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【求是芯星】上海守正通信技术有限公司创始人胡征

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被访嘉宾简介  

本期被访嘉宾来自求是缘半导体联盟会员单位:上海守正通信技术有限公司。创始人胡征本科毕业于浙江大学信电系光电子专业,硕士毕业于加拿大滑铁卢大学电子与计算机工程系。

 

 

胡征曾任职于紫光展锐,设计3G/4G手机Modem SoC芯片;曾任职华为,设计开发4G/5G基站Modem SoC芯片;长期从事移动通信基站和手机芯片的架构和基带算法设计,有丰富的大规模量产和商用经验。曾主持设计开发工信部国家重大专项以及国家自然科学基金项目,获专家评委一致好评。拥有10项通信技术发明专利,其中一项涉及5G毫米波小基站的发明专利获2021年中国国际发明博览会铜奖。胡征曾获2021年姑苏领军人才以及其领衔的创业项目获2022年首届江苏省归国留学人员创新创业大赛优秀创业项目奖,苏州工信局5G入库专家。

 

 

作为通信行业的资深专家,胡征及其团队拥有丰富的移动通信系统和芯片设计开发和大规模量产商用经验;作为创业人,胡征及其团队在当下较为严峻的经济形势之下,关于创业公司的生存之道、发展之路感触颇深。欢迎您与我们一起听胡征分享他对通信产业的见解、守正通信团队的创业故事。

 

求是缘:通信行业是信息技术的重要领域分支。经过几十年的快速发展,ICT市场已然呈现市场饱和、“大者恒大”的态势。您认为哪些新技术的兴起或者新需求的出现,将会再一次推动通信技术的融合创新发展? 

 

胡征:通信产业经过几十年的快速发展,已经完成了阶段性的目标,基本满足了中国老百姓的通信需求。通信产业链的竞争格局相对稳定,增量市场也呈现了相对饱和的状态。但是随着科技的不断发展,人类对于通信的需求深度和广度仍然不断拓展。以2000年的光通信市场为例,当时大家都认为光通信市场已经饱和,甚至是过于饱和(over-capacity)。但随着音视频流媒体应用的大规模普及,大量数据流从接入网汇入光通信骨干网,消耗了以前被认为是富余的光通信带宽。因此光通信经历了短暂的沉寂休整之后又重新焕发生机,光通信的各项技术指标包括传输速率都是飞速增长。

 

探索未知永无止境,这是人类的天性;追求更高速、更便利、更低成本的通信技术,需求也是永无止境,因此通信产业不会止步不前;我们认为当下通信市场的饱和是暂时的、阶段性的。

 

遥望将来,必得回顾历史。回看通信产业,我们历经模拟通信体制向数字通信体制(2G-3G-4G-5G)的转变。我们虽然仍身处4G向5G演进,但6G已然不远。目前卫星通信网络和地面蜂窝通信网络是完全独立的两张网,6G技术的核心是基于卫星通信+地面通信融合联网,实现空、天、地、海一体化。3GPP从release17开始已经在制定卫星通信NTN技术标准。未来6G这一波浪必然又会催生新兴、伟大的公司,甚至有些还是“跨界”进入通信行业。

 

以 SpaceX公司为例,SpaceX在近地轨道发射了42000颗卫星,构建了一个密密麻麻的低轨卫星(LEO)通信网络(Starlink),提前占据未来6G通信的制高点。电商巨头Amazon在2023年首次测试发射两枚Kuiper 低轨通讯卫星群的原型卫星升空,后续还将发射超过3236枚低轨卫星,在全球提供宽带通信网络服务。上海也投入几百亿元发展近地低轨通信卫星,布局6G通信网络。

 

Internet of Thing (IoT)物联网则是另外一个有海量通信需求的非常有前景的市场。互联网是人与人的通信联网;物联网是物与物甚至是人与物之间的互联互通的通信网络。物联网领域海量的通感一体化节点通信会孕育巨大的通信需求市场,如智慧家居、智能家电、智慧生产、智慧物流等。

 

随着技术和市场的发展,曾经在通信领域做出贡献的公司:马可尼、北电、Motorola、西门子通信、阿尔卡特、朗讯等逐渐湮灭于产业长河中。就如自然界的生命一样,有新公司兴起,也有旧公司消亡,潮起潮落,是产业发展正常的自然规律。卫星通信、天地一体化网络以及物联网通信技术的蓬勃发展,将会再一次推动通信技术的融合创新发展,造就时代新星,诞生伟大的通信公司。 

 

求是缘:您能否给我们简要地介绍通信领域中主要的几种无线通信技术的兴起、发展历程,以及其所带动的产业演变情况?

