近年來(lái),國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,不僅是國(guó)家投資力度不斷加大,更是因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷迭代更新以及新應(yīng)用的不斷規(guī)模普及。
日前,第九屆EEVIA年度中國(guó)電子ICT媒體論壇暨2021產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)在深圳舉辦。會(huì)上,ADI、英飛凌、艾邁斯歐司朗、賽靈思、NI、伏達(dá)等半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)家分享了對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展最新認(rèn)識(shí)和看法。
而工業(yè)4.0、三代半、自動(dòng)駕駛光學(xué)和測(cè)試以及快充等半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用成為了大家聚焦的重點(diǎn)。
ADI:增強(qiáng)連接,邁向工業(yè)4.0
在各國(guó)工業(yè)智能化政策的推動(dòng)下,工業(yè)領(lǐng)域正在催生出對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大需求。根據(jù)ADI的數(shù)據(jù)顯示,2020年,ADI的整體收入達(dá)到56億美元,其中有53%來(lái)自于工業(yè)產(chǎn)品,可見(jiàn)工業(yè)對(duì)ADI這類(lèi)型的半導(dǎo)體廠商來(lái)說(shuō)十分重要。
事實(shí)上,如今隨著AI在工業(yè)領(lǐng)域的大量使用,各類(lèi)連接節(jié)點(diǎn)的布建、數(shù)據(jù)的收集以及后續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)的分析就變得越來(lái)越重要。
ADI中國(guó)區(qū)工業(yè)市場(chǎng)總監(jiān)蔡振宇表示:“加強(qiáng)數(shù)據(jù)的分析能力,這是現(xiàn)在的主流趨勢(shì),比如人工智能、大數(shù)據(jù),或者機(jī)器學(xué)習(xí)會(huì)互相結(jié)合起來(lái)。拿到數(shù)據(jù)分析以后,就可以對(duì)工廠做一些優(yōu)化改進(jìn)。”
比如說(shuō),一個(gè)電機(jī),在什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下最好、效率最高。其原本效率可能只有80%,通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整負(fù)載狀況,可以調(diào)高到90%或者95%,將整體效率提高。“這就是數(shù)據(jù)分析帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。”蔡振宇說(shuō)道。
當(dāng)然,這一過(guò)程里最核心的是要拿到大量的數(shù)據(jù),這就需要足夠的連接節(jié)點(diǎn)布建。連接是工業(yè)4.0第一步也是最重要的工作,而在目前階段,提升連接的質(zhì)量和能力也至關(guān)重要。
鑒于此,ADI在各個(gè)環(huán)節(jié)都有很強(qiáng)的技術(shù)布局并提出了“增強(qiáng)連接,邁向工業(yè)4.0”的概念。
英飛凌:第三代半導(dǎo)體助力碳達(dá)峰
2018年,特斯拉在發(fā)布它的Model 3的時(shí)候,開(kāi)始在汽車(chē)上用碳化硅作為它里面逆變器器件,從后面的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,這一事件引爆第三代半導(dǎo)體。
一直到今年國(guó)家把第三代半導(dǎo)體寫(xiě)入十四五規(guī)劃以及提出碳達(dá)峰、碳中和的概念,再度讓產(chǎn)業(yè)沸騰。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全球每年消耗的能量為16萬(wàn)TWH,相當(dāng)于160萬(wàn)億度電的能量。低碳減排已成為當(dāng)前世界各國(guó)集體推進(jìn)的共同目標(biāo)。
