在物联网行业高速增长之际，芯片公司该如何布局？| 峰瑞芯片系列

“我们不妨想象一下未来物联网时代的场景是什么样。举个例子，当无人驾驶成为现实后，人们不需要自己开车，汽车或拥有移动办公室、会客厅、娱乐室等功用；它甚至能成为人们另一个分身，帮助我们达成愿望，让我们能够更加和谐地工作。在这种情况下，万物和人类一起构成一个网络，并成为未来物联网时代下和谐相处的两个物种。”芯翼信息科技创始人兼CEO肖建宏在畅想物联网时代时说道。

“万物互联”的时代正在被逐渐描摹出来，与我们日常生活息息相关的家庭生活城市管理等终端设备已因为5G、物联网技术的发展进行了升级换代。物联网带来了巨大的机遇，自然也带来了巨大的挑战。但终究，千行百业的智能化终端都将逐渐互联互通。

本期是「峰瑞芯片系列」的第五篇（欢迎点击链接，回顾芯片系列文章），我们邀请到芯翼信息科技的创始人兼CEO肖建宏博士，从物联网的现在与未来谈起，分享他对物联网芯片领域的思考。

本科毕业于北京大学的肖建宏，在拿到美国德州农工大学电子工程博士学位后，进入美国博通公司就职。在美国博通公司工作期间，其主导研发的高性能宽带射频通讯系统、高速数模转换器（DAC）、高速高精度锁相环等均处于世界领先水平。因持续突出的贡献，肖建宏连续获得多次破格晋升，成为当时博通公司最年轻的高级首席科学家。

2017年，肖建宏回国创立了芯翼信息科技，创业初期以低功耗物联网NB-IoT芯片的研发为切入点，并获得峰瑞资本参与的天使轮投资。如今，芯翼信息科技已走过5个年头，发展成为一家物联网智能终端系统SoC企业，在智慧城市、智慧物流、智慧农业、可穿戴设备等领域广泛布局。

以下是肖建宏博士的分享，他在文中探讨了：

• 物联网未来会是什么样？如今有哪些具体的应用？

• 芯片如何助推物联网的发展？物联网终端芯片要具备的五大能力具体指什么？

• PC时代出现了芯片巨头Intel，云时代NVIDIA鼎立潮头，物联网时代将孕育出什么样的公司？

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物联网有哪些大方向的应用？

首先，我想谈谈物联网的未来。

物联网的概念从提出到现在已经将近 15 年，很多人觉得这个概念已经没有什么新鲜感了。手机屏幕前的你或许也会问：“它的未来到底怎么样？是不是已经被讲烂了？”

我想从一个技术人的角度出发，和大家再聊聊这个话题。首先分享麦肯锡报告《物联网：抓住机遇》中提出的几个数据：

• 2030年，物联网将在全球创造5.5万亿至12.6万亿美元的经济价值，包括B2C消费物联网和B2B物联网产品与服务所获得的价值。

• 2030年，工厂生产场景将在物联网的潜在经济价值中占比最大，约为26%。

• 2030年， B2B应用将占物联网总价值的62%至65%。

• 2030年，中国将占全球物联网经济价值的26%左右。

可以预见的是，未来10年，物联网将完成从增长期向高速增长期的转换，尤其B2B产业物联网。这些技术能够帮助产业升级， 提高社会管理运转效率， 实现传统行业智能化以及物理世界数字化，是将“万物互联”推向现实的关键。

举个例子，国外的无人驾驶非常侧重把各种传感器安装在无人车上，但中国因为路况复杂，走了一条不一样的路——车路协同。车路协同需要将各种路上的信息通过传感器收集起来再反馈到车上，这其中就涉及到多种物联网技术的应用。

再举一个双碳经济的例子。新清洁能源的产生、能源的流转、企业能耗的优化、碳排放指标的监管等等，都有大量对物联网技术的需求。最近热门的电池换电就是一种能源流转效率提升的例子，物联网技术帮助实现电池的数字化管理以及追踪。

