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第34期「集微公開課」於8月25日（周二）上午10:00直播，邀請到成都銳成芯微科技股份有限公司副總經理楊毅，帶來以《物聯網晶片發展趨勢及ACTT低功耗射頻IP平臺》為主題的精彩演講。
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近幾年，隨著物聯網行業的高速發展，物聯網晶片正超過PC、手機晶片領域，有望成為未來最大的晶片市場。「未來30年到50年會是物聯網時代。」成都銳成芯微科技股份有限公司副總經理楊毅在公開課中這樣說道。
萬物互聯時代需要怎樣的物聯網晶片？
楊毅預測未來數十年，物聯網將和網際網路一起，成為馬斯諾第一需求。楊毅介紹，物聯網的連接方式主要有藍牙，Wi-Fi和5G NB-IoT三種。
楊毅表示，以上三種連接方式分別滿足物聯網時代不同的應用需求。他認為，未來一定時期內，藍牙、Wi-Fi、5G(NB-IoT)將形成三足鼎立的格局。
萬物互聯的時代，連接需求不斷增長，也對晶片設計也提出了更高的要求，包括低功耗、低成本與高性能等，加之物聯網碎片化的現狀，使得晶片廠商在開發物聯網連接晶片時面臨三大難題：第一是優秀的射頻晶片人才難找；第二是射頻晶片研發周期長，嚴重影響上市時間；第三是研發成本高昂且研發出來的產品面積性能功耗滿足不了市場需求。
在此背景下，怎樣才能快速推出讓市場滿意的物聯網晶片？對此，楊毅表示，使用經過量產檢驗的高性能成熟RFIP（射頻IP），搭配自己差異化的一些特性，能夠在短時間內推出有競爭力的產品，搶佔市場。
成都銳成芯微通過在2019年收購RF晶片廠商成都盛芯微，成為大陸第一家藍牙RFIP供應商，並針對物聯網痛點，推出三大系列物聯網RF IP，包括藍牙、5G NB-IoT、和Wi-Fi。
如何研發一款超低功耗高性能物聯網RFIP？
那麼，如何才能研發一款超低功耗高性能物聯網RFIP？針對這個問題，楊毅從工程師的角度進行了詳細介紹。
他指出，低功耗通常意味噪聲更大，線性度更差，抗幹擾能力更弱；高性能通常要求增大電流，以及佔用更大晶片面積；而低成本則要求儘量精簡架構，減少電容電感等無源器件，設計不當會降低性能。
相互之間有矛盾的地方，需要有大量的Tradeoff來確保晶片實現最優性能。
對此，楊毅以BLE RFIP晶片為例，主要從發射機和接收機的架構選擇，具體電路設計方面進行講解。
成都銳成芯微在發射機架構層面選擇Polar架構，從而在架構層面實現低功耗和低成本。
具體到發射機電路設計方面，其中PLL（鎖相環）分為全數字鎖相環ADPLL和電荷泵鎖相環CPPLL兩種。
ADPLL可隨工藝shrink，環路濾波器數位化實現面積小，但缺點是邏輯電路佔比多，會對無線通信造成很大幹擾。
成都銳成芯微選擇CPPLL，加上良好的系統設計，採用自主技術，實現小面積。
PA設計方面，成都銳成芯微採用CMOS input power amplifier，可以最大化利用電流，提高PA性能。
接收機設計方面，主要從低噪聲放大器LNA、下變頻Mixer(乘法)、濾波器、模數轉換ADC四部分進行優化。
在架構選擇方面，通過改良的架構設計，成都銳成芯微在幾乎不犧牲性能的情況下移除SAW filter實現SAW-less可以顯著降低成本。
在接收機電路LNA部分，成都銳成芯微採用CMOS input，以最大化利用寶貴的電流，提高LNA噪聲性能。採用自主阻抗匹配技術在不犧牲性能的情況下實現無電感LNA。除此之外，ACTT採用無源混頻器，以實現低成本高線性度零功耗。
在BPF部分，CBPF和ADC指標形成tradeoff，系統層面規劃好濾波器和ADC的指標，形成成本和功耗皆優的方案，再分解到CBPF和ADC。
在ADC部分，據楊毅介紹，在深亞微米CMOS工藝中，無線通信系統ADC首選SAR ADC，
但是SAR ADC的缺點是數字邏輯電路比重大，處理不當會對無線收發系統造成嚴重幹擾，從而使得接收機在ADC採樣率整數倍通道出現Desense現象，影響射頻接收性能。
針對這一情況，成都銳成芯微採用自主技術，從根本上解決SAR ADC幹擾問題。
通過以上一系列的優化設計，功耗低、性能優良，且面積低於0.5mm^2的物聯網RFIP設計完成。對此，楊毅將成都銳成芯微BLE RF IP與友商IP或產品對比，從表格中不難看出，成都銳成芯微產品極具競爭優勢，尤其在功耗方面，比競品低很多。
歸納而言，在低功耗方面，成都銳成芯微採用優化的系統級架構設計和電路設計，實現一流的操作功耗；通過採用自主專利技術，實現比常規設計低2/3以上的睡眠功耗。
在低成本方面，高度集成、片上balun、LDO免電容；最小面積RFIP，BLE低至0.5mm2以下；採用普通邏輯工藝，無需特殊器件或Deep nwell，最低1P5M。
在高性能上，採用自主專利技術，確保射頻性能良好，所有收發通道無Desense；-40~125C溫度範圍；成熟量產4年，已被國際Tier1廠商大批量量產檢驗。
如何又好又快地開發物聯網無線SoC晶片？
開發出超低功耗高性能物聯網晶片只是搶佔物聯網市場的第一步，而抓住需求窗口，讓產品快速面市能才獲得更多市場佔有率。
成都銳成芯微用「搭積木」式的運用低功耗射頻IP來又好又快地開發滿足市場需求的物聯網無線SoC晶片。
為某上市客戶提供RFIP，以及RFIP+BB IP整合服務，最終實現的晶片兼具高性能、低功耗、低成本優勢。
目前，通過ACTT RFIP搭出來的產品通過完整的BQB、FCC/CE、ESD等認證測試在終端市場已出貨到國際一流終端廠商。
為了減小客戶整合RFIP和基帶數字IP的難度，ACTT RFIP完全兼容CEVA Baseband數字IP。此外，ACTT也可提供ACTT RFIP和CEVA Baseband數字IP一站式integration服務。
（校對/kaka）