芯片

中国集成电路产值不足全球7%,而市场需求却接近全球1/3。正因为此,2016年,中国集成电路进口额依然高达2271亿美元,连续4年进口额超过2000亿美元,与原油并列最大进口产品。与此同时,集成电路出口金额为613.8亿美元,贸易逆差1657亿美元。

本届两会上,中国芯片产业第一次成为热议话题,在数十名代表的议案中现身。不难发现,2014年成立的1300多亿元的集成电路大基金,终于初显成效。

2013年开始,中国政府决心发展集成电路产业,出台《集成电路产业推进纲要》。同时,包括国家大基金、地方政府基金在内,国内集成电路产业基金总额已经超过4600亿元。政策、资本的双重驱动下,过去3年来,中国集成电路产业发生近百起并购整合,包括中芯国际、紫光集团等龙头企业已成规模, Intel、高通、德州仪器等国际巨头也已经在中国提高资本、技术投入。

在两会代表开始热议集成电路产业发展的同时,芯片企业思考的问题,成了如何突破高端市场。

展讯借道苹果供应商

2017年3月9日,紫光集团旗下展讯通信宣布与欧洲半导体公司Dialog建立合作伙伴关系。Dialog是全球最大的电源管理芯片公司,且一直是苹果的独家供应商。发布会上,双方透露近期将在中国成立合资公司。

在宣布合作之前,Dialog已经为展讯量身定制了芯片SC2705,并且被应用于展讯14纳米芯片SC9861G-IA中,该芯片在2月份的世界移动大会上正式推出,计划今年下半年量产。展讯通信是中国本土手机芯片设计公司,2014年被紫光集团收购,其后又获得Intel的90亿元注资,以及国家大基金的100亿元投资,成为中国芯片设计公司龙头企业。

2007年至今,展讯收入从12亿元增长至120亿元,10年增长9倍。2017年,展讯芯片出货量达到7亿套片,占全球基带芯片市场27%,连续多年位列全球第三,排在高通、联发科之后。但是,展讯绝大多数收入来自于低端市场。搭载展讯芯片的手机80%销往海外,畅销于印度、拉美等国家。

“全球60%的市场都是低端市场,但低端市场的收入可能只有20%,利润集中在中高端,”展讯通信董事长兼CEO李力游告诉记者:“低端市场展讯已经做到最大、达到天花板,现在必须要做中高端了。”

2016年,展讯尝试进入中高端市场,采用Intel架构推出首款16纳米4G芯片SC9860,这款芯片为展讯打开了高端市场的机遇。再推出第二款芯片时,展讯顺利迎来了巨头合作。除了Dialog的电源管理芯片之外,展讯还采用了Imagination的图像处理GPU芯片,Intel的CPU以及14纳米制造工艺。Intel、Imagination也均为苹果的供应商。

“站在巨人的肩膀上”,可以帮助展讯降低高端市场的门槛,李力游介绍,目前该芯片已经接到几家公司的订单,并交由Intel制造生产。
不过,现阶段来看,2017年的高端旗舰手机几乎全部计划采用高通835芯片,展讯则必须与联发科在中端市场鏖战。目前,展讯拥有2500多项专利,其中包括19件双卡双待核心专利、32件双卡双待双通专利,李力游介绍,“展讯是目前全球唯一掌握双卡双待双通技术的公司。”

2016年,高通芯片出货量8.4亿颗,收入超过150亿美元。联发科暂未公布其2016年财报,不过其市场份额从25%提升至28%。然而在2017年1月,联发科收入同比下滑14%。

借助国际领先企业实现弯道超车的芯片公司并非只有展讯。2014年,中芯国际得高通援手,制造工艺从40纳米提升至28纳米。2015年6月,中芯国际又与高通、华为、比利时微电子研究中心(IMEC)成立合资公司,合作研发14纳米工艺。受益于工艺提升,2016年,中芯国际收入大幅增长30%,达到29亿美元,同时,中芯国际预计今年启动7纳米工艺的研发,是全球第五家表态研发7nm工艺的半导体公司。

此外,国内存储器、传感器产业公司也均开始寻找国际领先企业合作。

仍需10年追赶

事实上,真正吸引国际公司的是中国庞大的芯片需求市场。根据工信部发布的《2016年电子信息制造业运行情况报告》,2016年电子器件行业生产集成电路1318亿块,同比大幅增长21.2%。但是,中国集成电路产值不足全球7%,而市场需求却接近全球1/3。正因为此,2016年,中国集成电路进口额依然高达2271亿美元,连续4年进口额超过2000亿美元,与原油并列最大进口产品。与此同时,集成电路出口金额为613.8亿美元,贸易逆差1657亿美元。

2016年,集成电路制造领域投资规模增长了31%,但相比于目前的需求空缺而言,投资仍远远不足。

根据清华大学微电子研究所所长魏少军介绍,“虽然总体产能投资还不够,但从工艺节点来看的话,目前已有产能和计划产能基本都集中在40-90纳米阶段,等这些产能先后开出来后,势必会造成资源过度集中,出现结构性过剩的问题。” 同时,国家集成电路大基金总裁丁文武也建议,“各地在发展IC产业时,要避免”遍地开花“开工厂的现象,更要避免低水平重复和一哄而上,形成泡沫。”

造成这一现象的原因,是整个产业链先进工艺的严重匮乏。虽然目前部分设计企业已经开始与中国公司开始技术合作,但高端制造工艺、设备仍然在对中国企业进行技术封锁。

2017年1月6日,美国总统科技顾问委员会发表了《确保美国在半导体领域长期领导地位》报告,该报告认为中国芯片业已经对美国相关企业和国家按照造成严重威胁,虽然目前中国芯片产业仍然落后,但有机会通过产业政策缩小与美国的技术差距,再通过更低的价格取而代之。建议美国总统对中国芯片产业进行更严密的审查,目前,中国集成电路的进口产品有接近50%来自美国。

根据国家《集成电路产业推进纲要》规划,到2030年,中国集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,实现跨越发展。这也就意味着,在这一规划中,中国企业至少还需要10年多时间去学习、追赶。

稿源:21世纪经济报道

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功能齐备的10核芯片为智能手机带来持久高性能、低功耗、快速连接和强大多媒体功能

联发科技今天在2017世界移动大会(MWC)上宣布,联发科技曦力X30(MediaTek Helio X30)系统单芯片(SoC)正式投入商用,将重新定义高端智能手机的高性能和使用体验。联发科技曦力X30正在进入大规模量产阶段,首款搭载这款旗舰芯片的智能手机将于2017年第二季度上市。

联发科技曦力X30是市场上首批采用目前最先进的10纳米制程工艺的芯片之一,在目前最新进的工艺基础上,搭配使用联发科技的10核和三丛集架构。10纳米,10核与三丛集三者相辅相成,使得曦力X30相比上代产品性能提升35%,功耗降低50%。

