挑战永久续航，Atmosic欲重新定义物联网设备电池寿命

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物联网（IoT）的发展让我们周围的电子设备越来越多，也导致对电池的需求越来越高，每个人都或多或少地购买过不同型号的电池。据统计，每年全球消耗的电池数量高达数十亿颗。大量的废弃电池给环境带来了巨大的污染，既然对电池的需求是刚需，如何在保障续航的前提下更好地实现技术的应用和升级，成为了大部分科技公司努力的方向。
“Atmosic希望用我们的技术来改变这个现状，颠覆电子产品的使用规律，让电池实现永久续航，甚至在一些特殊的环境和技术发展前景下，有朝一日能够实现无需电池。”谋思科技（Atmosic Technologies）首席执行官David Su博士说到，“而之所以选择蓝牙低功耗作为进入市场的敲门砖，是因为它有着非常巨大的市场前景以及发展潜力，在2023年全球将有35亿台的无线装机基数，其中蓝牙是最常见的一种互联解决方案。”

                               
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谋思科技（Atmosic Technologies）首席执行官David Su博士

三大核心技术实现永久续航

随着蓝牙5.0技术最新标准的发布，基于蓝牙的连接范围以及续航能力继续获得提升，蓝牙5.0的连接范围甚至已经与Wi-Fi相当。而按照研究机构ABI Research的最新统计数字，2023年蓝牙终端在消费及家庭用品、传感与数据传输等应用的全球市场规模将超过10亿美元。

                               
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Atmosic的产品和解决方案有三项核心的创新技术，适用于IoT设备以及应用场景。
首先是超低功耗，据Atmosic营销及业务拓展副总裁Srinivas Pattamatta介绍，Atmosic的超低功耗技术对比市面上其他竞争对手，可以实现5到10倍的功耗以及相关电源能耗的降低。比如市面上的蓝牙无线键盘、鼠标设备使用1到2年就要没电了，但是采用Atmosic解决方案，电池使用寿命可以直接延长到5-7年，基本上跨越了整个设备的生命周期。

                               
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谋思科技（Atmosic Technologies）营销及业务拓展副总裁Srinivas Pattamatta

第二项是射频唤醒技术，Srinivas表示，Atmosic对其芯片内的接收器做了专门的设置和调整，可以自动启动及关闭，运行频段从200Hz到220GHz不等。“由于设备在采用的时候都进行过射频信号的导入，基于不同的输入射频信号，CPM将会自动判断是否要把接收器打开或是激活。”而设备未使用的时候，则随时保持休眠状态。这一点对比时刻待机的设备，可以让功耗降低10至100倍。
第三项是可控的能量收集，结合超低能耗技术，离永久续航甚至无需电池的应用场景和能力又更近一步，同时可控能量收集适用不同的能量来源，包括射频、光能以及动能等。据David介绍，Atmosic自己的换能器已经集成在裸片上，通过这种方式来更好地实现控制，能源收集设计上采用900GHz的不同频段，只要你的射频收发频段和它不是百分之百一样，两者之间就不会有任何影响。

                               
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同时由于在物联网市场，低功耗蓝牙应用场景非常广，所以为了更好地辅助并且简化RF模块的设计，Atmosic为开发者提供了SDK和EVK，为客户提供参考框架以及参考解决方案，实现原型机和定制化方案的快速开发。

                               
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Atmosic蓝牙5.0产品的架构图

从这张产品架构图上，Srinivas进一步强调了Atmosic所设计的接收器，和之前市面上常见的蓝牙接收器是非常不同的。“我们接收器的射频唤醒功能是集中在一个模块上的，闲时整个模块都会处于休息的状态，而不像蓝牙设备要么开、要么关，只有两种选择。而究竟什么样的信号可以实现射频唤醒？可以通过自己编程自定义，不管通过自己的笔记本电脑还是其他设备、接入点，都可以对这个唤醒信号进行设置，无须两端都配备Atmosic的芯片。”


