連接器遍布每個(gè)人的生活每個(gè)角落，手機(jī)的充電插槽、電腦的USB接口、HDMI接口、DVI接口等。這些連接部位能否無孔化設(shè)計(jì)，賦能產(chǎn)品“一馬平川”般絲滑？

近期，在慕尼黑電子展上，21ic中國電子網(wǎng)記者了解到ST（意法半導(dǎo)體）通過毫米波實(shí)現(xiàn)了非接觸式的連接器，亞太區(qū)微控制器及數(shù)字產(chǎn)品事業(yè)群射頻通信產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Danny Sheng為記者介紹了這種黑科技。

真正能夠替代連接器的黑科技

這項(xiàng)黑科技便是ST60，ST稱之為毫米波非接觸式連接器。有別于傳統(tǒng)的BLE產(chǎn)品，這項(xiàng)技術(shù)是超高帶寬、低功耗、近距離、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線連接器。需要強(qiáng)調(diào)的是，ST60目標(biāo)是成為甚至替代連接器，而它是一款無需任何協(xié)議的物理傳輸產(chǎn)品。

Danny為記者介紹表示，ST60相當(dāng)于是Wi-Fi技術(shù)的簡(jiǎn)化，這項(xiàng)技術(shù)早前來源于10年前Wi-Fi直連60GHz的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上其他科技公司也有類似的發(fā)現(xiàn)，在市場(chǎng)和客戶驗(yàn)證下毫米波非接觸式連接器日趨成熟。

與Wi-Fi不同的是，ST60去掉了Wi-Fi協(xié)議。對(duì)此Danny為記者解釋，Wi-Fi兼容的越多，里面的邏輯和代碼就越多，這些都會(huì)增大芯片的面積、成本和功耗。而在去掉Wi-Fi協(xié)議后，只需繼承60GHz部分即可，這樣無效數(shù)據(jù)可以壓到最低。經(jīng)過這樣的簡(jiǎn)化，最終ST60可以擁有5Gbps的實(shí)際最高有效速率，同時(shí)功耗也可以控制在幾十毫瓦內(nèi)。

“之所以選用60GHz這一頻段，是因?yàn)?0GHz屬于較為純凈的頻段，頻譜特性賦予了ST60穩(wěn)定的抗干擾性”，Danny強(qiáng)調(diào)，60Ghz在大氣中的衰減是非常高的，因此利于短距離低能量的傳輸。除此之外，60GHz頻率上下有很大范圍的空白頻段資源，為大數(shù)據(jù)傳輸提供有力的支撐。

“毫米波本身擁有方向性強(qiáng)的特性，更有效的降低了相互干擾的可能性?！睂?shí)際上，近年來毫米波技術(shù)產(chǎn)品如雨后春筍般浮現(xiàn)，這也是毫米波技術(shù)的一次精準(zhǔn)有效的應(yīng)用。

從另一個(gè)方面來講，毫米波的方向性與60GHz的特性也鑄就了ST60自身的高可靠性和高抗干擾性。Danny強(qiáng)調(diào)表示，提到干擾，60GHz這一頻段本身較為純凈，不存在明顯的干擾。另外，ST60的傳輸距離在幾個(gè)厘米，傳輸距離較近，能量會(huì)在幾厘米之外衰減為零，這更有效的降低了干擾的可能性。ST對(duì)品質(zhì)的要求一直是非常高的，通過去年在無線電委員會(huì)測(cè)試中心的60GHz不同技術(shù)交叉實(shí)驗(yàn)中的報(bào)告顯示，應(yīng)用層面沒有顯示相互干擾的情況。

兼具高速傳輸和低功耗是這項(xiàng)技術(shù)脫穎而出的最大優(yōu)勢(shì)?？v觀無線技術(shù)，ST60的數(shù)據(jù)效率遠(yuǎn)高于其他無線技術(shù)，并且擁有Wi-Fi、藍(lán)牙不具備的近距離高功效數(shù)據(jù)及視頻傳輸能力。從功耗上來講，幾十毫瓦的功耗也低于大部分無線傳輸技術(shù)，雖然NFC擁有更低的功耗，但伴隨的也是較低的數(shù)據(jù)傳輸效率，ST60的6.25GHz的傳輸速率甚至是NFC傳輸速率的成幾十萬倍。

純物理連接、無需協(xié)議是這項(xiàng)技術(shù)能夠稱之為連接器的最大原因。Danny為記者解釋，ST60是一個(gè)純硬件的芯片，沒有任何的軟件需要配置，整個(gè)過程純粹是將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)發(fā)射出去，與此同時(shí)ST60A2是一片半雙工芯片，既可以收也可以發(fā)?！爱?dāng)然在其中也有一些設(shè)計(jì)難度在天線上，不過ST已與合作方幫助客戶想到這個(gè)問題，與合作方共同推出了相關(guān)模塊”，Danny坦言。

