勇闖移動互聯(lián)路

摘要：介紹了部分歐美電子企業(yè)圍繞移動互聯(lián)推出的技術(shù)和產(chǎn)品戰(zhàn)略，涉及處理器、IP核、邏輯芯片、模擬器件、傳感器、EDA工具和軟件平臺等方面。

關(guān)鍵詞：移動互聯(lián)；數(shù)據(jù)回傳；視頻；MEMS；傳感器；EDA

DOI:10.3969/j.issn.1005-5517.2011.06.004

半導(dǎo)體：移動互聯(lián)的基石

當(dāng)今，我們的世界變化很快——這聽起來多么輕描淡寫啊!但也確實如此，所有你要做的就是打開電視機(jī)、使用Internet(互聯(lián)網(wǎng))來目睹這些神奇的變化。

互聯(lián)是變化的關(guān)鍵。這種連接被Intersil總裁兼CEO(首席執(zhí)，行官)Dave Bell稱為“增強(qiáng)的人類體驗”。

現(xiàn)在，通過智能手機(jī)、PC，在數(shù)分鐘之內(nèi)，視頻就被上傳到到視頻網(wǎng)站。今天，圖像和視頻正從世界各地以驚人的速度上載到網(wǎng)站。

現(xiàn)在甚至連政府官員也在通過網(wǎng)絡(luò)收集草根意見，或親眼“看到”一些現(xiàn)象：而不僅僅是傳統(tǒng)的依靠官方機(jī)構(gòu)來獲取信息。更多的新聞媒體也越來越依賴互聯(lián)網(wǎng)，抑或他們就會被公眾遺忘了。

當(dāng)然，互聯(lián)有時也很可怕，人們也越來越敏感地意識到保護(hù)隱私的重要性。

可以說，互聯(lián)網(wǎng)影響著我們每個人，與我們的生活交織。

實現(xiàn)移動互聯(lián)需要四大技術(shù)基礎(chǔ)。首先，需要能夠捕獲視頻的智能手機(jī)：其次，需要高帶寬的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施，使捕獲的視頻被發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)：第三，數(shù)據(jù)中心能存儲和訪問大量的信息；最后，需要世界各地的寬帶接入來觀看視頻圖像。所有這些因素都非常依賴先進(jìn)的半導(dǎo)體。沒有半導(dǎo)體，這些變化都不可能。

這個星球上已經(jīng)平均每人擁有10億個晶體管。當(dāng)半導(dǎo)體特征尺寸下到10nm時，地球上每個人可能有100億個晶體管了。

專注，專注!

IDT公司企業(yè)營銷副總裁Graham Rohertson把2011年及以后的市場驅(qū)動力稱為原子的能量。原子核是4G無線基礎(chǔ)設(shè)施，圍繞的電子是移動性、視頻和云計算。如此海量市場，需要企業(yè)專注在某類產(chǎn)品上。

此時，Graham從包里掏出一個錘子，說明企業(yè)需要選擇一些優(yōu)勢領(lǐng)域強(qiáng)勢出擊，并娓娓道來，三年前金融海嘯時，IDT的CEO Ted Tewksbury博士走馬上任，IDT的新產(chǎn)品線正處于停滯狀態(tài)。Ted帶來了全新的管理團(tuán)隊，重新定位了IDT專注于計時、交換器和接口方面的核心競爭力。IDT在此基礎(chǔ)上開發(fā)了針對通信、計算和消費(fèi)的全面解決方案組合。IDT期望在每一個關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域，如服務(wù)器、無線基礎(chǔ)設(shè)施和顯示器領(lǐng)域都是首屈一指的廠商。例如，在計時的10億美元市場，IDT占了1／4的市場份額。在內(nèi)存和接口領(lǐng)域，IDT擁有每一代DRAM產(chǎn)品，因此能為客戶提供完整的一站式服務(wù)。在高速交換領(lǐng)域，是全球唯一一家提供Rapid10交換器的廠商。服務(wù)器領(lǐng)域的交換器也是全球第一。

1934年，加州理工學(xué)院天體物理學(xué)家Fritz ZwICky發(fā)現(xiàn)宇宙中一些星系的軌道速度出現(xiàn)了嚴(yán)重異常，這個沒有預(yù)測到的速度只能解釋為假設(shè)存在暗物質(zhì)(Dark Matter)——大量看不見的物質(zhì)。現(xiàn)在，科學(xué)家們相信宇宙中80％的物質(zhì)是看不見的。

在計算領(lǐng)域，也存在著大量的暗物質(zhì)計算(如圖1)。TensillCa的創(chuàng)始人兼CTO(首席技術(shù)官)Chris gowen博士稱，傳統(tǒng)的處理器出現(xiàn)了一些問題，計算能力比預(yù)期的要低，今天高端計算機(jī)的保守估計。保守計算率小于100億操作／s，能效較低，小于20億操作／W。未來新的挑戰(zhàn)將是：4G(第四代移動通信)、LTE-advanced要達(dá)到iGbps速率，小型視頻會議需要實時臉部識別+聲音增強(qiáng)等功能。需要計算的能力超過了常規(guī)處理器的極限。

為此，TensilICa推出了數(shù)據(jù)平面處理器(DPU)IP(知識產(chǎn)權(quán))——XtensaLX4，將帶寬提升4倍。在45nm工藝下基本型Xtensa LX4 DPU時鐘頻率可以超過1GHz，而大小只有0.044mm²。

