在物聯網行業高速增長之際，芯片公司該如何布局

　　“我們不妨想象一下未來物聯網時代的場景是什么樣。舉個例子，當無人駕駛成為現實后，人們不需要自己開車，汽車或擁有移動辦公室、會客廳、娛樂室等功用;它甚至能成為人們另一個分身，幫助我們達成愿望，讓我們能夠更加和諧地工作。在這種情況下，萬物和人類一起構成一個網絡，并成為未來物聯網時代下和諧相處的兩個物種。”芯翼信息科技創始人兼CEO肖建宏在暢想物聯網時代時說道。

　　“萬物互聯”的時代正在被逐漸描摹出來，與我們日常生活息息相關的家庭生活城市管理等終端設備已因為5G、物聯網技術的發展進行了升級換代。物聯網帶來了巨大的機遇，自然也帶來了巨大的挑戰。但終究，千行百業的智能化終端都將逐漸互聯互通。

　　我們邀請到芯翼信息科技的創始人兼CEO肖建宏博士，從物聯網的現在與未來談起，分享他對物聯網芯片領域的思考。

　　本科畢業于北京大學的肖建宏，在拿到美國德州農工大學電子工程博士學位后，進入美國博通公司就職。在美國博通公司工作期間，其主導研發的高性能寬帶射頻通訊系統、高速數模轉換器(DAC)、高速高精度鎖相環等均處于世界領先水平。因持續突出的貢獻，肖建宏連續獲得多次破格晉升，成為當時博通公司最年輕的高級首席科學家。

　　2017年，肖建宏回國創立了芯翼信息科技，創業初期以低功耗物聯網NB-IoT芯片的研發為切入點，并獲得峰瑞資本參與的天使輪投資。如今，芯翼信息科技已走過5個年頭，發展成為一家物聯網智能終端系統SoC企業，在智慧城市、智慧物流、智慧農業、可穿戴設備等領域廣泛布局。

　　以下是肖建宏博士的分享，他在文中探討了：

　　物聯網未來會是什么樣?如今有哪些具體的應用?

　　芯片如何助推物聯網的發展?物聯網終端芯片要具備的五大能力具體指什么?

　　PC時代出現了芯片巨頭Intel，云時代NVIDIA鼎立潮頭，物聯網時代將孕育出什么樣的公司?

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　　物聯網有哪些大方向的應用？

　　首先，我想談談物聯網的未來。

　　物聯網的概念從提出到現在已經將近 15 年，很多人覺得這個概念已經沒有什么新鮮感了。手機屏幕前的你或許也會問：“它的未來到底怎么樣?是不是已經被講爛了?”

　　我想從一個技術人的角度出發，和大家再聊聊這個話題。首先分享麥肯錫報告《物聯網：抓住機遇》中提出的幾個數據：

　　2030年，物聯網將在全球創造5.5萬億至12.6萬億美元的經濟價值，包括B2C消費物聯網和B2B物聯網產品與服務所獲得的價值。

　　2030年，工廠生產場景將在物聯網的潛在經濟價值中占比最大，約為26%。

　　2030年， B2B應用將占物聯網總價值的62%至65%。

　　2030年，中國將占全球物聯網經濟價值的26%左右。

　　可以預見的是，未來10年，物聯網將完成從增長期向高速增長期的轉換，尤其B2B產業物聯網。這些技術能夠幫助產業升級， 提高社會管理運轉效率， 實現傳統行業智能化以及物理世界數字化，是將“萬物互聯”推向現實的關鍵。

　　舉個例子，國外的無人駕駛非常側重把各種傳感器安裝在無人車上，但中國因為路況復雜，走了一條不一樣的路——車路協同。車路協同需要將各種路上的信息通過傳感器收集起來再反饋到車上，這其中就涉及到多種物聯網技術的應用。

　　再舉一個雙碳經濟的例子。新清潔能源的產生、能源的流轉、企業能耗的優化、碳排放指標的監管等等，都有大量對物聯網技術的需求。最近熱門的電池換電就是一種能源流轉效率提升的例子，物聯網技術幫助實現電池的數字化管理以及追蹤。

