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《電子技術應用》
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第十屆EEVIA年度媒體論壇:硬科技“起飛”,半導體廠商準備好了嗎?

2022-11-11
來源:電子技術應用

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   近日,由電子行業資深咨詢公司易維訊(EEVIA)舉辦的“第十屆EEVIA年度中國硬科技媒體論壇暨產業鏈研創趨勢展望研討會”在深圳舉行。來自英飛凌、兆易創新、Imagination、ADI、加賀富儀艾、Omdia的多位技術專家和高管們匯聚一堂,為大家帶來關于汽車、芯片、物聯網、碳中和、數字化等領域的最新硬科技解讀,同時展望半導體行業新一輪發展趨勢。


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易維訊信息咨詢有限公司創始人Melody Zhao致開場詞


   英飛凌安全互聯系統事業部,汽車級WiFi/BT及安全產品應用市場管理經理楊大穩先生帶來了《英飛凌賦能未來汽車低碳化和數字化發展》主題演講。他指出,在全新電子電氣架構趨勢下的汽車平臺設計中,特別是新能源車領域,英飛凌會從核心部件——碳化硅,協助支持汽車的低碳化、零排放,同時,會在智能座艙相關的產品上為用戶提供更高的舒適度,實現汽車數字化。


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英飛凌安全互聯系統事業部,汽車級WiFi/BT及安全產品應用市場管理經理楊大穩


   楊大穩指出,2022年,國有品牌汽車占據中國市場近一半的份額,其中最大的驅動力來自于新能源車和電動車。伴隨著能源危機,特別是汽油價格的增長,以及碳排放的要求,從2022年至2035年,電動車將迎來一個飛速發展期。英飛凌會提供最核心的兩大類相關產品布局,一類關注汽車核心驅動,另一類關注汽車本身的數字化。對于前者,英飛凌提供的是碳化硅產品,并且已經對此做了超前部署,從上游原材料到自身產能都做了極大擴充,也對未來技術投資做好了長遠規劃。一是與上游廠商確定戰略關系。確保未來碳化硅材料可以獲得穩定供應,從而保證產出,繼而保證能夠為市場提供穩定的貨源。二是加大自身現有工廠的碳化硅生產產線。包括6英寸、8英寸、12英寸所有產線完全投產,以及在馬來西亞增加顯著產能。三是公司本身也會持續性地在碳化硅領域進行投資。通過不斷地根據電動車市場的需求開發新一代的碳化硅產品,來提升碳化硅更高的性能。


   在楊大穩看來,汽車的數字化是一個籠統的概念。未來汽車的數字化,跟用戶對汽車的體驗是息息相關的,會呈現自動駕駛、座艙智能化的趨勢,這些趨勢也將從嗅覺、感知、聽覺等多方面為用戶帶來更優越、更豐富的駕駛體驗。智能座艙可以分為四大部分:第一是高級的人機界面,可以支持通過語言、手勢、觸控等進行互動;第二是安全的互聯;第三是高級的音箱系統;第四是ADAS。楊大穩指出,英飛凌在這幾方面都會提供對應的解決方案。


   兆易創新電源產品部市場總監馮忠河先生帶來了《發力電源管理,兆易創新打造系統級產品組合》主題演講。他強調,兆易創新將持續秉持“使命必達、持續創新”的理念,不斷完善和豐富產品布局,持續加大研發投入。同時,將節能環保的概念融入產品設計環節之中,致力于發展高性能、低功耗的綠色產品,成為產業發展的“發動機”,與行業共繪綠色“芯”新主張。


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兆易創新電源產品部市場總監馮忠河

   

   馮忠河指出,據第三方行業調研機構預測數據,2021年模擬芯片產業整個體量達到728億美元,年增長率超過了30%,僅次于存儲和OSD的器件,增長非常巨大。2022年還會持續增長,預計達到790億美元。在如此大的市場中,模擬器件細分品類眾多,兆易創新目前的主要發力點集中在電源類芯片布局上。據Yole 2021年數據,電源類芯片2021年的體量接近250億美元,是模擬芯片的三分之一,市場潛力巨大,其中PMIC和DC-DC芯片規模最大。但隨著便攜式產品和新能源的快速發展,電池管理芯片的需求也在迅速增長,預計五年內將達到和DC-DC同一體量的水平。

