓝牙WiFi的距离。Qorvo目前的数据传输速率可以达到27兆每秒，可以用于快速传输。在功耗和成本已经占优的情况下，Qorvo UWB的可扩展性也值得一提。在相同的定位区域或测距区域，Qorvo UWB可以同时互连比其他技术更多的设备。

Qorvo UWB在市场上应用广泛。Qorvo从2013年开始制造UWB芯片。目前已应用于工业实时定位系统、车钥匙等40多个垂直市场。目前所有高精度的定位系统基本都采用UWB。据介绍，现有的UWB定位系统中，约95%采用Qorvo芯片。Jessica Zhou表示，在下一代产品中，Qorvo将继续迭代第三代，在第二代的基础上做出相应的HOC，并结合Qorvo在射频前端的强大实力，开发具有前端补偿的芯片。

在不久的将来，UWB将进入爆发阶段，开始构建自己的生态圈。在应用方面，UWB也将从IoT智能设备、手机、汽车、机器人等向更多新兴应用延伸。

微容量技术：从PCB到芯片内置，智能和IOT产业发展中的无源元件升级

2017年后，被动组件MLCC随着行业的发展继续崛起。尤其是近两年来，随着5G和物联网的快速发展，无源元件变得越来越重要。作为中国无源元件MLCC标杆企业，微电容科技在本次大会上由营销中心常务副总经理郑春辉向我们介绍了物联网无源元件的发展轨迹和形态变化。

郑先生首先分享了物联网行业电容器的市场情况和技术发展趋势。MLCC作为“电饭煲”，是单机消费最大的品类。特别是引入陶瓷技术后，MLCC的稳定性、使用寿命和耐压性都有所提高，更适合高速SMT。可以说，MLCC的发展是稳健而积极的。

根据谢园发布的全球MLCC市场规模，今年MLCC销售额已突破千亿元，同比增长11%。未来几年，随着物联网、5G、AI、汽车、新能源等整个储能产业的发展，MLCC的年增长率可能达到7.9%。截至目前，MLCC销售额已超过4.39万亿，预计年增长率为6.6%。在这种情况下，产量会超过销量吗？郑总是给出自己的答案。需求量很大是正常的。每个制造商都需要在扩大生产后找到自己合适的市场来贡献供应能力。

MLCC工业的技术发展也集中在精密材料上。从几百纳米到几十纳米，这是MLCC，尤其是陶瓷MLCC肯定的发展趋势。同时，工艺技术的提升也是另一个关键点，这是整个行业的一个趋势。所有厂商都在努力，尤其是国内厂商，正在为日韩同行朝这个方向努力。

在物联网的应用中，微电容技术已经看到了物联网对无线通信的要求。随着物联网搭配产品的多样化，其模块化整合越来越明显。体现在无源元件MLCC，其应用趋势之一是超小型化，对应的物联网设备尺寸要求越来越小；二是射频能力的提升，对应物联网应用所要求的信号低损耗、高保真。同时，随着物联网应用的发展，MLCC对容量的需求越来越高，容量肯定会向高容量发展。随着产品形态的升级，MLCC真正从PCB板进入了嵌入式封装系统。

随着物联网的快速发展，对下一代元器件厂商的技术能力和输出能力提出了越来越高的要求。这不仅是每个厂商的挑战，也是每个厂商的机遇。

海客

技：懂技术懂市场更懂鸿蒙，软硬件一体化优势助力万物互联

芯海科技是国内首家打破高精度ADC国际靠垄断的芯片设计企业，核心产品形态是模拟信号链+MCU双平台、AI测量算法和AIoT一站式解决方案。在健康测量AIoT上，芯海主要是做Wi-Fi/BLE和一些基于感知、控制、连接和AIoT一站式的解决方案。

芯海科技系统开发部总监刘龙光表示，芯海凭借十多年高精度ADC和高可靠性MCU的深度理解，针对客户的特定需求，研制出基于智慧IC加智慧算法、云平台和AI、大数据一体的一站式解决方案。通过深耕体脂秤这样的细分市场，构建出完整的生态链，给终端厂商赋能。目前芯海自己的平台接入用户已经超过了1300万。