　　現實生活中，物聯網的應用需求遠比我舉的這些例子多得多，所以我對物聯網的未來，深信不疑。

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　　芯片如何助推萬物互聯？

　　物聯網的基本架構是端、管、云。端是什么?我們每個人的手機就是最基礎的一個端，通過通訊基站或是光纖通訊、有線通到了云端。

　　作為芯片公司，在“端”這一側，我們關注的是五大能力：無線通訊、感知、邊緣計算、電源管理和安全。從芯片的角度來看，這些技術能力都要有機地融合在芯片和相應的套片上，才能幫行業終端降低成本、功耗，讓各方能更友好地使用這些技術，這才是芯片公司的本質和愿景。

　　做好“端”要具備的第一個最基礎的能力，就是“連接”，怎么把物連到網絡上，也就是做通訊的能力，比如從我們每個家庭都有Wi-Fi、藍牙，到現在5G，還有一些衛星通訊，這些其實都是連接的能力。

　　在通訊這個環節，我們在過去五年全力以赴的一個賽道，就是5G的中低速通訊，包括NB-IoT、cat1，Redcap 等等。在未來5G場景下，80%到90%的場景可能都會由低速和中速的通訊技術來解決，幾十億乃至幾百億個終端的信息會被采集并上傳到云端。

　　第二個能力叫做“感知”，就是傳感器。在物聯網的未來，數量眾多的傳感器會將物理世界數字化，充分描繪客觀世界的方方面面。比如家家戶戶都有的燃氣表、水表，我們以前都用機械式的計量，現在則在逐步換成超聲波式的計量。但超聲波計量芯片現在基本靠進口，一個燃氣超聲波計量模組的成本就是100多元。傳感器芯片產業的機會空間非常龐大。

　　第三個能力，“邊緣計算”，它主要是處理大規模的、在終端或者邊端的計算，有別于云計算。邊緣計算是未來物聯網規模越來越大以后的必由之路。為什么呢?假設這個世界有幾千億個節點流入到云端，大量的數據要通過通訊傳輸到云上，通訊的數據量是龐大的，必然要有很多本地化的場景要通過邊緣計算的方式來降低功耗、降低成本。舉一個安防領域的應用案例，持續的云監控所消耗資費及電能都是很大的，如果邊緣計算通過圖像識別判斷沒有安全威脅就不通訊，會極大優化成本以及功耗。

　　第四個能力是“電源管理或者能量獲取”，我們的手機每天都要充電，那我們前面提到的幾千億個節點都要聯網的時候，電源如何補充?除了比較常規的低功耗電源管理芯片需求， 物聯網行業有一個新的概念，叫做無源物聯網，指的是終端設備從環境中獲取能量，盡量減少對電池的依賴，甚至不用電池。“無源物聯網”技術的重點是利用各種可能的能量， 包括太陽能和動能，空氣中電磁波的能量，比如藍牙信號，無線電，4G、5G信號等。無源物聯網的技術要如何實現?到具體的應用場景里如何與其他技術結合?這些問題的解決，會進一步拓寬整個物聯網觸及領域的廣度。

　　舉個例子，美國一家名叫Wiliot的物聯網初創公司最近獲得2億美元的融資。它的核心產品是一款無源的藍牙傳感器標簽，只有郵票大小，可以貼在任何地方。它最大的亮點就是能通過微型天線，收集環境中藍牙信號的能量，為傳感器供能。

　　第五個能力是“安全”，假設有幾千億個設備接入網絡，網絡病毒的攻擊就很容易引發規模巨大的破壞。但是如果有傳統的安全手段比如國密(即國家密碼局認定的國產密碼算法)或者認證去預防，成本又是極高的，如何采用一些科技的手段去結合芯片的需求，降低成本，讓它避開被大量地復制攻擊，也是我們芯片行業要去研究的。

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　　集成多種功能需求的終端系統SoC芯片是必然趨勢

　　2019年是中國的5G元年。高速率、低時延、大連接是作為目前最新一代移動互聯網技術的5G顯而易見的特點。和前四代移動通訊技術不同，5G讓多種智能家庭設備、公共智能設備和移動終端設備實現了大規模連接，為技術的應用帶來了無限可能。而且低時延以及大連接會更好的滿足B2B產業物聯網的發展。

　　物聯網技術能夠大規模應用， 控制整體成本以及功耗非常關鍵，而不只是通訊。每個行業智能終端都會或多或少用到前面五大能力中幾塊，隨著產業規模化發展， 必然需要這些能力集成一個單芯片以優化成本以及功耗。反之， 產業智能化形成規模效應比較難。其實手機產業的發展就是一個很好的例子， 從最早的通訊芯片到后來集成應用處理器AP，再到后來集成各種傳感器，包括攝像以及光傳感。

