河南航飞光电科技有限公司

　　去年底以来，一场席卷全球的“缺芯”危机持续蔓延，愈演愈烈。近期，一项最新研究显示，全球有多达169个行业，在一定程度上受到芯片短缺影响，

　　从汽车、钢铁产品、混凝土生产到空调制造，甚至包括肥皂生产。几乎所有用到芯片的行业都受到不同程度的冲击，国内外多家知名厂商因芯片供应不足被迫停工或减产。工业界，特别是电子相关产业，很多人都感受到了“缺芯”之痛。全球第一次出现了普遍性的有钱买不到芯片的局面。

　　“缺芯”给制造商的直观感受，首先是价格飞涨，很多芯片的价格上涨了五倍甚至十倍;其次，很多企业、厂家、制造商拿着现金也提不到货，甚至提前预付款也没货。

　　从买不起芯片，到买不到芯片，这种状况是前所未有的。



　　问题究竟出在哪里?

　　疫情可能是“缺芯”局面的罪魁祸首

　　如此大面积的全球性“缺芯”，主要有以下几个方面的原因：

　　美国得州暴风雪

　　日本瑞萨电子火灾

　　全球新冠疫情

　　商人的囤货

　　其中，新冠疫情的影响是最大的。疫情导致了很多人居家办公，于是Pad、电脑等需求猛增，同时，疫情导致很多工厂停摆，无法开工，导致芯片制造、测试环节出现大面积中断。再叠加雪灾、火灾、商人的囤积居奇和厂商的恐慌性囤货，共同造成了当前的“缺芯”局面。由于新冠疫情目前还在全球蔓延,即使目前很多国家都在打疫苗，但是芯片的供应恢复仍然没有明显改善，所以“缺芯”可能一年半载是无法解决的。

　　芯片，又称微电路、集成电路，是智能电器的核心部件，充当“大脑”的角色。

　　可以说，芯片之于信息科技时代，是类似煤与石油之于工业时代的重要存在。



　　中国芯片产业历经六十载，“缺芯少魂”仍是困境。

　　小小一块芯片，从来都不简单。上亿个晶体管在指甲盖大小的硅晶片上精确排布，前后经过近5000道工序，每次迭代，总能深刻影响半导体领域的行业格局。

　　钱学森曾感慨：“60年代，我们搞两弹一星，结果得到很多;70年代我们没有搞半导体，结果失去很多。”中国芯片产业历经60余年风雨，“缺芯少魂”仍然是产业发展的一大困境。

　　危机暴露全球芯片供应矛盾，解决供应链安全问题迫在眉睫

　　半导体需求巨大，而上游制造厂商产能不足——这一矛盾在此轮“缺芯”危机中尤为突出。缓解供应链压力，增强供应链安全性，成为摆在政府和企业面前的迫切问题。



　　破除困局，或许这就是答案：

　　聚焦制造短板，以自主创新强壮中国“芯”，

　　芯片是信息产业的关键部件，也是中国科技发展的短板。在当前的外部挑战下，它还给国人带来了“卡脖子”之痛，其重要性不言而喻。

　　目前，中国已经是全球规模最大、增速最快的集成电路市场。立足自身，不断加强集成电路相关领域的科技创新，提升技术创新能力和产业发展的质量和自主权。“缺芯”事件还会倒逼一些有实力的企业，提高对于芯片生产制造的掌控能力，



　　针对芯片制造环节，中国已经开始发力。日前，中国电科旗下装备子集团成功实现离子注入机全谱系产品国产化，可为全球芯片制造企业提供离子注入机一站式解决方案，累计形成核心发明专利413项，实现我国芯片制造领域全谱系离子注入机自主创新发展，有望缓解我国芯片制造领域断链、短链难题。

　　自主创新是提高产业链供应链安全性、可控性的关键，但这并不意味着与全球市场“脱钩”。我们的思路应该是提升我国产业链的技术含金量，掌握更多核心技术，形成一种平衡，避免他国滥用技术制裁工具。“归根到底，我们需要营造鼓励技术研发、推动技术升级的良好环境，鼓励资源向高新技术领域聚集，创造条件让科研人员甘坐冷板凳，安心从事技术研发，引导企业通过技术升级来谋求更大经济收益。”