现实生活中，物联网的应用需求远比我举的这些例子多得多，所以我对物联网的未来，深信不疑。

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芯片如何助推万物互联？

物联网的基本架构是端、管、云。端是什么？我们每个人的手机就是最基础的一个端，通过通讯基站或是光纤通讯、有线通到了云端。

作为芯片公司，在“端”这一侧，我们关注的是五大能力：无线通讯、感知、边缘计算、电源管理和安全。从芯片的角度来看，这些技术能力都要有机地融合在芯片和相应的套片上，才能帮行业终端降低成本、功耗，让各方能更友好地使用这些技术，这才是芯片公司的本质和愿景。

做好“端”要具备的第一个最基础的能力，就是“连接”，怎么把物连到网络上，也就是做通讯的能力，比如从我们每个家庭都有Wi-Fi、蓝牙，到现在5G，还有一些卫星通讯，这些其实都是连接的能力。

在通讯这个环节，我们在过去五年全力以赴的一个赛道，就是5G的中低速通讯，包括NB-IoT、cat1，Redcap 等等。在未来5G场景下，80%到90%的场景可能都会由低速和中速的通讯技术来解决， 几十亿乃至几百亿个终端的信息会被采集并上传到云端。

第二个能力叫做“感知”，就是传感器。在物联网的未来，数量众多的传感器会将物理世界数字化，充分描绘客观世界的方方面面。比如家家户户都有的燃气表、水表，我们以前都用机械式的计量，现在则在逐步换成超声波式的计量。但超声波计量芯片现在基本靠进口，一个燃气超声波计量模组的成本就是100多元。传感器芯片产业的机会空间非常庞大。

第三个能力，“边缘计算”，它主要是处理大规模的、在终端或者边端的计算，有别于云计算。边缘计算是未来物联网规模越来越大以后的必由之路。为什么呢？假设这个世界有几千亿个节点流入到云端，大量的数据要通过通讯传输到云上，通讯的数据量是庞大的，必然要有很多本地化的场景要通过边缘计算的方式来降低功耗、降低成本。举一个安防领域的应用案例，持续的云监控所消耗资费及电能都是很大的，如果边缘计算通过图像识别判断没有安全威胁就不通讯，会极大优化成本以及功耗。

第四个能力是“电源管理或者能量获取”，我们的手机每天都要充电，那我们前面提到的几千亿个节点都要联网的时候，电源如何补充？除了比较常规的低功耗电源管理芯片需求， 物联网行业有一个新的概念，叫做无源物联网，指的是终端设备从环境中获取能量，尽量减少对电池的依赖，甚至不用电池。“无源物联网”技术的重点是利用各种可能的能量， 包括太阳能和动能，空气中电磁波的能量，比如蓝牙信号，无线电，4G、5G信号等。无源物联网的技术要如何实现？到具体的应用场景里如何与其他技术结合？这些问题的解决，会进一步拓宽整个物联网触及领域的广度。

举个例子，美国一家名叫Wiliot的物联网初创公司最近获得2亿美元的融资。它的核心产品是一款无源的蓝牙传感器标签，只有邮票大小，可以贴在任何地方。它最大的亮点就是能通过微型天线，收集环境中蓝牙信号的能量，为传感器供能。

第五个能力是“安全”，假设有几千亿个设备接入网络，网络病毒的攻击就很容易引发规模巨大的破坏。但是如果有传统的安全手段比如国密（即国家密码局认定的国产密码算法）或者认证去预防，成本又是极高的，如何采用一些科技的手段去结合芯片的需求，降低成本，让它避开被大量地复制攻击，也是我们芯片行业要去研究的。

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集成多种功能需求的终端系统SoC芯片是必然趋势

2019年是中国的5G元年。高速率、低时延、大连接是作为目前最新一代移动互联网技术的5G显而易见的特点。和前四代移动通讯技术不同，5G让多种智能家庭设备、公共智能设备和移动终端设备实现了大规模连接，为技术的应用带来了无限可能。而且低时延以及大连接会更好的满足B2B产业物联网的发展。 

物联网技术能够大规模应用， 控制整体成本以及功耗非常关键，而不只是通讯。每个行业智能终端都会或多或少用到前面五大能力中几块，随着产业规模化发展， 必然需要这些能力集成一个单芯片以优化成本以及功耗。反之， 产业智能化形成规模效应比较难。其实手机产业的发展就是一个很好的例子， 从最早的通讯芯片到后来集成应用处理器AP，再到后来集成各种传感器，包括摄像以及光传感。