如果能在發(fā)電的過(guò)程中,把這碳排放減少的話,就能夠?yàn)樘歼_(dá)峰、為減排做出很重要的貢獻(xiàn)。作為功率半導(dǎo)體元器件領(lǐng)域的主要參與者,英飛凌專(zhuān)注的領(lǐng)域也是這部分,英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)程文濤表示,“我們希望作出自己的貢獻(xiàn)。”
英飛凌參與的領(lǐng)域是在整個(gè)能源轉(zhuǎn)換的鏈條里面,比如風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電,英飛凌的產(chǎn)品在這個(gè)領(lǐng)域的市占率非常高,在電力傳輸這個(gè)領(lǐng)域,也是參與度非常高。
“英飛凌主要通過(guò)開(kāi)關(guān)器件等產(chǎn)品參與到電力系統(tǒng)的整體效能提升上來(lái),從能量的產(chǎn)生一直到消費(fèi)到用電部分,全面賦能節(jié)能減排。”程文濤說(shuō)道。
事實(shí)上,英飛凌如今在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)已十分全面,無(wú)論是SiC還是GaN,都已經(jīng)充分具備商用的實(shí)力,且技術(shù)性能上領(lǐng)先業(yè)界甚遠(yuǎn)。
程文濤表示:“英飛凌的碳化硅采用的是溝槽式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)解決了大多數(shù)功率開(kāi)關(guān)器件可靠性的問(wèn)題,能夠在導(dǎo)通損耗和長(zhǎng)期可靠性上取得平衡,助力碳達(dá)峰、碳中和。”
艾邁斯歐司朗:光學(xué)賦能智能駕駛
隨著汽車(chē)智能化的加速,越來(lái)越多的半導(dǎo)體廠商將目光聚焦在這一領(lǐng)域。
今年3月,艾邁斯正式完成收購(gòu)歐司朗,將業(yè)務(wù)觸角延伸至照明領(lǐng)域,并結(jié)合消費(fèi)電子、工業(yè)與醫(yī)療以及汽車(chē)共同構(gòu)建了四大支柱業(yè)務(wù)。通過(guò)對(duì)傳感、光源和可視化的整合,艾邁斯歐司朗儼然成為了全球光學(xué)解決方案的巨頭,其年?duì)I收接近60億美元。
以汽車(chē)激光雷達(dá)為例,艾邁斯歐司朗市場(chǎng)與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)金安敏表示:“未來(lái)智能汽車(chē)真正要實(shí)現(xiàn)L4、L5的自動(dòng)駕駛,肯定是要用到激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和車(chē)載攝像頭的結(jié)合,即多傳感器融合。不過(guò)目前激光雷達(dá)并沒(méi)有做到成本足夠低,沒(méi)有足夠多的車(chē)去裝激光雷達(dá)。”
激光雷達(dá)成本不降下來(lái),就沒(méi)法大規(guī)模使用,因?yàn)橄M(fèi)者不可能為此花很大價(jià)錢(qián)。艾邁斯歐司朗認(rèn)為,在接下來(lái)兩年,降成本可能是會(huì)出乎意料地實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樗南到y(tǒng),主要的部件還是半導(dǎo)體部件,半導(dǎo)體部件核心就是量上去了,成本就會(huì)下來(lái)。
當(dāng)然,未來(lái)智能汽車(chē)還會(huì)在大燈、座艙氛圍燈很多領(lǐng)域用到更智慧的照明系統(tǒng),這也是艾邁斯收購(gòu)歐司朗的原因。這類(lèi)以光學(xué)半導(dǎo)體技術(shù)為核心應(yīng)用將為艾邁斯歐司朗貢獻(xiàn)巨額營(yíng)收。
NI:平臺(tái)化測(cè)試方案助力自動(dòng)駕駛
隨著智能汽車(chē)的不斷普及,消費(fèi)者對(duì)自動(dòng)駕駛興趣日益濃厚,車(chē)廠和tier1廠商都在積極布局自動(dòng)駕駛技術(shù)。在自動(dòng)駕駛話題熱度的攀升背景下,如何加快測(cè)試速度以及節(jié)約測(cè)試成本等問(wèn)題也成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。
