IC

IC是集成电路(Integrated Circuit)的缩写,也被称为芯片。它是一种电子器件,将多个电子元件(如晶体管、电阻、电容等)集成到一个微小的半导体芯片上,以实现各种电子功能和任务。集成电路是现代电子设备和系统的关键组成部分,它们广泛应用于各种领域,包括计算机、通信、医疗、汽车、嵌入式系统等。

InnoSwitch3-AQ已通过Q100认证;可在30 V至550 V直流输入下高效工作

7月15日,Power Integrations宣布InnoSwitch™3-AQ已经开始量产,这是一款已通过AEC-Q100认证的反激式开关IC,并且集成了750 V MOSFET和次级侧检测功能。新获得认证的器件系列适用于电动汽车应用,如牵引逆变器、OBC(车载充电机)、EMS(能源管理DC/DC母线变换器)和BMS(电池管理系统)。

InnoSwitch3-AQ采用Power Integrations的高速FluxLink™耦合技术,可在无需专用隔离变压器检测绕组和光耦的情况下,实现±3%的高精度输入电压和负载综合调整率。FluxLink技术即使在瞬态应力测试下也能保持输出电压稳压,这对于基于PSR的方案而言尤其具有挑战性。集成的750 V MOSFET可满足严格的汽车降额要求,片上同步整流控制器在标称400 VDC输入电压下可提供90%以上的效率。优化后的InnoSwitch3-AQ设计可在整个输入电压范围内实现小于10 mW的空载能耗。InnoSwitch3-AQ系列IC采用表面贴装式InSOP封装,其初级至次级爬电距离为11 mm,超过了高海拔(5000米以上)绝缘的严格要求。

RDR-840Q是一款采用新发布的IC的参考设计,它展示了这款电源在30 VDC至550 VDC输入范围内的启动、关断和高效工作,以及快速动态响应和各种安全和保护功能。

Power Integrations产品营销经理Edward Ong表示:“InnoSwitch3-AQ代表了反激式控制器的高水平集成度,可使汽车电源具有极少的元件数和极小的PCB面积。该器件在宽负载范围内具有一致的高效率性能,意味着它能轻松满足汽车行业苛刻的散热要求。FluxLink技术可实现准确的性能并且高度可靠。”

InnoSwitch3-AQ IC采用InSOP-24D封装。新器件现已开始供货,以10,000片为单位订货,单价为2.75美元。与该芯片组相关的技术支持资料,请参见Power Integrations网站: https://ac-dc.power.com/products/innoswitch3-aq

关于Power Integrations

Power Integrations, Inc.是一家专注于半导体领域高压功率转换的技术创新型公司。该公司的产品是清洁能源生态系统内的关键组成部分,可实现新能源发电以及毫瓦级至兆瓦级应用中电能的有效传输和消耗。有关详细信息,请访问网站www.power.com

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中美贸易摩擦已经延伸到半导体领域,近日,美国政府对华为的各种封锁和打压让我们更清楚地认识到大力发展本土集成电路产业的重要性和迫切性,我们已经有近2000家本土IC设计公司,但是要打破封锁就需要更多本土精品IC,为此,电子创新网推出“毛衣战下的本土精品IC推介会”系列活动,每次活动我们推介四到五款左右的本土精品IC,这些精品IC在参数指标上都表现优异,完全可以替代国外同类产品,我们欢迎更多本土精品IC报名参加推介活动。

我们诚挚地邀请本土系统公司,设计方案公司以及关注本土IC投资者、产业链伙伴报名参会,第一期活动免费参加!

研讨会具体安排

1、2019年7月3日下午(星期三)

2、地点:康佳研发大厦康佳之星孵化器(科技园科技南路十二路28号康佳研发大厦7层B区(康佳之星))
备注:深圳地铁一号线高新园站D出口出来300米即到,康佳研发大厦康佳之星孵化器(科技园科技南路十二路28号康佳研发大厦7层B区(康佳之星))

3、会议议程(具体内容以主办方最新通知为主)

时间段 内容 拟邀嘉宾
13:00~14:00 签到  
14:00~14:10 开幕致辞——
中美毛衣战未来走势分析
电子创新网CEO张国斌
14:10~14:40 高性能ADC产品推介 芯海科技
14:40~15:10 高性能神经网络加速器推介 Imagination
人工智能资深技术专家 李安
15:10~15:40 茶歇与交流  
15:40~16:10 国产电源管理芯片推介 赛微微电子
高级产品经理 杨剑
16:10~16:40 本土无线连接芯片推介 深圳芯之联
大客户市场销售经理 韩锐
16:40~17:30 圆桌互动——
本土IC如何做大做强?
发言嘉宾
金浦投资黄光锋
紫光同创市场总监吕喆
17:30~17:50 抽奖 运动手环、智能音箱、
移动电源、儿童故事机
18:00 活动结束  

点击下方二维码快速报名!

