布局蓝牙高精度定位国产替代 桃芯科技瞄准高端低功耗蓝牙领域

快报
2021
05/26
18:36
亚设网
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布局蓝牙高精度定位国产替代  桃芯科技瞄准高端低功耗蓝牙领域

物联网作为新一代信息技术的代表和发展数字经济的重要支撑,在产业规模、技术创新、行业应用等方面呈现迅猛发展态势,我国超大规模市场优势和内需潜力以及5G基础设施、大数据中心、人工智能和工业互联网等“新基建”布局建设,为物联网产业带来新的发展机遇。同时,也对我国物联网产业依靠创新和知识产权实现高质量发展提出了更高要求和更大挑战。

国内物联网产业前几年主要集中布局如智慧家居、智慧医疗等中下游产业。随着大环境的变化,以及国家政策的支持,越来越多的资本和企业开始布局芯片和感知设备等上游领域,成为物联网产业中的新蓝海。

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桃芯科技(苏州)有限公司作为较早布局低功耗蓝牙5.1芯片高精度定位的国内企业,在物联网产业发展这片海洋中,她的技术和产品处在怎样的市场位置?未来的发展前景如何?在市场竞争中,她具备哪些优势,又有哪些地方需要完善?

◆从上游产业技术定位看桃芯科技蓝牙芯片技术的市场前景

物联网产业分为感知层、网络层、平台层和应用层四大板块。感知层是物联网的基础层,通过传感器、RFID、全球定位系统、二维码等对物理世界的信息进行采集和识别,是物联网产业链的关键所在。网络层主要发挥信息传输作用,将感知层采集和识别的信息进一步传输到平台层,核心技术包括无线通信技术、移动通信网络技术和局域网技术等。平台层主要将来自感知层的数据进行汇总、处理和分析。应用层是物联网的顶层,将用户需求与物联网感知、处理和传递后的信息相结合,实现物联网的智能化应用。

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低功耗蓝牙5.1芯片在物联网的应用主要分布在网络层非授权频谱无线短程通信和感知层高精度定位领域。非授权频谱无线短程通信领域中,WIFI和低功耗蓝牙5.0芯片一直是比较受欢迎的技术。相比于WIFI功耗高、体积大,低功耗蓝牙5.0芯片的体积更小,耗电量也更低,但蓝牙5.1芯片的传输速度尽管相较于前几代技术已经有了很大提升,但整体传输速度仍远低于WIFI。因此,低功率蓝牙5.1芯片更适合用于体积小,距离短的室内可穿戴智能设备等应用。

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在感知层高精度定位领域,这两年比较受欢迎的技术包括UWB跟蓝牙5.1AOA这两款技术。UWB 作为一项早已商用的厘米级无线定位技术,其定位性能的表现非常优异,但它最让人诟病的就是价格过于昂贵。相比于UWB,蓝牙同样具有亚米级高精度定位优势,同时具有低功耗、低成本、大生态这三大特性。依据被定位终端的上下行模式的不同,蓝牙高精度定位可以分为两种技术原理,分别是:到达角(AoA,Angle of Arrival)法和出发角(DoA,Angle of Departure)法。在最新的蓝牙 5.1 版本中,其 AOA/AOD 定位算法将蓝牙的定位精度提升到了厘米级,精度的提升就意味着它有着更为广阔的市场,包括各类工厂,仓库,隧道,地铁,机场,酒店,办公楼,养老院,医院,博物馆,看守所等等。

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◆完成两轮融资的桃芯科技将继续在蓝牙高精度定位布局技术

桃芯科技成立于2017年,法定代表人王治平,公司经营范围包括:电子信息领域内技术开发、技术推广、技术转让、技术咨询以及相关的技术服务;计算机系统服务;应用软件服务;软件开发;工程和技术研究与试验发展;企业管理咨询;经济贸易咨询;文化咨询;公共关系服务;会务服务;市场调查等。

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企业目前已经完成两轮融资,通过六棱镜情报系统,我们可以看到目前投资这家企业的投资机构所投资其他企业基本上处在半导体、照明、芯片等领域,且均拥有相关专利。

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在技术方面,从2019年开始,桃芯科技开始进行技术输出。这两年里,企业将全部的重心放在了电子设备、存储介质、和蓝牙技术上面。

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在产品方面,2019年桃芯科技发布了ING91XX系列BLE5.1芯片。这款芯片搭载完全自主的蓝牙4.0/4.2/5.0/5.1通信协议栈IP。该系列芯片支持蓝牙5.0全部特性以及5.1特性,包括主信道随机广播,AoA厘米级的定位等等。并且,该系列芯片完全向下兼容4.2及4.0。