NI資深汽車(chē)行業(yè)客戶經(jīng)理郭堉表示:“從L2到L3再到更高級(jí)別的L4,所需要測(cè)試的場(chǎng)景數(shù)量呈幾何倍數(shù)的增長(zhǎng),復(fù)雜性也隨之增加。這正是自動(dòng)駕駛測(cè)試挑戰(zhàn)大的根源。”
事實(shí)上,隨著汽車(chē)復(fù)雜度的增加,汽車(chē)測(cè)試的成本隨之增加,但電動(dòng)車(chē)/新能源汽車(chē)的價(jià)格逐漸下降。郭堉認(rèn)為,“如果不改變傳統(tǒng)的測(cè)試策略,可能會(huì)達(dá)不到預(yù)期的盈利目標(biāo)。”
自動(dòng)駕駛測(cè)試大致可以分為三大部分:道路信息,傳感器數(shù)據(jù)采集;數(shù)字孿生與仿真測(cè)試;硬件在環(huán)HIL。其中,數(shù)字孿生與仿真測(cè)試是最核心的。NI的平臺(tái)化測(cè)試方案,可以充分去應(yīng)對(duì)無(wú)線的自動(dòng)化駕駛場(chǎng)景。
首先,通過(guò)傳感器、攝像頭等在道路上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。將激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、IMU和GPS采集到的數(shù)據(jù),進(jìn)行融合。這個(gè)過(guò)程中難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)的同步。NI以PXI為基礎(chǔ)的采集系統(tǒng),一個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)一個(gè)板卡,確保了了數(shù)據(jù)同步的問(wèn)題。同時(shí),測(cè)試系統(tǒng)的集成度高,可擴(kuò)展性強(qiáng),還能應(yīng)對(duì)未來(lái)車(chē)上安裝更多傳感器/攝像頭的測(cè)試需求。
其次,通過(guò)monoDrive的工具進(jìn)行數(shù)字孿生,重構(gòu)一個(gè)高保真度的場(chǎng)景。monoDrive可以把樹(shù)葉、欄桿、地面上的標(biāo)志圖形完整地復(fù)現(xiàn)出來(lái),還原度非常高。
最后,硬件在環(huán)HIL仿真技術(shù)可以使用NI PXI實(shí)時(shí)控制器運(yùn)行仿真模型來(lái)模擬受控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài),配合NI FPGA模塊可適應(yīng)更高動(dòng)態(tài)特性及更高精度的模型應(yīng)用需求。NI硬件在環(huán)測(cè)試平臺(tái)具有開(kāi)放的軟硬件技術(shù)架構(gòu),可以減少工程師的開(kāi)發(fā)時(shí)間、成本和風(fēng)險(xiǎn)。
Qorvo:UWB技術(shù)的前景廣闊
2021年4月,蘋(píng)果公司在AirTag產(chǎn)品中運(yùn)用UWB,將這一可幫助用戶精準(zhǔn)找物的技術(shù)帶火。據(jù)了解,UWB實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位、毫秒級(jí)延時(shí)、可靠度特別高、功耗較低、安全性高等五大優(yōu)點(diǎn)。
Qorvo中國(guó)區(qū)移動(dòng)事業(yè)部銷(xiāo)售總監(jiān)江雄介紹說(shuō):“在尋物方案中,如果是藍(lán)牙方案,當(dāng)物品丟失時(shí),系統(tǒng)能告訴你它大概在某個(gè)房間,而UWB方案可以告訴你,它在廚房的第二個(gè)柜臺(tái)上。”
UWB是怎么工作的呢?當(dāng)一個(gè)射頻信號(hào)源發(fā)出信號(hào)以后,接收源會(huì)第一時(shí)間收到直線距離到達(dá)的信號(hào),通過(guò)接收的時(shí)間戳可計(jì)算信號(hào)飛行距離。即便屋內(nèi)有很多的反射,反射后有互相的干擾,且有時(shí)反射后的信號(hào)還會(huì)增強(qiáng),但對(duì)UWB來(lái)說(shuō)所有的反射都可忽略不計(jì),它能直接接收、分辨出最先到達(dá)的信號(hào)。此外,它還可以通過(guò)到達(dá)相位差、計(jì)算出角度差、最后通過(guò)距離和角度,來(lái)定位出接收端的目標(biāo)在什么位置。