毛衣战下的第一期本土精品IC推介会报名了!

 

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Allegro MicroSystems宣布推出公司最先进的获ASIL B认证的变速箱速度传感器系列产品A19520、A19530和A19570,这些新磁传感器IC是Allegro近20年产业应用经验和技术进步的结晶,其中包括了先进的巨磁阻(GMR)和霍尔效应技术,使新产品成为满足当今变速箱应用苛刻要求的理想选择。

Allegro Microsystems速度传感器产品线高级总监Peter Wells解释道:“到目前为止,还没有经过ISO 26262设计流程认证的变速箱速度传感器。我们感到自豪的是,所有这三种速度传感器都能够提高变速箱系统的安全性,我们也非常高兴把这些新产品推向市场。”

A19520、A19530和A19570磁传感器IC可测量速度和方向信息,并集成有EMC保护电容。这些传感器还采用了Allegro的SolidSpeed数字架构(SolidSpeed Digital Architecture),这种突破性的混合信号架构可实现气隙的最宽动态范围、振动与旋转的区分、抑制杂散场的影响以及更高的自适应性能。

新发布的每一款新产品都具有非常独特的性能。其中A19520拥有业界领先的性能和可选输出协议,能够兼容现有的变速箱设计,它采用了霍尔效应技术和双线接口;A19530则具有先进的信号处理、开路/短路检测功能、以及可选的速度或速度/方向输出协议,它采用的是霍尔效应技术和三线接口;而A19570采用的是GMR和双线接口,具有与霍尔效应器件同样高的算法性能,但具有明显更大的气隙以及更加灵活的器件安装方向。

有关新产品的更多信息,请参考相应的数据表:

Allegro是磁传感器IC市场的领导厂商,每年出货近9亿颗磁传感器IC。 Allegro以其业界领先的质量、世界一流的应用支持以及在半导体设计和制造工艺等各个层面的专业知识而自豪。

欲了解A19520、A19530和A19570器件的价格和其他信息,请联系Allegro上海分公司或当地办事处。

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实时测量直流和交流电源功率,并且精度达到行业领先水平的单颗IC

在同时使用交流和直流电源的系统中,实现双模功率监控传统上需要多个IC才能保证卓越的性能和准确性。越来越多的应用,例如太阳能逆变器、智能照明和云服务器通常使用双模式来保持安全运行,使用交流电作为主电源,直流电作为备用电源,或者反过来。为了优化性能,降低此类系统的开发难度,Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)推出灵活的双模功率监控IC,在测量交流和直流功率时,能在宽达4000:1的范围内,精度达到行业领先的0.1%。将功率计算和事件监控融入到一个IC中,降低了材料成本,缩短了固件开发时间。欲了解更多信息,请访问:www.microchip.com/MCP39F511A

MCP39F511A功率监控IC是一款高度集成的器件,可以满足高性能设计对功率测量精度越来越高的要求。为了简化校准步骤并满足对精度的极高要求,该器件包含两个24位D-S模数转换器(ADC)(信纳比达94.5 dB )和一个16位计算引擎。MCP39F511A适用于消费类应用、物联网应用(IoT)和工业应用等应用类型,可以自动检测电源类型并在交流和直流模式间切换,从而优化测量结果。该器件的片内EEPROM可记录关键事件,帮助开发人员进行故障诊断,此外该器件还集成了低漂移基准电压和内部振荡器可降低成本。

使用MCP39F511A还具有灵活和方便实施的优点。该器件提供标准功率计算,例如有功、无功和视在功率、有功和无功电能、均方根(RMS)电流和电压、线频率以及功率因数,让设计人员能够通过最少的固件开发,就能为终端应用轻松添加高精度功率监控功能。为了进一步简化开发工作,MCP39F511A加入了许多高级功能,例如在断电或上电时自动将功率数据保存至EEPROM并从EEPROM自动读取功率数据,保证意外断电时测量结果永不丢失。针对各种功率条件的事件监控功能还可以改善预防系统维护,让开发人员能够更好地进行功耗管理。