　　当今世界，无论谁再想构筑一堵科技之墙阻止竞争、隔断技术交流，终归是徒劳的，只会加速对方的技术进步。对重中之重的芯片制造业，短期上面临的严峻挑战，更应该成为我们把造芯这件事做好做强的动力。

　　— 高精度蓝牙定位技术 —

　　BLT AOA

　　蓝牙定位服务和技术发展大体可根据蓝牙5.1规范正式公布为界限，分为米级蓝牙定位技术和厘米级蓝牙定位技术。同时标志着蓝牙领域实现革新精确定位技术——定位精度可达厘米级，蓝牙定位领域将迎来更大的市场发展。



　　— 蓝牙定位技术

　　①传统蓝牙定位技术-也是目前市场应用最为广泛的蓝牙定位技术(ibeacon室内定位技术)通过信号的强度，即RSSI(Receive Signal Strength Indication)值来估算，其定位精度3~5米(准确定位);

　　②蓝牙AOA定位技术-主要采用了两种定位方式，即到达角(Angle-of-Arrival：AOA)和出发角(Angle of Departure:AOD)测量技术。通过信号的角度信息来估算，精度据称可达到10cm(精确定位);

　　技术介绍

　　应用场景

　　为了满足市场对精确定位服务的强烈需求，蓝牙AOA技术应运而生，新推出蓝牙BLE 5.1标准含寻向功能(Direction Finding)，该技术可以让设备更容易在范围内被侦测发现，且精准度提升到厘米级，不仅如此，还可以侦测到定位角色所在的方向，大大提高了位置感知能力，为目标定位、室内导航等提供良好的解决方案。



　　— 蓝牙寻向技术

　　(蓝牙厘米级定位如何实现的)

　　到达角(AOA)是通过测试发射器和接收器直接到达方向，然后通过三角定位获得发射器和目的物方位和距离的技术，主要针对RTLS(实时定位系统)、物品追踪和兴趣点信息。其工作原理是发射器通过单一天线发送特殊的数据封包，接收器拥有多个天线，由于天线到发射器的距离不同，因而天线会发现所接收到的信号相位差，在有源天线之间切换时，从接收到的信号中获取IQ样本，通过数据计算得出信号的相对方位。



　　出发角(AOD)测量，也是利用信号相位差技术，主要是针对室内定位系统(IPS)，它的工作原理是发射器在有源天线之间切换时，发送特殊的数据封包，而接收器通过单一天线接收信号，然后从接收到的信号中获取IQ样本，在了解发射器内的天线排布后，通过数据计算得出信号的相对方向和距离。



　　蓝牙AOA技术的特点决定了它的应用大多适合于距离要求较高的场景，例如监狱、精神病院、电厂等特殊场景。

　　蓝牙技术

　　疫情与复杂的国际环境交织，蓝牙市场的发展也有所减缓，但就蓝牙位置服务这个解决方案领域来说，成长最为迅速。

　　蓝牙是一种短程宽带无线电技术，由于低功耗蓝牙具有最高的灵活性，并且在功耗、延迟、可靠性和距离方面可实现很好的平衡，因此能够为工业解决方案提供有力支持，降低实施成本，提高运营效率。

　　蓝牙位置服务能够提供丰富的位置感知服务，我们认为蓝牙技术在物联网赋能方面具有关键作用，并能够提供独特的价值主张——开放的标准、低能耗、低成本、高普及率、可扩展性等。这使蓝牙技术成为大多数位置服务和物联网服务的首选技术。

　　LoRa

　　LoRa是低功耗广域网络的一种成熟通信技术，主要采用的是窄带扩频技术，抗干扰能力强，一定程度上奠定了LoRa技术的远距离和低功耗性能。

　　在过去这几年的发展中，LoRa产业发展趋势是越来越好，相关产品与应用也越来越丰富，LoRa技术可以在很多场景中实现灵活和多样化的应用。

　　LoRa也因其功耗低，传输距离远，组网灵活等诸多特性与物联网碎片化、低成本、大连接的需求十分契合，因此被广泛布署在智慧社区、智能家居和楼宇、智能仪表、智慧农业、智能物流等多个垂直行业，前景广阔。