MIps科技也宣布代號為“Prodigy”的IP內(nèi)核。MIPS科技高級市場和商業(yè)開發(fā)副總裁Art Swift稱，Prodigy堪稱業(yè)界首款64位多核和多線程處理器IP，是向下一代設(shè)計快速升級的路徑。第一款內(nèi)核預(yù)計于今年下半年正式上市，期望2013年客戶的相關(guān)芯片上市(筆者注：為何是2013年?參見33頁下半部分LTE基站市場預(yù)測部分)。

數(shù)據(jù)中心的以太網(wǎng)芯片方案

過去的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是以路由器為中心的結(jié)構(gòu)，對云規(guī)模和性能帶來了不利影響(如圖2a)。今天的平(nat)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以帶來低延遲，使10GE(10G以太網(wǎng))結(jié)構(gòu)提供沒有分塊的規(guī)模(如圖2b)。在此市場上，F(xiàn)ulcrum MICrosystems、博通等公司十分活躍。

Fulcrum總裁兼COO(首席運(yùn)營官)Mike Zeile稱，F(xiàn)ulcrum提供用于云計算和融合結(jié)構(gòu)(fabrIC)的交換機(jī)芯片，F(xiàn)ocalPointFM600集成度高，達(dá)到72端口10G以太網(wǎng)，18端口40G以太網(wǎng)；延遲較低(300ns路由)。將網(wǎng)絡(luò)密度提升更高，使云提供商和數(shù)據(jù)中心能夠構(gòu)建平的、低延遲的10G以太網(wǎng)，并可擴(kuò)展至數(shù)千個端口。

移動回傳進(jìn)入視野

據(jù)IHS iSuppli 2010年預(yù)測，未來4年，智能手機(jī)的滲透率預(yù)計將翻一番。“移動接入”組織機(jī)構(gòu)2010年分析認(rèn)為，智能手機(jī)所需帶寬比普通手機(jī)多10倍。Parks Associates調(diào)查公司預(yù)測。2015年，平板電腦的銷量預(yù)計將達(dá)到1.26億部。“移動接入”組織的報告稱，平板電腦產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量比手機(jī)多100倍。市場調(diào)查公司InfonetICs預(yù)測，到2014年，移動回程傳輸(backhaul)設(shè)備市場將達(dá)到80億美元。以太網(wǎng)有望成為運(yùn)營商采用的首要技術(shù)，到2014年，幾乎所有移動網(wǎng)絡(luò)基站都將采用以太網(wǎng)。

為此，博通推出了BCM56440。網(wǎng)絡(luò)交換部產(chǎn)品市場總監(jiān)Jim McKeon稱，BCMS6440是世界上最高集成的移動回程傳輸交換芯片之一，基于StrataXGS技術(shù)，用于4G移動網(wǎng)絡(luò)。在一個40nm CMOS器件中，整合了多達(dá)7個現(xiàn)成有售的專用標(biāo)準(zhǔn)器件(ASSP)的功能，從而降低了成本，使運(yùn)營商在移動回程傳輸設(shè)備上的支出降低高達(dá)50％。

TensilICa的Chris稱，提升移動回程傳輸?shù)娜萘颗c許多必要方法，例如需要升級效率更高的通信技術(shù)，如LTE或LTE-Advanced：建設(shè)大量高密度的基站，如PICo(微微基站)、femtocell(家庭基站)等；生產(chǎn)更多、更智能、更低功耗的基站硬件與軟件：將視頻內(nèi)容最優(yōu)化，包括更好的編碼技術(shù)、更多的高速快取、更新的商業(yè)模式等：或者讓基站、回程傳輸網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)和云端運(yùn)算的界限更為模糊。

Altera的戰(zhàn)略市場總監(jiān)Dan Mansur介紹了該公司適用于移動回傳各環(huán)節(jié)的FPGA系列方案。

電源類元器件：易用，智能和高密度

據(jù)IHS iSuppli 2010年預(yù)測，從2010年到2014年，電源IC市場年均增長12％，2014年將達(dá)到157億美元(圖3)。高價值的模擬技術(shù)可滿足差異化的電源需求，包括能效：連接性；散熱；尺寸、功能和性能等。

電源IC首先需要方便易用的開發(fā)工具。為了方便客戶設(shè)計電源方案，美國國家半導(dǎo)體公司(NS，注：2011年4月TI宣布收購NS)推出了WEBENCH Designer工具。據(jù)NS市場和網(wǎng)站運(yùn)營副總裁Phil Gibson介紹，WEBENCH Designer讓電源設(shè)計變得輕松，你只要像撥電話一樣敲進(jìn)一組數(shù)據(jù)(條件)，軟件工具會自動生成一套基于NS產(chǎn)品的電源解決方案。

方便的電源工具不僅適合不太擅長電源設(shè)計、專注于其他部分創(chuàng)新的電子工程師，而且也適合電源工程師。Intersil的CEO Dave Bell解釋道，因為大多數(shù)電源系統(tǒng)應(yīng)用的復(fù)雜性體現(xiàn)在協(xié)同應(yīng)用，各種處理器等大型器件需要不同的供電，這對于電源設(shè)計是最復(fù)雜的，需要采用最好的電源模塊，同時需要大量的軟件工具，Intersil Zilker labsf注：Intersil收購了Zilker labs公司提供電信網(wǎng)絡(luò)用數(shù)字電源模塊和PowerNavigator工具。