由于物联网行业的碎片化，目前可能没有哪家企业可以仅凭一颗芯片就满足所有不同行业终端的需求，并且成熟的大企业还受限于短期投入产出比的压力，这就为创业企业提供了成长空间。创新型芯片公司只要拥有核心技术的突破能力，就很可能针对某些行业开发出与大公司相媲美，甚至更加优秀的芯片。

为了支持社会高效运转，各种产业的发展需要几千亿个终端智能化，一个芯片企业如果能够把多种能力集成SoC 处理得非常好，尽可能覆盖比较多的行业应用， 那这个芯片企业的价值会远远超过我们的想象。在全新的物联网时代，新的公司会有更多的机会，就如同哥伦布面对新大陆之时，一个新的世界已经打开。

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物联网时代将孕育出什么样的公司？

国产NB-IoT芯片厂商近年来在技术上的突破为芯片产业带来了一波推动力。这里既有老牌玩家如华为海思、联发科、紫光展锐，也有科技初创企业以“黑马”之势异军突起。在这个过程中，包括芯翼信息科技在内的国产芯片厂商们都在努力做一件事——降低功耗、降低体积、提升灵敏度、提升性能。芯翼信息科技就是全球范围内率先把功率放大器集成到SoC里的芯片厂商。

NB-IoT变成5G的一部分后，将会有更多提升，进一步满足广连接、大连接的要求。随着技术标准的延伸，这一领域会开发更多新应用，一枚小小的芯片上会集成更多的东西，甚至可以定制差异化的芯片。

自2017年3月创立以来，芯翼信息科技保持着一年一个脚印的技术研发节奏。公司已构建了属于自己的中低速率物联网芯片版图，并在智慧城市、智慧物流、智慧农业、可穿戴设备等领域广泛落地，成为赛道的领先者之一。其自主研发的超高集成度5G NB-IoT系统单芯片SoC XY1100已率先推出并实现规模商用，引领了截止目前全球NB-IoT芯片的技术发展潮流，渗透到水表、燃气表、定位追踪、智慧城市等消费终端领域，得到了行业客户的高度认可。截至2021年底，XY1100 SoC出货量近1500万片。

除了对通讯NB-IoT芯片的大力发展， 芯翼也积极推动NB-loT服务不同产业的系统芯片的研发。在未来2至3年，资产管理和追踪、大健康、智慧农业、智慧城市、智慧物流等领域的NB-IoT应用或将迎来高速增长期。

芯翼信息科技自主研发的下一代NB-IoT芯片XY2100系列已经研发成功，预计将在不久后推向市场。XY2100系列突破了业界在片内集成独立式MCU的架构，解决了在极致低功耗和极致睡眠唤醒时间的性能瓶颈问题。而且XY2100 系列芯片也是业界首次把通讯，工业级低功耗MCU（计算）， 传感器模拟前端（感知）等多种功能集成在单芯片（SoC）服务表计消防烟感等行业。如同早期芯翼成功领导CMOS PA集成技术大规模降低NB-IOT芯片成本， 行业专用芯片的推出有望进一步降低行业智能化成本。

除了低速的NB-IoT以外，随着2G的逐步退网，中速的Cat.1迎来了巨大的发展机遇，2021年仅中国市场Cat.1芯片出货量就达到1亿片以上。芯翼信息科技除了NB-IoT系列产品之外，高度集成的LTE Cat.1芯片XY4100也正在紧锣密鼓研发中，预计将于今年推向市场。随着5G时代到来，公司已率先投入5G RedCap的研发。

伴随中国数字经济蓬勃发展， 产业会经历一个“传统行业智能化，物理世界数字化”的过程。在这个过程中，物联网的技术应用，对终端智能化提出了很高的要求，而这也正是芯翼信息科技努力的愿景。之所以叫“芯翼”，正是想表达“以芯为翼，助推物联”，希望在全新的时代里，为中国的产业升级贡献自己的力量。