模组芯片化在物联网中发挥了哪些作用？

在通往芯片小型化和微型化的路上,一条以SoC(片上集成)为主,沿着摩尔定律持续演进;另一条以SiP封装技术为主,被视为超越摩尔定律的重要路径。在物联网规模化应用的驱动下,NB-IoT模组又将沿着哪条路演进呢?

自2015年7月NB-IoT被提出以来,在华为及全球范围内大批企业的共同推动下,经过近6年时间的发展,NB-IoT已经成为低功耗广覆盖应用场景中的首选技术,并在去年7月正式被纳入5G技术标准当中,与5G生命周期同步,承担起庞大的低速率应用场景的连接重任。在NB-IoT强势发展的过程中,模组厂商在产业链中起“承上启下”的衔接作用,愈加受到行业关注。

从出货量来看,2020年国内NB-IoT模组出货已经超过6000万的规模,并且保持着积极的增长态势。不过,伴随着NB-IoT应用规模的进一步持续扩大,新应用、新场景、新需求不断推陈出新,各家NB-IoT模组方案也逐渐演进至全新发展阶段。

基于行业观察,驱动各家模组厂商产品不断迭代的原因主要来自两个方面:一方面来自行业内部动力,各家模组成本持续压低、尺寸追求极致、功耗要求更低、性能需要更稳定,且不断融合BLE/GNSS/Cat．1等功能模块与植入软硬件安全等成为主流;另一方面则来自于物联网垂直行业差异化需求的驱动,模组厂商更需要展示其生产制造、行业解决方案、技术服务、商务支撑等全方位综合能力。

因此,对于物联网模组厂商及上游参与者而言,看准NB-IoT模组未来发展趋势显得尤为关键。如今,“模组芯片化”正在成为行业的新兴趋势。

全新模组方案:模组芯片化

随着物联网行业不断快速发展,为满足千差万别的物联网应用场景而诞生了种类丰富、数量庞大的物联网终端。去年11月,国际知名市场研究机构IoT Analytics发布数据指出,全球物联网连接数首次完成对非物联网连接数的“超车”,同时指出物联网设备在过去十年间已经成为全球设备保持高速增长的主要动力。

从连接数来看,在国内,中国电信NB-IoT总连接数一骑绝尘,截至2021年2月已经达到8700万,中国移动NB-IoT用户数紧随其后,截至2020年10月也累计达4800万。从应用层来看,行业已经开拓了智能表计、智能追踪、智慧烟感、智慧路灯、智慧停车、智能门锁、智慧大气监测等数十种应用场景,形成了“4(千万级)+7(百万级)+N(新兴潜力)”的规模格局。

物联网发展以不可思议的速度向前狂奔,与此同时物联网厂商面临的挑战也一并袭来。众所周知,消费电子产品与行业终端之间的要求、价值等可谓大相径庭,不同于以往电脑、手机、平板等体积较大的消费电子产品对于芯片等核心元器件的体积要求不那么敏感,物联网时代出现的大量智能硬件、可穿戴设备、智能表计产品等,对产品的尺寸大小、功耗、成本价格等要求甚为苛刻。

比如看似比手机、电脑体积更大的自行车,通信器件部署不仅要隐蔽,还需要针对其成本和完备的功能进行考量。而相比较之下的消费端,或许人们就更愿意购买像苹果AirTag一样价格高昂的硬件挂在钥匙上。因为购买主体不一样,发挥价值不一样,导致两种商业思维自然也不一样,比如AirTag除了防丢失之外的“面子”价值,就不是行业用户所考虑的。

而从目前市面来看,各主流芯片厂商已经推出实现商用落地的NB-IoT芯片的大小一般为6mm?6mm的尺寸,然后交付下游由模组厂商再按照各自设计把MCU、存储芯片、滤波芯片及其他元器件集成封装,最终产出完整的NB-IoT模组。而此时NB-IoT模组的体积已经相较芯片时的大小“膨胀”了数倍。此前,业内发布的全球最小体积的NB-IoT模组的尺寸也达到了16mm?18mm的大小,虽然大小只与一枚1元硬币相当,但这对终端厂商而言依然是其产品落地中的“阿喀琉斯之踵”。

相比之下,在NB-IoT芯片和模组尺寸、价格都做到极致时,将NB-IoT模组芯片化,围绕垂直行业做高集成化的NB-IoT解决方案或许更能找准用户核心价值。基于此,苏州吾爱易达物联网公司近日推出了两款芯片化超小体积的NB-IoT模组——SNS521S和SNS521H。(详情可发送邮件至support@szwayd．com,或致电话到13429161097,获取更多信息)

其中,SNS521S为一款全球最小体积的高性能超低功耗芯片级NB-IoT通信模组,它的尺寸大小仅为8mm?8mm,相比此前全球最小体积的NB-IoT模组仅为其体积的四分之一,几乎与主流NB-IoT芯片大小相当,并且其内部集成了NB-IoT通信所需的所有功能部件。

SNS521H为一款燃气行业专用芯片级解决方案,其大小只有12mm?12mm的尺寸。更重要是的是,它专为智慧表计行业设计,不仅能满足基本的通信需求,还针对性进行更高程度的集成,可代替传统燃气表MCU微控制器,提供二次开发能力。

除吾爱易达之外,包括芯翼信息科技有限公司、杭州为峰智能科技有限公司、上海奥蓝迪物联网科技有限公司在内的大批芯片及模组厂商都开始探索“模组芯片化”之路,采用SiP技术赋能模组进入新时代。