　　航飞光电超融蓝牙+LoRa全无线人员定位系统

　　实现全局可视化定位管理，定位信号全区域覆盖。

　　准确记录人员的到岗情况，实时统计并记录人员的位置信息、区域内人员数量等，提高安全管理水平。并对人员位置、作业工种、隶属单位进行区分，便于识别管理

　　对危险区域及特殊区域划定电子围栏，对非法访问区域进行权限设置，一旦超员、滞留、静止、越权访问，系统立即告警，保障人员及区域安全。

　　实时记录并存储现场作业人员的行为轨迹，为数据分析提供有效的信息支持。

　　将人员位置信息与视频监控进行联动，在系统触发告警时自动切换至视频界面。便于及时处理问题与事故。

　　通过一键报警功能，人员在发生危险时可及时发送求救信息，管理人员能及时发现求救人员的实时位置，采取及时、有效的应急措施，降低危害程度。

　　蓝牙位置服务设备将在未来五年内出现反弹并呈上升趋势



　　新冠疫情的爆发和由此引发的出行和工作限制导致了短期内蓝牙位置服务的部署量出现了25%左右的下降。然而，由于市场对资产追踪和室内定位用例仍持续抱有兴趣，行业预计蓝牙位置服务部署量将在2021年底前实现反弹，并从现在起到2025年实现32%复合年增长率。此外，预计至2025年，蓝牙医疗位置服务的部署量将增长5倍，蓝牙实时定位系统(RTLS)部署量将达到516,000件。

　　具体来说，到2025年，蓝牙实时资产追踪用例的部署量将会达到51.6万;室内位置服务的部署量将会增长2倍;蓝牙医疗位置服务解决方案将增长5倍左右，达到38万。另外，“智能手机即数字钥匙”，现在人们已经非常能接受手机作为数字钱包的支付方式，智能手机将继续扩展其在日常生活当中的作用。

　　在谈及与UWB技术在定位方面的差异时，有专业人士表示，UWB技术确实能够提供厘米级精度的位置服务解决方案，但实现这一精度的价格成本非常之高，而且很多应用其实并不需要厘米级的定位精度。大多数客户所需要的，其实是既可以为某些特定用例提供所需要的准确性，也可以为其他通用解决方案提供一定的成本优势，而蓝牙技术所提供的室内定位解决方案，就为开发人员提供了实现这些用例的灵活性，兼具精确性和成本优势。

　　

       3月5日，李克强总理在全国人民代表大会上做政府工作报告，进一步明确新型基础设施建设(“新基建”)的至关重要性。他提出要在“十四五”时期统筹推进传统基础设施和新型基础设施建设，并加快数字经济、数字社会、数字政府等方面的建设水平。《“十四五”规划纲要(草案)》也提出，要“打造系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的现代化基础设施体系”。

　　2020年李克强总理在《政府工作报告》中首次提出“两新一重”的概念，要求加大新型基础设施、新型城镇化以及交通、能源、水利等重大工程的建设。在“两新一重”中，基于5G、物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术的“新基建”备受关注。

　　“新基建”指新一代信息网络、5G基站、新能源汽车充电桩等，旨在激发新消费需求和助力产业升级。



　　李克强总理在2021年《政府工作报告》指出，要继续支持建设信息网络等新型基础设施，发展现代物流体系，进一步明确了政府在“新基建”领域的投资重心和发展方向。他还提出2021年的重点工作之一是扩大有效投资，特别是推进“两新一重”建设。

　　“新基建”对于我们意味着什么?