   馮忠河表示,兆易創新目前的電源產品線主要分為四大類:一是高性能電源。主要以通用的DC-DC和LDO為主,應用在網通、工業、安防等領域;二電機驅動。當下,從家電到工業智能機器人,再到汽車,都會用到驅動產品。配合MCU,可以搭載一個系統解決方案提供給客戶;三是專用的電源芯片。主要是應用于TWS耳機和可穿戴設備;四是電池管理產品線,目前主要以通用的充電芯片為主。

   據介紹,從2019年開始,兆易創新就已啟動電源類產品布局。2021年4月,首顆電源管理TWS耳機專用的芯片正式量產。同年6月,首顆馬達驅動產品 GD30DR8306 量產。同年11月,首款超低噪聲LDO GD30LD330x正式上市。2022年5月,多款charger量產。

   據介紹,兆易創新目前主推的產品和應用方向有以下5個:

   1.GD30LD3300/3301是線性電源產品,其支持最大3A的輸出電流,具有出色的精度和噪聲性能,主要應用于通信、工業、物聯網等多個領域。

   2.GD30WS系列PMIC主要應用于可穿戴產品和TWS耳機系列,目前主要三款產品,GD30WS8662是一款456mA的線性充電管理芯片,在shipping mode下,靜態電流只有200nA,主要用于可穿戴的手環、手表、耳機;GD30WS8805是一款支持1.2A充電,600mA放電的的開關型電池管理芯片,是用于耳機倉的專用SOC芯片;GD30WS8815是8805的加強版,充電電流擴大到1.5A,放電電流擴大到1A。

   3.GD30SP系列是集成了過壓、過流和過溫保護的芯片,其最大優點是輸入電壓高,可以支持30伏,過壓范圍可以在4.5到15伏之間調整,應用與很多便攜式產品和12V輸入的通用產品上,作為前端的保護芯片。

   4.GD30DR系列是馬達驅動的產品,目前主要有三款產品,有兩顆是單預驅控制芯片GD30DR8306/8304,還有一顆GD30DR8413是集成了Mosfet的預驅控制芯片。

   5.GD30BC系列是電池管理產品,現在有三顆產品GD30BC2416、GD30BC2501、GD30BC2502,整體覆蓋了1到6節電池應用。

   會上,馮忠河通過展示掃地機器人的解決方案,闡述了兆易創新如何實現為客戶提供多產品化的半導體系統解決方案。

   他在最后強調,兆易創新還在不斷完善工具的生態鏈,希望提供更好的服務,為客戶創造更大價值。質量是產品保障的基石,兆易創新會將可靠性管理理念貫穿設計、生產測試,到售后服務的全過程,致力于為全球客戶提供高質量產品。


   Imagination產品市場高級經理黃音女士帶來了《30年積淀,SoC IP技術如何賦能未來硬核科技創新》主題演講。她指出,Imagination一直是致力于做高性能SoC IP核的公司,所追求的目標是最佳的PPA, 高性能和低功耗。在創新上,Imagination GPU的IP核已有超過30多年的歷史,技術上的領先是被市場驅動的,同時也是引領市場的。


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Imagination產品市場高級經理黃音


   黃音指出,Imagination的創新焦點,一個在性能,一個在功耗,確保它們的平衡(及“PPA,性能功耗面積比)是最重要的。為了適應高靈活性和可擴展性、低功耗、節省帶寬和強安全性這四點市場趨勢,Imagination相對應地在技術層面進行了創新。

    針對靈活性和可擴展性,黃音舉例解釋:“我們有一個GPU的核叫 CXT 8-256 RT1,是帶光線追蹤的核。8表示貼圖能力,256表示浮點的運算能力。這是最小的,用在中階手機里面的核。我們如何進行擴展?例如擴展到16-512的核,甚至擴展到48-1536,一直往大走,可以擴展到64-2048的核。這樣,大的單核可以達到小的單核性能的4或8倍,而且還可以通過多核來進一步提高性能,實現邏輯的擴大和增強,這是我們典型的C系列GPU擴展過程?!蓖瑫r,為了確保IP的可擴展性,Imagination還采用了低耦合多核技術,“它不像一般的SoC需要有中心的核去控制其它核的工作,我們這里是低耦合技術,每個核有相同等級的權重和功能,所以我們的信號不需要一定經過中心的核,這樣可以節省能耗和帶寬?!秉S音講到。

