新闻中心

EEPW首页 > 专题 > 本土首款无线路由芯片的研发及市场定位历程

本土首款无线路由芯片的研发及市场定位历程

作者:迎九 时间:2019-01-29来源:电子产品世界收藏

作者/迎九《电子产品世界》编辑

本文引用地址:article/201901/397257.htm

  摘要:上海矽昌通信技术有限公司的SF16A18于2018年一季度问世,堪称中国大陆首创。矽昌创始人兼董事长李兴仁博士介绍了该公司的市场定位,以及研发过程中的技术挑战等。市场挑战包括选择哪个领域切入,的功能定义、商业模式等。技术上,该芯片经历了5次MPW投片,花费约亿元,通讯类系统的性是最大的技术挑战,此外还有人才挑战、资金挑战。

       关键词;;芯片;;

  1 公司成立仅四年,就出炉了本土首款芯片

  不久前,上海矽昌通信技术有限公司在北京宣布,该公司于2018年年初试机成功并在年中实现量产的中国大陆首款自研的无线路由芯片SF16A18将进一步扩展应用领域。实际上,矽昌成立于2014年12月,仅用四年就研制出了SF16A18。该公司是怎么做到的呢?先来看看矽昌及创始人李兴仁博士的背景。

1.jpg

  矽昌注册地址是在上海张江高科技园区核心地带,截止到2019年1月15日,总共融资1.6亿元人民币,实到资金是1.1亿元。公司的主营业务是网络无线通信芯片及方案的研发和销售;同时,针对智能家居和物联网的发展,为物联网的中小企业提供智能家居云平台服务。

  创始人李兴仁博士于2000年复旦大学博士毕业,第一个七年半在上海华龙信息技术开发中心担任研发副总兼技术总监,这期间比较有名的芯片是“领航一号”,属于北斗二代卫星导航芯片。2007年8月李博士开始创办盈方微电子,并于2014年6月上市。盈方微填补了一项空白——推出了国内首款GHz级的平板电脑、智能电视的ARM CPU芯片,该芯片也促成了盈方微的上市。李兴仁博士此次创业的新公司矽昌又完成了第三个国内第一——是中国大陆第一款无线路由器芯片,于2018年年初研发成功。

  2 为何要做无线路由芯片?

  主要有两个维度:产业背景和市场背景。

  2.1 产业背景

  首先,矽昌想选择一个市场潜力巨大的产品[1]。公司2014创立时,物联网浪潮刚刚兴起。通信和无线是物联网的两个关键词,无线通信芯片是物联网的神经末梢。在物联网里,智能家居是最贴近人们生活的,也是面向消费类的应用,因此用量很大,而且发展也会十分迅速。智能家居的特点是人不管在近场还是远场,通过手机、电脑、面板以及云、网关,可对家电进行访问/连接控制。同时物和物之间也可以进行连接控制,因此中间网关是整个智能家居的神经中枢,也是人与物、物与物之间通信的中枢。无线路由器就承载了这个基本功能。

1549680434783599.jpg

  当前,无线路由器正在快速地由传统向智能转型。网关已经加速由网络连接过渡到其他的智能控制中枢,最新的产品诸如智能音箱等,它通过语音作为人机界面,替代手指的功能对家庭进行互联互通。

  路由器的趋势和需求带来了芯片功能的转换。市场上的一些友商的芯片声称支持的上网速度很快,但是只嵌入了一个很小的CPU,运行一些基本的通信功能;但是矽昌认为,在智能时代,需要CPU的功能更强大。

  2.2 市场背景

  2013年我国提出“宽带中国战略”,目前已上升到国家战略。“宽带中国战略”顾名思义就是让千千万户上网,尤其让边远地区的老百姓上网。2020年的目标实现宽带接入用户4亿户,覆盖11亿网民。在宽带接入能力方面,城市要求带宽大于50 Mbps,农村要平均在20 Mbps以上。

  随着物联网的普及,网络安全已经上升到刻不容缓的高度。网络安全战略一定要从源头抓起,绝对不是在上面多建几个防火墙就能解决的,基础的硬件、芯片、供应链也要从核心来解决。

