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5G、物联网(IoT)、人工智能(AI)风声水起,半导体传感器市场机遇无限2019年04月26日

第八届年度中国电子ICT媒体论坛暨2019产业和技术展望研讨会

导读:如今,物联网(IoT)、人工智能(AI)等行业风声水起,5G也初露锋芒,智能制造、智能家居、智能手机等各种应用的发展和需求的激增不断推动着半导体技术向更加集成、更加互联,以及更加安全的方向迈进。近年来,中国对高科技的重视和投入有目共睹,引来众多半导体企业对中国市场前景看好。2019年4月11日,在由易维讯(EEVIA)举办的“第八届年度中国电子ICT媒体论坛暨2019产业和技术展望研讨会”上,多家国内外知名半导体企业高管、众多专业媒体记者,以及专业观众共同分享了行业最新技术及产品研发态势,并热烈讨论了新技术的应用前景以及市场的机遇与展望。

 

打破ToF技术在各种智能场景中的应用限制与挑战

麦正奇:英飞凌电源管理及多元化市场事业部大中华区射频及传感器部门总监


麦正奇认为,随着5G的推进,ToF传感器的应用会在工业、汽车或消费电子等所有手持装置上渐渐普及,甚至也将包括其它不同的领域。英飞凌在消费电子上主要是以移动装置为主,有手持或VR、AR头戴产品;在工业方面有自动化、安防、机器人等的应用;在汽车应用方面,不论是内部或外部都应用了英飞凌的产品;在工业移动方面,REAL3已经在量产化,英飞凌可以提供高效能、低功耗,而且成本上极具优势的晶圆产品;在手持设备方面,REAL3已经开始生产,2014、2015年开始与手机厂商进行距离侦测的合作,例如两侧长度或者AR、VR的应用等;在汽车部分,目前在与一些汽车厂商讨论合作方案。

现在的智能手机包含了所有相机的应用,目前我们与客户在完善这些应用,比如安全的生物特征、人脸辨识等等。英飞凌及其合作伙伴通过提供非常细腻的人脸3D图,可以提升应用的安全规格。ToF目前在往高度集成、最优性能和灵活配置的方向发展,把周边的性能都整合在芯片上面,这对于厂商在生产上面的优势非常明显。

麦正奇提到,英飞凌与锡根的合作伙伴PMD Tehnologies长期合作,在ToF传感器项目上更是深度结合。客户除了获得英飞凌提供的专业硬件产品外,还能获得包括工具和软件等在内的全面服务。



REAL3 TM ToF 3D图像传感器

 

艾迈斯半导体持续创新,灵活应对瞬息万变的智能手机市场

Jennifer Zhao:艾迈斯半导体先进光学传感器部门执行副总裁兼总经理


现如今,手机早已不只是通讯工具,而是更多地兼具了相机、支付、娱乐等各项功能,已经成为人们不可或缺的生活工具,而在以上诸多的应用功能中,传感器起到极为重要的作用。全球领先的先进传感器解决方案设计和制造商艾迈斯半导体秉承“传感即生活”,致力于创建使设备和技术更智能、更安全、更易用、更环保的传感器解决方案。

艾迈斯半导体先进光学传感器部门执行副总裁兼总经理Jennifer Zhao介绍说:“ams主要致力于三大传感器方面:光学、图像和音频传感器。不仅有传感器的IC,还有传感器接口、算法和软件,我们现在的目标是为客户提供整个传感器的解决方案。”

当前智能手机的三大主流趋势为3D人脸识别、全面屏和摄影的增强。

3D人脸识别的应用主要是前置摄像用于身份检测和安全支付等。除此之外,现在已扩展到智能家居和自动化。工业自动化方面的应用包括像3D位置传感、自动化机器人、模式识别等。有些汽车厂商也用3D进行驾驶员的身份认证和驾驶员的监控和智能手势,相信不久3D在各种不同的领域应用会越来越广。

今年很多手机厂家推出了全面屏,屏占比达到95%。TCS3701是一款支持全屏的OLED屏下设计传感器。因为光要通过OLED屏下面打出来,这款产品在屏下具有极高灵敏度,并且它在OLED屏下所有亮度等级都能运行,即高光、低光状态下都能应用,这个产品现在已经量产了。



