看到這篇文章之時,你可以很確定的說瑪雅人的預(yù)言不過是一個玩笑,同樣如果你看到了這篇文章,意味著半導(dǎo)體已經(jīng)走入一個讓所有人都看不清未來的2013年。從某種意義上說,曾經(jīng)指揮半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展幾十年的摩爾定律,在2013年會經(jīng)歷前所未有的質(zhì)疑與解釋,至少當半導(dǎo)體的工藝全面演進到3D技術(shù)之時,工藝是否還能成為基于平面工藝的摩爾定律里關(guān)于技術(shù)的預(yù)言的延續(xù),我們已經(jīng)需要牽強附會才能說服自己再去說服別人。
半導(dǎo)體不相信預(yù)言,這也許會成為2013年半導(dǎo)體企業(yè)在走過這一年后的集體感悟,畢竟走過從2008年金融危機之后,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)就一直在跌宕起伏中艱難前行。沒有了之前幾年為一個周期習慣性震蕩,也沒有了震蕩后持續(xù)幾年的快速增長,連指揮幾十年的摩爾定律都已經(jīng)看得到壽終正寢的那一刻了。面對這樣的煙鎖重樓,誰又愿意去被那些所謂的預(yù)言家霧里看花般的預(yù)測所指引,惟有靠自己去感悟市場與技術(shù)的脈搏,摸著石頭過河希望自己能早點上岸。
半導(dǎo)體不相信預(yù)言,2011年,許多人預(yù)測行業(yè)悲觀,結(jié)果行業(yè)增長3%左右,差強人意。2012年普遍預(yù)測行業(yè)微漲2%,結(jié)果全行業(yè)平均下跌了2%左右。這樣的預(yù)言,分析咨詢公司一定會繼續(xù)每年甚至每季度堅持做下去,但是,半導(dǎo)體公司也必須明白一點,整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展如何并不意味著自己的發(fā)展會如何,公司業(yè)績受整體行業(yè)發(fā)展態(tài)勢的影響會越來越小,更多的將會是具體某個公司是否能夠適應(yīng)自己所在市場的競爭,并且選擇卓有成效的戰(zhàn)略去爭取自身更好地發(fā)展。換言之,如今的大環(huán)境下,半導(dǎo)體企業(yè)的命運,把握在自己手上,而不再受整個市場的發(fā)展所限制。
為何要這么說,看看某分析公司提供的2012年半導(dǎo)體公司20強榜單,除了6家增長之外,其他14家的銷售額均有所下滑,但是這份榜單的詭異之處就在于,除了坑人的存儲器行業(yè)集體下滑之外(三星除外),其他的領(lǐng)域你總是能發(fā)現(xiàn)有些企業(yè)增長有些企業(yè)下滑。這就說明,在每個領(lǐng)域,只要你做得足夠好,一樣可能逆勢上揚;而如果你做得不夠好,即使你身處最光明的產(chǎn)業(yè),一樣需要面對業(yè)績下滑的命運。2013年的半導(dǎo)體市場,沒有一個應(yīng)用領(lǐng)域可以確保你只漲不跌,同樣沒有一個領(lǐng)域拒絕提供你壯大自己的機會,關(guān)鍵在于企業(yè)自己是否能夠找準機遇,并且做好應(yīng)對殘酷的產(chǎn)業(yè)環(huán)境的準備。
半導(dǎo)體不相信預(yù)言,因為連續(xù)兩年的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況讓我們不得不去面對任何可能發(fā)生的產(chǎn)業(yè)形勢變化。連續(xù)兩年,很多企業(yè)面對的情況是,前半年訂單表現(xiàn)非常出色,但是二季度末開始,整個市場需求明顯下滑,最終的結(jié)果造成年底的整體表現(xiàn)琢磨不定。面對這樣無法理解的產(chǎn)業(yè)形勢,任何年初的預(yù)期需要不停的調(diào)整自己的預(yù)測,與其相信這些預(yù)測,不如相信自己的客戶,相信自己的產(chǎn)品,相信自己的戰(zhàn)略和努力。
不過,半導(dǎo)體已經(jīng)發(fā)展成一個超過3000億規(guī)模的龐大市場,而電子信息技術(shù)的持續(xù)演進依然會給半導(dǎo)體足夠多的機遇和足夠長的成長時間。據(jù)統(tǒng)計,2010年以后人類主要的經(jīng)濟增長驅(qū)動力中,絕大多數(shù)與電子信息技術(shù)有關(guān),其中90%的增長受益于電子信息技術(shù)的創(chuàng)新,而現(xiàn)有創(chuàng)新的起源,還是要歸結(jié)到那些跑在小小芯片里的電信號。我們惟一需要適應(yīng)的一點是,半導(dǎo)體已經(jīng)發(fā)展得足夠成熟,這個市場不會再出現(xiàn)在幾年時間內(nèi)的兩位數(shù)年復(fù)合增長率。作為一個已經(jīng)成熟的正午產(chǎn)業(yè),半導(dǎo)體會持續(xù)釋放著其對整個信息化地球的影響力,并成為人們生活中最不起眼卻又最不可或缺的產(chǎn)品。而這幾年的持續(xù)震蕩,并不僅僅是經(jīng)濟形勢影響半導(dǎo)體的發(fā)展,更重要的是,半導(dǎo)體要適應(yīng)從朝陽走到正午的一個轉(zhuǎn)變,當這個產(chǎn)業(yè)增速不再如此迅猛,當摩爾定律看似走到了末路,當人們已經(jīng)習慣了硬件不過是一種基礎(chǔ)的工具,當半導(dǎo)體的利潤不再高企……這些不適應(yīng)造成的影響其實早就該發(fā)生,只是2008年的金融危機提前讓這個時間點到來。也許,對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說,現(xiàn)在這樣的產(chǎn)業(yè)頻繁震蕩只是走上新的正常道路之前必不可少的陣痛和調(diào)整期,需要在這樣的痛苦中洗卻之前多年養(yǎng)成的一些壞習慣和舊思維,換個想法,重裝上路。

細微的應(yīng)用方面,我們依然能夠看到一些注定在2013年會成為半導(dǎo)體增長的主要驅(qū)動力的技術(shù)與應(yīng)用,首當其沖的就是智能手機與平板電腦為主的移動便攜信息設(shè)備。十幾年之前,你想不到剛剛成立的高通半導(dǎo)體業(yè)務(wù)可以這么快的超越他們視為最大競爭對手的TI,而現(xiàn)在這個超越已經(jīng)不是僅僅在手機芯片業(yè)務(wù)部分,而是實現(xiàn)公司層面的超越,十幾年之前,蘋果還被認為是公司岌岌可危的垃圾股票,現(xiàn)在即使到了600美元還依然受熱捧。在推動蘋果成為全球市值第一的公司以及助力高通市值超過Intel之后,在2013年的移動信息處理大戰(zhàn)中,再塑造出一兩個里程碑式的事件,也不會是什么新聞了。惟一可以肯定的是,移動信息處理大戰(zhàn)在2013年注定成為半導(dǎo)體市場最吸引眼球之處,并極有可能成為改變整個產(chǎn)業(yè)格局的推手。畢竟,在這場戰(zhàn)役中下重注的,包括了前20強中的7家,以及可能再闖進來的AMD。而前20強中的絕大部分,這幾年都會受益于智能手機的快速成長。
除去智能手機,還有很多市場在冉冉升起,或者即使傳統(tǒng)已經(jīng)很成熟的市場,一樣是機遇與挑戰(zhàn)并存,比如電源管理的能效要求,比如MCU的更新?lián)Q代,比如新能源市場的浮塵,比如電動汽車的撲朔迷離。在今年的新年展望專題中,我們將繼續(xù)邀請半導(dǎo)體的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè),與我們一起暢談對各自專注領(lǐng)域2013年的發(fā)展預(yù)測,與之前不同的是,今年我們將分不同的技術(shù)領(lǐng)域進行綜合性報道,請大家與我們一起,走進2013,腳踏實地去感受自己身邊的半導(dǎo)體市場。
來自半導(dǎo)體企業(yè)的聲音
2013年,擺在各個半導(dǎo)體企業(yè)面前的,將是一張沒有標準答案的問卷,面對一個琢磨不定的半導(dǎo)體市場,每位應(yīng)試者需要做的,就是立足自身的技術(shù)優(yōu)勢,抓住自己所在產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇,給出自己認為最合適的答案,而評判的標準,也只有到明年這個時候才會看得出誰的發(fā)揮更出色。
聲音之TI