Microchip混合及线性信号产品部门副总裁Bryan Liddiard表示:“在智慧城市和智慧家庭等新兴市场中,开发人员希望监控产品性能并改善能源利用,因此功率监控变得越来越普遍。MCP39F511A为客户提供简化的开发途径,让客户能够以业界领先的精度同时监控交流和直流电源。”

开发工具

该器件受全功能单相功率和电能监控系统MCP39F511A功率监控演示板(ADM00667)支持。该系统可以计算并显示有功功率、无功功率、RMS电流、RMS电压、有功电能(输入和输出)和四象限无功电能,通过USB轻松连接提供自动控制功能的“功率监控实用软件”,让用户轻松评估所有系统配置设置。

对于批量采购的情况,Microchip的Application Center of Excellence(卓越应用中心)可以基于客户硬件校验提供定制固件的器件,帮助节省校验成本和时间。

供货

MCP39F511A起订量为10000片,MCP39F511A 功率监控演示板(ADM00667)也已开始供货。

欲了解更多信息,请联系Microchip销售代表或全球授权分销商,也可访问Microchip官网。欲购买文中提及产品,可登录Microchip全方位服务渠道microchipDIRECT在线商店或联系Microchip授权分销合作伙伴。

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背景信息

可穿戴设备不再仅是在炫酷的科幻电影中才能看到的东西 (感谢《007》、《少数派报告》、《至尊神探》这些电影!),使用可穿戴设备也不再只是梦想,可穿戴设备已经蔚然成风。

最初,可穿戴设备很简单,例如走路或跑步计步器。不过,经过短时间后,可穿戴设备就变得比较先进了,或者说更加智能了,包括更加重视外观设计而不是只重视功能,因此增大了这类设备的总体吸引力。

从智能服装、谷歌眼镜、先进的健身活动跟踪器、虚拟现实设备、夜视设备到平视显示器,可穿戴设备已经成为主流消费、军用和工业市场的组成部分。“可穿戴设备”可定义为用户可以长时间穿戴的产品,而且由于穿戴了这种产品,用户体验以某种方式得到了提升。“智能的”可穿戴设备增加了连接功能和独立的数据处理功能。

可穿戴设备分成 5 种应用子类:健身 /健康 (活动监视器、健身腕带、脚踏计和心率监视器);信息娱乐 (智能眼镜/防护镜、智能手表和成像设备);军用 (夜视设备、平视显示器、人体外骨骼和智能服装);工业 (可穿戴终端) [信息来源:HIS Electronicsand Media,2013]。这些应用的采用率是由不同的市场驱动力推动的。就军事应用而言,驱动力是希望改善情境识别能力、地图/路线、战斗效率以及挽救生命。就工业应用而言,主要的驱动力是提高生产线效率和追踪能力。就信息娱乐应用而言,驱动力来自采用尖端成像和虚拟现实技术的持续爆炸性增长之游戏市场,以及越来越多能够无线连接智能手机以使其成为“物联网 (IoT)”组成部分的设备。最后,就健康和医疗市场而言,主要的驱动力包括:预期寿命延长、削减医疗保险费用不断上涨、以及延长健康生活时间和减少住院。

运用生物统计信息实现健康生活

生物统计信息反映的是人体基本功能的生命体征。这类信息包括体温、脉搏/心率、呼吸频率和血压。这些信息至关重要,因为生命体征出现负面变化可能表示健康度下降,反之亦然。显然,医院和医生诊室都配备了昂贵的设备,以测量这些生物统计信息。不过,如果这些生物统计信息能够高效、低成本地在医疗环境以外测量,那么生活质量就有可能得到很大的改善。例如,在家中或者在工作环境中,可以随时随地实时地改变生活方式和行为方式,从而改善健康度,并有可能延长甚至挽救生命。幸运的是,由于设备价格降低和传感器技术改进,用于医疗保健目的的智能可穿戴设备出现了激增。这其中包括较简单和可以附着在身体上的“单体征”检测产品,也包括较复杂、充满传感器且覆盖全身的人体外骨骼。不过,从集成电路 (IC) 电子组件的角度来看,给这些可穿戴设备分区并为其高效率供电并非微不足道之事。为了进一步理解这一点,我们接下来深入剖析典型的智能可穿戴设备。

典型智能可穿戴设备

典型智能可穿戴设备包括哪些功能? 人们可能会把这种设备看成微型嵌入式系统。显然,准确分区取决于设备自身,不过,一般而言,智能可穿戴设备的核心架构由以下各部分组成:

• 一个微处理器或微控制器或类似的 IC
• 某些种类的微型机电传感器 (MEMS)
• 小型机械致动器
• 全球定位系统 (GPS) IC
• 蓝牙/蜂窝/Wi-Fi 连接,以收集/处理和同步数据
• 成像电子组件,LED
• 计算资源
• 可充电或主 (非可充电) 电池或电池组
• 支持性电子组件

可穿戴产品的主要设计目标通常是实现紧凑的外形尺寸、轻重量以实现可穿戴性/舒适性、以及超低的能耗以延长电池运行时间/寿命。不过,用最小的电流、高效率、准确地给这类设备供电并不那么简单。与智能可穿戴设备供电有关的一些关键问题如下:

1) 在电池供电设备中,电源管理 IC 能否消耗很小的电流对延长运行时间至关重要。微功率或毫微功率转换 IC 是必要的。

2) MEMS 传感器要求用噪声很低的稳定电源供电。繁忙的致动器也可以受益。LDO 或低纹波开关稳压器非常适合这种轨,因为这些稳压器具很低的输出噪声。

3) 蓝牙/RF/Wi-Fi/蜂窝连接系统轨也要求低噪声。低压差稳压器或 (因为输出电流可能很大) LDO 后稳压开关稳压器或低纹波开关稳压器都是极好的选择。

4) 处理器 (可穿戴设备的“大脑”) 电源。从 ARM Cortex MCU、DSP、GPS 芯片到 FPGA,都需要各种低压轨,以全方位涵盖各种大小的电流。这些组件可以由 LDO 或开关稳压器供电。

5) 不是所有可穿戴设备都由可充电电池供电,有些也许使用主 (非可充电) 电池,而这类电池需要在两次更换之间提供较长的运行时间,因此,找到估计电池运行时间的方法是关键。

6) 紧凑的尺寸和很轻的重量使可穿戴设备更舒适易用。采用紧凑型封装的 IC 可构成占板面积很小的解决方案,从而使设备既能够具有小的外形尺寸、重量又很轻。

超低静态电流 IC 解决方案

显然,满足可穿戴应用需求的 IC 解决方案以及上面讨论的相关问题应该具备以下特性:

• 超低静态电流,无论是运行模式还是停机模式
• 很宽的输入电压范围,以适合各种电源
• 能够高效率给系统轨 (有些具>5V的较高电压) 供电
• 能够准确地进行库伦计数以确定电池运行时间,且不会显著影响 IC 静态电流 (电池消耗电流)
• 占板面积很小、重量很轻的扁平解决方案
• 先进的封装以可改善热性能和空间利用率

幸运的是,凌力尔特公司最近推出了一些产品,例如超低 IQ LTC3388/-x 降压型稳压器、毫微功率 LTC3331 能量收集稳压器以及集成了库伦计数器的 LTC3335 降压-升压型转换器都已经具备了大部份这些特性。

LTC3388 是一款超低静态电流同步降压型转换器,在 2.7V 至 20V 输入电源电压范围内,可提供高达 50mA 连续输出电流。LTC3388 的无负载工作电流仅为720nA,从而使该器件非常适合多种电池供电的低静态电流电源应用,例如“持续运作型”电源和可穿戴设备。其迟滞同步整流在很宽的负载电流范围内优化了效率。针对 15µA 至 50mA 的负载而言,该器件还提供超过 90% 的效率,且在稳定时仅需要720nA 无负载静态电流,因此延长了电池寿命。LTC3388 采用 3mmx 3mm DFN 封装 (或 MSOP-10),仅需 5 个外部组件,因此能够为多种低功率应用构成非常简便和占板面积非常紧凑的解决方案。图 1 显示了 LTC3388 的典型应用电路。

图 1:简便的 LTC3388-1 典型低压应用电路

图 1:简便的 LTC3388-1 典型低压应用电路

毫微功率静态电流 IC

LTC3335 是一款毫微功率高效率同步降压-升压型转换器,内置了精确的库伦计数器,提供高达 50mA 连续输出电流。该器件具仅为 680nA 的静态电流,可编程峰值输入电流从低至 5mA 直至 250mA,非常适合多种低功率电池应用,例如在可穿戴设备和 IoT 设备中见到的那些应用。其 1.8V 至 5.5V 输入电压范围和 8 个 1.8V 至 5V 的用户可选输出允许在输入电压高于、低于或等于输出电压时,提供稳定的输出电源。此外,该器件集成的精确 (±5%电池放电测量准确度) 库伦计数器可在长寿命不可再充电的电池供电应用中,对累积电池放电提供准确监视,这类应用在很多情况下具极其平坦的电池放电曲线。典型应用包括无线传感器、远程监视器和凌力尔特的 Dust Networks®SmartMesh® 系统。LTC3335 包含 4 个内部低 RDSONMOSFET,可提供高达 90% 的效率。其他特点包括一个可编程放电报警门限、一个用于存取库伦计数值和器件设定的 I2C 接口、一个电源良好输出和 8 个 5mA 至 250mA 的可选峰值输入电流以适合多种类型和尺寸的电池。采用耐热增强型 20 引线 3mm x 4mm QFN 封装的 LTC3335 的工作结温范围为-40°C 至 +125°C。图 2 显示了 LTC3335 的典型应用电路。