联发科技执行副总经理暨联席首席运营官朱尚祖表示:“消费者要求智能手机能够处理越来越多的任务。联发科技的智能手机平台能够按需给予各种任务所需的运算能力和资源。联发科技曦力X30融合了先进的处理器架构、制造工艺和连接技术,提供超越同级产品的移动体验。这款功能强大的芯片是我们致力将高端移动技术带入日常生活的又一佐证。”

自联发科技在2015 MWC发布首款曦力芯片以来,历经两年的发展,联发科技曦力X30将曦力平台进行了全面提升,其主要特点包括:

• 10纳米、10核、三丛集架构,重新定义高性能。2 x ARM Cortex-A73 (2.5GHz)+ 4 x ARM Cortex-A53 (2.2GHz)+ 4 x ARM Cortex-A35 (1.9GHz)

• LTE全球全模Cat.10调制解调器,完全满足智能手机用户对移动网络的无缝连接和高速度需求。支持下行三载波聚合(3CA)和上行双载波聚合(2CA),满足大容量内容流传输需求。

• 专为曦力X30量身定制的Imagination PowerVR Series7XT Plus GPU,主频达800MHz。相比上代SoC所采用的GPU,功耗降低达60%,性能提升2.4倍。

• 内嵌丰富多媒体功能,迎合下一代的移动体验。在业内首次将高效能的4K2K 10-bit HDR10 视频硬件解码功能带到智能手机上; 联发科技曦力 X30还能在超薄机身上实现2倍光学变焦。

持久高性能

曦力X30采用联发科技最新版CorePilot 4.0技术和三丛集架构,能够在多个核心之间实现运算资源的最优配置,为任务分配合适的电量。

CorePilot 4.0集智能任务分配系统、温度管理系统和用户体验监测系统于一身,能够预测手机用户的电量使用场景,按照某个时间点的任务的重要性及时进行优先级排序处理,从而有效控制功耗。CorePilot4.0能够充分发挥10核架构的优势,带来更长的续航时间和更强大的性能。

强大多媒体

联发科技曦力X30具备强大多媒体功能,支持目前市面上主要已可实现商用的虚拟现实软件开发工具包 (SDK)。曦力X30还内置两组14位图像信号处理器(ISP),最高可支持16MP+16MP双镜头拍照模组,而且支持wide + zoom混合镜头,可实现实时浅景深效果、快速自动曝光和暗光环境实时降噪等诸多功能。

得益于专有的ClearZoom和时域降噪(Temporal Noise Reduction)技术,采用联发科技曦力X30的智能手机在高变焦倍率下也能拍出清晰的图像。ClearZoom确保信号的保真度,而时域降噪技术能够降低视频的时域噪点和保留图像的细节。

曦力X30还内置有视觉处理单元(VPU)和联发科技Imagiq 2.0图像信号处理器。这样的组合为大量与相机有关的功能提供了专门的处理平台,从而大幅减轻 CPU 与 GPU 的负载,达到显著的省电效果。更重要的是,它具有可编程性,手机厂商可以灵活地客制化自己的相机功能。

关于联发科技曦力X30的更多信息,请查看 https://www.mediatek.cn/products/smartphones/mediatek-helio-x30

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中国芯片市场化应用仍为短板业内建议,以家电为突破口,依靠“制造在我”优势推进

经过多年的投入和发展,中国芯片产业链已初步建成,在计算机、智能手机、家电和工业控制芯片上均有突破。

但由于中国芯片在市场应用上进展缓慢,难以得到产品线验证和改良等原因,中国芯片产业整体实力不强,缺乏世界级企业。未来中国芯需依靠自身产业链加速应用,利用“制造在我”的优势推进,尽早形成“研发-应用-促进研发-更好应用”的良性循环。

自主研发取得阶段性成果

今年1月,美国总统科技咨询委员会(简称PCAST)发布名为《确保美国半导体的领导地位》报告称,中国半导体产业的崛起和不断增长的海外并购对美国企业和国家安全已构成威胁,建议美国政府对中国相关产业加以限制。

这再次引起了人们对中国芯片产业发展路径的讨论:并购消化吸收再创新,还是自主创新?尽管二者各有优势,但实际上,芯片这一战略性产业的自主创新之路早已开启。

近年来,在《集成电路产业发展推进纲要》等多项“强芯”政策引导和国家产业投资基金扶持下,中国自主芯片产业已有了不小的进步,部分企业在全球半导体市场已占据一席之地。

经过多年的投入和发展,中国芯片产业链已初步建成,从设计到制造,再到封装测试,产业链上下游都涌现出一定规模的企业。设计有海思、展讯、锐迪科,制造有中芯国际,封测有长电科技(17.300, -0.01, -0.06%)等。不仅在关注度高的计算机和智能手机芯片上,用量更大的家电和工业控制芯片也有突破。

业内权威调研机构IC Insights最新报告显示,在全球芯片行业市场萎缩、高通等巨头营收减少的情况下,中国芯片厂商正在崛起。2016年,主打智能手机和网络通信的华为海思和展讯通信两家中国企业进入全球芯片设计行业十强,分居第六位和第九位。

从美国半导体企业Maxim回国,创立华芯微特科技公司的韩智毅博士说,经过第三方评测,他们设计的MCU(混合信号中央处理芯片),在抗静电和能耗等核心 指标上超越国际竞争对手,目前已作为唯一国产芯片进入志高和海信空调芯片供应链,“可以说是在强手如云的市场上撕开了一道口子”。

在摩尔定律下,芯片技术更新换代速度飞快,目前世界最先进的技术已达到5到10纳米的规格。从整个芯片应用来看,50到350纳米级别代表了世界主流和最大量的需求,而对这一级别芯片核心技术的掌握和储备,也才使企业有能力进入前沿和高端的10纳米级的芯片设计。

据介绍,华芯微特所设计制造的MCU具有相当的技术和成本优势,在已投入应用的几十万片芯片中,至今没有发现损坏报废的案例。据介绍,由于其开发的软件驱动 的模块化设计平台,芯片设计时间周期被大大缩短,如180纳米级的芯片设计只需6至8个星期,50至90纳米级的,10至12个星期便可完成,这样的设计 水平已比肩国际顶尖芯片设计企业。

不过,不得不正视的是,相对于已有成熟产业链和先进技术的国际芯片行业,中国芯片产业仍偏弱偏小,市场份额也较低。在IC Insights以营收排名的全球二十大半导体厂商中,仍没有一家中国企业上榜。

市场应用仍为短板

对于芯片产业“后来者”,进入产品线验证是市场化能否成功的关键一步,也是“卡脖子”的一步。从事空调研发16年的志高公司研发经理罗高诚说,“由于国外品 牌已经垄断市场,后来者的芯片,无论是证明自身技术和可靠性,还是后续研发更新换代,都绕不过产品应用,用不到产品上,一切等于零,说得再好也是个实验室 数据。可是不用怎么知道好不好呢?卡就卡在这里。”