無論市場前景如何,TI 正在超低功耗處理及信號調(diào)節(jié)、能源管理、云計算、安全與安防以及醫(yī)療等領(lǐng)域推進技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)品創(chuàng)新。TI 始終致力于同客戶、行業(yè)聯(lián)盟以及大專院校密切合作,不斷開發(fā)差異化產(chǎn)品,改進我們的工作、生活及娛樂方式,并滿足當前及未來的需求。TI 一直致力于打造更智能、更安全、更環(huán)保、更健康以及更精彩的生活,謝兵從應(yīng)用角度看,3G、物聯(lián)網(wǎng)、LED顯示與照明、汽車、太陽能利用、智能電網(wǎng)、電動汽車、下一代寬帶、手持醫(yī)療設(shè)備、低功耗無線系統(tǒng)等都是很有發(fā)展?jié)摿Φ膽?yīng)用領(lǐng)域。
2013年,TI仍會以模擬和嵌入式處理為重點展開業(yè)務(wù)。一方面,TI會在傳統(tǒng)的工業(yè)、通信、消費電子、醫(yī)療電子等行業(yè)繼續(xù)投入,另一方面,中國十二五規(guī)劃的新興產(chǎn)業(yè)確定了七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),包括節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、高端裝備制造、新能源、新材料、新能源汽車等,在這些戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中,DSP、MCU以及模擬器件都有著廣泛的應(yīng)用前景。無論是技術(shù)還是產(chǎn)品,最重要的是TI始終堅持以客戶需求為導(dǎo)向的創(chuàng)新,為客戶提供完整的解決方案,幫助客戶開發(fā)出各種終端應(yīng)用以滿足消費者的需要。為此,TI成立了Kilby實驗室、太陽能實驗室、LED實驗室以及馬達實驗室,借此向客戶提供全球一流的解決方案,幫助客戶應(yīng)對在中國及全球市場的挑戰(zhàn)。
聲音之英飛凌
回顧2012年,中國市場經(jīng)濟增速減緩。而展望2013年,傳統(tǒng)行業(yè)市場的不確定性或許將繼續(xù),這確實是電子產(chǎn)業(yè)充滿挑戰(zhàn)的一年,其中的挑戰(zhàn)主要包括:
成本的上升造成低附加值制造業(yè)的競爭力下降;
針對中國部分出口產(chǎn)品(例如太陽能電池板等)的反傾銷和反補貼稅措施;
部分行業(yè)分布零散,規(guī)劃和管制力度不足,影響了本地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度和規(guī)模;
缺乏技術(shù)人才和優(yōu)質(zhì)知識產(chǎn)權(quán)阻礙了創(chuàng)新實力,因此削弱了中國在高附加值產(chǎn)業(yè)的競爭力。
雖然面臨這些挑戰(zhàn),但中國市場的規(guī)模及發(fā)展?jié)摿θ詾殡娮赢a(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了巨大機會。作為業(yè)者,如果能找到適合的解決方案,利用市場的優(yōu)勢,規(guī)避薄弱環(huán)節(jié),這些挑戰(zhàn)也許會成為發(fā)展的機會。而要應(yīng)對這些挑戰(zhàn),我們也可以從政策扶持、拉動內(nèi)需、鼓勵創(chuàng)新以及培養(yǎng)和儲備人才等幾個方面著手。
在2013年,市場的主要增長驅(qū)動將來自市場創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品創(chuàng)新,另一方面來自于環(huán)保的需求及行業(yè)標準化和法規(guī)的實施。值得期待的產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用包括:
(1)32位多核車用微處理器,執(zhí)行速度更快;
(2)汽車行業(yè)ISO26262體系的實施,使得車輛更安全;
(3)IGBT的產(chǎn)品市場細分及更廣泛的應(yīng)用啟動
(4)更精細的半導(dǎo)體線寬和更大直徑的晶圓工藝和技術(shù),會使單個IC產(chǎn)品成本更低。
同時,我們認為如下市場將值得大家關(guān)注:移動互聯(lián),云計算,新能源 ,個性化消費類產(chǎn)品,電子支付和汽車電子。
聲音之ADI
展望2013年,我們認為新能源、汽車電子以及消費類醫(yī)療這些細分市場值得密切關(guān)注。
新能源:在中國工業(yè)市場,尤其是新能源領(lǐng)域,包括能源運輸、分配、儲備方式等。節(jié)能環(huán)保的新能源是中國十二五規(guī)劃產(chǎn)業(yè)升級的重點。中國風電機組裝機容量近年迅速增長,太陽能光伏發(fā)電成長空間巨大,逆變器供不應(yīng)求。在利用半導(dǎo)體技術(shù)來極大地改善電能傳輸和分配以及開發(fā)新的可再生能源(如風能和太陽能)方面,中國蘊藏著巨大的商機。根據(jù)行業(yè)內(nèi)預(yù)測,到2020年,中國的電力需求將翻一番。這一增長意味著對各種新產(chǎn)品的需求也將增長,包括智能電表、電站更新?lián)Q代、太陽能和風力發(fā)電廠與傳輸設(shè)備以及超高壓輸電線路。在新能源的建設(shè)中,所面臨的關(guān)鍵問題有很多,其中提高光伏逆變效率、新能源并網(wǎng)接入、低電壓穿越、大容量能量存儲、特高壓輸電、需求側(cè)管理及智能計量技術(shù)等應(yīng)該是業(yè)界比較關(guān)注的關(guān)鍵點。
汽車電子:在汽車領(lǐng)域,越來越多的中國公司非常關(guān)注混合電動汽車和純電動汽車。兩三年前,電動汽車的發(fā)展還僅僅停留在測試階段,而現(xiàn)在他們不僅追求安全標準和特色設(shè)置,還包括先進的駕駛輔助系統(tǒng)。
消費類醫(yī)療電子:國內(nèi)消費類醫(yī)療市場潛力巨大,競爭對手越來越多。家用醫(yī)療監(jiān)護設(shè)備在技術(shù)上的發(fā)展趨勢概括起來就是“更便攜、更安全、更低耗、更智能,以及更高診斷級的性能”。隨著健康意識的普及以及家用醫(yī)療設(shè)備技術(shù)的不斷革新和制造成本的不斷降低,家用醫(yī)療設(shè)備,尤其是以預(yù)防監(jiān)測為主的家用醫(yī)療設(shè)備將面向所有用戶群,成為人們生活中的必需品。另外,隨著醫(yī)療基礎(chǔ)的不斷成熟,診斷級的家庭醫(yī)療設(shè)備亦將得到快速發(fā)展。除了傳統(tǒng)的個人醫(yī)療電子設(shè)備如血壓計、血糖儀之外,其他新的技術(shù)和應(yīng)用,例如針對個人和家庭應(yīng)用的生命體征信號測量等,也將帶動未來的便攜式醫(yī)療電子設(shè)備市場的發(fā)展。我們預(yù)計未來個人監(jiān)護與診斷以及運動狀態(tài)監(jiān)測等設(shè)備也會走入家庭和個人應(yīng)用場合。我們有理由相信這些新興的醫(yī)療電子應(yīng)用的出現(xiàn),不久的將來會給我們的生活帶來深遠的影響。
聲音之富士通半導(dǎo)體
由于全球主要市場的經(jīng)濟減弱,富士通半導(dǎo)體亞太區(qū)市場副總裁鄭國威對于2013的整體半導(dǎo)體市場發(fā)展持較謹慎態(tài)度,由于政策引導(dǎo)和市場環(huán)境所致,新能源、LED照明、物聯(lián)網(wǎng)、4G、手持移動設(shè)備, 家電,汽車電子,智能電表和照相相關(guān)應(yīng)用等會成為2013年的熱點技術(shù)應(yīng)用。他強調(diào),富士通將持續(xù)保持“輕晶圓”的公司策略,減少對于不具競爭力產(chǎn)品的投資,加大投資和研發(fā)符合市場需求的有競爭力的產(chǎn)品。
在新能源汽車是2013年一個值得關(guān)注的應(yīng)用,存在三大技術(shù)挑戰(zhàn):一需要設(shè)計一個更加高效的電池管理系統(tǒng);二如何預(yù)測和提高電池系統(tǒng)的使用壽命問題;戰(zhàn)三:在電機和電控的核心研發(fā)上,需要提高開發(fā)效率和提升安全規(guī)格。富士通半導(dǎo)體提供多種針對性解決方案,助力新能源汽車的快速平穩(wěn)安全發(fā)展。
聲音之安森美
從總體上講,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正趨向成熟,其增長與全球GDP增長密切相關(guān),整體長期年復(fù)合增長率(CAGR)將只有個位數(shù),使競爭加劇及企業(yè)整合增多。由于全球經(jīng)濟放緩及代理商/OEM庫存持續(xù)耗盡,2012年半導(dǎo)體銷售收入預(yù)計將下降超過4%。預(yù)計2013年開始逐漸復(fù)蘇.,估計增長率為1.5%。