  可见,在国家的宽带战略需求下,需要大量的无线路由的芯片,在网络安全的大背景下,核心的基础芯片需要自主开发、自主可控[2-3]。与此同时,我国每年也需要大量的路由器,全世界80%的路由器也是在中国设计生产的。所以从这一角度来看,相关芯片一直依赖进口是不合理的。

  在矽昌人的努力下,2018年一季度,矽昌第一款无线路由处理器芯片SF16A18终于研制成功了,并且堪称中国大陆首款自主可控的无线路由器芯片。

  3 无线路由器芯片的研发难点

  这里面有几个数字,该芯片有60名工程师坚持了将近4年,其中做了5次MPW投片。业内人士知道,每次MPW投片的代价都十分巨大,不仅是时间的代价,成本更为可观——花费了亿元左右的资金,才坚持把这款芯片做了出来。

  3.1 技术“水太深”

  李兴仁博士称研制过程苦不堪言。李博士创业时曾经有一位上海领导讲,他们曾论证过无线路由器芯片是一个很好的方向,但是认为不具备条件,做不了。但李兴仁博士及其团队心里很不服气,尝试去挑战,结果做到一年半左右就开始后悔了,发现这里的水太深。

  第一,国内无线和网络通信的人才匮乏。李兴仁博士团队可谓是第一个吃螃蟹者,而我国这方面的人才储备极少,很难招到深度人才,只能自己培养,或者与海外机构协作。

  第二,研发难度非常大。这里面不仅有要支持到802.11ac的通讯规格,同时还要向下802.11 a/b/g/n传统的规格,此外,它又是2.4 GHz与5 GHz双频并发的体系,对CPU的架构、噪声的干扰、吞吐率、射频的信号等都有非常高的要求。

  第三,网络通讯本身也是一门很复杂的学科,技术难度大。其中的通信类系统兼容性是个非常有挑战的事情。SF16A18涉及的生态十分复杂,要保证所做的路由器芯片能让所有具备功能的手机都能上网,要保证任何一个电脑连上你的网口都能上网。实际上,早在2016年矽昌就已经做出芯片了,前面两版芯片也是能工作、上网的,但是有一些问题,例如挑用户,有的手机能上网,有的手机上不了网,可见通讯的兼容性问题非常复杂。为此,从2016年开始,矽昌陆续租用了上千种手机,把能找到的最早带的手机,一直到今天的最新功能的手机都要找来测试。矽昌曾向一些手机租赁公司租借,租金高达每天80元。在这样的坚持下,两年来,矽昌测试了市面上能见到的各种古董手机。

  同样,网络方面也存在兼容性问题,矽昌找来各种品牌,甚至买了很多网卡来对接。

  在解决兼容性问题方面,不仅需要第三方协议栈的优化,而且性能要上去,同时要过国际标准。

  矽昌SF16A18的5次MPW充分说明做无线路由系统的不容易,有的投片就是为了解决兼容性问题,有的投片为了解决符合标准、不能有泄露的问题。“这里面的水太深了,你必须不停地改,改了投片后再测,测了以后再投片再测,因为有很多通过仿真或者AP环境仿不出来。”李兴仁博士称。

  3.2 资金挑战

  最难的时候是2018年春节前后,融资融不到、贷款贷不到,矽昌马上要弹尽粮绝,工资都发不出来,幸好遇到贵人,李兴仁博士把自己的房产抵押了2000万元,又坚持了大半年。

  4 技术定位:这款芯片实现了什么功能

  首先,SF16A18无线路由器芯片集成了双核四处理器十二线程CPU,主频达到1.2 GHz。为什么定这个规格?因为随着智能的发展,路由器不再仅是单纯的上网功能,会承载着家庭很多智能分析的功能,对CPU的计算性能要求会越来越高。

  第二,对于Wi-Fi部分,没有只支持单频,矽昌做的是2.4 GHz、5 GHz Wi-Fi并发处理,支持802.11a/b/g/n/ac,也就意味着可支持所有的手机,并支持5个端口的以太网交换接口,支持千兆的GMAC(注:该功能主要是为了服务运营商的千兆宽带入户)。

  芯片工艺是TSMC CMOS 28 nm工艺,该工艺与高通、博通同类芯片的工艺水平齐平。接口种类支持USB、SD卡甚至一些显示接口、服务网关等,具体功能如表1所示。