Intersil的Dave還提到該公司的電源戰(zhàn)略有兩個方向：一是智能和易用，例如最近發(fā)布的zilker labs的數(shù)字電源模塊，堪稱世界上第一款數(shù)字電源模塊。二是增加電源密度，即在有限的空間內(nèi)集成更多的功能，tntersil大力推出IC、功率控制器和電源模塊來增加功率密度。

實現(xiàn)更高功率密度會遇到成本的挑戰(zhàn)。很多模擬公司的壓力是越來越小的特征尺寸，這使自有的芯片工廠的成本居高不下，為了提高利潤空間，Intersil采用了外包策略，80％產(chǎn)品外包。其次產(chǎn)品要做出差異化，例如像數(shù)字電路利潤空間較低，可能會遭遇到價格戰(zhàn)。如果產(chǎn)品是高性能、獨(dú)特的，就可以擁有基于價值的產(chǎn)品價格。“我想任何一個成功的公司都有一些共同的特質(zhì)，例如差異化的產(chǎn)品；另一方面，給客戶帶來很高的價值。”Dave指出。

傳感器進(jìn)入MEMS時代

在電影《星際迷航》(Star Trek)中，主人公有一款TrICoder(三錄儀)可收集當(dāng)?shù)氐牡乩怼⑽锢砑吧镄畔ⅰ，F(xiàn)在手機(jī)也在向這個方向發(fā)展，可以探測位置、磁場、溫度等信息的智能手機(jī)已經(jīng)問世。

現(xiàn)在的智能手機(jī)已經(jīng)包含了驚人的技術(shù)集成，例如眾多的傳感器，包括麥克風(fēng)、三軸加速器、陀螺儀、磁力計、溫度傳感器、環(huán)境光傳感器、接近傳感器，在某些情況下還有觸摸傳感器和高分辨率的圖像傳感器。而很多傳感器為了提高集成度，也成為了MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))。

傳感的第五層——傳感系統(tǒng)

IHS iSuppli分析師的Jeremie預(yù)測，MEMS市場在2010年已回到雙位數(shù)增長。到2014年，MEMS市場將達(dá)98億美元，2009～2014年的年均增長速度為10.7％。未來幾年，手機(jī)將創(chuàng)造最大的增長需求，2014年的相關(guān)MEMS營收將達(dá)到37.3億美元，幾乎相當(dāng)于2009年13.0億美元的3倍。

未來2年，移動設(shè)備中的MEMS傳感器將增加到5倍。已經(jīng)付運(yùn)過10億個MEMS傳感器的Freescale(飛思卡爾)半導(dǎo)體公司樂觀地認(rèn)為“MEMS傳感器”將成為普適和智能的。該公司全球市場總監(jiān)Glen Burchers按照傳感器的集成度分為5個層次(圖4)，最底層是數(shù)量龐大各種傳感器，最高層次的是感測(sensing)系統(tǒng)，例如Freescale熱推的XtrinsIC Sensing感測平臺。其MMA9SS0系列智能傳感器具有功率管理、加速度器(和／或重力、壓力、觸摸、磁力等)、ColdFire V1 32位處理器、連接電路等。優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)省90％的系統(tǒng)功耗，MMA9550L型號的電流只有100μA左右，可用于智能手機(jī)、遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)等。

MEMS+3D產(chǎn)品出現(xiàn)

把芯片封裝在三維結(jié)構(gòu)中，并且很容易實現(xiàn)表面貼裝。先進(jìn)的傳感器可以制成很薄的芯片，例如三軸加速度計。芬蘭的VTI公司主要定位3D MEMS。VTI北美副總裁兼總經(jīng)理Scott Smyser稱，VTI的技術(shù)優(yōu)勢是精度高、尺寸小、功耗低和魯棒性。用于便攜式產(chǎn)品的有加速度計、三軸陀螺儀(CMK3000)、時序器件(SLMEMS系列諧振器、振蕩器)等。據(jù)悉，VTI做傳感器20余年來，已經(jīng)付運(yùn)了3千萬個，在我國也設(shè)有銷售辦公室。

MEMS產(chǎn)業(yè)鍵形成

為了實現(xiàn)MEMS，還需有一個強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)鏈。MEMS產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(MIG)是一個商業(yè)協(xié)會。有超過100個成員和伙伴，從初創(chuàng)公司到財富S00強(qiáng)公司都有。MIG的理事Alissa Fitzgerald博士稱，MIG成員是MEMS供應(yīng)鏈。MIG教育市場，鼓勵信息共享，共享資源。

IHS iSuppli預(yù)計未來MEMS將實現(xiàn)大批量生產(chǎn)時代(圖5)。美國imt是MEMS代工廠，專門提供設(shè)計、開發(fā)和制造服務(wù)，是美國最大的純MEMS代工廠，擁有廣泛的IP(知識產(chǎn)權(quán))，從專利、商業(yè)經(jīng)驗到技術(shù)訣竅，可實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的全程服務(wù)和支持。