　　同交通路网(“铁公基”)、水利、能源等传统基础设施相比，“新基建”主要是以互联网、新能源和新一代信息技术为主要应用场景，将会给企业生产经营、居民生活、政府治理和社会运行带来值得关注的改变。《“十四五”规划纲要(草案)》强调，“围绕强化数字转型、智能升级、融合创新支撑，布局建设信息基础设施、融合基础设施、创新基础设施等新型基础设施。”

　　“新基建”将使工业互联网加速发展和普及，推动企业产业链现代化，加速企业科技创新。

　　新一代信息网络将使企业内部和企业之间的业务协同进一步加速推进，并为企业带来更多业务模式创新的契机。以近些年来日趋流行的直播带货为例，基于5G的直播将大大降低掉线、时滞、失真等问题，让企业可以在生产车间就能够直接面向消费者营销，并反过来推动整个业务流程和产业链的升级创新。

　　“新基建”将使人与人之间的沟通和协作更加无缝高效，将使人们的生活和工作更加智能化和自动化，并使远程医疗、远程教育、远程办公等许多应用场景日趋成熟和普及。新能源汽车的日趋普及和便捷充电，将为中国实现碳中和及碳达峰的宏伟目标做出巨大贡献，也将进一步降低人们使用汽车的成本。

　　《“十四五”规划纲要(草案)》指出，要在“十四五”时期将5G网络的用户普及率提高到56%。新一代信息网络将创造许多全新的消费场景，提升消费者的消费体验，并为扩大内需和构建国内大循环提供基础。与此同时，车联网和物联网的发展，也会推动无人驾驶等技术的推广，进一步丰富人们的出行选择。

　　对于乡村振兴而言，“新基建”将使更多农村可以实现高质量的互联互通，一方面加快推动直播电商等新兴业态在农村地区的发展，推动农业现代化，助力广大农户增收致富;另一方面，也会有利于加快农村消费升级，使更多农村居民享受丰富便捷高效的消费体验。

　　此外，“新基建”将重构数字政府和数字社会，并进一步加速我国全方位的数字化转型，使数字中国呼之欲出。“新基建”将为数字政府建设带来更多可能，使政务服务进一步朝着可及、便民、高效、公平等方向发展。与此同时，全社会的数字化水平都将因为“新基建”的加速推广和普及而得到显著提升，进一步弥合数字鸿沟并使数字普惠水平稳步提升。



　　如何加快推进“新基建”?

　　“新基建”属于基础设施，也存在一般公共产品所具备的公共属性，因此政府在“新基建”中应该承担主要角色。基础设施一般都存在建设周期长、投资规模大、回报周期长、未来预期不确定性大等特征，这使其往往面临投资不足和运营不善等问题。如果没有来自政府的强力支持，“新基建”很难实现突破并可持续发展。为此，各级政府要加大对“新基建”的投入力度和政策扶持，使其能够快速高效推进。

　　尽管政府在“新基建”中不可或缺，但是要尽可能开门共建“新基建”，吸引更多社会资本进入这些领域。《“十四五”规划纲要(草案)》明确要“发挥市场主导作用，打通多元化投资渠道，构建新型基础设施标准体系”。特别是考虑到减税降费、疫情防控和经济下行等因素，使政府财政收入增幅收窄，政府能够投入“新基建”的财力有限，亟待通过政策创新来撬动社会资本为“新基建”提供多元资金来源。

　　和传统基础设施相比，企业特别是互联网平台企业在“新基建”的建设和运营过程中有明显优势，也有强烈的积极性，因此应该更多发挥这些龙头企业的作用。今年《政府工作报告》要求简化投资审批程序，推进实施企业投资项目承诺制。与此同时，要完善支持社会资本参与的各项政策，破除妨碍民间投资进入“新基建”的各种藩篱和壁垒，让社会资本能够进入更多领域并发展起来和有所作为。

　　目前“新基建”的相关领域向社会资本开放了，但是显性门槛的破除并不意味着隐性壁垒的消除。比如，一些地区仍然通过行政审批等方式设置了“拦路虎”，看得见的门却有看不见的槛，使民间投资难以真正进入“新基建”领域。因此，要真正深化“放管服”改革并破除隐性壁垒，使民间投资可以获得投资运营“新基建”的同等待遇，为“新基建”的投资和运营提供更多选择。

　　与此同时，“新基建”的跨地区辐射力较强，各地各自为政去建设会导致严重浪费。比如大数据中心完全可以集中在自然条件优越的少数地区建设，而不必各地纷纷上马建设小规模的大数据中心。再如，服务于新能源汽车的充电桩、换电站应尽可能做到标准先行和即插即用，避免各自为政导致的资源浪费和使用不便。因此，要加强中央的顶层设计和统筹布局，强化跨区域的协同推进，避免“新基建”的重复建设和低效运营，尽可能实现“新基建”在更大范围内的共享共用。