　　由于物聯網行業的碎片化，目前可能沒有哪家企業可以僅憑一顆芯片就滿足所有不同行業終端的需求，并且成熟的大企業還受限于短期投入產出比的壓力，這就為創業企業提供了成長空間。創新型芯片公司只要擁有核心技術的突破能力，就很可能針對某些行業開發出與大公司相媲美，甚至更加優秀的芯片。

　　為了支持社會高效運轉，各種產業的發展需要幾千億個終端智能化，一個芯片企業如果能夠把多種能力集成SoC 處理得非常好，盡可能覆蓋比較多的行業應用， 那這個芯片企業的價值會遠遠超過我們的想象。在全新的物聯網時代，新的公司會有更多的機會，就如同哥倫布面對新大陸之時，一個新的世界已經打開。

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　　物聯網時代將孕育出什么樣的公司？

　　國產NB-IoT芯片廠商近年來在技術上的突破為芯片產業帶來了一波推動力。這里既有老牌玩家如華為海思、聯發科、紫光展銳，也有科技初創企業以“黑馬”之勢異軍突起。在這個過程中，包括芯翼信息科技在內的國產芯片廠商們都在努力做一件事——降低功耗、降低體積、提升靈敏度、提升性能。芯翼信息科技就是全球范圍內率先把功率放大器集成到SoC里的芯片廠商。

　　NB-IoT變成5G的一部分后，將會有更多提升，進一步滿足廣連接、大連接的要求。隨著技術標準的延伸，這一領域會開發更多新應用，一枚小小的芯片上會集成更多的東西，甚至可以定制差異化的芯片。

　　自2017年3月創立以來，芯翼信息科技保持著一年一個腳印的技術研發節奏。公司已構建了屬于自己的中低速率物聯網芯片版圖，并在智慧城市、智慧物流、智慧農業、可穿戴設備等領域廣泛落地，成為賽道的領先者之一。其自主研發的超高集成度5G NB-IoT系統單芯片SoC XY1100已率先推出并實現規模商用，引領了截止目前全球NB-IoT芯片的技術發展潮流，滲透到水表、燃氣表、定位追蹤、智慧城市等消費終端領域，得到了行業客戶的高度認可。截至2021年底，XY1100 SoC出貨量近1500萬片。

　　除了對通訊NB-IoT芯片的大力發展， 芯翼也積極推動NB-loT服務不同產業的系統芯片的研發。在未來2至3年，資產管理和追蹤、大健康、智慧農業、智慧城市、智慧物流等領域的NB-IoT應用或將迎來高速增長期。

　　芯翼信息科技自主研發的下一代NB-IoT芯片XY2100系列已經研發成功，預計將在不久后推向市場。XY2100系列突破了業界在片內集成獨立式MCU的架構，解決了在極致低功耗和極致睡眠喚醒時間的性能瓶頸問題。而且XY2100 系列芯片也是業界首次把通訊，工業級低功耗MCU(計算)， 傳感器模擬前端(感知)等多種功能集成在單芯片(SoC)服務表計消防煙感等行業。如同早期芯翼成功領導CMOS PA集成技術大規模降低NB-IOT芯片成本， 行業專用芯片的推出有望進一步降低行業智能化成本。

　　除了低速的NB-IoT以外，隨著2G的逐步退網，中速的Cat.1迎來了巨大的發展機遇，據預測2021年中國市場Cat.1芯片出貨量將達到1億。芯翼信息科技除了NB-IoT系列產品之外，高度集成的LTE Cat.1芯片XY4100也正在緊鑼密鼓研發中，預計將于今年推向市場。隨著5G時代到來，公司已率先投入5G RedCap的研發。

　　伴隨中國數字經濟蓬勃發展， 產業會經歷一個“傳統行業智能化，物理世界數字化”的過程。在這個過程中，物聯網的技術應用，對終端智能化提出了很高的要求，而這也正是芯翼信息科技努力的愿景。之所以叫“芯翼”，正是想表達“以芯為翼，助推物聯”，希望在全新的時代里，為中國的產業升級貢獻自己的力量。