整体功耗比竞争对手低4倍

纵观整个IoT市场，机会很多，挑战也很多。
David认为，现在的IoT市场首先需要有低数据率长距离无线传输，而在长距离覆盖来讲，蓝牙5.0是IoT的理想解决方案；第二大挑战是给设备更换电池带来的成本上升，以及人力、物力的消耗，基于上述Atmosic的三大创新的解决方案，可以用非常低功耗的蓝牙解决方案实现电池使用寿命的延长；第三大挑战是数据都采用无线连接的情况下，都转用电池供电而不需要电源线了，这时候用到能量收集，可以弥补部分电量的损耗。
目前，Atmosic的产品管线下总共有两个系列的产品。M2系列解决方案可以提供超低功耗的蓝牙5.0的连接，同时也支持射频唤醒；M3系列解决方案在M2的基础上增加了可控的能量收集技术，可以进一步实现无需电池。

                               
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很多客户在采用M2解决方案后，又进一步在M3解决方案或者架构上进行更多的尝试。但不管初期仅选择M2或M3，还是后期决定升级M3都是可行的，因为M2和M3之间引脚兼容。
“M2解决方案并没有采用能量收集技术，但跟市面上一些主要竞争对手对比，我们的发射器（Tx）功耗低了超过2倍之多。同时，我们接收器（Rx）的功耗也比竞争对手低了将近6到7倍。”Davis说到，“如果针对每秒传输一次数据的蓝牙信标来讲，我们的功耗要比竞争对手低4倍。”

                               
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Tx和Rx能耗暴降的原因，Srinivas透露是因为采用了Atmosic独家的亚阈值逻辑，基本原理就是通过对供应电压的调整来更好地控制能耗的消耗，这种模式在模数混合下的环境调整效果就没有那么好了。“所以在我们的设计框架当中，调整的并不仅仅是供应电压，而是多维度、多参数的调节来实现对它的控制。包括电流信号的摆幅和整个架构的选择，来整体实现功耗的下降。”
“而在功耗降低的前提下，我们产品的灵敏度跟竞争对手相比只高不低。” Srinivas说到，“输出功率也至少可以保证在完全一致的水平，这就是我们在市场上一个非常独特的优势。”
David还介绍了两个最新的合作案例，其中TraceSafe是一家开发接触追踪的解决方案公司，他们开发的手环以及相关的物联网设备，非常适合现在整个疫情的大环境。与SMK的合作主要开发的是永久续航的摇控器，以及其他一些物联网模块。

                               
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最后David强调，为了更好实现永久续航以及无需电池，必须满足以下三个主要的条件：
[blockquote]

[li]超低功耗；[/li][li]实时进行外界能量的收集，能量收集的来源可能是射频、光能、动能或者热能；[/li][li]能量存储，可通过电容器、可充电电池或标准电池。[/li]

[/blockquote]

关于谋思科技

Atmosic™ Technologies是一家创新型无晶圆厂半导体公司，专注于设计和提供超低功耗无线技术的解决方案，旨在极大减少和消除设备对电池的依赖性，从而实现永久续航和无电池物联网的发展。专注于射频技术的Atmosic目前已成功研发三种创新技术­——超低功耗射频、射频唤醒和受控能量收集，以实现最低功耗，并彻底降低物联网应用对电池的依赖。
Atmosic M3无电池蓝牙5.0系统单芯片获得了2020年国际消费电子展（CES）嵌入式技术类最佳创新奖，Atmosic并被《电子工程专辑》评为2020年百强半导体初创公司。公司目前获得了三家领投机构的投资5050万美元，分别是Sutter Hill、Clear以及华登国际。
公司领导团队
Atmosic首席执行官David Su博士拥有超过30年的工程专业经验和丰富的无线技术知识。他和一群与其共事20多年的工程人员重新组建了Atmosic团队，团队的射频设计过去已将数十亿设备成功推向市场。David曾在创锐讯通讯（Atheros）的早期工程团队中担任模拟/射频工程副总裁，在2011年高通收购创锐讯通讯之后，担任高通工程副总裁。

                               
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David拥有斯坦福大学电机工程专业博士学位，并现任斯坦福大学电机工程咨询教授；他也是国际电机和电子工程师协会（IEEE）院士。

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