图 2:简化的 LTC3335 应用原理图

图 2:简化的 LTC3335 应用原理图

LTC3331 是一款完整的能量收集解决方案,提供高达 50mA 连续输出电流,当可收集能量可用时能延长电池寿命。简便的 10mA 分流器用收集的能量给可充电电池充电,同时低电池电量断接功能保护电池免于深度放电。当用收集的能量向负载提供稳定功率时,该器件仅需要电池提供 200nA 电源电流,当在无负载情况下由电池供电时,仅需要 950nA 工作电流。LTC3331 集成了一个高压能量收集电源、一个电池充电器和一个同步降压-升压型 DC/DC 转换器,可为能量收集应用提供一个持续稳定的输出,例如无线传感器网络中的能量收集应用。能量收集电源由适合 AC 或 DC 输入的全波桥式整流器和高效率降压型转换器组成,从压电 (AC)、太阳能 (DC)、或磁性 (AC) 能源收集能量。当没有收集能量可用时,可充电电池输入给降压-升压型转换器供电,该转换器在直至 4.2V 的整个电池电压范围内运行,无论输入高于、低于或等于输出,都可调节输出。当收集能源不再可用时,LTC3331 自动转换至电池。LTC3331 的能量收集输入在 3V 至 19V AC 或 DC 电压范围内运行,从而使该器件非常适合多种压电、太阳能或磁性能源。其输入欠压闭锁门限设定是可编程的,范围为 3V 至 18V,从而使应用能够在峰值功率传送点上运行能量收集电源。其他特点包括引脚可编程输出电压和降压-升压峰值电流限制、一个超级电容器平衡器和一个输入保护性分路器。LTC3331 采用耐热增强型 5mm x 5mm QFN 封装。图 3 显示了 LTC3331 的典型应用电路。

图 3:LTC3331 的典型应用电路

图 3:LTC3331 的典型应用电路

结论

智能可穿戴设备不再仅是虚构的电影小工具,智能可穿戴设备市场正处于爆炸性增长,这个市场涵盖多种强调设计美观和功能的产品,以及面向健康和健身、医疗、信息娱乐、军事和工业应用领域的产品。例如,充满传感器的医疗保健可穿戴产品可在医疗设施外外监视关键的生物统计信息,例如心率和血压,为拥有更积极、更健康的生活方式创造了机会。智能可穿戴设备的核心架构取决于产品类型,但本质上都是由微控制器、MEMS 传感器、无线连接、电池和支持性电子组件组成。给小电流可穿戴设备高效率供电可以证实是非常有挑战性的,不过凌力尔特提供了一系列领先的、能够以低功率提供非常高性能的产品,这些产品已经帮助促进了可穿戴设备市场的增长。诸如超低 Iq LTC3388 能量收集降压型稳压器以及毫微功耗的 LTC3331 能量收集降压型稳压器和集成了库伦计数器的 LTC3335 降压-升压型稳压器等器件,都可以显着地简化和改善智能可穿戴设备的性能。

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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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据台湾媒体报道,中国积极扶植半导体产业,喊出2025年自制率要达70%。 IC Insights分析认为,缺乏核心技术下,要实现2025年的目标并不太实际,大基金奥援下资金面没有问题,但核心技术会是障碍,且内存专利上项目众多,未来恐有专利战的疑虑。

中国在2015年释出《国家集成电路产业发展推进纲要》、《中国制造2025》,明确订定2020年中国IC内需市场自制率要达40%,2025年将进一步提高至70%的政策目标外。

IC Insights举例,早在1980年代的美国可见一斑,当初美国政府试图推行一项政策,要求供应军用芯片的产业链企业能实现全部美国化,即是从晶圆与封装材料、半导体设备到芯片制造、封装测试更阶段,至少有一家美国公司。 在30年前,芯片制造产业远不如现在复杂,但那时候半导体产业链就已衍伸出几千个环节,因此美国政府最终不得不废止了这项政策。 对半导体产业链来说,市占率达不到100%,谈自给率就没有意义。