 

胡征:通信领域有2大技术路线方向并形成各自的技术和产业标准:基于3GPP的蜂窝网络通信标准和基于IEEE的无线通信标准,各成体系。蜂窝网络(cellular network)的通信标准是沿着3GPP这个技术路线一路演进。蜂窝通信标准主要应用场景是2G /3G /4G/5G基站和手机等。蜂窝网络的代际演进也带动了芯片、测试仪表、通信设备公司、运营商等相关产业链的发展。

 

IEEE国际电子工程协会所推出的短距无线通信标准。近距离无线通信标准包含:WiFi(802.11)、蓝牙(802.15.1)、UWB(802.15.4/4Z)三大类,亦被称为“三大金刚”。三大技术WiFi、UWB、蓝牙融合共存,也因自身技术的物理特性而具备不同的优缺点。

 

 

 (图为短距无线通信三大技术比较)

 

蓝牙优点:成本低、兼容性好。但其缺点也突出,传输速率比较低(<2Mbps),latency传输时延很高(端到端的传输时延50毫秒左右)。

 

WIFI优点:传输速率高,数据传输速率甚至能满足从150Mbps、340Mbps一直到~几个Gbps的数据传输;但相对而言,WiFi的成本、功耗、时延也居高不下。

 

UWB具备安全通信机制、抗干扰能力强、高精度定位、延时低等优点。

 

 

 

短距无线通信“三大金刚”主要应用于短距无线通信场景:家电、消费电子(包括手机)仪表、汽车电子等。业界已将蓝牙、WiFi和UWB合封为三合一芯片,未来将成为电子产品的标配,为用户提供更便捷的短距无线通信服务。

 

求是缘:UWB(Ultra-Wide Band 超宽带)作为新兴的无线通信技术,它是基于怎样的通信原理?UWB的优缺点分别是什么?

 

胡征:UWB最早应用是源于上世纪70年代美国军方的雷达探测技术。UWB发射较窄的时域,时域上占据2纳秒的窄脉冲; UWB拥有宽泛的频域带宽,在频率上占据500MHz或者1.3GHz带宽。

 

从物理特性来看,UWB之所以能具备抗干扰能力强、传输时延短的优点是基于UWB自身的电磁波的波形特性。UWB发射纳秒级的窄脉冲,时域很窄,频域带宽足够宽。UWB在频率上占据500MHz或者1.3GHz带宽,自然界少有500MHz电磁波来干扰UWB系统。

 

 

 

 

蓝牙和WiFi是基于ISM的非授权(license free)的免费频段,频率带宽在2.4GHz~5.8GHz之间,此频段内各种电子产品设备太多,比较拥挤,会干扰蓝牙/WiFi正常工作;同时,自然界的电磁波信号也会干扰蓝牙工作,如微波炉的启动、汽车的变频器、汽车启动都会对2.4GHz蓝牙/WiFi产生电磁干扰。

 

从安全性能角度来看,UWB的加密算法也是其优势。不同于WiFi和蓝牙,UWB的加密算法比较强,使用AES 128/256加密算法。

 

UWB的亮点之一:高精度定位的能力,高精度定位的精度可精确至厘米级,包括角度的定位、位置的定位。目前产业内围绕UWB的高精度定位功能来开发产品应用是主流。北斗和GPS是基于户外的定位应用,室内没有北斗和GPS信号覆盖。但是人的活动80%是发生在室内,室内存在大量的定位刚需,比如大型商场、车库、矿井、隧道等空间内。

 

综合来看,UWB是一种安全通信机制技术,具备安全可靠、抗干扰能力强、延时低等优点。

 

UWB当然也有其不足,主要是其传输速率比不上WiFi,尤其是峰值速率。另外,由于其追求低功耗特性,发射机的发射信号的功率谱密度比较低,覆盖也不是太大。

 

求是缘:UWB技术可匹配哪些行业应用场景?目前的应用场景的覆盖进度如何?您认为制约UWB技术应用爆发的原因是什么?