中国芯片整体实力不强,缺乏世界级企业,固然有起步晚的因素。但业界反映,深层次的原因在于,中国芯片在市场应用上进展缓慢,因而难以得到产品线验证和改良。

芯片是高科技、资金密集型的产业,也是高度市场化的产业。行业数据显示,28纳米级的芯片设计研发费用需1亿美元,产品投片量要达到7000万片以上才能实现盈亏平衡,而20纳米级的则需要上亿颗投片量。换句话说,没有巨大的市场应用支撑,芯片企业是做不起来的。

海思被认为是近年来中国芯片成长最快的企业。海思半导体负责人说,除了持续的高研发投入,麒麟系列芯片的崛起,与在华为手机上的大规模应用有很大关 系,2015年和2016年华为手机出货量分别达到1亿和1.39亿部,随之海思芯片的累计出货量也达到亿片级,大规模的应用为后续设计研发起到了无可替 代的作用,海思芯片也从过去的“落后者”发展为“同步者”,到目前部分技术上的“领先者”。

业界反映,之所以难应用,原因在于过去少有企业 在这方面投入设计研发,也在于中国芯片行业过于重研究、轻市场,自主芯片缺乏对市场的敏感和对接。目前,中国已形成三大集成电路产业区域。其中,北京为代 表的环渤海区域侧重芯片技术研究;上海为代表的长三角地区,注重芯片制造与封测;深圳为代表的珠三角地区,侧重芯片设计,但从国家资源和科技资源来讲,主 要集中在北京。

实际上,自主芯片是有优势的。海信信芯公司总经理钟声说,国产芯片的优势在于离国内制造企业更近,对其需求更了解,芯片从设计到制造都可以因应具体产品的要求而定制。

依靠庞大产业链加速应用

对于国产芯片行业来说,一个好的机遇是,全球芯片行业面临技术进步放缓和市场增长萎缩的发展难题。英特尔公司已承认摩尔定律失效,过去芯片每18个月就更新 一代,现在延迟到32个月,同时近两年来不少欧美行业巨头营收出现两位数衰退,这正是作为“后来者”的中国企业后来居上的一个最佳时间窗口。

过去中国部分企业通过国际并购的方式将一些技术领先的芯片企业纳入旗下,但未来这条路子可能走不通,依靠自身产业链加速自主芯片应用才是可控之道。

然而,产业化之路的突破口在哪里?

据中国半导体行业协会数据,目前中国半导体应用主要在计算机、网络通信、消费电子、工业控制和汽车电子等领域,其中消费电子和工业控制约占33%。业界认为,家电和工业控制是比较优势较强的领域。

一方面,中国已是世界上第一家电制造大国,空调、冰箱等产量均超过世界总产量的一半。据相关行业协会统计,中国年产空调约1.5亿台,冰箱8000多万台、 彩电1.5亿台、洗衣机7000多万台。而每一台家电上至少需要一颗主控芯片,随着智能家电的发展,一台家电将用到多颗芯片。一旦有一定比例应用国产芯 片,其产业示范效果不可估量。

另一方面,相对计算机和智能手机,家电芯片的关注度低一些,受到巨头“围剿”的可能性小一些,从而在产业化中 提升研发能力。据介绍,空调芯片实际已囊括了半导体设计的大部分核心技术,如可靠性、高精度及耐压等,这些技术与庞大市场结合,有望催生出类似美国德州仪 器这样的行业标杆企业。

记者走访主要家电企业了解到,其空调采用的芯片主要是日本和美国品牌,部分是台湾的。罗高诚等说,由于空调零部件国产化比例已经很高,家电企业对唯一依靠进口的零部件——芯片价格并不敏感,加上对可靠性的不确定,大多对应用国产芯片积极性不高,芯片要国产化的意识也不强。

据业内人士介绍,现今中国高端家电产业链业中,只有MCU的生产不掌握在自己手中。虽然其成本只占总成本的1%,其对家电行业的重要性,远远超过这一比例。换句话,家电带动的相关产业约2万亿元的GDP被这个小东西“牵着鼻子”。

随着智能家电的兴起,MCU价值在终端产品中的比例会进一步提高,预计达到3%至5%。同时,各地有大规模产业升级和提升中国制造水平的需要,市场对于 MCU的需求也随之更大。在芯片设计行业,消费电子、工业控制和汽车电子类混合信号中央处理芯片的设计技术是一致的,终端产品也是类似的。“家电业芯片应 用和崛起可以赋予中国芯片设计公司以高端、通用、和商业化的基础。”韩智毅说。

芯片产业界人士建议,国家应出台鼓励使用国产芯片的产业政策,利用“制造在我”的优势加速推进,同时借鉴先进国家经验,鼓励科研机构与芯片企业合作研发,特别给科研人员参与企业研发的利益限制松绑,鼓励联合培养研究生,以产业化推动做大做强国产芯片产业。

来源:集微网

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作者;电子创新网张国斌

去年一直疯传Global Foundries格罗方德(现在正式改名格芯)12寸晶圆厂落户重庆的消息2月10日“靴子”最终落地-----投资93亿美元(加上各种基础设施和生态系统建设总投资超过100亿美元)的大陆最大300mm逻辑器件晶圆厂最终落户成都!这也是另一先进工艺FD-SOI(与FinFET工艺互补)的国内首个12寸晶圆厂,FD-SOI工艺终于登陆中国!2019年将量产FD-SOI工艺器件!格芯CEO Sanjay k Jha博士以及产业重要人士亲临晶圆厂奠基,这是一个历史性的值得记录的时刻!

我看到IBS公司的CEO Handle jones先生、王曦院士、芯原微电子CEO兼总裁戴伟民博士等一班推动FD-SOI工艺的大佬还有格芯FD-SOI工艺的大客户如瑞芯微CEO励民等都来了。

大量施工机械已经在现场就位,一年要把晶圆厂基础设施建好,成都市政府的压力也不小。

格芯成都厂分两期建设,一期将建设体硅工艺Bulk CMOS工艺12英寸晶圆生产线,采用的工艺为0.18um/0.13um,相关工艺技术从新加坡厂转来,部分设备来自新加坡,预计于2018年年底投产,月产能2万片。第二期主要采用格芯最新的22FDX 22nm FD-SOI 工艺,相关工艺将于2018年下半年从德国德累斯顿工厂Fab1进行技术转移,设备全新采购,预计2019年第四季度投产,月产能6.5万片,形成年产能100万片的生产能力。

这是FD-SOI工艺首次登陆中国,我也兴奋地抱着12寸22FDX工艺晶圆在现场拍了照,这晶圆上是价值百万的芯片哦

从格芯计划到中国建厂到今天落地,产业传闻很多,成都为何能抢亲成功?未来成都厂如何运营?投资资金怎么来?FD-SOI工艺到底好在哪里?老张今天给大家说一说。

1、成都为何可以抢亲成功?

