ST黑科技：连接器或将被这项技术替代！
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✦ 作者：付斌
连接器遍布每个人的生活每个角落，手机的充电插槽、电脑的USB接口、HDMI接口、DVI接口等。这些连接部位能否无孔化设计，赋能产品“一马平川”般丝滑？
近期，在慕尼黑电子展上，21ic中国电子网记者了解到ST（意法半导体）通过毫米波实现了非接触式的连接器，ST亚太区微控制器及数字产品事业群射频通信产品部产品市场经理Danny Sheng为记者介绍了这种黑科技。
这项黑科技便是ST60，ST称之为毫米波非接触式连接器。有别于传统的BLE产品，这项技术是超高带宽、低功耗、近距离、点对点的无线连接器。需要强调的是，ST60目标是成为甚至替代连接器，而它是一款无需任何协议的物理传输产品。
Danny介绍，ST60相当于是Wi-Fi技术的简化，这项技术来源于10年前Wi-Fi直连60GHz的标准。实际上其他科技公司也有类似的发现，在市场和客户验证下毫米波非接触式连接器日趋成熟。
与Wi-Fi不同的是，ST60去掉了Wi-Fi协议。对此，Danny解释，Wi-Fi兼容的越多，里面的逻辑和代码就越多，这些都会增大芯片的面积、成本和功耗。而在去掉Wi-Fi协议后，只需继承60GHz部分即可，这样无效数据可以压到最低。经过这样的简化，最终ST60可以拥有5Gbps的实际最高有效速率，同时功耗也可以控制在几十毫瓦内。
▲ 意法半导体亚太区微控制器及数字产品事业群射频通信产品部产品市场经理Danny Sheng
“之所以选用60GHz这一频段，是因为60GHz属于较为纯净的频段，频谱特性赋予了ST60稳定的抗干扰性”，Danny强调，60GHz在大气中的衰减是非常高的，因此利于短距离低能量的传输。除此之外，60GHz频率上下有很大范围的空白频段资源，为大数据传输提供有力的支撑。
“毫米波本身拥有方向性强的特性，更有效的降低了相互干扰的可能性。”实际上，近年来毫米波技术产品如雨后春笋般浮现，这也是毫米波技术的一次精准有效的应用。
从另一个方面来讲，毫米波的方向性与60GHz的特性也铸就了ST60自身的高可靠性和高抗干扰性。Danny强调，60GHz这一频段本身较为纯净，不存在明显的干扰。另外，ST60的传输距离在几个厘米，传输距离较近，能量会在几厘米之外衰减为零，这更有效的降低了干扰的可能性。ST对品质的要求一直是非常高的，通过去年在无线电委员会测试中心的60GHz不同技术交叉实验中的报告显示，应用层面没有显示相互干扰的情况。
兼具高速传输和低功耗是这项技术的最大优势。纵观无线技术，ST60的数据效率远高于其他无线技术，并且拥有Wi-Fi、蓝牙不具备的近距离高功效数据及视频传输能力。从功耗上来讲，几十毫瓦的功耗也低于大部分无线传输技术，虽然NFC拥有更低的功耗，但伴随的也是较低的数据传输效率，ST60的6.25GHz的传输速率甚至是NFC传输速率的成几十万倍。
纯物理连接、无需协议是这项技术能够称之为连接器的最大原因。Danny解释，ST60是一个纯硬件的芯片，没有任何的软件需要配置，整个过程纯粹是将物理信号转换成射频信号发射出去，与此同时，ST60A2是一片半双工芯片，既可以收也可以发。“当然在其中也有一些天线上的设计难度，不过ST已与合作方帮助客户想到这个问题，与合作方共同推出了相关模块”，Danny坦言。
目前ST60A2已进入客户和工业量产阶段，ST60A3已有工程样板，将在2021年Q4进入量产阶段，ST60B3则处于待定阶段。
ST60A2采用BGA 2.2x2.2 mm²封装，不同版本以覆盖-40～105°C的工业级耐温，功耗低至40mW Tx、25mW Rx，单端CMOS IO高达100Mbps，差分模拟SLVS TX / RX端口，最高可达6.25Gbps，可在半双工模式下使用ASK调制进行操作。
ST60A3则将支持高达480Mbps的eUSB2，UART & I2C通道，同时拥有110mW的超低功耗和极小的尺寸，将于2021年Q4量产。
“虽然产品已经推广了几个年头，但实际也是ST较新的产品。从市场来看，这项技术正在走向爆发的前夜”，Danny这样介绍。在他看来，这项技术将在2～3内爆发，并在3～4年内逐渐成长。
这是因为ST60的应用场景非常广泛，“可以说这项技术能给人带来无限遐想”。Danny为记者列举了几个应用场景：其一，大屏户外显示屏可以免去网线插拔，利用ST60可让大屏的拼接如同搭积木一样简单贴合；其二，工业4.0机器人可以免去安防摄像头的通讯线，使得机器人能够实现360度的旋转；其三，消费电子诸如手机、PC的接口均可统一替换，搭配无线充电技术，让这些产品变为全无孔设计，做到真正的防水防尘；其四，实现板间连接，诸如通信板、PLC高速连接，利用ST60均可轻松实现。
畅想未来，ST60大面积推广使用之后，形形色色的接口诸如USB、Type-C、HDMI均可被这种无接触式连接器“一统江湖”，搭配无线充电技术和磁吸技术，甚至未来出行带一根线就能“走遍天涯”。
根据Danny的介绍，ST计划从国内外行业头部企业合作开始，帮助企业进行创新性产品设计。除此之外，也将继续寻求创新型企业合作，不断推广这项技术。
当然，在技术兴起之后，难免会产生竞争问题。Danny认为这项技术的竞争将来自传统物理连接器的竞争和其他无线连接的竞争两个方面。相对于传统连接器，ST60可以做到全无孔，无插拔，无耗损，维护成本低；相对于其他无线连接技术，能够兼具几十毫瓦的功耗和6.25GHz的超高速率传输的产品市场上目前几乎没有。
在合作方面，ST60已与易普森EPS和Radiall合作推出千兆以太网模块，将ST60A2芯片与天线集成为一个模块，非常易于使用，值得一提的是，该模块已取得FCC CE认证。
在慕尼黑展会期间，ST在其展台展出相关Demo演示，这款Demo演示了ST60结合无线充电技术实现了板间连接，期间对于ST60的问询者络绎不绝。
在毫米波技术和无线连接技术愈发强大的今天，非接触式的连接器将会是未来的趋势。通过ST60，设计者能够发挥无限的想象力，而通过ST60也可窥探电子行业近两年将会迎来新一轮革新。
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