1549680465762389.jpg

  SF16A18芯片的定位是服务500 Mbps以下的宽带上网需求,主要有两个原因。首先,性价比是最终的竞争力。根据矽昌这几年的判断,一是在中国大陆,即使是一线城市,真正千兆宽带入户的还不多,矽昌预估从2018到2022年、甚至2025年,可能中国绝大部分家庭入户的带宽速度还是在500 Mbps及以下。所以矽昌第一款芯片想追求的是双频的最佳性价比,没有刻意支持1200 Mbps。第二,根据矽昌的经验,以及矽昌2018年所接触的应用,大多数应用暂时不会超过30 Mbps的带宽需求。

  所以从规格来看,SF16A18适当做了一些成本控制,没有去做很复杂的全千兆,但是支持双频,因为双频中的802.11 ac很重要,一路可以使带宽达到433 Mbps,同时在5.8 GHz这个频段上很干净,因此矽昌做的是双频并发处理。

  无线路由芯片中,矽昌是属于比较少的用多核来做的公司,且CPU的性能比较领先。现在智能音箱方面已有客户。

  此外,SF16A18是业界具有较高集成度的芯片。友商通常把2.4 GHz和有线交换放在一颗芯片上,5 GHz是单独一颗芯片;还有个别的友商是三芯片方案。矽昌SF16A18是单芯片,把2.4 GHz、5 GHz全部集成,可谓双频一芯;同时内部有一个强大的CPU。因此,与现在市场上最热门的某款双频2×2芯片相比,SF16A18节省了200件以上的物料。

  5 希望运营商支持,商业模式灵活

  5.1 运营商是最大的客户

  矽昌认为,对于运营商来讲,SF16A18的性价比非常高,满足了500兆以下家庭宽带入户的市场需求;同时是安全可控的。

  矽昌希望运营商/政府采购方面,多关注矽昌这样的本土企业。因为运营商/政府采购是矽昌最大的目标客户,中国现在四大运营商每年这类芯片的采购量是上亿片。例如,仅仅2018年中国电信一个标案是3004万套,标案值50亿元,这就需要约3000万颗芯片。此外,中国移动、中国联通等也有很多标案会发生。不过,2018年运营商的门还没有被敲开,个别地方开始得到支持了,如上海东方有线已经开始采用,一个原因可能是运营商等客户不知道国内公司有这样的芯片。

  矽昌的建议是:我们支持海外企业,也要给本土企业展现自己实力的机会。例如,现在运营商的规格清一色的全部是2×2 1200 Mbps Wi-Fi接入,这里就有一个问题:第一,你家里宽带是多少?我国有多少城市和地方是千兆宽带光纤入户?可能200 Mbps以下的占80%,1200 Mbps提高了产品的成本。第二,我们也有芯片,隔壁家的孩子都考90分,自家的孩子考80分也应该是有培养前途的。

  因此,对于新的市场,矽昌认为SF16A18芯片足够用,同时矽昌将于2019年下半年还会投产现在运营商标案里需求的2×2 1200 Mbps上网芯片。

  5.2 从芯片到现金网注册送68体验金的商业模式

  那么,为什么SF16A18芯片2018年一季度就研制成功了,到2019年1月才正式向社会进行发布?因为芯片本身是没有用,只有结合到产品的方案当中才能发挥最大的作用。

  为此,在2018年这一年时间里,矽昌同时在此基础上已经成功地开发了七大板块的交钥匙方案,包括基本路由器、运营商宽带入户路由器、智能网关、双频信号中继器、家庭服务器、智能路由音箱、86面板等可灵活应用于不同场景的现金网注册送68体验金。

  6 未来规划

  下一步,矽昌计划将研发与方案设计继续下沉,从模组角度出发,结合NB-IoT应用场景,打通智慧家庭的完整现金网注册送68体验金链,进一步布局物联网智能家居市场,盘活中国物联网智能家居生态链,通过自身产品增加市场国产化的声音,也能够通过交钥匙方案助力更多设备制造商丰富其产品品类,实现物联网国产化领域的“多赢”。

本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第2期第11页,欢迎您写论文时引用,并注明出处



评论


相关推荐

技术专区

关闭
博聚网