　　“新基建”既涉及建设全新的各类信息基础设施，也涉及传统基础设施的数字化改造。以城市停车难题为例，各地纷纷建设新型多层智能停车场，但是更主要的是如何盘活和改造既有的各类停车场，使分散的停车空间能够通过车联网和物联网汇聚在一起，高效利用停车空间并使人们便捷停车。因此，“新基建”要注重同新型城镇化相结合，特别是加强老旧小区以及交通、能源和市政基础设施的数字化改造。

　　十九届五中全会提出，我们未来仍将处于重要战略机遇期。因此，在“新基建”的推进过程中，要抓住来之不易的重要机遇，推动中国自主品牌的技术创新和应用。这既有利于进一步保障关键基础设施的数字安全，将数字安全的主导权掌握在自己手中，也有助于推进数字技术创新，突破中国在关键核心技术方面的“卡脖子”问题。比如，通信、导航和遥感领域可以进一步推动北斗系统的应用。在目前的数字化转型过程中，我国还存在一些值得注意的发展瓶颈。“新基建”为中国实现数字技术跃迁提供了契机，要善于在技术突围中抓住数字化发展的新契机，实现数字化转型的弯道超车。

　　文章选自澎湃新闻 作者马亮

　　(作者马亮为中国人民大学国家发展与战略研究院研究员、公共管理学院教授，研究方向：政府创新、数字治理与绩效管理，出版《目标治国：官员问责、绩效差距与政府行为》、《公共治理的向度》等著作。)

  如今处于物联网时代，随着物联网的快速发展，无线通信技术也得以迈步发展，在物联网网络层的多种连接技术里，不仅需要速率和稳定性更高的5G技术，也需要低功耗、远距离、大连接的LPWAN（Low－PowerWide－AreaNetwork，低功耗广域网络）技术。



  其中，LoRaWAN以其独特的灵活性脱颖而出，得到物联网界的认可。提到LoRaWAN，就不得不提到LoRa，LoRa是LoRaWan的一个子集，属于物理层的一种调制技术，采用线性调制扩频的方式，能显著提高接收灵敏度，实现了比其它调制方式更远的通信距离。LoRa作为LPWAN主流技术之一，正在赋能智慧城市中的物联网转型。

LoRa：易于建设和部署的低功耗广域物联技术

      LoRa的名字是远距离无线电（LongRangeRadio），作为一种线性调频扩频的调制技术，最早由法国几位年轻人创立的一家创业公司Cycleo推出，2012年Semtech收购了这家公司，并将这一调制技术封装到芯片中，基于LoRa技术开发出一整套LoRa通信芯片解决方案，包括用于网关和终端上不同款的LoRa芯片，开启了LoRa芯片产品化之路。

不过，仅仅一个基于LoRa调制技术的收发芯片还远不足以撬动广阔的物联网市场，在此后的发展历程中，由于多家厂商发起的LoRa联盟，以及推出不断迭代的LoRaWAN规范，催生出一个全球数百家厂商支持的广域组网标准体系，从而形成广泛的产业生态。推动这一生态的相关技术标准、产品设计、应用案例等都是多个厂商共同参与的过程，这些也是形成目前庞大产业生态更为关键的元素，而它们并不属于Semtech单个公司所有，比如LoRaWAN规范是一个全球多个厂商共同参与的开放标准，任何组织或个人都可以根据这一规范进行产品开发和网络部署。

  相较于大多数的网络采用网状拓朴，易于不断扩张网络规模，但缺点在于使用各种不相关的节点转发消息，路由迂回，增加了系统复杂性和总功耗。LoRa采用星状拓朴（TMD组网方式），网关星状连接终端节点，但终端节点并不绑定唯一网关，相反，终端节点的上行数据可发送给多个网关。理论上来说，用户可以通过Mesh、点对点或者星形的网络协议和架构实现灵活组网。