IC Insights指出,《中国制造2025》的目标仰赖2基本个要素:资金和技术,要实现2025年自制率达70%的目标,两方面都无法偏废。 在大基金的支持下,资金不会成为中国半导体产业实现2025年目标的障碍。

但IC Insights认为,中国不具备填充新建产能所需的集成电路技术是最大的障碍。 从2014年开始,中国试图通过收购国外半导体公司的方式来得到技术,包括:芯成科技(ISSI)与豪威科技(OmniVision)。 但现在绝大多数外国政府对中国在集成电路产业上的野心十分警惕,中国资本收购国外IC公司的难度已经非常高。 IC Insights甚至认为,中国通过收购国外IC公司获取技术的机会高峰已降缓。

近期不乏报导指出,新建晶圆制造产线的中国公司准备大量招聘三星、海力士、英特尔中国工厂的IC工程师。 IC Insights认为,以2005年台积电与中芯国际的专利诉讼案来看采用这种方法来发展IC设计有其风险

IC Insights进一步分析,一旦中国内存量产,可预期三星、海力士、美光、英特尔、东芝可能会在专利上面做文章。 由于上述几大内存厂商在DRAM与NAND闪存制造生产历史已有数10年,内存技术专利申请众多,产品线拓展很宽,没有新厂商能够在不侵犯现有专利的情况下发展处新型的DRAM与NAND技术。

2016年全球IC制造产业规模为1120亿美元,其中中国IC制造(包含国外公司在中国的工厂)的市占率为11.6%,比5年前的2011年市占率仅提升不到两个百分点。 虽然从2016年到2021年,中国IC制造年复合增长率被预测为18%,但2016年中国IC制造规模仅130亿美元,基数非常低。

来源:网络

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引言:物联网是雾计算,需推动公开参考架构如IP的发展以加快部署。

物联网既是IC业倾心向往的市场,其碎片化应用亦让IC厂商“左右为难”。 “物联网是诸多垂直市场的集合,这些市场通过连接节点到云以提供服务。” ARM 处理器部门市场营销总监Ian Smythe认为,“物联网不是一个‘一刀切’的市场——分布在由末端节点到云的计算、存储和控制取决于特定的应用,这通常被称为雾计算(Fog Computing),也就是特定任务所需的资源能够在被需要的地方找到,而不是将其放在远离物联网终端节点的中心位置,这需推动公开参考架构如IP的发展以加快雾技术的部署。”问题来了,这种雾计算的潮流,为IP带来什么样的觉醒?

▼IP发展分化为三大方向

“物联网IP依赖于特定的应用——简单物联网节点需要非常低功耗的处理IP,通常结合模拟和MEMS功能,而更复杂的节点需要一个支持更丰富OS、图像处理和显示的IP。” Ian Smythe认为。

国内芯片设计服务公司某技术负责人也表示,IP一贯的发展方式是把专业算法通过IC的方式来实现,物联网不同应用场景会影响IP及规格的定义,比如用电池供电和用电网供电对IP的功耗要求就是天上地下。

他还提到,IP从概念到真正实现,通常大概经过算法原型设计、算法优化、C-Model设计、Verilog实现、RTL实现和优化、布线综合、Netlist交付等环节。虽然算法原型和算法优化最关键,但是每个环节都很重要,比如RDA起家就是因为RF芯片布线做到了极致。

由于物联网涵盖太广,除去目前在手机和监控市场上已有的这些IP,未来要求更高的功耗控制IP、电磁波到能量转换的IP、各种传输协议的IP等等有很多空间,MCU也应会再次迎来春天。物联网新的市场总会带来新的格局,这是实现赶超的机会,研发适合市场需求的足够好的IP是实现赶超的方法。

在这一过程中,也逐渐分化出三个方面值得关注。“一是物联网市场将有效推动定制SoC的增长,从而将导致对IP需求的增长,典型的是将模拟IP和数字IP结合。二是催生专业的IP需求。如可穿戴设备和物联网节点最初采用为智能手机设计的芯片组,而目前可看到诸多专门为可穿戴设计的芯片组。三是物联网的安全需求对IP的安全性提出新需求。”Ian Smythe分析说。

而IP仅是提供了一个入口,更重要的是搭建IP生态链。“物联网构建于一个强大的生态系统之上,应提供一系列基于IP的广泛工具、软件和硅,使开发者能够有广泛的选择来开发出卓越产品。” Ian Smythe表示。