安森美半導(dǎo)體的策略是積極推動高能效電子的創(chuàng)新。主要市場動力就來自汽車、通信及消費等領(lǐng)域。移動醫(yī)療和建筑物自動化等市場的增長前景也看好。另外,在計算機領(lǐng)域,Windows 8及超級本預(yù)計將刺激市場需求。
公司將繼續(xù)與全球客戶密切合作,開發(fā)及提供符合客戶不斷演變之需求的產(chǎn)品,從復(fù)雜的混合信號ASIC到標準產(chǎn)品構(gòu)建模塊及電源模塊等,以構(gòu)成完整的系統(tǒng)方案。
在通信市場,智能手機、平板電腦和4G網(wǎng)絡(luò)部署推動增長。而在消費市場,世界各國更加注重提升消費類白家電產(chǎn)品以及電視產(chǎn)品的能效,如房間空調(diào)、洗衣機和電冰箱等消費類白家電將持續(xù)轉(zhuǎn)向采用變速電機以提升能效,進而獲取更大市場份額;同時,“智能”及“連接型”消費類設(shè)備將迎來更大發(fā)展。此外,向移動醫(yī)療過渡的趨勢將推動醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的增長,建筑物自動化領(lǐng)域的半導(dǎo)體成分也在快速增加進而推動市場增長。
聲音之Intersil
2013年,就全球而言,主要推動力可能會是智能化和市場分層細化,這倆點會為市場的消費類電子增加更多效益,主要應(yīng)用仍會是智能消費電子、安防、汽車電子等應(yīng)用領(lǐng)域, Intersil公司中國/香港總經(jīng)理陳宇作為模擬半導(dǎo)體廠商,在這幾方面都有涉獵,會繼續(xù)開發(fā)客戶需求的產(chǎn)品,以創(chuàng)新迎接新的挑戰(zhàn)。2013年Intersil仍會繼續(xù)關(guān)注LED照明、汽車電子、智能消費電子、安防監(jiān)控等領(lǐng)域應(yīng)用,這些領(lǐng)域需要與其他客戶進行不斷的磨合協(xié)調(diào)溝通,才能做出非常優(yōu)秀的解決方案或者產(chǎn)品,例如大家所熟知的SLOC產(chǎn)品解決方案,這個就是我們與合作伙伴共同努力打造的生態(tài)系統(tǒng)。
聲音之ARM
整個嵌入式市場現(xiàn)在大家都在談?wù)撐锫?lián)網(wǎng),包括智能電網(wǎng),智能交通,智能家居,智慧農(nóng)業(yè)等。對于終端設(shè)備或者終端節(jié)點而言,都離不開MCU的支持,包括與傳感器的連接,系統(tǒng)的控制相應(yīng),與上層云計算的通訊連接等。ARM的MCU內(nèi)核在開發(fā)過程中一直非常注意Energy Efficiency以及Easy of Use的設(shè)計理念,比如我們在2012年3月份推出的Cortex-M0+內(nèi)核,在Cortex-M0的基礎(chǔ)上針對這些需求全新設(shè)計了包括2級流水線,Micro Trace Bufer以及單指令周期的I/O總線,使用起來更加方便靈活,同時與傳統(tǒng)的8/16位內(nèi)核相比具備更高的能效表現(xiàn)。
UMC:制程的特性遷移比邏輯遷移重要
——因為中國IC設(shè)計業(yè):20%要快,80%要深
中國IC市場有些特質(zhì):快、多、低、短。即比海外市場反應(yīng)快得多;客戶群多;要求低價/超低價;產(chǎn)品生命周期較短,例如海外有些市場要保證IC用十年。
因此,代工廠要專攻這些特點。聯(lián)華電子(UMC)副總經(jīng)理王國雍分析說,中國500多種本土IC設(shè)計中,真正需要先進制程(28和40nm)的不會超過兩成,智能電表、智能卡等八成的大批量產(chǎn)品需要主流節(jié)點,但特性(speciality)要到位、每個節(jié)點挖掘得夠深。像智能卡要eFlash,性價比合理。還有小型DDI(顯示驅(qū)動IC)領(lǐng)域,有HVGA(162nm)、WVGA/ qHD(130/110nm)、HD/WXGA(80nm)、 Full HD(55nm),市場需要這四種產(chǎn)品同時存在,最佳性價比的制程節(jié)點也是不同的。
從代工廠角度來看,如果只是邏輯上跟著先進制程遷移也不容易賺到錢,還要注意特性的遷移。據(jù)悉,UMC現(xiàn)在的量產(chǎn)制程能力涵蓋從0.5um到 28nm,同時14nm制程也已經(jīng)在研發(fā)當中。 “UMC不是最先進入28nm量產(chǎn)的代工廠,也不是最低價格的。”王國雍說,“但是對性價比要求最嚴苛的中國和亞太地區(qū)卻占UMC總營收的47%,高于一些國際著名代工廠。因為UMC能夠幫助客戶找到最佳性價比平衡點,協(xié)助客戶同時提升競爭力和獲利能力。”
FPGA:將革ASIC的命進行到底
在2011年底的時候,某測試領(lǐng)導(dǎo)廠商創(chuàng)始人談到對2012年的電子市場最大的期待時,唯一提到的產(chǎn)品就是集成ARM核的FPGA,這足以讓我們感受到整個產(chǎn)業(yè)對FPGA產(chǎn)品的足夠關(guān)注,在最近幾年的半導(dǎo)體市場中,你很難找到一個產(chǎn)品種類像FPGA那樣蓬勃的發(fā)展,借助自身獨特的技術(shù)優(yōu)勢,對傳統(tǒng)ASIC發(fā)起了極大的挑戰(zhàn)。
靈活化的設(shè)計與個性化的需求,這是每個電子設(shè)計者與消費者共同的需求,在與ASIC 競爭的時候,F(xiàn)PGA 特有的靈活性、可升級能力所帶來的成本效益(沒有NRE或昂貴的重制費用)以及差異化的生產(chǎn)力和更快的產(chǎn)品上市時間,是最明顯的優(yōu)勢。
2013年,F(xiàn)PGA無疑將繼續(xù)展現(xiàn)其獨特的魅力,當幾家FPGA企業(yè)紛紛計劃將FPGA+ARM的全新技術(shù)結(jié)構(gòu)付諸實現(xiàn)之際,F(xiàn)PGA產(chǎn)業(yè)又將迎來全新的一次革命。作為緊跟制程的幾個半導(dǎo)體產(chǎn)品之一,高性能高密度的FPGA在2013年將全面向20nm工藝進軍,F(xiàn)PGA在工藝上的領(lǐng)先,帶給客戶的是突破性的領(lǐng)先技術(shù),可以在五大領(lǐng)域帶給客戶重價值: 性能更高、功耗更低、成本更少、集成度更高,生產(chǎn)力大幅提升。而在低密度和低成本的FPGA市場,將更加強調(diào)針對性,靈活性與易用性,直接對ASIC形成強有力的挑戰(zhàn)。
從28nm開始,賽靈思已經(jīng)從可編程邏輯公司成功轉(zhuǎn)向所有可編程(All Programmable)公司。All Programmable器件采用“全面”的可編程技術(shù),超越了可編程硬件范疇進而包含軟件,超越數(shù)字進而包含模擬混合信號 (AMS),超越單芯片實現(xiàn)了多芯片的 3D IC。20nm時代,賽靈思全球高級副總裁兼亞太區(qū)執(zhí)行總裁湯立人介紹其產(chǎn)品組合將繼續(xù)沿著下面三大類方向繼續(xù)加強:
(1)All Programmable FPGA:具有傳統(tǒng)的可編程邏輯和可編程模擬、DSP、收發(fā)器和其他功能。
(2)All Programmable SoC:將完整處理器系統(tǒng)集成到單個FPGA架構(gòu)上,硬件、軟件和I/O均可編程的器件。
(3)All Programmable 3D IC:利用3D堆疊硅片技術(shù)擴大集成度,克服傳統(tǒng)FPGA壁壘如高速收發(fā)器,內(nèi)存等功能障礙。
20nm All Programmable 產(chǎn)品系列專門滿足下一代的、更加“智能”、集成度更高、亟需更高帶寬的系統(tǒng)而精心打造。其目標應(yīng)用分別是:
(1)智能Nx100G - 400G有線網(wǎng)絡(luò);
(2)智能自適應(yīng)天線、認知無線電技術(shù)、基帶和回程設(shè)備的LTE高級無線基站;
(3)高吞吐量、低功耗的數(shù)據(jù)中心存儲、智能網(wǎng)絡(luò)和高度集成的低時延應(yīng)用加速;
(4)圖像/視頻處理以及面向新一代顯示、專業(yè)攝像機、工廠自動化、高級汽車駕駛員輔助和監(jiān)視系統(tǒng)的嵌入式視覺;
(5)面向幾乎所有可以想象到的應(yīng)用的尖端連接技術(shù)。