MEMS溫度傳感器集成度更高

“手持設(shè)備將是未來溫度傳感器應(yīng)用最廣泛的地方。”TI(美國德州儀器)中國區(qū)市場開發(fā)部的高性能模擬產(chǎn)品銷售工程師信本偉預(yù)言，“有的客戶在手機(jī)上已用了7顆TI溫度傳感器。”據(jù)悉，溫度傳感器主要用于感測CPU和機(jī)殼等溫度。過去，手機(jī)打電話時間長了會變燙；現(xiàn)在，一些高檔手機(jī)或Pad(平板電腦)玩游戲或看視頻很長時間也是溫溫的，不會發(fā)燙，此時CPU的運(yùn)算速度已達(dá)600～700MHz，這離不開溫度傳感器的感測功勞，然后電源管理系統(tǒng)才會通過降頻或散熱等方法降溫。

不久前，TI宣布推出業(yè)界首款單芯片無源紅外線(IR)MEMS溫度傳感器，不僅為便攜式產(chǎn)品的電路板及機(jī)殼外部溫度測量提供了小型方案，還首次為便攜式產(chǎn)品的非接觸測溫提供可能。

型號為TMP006的傳感器在1.6mm×1.6mm單芯片上高度集成各種器件，包括片上MEMS熱電堆傳感器、信號調(diào)節(jié)功能、16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、局部溫度傳感器以及各種電壓參考，信本偉稱可為非接觸溫度測量提供比普通熱電堆傳感器小95％的完整數(shù)字解決方案。

溫度傳感器在測溫中的安裝

溫度傳感器有多種安裝方式，主要目的是測IC頂部的溫度，因為熱主要是向上傳播。圖6a是理想的安裝方式，但這種安裝方式在99％的產(chǎn)品里沒法實現(xiàn)，因為移動產(chǎn)品需要很皮實，這種方式裝配有難度：要把整個后蓋和PCB(印制電路板)固定在一起，生產(chǎn)工序不僅要多加一道，還不太可靠。

因此，大多數(shù)客戶采用圖6b方式，在CPU或要監(jiān)控的IC旁放置一顆溫度傳感器，但這種安裝最大的問題是只能測PCB板溫度，沒法實時感測到IC局部溫升速度。這樣有可能監(jiān)控的溫度不夠準(zhǔn)確，而且整個外部系統(tǒng)環(huán)境無法檢測。

TMP006的推出使整個裝配變得較為簡單，只需在CPU旁(圖6b處)放置一顆溫度傳感器，就可實現(xiàn)兩種測溫功能：實時監(jiān)測PCB板溫度：由于TMP006集成了紅外傳感器，還可以實時監(jiān)測IC外殼的溫度。

非接觸測溫應(yīng)用

未來的手機(jī)或可非接觸測溫了，例如測測杯里的牛奶是否適合小孩喝。未來手機(jī)可能會把遙感頭放在手機(jī)外面，包一塊小的毛玻璃或黑玻璃，就可用來測當(dāng)?shù)販囟然蛭矬w溫度了。據(jù)悉，中國的一些客戶已經(jīng)開始設(shè)計這類產(chǎn)品了。

表面溫度是如何通過紅外遙感獲取來，而不受電路本身溫度影響的?通常有圖7的公式。T₁和T₁是兩個不同的溫度，通過σ，即斯忒藩，玻爾茲曼常數(shù)來判斷出p₁，得出當(dāng)前值，P_net約等于P₁、P₂值的差。測出P₂之后，本身跟溫度有一個純凈量，即P₂是杯子的真實溫度值，而不是測到杯子的值加上真實值之后得到的值，所以P_net就不一定等于P₂，是P₂與P₁的差。物體溫度越高，發(fā)射的紅外輻射能越多。e是一個固定參數(shù)(編者注：通常σ=5.67×10^-8w／m²K⁴)，m是表面積，K是有效溫度。

EDA：將設(shè)計進(jìn)行到底

EDA(電子設(shè)計自動化)是芯片pCB板或系統(tǒng)的設(shè)計工具，好的芯片離不開強(qiáng)大的設(shè)計工具支撐，就像外科醫(yī)生離不開手術(shù)刀一樣。近日，EDAI具或在創(chuàng)造新的合作模式，或在向新技術(shù)進(jìn)軍。

Synopsys和RS聯(lián)手LTE/LTE-Advancod

LTE/LTE-advanced將在2013年引爆

據(jù)IHs iSuppli預(yù)測，2012年LTE基站將達(dá)82億美元的市場規(guī)模，而2013年將飆升至235億美元，2014年為280億美元。為何2012到2013年之間基站會爆發(fā)性地增長?RS(羅德與施瓦茨公司)無線通信產(chǎn)品經(jīng)理馬志剛博士分析道，無論北美、歐洲、日本還是中國，LTE／LTE-Advanced的部署已經(jīng)開始。在中國、中國移動已于今年3月宣布TD-LTE規(guī)模試驗網(wǎng)部署項目將采取“6+1”方案，共投資15億元人民幣來試制TD-LTE。目前已有11家廠商可以提供相應(yīng)系統(tǒng)級設(shè)備，很多終端廠商也在跟進(jìn)。預(yù)計到2013年基站基本部署完成后。余下的時間將留給終端廠商，預(yù)計2014年將有超過2億臺LTE終端設(shè)備。

近來，很多FPGA、DSP廠商也向中國基站企業(yè)推出方案。那么相比于中國本土客戶開發(fā)，哪種更劃算?Synopsys系統(tǒng)級解決方案技術(shù)市場經(jīng)理武波博士稱，基站通用的是DSP和FPGA，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，基站已經(jīng)進(jìn)入到微蜂窩網(wǎng)、微微蜂窩網(wǎng)，即有更小型化的趨勢。因此將來基站SoC會出現(xiàn)繁榮期。

