發展硬科技才是硬道理

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從手機、智能手表，到汽車、數據中心和物聯網，應用的發展從未間斷，且新技術和應用形式不斷翻新，這對上游的芯片及其相關產業鏈發展提出了更高要求。這些一直在鞭策著各家芯片企業投入研發，推出市場需要的新技術和新產品，以在未來的競爭當中處于有利地位。在日前舉行的EEVIA第十屆年度中國硬科技媒體論壇暨2022產業鏈研創趨勢展望研討會上，多家知名芯片及產業鏈相關公司呈現了各自的技術和應用創新理念和成果。

在全球汽車市場，低碳排放的新能源汽車已經呈現出蓬勃發展態勢，特別是在中國，2022年，國產品牌汽車占據近一半的中國市場份額，最大的驅動力就是電動車。隨著政府的支持，車企的投入，電動車會迎來一個快速發展期。

作為全球車用芯片龍頭企業，英飛凌自然不會放過這樣的發展機遇，目前，幾乎所有新能源車，或多或少地都會用到英飛凌的器件。據該公司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介紹，英飛凌相關核心產品布局分兩大類：一是汽車核心驅動，二是汽車的數字化。

汽車核心驅動方面，該公司提供的是碳化硅產品。在碳化硅這個核心器件上，英飛凌做了超前部署，首先是與上游的碳化硅硅片原材料廠商確定戰略關系，確保未來穩定供貨，從而保證芯片產出。英飛凌也擴充了自有工廠的碳化硅產線，從6英寸到8英寸，所有產線完全投產。 英飛凌會持續性地在碳化硅這個領域進行投資，從上游材料，到自身的產能，以及未來技術的投資，做長遠的規劃，以確保在全球電動車市場的碳化硅器件供給能力，特別是在快速發展的中國電動車市場。

除了碳化硅器件，英飛凌在整個電力驅動系統上有一整套解決方案，如傳感器，也就是感知系統，用于偵測電動車電機旋轉、助力扭矩測量、曲軸位置、傾角測量等。這一系列的傳感器，英飛凌都會提供汽車級高可靠性產品。同時，該公司還有一個AURIX系列處理器，這是一款功能非常豐富的車用微控制器。英飛凌也提供驅動IC，如電機驅動。

無人駕駛方面，英飛凌有很多產品可以支撐相關技術的發展，主要包括三大類：感知系統，決策系統，執行系統。感知方面，像傳感器，雷達需要判斷路邊的障礙物，這個障礙物是哪一類型：動物、植物或者是否可以碾壓等，非常可靠的傳感器探測到的數據，提供給決策單元，在決策單元里面會分到中央網關，來分發這些信息和數據，首先通過專門的傳感器判斷的處理單元，或許來自于感知部分的信息，然后再通過決策單元，判斷傳感器的數據，分發到驅動域的控制單元，再分發到執行單元。所以，中間的決策單元相當于一個大腦收集可靠的傳感數據再進行判斷，分發給執行單元，執行單元需要高可靠的執行動作，像引擎、轉向、燈的顯示系統等。以上整個系統里面，英飛凌都可以提供相關子模塊的解決方案。

關于汽車的數字化，市場呈現出一個發展趨勢：一是汽車功能越來越像手機，或者說汽車與手機的關聯度越來越高。基于此，消費者對汽車座艙和娛樂系統的關注度很高，因為這會涉及到駕駛的舒適感。此外，遠程無線升級，ADAS相關部分，還有智能儀器儀表，對數字化、智能化的要求不斷提升。這幾大方面，英飛凌都會提供對應的解決方案。

來自Yole的數據顯示，電源類芯片2021年的市場規模接近250億美元，是整個模擬芯片的三分之一，該市場的潛力巨大。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增長迅速，預計5年內將達到和DC-DC同一體量的水平。如此巨大的增長主要來源于4個行業：通信、儲能、工業和汽車。

中國本土的IC設計企業兆易創新，NOR Flash市占率全球排名第三，通用類32位MCU在中國排名第一，取得如此驕人的業績后，該公司開啟了新的市場拓展之路，發力點就放在了電源類芯片上。

