半导体产业未来10年的机会在哪里？

一个产业的腾飞离不开终端应用市场规模的爆发式增长，20年前的笔记本电脑、台式电脑和家庭影院娱乐系统的大卖，带来了半导体产业的大繁荣；10年前的智能手机、数据存储和云计算的大爆发，让半导体产业再次成为焦点；那么从今而后的下一个10年呢？半导体产业的机会在哪里？

未来机会在物联网

不久前恩智浦(NXP)执行副总裁兼首席技术官Lars Reger与媒体分享了他的洞察和见解。在他看来，未来是不断变化的，几乎所有的机遇都充满不确定性，比如2020年的新冠疫情、持续多年的中美贸易紧张局势等等，但他依然看到了一些机会所在，比如安全边缘处理、全自动的电动汽车、5G通信等等。
 
“我们预测未来的10年将会由物联网驱动。”Lars Reger对媒体表示。

图：近20年来驱动半导体产业向前发展的驱动力。（来源：恩智浦）

 
Lars Reger做出如此判断的理由是，市场机构普遍都预测未来5年，全球会有500亿个智能连接设备和数万个云中心；未来10年，会有5000万到1亿台新的智能连接设备进入我们的生活。
 
他进一步指出，智能连接设备包括便携式的产品（如智能手机、平板电脑、智能手表等），也包括智能家居、机器人制造，以及非常复杂的智能连接汽车等等。
 
所有的智能连接设备的制造原理都是相同的。首先，需要通过感知环境，像智能设备一样思考，连接云获取更多信息，再将从云上获得的建议传导到智能设备。智能连接设备能够运转的前提是必须建立在一个可信任的基础上，“比如你不会允许冰箱突然在周末自作主张地预定500升牛奶或者自动关闭恒温器，若依旧如此，只能手动控制家居。”Lars Reger解释道。也就是说，智能连接设备必须做到功能安全并且能够防止入侵，同时做到信息安全。他认为这是发展智能互联设备最基本的理念。
 
这些都离不开半导体技术和解决方案的支持，需要用到传感器、处理器，以及连接芯片等。“恩智浦能够提供一整套的芯片解决方案来支持智能连接设备。”他对媒体表示。

图：智能连接设备的增长促进了安全边缘处理的崛起。

 

恩智浦的传感、处理和连接解决方案

近几年来自动驾驶技术颇受业界关注，不论是传统汽车厂商，还是造车新势力们都在大力推动汽车新技术向前发展。

 
图：汽车架构的转型。（来源：恩智浦）

 
作为汽车产业链的重要玩家，恩智浦在汽车行业的收入占总营收的比例一直颇高，2019年恩智浦汽车行业的收入占比为47%，2020年汽车行业的收入为38.3亿美元，占总营收的44%。对于具体的数值和占比，Lars Reger认为这是正常的波动，“我们的汽车电子业务一直都是维持在占总收入的50%左右，并没有出现一个结构性的变化。另一个原因是因为其他部门也在强劲增长，比如去年初恩智浦收购了Marvell的WiFi和蓝牙业务使得我们的业务得以进一步扩大，再加上5G业务的发展，还有移动、通信基础设施等领域的不断增长，因此这是一个不断动态变化的过程，反映在汽车市场的份额上好像有一些变化，但其实从总体的结构上来看，汽车业务一直都是非常稳定的。”

图：恩智浦2019年的营收来源占比。（数据来源：恩智浦）

 
除了财务方面的表现，恩智浦在汽车芯片方面也一直在连续推出新的产品。比如在最近的CES2021线上展会上，恩智浦展示了其新的汽车电子解决方案，包括全套新型雷达传感器芯片组解决方案，可实现汽车应用的360度安全环绕式探测，同时支持成像雷达目标识别和分类功能。该解决方案由新款恩智浦雷达处理器和77GHz收发器组成，为汽车制造商提供了灵活的可扩展配置，能够满足角雷达和前向雷达应用的NCAP要求，同时为4D成像雷达提供了首个具备商业可行性的量产路径。4D成像雷达将雷达的功能从测量距离和速度扩展到涵盖方向、波达角和俯仰角的测量。
 
在成像雷达方面，恩智浦的新款专用S32R45雷达处理器与TEF82xx收发器相结合，可提供精细的角度分辨率，出色的处理能力和探测距离，不仅能够区分远距离的小物体，还能够在拥挤的环境中，精确地区分车辆和弱势道路使用者（例如骑行者或行人）并进行分类。
 
据Lars Reger介绍，新型恩智浦雷达传感器解决方案基于经过量产验证的、市场领先的16nm FinFET和40nm RFCMOS技术。新款RFCMOS 77GHz雷达收发器、用于成像雷达的新款S32R45高性能雷达处理器，以及用于角雷达和前向雷达应用的S32R294雷达处理器的样品已经在客户处试用了，预计今年能够实现批量生产。
 
除了传感器，恩智浦还推出了不仅能够用于自动驾驶，还能够支持域架构的安全汽车高性能计算平台，即BlueBox。如今已经更新到了第三代BlueBox3.0。
 
BlueBox是一个参考平台，虽然大小像雪茄盒子一样，却能够提供功能安全的S32G微控制器，以及高性能Layerscape处理器LX2160A的微处理核，一共有8个接口可添加AI加速功能。“我们正在与Kalray进行合作，为人工智能与机器学习加速提供扩展选项。”Lars Reger指出。
 
通过与Kalray的合作，恩智浦推出了集成Kalray MPPA®处理器的BlueBox 3.0软件开发环境（SDE）。此次合作提供了通用的软硬件平台，用于打造安全、可靠和可扩展的AHPC解决方案。除了Kalray外，BlueBox 3.0还将得到强大生态系统合作伙伴的支持，能够帮助工程师实现快速开发。恩智浦BlueBox 3.0的合作伙伴包括：dSPACE、Embotech、Edge Case Research（ECR）、eProsima、Green Hills Software（GHS）、Intempora、Micron Technology、MicroSys、Real-Time Innovations（RTI）和Teraki，共同帮助工程师加快产品上市。
 
此外，针对智能家居，恩智浦推出了下一代面向接入设备的全新的WiFi 6E三频段片上系统，使用6GHz频段，能够同时处理居家场景中的几百个终端设备，并且支持4Gbps带宽。
 
针对工业领域，恩智浦和LivingPackets携手推出LivingPackets的全新智能运输包裹THE BOX，标志着恩智浦可信边缘和连接技术的成功实施，能够进行标签和跟踪操作，如快递公司可以通过这样的方式定位包裹。Lars Reger认为这对于冷链而言也特别重要，“如运输疫苗，需要确保其在整个运输的过程中都是在冷却的状态下进行，并且采用可重复使用的包装，在未来的物流场景中将得到非常广泛的使用。”
 
针对安全服务，即EdgeLock 2GO的云平台，可以把所有的安全设备都接入到云端，比如在墨尔本，就可以在移动端添加一个票务系统，运输公司可通过解决方案来实现无缝、便利的购买乘车票、券、卡等服务，不需要进行纸质车票的购买。
 

结语

在Lars Reger看来，未来是光明的，恩智浦会持续在汽车、工业与物联网、移动设备和通信基础设施方面加大投入，持续推出创新的产品和技术。