此外,桃芯科技提供了全界面试开发套件SDK,使用户在不太关心蓝牙协议的情况下,也可以完成设计方案。该SDK内嵌OTA源代码,用户可根据需要选用,同时内嵌MESH协议栈,用户可以使用INGCHIPS Mesh也可以采用自有MESH,自由组合。

该套件支持Keil,IAR,Segger,Rowley Crossworks等主流IDE开发环境,内嵌操作系统,常用Profile应用示例,操作说明文档,内置下载工具等。

在与技术和产品路径相对应的专利布局方面,桃芯科技目前获得了6项专利的授权,其中3项为发明专利,另外3项为实用新型专利。这6项专利的评分均在70分以上,即使是评分最低的实用新型专利“一种基于蓝牙进行通讯的设备(CN201720324357.4)”,其专利的独特性也相对较高。

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除此之外,桃芯科技有8项关于存储介质、蓝牙数据通信方法等发明及实用新型专利正在申请审核中。

通过以上信息,我们可以看到,桃芯科技始终专注于传感器蓝牙技术领域,且企业的技术通过专利得到了较好的保护。

◆蓝牙高精度定位芯片国产化仍面临诸多挑战

具备AOA功能的低功耗蓝牙BLE5.1芯片技术的厂商多集中于如Nordic,Dialog,CSR这些国外企业。蓝牙芯片国产化的过程中,会面临三大挑战。

首先,蓝牙芯片对团队综合技术能力的挑战很大。蓝牙在SoC领域算不上特别复杂的芯片,但是,从通信芯片的角度讲,蓝牙芯片却是“麻雀虽小五脏俱全”,包括处理器,协议栈,射频,低功耗架构,外设等,当然还包括很多其他像总线、内存、cache、Flash,时钟等等方方面面,是一个跨越了电源、射频、数字、软件几大领域的复杂协作工程,没有一步能绕的过去。这对设计能力是一个非常大的挑战。

第二,在对蓝牙芯片功耗越来越低的要求面前,平衡蓝牙新品性能和功耗越来越重要。蓝牙功耗的降低,主要是通过芯片设计和系统设计实现。在设计之初,通过合理地划分软硬件,得到比较合理的低功耗系统方案。系统设计方面需要外围软件开发适应硬件,优化软件代码以减少运算复杂性,采用低功耗的程序设计以及有效的外围功耗管理设计,从而达到产品功耗和性能的最佳平衡。

第三,模拟电路设计能力差是国产蓝牙芯片设计与国外设计差距的关键。蓝牙芯片要良好抵御外部干扰,厂商的芯片设计是保证稳定性的首要环节,特别是对模拟信号采集、模数转换、射频端的电路设计,决定了高端蓝牙芯片产品稳定性。这要求公司经验丰富的模拟芯片工程师对芯片架构做合理设计,使蓝牙传输信号保持稳定,优化蓝牙性能。因此模拟电路设计能力对于高端蓝牙芯片设计而言异常重要,这也是为什么TI、Dialog等传统模拟大厂在高端蓝牙芯片产品上的市场份额占比很高的重要原因。

◆泰凌微V.S桃芯科技:竞品优势突出,桃芯科技国产替代之路仍需努力

在物联网高精度定位领域,在技术先进性、企业规模等方面与桃芯科技形成对标关系的国内企业为泰凌微电子(上海)股份有限公司。

泰凌微电子(上海)股份有限公司是一家致力于研发高性能低功耗无线物联网芯片的芯片设计公司。目前公司主要销售的芯片包括蓝牙低功耗BLE,Zigbee,6LoWPAN/Thread,苹果HomeKit,和私有协议等低功耗2.4GHz无线芯片以及高性能低功耗电容屏触控芯片。公司的投资方包括国家集成电路产业投资基金、北京华胜天成(600410,股吧)、上海芯狄克、上海芯析和北京中关村(000931,股吧)并购母基金投资中心等机构。

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对比泰凌微与桃芯科技的技术专利,我们可以看到,桃芯科技不仅需要面对来自国外厂商的优势压迫,有着优质投资和大量专利技术布局的国内厂商泰凌微也对桃芯科技造成压力。未来桃芯科技布局物联网蓝牙高精度定位芯片,并成为国产替代厂商的头部企业,仍然有很长的一段路要走。

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(张洋 HN080)

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