據兆易創新電源產品部市場總監馮忠河先生介紹，該公司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DC-DC和LDO為主，應用在網通、工業、安防等領域；二是電機驅動，現在的各類產品，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。

2019年，兆易創新開始啟動電源類產品布局，2021年4月，首顆TWS耳機專用電源管理芯片正式量產，同年6月，首顆馬達驅動芯片GD30DR8306 量產，11月，首款超低噪聲LDO GD30LD330x正式上市，2022年5月，多款charger量產。

馮忠河通過展示掃地機器人的解決方案，展示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。

該公司為每一款產品都提供了一個樣板，部分產品還可以適配開發的GUI界面，方便客戶進行評估驗證，幫助客戶節省時間和成本。尤其是在電機芯片中，還提供了配套的電機，可以節省大量調試時間。兆易創新還在不斷完善工具的生態鏈，希望為客戶提供更好的服務。

無論是手機、PC、平板，還是汽車、服務器、數據中心，以往，這些系統所用芯片主要考慮性能，功耗面積（PPA）這些參數，而隨著應用的發展，芯片的靈活性和可擴展性越來越重要，特別是異構計算的興起，對各種參數的要求更高了。

芯片靈活性和可擴展性，以及異構計算的重要性的凸出，給IP廠商帶來了更多發展機遇。作為半導體IP龍頭企業，Imagination的GPU產品，特別是PowerVR 已經有30年的歷史，如今，依然在以蘋果iPhone為代表的手機中大規模使用。

據Imagination產品市場高級經理黃音女士介紹，以前，Imagination的技術主要應用在手機領域，現在，臺式機，服務器、數據中心對GPU的需求不斷增加，Imagination需要從小核向大核演進，這需要非常好的靈活性，以及異構融合能力。

異構就是把不同類型的核進行集成，如CPU、GPU、NPU、神經網絡加速單元等進行疊加，進行專業分工和更先進的處理。Imagination的GPU架構，有完整的運算邏輯單元，能做乘、加、浮點運算、向量運算，支持的浮點達到32位，支持整型8比特、16比特、32比特，也支持反扭曲處理，能支持基礎的過濾，而且能結合著色器做更加復雜的過濾，還支持圖像增強，這些都是通過GPU里不同運算器來實現的。

在AI方面，Imagination也有10年的研發歷史，擁有業界領先的神經網絡加速器，這是一個極高效率的純硬件加速器，也是對GPU計算的一個補充。有一些網絡，例如非最大值抑制、典型圖形運算，都需要通過GPU來做，此時，GPU和AI可以相互配合。

在軟件方面，因為要做多核異構，Imagination有自己的IMGDNN中間件，向上能支持各家的運算庫，框架，不同的模型和算子，向下到Imagination的NC-SDK層，這層是異構計算的核心部分，主要支持GPU和NNA的DDK，從而驅動硬件。

2021年，該公司推出了全新的RISC-V CPU核Catapult，是對GPU和AI核的補充，Catapult有SDK，有集成開發環境，而且是基于Visual Studio Code的，支持多語言、多操作系統，得到了業界的肯定。

異構計算有非常多的應用場景，比如汽車，汽車正在向高性能、智能化、電動化，自動駕駛方向發展，所以，我們可以看到更多的人機交互屏，更先進的智能座艙，能跟其它車做交互，能夠跟行人、路況、周邊的物體做交互，把握行駛的安全性。這些都需要用到非常多的計算，Imagination提供一系列的IP核，能夠輔助汽車系統做這些運算。

近些年，可穿戴設備市場發展變化很快，主要包括TWS耳機、AR/VR、智能手表，而這三種設備的市場現狀有各有不同。

ADI中國產品事業部高級市場應用經理何源先生表示，從2017年開始，TWS耳機增量大增，在很多因素影響下，2021年增速開始放緩，2022年，全球市場出貨量會下降。

何源認為，目前的TWS耳機和十幾年前的手機市場很像，品牌市場占主導地位，這個市場基本上是成熟穩定的。

VR設備，在2020年之前，VR市場發展很平緩，沒有什么大的波瀾，2021年有一個突破性的進展，銷量破千萬臺，預計2022年應該還會增長40%~50%。未來5年，相信VR市場年復合增長率可達40%。