萊迪思作為在低密度和超低密度FPGA市場的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè),更專注于提供符合成本效益的設(shè)計解決方案。萊迪思系統(tǒng)開發(fā)部副總裁Suresh Menon很自信的表示,低成本FPGA將繼續(xù)向更高的性能、更低的功耗和更小的尺寸方向發(fā)展。此外,低成本FPGA將通過更高的集成度和新功能帶來更多的價值。因此,這些低成本FPGA將打開新的FPGA市場和應(yīng)用,并刺激行業(yè)的發(fā)展。他還介紹FPGA正越來越多地用于以前使用ASIC和ASSP的一些新的領(lǐng)域和市場,如消費電子/移動、安防/監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)碼攝像/顯示器等。
在這個細分市場中,萊迪思通過各種方式幫助客戶控制開發(fā)成本,首先緊密關(guān)注客戶的需求并且開發(fā)具有競爭力的產(chǎn)品,這些產(chǎn)品專為滿足客戶特定需求而設(shè)計,并幫助他們迅速將產(chǎn)品推向市場。此外,我們還通過開發(fā)基于通用構(gòu)建模塊的多功能產(chǎn)品平臺,適用于多種新產(chǎn)品的開發(fā),從而進一步降低開發(fā)成本。
移動信息處理:最具活力的技術(shù)演進
據(jù)IDC最新預(yù)測, 2012年僅中國智能手機市場的出貨量就將接近3億臺,年增長率將達44.0%。受智能手機在未來兩年高速增長的影響,2013年中國智能終端市場的出貨量將接近3.9億臺,年增長率達33.1%。在移動信息處理終端市場,幾乎主要的半導(dǎo)體企業(yè)都參與到這場慘烈的競爭中。
為提供更好的用戶體驗,移動應(yīng)用處理器在控制功耗前提下性能繼續(xù)提升,多核是不可避免的趨勢。ARM移動產(chǎn)品經(jīng)理王俊超認為,未來兩年以Cortex-A15/A7大小核產(chǎn)品滿足高端智能機高性能低功耗需求,中低端也將由Cortex-A5演進到Cortex-A7,四核及雙核Cortex-A7將滿足中低端智能機的需求,使得用戶可以獲得2011年高端手機的用戶體驗。采用多核應(yīng)用處理器能夠有效提高移動設(shè)備處理能力。為平衡高性能與低功耗,選擇合適的架構(gòu)非常重要,高端應(yīng)用處理器采用A15/A7大小核架構(gòu)能夠有效滿足高端設(shè)備高性能和低功耗的需求,中低端可采用小核如Cortex-A7低功耗處理器,達到接近Cortex-A9處理能力,功耗低于A9一半。
在具體應(yīng)用ARM多核理念的芯片廠商看來,核的作用是不同的,有些核強調(diào)高性能,有些核則強調(diào)低功耗。因此,不應(yīng)該單一把核的數(shù)量作為考量手機整體應(yīng)用能力的標準。Marvell移動通信事業(yè)部產(chǎn)品市場總監(jiān)吳慧雄介紹,目前的趨勢是采用大小核的架構(gòu)來構(gòu)成4核,比如采用2個高性能的核(如A15)加上兩個低功耗的核(如A5、A7)組合的方式,這樣可以根據(jù)具體應(yīng)用需求的不同,將切換到不同模式。如工作量較小的時候,可以切換到低功耗模式,如多個應(yīng)用并行訪問的時候,則可切換到高性能模式。
吳慧雄特別指出,多核模式,對軟件的優(yōu)化和運行效率提出了很大挑戰(zhàn),因此,對整個軟件生態(tài)系統(tǒng)的開發(fā),所有手機軟件的開發(fā)都提出了更高要求。也就是說,如何使軟件與硬件的快速發(fā)展匹配,是一個很棘手也很重要的問題。這是整個手機軟件生態(tài)系統(tǒng)需要加強的工作,任重道遠。
總體概括起來,整個手機處理平臺的趨勢是向低成本、高集成度、高處理能力的方向發(fā)展。
趨勢一: 芯片集成度將不斷提高。手機外圍處理芯片的一些數(shù)字部分功能將被陸續(xù)集成到基帶處理芯片中,例如一些外設(shè)應(yīng)用技術(shù),如WiFi、藍牙等將融合到主處理芯片中。
趨勢二: 整個芯片的處理能力將大幅度提升。由于信息處理量越來越高,因此對芯片平臺的處理能力將提出更高要求。
趨勢三: 對多媒體需求的處理能力將會增強。具體表現(xiàn)為對視音頻處理能力要求更高:對視頻編解碼,對高級音頻處理技術(shù),如多聲道,干擾消除需求等。
趨勢四: 對LTE Modem的需求更加迫切。這是因為,LTE已經(jīng)在世界各地廣泛部署,明年在中國也將面臨大面積的商用,因此對相應(yīng)Modem的需求更加強烈。
圖形處理器是移動處理平臺中,完整用戶體驗中非常重要的部分,在滿足目前UI及游戲需求的圖形處理基礎(chǔ)上,需要在功耗受限的情況下滿足用戶對支持更復(fù)雜的UI,應(yīng)用及游戲體驗的需求,GPU計算將有效利用GPU處理能力更高效地支持人臉識別,游戲機級別的游戲及AR等應(yīng)用。王俊超表示,圖形處理能力已成為應(yīng)用處理器中越來越重要的指標,至少將成為與CPU處理能力同等重要的指標。面向高端智能機在滿足UI及游戲所需圖形處理需求基礎(chǔ)上還將支持GPU計算,以更高效地支持人臉識別姿態(tài)識別等應(yīng)用提供更好的交互體驗,API標準方面需要支持Rendscript Compute, OpenCL, DirectX11等標準。
吳慧雄還提及,Marvell正在推動移動技術(shù)、智能家庭和云技術(shù)的融合,這將使消費者創(chuàng)建、使用和分享信息的方式發(fā)生根本性的變化,這種Marvell倡導(dǎo)的新的互聯(lián)生活方式,也將是未來幾年中最重要的消費趨勢之一。
半導(dǎo)體工藝的2013:3D全面入侵

當Intel在2011年底將工藝演進到22nm之前,很多人依然對3D的半導(dǎo)體制造工藝保持著觀望的態(tài)度,認為這離實際應(yīng)用還有一段日子。也許是Intel為了在45nm率先引入HKMG之后,再次讓自己的工藝演進吸引眼球并繼續(xù)引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展,所以FINFET這種完全3D的半導(dǎo)體工藝被“提前”實現(xiàn)量產(chǎn)。
2013年,我們從各家搜集到的消息是,F(xiàn)INFET并不會在代工廠里實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),但是2014年是各代工廠決戰(zhàn)3D的年份。另一個原因是,2014年,幾大代工廠憋著一口氣,希望在這個年份從工藝上縮短于Intel的差距。促成幾大代工廠要追趕制程的重要原因是,在三大緊跟制程的應(yīng)用中,CPU的市場基本接近飽和,而另外兩個主要的驅(qū)動力——便攜移動處理器和FPGA則都是代工廠最重要的客戶群之一,先進的制程可以為其產(chǎn)品提供足夠的競爭優(yōu)勢,他們也可以忍受相對較高的制造成本和略低的良率。而為了應(yīng)對2014的3D革命,設(shè)計公司們必須在2013年全面掌握這種新的3D制造工藝能為自己的產(chǎn)品帶來多大好處,并且做好自己設(shè)計轉(zhuǎn)移制程的準備。
臺積電(TSMC)中國區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展副總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球介紹,該公司在開放創(chuàng)新平臺(Open Innovation Platform, OIP)架構(gòu)下,支持20nm技術(shù)的設(shè)計生態(tài)環(huán)境已經(jīng)準備就緒,20SoC工藝預(yù)計2012年底進入試產(chǎn),而延續(xù)20SoC工藝的將是采用3D鰭形場效晶體管(FinFET)架構(gòu)的16nm工藝,預(yù)計2013年11月推出,TSMC也在著手開發(fā)10nmFinFET工藝,預(yù)計2015年底推出。隨著行動電子產(chǎn)品成為市場主流,集成電路的尺寸朝更微小化發(fā)展,TSMC相信采用20nm及16nmFinFET先進技術(shù)能夠滿足客戶對高效能、低耗電及更小產(chǎn)品尺寸的市場需求。20nmSoC工藝將采用第二代的HKMG技術(shù),而更先進的16nm工藝則將采用FinFET技術(shù);在微影技術(shù)方面,20SoC與16nmFinFET工藝皆將采用雙重曝影技術(shù),有別于28nm采用的193nm浸潤式曝光顯影技術(shù)。另外,在性能方面,相較于28nm工藝,20SoC工藝在相同漏電基礎(chǔ)上速度增快15-20%,而在相同速度基礎(chǔ)上功耗減低20%-25%;相較于20SoC工藝,16nmFinFET工藝速度快2 5 %,功耗亦再降低25%-30%,廣泛支持下一代平板計算機、智能手機、桌面計算機以及各類消費性便攜移動電子產(chǎn)品的應(yīng)用。