對于終端來說，未來的LTE網(wǎng)絡(luò)不是一個純粹的網(wǎng)絡(luò)。會和2G、3G網(wǎng)絡(luò)并存，手機(jī)中可能有2G、3G、LTE幾種模塊，而且還有WLAN、藍(lán)牙等通訊，如何節(jié)約功耗變成挑戰(zhàn)。每個芯片廠要有獨(dú)特的方法節(jié)約功耗。例如Intel希望盡量放到基帶處理器中，國內(nèi)一些廠家完全在PC處理器中跑算法。例如LTE、2G在通用Intel處理器上跑算法。不同設(shè)計方案、對驗證提出不同的要求。

EDA廠商與測量公司互補(bǔ)策略

從2G、GSM到當(dāng)前的LTE，可以看到移動標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展越來越快，而標(biāo)準(zhǔn)制定的時間越來越短，并且在不斷修改，這給系統(tǒng)和設(shè)備供應(yīng)商帶來了挑戰(zhàn)。因此，EDA公司和測試測量公司合作，可以幫助客戶節(jié)省時間。

不久前，新思科技有限公司(Synopsys)與RS宣布形成戰(zhàn)略合作關(guān)系，以加速服務(wù)于下一代LTE和LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)的芯片、手機(jī)和基站的設(shè)計和驗證。Synopsys為此項合作提供了其在算法設(shè)計和驗證解決方案領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)勢技術(shù)，包括符合標(biāo)準(zhǔn)的參考庫：RS公司則提供了它的信號發(fā)生器方面的專長以及在全球研發(fā)、驗證、生產(chǎn)和服務(wù)中廣為應(yīng)用的、業(yè)經(jīng)驗證的測試和測量解決方案。

那么，很多國外廠商已經(jīng)開始著手LTE，例如博通去年底收購WiMax芯片廠商Beceem，Intel對LTE也在緊鑼密鼓地部署芯片。中國LTE本土芯片有沒有機(jī)會?Synopsys武波博士說，2G、GSM雖然是從歐洲和北美起步，但現(xiàn)在中國的展訊、聯(lián)發(fā)科技等已成為后起之秀。中國本土芯片企業(yè)的優(yōu)勢是能做出符合中國市場特點(diǎn)的芯片，例如除了modem(調(diào)制解調(diào)器)核心塊以外，還能滿足符合中國市場的一些附加的特殊要求。

3D-IC設(shè)計挑戰(zhàn)

Mentor GraphICs董事長兼CEOWalden Rhine稱，當(dāng)半導(dǎo)體業(yè)向3D-IC制程轉(zhuǎn)移過程中，測試方面將首先面對三大挑戰(zhàn)：晶圓片測試時，籽片(die)的缺陷必須盡可能降低，以確保封裝后的良率，這就必須先滿足封裝良率的KGD(Known-Good-Die)的要求。其次，由于3D IC封裝結(jié)構(gòu)中，最底層的籽片將是外部測試線路的唯一出入口，因此在封裝堆疊中，必須有一條將掃描測試信號從底層籽片傳到頂層籽片的線路，這條線路需要測試。再有，堆疊的籽片之間必須建立相互測試的方法。

Mentor的產(chǎn)品市場總監(jiān)Stephen Pateras介紹了針對3D IC設(shè)計、驗證、制造和測試的完整方案——Tessent，該綜合的測試方案保證了高質(zhì)量的裸片測試，所有裸片ATPG(自動測試圖形向量生成)和BIST(內(nèi)建自測)在3D堆棧中完全復(fù)用。可編程的存儲器BIST可用于DARM籽片和TSV(硅通孔)邏輯-到-存儲器的互聯(lián)測試。Tessent 9.4版本已于今年5月面市。

解決芯片，封裝和電路板的ESD和噪聲

半導(dǎo)體制程跨入45nm時代后，各籽片模組之間的距離大幅縮小，多層電路板設(shè)計變得更為復(fù)雜，加上3DIC封裝已經(jīng)成為趨勢，降低噪聲、功耗和ESD(靜電放電)問題凸顯。AF·ache design solution公司可謂EDA領(lǐng)域的阿帕奇直升機(jī)，以靈活機(jī)動和抗惡劣環(huán)境能力解決芯片、封裝和電路板的問題。

據(jù)該公司CEO楊天圣介紹，該公司的特色是Chip Package Board Design(芯片、封裝和電路板設(shè)計)，能夠把芯片、封裝和電路板合并在一起做分析：還有實現(xiàn)從前到后(Front to End)RTL(寄存器傳輸級)，從早期到后期把設(shè)計連在一起。這些都是以前沒有解決的問題。

美國AWR公司活躍在HF(高頻)EDA領(lǐng)域，為RF(射頻)／微波領(lǐng)域提供設(shè)計平臺。產(chǎn)品有AWR Design Enviroment，包含四類工具：MICrowave Off ICe，Visual System Simulator，Analog OffICe，AXIEM。公司市場副總裁Sherry Hess稱，今年4月，AWR在中國上海設(shè)立了辦事處，這是該公司亞洲的第三個辦事處，之前在東京和首爾有辦事處。