用于全面屏的TCS3701

关于摄影的增强,也就是改善摄像头的功能,这项应用主要针对后置摄像头,ams有环境光和色温传感器,还有光源闪烁检测,以及用于自动对焦的ToF。ams今年推出的一款新产品——TMF8801,可以解决2cm~2.5m的距离,精确度达到5%,跟行业同类产品相比,尺寸降低了30%左右,而且可以忽略玻璃盖的污渍,1D ToF可以忽略屏盖上的污渍。另外还有一个突出的优势是抗太阳光,滤器片在强太阳光下依旧功能很好。

ams在智能耳机和耳塞产品线上也每年进行丰富,不久将有一颗工业应用的市场最小的传感器发行。

同时,ams也很注重健康检测方面的应用,比如心电图、心率、电压的测试,另外还有一些健康的标准,像压力水平、动脉弹性,都有相应的硬件和软件支持。另外一个是电子商务,我们公司通过光谱传感,可以做颜色匹配,我们跟合作伙伴一起为客户和市场提供整个的解决方案。

最后,Jennifer Zhao总结说:“ams有丰富的产品线,成熟的供应链,以及完善的解决方案,我们会不断地创新,跟客户一起合作,让他们的产品在市场上更有优势。”

 

人工智能计算的加速引擎

刘竞秀:赛灵思人工智能市场总监


在过去的20多年技术发展过程中,我们经历了PC时代、互联网时代、移动互联网时代、AI时代,以及所面临的下一个时代,也就是AI+IoT。AI并不是某一个行业或者某一个产品,最终还是要落地在具体的场景,具体的行业,具体的需求上。AI最终其实是被所有需要做计算、需要做理解、做感知的设备、场景和服务提供本地的计算能力和云上的计算能力,本质上AI是通用能力,就像电, 像内燃机,它所赋予的并不是某一个特定行业狭窄的应用,而是可以促进众多行业的产业升级、产品迭代。从赛灵思的角度来讲,无论是万物互联还是大规模的超算,我们需要做的事情是帮助客户、帮助市场提供快速部署的平台,所以我们的目标就是提供灵活应变万物互联的高性能计算平台。
刘竞秀认为,促进人工智能技术发展趋势落地有两个很关键的因素,即视频和图像相关应用及基于语音相关的应用。

跟视频和图像相关的,最新也最多的应用首先是安防视频监控和网络安全的建设,也包括高档写字楼、酒店等人脸识别相关的应用,以及机场、火车站大量无人值守的闸机等。第二类应用跟网络视频相关,大量短视频的内容审查机制使这类应用成为刚需,AI公司基于文字、人脸识别、行为动作制定解决方案,在不同的场景、不同的网络节点都在做相应的尝试跟大量的部署。第三类应用是跟消费类相关,例如无人值守超市。而与汽车相关的应用一直是非常热门的话题,无论是自动驾驶还是无人驾驶,这些ECU(电子控制单元)最终都需要具备一定的理解能力,辅助中央控制器做相应的判断和决策。



用Versal驱动的自适应的全球首个自适应计算加速平台


去年,新任CEO就职赛灵思,发布了新的战略,数据中心优先,加速传统的八大核心市场,驱动自适应的计算。在AI出来之前,赛灵思在汽车行业已经深耕了十几年,有各种各样的符合车规认证的车载芯片。在通信领域,各种各样的FPGA做高性能的信号处理。赛灵思下一代的Versal计算引擎首先是面对通信和人工智能高性能场景,定义了完全不一样的芯片架构。我们利用3D技术提供高性能的高带宽存储,提供两个能力,一个是计算能力,一个是存储能力,人工智能的网络都是几十几百层,几千万上亿参数的快速运算和反复的读取,如果每一层的数据运算结果都需要去读写的话,一个是延时长,一个是功耗大,所以现在主流做AI芯片会提供尽可能大的存储空间,而3D的技术是最有效提供高性能面向存储的技术。同时我们充分利用硬核处理器功能,支持AI场景的快速运算。

刘竞秀说:“在过去几年赛灵思做了很大的转变,通过这种转变我们也希望能够在未来人工智能时代配合客户和合作伙伴快速地进行产品落地。”

 