羅鎮(zhèn)球認為全新的半導(dǎo)體制造技術(shù)將朝更先進、更細微的技術(shù)前進,而創(chuàng)新的FinFET技術(shù)是繼續(xù)將摩爾定律往前推進的主要動力之一。相較于目前的平面式(planar)晶體管設(shè)計,F(xiàn)inFET技術(shù)將導(dǎo)電通路設(shè)計于兩側(cè),形成可控制電流流動的閘極環(huán)繞的3D鰭型架構(gòu),能夠大幅改善速度與功率,并且在較低的電壓下運作,將漏電減到最低,進而延長移動便攜應(yīng)用產(chǎn)品的電池使用壽命,這些優(yōu)勢克服了二維SoC技術(shù)進一步微縮時所遭遇的關(guān)鍵障礙。
在過去十年以來,整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨著一個重大的挑戰(zhàn),就是市場不斷需求更高的效能,同時要求更低的功耗。GLOBALFOUNDRIES(GF)全球銷售和市場營銷執(zhí)行副總裁Michael Noonen過去與客戶的交流中可以看到,客戶需要代工廠推出更先進的制程技術(shù)來滿足市場的需求,應(yīng)對耗電部分越來越嚴苛的挑戰(zhàn)。GF計劃在2014年量產(chǎn)14XM這種14nm基于最新的FinFET架構(gòu)的工藝,XM代表eXtreme Mobility的意思,希望該解決方案能夠幫助客戶提升更快速的產(chǎn)品上市時間,同時能夠達到降低功耗的目標,在成本跟效能上都能夠更具競爭力。不只是這樣一個技術(shù)能夠讓大家感到驚喜,而且GF能夠以更快的速度把這個技術(shù)帶到市場上。過去,每一次新技術(shù)的顯著提升大概都要花兩年時間,但是在XM這個部分GF能夠加快它的速度,在一年之前就達到這樣一個成績。
在14XM應(yīng)用上面,Michael Noonen特別指出在功耗上面的優(yōu)勢。如圖2紅色部分是20nm技術(shù)的表現(xiàn),藍色部分則是14XM。無論是在耗電或者是在性能上面,都能夠有非常優(yōu)異的表現(xiàn)。客戶可以按照不同的設(shè)計目標設(shè)計更高性能,或者是提升某個性能,而控制密度降低,延長電池壽命這樣一個應(yīng)用來達到他們的需求。未來客戶所需要的不只是個備份而已,他們希望能夠有一個完整的解決方案,換言之,他們希望能夠有一個非常完善的SoC平臺來滿足他們。除了剛剛提到的能夠有一個完整的SoC提供之外,此次在14XM上面GF也能夠提供Mobile上面一個平臺來滿足客戶的需求。另外,14XM這樣一個技術(shù)也能夠符合SoC解決方案的需求,同時也能夠更針對封裝技術(shù),這邊可以看到3D的封裝,都能夠搭配XM的應(yīng)用。
3D打印:掀起下一次工業(yè)革命浪潮
2 0 1 2年,X P R I Z E C E O Dr.Diamandis在談及未來電子及工業(yè)創(chuàng)新時,重點提到了3D打印技術(shù)。在今年的意法半導(dǎo)體傳感器設(shè)計大賽中,獲得最高獎的西電代表隊的作品外形也是用3D打印技術(shù)制作出來的。
對于用戶來說,3D打印已經(jīng)不再是一個陌生或者僅限于科研領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)品,現(xiàn)在3D打印已經(jīng)逐漸開始普及到各個企業(yè)、辦公室和設(shè)計工作室。客戶端角度來講,3D打印對他的應(yīng)用不外乎四個方面:第一概念模型;第二是叫裝配或者叫原型;第三功能性測試;第四是直接制造。
Stratasys亞太及日本地區(qū)總經(jīng)理特別介紹了3D打印的一些原理,3D打印的流程和普通打印沒什么區(qū)別,從打印原理上只是在打印機的維度上增加了一個Z軸方向,打印的時候材料通過程序控制,以非常精細的距離差而實現(xiàn)一層層堆積起來,最終形成實際設(shè)計的真實體現(xiàn),從而實現(xiàn)了立體的效果;從打印實際操作上,只需要將現(xiàn)有的3D設(shè)計進行簡單的轉(zhuǎn)換就可以直接打印出來。
你可以把3D打印看成對鑄造模具的一種有效替代,畢竟對于電子設(shè)計工程師來說,在設(shè)計模具的過程中采用3D打印,可以快速且成本極低地將自己的設(shè)計變成實物,從而降低很多設(shè)計成本,從另一個角度來說,對許多消費電子產(chǎn)品的細微設(shè)計而言,能夠達到16微米精度的3D打印技術(shù),能夠非常完美的將每一個你設(shè)計出的細節(jié)完整的呈現(xiàn)出來。而更主要的一點是,未來的消費電子將是個性化的時代,你是否希望你自己的手機有個獨一無二的造型,是否希望在電腦外殼銘刻著自己公司或者個人的LOGO,這些,3D打印可以讓你的消費電子產(chǎn)品真正的個性起來。
可以說,3D打印機的市場已經(jīng)興起,未來的發(fā)展年復(fù)合增長率預(yù)計可以達到40%左右,對電子產(chǎn)業(yè)從業(yè)者來說,3D打印機不僅是自己工作的好助手,更可能是新的創(chuàng)業(yè)機遇,而惟一需要注意的是,目前3D打印機的核心競爭力是打印材料,而非打印機本身,新合并的Stratasys公司的產(chǎn)品已經(jīng)可以支持123種不同材料進行3D打印。
模擬:高利潤源自堅守與專注
2012年,模擬半導(dǎo)體總算多年媳婦熬成婆,之所以這么說,是因為2011年底NASDAQ的一條消息表明,2011年最會賺錢的公司是專注模擬與電源市場的Linear公司,而由此引發(fā)的深度關(guān)注是,整個高性能模擬行業(yè)的利潤率比半導(dǎo)體的整體利潤率高2-3倍。
當然,高利潤的背后,也意味著模擬半導(dǎo)體市場必然有其值得高利潤之處,比如更專注于工業(yè)與多元化市場,比如研發(fā)對設(shè)計人員的要求更高,需要更貼近客戶的實際設(shè)計需求等。可以說,模擬相比于數(shù)字,更講究慢工出細活,拼的是企業(yè)的技術(shù)積累和對市場把握的準確,而并不只是反應(yīng)速度。
就高性能模擬技術(shù)方面,短期內(nèi)主要技術(shù)趨勢存在于:1.高集成度;2.小型化; 3.低功耗;4.更高精度和穩(wěn)定性。ADI華中區(qū)銷售經(jīng)理張靖看到,目前半導(dǎo)體工藝不斷創(chuàng)新,現(xiàn)在65nm 技術(shù)在高速模數(shù)混合器件上的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟。同時45nm,32nm,22nm,15nm工藝也取得了突破性進展。這為模擬器件小型化,降低功耗和成本提供了條件。但是高性能模擬產(chǎn)品不是線寬越窄越穩(wěn)定,還要兼顧器件的穩(wěn)定性,抗干擾性以及精度。半導(dǎo)體電路的非理想導(dǎo)致的失調(diào)(offset),非線型,漂移是高性能模擬技術(shù)一直不斷追求以力圖減少的。
其實高性能模擬技術(shù)的發(fā)展是與客戶個性化器件需求的趨勢相統(tǒng)一,協(xié)調(diào)的。半導(dǎo)體業(yè)界不僅在半導(dǎo)體工藝,精度,穩(wěn)定性上尋求更高的突破,還不斷在ASSP和SOC 等集成度更高的領(lǐng)域發(fā)展以滿足客戶日益增多的個性化需求。同時,在模數(shù)混合器件的發(fā)展也是高性能模擬產(chǎn)品發(fā)展的一個趨勢。這種ASSP 或SOC產(chǎn)品不是簡單的多芯片混合封裝,而是在同一硅片上集成多種標準電路的產(chǎn)品。
ADI華中區(qū)銷售經(jīng)理張靖還介紹,為滿足客戶定制化需求,減小開發(fā)難度,高集成度也是未來1-2年各家廠商努力的方向。這種集成不是簡單的多裸片連接技術(shù),而是單硅片的半導(dǎo)體技術(shù),融合了多種標準電路以及其連接電路,補償電路等。中長期,多種材料技術(shù)的融合是一個方向,例如,光電技術(shù),生物技術(shù),傳感器技術(shù)與半導(dǎo)體技術(shù)的融合集成會給半導(dǎo)體帶來更光明的未來。
