近年來,國內半導體產業蓬勃發展,不僅是國家投資力度不斷加大,更是因為產業技術的不斷迭代更新以及新應用的不斷規模普及。
日前,在易維訊(EEVIA)主辦的一年一度的中國電子ICT媒體論壇暨2019產業和技術展望研討會上,英飛凌、ams、賽靈思、ADI、兆易創新、華虹宏力等半導體產業的專家分享了對電子信息產業發展最新認識和看法。
而傳感器、AI、工業4.0、存儲以及功率器件等半導體產業的最新技術和產業應用成為了大家聚焦的重點。
英飛凌打破ToF的限制和應用邊界
本次研討會第一位演講嘉賓是英飛凌大中華區射頻及傳感器業務負責人麥正奇,他首先介紹了英飛凌在ToF傳感器領域的布局。據麥正奇介紹:“英飛凌的ToF在消費電子、工業、汽車市場都有不同的領先地位。例如正在VR、AR等移動設備、安防、機器人、自動化、汽車等領域都已經有了很好的應用,并在一些領域具備領先地位。”
據了解,ToF是一種3D成像技術,通過向目標發送近紅外光,并利用傳感器接收從物體返回的近紅外光,進而獲得光的飛行時間t,再計算獲得目標距離:d=ct/2。簡單來說,ToF圖像傳感器就是在傳統的2D圖像上增加了Z軸的景深信息,從而生成3D圖像。ToF技術在環境光下能夠更快、更有效地進行深度信息繪制,減少應用處理器的工作量,從而也降低功耗。
麥正奇還介紹了英飛凌旗下最新基于其ToF技術的REAL3圖像傳感器的特性和優勢。麥正奇表示,LG在今年世界移動通信大會上發布的新機LG G8 ThinQ采用了英飛凌基于ToF技術的REAL3圖像傳感器,從而為LG G8 ThinQ帶來前置攝像頭的深度感知能力,支持高度安全的手機解鎖和支付識別認證。
實際上,不僅僅是智能手機,英飛凌REAL3圖像傳感器在多個市場都居于領先地位。面向移動和工業應用的ToF圖像傳感器已經投入量產,優化的CMOS技術可實現最優性能、最低功耗和較低成本,并且自有工廠和代工廠確保高產能。面向汽車應用的ToF圖像傳感器尚在研發階段,相信不久會面市。
ams傳感器打造未來移動設備
除了英飛凌外,本次論壇上,全球領先的先進傳感器解決方案設計和制造商ams也帶來了旗下最新的面向全球智能手機市場的傳感器解決方案。
ams先進光學傳感器部門執行副總裁兼總經理Jennifer Zhao重點介紹了智能手機三大主流趨勢:(1)前置功能設計趨勢——3D人臉識別:身份驗證、安全、支付;(2)全面屏——無邊框:設計和平面顯示、OLED屏下環境光亮度測量;(3)攝影增強:激光檢測自動對焦、增強現實(AR)、自動白平衡、光源閃爍檢測。
這其中3D識別備受市場關注,ams則創新的為所有3D傳感平臺提供各類關鍵模塊,可謂集三大3D視覺系統于一身:ToF、結構光(SL)、主動立體視覺(ASV)。Jennifer Zhao表示,“三種視覺系統各有優勢和使用場景,例如ToF系統適合中遠距離,系統集成簡單且尺寸小;結構光系統適合近距離,擁有最佳深度圖質和安全性;主動立體視覺系統適合中等距離,深度圖質量優良。”
ams擁有廣泛的光學傳感器產品組合(從分立元器件到模塊),能夠為3D系統提供支持與幫助:在硬件方面,提供VCSEL光源、先進光學封裝、近紅外和ToF攝像頭、驅動器和組裝;在軟件和算法方面,與曠視科技、Bellus3D、7 Sensing合作提供3D人臉識別、高級相機成像、3D建模、增強現實/虛擬現實等功能;在3D系統方面,與高通合作開發針對手機市場的低成本主動立體視覺解決方案,適用于3D成像、3D掃描,特別是面部生物識別,而ams這一系列的能力增強了3D視覺用戶體驗及提升攝像頭和顯示屏性能,并助力智能手機三大主流趨勢的不斷創新發展!