▼安全IP成争战焦点

随着物联网设备中的安全威胁越来越普遍,构置全方位的安全“防线”变得至关重要。新思科技产品市场经理Rich Collins分析认为,目前物联网在网络层、设备层和芯片层都会遭受攻击,而攻击的手段包括网络攻击、软件攻击、硬件攻击。

在芯片层面,更易受到软件和侵入式硬件攻击。Rich Collins指出,就SoC而言,有诸多安全弱点,比如存储器件容易受到恶意应用攻击,ROM容易遭受IP盗用,总线容易受通过外设的软件攻击等等,而目前最难防的就是侧信道攻击,即针对加密电子设备在运行过程中的时间消耗、功率消耗或电磁辐射之类的侧信道信息泄露而对加密设备进行攻击。

为此,新思推出了全新的SEM处理器,其在ARC家族SE的基础上进行了有效的安全优化,对林林总总的攻击可谓“层层设防、各个击破”。

“SEM处理器添加了统一指令时序和时序/能耗随机化功能的侧信道抵御力,从而能有效地防止侧信道攻击;增强的内存保护单元和SecureShield技术简化了可信执行环境的开发; 带有内嵌指令/数据加密和地址加扰的防篡改流水线以及数据完整性,可检查能够抵御系统攻击和IP盗用;集成的监视器计时器可检测包括篡改在内的系统故障等。” Rich Collins详细说,“虽然增加了诸多安全功能,但ARC SEM的功耗仅增加了不到一成,客户可针对物联网应用开发更加安全的SoC。”

虽然市场上的安全IP都有展所长,诸如ARM的TrustZone技术、Imagination的OmniShield技术等均在发挥用武之地。但Rich Collins表示,目前TrustZone只支持ARM的Cortex-A系列IP,但针对广大嵌入式应用的Cortex-M核并未集成该技术,因此ARC SEM可弥补这一市场空白。

Rich Collins还指出,SEM处理器既可成主控制器,也可成加强安全性能的协处理器。“ARC EM处理器年出货量已超过15亿片,Intel等都是新思的重要客户,相信具有最高安全级别的ARC SEM处理器将在IoT市场大放异彩。”Rich Collins强调。

▼异构计算开启破冰之旅

伴随着人工智能、大数据、云计算的高速发展,对SoC提出了更高的要求,异构计算开始大行其道。然而,多数SoC虽在物理上实现了单芯片多核集成,但涉及多套工具和复杂流程,开发不易,优化更难,因而整体性能不高、功耗难降。

为破解这一难题,Imagination最新推出了一款 64 位、多线程、多核、多集群的I6500 CPU,可在集群中连续部署内部异构和外部异构。

MIPS处理器IP执行副总裁Jim Nicholas表示,I6500与上一代I6400的差异在于同步异构技术,它可实现64个集群,每一个集群可支持6核,而每核可配置为单线、双线或是四线程,最多可支持1536个处理单元。这些核和线程的配置是完全独立的,同时Imagination提供工具包和管理单元来确保核之间的通讯管理。

Imagination首席执行官Andrew Heath强调,“对于内部异构,在单一集群中,设计人员能够通过不同的线程组合、不同缓存容量、不同频率甚至电压来配置每个CPU ,实现最优化的功耗;对于外部异构,I6500拥有ACE接口的最新MIPS一致性管理器,能与其他常用 ACE一致性架构解决方案相连,实现出色的系统效率;对于并行多线程,以广泛验证的双发射执行设计为基础,提供更高的效率。I6500 还具有 MIPS I6400 核率先支持的实时硬件虚拟化技术;在安全方面,I6500支持 OmniShield 技术,为安全奠定基础。”

“它是业界多线程是唯一一个可以授权的技术。依据这一技术,可显著地提升性能至80%。与ARM不同的是,ARM只能针对核与集群两方面进行调节,而Imagination可通过将线程、核、集群三者结合来调整功耗跟性能的平衡,更具灵活性和定制性,对物联网和服务器等应用的SoC开发而言优势显著。” Jim Nicholas补充说。

在MIPS领域的发力是Imagination重整之后的战略之一,目前其战略规划已十分具象。Andrew Heath表示,Imagination的三大核心IP专注于MIPS将不断提升异构能力,PowerVR将拓展在图像处理、虚拟现实、人工智能等方面的应用,Ensigma将侧重物联网应用及与WiFi和蓝牙的结合,强力聚焦于移动通讯、汽车、物联网、消费类电子、网络、AR/VR六大领域。