 

胡征:基于UWB的上述优点,其功能应用分为:雷达探测、高精度定位、数据传输,以及延伸应用移动支付。UWB技术的应用前景广阔,按照应用的场景可大致分为:消费类电子、汽车电子和企业级的物联网应用。

 

消费类电子主要是围绕电子产品的应用需求展开,如手机、定位器、耳机充电仓等。我们以苹果的手机为例,来了解UWB的应用。从iPhone11手机开始内嵌UWB芯片,苹果周边电子产品:定位标签Air Tag、蓝牙耳机充电仓、iPad、智能手表iWatch等也均植入了UWB芯片。安卓系统阵营也有大量的UWB应用案例,如Samsung手机、 OPPO高端手机、扫地机器人等电子产品也都植入了UWB芯片。此外,UWB的安全可靠特性亦可用于移动支付,下一代的移动支付将会基于UWB芯片,取代传统的NFC+蓝牙技术。

 

在消费类电子市场,UWB尚未全面爆发是因为UWB芯片还没有在庞大的Andriod手机市场普及,目前仅被应用于中高端Andriod手机内。随着电子设备、主流SoC逐步内嵌UWB,基于UWB应用的电子产品层出不穷,UWB应用规模将呈现爆发性增长。

 

UWB在汽车电子领域亦有广泛应用。最主要的应用之一是汽车数字钥匙,UWB数字钥匙以其安全通信机制、抗干扰能力强和高精度定位等特色已逐渐取代传统的汽车数字钥匙。传统的数字钥匙的安全性能相对薄弱,如果车主在锁车时,周边有干扰器的话会干扰正常锁车。目前,国内外的新能源车厂家的中高端车型多选择UWB芯片来制造数字钥匙,并逐步向中低端车型普及。

 

另外,欧盟的新车规强制要求在汽车里安装UWB芯片,用来检测车内的生命体,避免婴儿因司机离开被遗忘在车内,长时间呆在密闭车厢造成造成窒息。同时在汽车的后备箱的脚踢雷达也搭载有UWB芯片,可轻松实现无接触式的后备箱开关。UWB定位系统协助汽车精准完成室内导航、智能定位,自动泊车。综合来看,每台新能源车至少需要10颗UWB芯片。

 

未来,UWB在无线电池管理系统(WBMS)上大有可为。UWB的无延时传输技术优势,可将电压、电流、电池温度等数值实时发送给主控单位,取代传统的线缆传输方式。随着UWB芯片的大规模量产和成本优化,若UWB芯片应用于WBMS系统,每一台新能源车上将会内嵌成百上千颗UWB芯片。

 

 

 

UWB技术同样也渗透到各行各业的物联网应用。比如在养老院中,老人佩戴的胸卡/手环内置UWB+北斗/GPS芯片,可以全方位完成老人在室内和室外的定位追踪,防止得阿尔兹海默老人走失,以及在老人突发心脑血管疾病的情况下,得到及时救治,保障老人安全。

 

化工厂也有精准定位的刚需,庞大的化工厂厂区经常有车辆和人员进厂施工,为安全起见,需要位置追踪和安全区域管控。监狱同样也需要对外来人员和车辆进行精密管控。在地铁隧道、矿井等空间场景中,也需要使用UWB芯片来实现对目标人群的实时精准定位。 

 

港口码头物流、智能工厂中的物流小车、智能存储中的货架等也需要UWB芯片+北斗/GPS芯片+RFID来保持对货物的全程追踪和无人化仓储和智慧物流。

 

求是缘:您能否为我们介绍一下守正通信基于UWB技术应用的产品布局的策略和产品开发进展?

 

胡征:UWB的三大功能:高精度定位、数据传输、雷达。不同于友商主要聚焦于UWB高精度定位功能。守正通信则是全面围绕UWB的三大功能来全面布局芯片应用方案。我们首先会围绕UWB中高速可靠数据传输功能来开发UWB芯片,接着是UWB高精度定位芯片产品,最后推出UWB雷达探测功能的芯片产品。

 

守正通信团队坚持从市场需求着手,全面研究了解UWB的应用需求场景,然后开始产品定义、规格指标制定、系统(架构)设计、高层设计、详细设计然后到芯片研发全流程,而非简单的国产化替代。

 

我们追溯到芯片的底层的技术和应用场景→产品定义、规格指标制定→系统设计、高层设计和详细设计→芯片产品开发,逐一完成芯片市场需求和应用场景MRD(Market Requirement Description)→SRS (System Requirement Specification )规格指标制定→系统架构设计(System Architecture Design)→高层设计(High Level Design)和详细设计(Low Level Design)→各个模块分头开发→集成测试全流程。