Intersil公司中國/香港總經(jīng)理陳宇對未來高性能模擬市場的看法是產(chǎn)品會更集成化,外形會更小化。如何使用最少的成本的條件下,達到最優(yōu)的效果;如何在芯片成本不增加的條件下,完善高清效果;如何在保證客戶時間的條件下,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期?等等,這些都會是模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢,高性能更會是趨勢。之前我們提到過Intersil的SLOC解決方案,我認為這個SLOC生態(tài)系統(tǒng)也會是未來高性能模擬技術(shù)的發(fā)展趨勢,互惠互利,技術(shù)分享也會是未來的趨勢。
高性能模擬技術(shù)的發(fā)展必然會導(dǎo)致客戶的需求增長,而客戶需求增長對于高性能模擬企業(yè)來說,是一件好事。客戶需求增加必然會面臨個性化,給客戶建議,滿足客戶的條件的同時,又能夠縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期,這個也就是建立模擬的生態(tài)系統(tǒng)的好處,模擬生態(tài)系統(tǒng)將是未來模擬市場一個重要的趨勢。客戶個性化期間需求增加,對于模擬廠商而言是一個機遇,我們可以了解市場需求動向,同時還可以完善自己的產(chǎn)品。
安森美半導(dǎo)體電源市場全球銷售及營銷高級總監(jiān)鄭兆雄針對高性能模擬技術(shù)的發(fā)展與客戶日益增多的個性化器件需求之間的平衡問題表示,如何平衡要視乎應(yīng)用,也許要在可行性及成本之間進行折衷取舍。例如消費市場對成本非常敏感,同時其應(yīng)用批量也非常大,故適合針對消費市場開發(fā)專用標準產(chǎn)品(ASSP)來滿足個性化器件的需求。另一方面,高性能通常意味著低批量應(yīng)用,適合于能夠承受高成本但數(shù)量有限的制造商的應(yīng)用。
電源管理:提升能效將是不斷追求
電源,是每個電子設(shè)備中必不可少的一部分,電源管理技術(shù)會慢慢成為重要趨勢,所有應(yīng)用都離不開電源管理,未來電源管理系統(tǒng)會更智能更綠色更高效。創(chuàng)新就成為未來電源管理應(yīng)對市場的必然因素,而這里的創(chuàng)新不僅僅是指產(chǎn)品技術(shù)的創(chuàng)新,封裝、材料、集成化以及布線排版都要有創(chuàng)新。而在綠色節(jié)能理念的倡導(dǎo)下,電源技術(shù)對提升能效的追求將是永不停息的。2013年,可能白金牌電源的標準將逐漸成為主流,而鈦金牌電源的要求也會逐漸被各家廠商所重視,成為未來的發(fā)展趨勢。
隨著創(chuàng)新型高能效應(yīng)用的需求不斷推進,電源管理已經(jīng)成被各公司快速提入日程,現(xiàn)在更深入工程師的思維,并且占據(jù)重要位置。對于多種類型的終端設(shè)計,在功率級和功率密度方面的要求都將不斷提高,因為現(xiàn)在都要求系統(tǒng)可以實現(xiàn)更多功能。
幾年前,數(shù)字電源管理一直還只是一項小的技術(shù),但我們相信,現(xiàn)在它已經(jīng)進入了一個被快速采用的階段。在未來十年,對于高能效產(chǎn)品的關(guān)注將有望推動數(shù)字電源管理應(yīng)用的擴展,主要應(yīng)用包括DC-DC轉(zhuǎn)換器、AC-DC轉(zhuǎn)換器、照明系統(tǒng)和逆變器。
要提升電源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換能效,不僅要提升電源在典型負載到滿載范圍內(nèi)的能效、改善功率因數(shù),還要提升輕載范圍下的能效,并降低待機(空載)能耗。安森美半導(dǎo)體電源市場全球銷售及營銷高級總監(jiān)鄭兆雄舉例,當今的電源設(shè)計人員不僅要提供更高的滿載及典型負載工作能效,也要優(yōu)化電源在輕載條件下的能效,從而在完整負載范圍內(nèi)均能提供優(yōu)異的高能效性能。談及未來電源管理系統(tǒng),鄭兆雄介紹,一方面,可以采用創(chuàng)新的電源架構(gòu)來優(yōu)化電源在完整負載范圍內(nèi)的能效。另一方面,可以細致分析電源各個可能的功率損耗來源,采取針對性的措施來減小功率損耗,進而提升能效,并配合減小尺寸及提升功率密度。
凌力爾特公司電源產(chǎn)品產(chǎn)品市場總監(jiān)Tony Armstrong直接指出,任何系統(tǒng)中的功耗問題都必須以兩種方式應(yīng)對,首先,在整個負載電流范圍內(nèi),最大限度地提高轉(zhuǎn)換效率,其次,在所有工作模式時,降低從 DC/DC 轉(zhuǎn)換器吸取的靜態(tài)電流。因此,為了在降低系統(tǒng)功耗中發(fā)揮積極作用,電源轉(zhuǎn)換和管理 IC 必須提高效率,即功率損失更低,在輕負載和休眠模式時,有非常低的功耗水平。應(yīng)對未來的能效挑戰(zhàn),Linear將繼續(xù)開發(fā)和推出更多具備更低靜態(tài)電流的產(chǎn)品。
NXP大中華區(qū)資深產(chǎn)品行銷經(jīng)理張錫亮認為,智能電源日漸盛行,并為數(shù)字控制系統(tǒng)和數(shù)字通信帶來諸多機會,包括無線和有線方式。由于系統(tǒng)可以準確知道所需電量并要求供應(yīng)相應(yīng)電量,因此智能電源可以節(jié)省更多用電。它還帶來了組合發(fā)展機遇,例如在電源線上進行數(shù)據(jù)通信。對發(fā)電廠而言,更容易獲知電源負載(或需求),從而更易于準備充足的電量。而對于個人和家庭而言,有更多的電源可供智能分配,如太陽能、風力發(fā)電和發(fā)電廠供電。
ADI電源管理部門市場工程師張潔萍眼中,綠色、環(huán)保、節(jié)能一直是這幾年電源管理系統(tǒng)技術(shù)創(chuàng)新的重點。隨著綠色技術(shù)在各行業(yè)的不斷滲透,新的行業(yè)標準也在推動產(chǎn)品升級。照明、電信、智能電網(wǎng)、智能家電等領(lǐng)域同樣具有巨大的增長空間,也是電源廠商重點關(guān)注的方向。節(jié)能主要體現(xiàn)在
電源產(chǎn)品本身的節(jié)能和整體機房節(jié)能,而“綠色”主要體現(xiàn)在提高整機效率、減少對電網(wǎng)的干擾以及節(jié)省空間、節(jié)約成本等方面。另外,模塊化電源、網(wǎng)絡(luò)化電源等也是目前的關(guān)注焦點。模塊化電源,除了能提高電源供應(yīng)的可靠性,企業(yè)自身還可根據(jù)用電負載選配模塊。因此,廠商們?nèi)绻胍诩ち业氖袌龈偁幹斜3稚踔撂岣呤袌稣加新剩掷m(xù)技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新是重中之重。
功率器件:提升能效的踐行者
電源管理技術(shù)供應(yīng)商已不僅僅局限在電源技術(shù)本身,同時更多地關(guān)注系統(tǒng)信號鏈的把握和系統(tǒng)的應(yīng)用。在器件設(shè)計角度來看,通過器件帶有的特性提升整體工作效率。比如,電源器件通過檢測系統(tǒng)的工作狀態(tài),如動態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓來達到效率優(yōu)化的目的。從工藝角度來看,功率器件工藝的改進是提高效率的關(guān)鍵。
富士通半導(dǎo)體亞太區(qū)市場副總裁鄭國威則談到了新技術(shù)對提升能效的意義,比如采用基于硅基板的氮化鎵(GaN)功率器件是提升電源效率的新技術(shù),這些器件可廣泛用于電源增值應(yīng)用,對實現(xiàn)低碳社會做出重大貢獻。與傳統(tǒng)硅基功率器件相比,基于GaN的功率器件具有導(dǎo)通電阻低和能夠進行高頻操作等特性。而這些特性恰恰有利于提高電源單元轉(zhuǎn)換效率,并使電源單元更加緊湊。富士通半導(dǎo)體計劃在硅基板上進行GaN功率器件的商業(yè)化,從而可以通過硅晶圓直徑的增加,來實現(xiàn)低成本生產(chǎn)。