2016年5月31日,有消息报道重庆市与格罗方德公司签署备忘录,约定双方将在重庆共同组建合资公司,生产300毫米芯片。市长黄奇帆,市委常委、常务副市长翁杰明,副市长沐华平,格罗方德公司全球运营资深副总裁约翰·多赫蒂、资深副总裁暨新加坡总经理洪启财等出席签约仪式。据报道合资工厂将利用重庆集成电路产业基础和格罗方德先进生产技术,采用现代化设备,生产300毫米芯片。该工厂计划于2017年投产。这是当时的签约现场。

但是,最终格罗方德的项目落户成都了,这是成都签约现场

单就从这签约阵势来看,成都的也更有前景。所以很多业者都关心为何成都可以抢亲成功?

Sanjay k Jha博士在接受采访时他表示为什么格芯12寸长最终落户成都,一个原因是重庆长当时的规划仅是普通工艺没有规划未来的FD-SOI工艺而成都厂有很长远的规划,而且重心是在FD-SOI工艺。“目前从客户需求来看,FD-SOI工艺前景很好,我们德累斯顿工厂已经市场了22FDX工艺,未来成都厂2019年量产可以形成两条线的势态,对于客户来说,如果它总量的25%的订单在一个地区晶圆厂就会担心有风险,成都厂可以化解这样的风险。”

Sanjay k Jha博士表示格芯采取的两种工艺策略,一种是高性能的FinFET工艺,一种就是FD-SOI工艺,FinFET工艺适合高性能应用占主导的应用,而FD-SOI工艺适合低功耗应用占主导的应用例如物联网、手机处理器、汽车应用、射频等等。

选择成都的第二个原因是成都有成熟的基础设施、熟练的劳动工人,集聚了信息产业领域众多领先技术公司。“我们也会和成都政府以及产业打造好FD-SOI生态系统。这方面的投入也是很大的。”

成都12寸厂是格芯和成都市成立的合资公司,据 Sanjay k Jha博士介绍绝对控股,双方按照股份比例投资,一期和二期的投资规模是大约1:9,一期会有新加坡团队主导运营之后培训本地人才。

对于业界认识质疑的GF一直亏损难以投资问题, Sanjay k Jha博士表示晶圆制造产业是个高投入行业,虽然和格芯和第一代工巨头的差距还比较大,但是格芯营收每年增长30%以上,格芯希望通过扩产投资抓住发展的大机遇。

关于为什么一期采用0.13、0.18nm而不是更高级40nm工艺,他解释说从客户需求来看,0.13、0.18是目前最成熟的工艺技术,后续客户会升级工艺技术,在高级工艺选择上,40nm的工作电压是1.1V ,而22FDX可以实现0.4V低电压,因此优势更明显。“我们通过需求分析出在2020年左右,全球FD-SOI工艺需求是每年大约120万片,因此成都厂的投资真是正当其时。”他强调。

2、格芯大战略

很多市场机构预测2017年全球半导体市场将温和增长,对此,Sanjay k Jha博士预计全球半导体和代工市场将在2016-2020年出现强劲成长---
年复合成长率分别是4.4%(半导体)7.1%(代工),而中国代工厂年复合成长率高达20% ,到2021年大中华区市场总量(TAM)将达200亿美元!

我们已经看到,自去年开始,中国进一步新一轮的晶圆制造高高潮,据不完全统计,中国目前有11座12英寸晶圆厂投产,包括SK海力士的2座、华力微的1座、联芯集成的1座、三星电子的1座、武汉新芯的1座、英特尔的1座、中芯国际的4座。

另外,新建的12英寸晶圆厂还有武汉新芯投资240亿美元的存储器基地项目、台积电南京的12英寸厂、福建晋华12英寸存储器集成电路生产线项目、中芯国际北方新建的B3厂、上海投资675亿元的12英寸晶圆产线、深圳的12英寸晶圆产线、上海华力微电子投资387亿元的上海新12英寸晶圆厂等。

Sanjay k Jha博士也披露了格芯的全球扩产技术,具体是:

在美国,格罗方徳计划把在纽约 Fab8 晶圆厂的 14 纳米 FinFET 工艺产能提升 20%,并将于2018 年初启用一条全新的晶圆生产线。纽约工厂将继续是格罗方徳在 7 纳米工艺和极紫外(EUV)光刻等先进技术开发的核心,并计划在 2018 年第二季开始 7 纳米工艺生产。

在德国,格罗方德计划在德累斯顿 Fab 1 晶圆厂增加 22FDX® (22 纳米 FD-SOI) 工艺的生产,以满足日新月异的物联网,智能手机处理器,汽车电子和其他电池供电的无线连接应用的发展需求。预计至 2020 年,工厂整体产能将提升 40%。德累斯顿工厂始终是 FDX 技术研发的业界核心。目前,德累斯顿的工程师正在开展新一代 12FDX的技术研发,预计将于 2018 年终年建成投产。关于格芯的12FDX大家可以看这个《【重大发布】芯片高级工艺有了新选择--格罗方德推出12nm FD-SOI工艺平台》

在新加坡,格罗方徳计划将 12 英寸晶圆厂的 40 纳米 工艺产能提升 35%,在 8 英寸生产线的现有基础上进一步扩大 180 纳米工艺的产能。与此同时,格罗方德将会为业内领先的 RF-SOI 技术投入全新产能。

而成都厂正是格罗方德在中国的扩产技术,计划于 2019 年第四季度投产格罗方德 22FDX的先进工艺产品。

格芯的战略很明确就是走高性能和低功耗两手抓的策略。

针对高性能发展14nm/7nm FinFET工艺,针对低功耗发展22FDX,12FDX工艺

他说目前看来移动计算、物联网、5G、数据中心、汽车、机器人、ARVR和无人机等能激发出近2万亿美元的大市场,这个市场对高性能和低功耗芯片需求都很大,所以格芯采取的两条工艺路线发展的策略。

很多人一定想,FD-SOI工艺到底有哪些优势呢?下面为您揭晓FD-SOI工艺优势。

3、FD-SOI工艺深度揭秘

我本人连续参加过几届FD-SOI论坛有幸见证了这个技术丛概念到实际的全过程,目前,ST、三星和格芯都可以提供FD-SOI代工,去年发布的小米智能手表中的GPS就采用了这个工艺,获得了出众的低功耗特性,NXP、瑞芯微的处理器都采用了这个工艺,很欣慰这个技术终于在中国落地,这会给本土低功耗应用芯片带来新的工艺选择。

FD-SOI(全耗尽型绝缘层上硅)工艺也是FinFET工艺技术发明人胡正明教授发明的工艺技术,FD晶圆由氧化埋层(BOX)和BOX之上的极薄硅层组成,从而为在此层建成的晶体管提供独特性能,FD-SOI以极薄的顶层确保了晶体管的各种关键属性。与传统Bulk CMOS相比,在保持相同性能的前提下,FD晶圆可节省高达40%的功耗。同样,依据不同的设计优化,以全耗尽晶圆为基础的处理器峰值性能最高可增长60%。