 

为了应对UWB未来的激烈竞争,我们守正通信的UWB的产品布局策略、芯片架构和产品设计强调差异化竞争。我们的芯片1T3R架构采用先进算法能够实现单基站定位。我们的UWB芯片中采用的创新的低功耗设计。面向物联网的点对多点物流应用场景,基于创新和优化的调度算法,我们的UWB芯片能支持同时接入2000多个端点用户UE(传统UWB标准只能接入120多个UE),高效满足智慧物流无人化仓库的应用场景需求。

 

截止目前,我们已经完成了UWB数据传输芯片、高精度定位芯片开发工作,目前进入FPGA开发板验证芯片电路设计阶段。预计2025年会基于低功耗ULP成熟工艺流片。

 

求是缘:除了UWB这一技术产品路线,守正团队还会围绕哪些方向做进一步的产品开发和业务拓展?

 

胡征:守正通信团队围绕UWB芯片三大功能芯片产品的开发布局之外,覆盖消费电子、汽车电子和企业级IoT三大应用场景。

 

此外,我们还在我们最擅长的通信领域拓展市场开拓业务。自公司成立以来,我们围绕移动通信和IoT两大领域开发芯片IP通信核。截止目前,我们已开发了50+款通信IP核,经过充分验证,部分还在硅片上得到验证(Silicon Proven)。我们的IP核覆盖大部分的通信和IoT需求场景。

 

我们正在打造通信IP核多系列矩阵式一站授权采购平台。我们的IP核大部分成功授权给国内的芯片设计公司和通信设备研发公司,包含知名的国企行业大客户、科研院所以及头部上市公司等。

 

作为国内领先的通信IP核的供应商,守正通信团队也在和EDA工具伙伴合作,携手共建更全面的工具软件生态圈,为设计开发类客户提供更扎实的IP核支撑服务。

 

 

 

(图为守正通信自研的通信IP核清单)

 

通信IP核业务给我们带来正向的良性循环。守正通信团队开发的通信IP核,已被产业生态伙伴下游客户充分验证使用。

 

IP核业务,不仅为我们贡献营收支持芯片的设计开发,还为我们打磨了产品和团队。我们的芯片设计和IP核两大业务之间是相辅相成的。我们拥有通信IP核越多,我们在芯片设计时可采用自研的成熟IP核。缩短芯片研发周期,提高芯片的良率,缩短了从芯片开发到大规模量产和商用落地的时间。

 

求是缘:作为专注于物联网及移动通信芯片的芯片设计公司,守正通信团队的特色优势体现在哪些方面?

 

胡征:胡征:守正通信团队强项之一是在通信芯片设计,我们核心团队成员长期从事4G/5G基站和手机通信系统和芯片的设计开发,具有很强的通信背景,这也是客户愿意和我们合作的原因。守正通信团队的核心研发成员来自头部通信和芯片公司,长期从事移动通信基站和手机Modem芯片的设计开发。我们掌握芯片的架构、基带算法、数字电路、模拟和射频电路、嵌入式软件和协议栈、系统集成和芯片验证和测试关键技术和核心技术。我们的核心团队成员拥有扎实的理论知识和丰富的工程经验,包括完整的芯片设计开发到大规模量产商用的经验。

守正通信的强项之二是我们的“自我造血”能力。虽然我们公司还是创业阶段的“小公司”,但我们已经与多家行业头部客户深入合作,让我们在创业7年间没有依靠外部融资,依然还能体面地生存,并且持续保持芯片开发的投入。

 

我们的通信背景经验让我们可以横跨多个行业,服务不同领域的通信需求。我们为电力行业载波电力线芯片设计开发通信IP核。我们为航天系统开发卫星通信的算法和协议栈等。

 

简而言之,守正通信是一家以技术驱动的创业团队。无论是UWB芯片,还是通信IP核,我们都坚持全栈自研,强调产品的差异化竞争和技术优势。

 

求是缘:作为一家Fabless创业团队,您如何看待Fabless这几年来在产业周期中的沉浮?您可否为我们分享守正团队在起伏不定的产业大环境下的生存智慧和心得体会?

