如今，越來越多的物聯網廠商正在轉向以藍牙為代表的超低功耗無線通訊技術。藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)提供的最新數據顯示，2022年至2026年期間，低功耗藍牙單模式設備的年出貨量將增長3倍；到2026年，95%的藍牙設備將包含低功耗藍牙，其復合年增長率將達到25%。 kxeesmc

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圖源：Bluetooth SIGkxeesmc

作為一家專注于設計超低功耗無線技術和能量收集解決方案的半導體公司，今年1月，Atmosic公司在宣布獲得風險投資公司Sutter Hill Ventures領投的7200萬美元新一輪融資的同時，還發(fā)布了搭載能量收集技術的全新藍牙5.3片上系統(tǒng)(SoC)ATM33系列。kxeesmc

其實在ATM33推出之前，Atmosic第一代產品ATM2和ATM3已經應用于不同的場景中，并取得了非常重要的成功。Atmosic產品營銷總監(jiān)Dylan Ko透露稱，僅在過去一年中，Atmosic產品出貨量就增長了約10倍，客戶群擴大了500%。kxeesmc

但Atmosic方面認為，第一代產品主要定位于物聯網低功耗無線(LPW)市場中的遠程控制、鼠標鍵盤等基礎型應用，考慮到LPW市場強勁的市場增長率(2020-2024年復合增長率>10%)，預計到2024年，不但應用終端數量將達到40-50億臺，而且市場將越來越傾向于具有更強處理能力、更多功能(安全和定位)和更低功耗的設備。這樣一來，LPW市場也就自然而然的進入了以家居智能設備傳感器、血糖監(jiān)測儀、可穿戴設備和尋向設備為代表的第二代產品階段。kxeesmc

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圖源：Atmosickxeesmc

以近年來市場需求快速增長的血糖監(jiān)測產品為例，這類便攜式產品往往是可穿戴的，并且希望具有很薄的尺寸，通過柔軟的塑料材質緊貼人體；但同時又需要可靠的電池表現，長時間不間斷地提供監(jiān)測功能。因此產品需要在長期處于低功耗狀態(tài)的同時準確地完成監(jiān)測任務，這就對電池尺寸、芯片效率和功耗提出了非常嚴格的要求。kxeesmc

類似地，一些其他的物聯網設備對于SoC計算能力、安全性或者存儲規(guī)格的要求會更高。例如精準的定位與尋向設備會產生持續(xù)不斷的數據流，要求處理器在保持較低功耗的同時，快速進行接收和處理。這種數據的快速和持續(xù)訪問需要建立在穩(wěn)定的設備存儲基礎之上，要求一定的性能與可靠性，因此充足的RAM、閃存是不可或缺的。而像家庭自動化設備，如智能門鎖、智能開關往往對SoC安全性和電池續(xù)航有著更高的要求。kxeesmc

挑戰(zhàn)“永久續(xù)航”新極限

支持“迄今最長的電池使用壽命及無電池運行，將現有的能量收集及超低功耗技術推進到了更高的水平。”——這是Atmosic ATM33系列最具競爭力的賣點所在。kxeesmc

Dylan Ko在接受《國際電子商情》采訪時指出，得益于ATM2和ATM3在市場上取得的成功，Atmosic將一些共同的創(chuàng)新技術，例如超低功耗、受控能量收集(光伏/射頻/熱能/機械能)、無MCU感知、射頻信號按需喚醒等，繼續(xù)沿用到了ATM33系列產品上，并在此基礎上對系統(tǒng)層面進行了大幅的優(yōu)化升級和增強，包括更強的處理能力和嵌入式非易失性存儲器(NVM)、光伏射頻能量收集器以及電池支持能力的增強、更安全的Arm TrustZone技術、AoA/AoD資產跟蹤和尋向技術、更高的發(fā)射功率，以此大幅延長電池的使用壽命，甚至實現無需電池的應用環(huán)境。kxeesmc

以無MCU感知操作技術為例，在傳感器進行芯片讀寫時，ATM33中的Sensor Hub無需MCU即可操作并直接發(fā)送低功耗藍牙(BLE)數據包。這意味著，即使在深度睡眠狀態(tài)下，SoC也能執(zhí)行傳感器運作支援功能，如訪問內存和傳輸信標等，而不需要喚醒整顆芯片，大幅節(jié)省了所需的功耗；在射頻信號按需喚醒技術方面，ATM33系列配備了一個0.7mA超低功耗接收器和一款具有突破性的高效發(fā)射器，可在0-10dBm的輸出功率下高效運行，使得電池使用壽命達到同類競品的3-5倍。kxeesmc