这是FD-SOI工艺和体硅工艺的区别

实际上,FD-SOI工艺和FinFET工艺的关系不是对立的竞争而是互补关系,在不是一直都需要峰值高性能而需要长期低功耗的领域,FD-SOI是很好的选择,如果芯片长期或者大多时候是峰值高性能而且芯片量大到足以应付高昂的NRE费用时则可以考虑FinFET工艺。˙

从未来发展看,FinFET也会走向SOI ,而FD-SOI也会走向有Fin的立体结构,这从三星代工厂目前的服务就可以看出,这两种工艺是互补的---三星提供两种工艺代工服务,现在格芯也提供两种工艺服务。

如果用汽车发动机来比喻的话,FinFET像是通过某种方法拓展了排量的自然吸气发动机而SOI有点涡轮增压。不同的实现方法试图达到同一件事:使栅极对沟道拥有更好的控制。

ST认为FinFET和FD-SOI都是耗尽型晶体管技术,只是旋转方向不同而已。(如上图所示)

与FinFET工艺相比,FD-SOI有两个最独特的技术,一个是体偏压技术(body-bias),一个是流片后调试(Post-Silicon)技术,这里解释一下。

体偏压技术就是通过把硅做得极薄,让它可以全部耗尽,所以不会再漏电流。如果再将氧化硅层做的非常薄,同时放入偏置装置(bias),就可以调节控制这个晶体管。如果放入的是正偏压,可以实现性能快速增强;如果放入的是负偏压,我们实际上可以关掉该装置。让它实现很低的漏电流,大概是1pA/micron的水平。关于这部分内容大家可以看看《格罗方德专家深度揭秘FD-SOI工艺四大优势》 一文。

以实际设计来看,与28HKMG技术对比,22nm FD-SOI在不用体偏压技术的情况下,能实现性能提高40%而功耗不提高。在用了体偏压技术之后,你还可以将性能再提高30%。降低50%!所以从28nm技术到22FDX,相当于经历了2代技术,性能参数提升很大。

在体偏压可调节的情况下,可以让一个产品适应很多不同的程序,例如对于1.2GHz频段,22FDX能相比28HKMG提高至少50%的性能,和降低18%的能耗。在800MHz频段,22FDX可以实现降低47%功耗。而对于520MHz 频率,工艺电压0.4V的情况下,功耗能降低92%。

而在去年的FD-SOI论坛上,恩智浦专家说说这个体偏压可以让FD-SOI有更宽的工作范围在低压下有更好的功率性能表现,并有实际例证。

关于流片后调试(Post-Silicon) Tuning/Trimming,他指出这是非常重要的技术,在设计阶段,如果产品需要高性能或者是低功耗,则可以通过改变体偏压实现。如果你真的需要超低耗电或者超低漏电,也可以在流片后调整。而且也可以调整RF功能,据说经过流片后调试之后,即使这个晶片有稍微一点点的差别,调试之后就可以减少报废率,这是很大的成本优势。

格芯专家也强调FD-SOI可以在0.4V工作的优势,说这是几乎所有技术最小的工作电压点,有趣的是,如果电压低于0.4V以后,漏电流反而会增加了所以0.4V是个很不错的工作电压点。

在去年的上海FD-SOI论坛上,NXP专家还给出一个FD-SOI的优势,就是软错误率SER(Soft Error Rate)大大改善,去年思科路由器发生的bug思科说就是因为空间辐射所致,实际上,空间辐射在组合逻辑电路中引起的软错误作为一种微电子设备的失效源,随着工艺尺寸缩小变得日益严重,所以精确、快速衡量组合逻辑电路的软错误率SER(Soft Error Rate)成为研究热点,减少软错误率是提升SoC可靠性的关键。这虽然是小概率事件但是也是安全隐患。

NXP说SOI工艺可以把SER改善5到10倍!ST也有类似的数据说明FD-SOI工艺在芯片可靠性方面的优势明显。

“FD-SOI工艺还有个优势就是易于RF集成,可以集成采用RF-SOI工艺的射频器件如收发器等,这在物联网应用中有很大优势,可为很多物联网应用需要集成连接功能如WiFi\蓝牙等等。”格罗方德产品管理事业群高级副总裁Alain Mutrcy在去年的媒体发布会上还强调,“此外,FD-SOI工艺有易于集成非易失性存储单元,这让它在汽车电子等领域有独特优势。12FDX工艺的推出让很多用户有了新的选择,他们可以从28或者40/55nm平面晶体管工艺直接跳转到高级工艺上。”

在FD-SOI生态系统建设上,目前,ARM、Imagination、意法半导体、NXP、VeriSilicon、IBS、Semeria、Soitec等都表达了对FD-SOI工艺的支持。

格罗方德已经联合合作伙伴构建了包括工具厂商、IP厂商和设计服务厂商启动了一个名为FDXcelerator生态合作伙伴计划,它会提供易于获取的即插即用方案,最大限度降低客户成本,降低从Bulk节点迁移的成本。

例如,Invecas提供IP ,中国芯原提供设计服务,德国的Dream CHIP提供系统IP,OSAT提供产品封装和测试等。通过格罗方德半导体和FDXcelerator合作伙伴解决方案,客户将能打造各类创新的22FDX 片上系统解决方案,并从40nm、28nm等bulk工艺节点方便地迁移至FD-SOI。FDXcelerator初始合作伙伴现为该计划提供一系列重要产品支持。

率先参加FDXcelerator合作伙伴计划的厂商包括:Synopsys (EDA)、Cadence(EDA)、NVECAS(IP与设计解决方案)、Verisilicon(ASIC)、CEA Leti(服务)和Encore Semiconductor(服务)等。

格芯中国区总经理白农表示目前格芯德累斯顿长试产22FDX良率达到90%! 不过目前FD-SOI晶圆价格仍然高过FinFET晶圆很多,对此,他表示格芯就是要依托成都厂打造一个FD-SOI生态系统,力争将FD-SOI晶圆等配套成本降低,提升FD-SOI芯片竞争力。

其实,我个人认为格芯成都厂投资建设的最大亮点应该是FD-SOI工艺落地中国,这个工艺技术可以为很多本土物联网、嵌入式开发业者带来福音。

致力于推动FD-SOI工艺技术发展的芯原股份有限公司创始人、董事长兼总裁戴伟民博士在采访时表示格罗方德22纳米FD-SOI工艺12英寸晶圆厂落户成都,是继大基金投资的上海硅产业集团投资全球最大SOI晶圆衬底供应商Soitec后,又一个打造中国FD-SOI生态,乃至改变全球FD-SOI产业格局的里程碑。这将推动上海新傲科技生产12英寸晶圆衬底的进程,并加快全球FD-SOI IP和IC设计产业链布局。

他指出FD-SOI是中国晶圆厂“弯道超车”和中国IC设计公司“换道超车”的历史机遇,也是发展物联网、嵌入式人工智能和汽车电子的先进而又合适的半导体工艺技术。

SOI领域专家中科院上海微系统所研究员董业民博士也表示FD-SOI工艺是一个不错的选择,特别是面向物联网和5G应用,具有鲜明的差异化竞争优势。尽管与FinFET相比,FDSOI市场规模较小,目前还不尽如人意,但这不是技术本身问题,而是因为特殊历史原因造成的,FDSOI需要进一步完善生态系统和进行有效的商业运作。在半导体工艺上,当初RFSOI也花了很长时间才实现量产,目前TowerJazz和GF(原IBM半导体事业部)等代工厂都月产数万片,产能供不应求。所以大家要有一定的信心和耐心,FDSOI也必将在物联网等领域取得长足发展。

加油!中国半导体人!