ST60的產(chǎn)品型號(hào)和計(jì)劃

從型號(hào)上來說，目前來說ST60A2已進(jìn)入客戶和工業(yè)量產(chǎn)階段，ST60A3已有工程樣板，將在2021年Q4進(jìn)入量產(chǎn)階段，ST60B3則處于待定階段。

ST60A2方面，采用BGA 2.2x2.2 m m2封裝，不同版本以覆蓋-40～105°C的工業(yè)級(jí)耐溫，功耗低至40mW Tx、25mW Rx，單端CMOS IO高達(dá)100Mbps，差分模擬SLVS TX / RX端口，最高可達(dá)6.25Gbps，可在半雙工模式下使用ASK調(diào)制進(jìn)行操作。

ST60A3方面，則將支持高達(dá)480Mbps的eUSB2，UART & I2C通道，同時(shí)擁有110mW的超低功耗和極小的尺寸，將于2021年Q4量產(chǎn)。

ST60正在走向爆發(fā)的前夜

“雖然產(chǎn)品已經(jīng)推廣了幾個(gè)年頭，但實(shí)際也是ST較新的產(chǎn)品。從市場(chǎng)來看，這項(xiàng)技術(shù)正在走向爆發(fā)的前夜”，Danny這樣為記者介紹。在他看來，這項(xiàng)技術(shù)將在2～3內(nèi)爆發(fā)，并在3～4年內(nèi)逐漸成長(zhǎng)。

這是因?yàn)镾T60的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，“可以說這項(xiàng)技術(shù)是給人無限遐想的技術(shù)”。Danny為記者列舉了幾個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：其一，大屏戶外顯示屏可以免去網(wǎng)線插拔，利用ST60可讓大屏的拼接如同搭積木一樣簡(jiǎn)單貼合；其二，工業(yè)4.0機(jī)器人可以免去安防攝像頭的通訊線，使得機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)360度的旋轉(zhuǎn)；其三，消費(fèi)電子諸如手機(jī)、PC的接口均可統(tǒng)一替換，搭配無線充電技術(shù)，讓這些產(chǎn)品變?yōu)槿珶o孔設(shè)計(jì)，做到真正的防水防塵；其四，實(shí)現(xiàn)板間連接，諸如通信板、PLC高速連接，利用ST60均可輕松實(shí)現(xiàn)。

記者認(rèn)為，暢想未來ST60大面積推廣使用之后，形形色色的接口諸如USB、Type-C、HDMI均可被這種無接觸式連接器“一統(tǒng)江湖”，搭配無線充電技術(shù)和磁吸技術(shù)，甚至未來出行僅可帶一根線就能“走遍天涯”。

根據(jù)Danny的介紹，ST計(jì)劃從國內(nèi)外行業(yè)頭部企業(yè)合作開始，幫助企業(yè)進(jìn)行全新創(chuàng)新性產(chǎn)品設(shè)計(jì)。除此之外，也將不斷尋求創(chuàng)新型企業(yè)合作，不斷推廣這項(xiàng)技術(shù)。

當(dāng)然，在技術(shù)興起之后，難免會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)問題。面對(duì)記者的詢問，Danny認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)將來自傳統(tǒng)物理連接器的競(jìng)爭(zhēng)和其他無線連接的競(jìng)爭(zhēng)兩個(gè)方面。相對(duì)于傳統(tǒng)連接器，ST60可以做到全無孔，無插拔，無耗損，維護(hù)成本低；相對(duì)于無線連接上來講，能夠兼具幾十毫瓦的功耗和6.25GHz的超高速率傳輸?shù)漠a(chǎn)品市場(chǎng)上目前幾乎沒有。

在合作方面，ST60已與易普森EPS和Radiall合作推出千兆以太網(wǎng)模塊，將ST60A2芯片與天線集成為一個(gè)模塊非常易于使用，值得一提的是，該模塊已取得FCC CE認(rèn)證。

在慕尼黑展會(huì)期間，ST在其展臺(tái)展出相關(guān)Demo演示，這款Demo演示了ST60結(jié)合無線充電技術(shù)實(shí)現(xiàn)了板間連接，期間對(duì)于ST60的問詢者絡(luò)繹不絕。

在毫米波技術(shù)和無線連接技術(shù)愈發(fā)強(qiáng)大的現(xiàn)如今，非接觸式的連接器將會(huì)是未來的趨勢(shì)。通過ST60，設(shè)計(jì)者能夠發(fā)揮無限的想象力，而通過ST60也可窺探電子行業(yè)近兩年將會(huì)迎來新一輪革新。

亞太區(qū)微控制器及數(shù)字產(chǎn)品事業(yè)群射頻通信產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Danny Sheng