富士通半導(dǎo)體自2011年起開始向特定電源相關(guān)合作伙伴提供GaN功率器件樣品,并對之進行優(yōu)化,以便應(yīng)用在電源單元中。最近,富士通半導(dǎo)體開始與富士通研究所 (Fujitsu Laboratories Limited) 合作進行技術(shù)開發(fā),包括開發(fā)工藝技術(shù)來增加硅基板上的高質(zhì)量GaN晶體數(shù)量;開發(fā)器件技術(shù),如優(yōu)化電極的設(shè)計,來控制開關(guān)期間導(dǎo)通電阻的上升;以及設(shè)計電源單元電路布局來支持基于GaN的器件的高速開關(guān)。這些技術(shù)開發(fā)結(jié)果使富士通半導(dǎo)體在使用GaN功率器件的功率因數(shù)校正電路中成功實現(xiàn)了高于傳統(tǒng)硅器件性能的轉(zhuǎn)換效率。
對GaN同樣寄予厚望的是國際整流器公司亞太區(qū)銷售副總裁潘大偉,他表示,由于設(shè)計者和技術(shù)人員已接近所能實現(xiàn)的芯片的外形極限,因此想要實現(xiàn)性能的進一步提高將變得異常復(fù)雜,實現(xiàn)成本也變得很高。在一些情況下,為了在浪費很少能源的情況下提高系統(tǒng)的功率密度,同時降低系統(tǒng)尺寸、復(fù)雜性和成本,那么就需要利用新技術(shù)來構(gòu)建元件,或者在一些情況下,需要采用新材料。在IR公司GaN功率器件技術(shù)平臺上,我們可以看到一個很恰當?shù)氖纠@也意味著高效功率設(shè)計新時代的到來。IR公司采用GaN功率技術(shù)的GaNpowIR?平臺與采用先進硅技術(shù)的平臺相比,能夠把重要的專用應(yīng)用的優(yōu)值系數(shù)(FOM) 提高達十倍。基本上,采用GaN的電源器件將最終用于與采用硅功率芯片相同的大部分應(yīng)用,以及一些潛在的目前還不可采用硅芯片的新應(yīng)用。電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用目前GaN功率器件的電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用目標包括AC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-DC轉(zhuǎn)換器、電機驅(qū)動器、D類音頻和照明系統(tǒng)。
而由于歐美政策上的變化,英特矽爾陳宇認為,消費類電子的小功率器件并不被太看好,而大功率器件卻有著不小的潛力,但整體來講,電源IC以及MOSFET還會有比較好的發(fā)展空間,而我們都知道功率半導(dǎo)體應(yīng)用范圍正從傳統(tǒng)的工業(yè)控制領(lǐng)域4C領(lǐng)域(計算機、通信、消費類電子產(chǎn)品和汽車電子)擴展到國民經(jīng)濟與國防建設(shè)的各個方面。這種重要性決定了功率半導(dǎo)體在未來的變化,SiC等材料的關(guān)注度、器件集成化、器件搭載技術(shù)、封裝創(chuàng)新度等都是未來值得關(guān)注的地方。
安森美的鄭兆雄對功率器件的看法是,全球能耗大幅增加、能源價格不斷上升以及預(yù)計對經(jīng)濟及環(huán)境的不利影響,也持續(xù)推動針對更高性能功率分立元器件的需求。這些高性能功率半導(dǎo)體器件須提供更高能效,幫助降低損耗,并提供更高可靠性。例如,安森美半導(dǎo)體推出NGTB15N120、NGBT20N120及NGBT25N120等新系列的場截止型(Field Stop) 絕緣門雙極結(jié)晶體管(IGBT),應(yīng)用于高性能電源轉(zhuǎn)換方案,適合多種要求嚴格的應(yīng)用,包括電磁爐、電飯煲及其它廚房小家電應(yīng)用。
新能源應(yīng)用:綠色是不懈的追求
雖然新能源應(yīng)用在經(jīng)歷了前幾年的火爆之后,看似最近有所降溫,不過,只要人們對節(jié)能與綠色環(huán)保的追求不變,各種新能源應(yīng)用依然會逐漸被重視,并取代傳統(tǒng)能源的部分市場,成為人們生活中必不可少的一部分。
綠色工程解決方案的市場持續(xù)快速增長,這是由于大家對環(huán)境的關(guān)注,廠商需要符合最新推出的法律法規(guī),并且從商業(yè)角度,確保能源成本和能源供應(yīng)的安全性。基于以上種種考慮,新電源管理方法的巨大商機存在于各個環(huán)節(jié),包括從汽車到家電,從照明到可再生能源的各個領(lǐng)域。
凌力爾特專注于其倡導(dǎo)的能量收集產(chǎn)品,以專門服務(wù)于這一新市場。在我們周圍有豐富的環(huán)境能源,傳統(tǒng)的能量收集方法一直是使用太陽能電池板和風力發(fā)電機。不過,由于有了新的能量收集方法,我們現(xiàn)在可以用多種環(huán)境能源產(chǎn)生電能。此外,重要的不是電路的能量轉(zhuǎn)換效率,而是可用來給電路供電的“平均收集”能量的多少。例如: 熱電發(fā)生器將熱能轉(zhuǎn)換成電力、壓電組件轉(zhuǎn)換機械振動能、光伏組件用于轉(zhuǎn)換陽光 (或任何光子源)、而電流組件則可從濕氣實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。這使得有可能給遠程傳感器供電,或給電容器、薄膜電池等存儲器件充電,以便在沒有電源的偏僻地點,也能給微處理器或發(fā)送器供電。這為我們的能量收集產(chǎn)品帶來了商機,這些產(chǎn)品可用于未來可能出現(xiàn)的各種解決方案。
替代能源帶來商機的一個絕佳例子是太陽能供電的電子設(shè)備市場。隨著企業(yè)不斷尋求降低能耗的方式,這個市場也在持續(xù)增長。例如,我們可以看一下智能電表。智能電表用在智能電網(wǎng)中,可由環(huán)境能源供電,以降低工作能耗費用。一種可行和充足的能源是太陽能。不過,因為太陽能變化大、不是穩(wěn)定可靠的,所以幾乎所有由太陽能供電的設(shè)備都配備了可再充電電池。因此,一個重要的目標是,設(shè)法得到盡可能多的太陽能,以快速給電池充電,并保持電池的充電狀態(tài),這樣在沒有太陽能可用時,就可將電池用作能源。
節(jié)能環(huán)保的新能源是中國十二五規(guī)劃產(chǎn)業(yè)升級的重點。中國風電機組裝機容量近年迅速增長,太陽能光伏發(fā)電成長空間巨大,逆變器供不應(yīng)求。新能源的主要市場是新型能源在能源系統(tǒng)暨電力系統(tǒng)中的應(yīng)用,它存在于電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用四大環(huán)節(jié)中,這也是智能電網(wǎng)概念中的一個重要部分。新型能源發(fā)電包括了太陽能光伏發(fā)電與風能發(fā)電,這是區(qū)別于目前大量使用中的化石原料發(fā)電的補充,是可再生的、清潔的能源。這也是新能源技術(shù)關(guān)心的重點,也是主要市場,亦是現(xiàn)階段的投資重點。目前,國家大力提倡快速發(fā)展風力發(fā)電,以及太陽能光伏發(fā)電,這些變化我可以從有關(guān)部門的一些數(shù)據(jù)中看到。其中主要涉及的技術(shù)包括了大功率風力發(fā)電機組的設(shè)計與組裝技術(shù)、發(fā)電機控制技術(shù)、大功率變流技術(shù)、光伏系統(tǒng)的MPPT控制、光伏逆變技術(shù)和并網(wǎng)技術(shù)等。
ADI技術(shù)業(yè)務(wù)經(jīng)理張松剛介紹,在新能源的建設(shè)中所面臨的關(guān)鍵問題有很多,其中提高光伏逆變效率、降低光伏逆變系統(tǒng)的成本、新能源并網(wǎng)接入、低電壓穿越、大容量能量存儲、特高壓輸電、需求側(cè)管理及智能計量技術(shù)等應(yīng)該是業(yè)界比較關(guān)注的關(guān)鍵點。在2013年,與智能電網(wǎng)相關(guān)的微網(wǎng)建設(shè),包括了怎樣考慮新能源介入、能源存儲、電動汽車充電樁等應(yīng)用都會帶來相應(yīng)的新技術(shù)。這其中光伏逆變系統(tǒng)、電池充放電管理技術(shù)、新型電池、充電樁能量合理分配技術(shù)及配套產(chǎn)品等都會促進新能源市場的良性發(fā)展。對于半導(dǎo)體產(chǎn)品來說,表現(xiàn)為怎樣提高系統(tǒng)效率、降低總的系統(tǒng)成本、快速推向市場等,主要的機會將體現(xiàn)在電能計量產(chǎn)品的多樣化、可提供高性能ADC及支持高載頻PWM輸出的MCU、高頻率的門極驅(qū)動產(chǎn)品、高性能的隔離電壓電流檢測、高效率及數(shù)字化電源技術(shù)等。
汽車電子:一半是智能安全 一半是清潔環(huán)保