LoRa网络构架

        LoRa主要在全球免费频段运行（即非授权频段），包括433、868、915MHz等。LoRa网络构架由终端节点、网关、网络服务器和应用服务器四部分组成，应用数据可双向传输。

        LoRa是创建长距离通讯连接的物理层或无线调制，相较于传统的FSK技术以及稳定性和安全性不足的短距离射频技术，LoRa基于CSS调制技术（ChirpSpreadSpectrum）在保持低功耗的同时极大地增加了通讯范围，且CSS技术数十年已经广受军事和空间通讯所采用，具有传输距离远、抗干扰性强等特点。

此外，LoRa技术不需要建设基站，一个网关便可控制较多设备，并且布网方式较为灵活，可大幅度降低建设成本。

        LoRa因其功耗低，传输距离远，组网灵活等诸多特性与物联网碎片化、低成本、大连接的需求十分的契合，因此被广泛部署在智慧社区、智能家居和楼宇、智能表计、智慧农业、智能物流等多个垂直行业，前景广阔。

LoRa的特性总结

传输距离：城镇可达2-5Km，郊区可达15Km。

工作频率：ISM频段包括433、868、915MH等。

标准：IEEE802.15.4g。

调制方式：基于扩频技术，线性调制扩频（CSS）的一个变种，具有前向纠错（FEC）能力，semtech公司私有专利技术。

容量：一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。

电池寿命：长达10年。

安全：AES128加密。

传输速率：几百到几十Kbps，速率越低传输距离越长，这很像一个人挑东西，挑的多走不太远，少了可以走远。



LoRa发展现状

  大约从2014年起，国内首批企业开始研发LoRa相关产品，至今经过5年的时间，LoRa已经从一个小范围使用的小无线技术成长为物联网领域无人不晓的事实标准。

       2019年年初，工信部无线电管理局发布《微功率短距离无线电发射设备技术要求（征求意见稿）》的意见，其中提到了470-510MHz频段的使用允许用于无线传声器，明确用于传送声音的无线电设备，而非数据；同时强调“限单频点使用，不能用于组网应用”。一封针对LoRa组网应用的征求意见稿受到行业人士的广泛关注，使得LoRa网络在国内的发展一度面临困境。

  最终，在产业各界人士的努力下，工信部的规定没有明确指出不能组网，而是表示可以做局域网，对具体应用也解除了限制，从而解决了LoRa在国内发展的不确定性问题。另一方面，随着几大互联网巨头腾讯、谷歌以及阿里相继加入LoRa联盟，为LoRa的生态圈引入了强援，一起应对LoRa发展过程中所面临的难题。

  科技巨头纷纷入局LoRa、加入LoRa联盟，可以看出各企业都希望借助LoRa这个切入点来确立自身在物联网和产业互联网领域的地位。阿里和腾讯两大互联网巨头将LoRa作为其物联网布局的重要入口，主推的LinkWAN平台和TTN平台对于产业链上下游的带动作用非常明显。另外，铁塔、联通以及广电等群体也开始针对LoRa产业进行布局，进一步促进其在各行业应用的落地。

  从目前的市场结构看，国内已有上千家企业参与到LoRa产业生态中，呈现出大中小型企业、传统企业与互联网企业共同参与的格局。国内提供给LoRa发展的产业大环境不断向好，LoRa联盟自身力量也在不断壮大。

  据资料了解，2018年国内LoRa芯片出货量达到数千万片，其中，模组和表计厂商占据大部分采购份额，基站厂商采购量位居其次。除此之外，国内还有大量分散的模组、终端厂商也会直接采购LoRa芯片，虽然都是小批量，但加起来规模还算可观。

  对于大部分模组、终端、系统和应用厂商来说，它们对于各种技术是中立的，选择何种技术路线大部分是一种纯市场化行为。LoRa芯片是支持整个产业的重要底层元器件，但整个产业结构的形成还要靠多种力量共同努力，这种力量在国内已经形成。LoRa相关产品灵活性较强已成业界共识，不仅仅在于能够在各种环境下自主部署网络，还在于各类开发者能够选择多个平台，快速得到开发支持。

  近一年来，LoRa在智慧城市、智能园区、智慧建筑、智慧安防等垂直领域也有了大量落地的行业应用。