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消费类电子产品经过几十年的发展已经有无数种各类用途的设备,从专业设备到个人消费品。虽然存在性能和功能的差异,但是消费类电子产品往往遵循相同 的设计趋势:设备功能变得越来越强大、体积小巧和省电。可穿戴设备集中体现了这一趋势,它是一种便携、电池供电、高集成度的设备,负责从高精度模拟测量到 直观用户界面的所有一切。可穿戴式设备开发人员必须仔细的在多种集成电路(IC)中匹配产品的需求,有时还需要同时应对相互矛盾的优先选项。

例如,让我们仔细思考,在灵巧的可穿戴式设计中如何兼顾尺寸、电池寿命和功能,同时又不忽视可穿戴设备的特殊性:包括它们的个性化功能和吸引力。我们以“功 能单一”类型的可穿戴设备为例——一个没有屏幕、纽扣电池供电的计步器,可以在当用户需要运动时提醒用户,同时也能够保持跟踪一整天的步数。一个简单的电 容感应触控接口实现用户输入,一个三色LED提供刚好够用的富有表现力的输出,这使产品可以提供方便且具吸引力的个性功能。这个产品设计展示了功能强大的 IC如何塞入小型封装中,有助于促进创新和产品差异化。

我们的产品需求

让我们先来勾画出产品的基本需求。在定义了功能集之后,我们能够选择负责各项功能的组件。这是一款精简到只剩基本功能的计步器。没有提供屏幕、蜂鸣器或者iPhone应用程序,该设备有意突出它的简朴和小尺寸。它的用户接口同样简洁明了。

基本设计需求包括:

• 最小化可实现的外形尺寸:带有外壳的产品应当在各项尺寸上尽可能接近CR2032电池的大小,因此用户能够在口袋中携带该设备,或者挂到他们的钥匙链上。

• 用户输入:在纽扣电池形状壳体的一侧,提供能够识别如下输入的电容触摸接口:

o 滑动:解除提示用户需要起立的报警
o 轻敲并保持:开启新的一天(复位计步器)
o 轻敲:检查一天中的步数

• 简单的输出:在壳体某处裸露的LED提供所有输出:

o 红色:定时的短闪烁表示用户已经保持不动太长时间了
o 绿色双闪:当用户开始新一天时通过轻敲并保持动作触发
o 1秒钟红/黄/绿输出:指示一天内达到33%、66%和100%步数的百分比,在轻敲触摸接口后持续几秒钟

如何实现小型化?

CR2032 电池的直径是20mm,高度是3mm。很显然,我们的系统必须比它稍微大些,但是我们如何在现实中实现可穿戴设备的小型化呢?让我们假设产品的塑料外壳能 够做的非常薄,因此在直径上它增加的长度不会超过5mm,同时易于支持电池更换。对于高度,我们如何最小化该设计的高度并保持大致纽扣电池那样的尺寸呢? 在产品的垂直堆叠中,它的高度由四种器件尺寸构成:电池、印制电路板(PCB)、PCB上的器件和产品的塑料外壳。对于四层PCB来说,PCB厚度大约为 0.5mm。而如何最小化焊接到该PCB上的器件高度需要仔细进行型号选择。这时寻找高性能的芯片级尺寸封装的器件对于我们的设计来说至关重要。
芯片级尺寸封装的好处

晶圆级芯片尺寸封装(WLCSP)代表了制造和芯片组装技术中多年持续进步的成果。在WLCSP封装中,硅被直接连接到封装一侧的焊球上,与之相反,旧有技术通过绑定线连接硅端口焊盘到封装引脚。这种设计的影响是封装能够设计成宽度和高度都接近内部硅片自身尺寸的大小。

IC 供应商们争相发布WLCSP的封装支持现有的多种设备,从而获得极小封装类型的好处。此时会出现的挑战是:一些厂商的硅片相当大,以至于它在获得更小尺寸 的封装上没有竞争力。来自Silicon Labs的EFM8SB1 MCU非常适合CSP封装类型,这是因为虽然该MCU有极高的功能密度,但是它已经适应小封装尺寸(例如3mm×3mm QFN封装)。EFM8SB1 WLCSP封装尺寸仅为1.78mm×1.66mm。

EFM8SB1 MCU成为这个设计和其他可穿戴设计的理想选择,它的关键特性包括:

• 8位MCU提供超低功耗、高灵敏度电容感应输入。

• 片上实时时钟能够周期的从超低功耗(~300nA)状态唤醒系统。在这个设计中,这个时钟的一个用途就是测量从最近一次走动以来的时间,并发送活动通知去鼓励用户站起来并走动。

• 2-8kB闪存和512字节的RAM维持在整个低功耗周期内,结合25MHz的8051内核使这个小设备具有执行逻辑和进行多种系统响应的能力。

接 下来是计步器的选择。为了充分利用CSP封装的MCU所带来的超薄特性,所有板上的集成电路理论上也要选择CSP封装的器件。出于这个原因,我们的板上加 速计理论上也应当支持CSP封装。最新发布的Bosch BMA355提供高集成度的传感器,在片上实现多种三轴事件监测,可以通过SPI接口与EFM8 MCU进行通信交互的事件。

因为两个IC器件以及必要的几个分立被动器件都能够采用超薄封装,因此产品的塑料外壳可制成超薄的并且靠近电容感应面,从而优化触摸灵敏度。其产品外壳甚至能够在靠近电容感应焊盘区域有轻微的锥度,以压缩板上PCB和板上器件之间形成微小的空间间隙。


图1:带有CSP MCU的可穿戴设备板垂直层叠图

电路板布局

使用CSP封装器件最大化的电路板空间,使得我们能够在PCB上实现电容感应接口。MCU和加速计应集群分布在大体成圆形的PCB一侧的边缘,连同可以裸露的LED一起。当然LED可能需要在设备的封装壳上开孔来展现。

为 了检测手指滑动,电路板必须有两个电容传感器,理论上是相同尺寸的两个传感器,沿着他们相同的边沿轻微的交错开。这两个传感器应当占去板上MCU侧的大部 分面积,然而它们应当被第三个细小的传感器围绕,同时这第三个传感器也围绕着其他两个传感器。这第三个传感器在用户交互过程中提供我们MCU在进行触摸和 滑动检测过程中所需要使用的关键信息。


