發(fā)布時(shí)間：2021-12-28作者來源：金航標(biāo)瀏覽：2544
物聯(lián)網(wǎng)芯片市場概況
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）開啟了數(shù)百億互聯(lián)智能設(shè)備相互通信的潛力，僅2019年全球物聯(lián)網(wǎng)總連接數(shù)都已達(dá)到120億，預(yù)計(jì)到2025年全球物聯(lián)網(wǎng)總連接數(shù)規(guī)模將達(dá)到246億，而我國的物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)也將達(dá)到80.1億。截止到2020年，我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模已突破1.7萬億元。“物”隨“芯”聯(lián)，“芯”伴“物”動，物聯(lián)網(wǎng)芯片作為物聯(lián)網(wǎng)多應(yīng)用場景的核心，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的上游，預(yù)計(jì)其市場規(guī)模在2022年時(shí)將達(dá)到107.8億，銷售額的復(fù)合年增長率也有望達(dá)到13.3%。
物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)
1 更多的工作頻段和更高的工作效率
相較與傳統(tǒng)通信設(shè)備中的通信芯片只負(fù)責(zé)連接和傳輸信號，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用場景有明顯的特殊性，覆蓋有線和無線通信模式，并且無線通信模塊也涉及從WiFi、BT(藍(lán)牙)、ZigBee的短距離通信到NB-IOT、LTE Cat1、5G等物聯(lián)網(wǎng)長距離通信網(wǎng)絡(luò)體系，無線通信類型種類繁多，涉及到需要支持的頻段及頻段組合也顯著增加，NB-IOT、5G等長距離通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也帶來了更高的工作頻率的要求。
2 復(fù)雜的芯片制造工藝應(yīng)用場景
物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)中需要充分利用各種不同芯片制造工藝的優(yōu)勢，進(jìn)而來提高電路的性能。目前主流的工藝包括CMOS, SOI和SiGe Bi-CMOS等。低功耗的CMOS工藝往往是電路設(shè)計(jì)者的首要的選擇，并且為了降低成本，其工藝節(jié)點(diǎn)越來越小。
3 芯片多樣性和集成度增加
物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)中需要充分利用各種不同芯片制造工藝的優(yōu)勢，進(jìn)而來提高電路的性能。目前主流的工藝包括CMOS, SOI和SiGe Bi-CMOS等。低功耗的CMOS工藝往往是電路設(shè)計(jì)者的首要的選擇，并且為了降低成本，其工藝節(jié)點(diǎn)越來越小。
芯和物聯(lián)網(wǎng)芯片電磁仿真解決方案
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景廣泛多樣，圖6列出了常用的物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)架構(gòu)，包括物聯(lián)網(wǎng)連接和處理芯片，藍(lán)色虛線范圍內(nèi)是連接模塊設(shè)計(jì)，包括 RX/TX/RF/PA/LNA/Switch。本文我們介紹的解決方案希望能夠幫助電路設(shè)計(jì)者針對這些模塊進(jìn)行高效的無源結(jié)構(gòu)仿真、建模、提取和優(yōu)化。
1 無源結(jié)構(gòu)的多工藝角快速提取
我們針對多工作頻段、高工作頻率和多工藝場景提供了一種基于 Cadence Virtuoso 設(shè)計(jì)平臺的電磁仿真提取工具 IRIS，它通過了所有主流晶圓廠在 CMOS/FinFET/SOI/SiG等多工藝節(jié)點(diǎn)上的嚴(yán)格認(rèn)證。IRIS 結(jié)合3D全波求解技術(shù)，滿足從DC到毫米波段的提取精度要求。使用者可以靈活創(chuàng)建仿真單元模塊，然后運(yùn)用多線程/多核技術(shù)、MPI多機(jī)處理技術(shù)將復(fù)雜的仿真問題分解，提高仿真的效率。IRIS軟件進(jìn)行集成無源器件仿真分析時(shí)配合工藝角與溫度掃描模塊，可以達(dá)到快速了解工藝狀況和器件隨工藝變化的特性，對電路設(shè)計(jì)者預(yù)測由于工藝偏差而帶來的器件特性變化對最終電路性能的影響具有指導(dǎo)意義。
2 無源器件的高效建模
此外，我們的方案中還包括了一款基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的無源器件定制平臺iModeler。用戶利用這款工具中內(nèi)置的多套面向物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)中需要的電感、變壓器等模板可以快速創(chuàng)建PCell，然后依據(jù)個(gè)人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)在IRIS內(nèi)快速收斂得到滿足電路設(shè)計(jì)需求的無源器件版圖結(jié)構(gòu)，也可以利用模板內(nèi)的多種輔助選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)無源器件的正向和方向提取，進(jìn)而獲取滿足電路設(shè)計(jì)要求的器件。
總結(jié)：
本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)芯片所具有的特征：更多的工作頻段和更高的工作頻率，復(fù)雜的多芯片制造工藝應(yīng)用場景，芯片多樣性和集成度增加，它們給芯片設(shè)計(jì)帶來了新的挑戰(zhàn)。芯和半導(dǎo)體針對這些挑戰(zhàn)，推出了系統(tǒng)性的物聯(lián)網(wǎng)芯片電磁仿真解決方案：利用IRIS/iModeler軟件，實(shí)現(xiàn)了快速高精度的無源器件及互連寄生的電磁仿真，無源器件優(yōu)化建模等應(yīng)用，極大地提高了電路設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度和設(shè)計(jì)效率，提速產(chǎn)品市場投放。
“Kinghelm”商標(biāo)由金航標(biāo)公司原始注冊，金航標(biāo)是GPS天線北斗天線研發(fā)生產(chǎn)直銷廠家，在北斗GPS導(dǎo)航定位行業(yè)非常高的知名度和美譽(yù)度，研發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于bds衛(wèi)星導(dǎo)航定位無線通信等領(lǐng)域。主要產(chǎn)品包括：RJ45-RJ45網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)接口連接器、射頻連接器轉(zhuǎn)接線、同軸線纜連接器、type-c連接器、hdmi接口type-c接口、排針排母、SMA、fpc、FFC天線連接器、天線信號傳輸防水接頭、hdmi接口、usb連接器、端子端子線、端子板接線端子、接線端子排、射頻rfid標(biāo)簽、定位導(dǎo)航天線、通訊天線天線連接線、膠棒天線吸盤天線、433天線4G天線，GPS模塊天線等。廣泛應(yīng)用于航天航空、通信、[敏感詞]、儀器儀表和安防、醫(yī)療等行業(yè)。
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