   之后,黃音介紹了分塊延遲渲染(TBDR)技術:“這是我們最早提出的技術,也是GPU里核心的技術。分塊延遲渲染技術第一個優勢在于它能夠節省帶寬。它不是對整個貼圖進行帶寬渲染的節省,而是因為分了塊,可以把一個個小塊上的圖形數據,挪到GPU的Cache上去,只做一次性的搬移,這樣做到節省帶寬。另外,分塊技術還能把負載在高性能GPU上高效分布。簡言之,TBDR技術更加善于利用系統內存,并通過只渲染可見的像素,放棄被覆蓋或被遮擋的像素,以此大幅提高整體效率?!?/span>

黃音還介紹了Imagination GPU的IMGIC硬件壓縮技術:“其實,現在業內的SoC芯片大多數都采用的是硬件壓縮技術,那我們的特點是什么呢?我們提供了多達四種壓縮等級:從像素完全無損模式,到可確保 4:1 或更佳壓縮率的帶寬極省模式。也就是除了無損壓縮之外,我們還能做有損壓縮,例如25%的有損、50%的有損、75%的有損,而且有損壓縮之后,肉眼看起來跟原圖沒有太大的差別。此外我們的壓縮能節省大概20%到40%的帶寬?!?/span>

此后,黃音介紹了Imagination GPU的硬件虛擬化技術:“我們可能在很多媒體上有介紹過,Imagination是第一家實現GPU硬件虛擬化IP授權的公司。什么是硬件虛擬化呢?可以理解為對用戶隱藏了真實的計算機硬件,表現為另一個抽象計算平臺。以搭載GPU的智能計算單元為例,虛擬化讓它具備了托管一個或多個虛擬機的能力,這樣單個GPU可以支持多個同時運行的操作系統,而工作負載都提交給單個GPU,無疑可以大大提升并行計算能力,緩解負載壓力。具體到汽車應用,OEM廠商可以通過采用硬件虛擬化技術來實現服務和應用程序的有效隔離,這樣可以確保在系統被入侵或數據損毀的時候仍能保持安全,而OEM廠商可以任意部署或移除某個應用,并不影響其他同時在運行的服務?!秉S音指出,硬件虛擬化有3個好處:一是節省硬件成本。通過硬件虛擬化技術,用戶可以用單個GPU核最多支持8路虛擬OS,提高硬件利用率。這意味著用戶只需要幾分之一的硅片面積,即可滿足原有多個汽車OS的功能和性能需求,實現一芯多屏;二是更低的軟件成本。每個汽車OS都具有完整的驅動程序,并且可以以獨立和并發的方式直接向GPU底層硬件提交任務。這大大減少了CPU控制調度的程序開銷,以及軟件移植和維護的工作量;三是安全性和健壯性。硬件虛擬化可在不同的汽車OS及其相對應的應用程序之間提供安全隔離。非關鍵OS的應用程序的失效絕對不會影響到關鍵OS。除了隔離,還支持對多個汽車OS和應用之間靈活地調整業務優先級和分配GPU性能。

最后,黃音介紹了基于固件的GPU:“這是我們首創的。在GPU里面有一個小的固件的核,這個核存放了固件,它的主要作用有幾點:首先,可以做很多本地的事務。同時Offload Host CPU部分的工作,減少Host CPU的負載;其次,在GPU出錯的時候,它能夠采集全部的數據日志,并做一些錯誤分析;此外,它還能進行一些Debug工作。因為我們有GDB的口,可以連接到GPU的寄存器;另外,基于固件的核還能通過GPIO做一些用戶需要的自定義業務。例如,連接外部的攝像頭、AI或壓縮解壓縮的設備進行功耗的控制?!?/span>


