踏足物联前沿,掌握核 “芯 ”技术

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国芯物联的RFID芯片到底是不是自己做的?为何可以迭代得这么快?

2024-05-09 352
2023年,深圳市国芯物联科技有限公司(以下简称“国芯物联”)在IOTE 第二十届国际物联网展上正式发布了公司自主研发升级的三代RFID读写器芯片GXR-03,该芯片是国内自研全集成、高性能RFID读写器芯片,仅需7秒钟就能读取1000张标签,其灵敏度达到了惊人的-86dBm,性能上足以对标国外同类领先芯片。
 
国产RFID读写器芯片能取得这样的突破实属不易,但随之而来的是行业乃至外界的质疑与不解。有人“怀疑”:国芯物联第三代RFID读写器芯片就是拿进口芯片封装的?不然不可能自主研发、迭代得这么快。有人“抹黑”:国芯物联虽然已经发布了三代读写器芯片,但估计始终还用的是第一代的成熟芯片?
 
带着这一系列市场或关注或不解的问题,笔者最近造访了国芯物联深圳总部,采访了国芯物联“首席科学家”、技术总监熊立志博士,试图解析这家年轻的小巨人公司在芯片自研道路上的过人之处!
 
1 看这款自研RFID读写器芯片的介绍,性能上已经可以对标欧美第一梯队,国芯物联是如何做到的?

国芯物联:用最专业的人才团队做出最好的国产自研芯片!一切归功于首席科学家熊立志博士及其背后的研发团队。

 

熊立志博士是RFID芯片领域的大牛!

其主要研究方向是混合信号及射频信号芯片设计、信号处理、电路与系统、芯片测试、半导体器件等。

2005年获得华中科技大学电信系电磁场与微波专业博士学位,毕业后进入清华大学微电子学研究所做博士后研究工作,师从王志华教授。之后获高级工程师职称,被评为“深圳市领军人才”!

熊立志博士在RFID芯片产业领域耕耘多年!

曾担任深圳市远望谷信息技术股份有限公司芯片设计部总监,负责标签芯片研发。

现任职深圳市国芯物联科技有限公司研发总监,专攻超高频读写器芯片研发。

另外,国芯物联建设了一支专业、完善的研发团队!

研发部门分为芯片设计部和产品部。芯片设计部细分为版图部门、数字部门、封装部门。产品部细分为软件部、射频硬件部、测试部。数十名研发人员在RFID领域都具备十几年的行业工作经验,掌握的不仅是最前沿的专业理论知识,更深刻洞悉客户需求和行业变化,从理论到实践,一步步打磨出反映市场趋势、具有国芯特色的专业创新产品。

2 国芯第二代和第三代芯片发布仅间隔一年,如何做到这么快速的迭代?

国芯物联:致力于面向行业乃至全球普及UHF RFID技术是我们持续研发、快速迭代的根本目标!快速迭代的芯片不仅灵敏度更好,成本更低,尺寸更小,集成度更高!

熊立志博士:事实证明,选择CMOS工艺是正确的!CMOS工艺的流片周期比较短,所以国芯物联能在一年的时间进行三个周期的研发迭代。在UHF RFID读写器芯片研发领域,可以用光速来形容!

在进行读写器芯片研发之前,研发团队对芯片制造工艺进行了仔细的权衡。摆在我们面前的有两条路线:SiGe工艺和CMOS工艺。SiGe工艺虽然对射频电路更为友好,设计难度相对容易,但流片周期长,生产成本高,这也是我们放弃SiGe工艺的主要原因。作为一家以普及UHF RFID技术为目标的创业型公司,研发周期和产品的使用成本是我们考虑的关键因素,综合考虑之后,我们选择了设计难度更大的CMOS工艺。
 
芯片设计工艺确定之后,研发团队对读写器芯片系统方案进行了设计。参与系统方案设计的工程师大多具有接近20年的RFID硬件或基带方面的设计经验,对芯片射频指标,基带解码算法了然于心。
 
在研发初期,团队设定了相对容易达成的目标:设计超高频读写器零件。组装超高频读写器的核心零件主要有射频前端芯片,基带解码芯片,自干扰对消芯片。射频前端芯片是首个参与TSMC MPW进行流片验证的核心芯片。随后基带芯片,自干扰对消芯片也加入了MPW流片验证。
 
每个研发周期包括完整的芯片设计,流片制造,封装验证过程。每一次投片之后,研发人员能够快速设计出测试板,与仪器及电脑通信的测试软件。在芯片返回后能第一时间得到测试验证。经验丰富的研发团队有能力极大缩短流片验证的时间。
 
经过快速的研发迭代,我们的射频前端芯片接收灵敏度得到较大提升,从-60dBm的灵敏度一跃到具有国际先进水平的-86dBm(到端口)。
 
基带芯片也从能正常工作升级到具有较强的基带信号处理能力,不仅能处理标准UHF EPC协议基带,还能处理国内各种行业标准空口协议。
 
我们的研发团队使用不到两年的时间完成了从概念芯片到产品的全过程,在UHF RFID读写器芯片研发领域,可以用光速来形容。
 
我们的第一代芯片使用的是研发团队开发的读写器“零件”通过封装技术集成而来。第一代芯片推出后,获得了行业客户的认可。
 
基于一代芯片的研发经验和成果,我们继续推出了集成度更高的二代芯片和三代芯片。二代芯片面向高集成、低成本应用场景。三代芯片则是完成了读写器芯片高性能和全集成的全球一流目标。
 
未来,国芯研发团队将基于丰富的UHF读写器设计经验,研发出更小,更经济的高性能40nm工艺UHF 读写器芯片。

3 国芯第三代RFID读写器芯片与欧美第一梯队的同类芯片相比,有什么独特优势?

国芯物联:通过成本优势,持续的研发迭代,贴近客户需求和市场应用创新,打造市场上最高性价比、可定制、多应用的自研芯片,用中国“芯”实现万物互联的美好愿景!
 
熊立志博士:国芯物联拥有完全的自主知识产权,不用被西方大公司卡脖子,可以开放协议接口,满足下游客户的定制化需求,更可进行芯片级定制!
 
在今年的IOTE第二十一届国际物联网展上海站,我们还推出了多种RFID读写器产品,有兴趣的可以来官网 “硬件产品”页面了解。

道阻且长,行则将至!熊立志博士感慨,国产半导体芯片的研发一路走来非常艰难、不容易,希望各界同业多支持,协同产业力量,助力RFID产业链全面国产化制造,迎来中国RFID产业万亿市场的新未来!
 
据悉,截至2024年4月底,国芯物联的国产自研RFID超高频芯片已经出货了几十万颗,遍布全球的新零售、物流、数字金融、智能制造、资产管理、智慧城市等领域),大量市场商用案例已经验证了这颗中国“芯”的专业度、成熟度和可靠性!