加速迈向工业4.0——实现更快、更智能、更安全的工业自动化方案

于常涛:ADI亚太区工业自动化行业市场部经理


工业4.0概念推出初期引来不少争议,当时有人说中国只处在2.5时代。随着近年来各种传感器技术的不断创新、物联网技术的逐步完善,中国已逐步迈进以智能制造为代表的工业4.0时代。在这种大环境下,机会无处不在,像生态系统和伙伴关系、物联网和大数据、机器学习、人工智能、更先进的机器人和协作机器人、增强现实、网络安全、可穿戴设备、自动驾驶车辆等,它能够带来的生产效率、安全性能的提升、越来越强大的数据分析能力,以及整个生产带来的灵活性等若干优势也被越来越多人认同和接受。

ADI长期耕耘在工业模拟器件,特别是对技术、产品、品质有相当要求的领域。从前端的检测到后端的测量、技术参考、ADC,再到数据解析,包括电源、连接(无论是有线还是无线),可以说涵盖了所有产品需求。ADI目前正在研发基于下一代的技术,就是物理技术。安全部分也是ADI正在探讨的领域。

ADI亚太区工业自动化行业市场部经理于常涛围绕实际工厂的应用场景,以机器人为例介绍ADI所涵盖的各个环节。他说:“对传统的机器人/机器手臂而言,核心是让机器手臂动起来,它要有控制系统,有相应的硬件软件设计,还有基本的安全功能。随着智能化、灵活性或物联网概念、人工智能概念融合之后,加上一些更多的元素,更多体现在传感器本身,比如说各关节,我们一定要检测它当前的角度,要看在大负载情况下,手臂本身的抖动情况,同时机器人在工作过程当中,特别是一些协作机器人,需要跟工作人员紧密配合的时候一定不能伤到人,这涉及到若干传感器的技术。同时机器人作为工厂的一分子,它也需要把参数上传到云端,这催生了通讯发展的机会。另外,我们也提供核心板、评估板,希望让客户更简单地把方案用起来,能够大大缩短开发人员在开发上的投入时间。”


机器健康监测从去年开始逐渐成为热点,同时机器健康监测也是工业物联网一个很好的落地的实践,也被越来越多的客户所接受。比如像风电、火电、核电一些化工厂的应用场景,既可帮客户构建高效的自动化系统,节省人力成本,又使设备安全更有保证。

得益于工业4.0 发展不断涌现的新需求和技术导向,ADI 的发展前景令人乐观。

 

电动汽车“芯”机遇

李健:华虹宏力战略、市场与发展部科长


纵观全球半导体历史,整个产业是震荡向上的走势。华虹宏力战略、市场与发展部科长李健基于1985到2018年间的全球半导体销售额,叠加不同的参数,从不同的维度来阐述了自己的观点。

国家通过供给侧改革淘汰落后产能,这对半导体产业形成史无前例的支持。2016到2018年,整个半导体产业的增长率是空前的,20%以上的增长。在这个年代,以及往后再推十年,大量的新技术出现,5G、人工智能、互联网、大数据、云计算等等这些技术不会单一存在,它们需要一个实际的产品作为载体来展示这些技术。

李健认为,2017年开始,智能手机已显疲态,能够担任多技术融合载体、拉动半导体快速上扬重任的就是未来的智慧汽车。从汽车的成本结构来看,未来芯片成本有望占汽车总成本的50%以上,这会给整个半导体带来巨大的市场需求。当传统的汽车制造业遇到当今的半导体,就像千里马插上翅膀,会变成下一个引领浪潮的“才子”。半导体为智慧汽车带来冷静的头脑,如自动驾驶处理器、ADAS芯片等,同时也带来更强壮的“肌肉”,让“千里马”跑得更快,即大量的功率器件,比如MOSFET。这也就是电动汽车里面所蕴含的新机遇。

2020年,国内新能源车的销售目标是200万台,全球是700万台,是一个非常大的市场。有别于传统车,新能源车里面有电机、电池、车载充电机、电机逆变器和空调压缩机,这些都需要大量的功率器件芯片。电动化除了车辆本身的变化之外,还给后装的零部件市场也带来新的需求,同时配套用电设施,比如充电桩,也带来大量的功率器件需求。

华虹宏力主要聚焦以下4个方面:

一是Trench MOS/SGT,即低压段200伏以下的应用,如汽车辅助系统应用12V/ 24V/48V等;

二是超级结MOSFET工艺(DT-SJ),涵盖300V到800V,在汽车应用中主要是汽车动力电池电压转12V低电压,以及直流充电桩功率模块;

三是IGBT,IGBT在电动汽车里面是核心中的核心,主要是在600V到3300V,甚至高达6500V的高压上的应用,如汽车主逆变、车载充电机等;

四是GaN/SiC新材料,这是华虹宏力一直关注的方向。未来5到10年,SiC类功率器件会成为汽车市场的主力,主要是在电动汽车的主逆变器和大功率直流快速充电的充电桩上。

华虹宏力的整体战略依然是坚持走特色工艺之路,也就是坚持“8+12”的战略布局。8英寸的战略定位是“广积粮”,重点是在“积”这个字上。华虹宏力有超过20年的特色工艺技术积累,包括功率器件、Flash技术等等;同时20余年来积累了很多战略客户合作的情谊;连续超过32个季度盈利的赫赫成绩,也为华虹宏力积累了大量的资本。正因为有这些积累,华虹宏力可以开始布局12英寸先进工艺。12英寸的战略定位是“高筑墙”,重点是在“高”字上。华虹宏力将通过12英寸先进技术,延伸8英寸特色工艺优势,拓宽护城河,提高技术壁垒,拉开与身后竞争者的差距。

目前,华虹宏力正通过技术研发,将特色工艺从8英寸逐步推进到12英寸,技术节点也进一步推进到90nm以下,比如65/55nm,以便给客户提供更大的产能和先进工艺支持,携手再上新台阶。总结来说,只有积累了雄厚的底蕴,才能够在更高的舞台上走得更稳,即使过程中遇到一些危机。



华虹宏力行政大楼

 

SPI NOR Flash如何应对高性能应用领域的趋势和需求

陈晖:兆易创新存储事业部资深产品市场总监


SPI NOR Flash是存储器大行业里面的一类产品,SPI中文叫做串行闪存,学名是非易挥发性存储器。兆易创新在这个行业耕耘了十几年,借此机会和大家分享了在这个行业取得的一些小小的成绩,也是为了符合各种应用、各种新兴的一些市场需求,对我们的产品定义做出一些新的发展。

我们把SPI和X加在一起,组成一个新的词叫xSPI,这个是我们新一代超高速SPI接口的规范。这个规范是在去年8月由国际规范组织JEDEC通过的在SPI NOR Flash领域的协议。

2004年大家刚刚开始推广SPI NOR Flash,达到60亿颗以上,平均地球上每人可以分到一颗。所以NOR Flash是高可靠性的系统代码存储媒介,它的优点是指令协议简单、信号引脚少、体积小,符合这些新的电子设备对体积的要求。现在SPI NOR Flash的应用领域非常广泛,成百上千种应用,每一个新兴的电子设备里面,都是用数码设备,都需要有一颗Flash来存储代码,就是这一颗小小的代码,兆易创新去年出货量大概达到了20亿颗,而且只是一年的时间。如果累计来看,我们在八九年的时间里累计出货量超过了100亿颗。全球有一百亿颗电子设备都是靠着兆易创新的Flash来存储其启动代码。



GD25全系列SPI NOR Flash


自从上世纪80年代发明以来,SPI接口已经从单通道、四通道发展到现在的八通道,当然,这主要是产业发展的结果。陈晖认为,如今SPI NOR Flash广泛应用于车载、AI和IoT等领域,这些引用对数据吞吐率的要求逐步提高,而八通道的SPI可以实现400M/s的数据吞吐率、频率达到200MHz,能够满足相关应用客户的需求。


值得提及的是,兆易创新GD25全系列SPI NOR Flash产品已完成AEC-Q100认证,是目前唯一的全国产化车规闪存产品,为汽车前装市场以及需要车规级产品的特定应用提供高性能和高可靠性的闪存解决方案。兆易创新通过提供GD25全系列SPI NOR Flash的车规产品解决方案,大大加快了汽车行业用户的研发速度和产品上市时间,并提高了系统的性能与可靠性。这对于整个国产闪存芯片行业来说具有重要的意义。

本刊编辑:康洁

 

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