對于汽車電子來說,市場的要求一直存在,并且很簡單:一個方向是要車輛駕駛更智能化更安全更舒適,并且娛樂和信息功能要逐漸完善,而另一個方向則是要堅持走新能源和混合動力汽車方向,逐漸替代現(xiàn)有的汽油動力或者盡可能減少碳的排放量。
在汽車電子領(lǐng)域,富士通半導(dǎo)體亞太區(qū)市場副總裁鄭國威最關(guān)注純電動汽車,同國家政策一樣,把“三橫”(電池、電機、電控)作為富士通研發(fā)布局的核心。在電池方面,我們提供最新的BMS解決方案和預(yù)測并提高電池使用壽命的LEV控制器算法。在電機方面,富士通主要是提供高集成度的MB91580 MCU,而且從車廠的角度來說,該MCU可以做到一并整合BMS管理和DC-DC轉(zhuǎn)換模塊的系統(tǒng)能力,大大節(jié)省整車的控制系統(tǒng)成本。在電控方面,重點推薦的是最新低成本MB91520系列MCU,在總線方面,該系列已經(jīng)先期集成了一路FlexRay,3路CAN和7路LIN總線。同時目前比較熱門的ADAS(先進駕駛輔助系統(tǒng))也是未來的一個發(fā)展趨勢,富士通的ADAS技術(shù)主要涉及透過攝像頭和傳感器的結(jié)合,實現(xiàn)圖像識別輔助和接近目標檢測,應(yīng)用的領(lǐng)域主要有360度三維立體全景輔助、可視停車輔助、駕駛盲區(qū)監(jiān)控、安全開車門以及車行駛方向周圍的障礙物和行人的識別。
ADI公司亞洲區(qū)行業(yè)市場總監(jiān)周文勝認為電池技術(shù)是新能源汽車的重要驅(qū)動力。目前,新能源汽車中的電池對新能源汽車的發(fā)展帶來很大的挑戰(zhàn)。如何改善電池的充電時間、使用壽命、減輕電池的重量,增加電池的續(xù)航能力、降低成本、保證使用安全等等問題,都是新能源汽車迫切需要而且必需要解決的問題。在中國,經(jīng)過幾年的快速發(fā)展,消費者對汽車已逐漸轉(zhuǎn)向?qū)Π踩雀邔哟蔚男枨蟆_@些高需求也使得汽車安全系統(tǒng)越來越向智能化的方向發(fā)展。代表一種重要的市場新趨勢,ADAS作為ABS(防抱死制動系統(tǒng)),安全氣囊,和穩(wěn)定控制系統(tǒng)之后的技術(shù)革新,其普及步伐不斷加快。基于視覺的高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS) 的核心,是通過視覺或者雷達技術(shù)檢測車輛周圍的環(huán)境信息,經(jīng)DSP處理,然后采取相應(yīng)的預(yù)警或干預(yù)措施,可以從多方面大大提高行車安全性。通過安裝后視/前視/側(cè)視攝像頭和視覺處理ECU,可以實現(xiàn)多種功能來幫助駕駛員提前防范風險。
英飛凌科技(中國)有限公司總裁兼執(zhí)行董事賴群鑫相信汽車電子市場依然充滿著機會,是值得繼續(xù)關(guān)注的產(chǎn)業(yè),英飛凌的關(guān)注點依然是高能效、移動性和安全性三個方面。在產(chǎn)品和市場策略上,利用豐富的系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗,使產(chǎn)品能為客戶帶來最大價值以增強其市場競爭力;借助傳統(tǒng)動力、車身、舒適、安全及新能源的產(chǎn)品線以此推動汽車產(chǎn)業(yè)向高效、減排及安全舒適方向快速發(fā)展。傳感器會在汽車電子的各項應(yīng)用中占越來越多的比例。排放法規(guī)更加嚴格,摩托車繼續(xù)從化油器升級為電噴系統(tǒng);國人更加關(guān)注汽車的安全,電子系統(tǒng)裝車率提高;法規(guī)成為技術(shù)進步的主要推動力。
安森美半導(dǎo)體電源市場全球銷售及營銷高級總監(jiān)鄭兆雄先生對汽車電子也非常看好。以汽車應(yīng)用為例,全球各地的政府機構(gòu)正在推動相關(guān)提案及法規(guī),迫使汽車OEM設(shè)法減少燃油消耗及廢氣(二氧化碳、NOx等)排放。因此,一個重要趨勢就是新世代的混合動力及電動汽車在加快發(fā)展。如果從半導(dǎo)體的視角比較標準內(nèi)燃發(fā)動機汽車與混合動力汽車的動力系統(tǒng),可以估計出兩者的半導(dǎo)體成分之比為1:5,也就是說,混合動力汽車動力系統(tǒng)的半導(dǎo)體成分相較于標準內(nèi)燃發(fā)動機動力系統(tǒng)提升到5倍。
測試:自動化與靈活測試逐漸成為主流
兼容更多最新技術(shù)是推動測試測量領(lǐng)域不斷向前發(fā)展的永恒驅(qū)動力。包括半導(dǎo)體技術(shù),總線技術(shù),處理器技術(shù)等在內(nèi)的最新商業(yè)現(xiàn)成可用技術(shù)無疑將會進一步拓展測試測量的應(yīng)用領(lǐng)域。以PXI技術(shù)發(fā)展為例,經(jīng)過十五年的發(fā)展,PXI技術(shù)已經(jīng)日趨成熟,但這并不妨礙PXI技術(shù)將與時俱進地兼容更多新的技術(shù)。基于最新的技術(shù),PXI平臺的應(yīng)用范圍進一步拓寬,比如利用高帶寬的中頻儀器進行通信系統(tǒng)測試,高速數(shù)字協(xié)議接口,高速圖像采集等等。可以期待,隨著商業(yè)PC總線的進一步發(fā)展,PXI平臺還將繼續(xù)利用這些商業(yè)現(xiàn)成可用技術(shù),幫助更多領(lǐng)域的工程師和科研人員,確保他們測試測量與控制應(yīng)用的成功。
具體到整個無線通信測試行業(yè),我們可以看到一些明顯的趨勢:首先,測試的自動化程度越來越高,對射頻測試的速度要求也越來越嚴苛。其次,很多新興的產(chǎn)品會在同一個設(shè)備上集成多種無線通信標準,以蘋果公司的iphone 5為例,它同時集成了GSM、EDGE、CDMA2000、WLAN以及用于4G通信的LTE等模式,在方便用戶的同時,也給相關(guān)設(shè)備的研發(fā)和測試帶來了巨大的挑戰(zhàn)。再次,各種新的無線通信標準的不斷涌入也同樣使人感到束手無策,每個公司和組織都在根據(jù)自己特定應(yīng)用的需求來制定和優(yōu)化不同的標準和協(xié)議,這就使得大量的新標準如雨后春筍般出現(xiàn),而每個標準的生命周期卻被縮短,如圖所示。通常射頻設(shè)備的購買周期是5至7年,但新標準與新技術(shù)的推出周期卻縮短至每兩年一輪,這給測試廠商帶來巨大壓力。
軟件定義的射頻測試系統(tǒng)架構(gòu)是應(yīng)對諸多射頻測試挑戰(zhàn)的一個思路。如今,射頻應(yīng)用變得越來越為復(fù)雜,工程師們正面臨增強功能性且不增加測量次數(shù)與成本的兩難。盡管在測試測量算法、總線速度和CPU速度上的提高減少了測試次數(shù),在射頻測量系統(tǒng)中運用基于FPGA的硬件可以帶來從低延時待測設(shè)備的控制到減少CPU負載等諸多好處:
使用交互式待測設(shè)備控制方法,提高測試系統(tǒng)的整合度;
使用硬件測量減少測試時間,提高測試可靠性;
通過閉環(huán)反饋快速達到最理想的測試條件;
通過用戶自定義觸發(fā)來處理特定的數(shù)據(jù)。
軟件定義的模塊化架構(gòu)為用戶的個性化測試需求提供了非常廣闊的空間。用戶可以根據(jù)自己的測試需求,選擇合適的模塊化儀器,通過軟件集成,完成自定義的測控系統(tǒng)。軟件定義的自動化測控系統(tǒng)的另一個優(yōu)勢在于增加系統(tǒng)的可擴展性。以目前智能手機為例,要支持多頻段,多個無線標準,事實上,更多情況下,除了射頻部分測試,還可能進行音視頻接口以及電池功率等方面的測試。
在未來,電子測試市場的一個最引人注目的發(fā)展趨勢就是設(shè)計與測試的不斷融合。事實上,過去十五年以來,NI中國技術(shù)市場工程師姚遠總結(jié)了自動化測試領(lǐng)域出現(xiàn)的一些明顯趨勢:從設(shè)計到生產(chǎn)的每個階段,自動化程度越來越高;單一的待測設(shè)備往往集成了多種的標準和協(xié)議;從商業(yè)角度考慮,縮短產(chǎn)品投放市場時間的壓力也與日俱增。如果我們在設(shè)計階段就引入測試的概念,通過共享IP的方式可以大大加速產(chǎn)品的上市時間,提高整個流程的自動化程度(如圖所示)。這樣一個概念的實現(xiàn)取決于需要通過系統(tǒng)級的設(shè)計軟件在簡化,抽象整個設(shè)計與測試過程。NI的圖形化系統(tǒng)設(shè)計平臺正是這樣一個高效、高整合度的平臺。這個系統(tǒng)級設(shè)計平臺不僅提供了高效的軟硬件工具,并且遍布全球的集成商與應(yīng)用案例使其成為了一個強大的生態(tài)系統(tǒng)。