 

胡征:对于创业团队而言,“首先是如何生存下来,其次是如何发展下去”始终是萦绕在创业人心头的大事。特别是在严峻的产业大环境下,Fabless创业团队感触深刻。为了保持竞争力,必须保持研发投入,高昂的人力成本、流片成本让企业 “压力山大”。

自2020年公司开始运营以来,守正通信团队坚持底线发展思维,充分利用我们的通信技术优势,深入到多个行业中为客户提供通信系统和芯片设计服务,以及通信IP核授权销售,为客户解决通信技术问题。我们以此产生营收养活了团队,支撑我们再投入芯片研发,这也是我们团队的生存之道。

 

我们依然坚守公司定位:移动通信和IoT芯片设计公司。我们始终紧抓自己的通信和IoT通信芯片开发这一主线,有条不紊地计划完成UWB芯片的产品定义、规格指标制定、设计、开发、验证、流片(2025年上半年)、封测和量产流程。

 

以我个人对产业的观察和思考来分享一点体会。企业早期发展大致两条路:高举高打型、自我造血型。不同的路适合不同团队,二者并没有本质上的好坏之分。

 

高举高打型的企业往往具备较强的融资能力,能快速地从资本市场获得大额融资。用外部融资来快速完成芯片的设计、流片、验证,然后把芯片推向市场;优点是公司研发和市场推进节奏相对较快,最佳状态能够一气呵成做到上市。缺点是产品定义、研发、市场拓展销售和再融资,任何一个环节没有做好的话,可能会造成公司崩溃。

 

自我造血型的创业团队则要在“如何先不依赖外部融资”的前提下养活自己,让公司生存,然后再图发展壮大。优点是生存能力强,经过一定时间的沉淀,公司的管理、企业经营和研发活动做了小规模试验,试错成本较小。公司运营、市场拓展、研发活动调准到适宜的状态后,再进行融资。优点是无论从获得融资后的企业经营活动可以有条不紊的展开,还是资金使用效率来讲,更显稳妥。缺点是没有资本助推,企业前期发展较慢,可能造成产品上市时间较晚(Time to Market),错过芯片销售利润最高阶段。

 

我们选择了后者,走了一条不大好走的路。从创业开始我们就想办法挣钱养活自己,开源和节流并举。开源:我们依赖通信IP核授权的营收来支撑公司运营和UWB芯片的研发投入。节流:我们注重控制公司的运营成本,节约开支。公司资金主要投入于研发(包括人力成本),把钱花在刀刃上。

 

不同的路有不同的走法,我们也希望为Fabless伙伴们探索出一条不同的经营发展之路。 

 

求是缘:作为求是缘半导体联盟会员单位,您认为联盟与会员单位之间是什么样的关系?作为创业会员单位,您希望联盟在哪些方面继续优化,以便于更好地服务产业会员?

 

胡征:我是毕业于浙大信电系的校友,浙大信电系校友也是求是缘半导体联盟的主要发起人群之一。作为一个非盈利产业组织,求是缘半导体联盟已经为产业会员做了很多有价值的事情。

 

 

(图为胡征与浙大信电系光电子专业同班同学合影)

 

求是缘半导体联盟内的产业资源多,覆盖的产业链长,建议联盟能有效整合产业资源,从更实用的角度,让有互补效应的会员单位之间能够有机地串联起来。

 

作为产业会员,我希望求是缘半导体联盟也能够像IEEE组织一样,为产业内的会员提供前沿技术追踪分享,通过技术论坛做产业层面的深度交流,促进彼此之间的合作,推动产业发展。

 

作为联盟成员,我们也希望多为联盟发展壮大做出贡献,积极参与联盟组织的活动。

 

采访者后记

 

通信领域市场就像一块披萨,大家共同分享披萨(市场),每个人都能吃到自己的那一份,没有人可以独吞披萨。就像披萨可被分割成多个小块,通信领域也被不同的细分场景分隔、构建成为多条细分小赛道;这些细分小赛道也为产业人留下宝贵的生存发展空间,所有细分赛道共同组成了通信产业的生态圈。

 

作为创业团队,既然我们已经看到披萨(目标市场)就在那里,那么我们就要走近披萨(目标市场),拿到披萨(占有一定的市场份额)先让自己活下来。同时,我们还要有能力通过不断创新来守住属于自己的那块披萨。

 

国家在倡导企业要做专精特新,也在一定程度上引导创业团队不要一味追求成为平台型企业,我们更要在细分赛道做精做专。大家共同分享市场,万物并育、百花齐放,共同推动通信产业向前、向好发展。

 

 

 

2024年8月9日 15:35
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