賽靈思打造AI加速引擎
隨著先進制程技術的不斷進步,半導體芯片的算力得到指數級的增長,近兩年,AI浪潮開始席卷各個行業,從安防、智慧城市到智慧家居甚至比特幣領域都無不充滿AI的身影。
作為FPGA產業的領軍企業賽靈思自然不會錯過這一風口。在本次論壇上,賽靈思人工智能市場總監劉競秀認為,芯片的發展趨勢,無論從CPU、GPU到FPGA、ASIC,對于通用芯片來講,它的好處是應用比較廣泛、上手比較快。不過想AI等特定應用場景,眾多創業公司都在做各種各樣的ASIC,希望在這些領域發力。對這些特定的場景和應用,ASIC的性價比可能更高,所以技術發展的趨勢一定是從CPU、GPU到FPGA,最后到ASIC。
不過,劉競秀還認為,在真正到達ASIC之前,市場上有一個相當長的時間窗口期需要做市場嘗試或者將創意快速變成現實,這時候FPGA就是最好的計算平臺產品,也是FPGA的價值所在。
事實上,賽靈思推出的下一代的Versal計算引擎,面對通信和人工智能高性能場景,定義了完全不一樣的芯片架構,利用3D技術提供高性能的高帶寬存儲,提供兩個能力,一個是計算能力,一個是存儲能力。
另一方面,賽靈思還為客戶提供基于芯片、IP加上工具,以及客戶在真實場景中真實應用的算法,整個一套都幫客戶提供參考設計,而參考設計的神經網絡,通常會免費提供給客戶,目的是幫助客戶更好的使用基于賽靈思FPGA的解決方案,為客戶各類AI應用提供加速引擎。
ADI加速邁向工業4.0
中國制造2025布局的加速,以及中國人力成本的不斷提升,以工業自動化為典型代表的工業4.0時代已經到來。
對于一直關注消費電子和汽車工業的ADI來說,工業自動化領域的機會不容錯過。事實上,在本次論壇上,ADI亞太區工業自動化行業市場部經理于常濤就全面介紹了ADI在工業4.0時代看到的機會:像生態系統和伙伴關系、物聯網和大數據、機器學習、人工智能、更先進的機器人和協作機器人、增強現實、網絡安全、可穿戴設備、自動駕駛車輛等,這也給ADI帶來一些額外的增加,面向中長期潛在的機會。
僅僅拿機器人來說,ADI就已經觀察到很好的市場前景。于常濤認為,傳統機器人機器手臂核心是讓機器手臂動起來,它要有控制系統,有相應的硬件軟件設計,還有基本的安全功能,最終沒有傷到人,不會傾到,但隨著智能化、靈活性或物聯網概念、人工智能概念融合之后,加上一些更多的元素,這些元素更多體現在傳感器本身,比如說各關節,我們一定要檢測它當前的角度,我們要看看在大負載情況下,手臂本身的抖動情況,同時機器人在工作過程當中,特別是一些協作機器人,需要跟工作人員緊密配合的時候一定不能傷到人,這涉及到若干傳感器的技術。另外,機器人作為工廠的一分子,它也需要把參數上傳到云端,這一環節催生了通訊的機會。
所以在ADI看來,在一些新的得益于工業4.0或者中國制造2025的領域,ADI的機會整整翻了一倍都不止,原因是有些新的需求和新的技術導向的存在,而ADI要做的就是把我這些機會,服務工業4.0。
兆易創新專注存儲細分市場
存儲器作為最重要的半導體產業品類,一直壟斷在三星、SK海力士、美光、英特爾等廠商手中。目前,國內發展半導體產業重點以存儲器為突破口,尤其在存儲器設計和制造環節。
一直以來,兆易創新除了致力于NOR Flash和NAND Flash的設計之外,近年來也積極開發DRAM,并參與合肥長鑫存儲DRAM制造產線的建設,可以說,兆易創新是國內存儲器設計和制造的重要力量。
在本次論壇上,兆易創新存儲事業部資深產品市場總監陳暉就詳細介紹了其公司一直在開發的SPI NOR Flash存儲產品。陳暉表示,SPI NOR Flash的應用領域非常廣泛,其中SPI代表接口規格,每一個新興的電子設備都需要有一顆Flash來存儲代碼,所以NOR Flash就是這一顆小小的代碼,兆易創新2018年的出貨量就達到了約20億顆,在8-9年時間里累計出貨量超過了100億顆!
自從上世紀80年代發明以來,SPI接口已經從單通道、四通道發展到現在的八通道,當然,這主要是產業發展的結果。陳暉認為,如今SPI NOR Flash廣泛應用于車載、AI和IoT等領域,這些引用對數據吞吐率的要求逐步提高,而八通道的SPI可以實現400M/s的數據吞吐率、頻率達到200MHz,能夠滿足相關應用客戶的需求。
華虹宏力探索功率器件新機會
當前,云計算、AI、5G等新的技術快速涌現,而智能手機、傳統電腦等市場疲態盡顯,市場在呼喚新的應用來承載新技術推動的半導體器件需求。
在本次論壇上,華虹宏力華虹宏力戰略、市場與發展部科長李健也有同樣的感慨,他表示,“華虹宏力一直專注于半導體產品尤其是功率器件的生產制造,自2017年開始,智能手機已顯疲態,半導體產業急需新的市場應用拉動業績上揚,而能夠擔任多技術融合載體重任的當屬智能汽車。”李健分析稱,汽車“電子化”大勢所趨,從汽車成本結構來看,未來芯片成本有望占汽車總成本的50%以上,這將給半導體帶來巨大的市場需求。
李健認為,半導體為智能汽車帶來“冷靜的頭腦”,如自動駕駛處理器、ADAS芯片等,同時也帶來“更強壯的肌肉”,即大量的功率器件,如MOSFET。當傳統的汽車制造業遇到當今的半導體,就像千里馬插上翅膀,會變成下一個引領浪潮的“才子”。