6项指标决定NB-IoT芯片成本

时间:2018-06-26 10:23来源:电子技术应用网

摘要:在中国市场这个十分强调“高性价比”的大环境下,如何去把NB-IoT芯片和模组的成本做到极致,是令当下各大芯片和模组厂商们倍感头疼的问题。

在中国市场这个十分强调“高性价比”的大环境下,如何去把NB-IoT芯片和模组的成本做到极致,是令当下各大芯片和模组厂商们倍感头疼的问题。有分析指出,NB-IoT芯片1美元、模组趋向5美元,才能使得商用门槛进一步降低,目前的价格显然还太偏高,虽然各大运营商火力十足地投入NB-IoT阵营,但却各自为政,支持不同的频段,不仅在中间的网络层造成了数据互通的阻碍,而且因为频段各异,对于下游的芯片、模组产业来说,因多频段支持的需要也必须增加额外的功能模块开发成本。

 

另一方面,NB-IoT与eMTC的竞合关系也面临微妙的此消彼长,是齐头并进还是各行其是,目前也仍然难以理清。若是齐头并进,“eMTC+NB-IoT”双模芯片无疑会是主流,尽管这能够进一步扩展芯片的应用范围,但更高的应用成本在短期内也必将成为全行业的一块“心病”,待到市场真正成熟后局势方能有所改观;但若是各行其是,采用“NB-IoT”单模芯片的话又不能迎合当前三大运营商“NB-IoT+eMTC”两条腿走路的商用网络战略布局,随着未来几年市场竞争的逐步加剧,也必然难以摆脱“被淘汰”的命运。

 

具体到NB-IoT芯片本身,产业发展速度与芯片研发周期之间的矛盾以及芯片设计层面上在架构、功能、内核、工艺和外围器件选择上所面临的重重挑战,都是当前阻碍芯片成本下探的根本症结。众所周知,自该技术问世以来,NB-IoT产业在国内的发展速度一直都十分迅猛,从标准立项、标准冻结再到产业化的整个速度非常之快。但与之矛盾的是,由于带有射频模块,NB-IoT的芯片开发周期一般都比较长,保守来说对于大型设计厂商在采用原有类似产品设计提供妥协方案的情况下,也都需要一年半到两年的时间,而对于初创企业来说则需要更多的从基带到射频、协议栈、平台软件等多个环节上进行布局,少说也要两到三年的时间才能流片,这显然赶不上当前NB-IoT产业在国内的发展速度。

 

 

上海移芯通信科技有限公司总裁熊海峰

 

上海移芯通信科技有限公司总裁熊海峰也对此表示赞同,虽说NB-IoT类似于一个简化后的LTE,但事实上芯片层面也还是需要去满足3GPP的一些比较严苛的全新指标,其中包括射频、协议栈的测试、与基站的各种兼容性测试以及更多严苛的现场测试等,这些在时间和资金上产生的成本都是很高的。

 

其次,要把成本进一步降到极致水平,芯片设计层面上对架构本身、功能模块简化、内核、工艺以及外围模组和器件选择等多个方面也都需要做出相应的改变,当然这背后也存在着诸多的技术难点。熊海峰总结到:“其一,是芯片的架构,架构决定了整个电路的规模,或者说决定了芯片的Die-Size(芯片裸片的大小),Die-Size是影响到芯片成本的一个非常直接且最主要的因素;其二,芯片功能的定义,包括外设方面是否需要一个FRS的应用,我认为是不需要的,因此这个功能模块可以不做,而我们看到现在市面上也有些产品是以手机芯片的思路去设计NB-IoT芯片的,但事实上我们应该以一个嵌入式产品的思路去追求极致的成本。在我们看来,NB-IoT的芯片是第一次从通信与嵌入式两个平行但不相关的技术线实现真正融合的一种产品,而嵌入式的思路去做芯片的话一定是需要极致的去考虑成本;最后,就是内核的选择,包括选择什么样的内核,几个核,在不同的应用场景是不是需要更大或者更贵的核,或是选择一些相对来说更便宜的不要License或者Void的芯片,都会相应的影响到整个芯片的成本。”

 

另外,要紧跟市场走势的话,工艺和Foundry的区别、模组器件以及芯片外围电路的选择也十分重要,熊海峰补充到:“我们需要去权衡未来这个产品可能会卖三年、五年还是十年,未来的这么多年内,芯片的整个工艺以及它所属的整个平台未来的价格趋势会是怎么走的,这些都会有很直接的影响;另外就是外围电路和模组器件的选择,外围电路要做得尽量简化,器件也应该要做得尽量少,比如说对于芯片外围电路,如果我们接收端的性能做的足够好,这个Sort成本大概会在5美分左右,而真正进入到大规模量产商用阶段后,5美分对于模组成本来说还是非常高的。往架构层面上去看,其实还可以把FEM和DC/DC拿掉,如果把PNA放到芯片内部那FEM基本上可以用不着了,当然也可以去掉DC/DC,这样一来,现有的NB-IoT芯片外围电路就会变得更为简化,几乎与现在常见的Wi-Fi芯片一样简单,不仅能够降低成本,而且模组的大小也可以做得更为紧致,并实现了架构上的创新,这样就非常贴近于国内市场主打高性价比的行情。”

 

因此,针对成本问题,在大规模商用的市场大背景支撑下,如何定义芯片功能、选择合适的芯片内核以及减少外围电路和器件将越来越关键。如此,NB-IoT芯片方能真正贴近国内市场,实现“性价比”升级进而开启“物超人”及“万物互联”的大时代。

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