ATM33還集成了功耗優(yōu)化的ARM Cortex-M33F處理器，工作頻率可達64MHz，并支持ARM TrustZone®，可提供強大的系統(tǒng)安全性。與ATM2和ATM3產品支持藍牙5.0不同，ATM33系列已經擴展到支持藍牙LE 5.1/5.2/5.3，并同時支持AoA與AoD室內定位技術，用于資產跟蹤和尋向。kxeesmc

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此外，Atmosic還對光伏和射頻能量收集器進行了增強，用以支持不同類型的光伏能量收集器，進一步擴大了能夠接收的射頻能量輸入范圍。例如在CES 2022上，三星就發(fā)布了一款使用光能和射頻能量采集的無電池藍牙遙控器。Dylan Ko預計，在接下來的一到兩年內，會有更多類似的應用被開發(fā)出來，它們的共同點都是對電池的依賴性會大幅下降，甚至實現永久續(xù)航。kxeesmc

為了更好地滿足不同應用場景的需求，ATM33系列也提供不同的封裝解決方案：一種是QFN(方形扁平無引腳封裝)，包括5×5mm和7×7mm規(guī)格，引腳數分別是40和56；另外一種是WLCSP(晶圓級芯片規(guī)模封裝)，適合其他更小體積的應用場景，預計于2022年年中實現量產。kxeesmc

在被問及“低功耗藍牙技術目前是否依然是短距離通信領域的最優(yōu)解？”這一問題時，Dylan Ko對《國際電子商情》解釋說，與UWB相比，藍牙最主要的優(yōu)勢就是超低功耗和低成本，但UWB精度更高，功耗自然也要更高一些。“并不是說UWB技術不好，只是不同無線技術間各具優(yōu)勢，有不同的使用層級，彼此間互補趨勢明顯。”kxeesmc

根據藍牙技術聯盟與ABI Research近日發(fā)布的《2022年藍牙市場最新資訊》，藍牙位置服務已經成為增長速度最快的藍牙解決方案領域，覆蓋了從資產追蹤到室內導航，再到無鑰匙進入等各種服務。未來五年內，基于藍牙的位置服務年復合增長率將達到25%，到2026年，藍牙位置服務設備的年出貨量將達到5.68億。kxeesmc

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圖源：Bluetooth SIGkxeesmc

Dylan Ko說作為一家初創(chuàng)的、正在快速成長的公司，Atmosic現在的戰(zhàn)略方向就是持續(xù)關注BLE市場的創(chuàng)新，因為BLE市場的發(fā)展非常迅速，規(guī)模非常大。所以，“我們必須持續(xù)專注于低功耗和能量采集兩大核心技術。”他表示，Atmosic不能只是跟在別人身后做一些沒有特色的產品，而是要全力凸顯自身的核心價值，在價格和市場份額上實現突破。kxeesmc

例如在能量采集方面，如何比競爭對手的方案支持更多的能量收集方式，更廣的收集范圍，更有效率的能量傳輸路徑，就非常值得深入研究。kxeesmc

而在射頻設計方面，Atmosic采用的并不是單純的一條技術路徑，而是多個技術路徑的綜合——首先，使用了非常低電壓的晶體管；其次，將所有的藍牙芯片進行細化和分解，將其拆分成50個甚至更多的模塊，再依據具體的使用場景，對不同模塊的功耗、信號傳輸的效率、以及模塊之間信號傳輸的電壓進行不同層次的優(yōu)化；最后，如前文所述，當模塊沒有被使用的時候，它們將處于睡眠狀態(tài)。kxeesmc

Dylan Ko相信超低功耗藍牙、遙控器、鍵盤、智能門鎖等市場在2022年里將會繼續(xù)增長，醫(yī)療領域的動態(tài)血糖監(jiān)測(CGM)，以及AoA/AoD的資產追蹤和尋向技術也會是公司未來關注的重點。接下來，除了確保ATM2和ATM3繼續(xù)獲得更加穩(wěn)定增長的訂單外，Atmosic也將發(fā)力能量收集，特別是光伏發(fā)電和射頻發(fā)電兩大應用場景。kxeesmc