近日，飛英思特科技正式對(duì)外宣告，研發(fā)出旗下首款環(huán)境微能量采集與管理芯片——FPM8100，該款芯片是國(guó)內(nèi)無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的首款環(huán)境微能量采集與管理芯片，實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)該類芯片產(chǎn)品零的突破，填補(bǔ)了市場(chǎng)空白。

FPM8100芯片具有高效率、高穩(wěn)定、超低功耗等優(yōu)勢(shì)，可集成于各類低功耗傳感器之中使其能量自給。目前，飛英思特圍繞該系列芯片所打造的解決方案，已在工業(yè)監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、資產(chǎn)管理等領(lǐng)域投入試用。隨著產(chǎn)品的不斷優(yōu)化，其大規(guī)模應(yīng)用的時(shí)間將進(jìn)一步縮短。

環(huán)境微能量采集與管理芯片F(xiàn)PM8100

近些年，隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型在各領(lǐng)域的不斷推進(jìn)，來(lái)自底層的數(shù)據(jù)采集需求量激增，大量低功耗傳感設(shè)備被廣泛部署，但隨之而來(lái)的設(shè)備供電問(wèn)題，例如電池更換、意外斷電、日常運(yùn)維等，迫使用戶需要付出大量額外成本，嚴(yán)重影響物聯(lián)傳感的規(guī)模化部署，也制約了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。

在這樣的背景下，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，通過(guò)從自然環(huán)境中獲取能量為低功耗設(shè)備供電的技術(shù)創(chuàng)新，減少對(duì)人工能源的依賴。隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，目前，無(wú)源物聯(lián)網(wǎng)已被業(yè)界廣泛認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)千億級(jí)萬(wàn)物智聯(lián)的關(guān)鍵性技術(shù)方案。而與其相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品，也已成為各行各業(yè)競(jìng)逐的焦點(diǎn)。

作為全球領(lǐng)先的無(wú)源無(wú)線技術(shù)和科技服務(wù)提供商，飛英思特圍繞低功耗傳感器設(shè)備的供電問(wèn)題展開(kāi)攻關(guān)，成功研發(fā)出核心的能量采集技術(shù)，并成為國(guó)內(nèi)首家發(fā)布環(huán)境微能量采集與管理模組的企業(yè)。為了進(jìn)一步賦能各產(chǎn)業(yè)發(fā)展，公司又投入大量人力物力開(kāi)展芯片的自研工作，前后歷時(shí)2年，最終推出旗下首款環(huán)境微能量采集與管理芯片F(xiàn)PM8100，其關(guān)鍵性能指標(biāo)對(duì)標(biāo)甚至遠(yuǎn)超國(guó)外同類型產(chǎn)品，為我國(guó)的低功耗芯片市場(chǎng)提供了一種全新的選擇。

FPM8100芯片制程采用180nmCMOS工藝，裸片尺寸為2.1mm*2.3mm，封裝后芯片大小為4.2mm*4.2mm；實(shí)現(xiàn)了380mV最低啟動(dòng)電壓，并將靜態(tài)電流功耗控制在400nA~700nA，多電壓輸出及可達(dá)300mA峰值瞬時(shí)電流輸出；Boost-Buck轉(zhuǎn)換效率在10μW至500μW范圍內(nèi)的效率不低于70%。

環(huán)境微能量采集與管理芯片F(xiàn)PM8100展示

目前，主要的環(huán)境能量為射頻能、溫差能、微光能、振動(dòng)能，其典型的能量密度在0.01μW/1cm2—200μW/1cm2區(qū)間，但想要采集這些能量為己所用，仍存在較大的技術(shù)挑戰(zhàn)性，主要是因?yàn)槟芰康奈⑷跣?、能量的隨機(jī)性以及能量的震動(dòng)性，讓納瓦（nW）至微瓦（μW）能量區(qū)間實(shí)現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定工作異常困難。

得益于低功耗高效率的能量采集技術(shù)，飛英思特研發(fā)的環(huán)境微能量采集與管理芯片F(xiàn)PM8100，主要以射頻能、溫差能、微光能、振動(dòng)能等環(huán)境中常見(jiàn)能量為采集目標(biāo)。可通過(guò)冷啟動(dòng)電路(Cold Start)、能量選擇切換(Power Switch)、邏輯控制狀態(tài)機(jī)(State Machine)、儲(chǔ)能管理（Storage Management）等主要模塊將前端無(wú)序、低品質(zhì)輸入能量，高效地管理、利用、存儲(chǔ)起來(lái)，形成新的“環(huán)境電池”形態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)后端電路的穩(wěn)定輸出。此外，高集成度的設(shè)計(jì)也使得用戶無(wú)論在二次開(kāi)發(fā)還是設(shè)備尺寸管理等方面，都更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

一直以來(lái)，環(huán)境能量采集都是極難研發(fā)的技術(shù)之一，而想將這些微能量采集并進(jìn)行管理，其難度更是指數(shù)級(jí)提升，這也導(dǎo)致國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域此前未曾有芯片類成果問(wèn)世。背后的原因在于，一款高性能的能量采集及管理芯片，不僅要控制芯片自身的功耗，對(duì)Boost-Buck轉(zhuǎn)換效率、冷啟動(dòng)（Cold-Start）電路效率和啟動(dòng)電壓等設(shè)計(jì)也有著嚴(yán)苛的性能要求，想要解決這些難題，并非一日之功。

環(huán)境微能量采集與管理芯片F(xiàn)PM8100研發(fā)成功，不僅是飛英思特賦能各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要一步，亦是公司實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)道路上的里程碑。未來(lái)，飛英思特將繼續(xù)秉承“改變?nèi)祟惛兄澜绲姆绞健钡钠髽I(yè)愿景，持續(xù)關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)態(tài)，研制出更多優(yōu)質(zhì)可靠的產(chǎn)品，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供“芯”助力。