軟件平臺：構(gòu)架決定你能走多遠(yuǎn)微內(nèi)核卷土重來

“很多人用蘋果iPhone和iPad的最初體驗是‘一用就愛上了她’。iPhone和iPad的秘訣是采用了微內(nèi)核架構(gòu)。”QNX軟件公司中國南方部銷售經(jīng)理哈駿元稱，雖然Android也不錯，但還是略遜一籌，目前Google公司正在做很多努力(注：Andriod是在Linux內(nèi)核上運(yùn)作的)。

QNX也是微內(nèi)核架構(gòu)，但QNX比蘋果早走了20年。30年前，QNX創(chuàng)始人、現(xiàn)任CEO Dan Dodge發(fā)明了微內(nèi)核實時操作系統(tǒng)。多年來，盡管微內(nèi)核經(jīng)歷了風(fēng)起云涌的鼎盛期和煙消云散的寥落期，但QNX一直堅信微內(nèi)核將在OS(操作系統(tǒng))世界中扮演無可替代的角色，因此一直堅持了下來。

究其原因，當(dāng)時硬件處理器的速度不足夠高，微內(nèi)核有利于提高OS實時性。但現(xiàn)在CPU執(zhí)行能力越來越強(qiáng)，因此實時性顯得不是個問題了。但可靠性的重要性凸顯。

哈駿元稱，QNX微內(nèi)核的最大價值是高可靠性。可靠性和功能／性能看似一對矛盾體：參與的任務(wù)越多，可靠性越不容易保證；而越多的可靠保證措施，又往往使性能不容易提升。就像作家寫上百萬字作品，會出錯別字，因此需要編輯來修訂。但一個小學(xué)生寫50字的作文可能沒有錯別字。因此，宏內(nèi)核出現(xiàn)bug(程序缺陷或錯誤)就不足為奇了。例如，WindowsXP之前有時PC會有死機(jī)現(xiàn)象，因為Windows的內(nèi)核把所有的文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等都放進(jìn)去了，雖然追求了效率，但由于驅(qū)動和文件系統(tǒng)開放給很多第三方公司(如處理器公司)，龐大的系統(tǒng)有時會出問題(當(dāng)然，現(xiàn)在的Windows OS已改進(jìn)了很多)。

微內(nèi)核，就是在OS內(nèi)部，只有一個非常小的內(nèi)核，所有可以用的其他設(shè)備，例如驅(qū)動、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、用戶編程部分等都在微內(nèi)核外部。QNX的代碼只有10萬行(圖8)，經(jīng)過30年考驗，可以保證沒有一個bug。

OS廠商在圈地、圍城

移動互聯(lián)時代，很多OS大廠在大肆圈地、圍城，以期擴(kuò)大自己的地盤，例如微軟以桌面PC機(jī)為核心，向?qū)Ｓ糜嬎阍O(shè)備和智能手機(jī)進(jìn)軍：Android最成功的是智能手機(jī)應(yīng)用，現(xiàn)在想向互聯(lián)電視等家庭領(lǐng)域開拔：iOS從手機(jī)向平板電腦拓展：EDA業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)Mentor GraphICs也推出ESA(嵌入式設(shè)計自動化)戰(zhàn)略，向嵌入式平臺挺進(jìn)。關(guān)于OS業(yè)還發(fā)生了一系列收購事件，這兩三年來，芯片企業(yè)Intel收購Windriver，Cavium收購MontaVista，筆者認(rèn)為，目的有的是為自己的芯片可持續(xù)發(fā)展留條后路，有的是為了保證現(xiàn)有客戶的長期利益，或適當(dāng)控制軟件平臺的發(fā)展走向。黑莓手機(jī)廠RIM于2010年4月從汽車一級供應(yīng)商哈曼國際旗下買下QNX，目的也不言自明。QNX全球市場與業(yè)務(wù)拓展副總裁Derek Kuhn稱，與09年和10年很多OS廠商被芯片企業(yè)并購不同，QNX與RIM的合作不僅沒有局限，反而有了業(yè)務(wù)的延展性，比如可使Playbook平板電腦應(yīng)用于樓宇自動化系統(tǒng)、醫(yī)療領(lǐng)域等。

為何RIM會看好QNX?因為被蘋果公司引領(lǐng)的人機(jī)交互體驗最大的挑戰(zhàn)是圖形。以制造黑莓手機(jī)著稱的RIM看好QNX類似蘋果iOS的微內(nèi)核。短短一年，QNX與Adobe合作，優(yōu)化了AIR執(zhí)行時間等性能，RIM于今年4月發(fā)布7Playbook(預(yù)計今年10月在華上市)。

醫(yī)療領(lǐng)域需要量身定制

據(jù)悉，蘋果也正在醫(yī)療行業(yè)開發(fā)平板電腦，QNX如何看待移動終端在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用?Derek認(rèn)為，母公司RIM相當(dāng)注重醫(yī)療領(lǐng)域的潛力。除了OS不是封閉式的，QNX的另一個優(yōu)勢是系統(tǒng)所固有的安全性。移動手持終端要跟嵌入式設(shè)備或較大的數(shù)據(jù)庫交流。病人的數(shù)據(jù)需要被保護(hù)。隨著嵌入式設(shè)備數(shù)量的積增，信息的安全也成為一個重要考量。跟蘋果相比，QNX在醫(yī)療行業(yè)還有一個優(yōu)勢，就是思維方式。蘋果的思維方式是所有的解決方案都是一個模式，“QNX知道每個客戶需要的解決方案不同，需要量身定制。母公司RIM已經(jīng)認(rèn)識到量身定制的重要性，有專職人員幫助開發(fā)醫(yī)療設(shè)備，也許是PlayBook，也可能是可以擂在現(xiàn)有設(shè)備上的產(chǎn)品。”

