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物联网终端设备所使用的芯片有哪些?

目前,物联网终端设备所使用的芯片,基本上包含以下五大区块:微控制器、传感器、电源管理、内嵌式内存、及无线通信。

传感器通常会依据应用场景和目的来搭配使用,常见的有:温度、震动、陀螺仪、湿度、压力、高度等;电源管理同样也会根据终端应用的形式而有不同设计,像穿戴式装置就强调提高电池效率来延长电池待机时间,而智慧汽车可能会使用功耗较大的处理器,电源管理IC要设法减少热量产生,以便帮助设备散热和提高运作稳定性。

内嵌式内存则有闪存(Flash Memory)、非挥发性内存(NVM)、静态随机存取内存(SRAM)三种选择,由于物联网终端设备对电池使用寿命的期待长达5~10年,这使得具备低漏电特性的SRAM与高耐受性的NVM,逐渐成为市场新宠。

至于无线通信,过往比较常使用的是Zigbee、RFID、Bluetooth等感测网络技术,或是2G、Wi-Fi、LTE等,只是随着物联网市场一直缺乏统一标准,加上既有技术在使用上无法完全满足物联网需求,使得越来越多低功耗广域网(LPWA)技术问世,如:LoRaWAN、UNB、NB-IoT(窄频蜂窝物联网)、LTE-Cat M等,每项技术背后都有不同的支持者,例如:IBM、思科支持LoRaWAN技术,华为则积极推动NB-IoT产业生态建设。

由于物联网终端硬件肩负搜集数据的任务,体积轻薄短小、低耗电(或更长的电池续航力),成为物联网芯片在发展过程中最主要的两个方向,也因此,半导体产业积极发展微缩制程来满足物联网应用的需求,像今(2016)年就已经有业者准备量产10纳米制程的芯片,预期还会继续投入研发更小的先进制造技术,如:7纳米。

另一方面,当制程微缩至10纳米以下,代表芯片整合的程度也会跟着大幅提高,而在整合的时候,如果无法在design-in阶段以系统单芯片来解决,便必须要借助SiP等封装技术,将上述物联网芯片所需要的五大区块整合为单一模块。

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