據(jù)江雄介紹,Qorvo從2013年就開(kāi)始做UWB,目前,在工業(yè)領(lǐng)域大約有40個(gè)不同的垂直市場(chǎng)在使用UWB技術(shù),包括礦山、公安系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、工廠等應(yīng)用場(chǎng)景。在標(biāo)準(zhǔn)方面,目前已經(jīng)通過(guò)了IEEE 802.15.4a/z、歐洲汽車(chē)聯(lián)盟CCC的標(biāo)準(zhǔn)、UWB生態(tài)聯(lián)盟Fira的標(biāo)準(zhǔn)等等。
實(shí)際上,除了蘋(píng)果AirTag,UWB技術(shù)還可以應(yīng)用在很多場(chǎng)景中。
例如小米、OPPO的“一鍵連”“一指連”,通過(guò)手機(jī)去操控屋內(nèi)的的智能電器;博物館室內(nèi)導(dǎo)航應(yīng)用,使用者走到不同的展品處,可以聽(tīng)對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音講解,UWB可以做類(lèi)似功能,走到哪里就會(huì)有標(biāo)簽自動(dòng)定位播放,且非常精準(zhǔn)、不錯(cuò)位;此外,還有數(shù)據(jù)服務(wù),利用其傳輸速率高達(dá)27M bps、延時(shí)短的特性,可以做數(shù)據(jù)的傳輸。比如VR應(yīng)用、手機(jī)對(duì)手機(jī)/耳機(jī)/AR等新應(yīng)用。
安謀科技:為新計(jì)算時(shí)代打造大計(jì)算平臺(tái)
如今,隨著應(yīng)用場(chǎng)景的漸趨多樣化、摩爾定律的減緩以及更高的流片成本以及更長(zhǎng)的生產(chǎn)周期,種種變化給予芯片廠商更多的挑戰(zhàn)。
在此情況下,芯片設(shè)計(jì)廠商都希望IP廠商提供的架構(gòu)不僅能覆蓋當(dāng)前引用,還能支持以后的應(yīng)用,也就是希望聲明周期邊長(zhǎng)。
安謀科技高級(jí)FAE經(jīng)理鄒偉認(rèn)為:“這樣的條件對(duì)IP的要求其實(shí)是非常高的。我們希望通過(guò)架構(gòu)、設(shè)計(jì)、IP來(lái)應(yīng)對(duì)這些客戶遇到的挑戰(zhàn)。”
為此,自2011年推出Armv8之后,2021年,作為全球計(jì)算架構(gòu)領(lǐng)域的領(lǐng)軍者的Arm,正式推出了Armv9。10年中,Arm的設(shè)備無(wú)處不在,據(jù)官方統(tǒng)計(jì)如今基于Arm設(shè)備出貨已經(jīng)達(dá)到1800億,涵蓋在各行各業(yè)每一個(gè)角落,甚至每一個(gè)地方。
雖然推出了Armv9,但鄒偉表示:“最新的架構(gòu)最重要的能力就是兼容Armv8,,同時(shí)Arm引入了三個(gè)主要的方面:機(jī)器學(xué)習(xí),更真實(shí)的信號(hào)處理以及安全性。Armv9推出之后,近兩年內(nèi)還能繼續(xù)提升30%左右的性能。”
這也是安謀科技的訴求,即在新計(jì)算時(shí)代打造大計(jì)算平臺(tái)為客戶賦能。
伏達(dá)半導(dǎo)體:充電應(yīng)該更自由
無(wú)線充電在消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)活躍多年,如今已經(jīng)走到3.0時(shí)代,并逐漸演進(jìn)出兩條賽道。
其一是如何讓無(wú)線充電更快,比如市面上已經(jīng)存在從20W到80W的產(chǎn)品;另外一個(gè)是讓無(wú)線充電更自由,目前消費(fèi)者接觸的無(wú)線充電還停留在比較初級(jí)階段,屬于隨放隨充,接下來(lái)還會(huì)往邊走邊充的方向發(fā)展。
除此之外,伏達(dá)半導(dǎo)體無(wú)線充電事業(yè)部副總裁李锃表示:“我們?cè)谧黾夹g(shù)研發(fā)的過(guò)程中,也出現(xiàn)了很多有趣的設(shè)備,可能耳機(jī)、手表都可以放在一起充電的應(yīng)用。除了上述兩條跑道外,無(wú)線充電的生態(tài)也在發(fā)展,除了家居、車(chē)載,包括中間自拍的補(bǔ)光燈,都是無(wú)線充電,還有鬧鐘和音響都可以集成無(wú)線充電,所以整個(gè)生態(tài)正飛速發(fā)展。”
為此,伏達(dá)半導(dǎo)體投入了很多人力和物力,一直在研發(fā),目的就是讓充電更自由。