图2:拥有电容传感器的可穿戴设备电路板布局

触摸检测

可穿戴设备的极度便携性意味着这些设备通常放在身上或者手中。对于测量传导物质(例如手或者皮肤)接近的设备来说,被设备检测到的接近恒定的人体接触可能导致触摸检测问题。幸运的是,该设计中所选择的MCU和加速计的特点帮助开发人员克服了这些挑战。

虽然该系统有三个电容传感器,但是实际上它有四个触摸输入。加速计提供了中断驱动的轻敲探测器,能够通过固件检测触摸事件并且以多种方式提供接口给我们。凭借加速器轻敲检测器的优势,由EFM8SB1 MCU检测的触摸经过以下阶段:

• 在设备边沿处的边界传感器处检测到正向增量,执行一个输入使用案例,这是用户沿着设备的边沿拿着设备,或者用手掌完全围绕设备边沿握持,马上接下来是:

• 轻敲检测事件由加速计发出,同时与下列事件保持一致

• 在中心的电容传感器其一或全部检测到显著幅度的正向增量

MCU的固件可以通过Silicon Labs Simplicity Studio开发环境提供的电容感应固件库实现所有电容感应触摸检测和过滤。

低功耗功能

加速计和MCU都能够被配置在低功耗模式下操作。电容感应固件库使得EFM8SB1 MCU能够进入~300nA的睡眠模式,并且周期性的唤醒去检查电容传感器上的活动事件。如果加速计发信号通知事件已经检测到并且数据已经准备就绪,那么 MCU也能够使用端口匹配唤醒事件去异步唤醒。

EFM8SB1 MCU将保持在低功耗状态,并且仅仅消耗不到1µA电流,除非有下列情况之一发生:

• 触摸检测事件需要对电容感应输入监视进行更多响应

• 加速计活动事件(例如轻敲检测或者脚步检测中断)需要MCU唤醒去服务这些中断

• 运动通知事件,设备开关LED去鼓励用户站起并走动

与此同时,加速计被配置来实行最低的功耗操作状态,同时仅仅在轻敲事件或者在三轴之一检测到变化时才发送信号。但是片上缓存数据能够最小化MCU和加速计之间的交互次数,进一步优化电池使用寿命。

MCU从加速计读出缓冲数据之后,一些附加的检查和分析必须被执行以确定是否有后续步骤。一旦三轴数据与存储在EFM8SB1设备上的历史数据相比较后,MCU可以更新其计步器,并且快速返回到低功率状态。

下一步?

本示例中展示了可穿戴设备领域内“单一功能”类型的终端产品。在示例中CSP尺寸的集成电路操作所带来的功能密度、精确度和能效也说明了如何使用和控制这类 IC。例如,在可穿戴设计中描述的产品可以被视为更大产品中的一个子系统,其中芯片尺寸的MCU可作为低功耗传感器集线器运行,去管理触摸接口和加速计。 随着硅芯片供应商设法集成更多特性到更小封装中,需要系统开发人员充分利用这些创新去获得产品设计的灵感。

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什么是单片机,相信很多人都还不知道。也不知道单片机的作用是什么。单片机简称为单片微控制器(Microcontroler),它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上,相当于一个微型的计算机,因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。

大家都知道我们的电脑主要是由中央处理单元CPU(进行运算、控制)、随机存储器RAM(数据存储)、存储器ROM(程序存储)、输入/输出设备I/O(串行口、并行输出口等)。安装在一个被称之为主板的印刷线路板上,就是我们个人的计算机了。

把单片机看成一个整体分成四块就很容易认识了。 把这些东西(CPU,硬盘,内存,主板等等)用集成块做好后,如下图所视:

一文看懂单片机与CPU的相似与不同

单机片

就成了我们要学习的“单片机”了。而在单机片的内部,CPU,硬盘,内存,主板等等却又是另外的名字。

1)CPU(Central Processing Unit)。它是单片机的核心部件,包括运算器和控制器。运算器既是算术逻辑单元ALU(Arithmetic logic Unit),其功能是进行算术运算和逻辑运算。控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。起作用是完成取指令、将指令译码形成各种微操作并执行指令,同时控制计算机的各个部件有条不紊地工作。

一文看懂单片机与CPU的相似与不同

cpu内部图

2)计算机中的内存,在单片机里叫数据存储器,也叫随机存储器。用RAM(Random Access Memery)表示。其作用是用于存放运算的中间结果,数据暂存和缓冲,标志位等。特点是:掉电后会丢失数据。

一文看懂单片机与CPU的相似与不同

程序存储器

3)计算机中的硬盘,在单片机中,叫程序存储器,也叫只读存储器。用ROM(Read only memery)表示。其作用和硬盘差不多,用来存放用户程序。特点是:掉电后不会丢失数据。

4)输入/输出设备I/O“主板”,在单片机里,叫做I/O(输入输出设备)当然也包含了串行口,并行口,定时器,记时器等等。

一文看懂单片机与CPU的相似与不同

单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

本文引用地址: http://www.eepw.com.cn/article/201702/343732.htm

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在物联网时代,芯片产业很难再维持过去的辉煌,面对过于细分的应用市场,芯片产业又该如何应对?

半导体芯片行业近两年出现大规模并购风潮背后的原因何在?汹涌而来的物联网浪潮带给芯片产业怎样的冲击?为何一边是芯片公司对应用市场的迷茫,而另一边硬件产品开发者却又找不到合适的芯片?

▼芯片产业并购“疯”潮背后的困境与焦虑

半导体芯片行业在2015年发生史上规模最大的并购“疯”潮之后,2016上半年稍微平息,到下半年又“疯”波再起,接连出现几桩大规模的并购案例,包括高通收购NXP、ADI收购凌力尔特(Linear),瑞萨收购Intersil。

这背后透露出整个半导体芯片产业的困境与焦虑。在互联网和移动互联网时代,芯片技术决定了终端产品的升级换代,芯片有清晰而广大的产品应用市场。他们是整个消费电子市场的金字塔顶端。

但是,台式机电脑出货量已经连续8个季度下降,智能手机市场饱和,增长趋于停滞。更重要的是,物联网时代的来临宣告了芯片产业辉煌地位的终结。物联网碎片化的应用导致通用处理器芯片不再通用,如下图所示,仅仅智慧家庭产业就可以细分为如此众多的垂直细分市场,使得芯片厂商对自己芯片的定位和应用迷茫,尖端技术却找不到用武之地,只能用并购的规模化效应来暂时化解这种困境。

▼趋势一:碎片化、定制化代替标准化芯片

传统芯片设计由底层IP架构定义,芯片公司只需关注上游IP设计和下游方案开发公司,至于这颗芯片最终用在什么具体产品上,对芯片的设计影响不大。而实际上,在互联网和移动互联网时代,芯片的应用相对固化和泛化,一颗核心芯片十几万甚至上百万的销量并非鲜见。