   ADI中國產品事業部高級市場應用經理何源先生帶來了《從數據準確性和算法有效性入手,迎接新一代可穿戴技術大趨勢》主題演講,對ADI在可穿戴設備領域的規劃和布局做了詳盡介紹。


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ADI中國產品事業部高級市場應用經理何源


   何源指出,從可穿戴產品來看,人類自身對于健康的追求是不變的,健康一定是大趨勢。除了運動追蹤,現在的手表可以測心率、血氧飽和率,甚至初級的情緒、壓力、健康狀態,以及測體脂率等。未來,例如人類五大健康指標——心率、血氧、血壓、呼吸、體溫,這些都會被可穿戴產品一一攻克。

   據介紹,自1965年成立以來,ADI一直都專注于混合信號處理等技術,在數據轉換、模擬/數字信號處理上有著很深厚的積淀。同時,為了更好地服務于本土客戶,ADI成立了中國產品事業部,全鏈條本土化設計、開發、支持,具備技術、服務和供應多重優勢,能提供24小時響應,在行業資源、經驗上,也可以提供指導,助力廠家打造差異化的產品,而且具備了量產成本。從2020年成立第一代ADPD4XXX,到2022年已經量產的ADPD6000,未來ADI還會有更多方案的落地,并在多重領域進行不同程度的加強。

   何源指出,ADI的傳感器模擬前端可分為兩大部分:一是光路部分。血管的收縮膨脹會有變化,對反射光采集信息做判斷,可用于采集心率信息。這個部分極具難度,因為每個人胖瘦不同,手表佩戴的松緊不同,膚色不同,包括體毛、紋身、傷疤等因素都能影響采集精準度。ADI在模擬領域深耕近60年,提供極高的信噪比,保證信號質量和可測覆蓋度。在不同情況下,例如漏光、環境光的干擾、動態光的偽像,ADI也提供一整套方案進行動態干擾抑制,可適配更多的環境和測試狀態。另外,ADI還提供穩定的算法、自適應的算法以及應用機器學習的理論。二是電極部分。據介紹,電極部分同樣面臨很多挑戰。例如寒冷的冬季皮膚比較干燥,大齡用戶皮膚比較松弛等情況。這些情況下其實是測不到結果的,但是ADI提供可靠、穩定、成熟的專業級架構技術和獨有的專利技術,可保證阻抗的測量精度,適配更多應用場景,對復雜的外部變量幾乎免疫,適用于心電測量、體脂測量?!?/span>在理想的實驗室情況下,阻抗數據把控會有很好的表現,但這些根本就不值得參考,因為它不代表真實情況。實際上手后,每個人接觸的狀態是不一樣的。由于用戶的操作帶來的誤差會很大,而且是大概率會發生的。但是利用ADI的獨有專利架構,就可以把誤差減少到非常小?!?span style="font-family: 宋體, SimSun; text-align: justify;">何源表示。


    加賀富儀艾電子(上海)有限公司產品管理部總監杜復旦先生帶來了《IoT應用市場和全鏈無線模塊發展趨勢》主題演講。他指出,數字經濟真正的藍海來自于數字化平臺和生產場景的結合。對傳統產業的升級賦能,會形成產業互聯網,這將是一個超越智能化、超越互聯網的真正的物聯網體系。在國家新提出的“脫虛向實”大背景下,物聯網技術會大有可為。