汽車互聯(lián)上路

現(xiàn)在人們已經(jīng)習(xí)慣了永遠(yuǎn)保持移動連接。汽車?yán)镆哺拍芡狻Ａ硗狻Ｆ嚮ヂ?lián)還可以提高汽車的安全性、便利性和能效。

現(xiàn)在很多種無線通訊技術(shù)，如3G、4G、Wi-Fi、NFC(近距離通信)等無線技術(shù)的實現(xiàn)，還有云計算，能夠讓我們把一些計算能力放到云上，為汽車的互聯(lián)移動奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

車載網(wǎng)絡(luò)和汽車門禁、汽車防盜市場份額第一的企業(yè)—恩智浦半導(dǎo)體公司(NXP)認(rèn)為汽車的移動互聯(lián)主要分為五大類(如表1)。

NXP最近在Car-2-x方5面進(jìn)入了實車實驗階段，并且在無鑰匙進(jìn)入方面有一些創(chuàng)新應(yīng)用或理念。

Car-2-x方案

Car-2-x是車到基礎(chǔ)設(shè)施，包括車車通訊(cat-to-car)。該通信采用專為汽車應(yīng)用設(shè)計的Wi-Fi無線標(biāo)準(zhǔn)一一IEEE802.11p，使駕駛員能真正“看到”每個角落，從而在肉眼察覺之前發(fā)現(xiàn)交通阻塞、風(fēng)險或紅燈，并且可建議駕駛員采用合理的速度行駛，避免急剎車。駕駛員即使在被卡車擋住視線或靠近角落時也能接收到汽車發(fā)出的預(yù)警信息。其他的實用案例還包括針對緊急救援車輛和交通堵塞或交通信號燈發(fā)出警示，以便駕駛者調(diào)整速度和優(yōu)化駕駛操作。

Car-2-x需要一系列技術(shù)來實現(xiàn)。當(dāng)前汽車業(yè)正在開發(fā)遠(yuǎn)程信息通信(TelematICs)，雖然該技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)一段時間，但是目前汽車業(yè)還沒有廣泛使用。遠(yuǎn)程信息通訊包括全球定位系統(tǒng)(GPS)和基于蜂窩的技術(shù)系統(tǒng)。一旦建立車和外部無線連接時，有幾個方面很重要：第一保證車是安全的，需要有防火墻，不會被黑客攻擊。無線通訊從過去模擬轉(zhuǎn)化成數(shù)字，但各國各地區(qū)的無線電接收標(biāo)準(zhǔn)并不同，為了在未來便于降低無線電廠商和汽車電子廠商的成本，實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，業(yè)界開發(fā)出跨多種標(biāo)準(zhǔn)的方式——軟件定義無線電(SDR)接收標(biāo)準(zhǔn)。最后，需要一個共同的硬件平臺來搭載，并且能夠?qū)崿F(xiàn)802.11p標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。

NXP是第一家在公路上現(xiàn)場演示Car-to-x及其應(yīng)用的半導(dǎo)體企業(yè)。該演示在荷蘭的一條公共道路上實現(xiàn)，展示了NXP與總部位于澳大利亞的Cohda Wireless合作開發(fā)了c2x平臺。該平臺結(jié)合了用于基于位置服務(wù)(LBS)和網(wǎng)絡(luò)安全的遠(yuǎn)程信息技術(shù)，可實現(xiàn)汽車的全面互連，這對于大規(guī)模實現(xiàn)更安全的道路交通而言、可謂一個重要的里程碑。

當(dāng)然實現(xiàn)Car-to-x，還需要政府在道路的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行投資，例如交通燈會順序排列，能夠發(fā)出一些建議和信息。現(xiàn)在這種技術(shù)還處于開發(fā)階段，估計2013年時會成熟(圖9)(注：筆者認(rèn)為其原因參見33頁下半部分)，但要把這些技術(shù)真正進(jìn)到車?yán)镞吶ィ€要再花幾年，預(yù)計2014或2015年才能實現(xiàn)。NXP汽車電子事業(yè)部全球銷售與市場副總裁Drue Freeman指出。

車鑰匙的發(fā)展趨勢

據(jù)Strategy AnaltICs的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前傳統(tǒng)的遙控鑰匙(RICE)技術(shù)在中國汽車市場的滲透率已經(jīng)高達(dá)六成以上，未來上升空間有限；與此同時，無鑰匙系統(tǒng)技術(shù)(PKE／PKG征在興起，并有望在2017年前保持25％的年均增長率，逐步升級汽車鑰匙技術(shù)。

遙控車方案在中國十分必要。在中國北方冬天比較寒冷。拿車鑰匙開門時會出現(xiàn)鑰匙孔凍冰等問題。現(xiàn)在我們目前都是使用遠(yuǎn)程車鑰匙來去控制，按車鑰匙按鍵打開車門。所有這些都具備所謂發(fā)動機(jī)鎖止功能——能夠防盜，把發(fā)動機(jī)給鎖死等等。