但是到了物联网时代,应用的碎片化导致很难再有一颗芯片会有如此广泛的应用,需要由具体的产品应用来提出对芯片定义的要求。芯片公司不仅要知道客户(模块商、方案商)在哪里,有什么需求,还需要知道客户的客户(硬件产品开发商)在哪里,有什么需求。

甚至最终的产品开发商会越过模块商、方案商对芯片提出定制化要求,而这种芯片定制化的趋势将会越来越明显。因为市场上的存量芯片难以满足物联网的创新应用需求,定制化可以保证设计出来的芯片是最终产品所需要的。比如,美的最近向灿芯定制了一款用于空调上的Wi-Fi通信芯片,因为高通的同款芯片针对消费电子市场开发,不适合家电市场。

在未来物联网时代,为了适应碎片化的应用市场,芯片公司在芯片定义上将逐渐丧失主动权,更可怕的是,芯片的定价权可能会随同定义权一起丧失。

▼趋势二:IP与特定功能算法的深度结合

物联网应用强调场景化,即使是同一类芯片,应用于不同的场景,对芯片要求也随之改变。比如同样是视频芯片,用于监控摄像,环境光线是渐变的,对画面动态范围要求不高;而用于运动相机和车载视频,由于位置不断移动,环境光线变化明显剧烈,对画面动态范围要求就会高很多。

另外,很多物联网终端设备(比如智能可穿戴设备、智能家居设备)并不需要处理大量的数据。芯片的处理性能不是最关键的,反而芯片与具体应用、具体场景的结合更重要。比如用在智慧养老场景下的加速度传感器跌倒算法、用在智慧安防场景下的多人红外感应算法等。

因此芯片设计需要从应用出发,考虑如何支持应用于实际场景的功能算法,算法与芯片的结合将越来越深度化。目前,一些芯片公司已经看到了这样的趋势,不仅做芯片设计,还结合芯片的应用场景开发对应的算法。

比如瑞芯微推出图像处理器芯片RK1108,内置CEVA的DSP核,支持自己开发的图像优化算法,如静态和动态降噪、在弱光环境下自动提升画面清晰度等。同样,君正推出的视频图像处理芯片T10,也支持自己开发的一些列算法,如运动侦测、物体跟踪、人脸检测、车牌识别等,而且君正还在不断加大算法开发的力度。

▼趋势三:智慧家庭潜力巨大,服务反向定义芯片

智能手机的爆发替代电脑,给半导体行业带来了又一次的繁荣。如今智能手机行业巅峰已过,智慧家庭产业逐渐兴起。这将是比智能手机大10倍的又一新兴市场,同样会给半导体行业带来又一次更大的繁荣。

但是,智慧家庭产业比智能手机复杂得多。手机只是一个产品,所有的技术和功能都只由这一个产品来实现。智慧家庭涉及到的产品品类众多,连接的硬件单品数量庞杂。同时,智慧场景的实现由家居单品动作逐渐过渡到多产品组合联动,安防、健康、教育这些与服务相关的场景更需要云端的支持。

这种分层级的生态架构对芯片的要求各不相同。终端电器设备完成特定的生活功能,芯片定义需要内置特定的功能算法。比如智能洗衣机除了常规的电机控制,还需要识别出衣物的材质,决定针对不同材质衣物的最佳洗护模式。

家庭中枢除了家庭网关之外,还有一类可以控制多个电器实现一个完整的智能场景。这涉及到计算能力在终端与云端的分配,并非所有的信息分析和判断都交给云端处理。比如领耀东方的Smartbox产品,它可以控制家中的环境电器(包括风扇、空调、净化器、加湿器等),通过传感器检测家庭空气质量,然后控制环境电器协同工作,营造出舒适的空气环境。

类似于Smartbox这样的家庭中枢,介于终端设备与云平台之间,它不需要云平台强大的运算能力和大数据处理能力,也不像终端设备执行具体功能。它使用的芯片需要与联动模型算法结合,让多个智能家居产品之间能够协调工作。

云平台除了要做大数据处理,也需要与线下O2O结合提供增值服务。从家庭服务出发倒推出实现方案,以方案来定义芯片的技术实现。尤其在医疗健康领域,这种反向定义更为明显。比如,统捷公司提供的针对老年人的一整套医护方案,他们将中医号脉诊断的专家经验算法模型化,以算法模型为基础选择需要检测的人体体征参数及其精度,然后定义芯片如何实现,最终开发出能够检测出算法模型所需要的人体体征参数。

这种由服务需求出发提炼出专家算法,并以此定义芯片的方式会更加普遍。因为,在智慧家庭领域,与智能硬件相关的服务才是最有价值的。

总结:传统芯片产业由技术到产品的technology marketing思维在物联网与智慧家庭产业里逐渐失效,需要由“产品—服务—盈利模式”的应用思维来重新定义芯片设计与开发,能与具体应用场景和服务深度结合的算法芯片才具有长久的生命周期。否则,技术、资金、时间资源大量投入也换不回用户的称赞和订单。

来源:智慧产品圈

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横跨多重电子应用领域、全球领先的半导体供应商意法半导体宣布,ST33J2M0安全微控制器(MCU)获得中国金融认证中心(CFA, China Financial Authentication)安全芯片认证。中国金融认证中心系中国人民银行下属认证机构,获此权威机构认证是对意法半导体安全微控制器的信息交易安全保护功能的高度认可。

作为意法半导体ST33系列基于32位ARM® SecurCore® SC300 RISC内核的第三代安全微控制器,ST33J21M0兼备业内最高的性能、最快的硬件密码算法加速器和最高的时钟频率,让手机能够快速处理交易。ST33J2M0片上2MB用户闪存足够安装多个应用软件,同时受益于意法半导体的40nm CMOS先进工艺,ST33J2M0裸片面积很小,成本效益更高。此外,ST33J21M0的硬件架构采用多重高性能防错机制,CPU、存储器和数据总线均在保护之内,有助于简化高安全性软件的开发。

ST33系列满足市场对安全处理日益提高的需求,其中包括安全单元(eSE)、与NFC应用相关的单线协议(SWP) SIM卡和嵌入式通用集成电路卡(UICC)。对于需要更大存储容量和更高安全性的应用,例如支付应用和穿戴消费电子产品、工业4.0工厂自动化的机对机通信,以及V2X(车间和车路通信)和车载通信,安全处理尤为重要。

意法半导体大中华及南亚区安全微控制器应用和市场主管Bruno BATUT表示:“获得CFA认证是对我们在芯片安全市场的不断投入和研发的最大认可。意法半导体的eSIM芯片具不同封装,包括晶圆、QFN 4x4、晶圆级芯片封装(WLCSP),随着移动设备尺寸趋小化、集成化,意法半导体将帮助OEM厂商更好满足这一趋势。先进晶圆级芯片封装(WLCSP) 的应用大幅降低了穿戴设备和物联网硬件eSIM解决方案的封装面积。今天,只有意法半导体一家厂商实现了WLCSP eSIM的量产。”

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