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加賀富儀艾電子(上海)有限公司產品管理部總監杜復旦


    杜復旦闡述了他對于無線模塊市場的分析和展望:“第一是IOT產業價值鏈的分析?,F有的物聯網產業鏈整個價值分布,從芯片傳感器廠商,到終端模塊廠商,通訊服務提供商,平臺服務提供商,一直到行業應用的提供商,其實整個的價值鏈分布不是很均勻。就單純的模塊業務而言,標準化比較高,價格也比較透明,溢價空間不是很大,但是云平臺和整體方案解決是可以提高業務能力水平的,我們公司也在朝這個方向做一些整合。我們原本就有一些云服務軟件開發,把無線模塊這個硬件收進來之后,形成相對完整的產業鏈??上蛭锫摼W平臺服務和垂直應用領域更大的市場延展,可以占有整個產業鏈比較多的價值。第二是關于無線新技術的展望?,F在無線新技術非常多,但是總體看上去,它的進展又沒有那么快,因為整個物聯網行業的發展還是比較平穩。我先分享一下關于Wifi 6E的市場。Wifi 6E是基于6G頻段的技術,能實現高速傳輸、低延時的特點?,F有的應用隨著需求端的推動,Wifi 6E會隨著推動慢慢起來。目前從整個市場情況來看,Wifi 6E還沒有完整地進入到每個領域,因為它在市場上的可替換性需求還不是那么強,所以整個發展也沒有那么快。Wifi 6E 2021年已經過了認證,個人認為在接下來的幾年,可能會有一個比較大的發展。關于Wifi Halow,它可能比Wifi 6E慢一點,雖然它也有很多優勢,但它整個可替代性也沒有那么強?,F在市面上也很少看到大公司針對Wifi Halow做專門的開發,所以我覺得需要過一段時間才能進入大家的視野。最后講一下物聯網市場的展望。我們最初講了物聯網從“互聯網+”到“物聯網×”的轉變, 整個過程中市場還是有點跌宕起伏,進展沒有那么順利,包括這幾年遇到的疫情、中美貿易戰、經濟狀況等。我覺得在物聯網市場上,接下來可以展望的兩個方向:一是可持續的能源和物聯網的融合,因為現在大家都在提新能源,物聯網在新能源上的結合,有可能是接下來的一個方向。二是公共事業領域大規模采用物聯網,這個其實已經在進行了,但是這方面的發展最終還是取決于政府的一些監管政策?!?/span>


   知名市場研究機構Omdia中國首席顧問王珅先生帶來了《碳中和/碳達峰背景下的ICT發展趨勢分析展望》主題演講。他指出,ICT行業并不僅僅是一個面向終端消費的行業,而是一個非常重要的基建,所撬動的是整個世界各個行業的運營。一個綠色的數字化行業,能夠撬動一個更大的綠色世界。


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知名市場研究機構Omdia中國首席顧問王珅

   王珅首先提到了馬爾薩斯陷阱,指出隨著生產力的發展,現實并未落入馬爾薩斯的預期中。但是在現階段全球的發展中依然面臨著資源與發展的取舍問題。他著重闡述了中國ICT行業機遇,即東數西算工程:“我們作為一個工業化比較發達的國家,數據中心能耗已經占到了總量的很大一部分。這是一個非常大的量,如果不受控制的話,會很大地阻礙國家實現碳中和道路的進程。東數西算的根本原因就是能源和算力的地域平衡。在東部地區有很多用戶,很多互聯網公司,這些公司數據量都產生得非???,它是大數據的發源地,但能源指標比較緊張。而西部地區有大量的清潔能源,有大量的光電水電,這些電并沒有找到很好的能源來使用,而且西部地區有一些長期寒冷的湖水,可以做自然的冷源,幫助ICT設施降溫。我們對于西部算力中心的定位就慢慢浮現出來,既然資源很豐富,但距離又比較遠,在西部就是發揮高算力,比如一些模型的訓練會放在西部,數據存儲會放在西部。對于一些時間敏感的應用還是部署在東部地區,使用ICT服務的時候,不受到延時的干擾,但大量高算力設備等都會放在西部,幫助我們在總排放量2%的范圍內更加降低?!贝送?,通過對一系列具體示例的解說,王珅將ICT行業的綠色化發展路線歸結為下面三方面路線:一是提高綠電的比例,二是提高設備能效,三是實現智能化的能源管理。

   據第三方數據估計,在ICT行業,每年可能會產生13億噸的二氧化碳。如果這些能夠完全采用,可以幫助下游行業節約121億噸二氧化碳排放。王坤在最后呼吁,ICT行業要幫助下游行業實現這三個趨勢一是去實物化,使信息以數字的方式存在;二是去現場化,通過遠程的方式來實現;三是去碳化,通過數字化,幫助下游各行業進行資源優化配置,用智能的方式實現能源的節約,實現最終國家雙碳的目標。


注:本文所有圖片均來源于EEVIA

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