最好的辦法是無源的無鑰匙的進(jìn)入功能，不用去按汽車鑰匙上的按鍵，人接近車之后，車會自動開鎖。你只要騰出手來開車門就足夠了。而且進(jìn)到車?yán)锖螅挥描€匙點(diǎn)火，只要按一個按鍵，就可把車點(diǎn)著。據(jù)悉，比亞迪公司就采用了恩智浦這套無鑰匙系統(tǒng)技術(shù)，可將引擎防盜、遙控鑰匙和無鑰匙系統(tǒng)等多個功能集成在一起。

還不僅如此，未來的車鑰匙不僅是單向的，而且還可以是雙向的人與車之間的溝通。這樣不僅鑰匙給車發(fā)信息，而是車還可以給鑰匙發(fā)信息。可以告訴鑰匙“車日鎖好”，告訴鑰匙目前車?yán)镞€有多少燃料，或者車是不是需要保養(yǎng)和診斷等信息。這樣通過鑰匙和NFC技術(shù)，可以把鑰匙上的信息傳到能夠顯示信息的終端上，比如智能手機(jī)。甚至可以拿這種鑰匙當(dāng)做一種支付的手段，去支付一些服務(wù)，例如由于具備了NFC的通訊能力。鑰匙可達(dá)到銀行級的安全能力，可拿鑰匙往一些POS(銷售點(diǎn))機(jī)上一貼，在加油時當(dāng)作一種支付的手段。

據(jù)悉，NXP不久將發(fā)布一種KEyLink，這種鏈接把上述所有功能匯總起來，這樣用戶可以利用手機(jī)和鑰匙來實現(xiàn)直觀的使用，比如汽車的狀態(tài)、車的位置，還有你要準(zhǔn)備去哪兒，什么目的地等。并且把鑰匙往手機(jī)上一貼，能夠在手機(jī)上顯示出車目前的燃料還剩多少，你的車已經(jīng)走的公里數(shù)，車今天已開了多少公里等信息。

根植中國，帶動本土企業(yè)從跟進(jìn)到領(lǐng)跑

“大概十年前，我們很吃力地跟著第一集團(tuán)在跑，甚至連吃土的份兒都沒有。漸漸地，我們能夠吃上了。繼續(xù)追趕，現(xiàn)在我們在個別領(lǐng)域甚至能夠領(lǐng)軍了。”這是TI在中國大陸運(yùn)營25周年的新聞發(fā)布會上。TI中國區(qū)總裁謝兵引述的某知名本土設(shè)備企業(yè)的研發(fā)老總的話。這也是很多本土系統(tǒng)設(shè)備公司的真實寫照：多年來，在一些領(lǐng)域里，本土企業(yè)一直處于行業(yè)的跟進(jìn)位置，但是在領(lǐng)先芯片供應(yīng)商、IP廠商和軟件工具廠商的參與和推動下。逐漸崛起。

很多海外企業(yè)的成功也越來越離不開中國客戶的崛起和成功。近日，MIPS科技公司總裁兼CEO Sandeep Vij來華稱，去年初他掌握了MIPS的帥印后，制定了開拓手機(jī)市場的新戰(zhàn)略和“China First(中國優(yōu)先)”，如今在中國已有十余家本土手機(jī)客戶。最近，炬力集成發(fā)布用于平板電腦的、頻率為1.3GHz、使用MIPS23 74Kf內(nèi)核的新款SoC。北京君正集成電路股份有限公司發(fā)布了針對移動應(yīng)用的、頻率為1GHz的超低功耗MIPS-based XBurstCpUJZ4770芯片。

“在中國25年來，TI也以驚人的‘中國速度’發(fā)展，增長比率超過TI全球核心業(yè)務(wù)增長率。”TI董事長、總裁兼首席執(zhí)行官RICh Templeton稱，TI力圖做到三點(diǎn)：強(qiáng)大的產(chǎn)品和技術(shù)，低成本、大批量的制造能力和覆蓋全球的銷售、技術(shù)服務(wù)體系。在中國，TI已有16家辦事機(jī)構(gòu)，遍及中國各地，包括了研發(fā)、銷售、應(yīng)用工程師團(tuán)隊。

“離客戶最近、離市場最近”是海外企業(yè)在中國活躍的最主要原因。不久前，NXP汽車電子事業(yè)部宣布不僅在中國成立了注重研發(fā)、創(chuàng)新和客戶應(yīng)用支持的汽車技術(shù)中心，同時還將其汽車電子事業(yè)部全球銷售與市場營銷總部德國漢堡遷至中國上海。

一些公司更看好了中國的未來潛力。注重中國的未來人才培養(yǎng)。瑞薩電子、Xilinx、ADI、Freescale、TI、Intel等知名企業(yè)紛紛在中國開展大學(xué)計劃和大學(xué)競賽。

尾聲：“中國功夫”是什么?

當(dāng)今世界已經(jīng)進(jìn)入到全球化時代，作為第三世界國家的中國，與發(fā)達(dá)國家同臺競爭，是相當(dāng)艱辛，有時甚至是痛苦的。但是。全球化是歷史潮流，任何力量也阻擋不了。

我們要利用機(jī)遇(海外企業(yè)帶來先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品，以及我國的擴(kuò)大內(nèi)需政策)和迎接挑戰(zhàn)(創(chuàng)造利潤，可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)等)，用中國功夫(套路絕招、出神入化、水到渠成)化解矛盾，創(chuàng)造未來。