然而智能化需要做的事情还有很多，比如通用功能技术门槛虽然不高，但总实现成本不低。芯海通过调研总结出了当下智能化面临的数项挑战：每个智能设备都需要一个app，用户使用成本高；蓝牙设备的绑定操作繁琐；APP下载注册对部分低线城市用户尚有困难；开发和维护涉及面大、综合难度高等。为此，传统硬件厂商很难依靠自身力量完成智能化的转型和升级。

为了解决这些挑战，芯海基于HarmonyOS Connect提供了多层级的产品和服务，比如芯片/模组、不同品类的标准方案、UX设计与H5开发、FA开发、认证指导和项目整体管控等，还有50余家的方案代理商帮助厂家做差异化定制。客户只需要做一些设计、组装和生产工作，就能做到整机的交付和销售。

除了智能体脂秤以外，芯海基于在这一产业“芯片+平台”的商业模式和产业带沉淀，也开始了在其他品类上与HarmonyOS Connect的深度融合。比如在运动健康、环境安全以及健康、智能小家电上，快速实现L0无屏设备的大规模接入。

芯海打造出了端到端的交钥匙工程，提供针对不同应用场景需求的整体解决方案，帮助客户快速接入鸿蒙生态，节省80%以上的时间。据刘龙光透露，今年芯海帮助加入鸿蒙生态的终端品类有20多个，在华为端商机报备的厂商有100多个。目前立项开发的产品达51个，已拿到证书的产品达29个。

除了AIoT以外，芯海未来也会以工业和汽车领域作为重点投入方向，2020年底开始从泛工业、汽车电子突破，多点开花。

康祺科技：智能门锁、可穿戴和物联网终端电池模拟和续航优化

如今的智能设备整机与芯片低功耗测量中，面临着不少的挑战。比如间歇、突发、高动态快速变化的工作电流，以及从毫秒级到数天的测试时间。传统的测试仪器比如示波器，虽然可以做到高采样率，却难以保证分辨率和精度，而高分辨率的万用表则面临低速和压降等问题。

是德科技的N6705C直流电源分析主机提供了高度集成的一体化测试方案，结合N6781/N6785A限源表模块，可以连续捕获8nA至8A快速变化的耗电电流波形，做到零压降的电流、电压表，完成电池真实环境下的容量测试，还包含了可调节的电池内阻仿真等特性。BV9200B电源控制软件提供长达1000小时的数据记录，支持64K复杂波形编辑，BV9210B电池测试和电池模拟器软件则支持电池的模型提取和模拟，也允许对电池进行充放电测试。

在智能门锁应用中，电池的端电压决定了电池的寿命，而决定端电压的因素包括电池的开路电压、内阻以及产品的工作电流。因此通过电池测试生成模型，掌握电池和复杂的特性，将为优化产品的功耗和选择最合适的电池找到最佳途径，进而延长电池工作寿命。

康祺科技副总经理左怀丰展示了一段智能门锁应用中电池续航的测试，对比物联网电池与普通的碱性电池的寿命。在测试过程中，借助N6705C直流电源分析仪主机+N6781A SMU模块，配合BV9200B分析软件，对电池的功耗模型进行了测试。从开锁波形上可以看出休眠与开锁时的电流差距很大，所以需要高动态范围和高速捕获能力。

随着输出电压的调低，可以看出在端电压降到3.2V时，已经无法打开门锁。接着利用N6705C和BV9210B电池模拟软件对两种电池的模型进行提取。通过电池和门锁负载的模拟，测试两种电池端电压降低至门锁最低电压时电池的剩余容量。

测试结果发现碱性电池只放出45.2%的电量就无法工作，而物联网专用电池在同样的负载条件下，却可以放出71%的电量，实打实地增加了智能门锁的开锁次数。从测试数据中也可以看出，物联网电池的电阻要小于碱性电池，所以在峰值电流拉载时，电池端电压要高一截，不会触发智能门锁关机。