Andrew Heath同时强调,中国是非常重要的市场,与Imagination未来的发展息息相关。Imagination将通过在中国扩充团队、扩展与各大高校的合作、加强与中国芯片厂商如炬芯等合作,助力搭建健康的生态系统。Imagination深知并不断践行“合作伙伴成功Imagination才真正成功”之道。

转载自:智慧产品圈

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一、买买买!全球芯片产业投资现状与分析

2015年全球IC企业掀起了足以撼动整个产业格局的并购潮。2014年全球IC行业的并购交易总额为380亿美元,而今年2015年已超过1200亿美元,增幅超200%。其中,安华高科技公司以370亿美元现金加股票的方式收购博通,为年内金额最大单笔并购交易。此外,英特尔斥资167亿美元将阿尔特拉收入囊中,荷兰恩智浦“迎娶”飞思卡尔,德国英飞凌买下美国的国际整流器公司,安森美并购飞兆,高通收购CSR……国际IC市场并购大战此起彼伏。

全球IC行业热衷并购的主要原因在于随着市场和技术的不断发展,国际IC企业整合已是大势所趋。近年来随着全球宏观经济增长减速,IC行业增长也随之放缓,但研发和资本密集度却持续增加,这就是IC行业大规模并购整合的主要背景。纵观近年来的并购案例,尽管每一笔并购案背后的企业有着不同的战略考虑,但整合收购是IC行业未来一段时期的大趋势。随着IC行业日益成熟,发展速度必然趋缓,业内竞争却日趋激烈,因此并购整合成为IC产业的必经之路。

国际IC行业的并购大潮,也揭示出全球电子信息产业正步入新的变革期,传统电子工业与IT产业开始紧密地结合在一起。电子产业正在面临一场新的革命,即我们中国所说的“互联网+”,这将推动全球IC行业进行“强强联合”或者“互补短板”,通过战略上的联合来适应新形势下的产业革命。2015年全球IC行业整合规模创下历史新高,但是这一并购热潮短期内仍不会降温,而且中国将是这一趋势的主要参与者。

二、大进军 为了中国的壮志雄“芯”

2015年国内集成电路行业在国家鼓励政策和集成电路产业发展基金的大力支持下强势出击,以长电科技、紫光集团为代表的中国IC企业多次上演资本市场上的“蛇吞象”。长电科技收购星科金朋,并实现并表,使得长电科技跻身IC封装测试领域的四强。

作为中国IC产业海外并购的主将,紫光集团通过A股资本运作平台--同方国芯实现800亿史诗级定增,自主建设存储器制造工厂,并收购上下游企业,开启了国产存储芯片平台的构建;同时通过另一个A股资本运作平台--紫光股份入股西部数据(WDC)以及SanDisk介入机械硬盘(HDD)和固态硬盘行业领域,为紫光集团未来的“云、网、端”大芯片战略打下了基础。事实上,除了上面这些成功的收购,美光、海力士都曾经是紫光集团要约收购的对象,虽然没有成功,但充分反映了紫光集团为打造中国IC产业的积极进取。

纵观2015年国内IC行业的资本运作和重大并购,除了紫光集团通过同方国芯自建存储器制造工厂的800亿定增外,其它资本运作的规模相比近年的国际行业巨头而言规模均不算很大,反映了目前我国IC行业在资本积累方面与国际巨头的差距。2015年国内的IC企业除了通过海外并购提升产能、技术和市场占有率外,或通过自身积极努力进入国外一线厂商的供应链;或通过自主创新打造出具备一定国际竞争力的自有品牌,如华为海思;部分IC企业还逐步进入了规模扩张阶段。国内IC行业目前已经初步形成了从设计、制造、封测以及上有材料、设备,最终到终端,相对完整的产业链,为下一步中国IC产业的加速赶超,实现对“核”“芯”技术的突破奠定了坚实的基础。

三、盈利难 利润向行业龙头集聚


随着集成电路产品集成度的不断提高,IC制造行业制程不断走向更小尺寸,晶圆制造逐渐形成越来越高的技术壁垒与资本壁垒,使得IC企业承受着越来越大的竞争压力,必须不断的投入巨额资金提高产能,研发新技术才能保持在行业中生存下去。例如,一个20nm晶圆厂的投资金额就高达70亿美元,制程研发投资则高达15亿美元。因此,即使全球与中国集成电路市场销售保持持续稳定的增长,但由于巨大的成本和支出已经成为其它中小厂商跟随国际先进技术的重要门槛,除了IC行业中的各类巨头外,IC企业的盈利越来越难。

文章来源:中国投资咨询网

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