在消費類市場，智能手表是少有的還能保持穩步上升的，從2020到2021、2022年，總出貨量呈兩位數增長，品牌占比也有所增長，和3年前正在成熟過程中的TWS耳機市場很像。中國占據了全球智能手表市場最高份額，達到28%。

未來，手表是和我們接觸最密切的設備，甚至比手機還重要。手表可能還會結合使用汽車等不同場景，在任何情況下，手表都可能會跟所處場景產生連接，而這個連接可以非常大地提高信息聚合能力，進而解析出很多有用的信息。

在選購智能手表過程中，續航是一個很大的影響因素，消費者既需要高算力，又需要長續航，但目前算力和電池續航的關系是矛盾的。

近兩年，很多研究機構想通過光的方式測血液里面的更多信息，比如血糖、血常規的相關項目，甚至血液中異樣的蛋白質等等，都可以通過光的方式去捕捉，這里面有很強的潛力和發展空間。另外，醫院里的心電儀器檢測環境是很理想的，而可穿戴設備所處環境卻不如醫院那么好，如手表戴得是否牢固，還有很多電磁干擾，對可穿戴設備都是不利的。

ADI一直專注于混合信號處理技術，在數據轉換、模擬/數字信號處理上有很深厚的積淀，使得相關芯片和方案從系統層面解決以上問題。ADI收購了美信，美信和ADI在消費、可穿戴芯片方面是很大的玩家，相關產品已經成功應用于一些行業巨頭的可穿戴設備當中。

關于通過光的方式測量血液里面的更多信息，ADI也非常關注，并推出了相關傳感器，其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。設計這個部分極具難度，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、傷疤等因素都會影響采集精度。ADI的模擬技術可提供極高的信噪比，保證信號質量和可測覆蓋度。在不同情況下，比如漏光、環境光的干擾、動態光的偽像，ADI可提供一整套方案進行動態干擾抑制，可適配更多環境和測試狀態。

近幾年，物聯網（IoT）飛速發展，5G、云計算、人工智能這樣的數字技術主導的萬物互聯的過程，重塑了我們的生活、生產、公共領域的各種發展方式。業界預測2025年全球物聯網連接設備數將達到309億，到時中國的物聯網連接數相比2020年會翻倍，達到80億，呈現了爆發式的增長態勢。

在這個背景下，各家紛紛來入局這樣的一個領域，加賀富儀艾電子（原富士通半導體）是一個后來者，據加賀富儀艾電子（上海）有限公司產品管理部總監杜復旦先生介紹，該公司于2021年收購了太陽誘電的藍牙和無線局域網模塊的商業權、開發和制造技術以及知識產權，之后就投身到物聯網無線模塊領域。該公司的無線模塊的最大特點就是體積小，杜復旦稱他還未在市場上看到過比該公司更小的產品。

加賀富儀艾可提供20多種無線模塊產品，用戶可以按照通信協議、外形尺寸、通訊距離、通訊速度、內置或外置天線，是否需要單片機嵌入等應用場合來選擇不同的模塊。

功耗方面，杜復旦表示，在硬件設計層面，該公司的模塊采用了業界領先的低功耗芯片，相關的無源器件都采用了太陽誘電的產品，其中包括多年積累下來的硬件設計經驗。軟件層面，藍牙在工作和待機的時候，狀態是不一樣的，基于該公司這么多年的出貨經驗，在軟件設計方面，也采用了很多方法來降低功耗。

談到無線模塊市場的未來發展趨勢時，杜復旦認為，現有物聯網產業鏈，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，一直到行業應用提供商，整個價值鏈分布不是很均勻。就模塊業務而言，標準化程度比較高，價格也比較透明，溢價空間不是很大。但是，云平臺和整體解決方案是可以提高業務能力水平的，加賀富儀艾正在朝這個方向做整合工作，在原本就有的云服務軟件基礎上，進一步開發無線模塊，形成相對完整的產業鏈，可向物聯網平臺服務和垂直應用領域延展。