从半导体新技术看2023 ICT发展新风向

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）ICT是信息技术与通信技术的融合，加速促进信息通信升级。而作为数字经济发展的基础，新基建例如东数西算工程等又推动ICT行业迅速发展。这些产业发展的底座都离不开半导体科技。那么芯片产业又将如何推动ICT发展呢？近日，在易维讯EEVIA主办的第十届2022年度ICT论坛上，来自英飞凌、兆易创新、Imagination、ADI、加贺富仪艾、Omdia的嘉宾们围绕ICT产业进行了芯片IP、芯片、模组等产品以及行业趋势的精彩分享。
 
英飞凌提前部署碳化硅产能，完整解决方案满足汽车需求
 
英飞凌是汽车芯片的主流供应商，2021年英飞凌在汽车半导体厂商营收排名中位列第一。汽车业务占比公司总销售额的44%。在论坛上，英飞凌安全互联系统事业部，汽车级WiFi/BT及安全产品应用市场管理经理杨大稳介绍了英飞凌在碳化硅核心器件上面的部署。
 
他表示，未来十年都将是新能汽汽车高速发展的形势，英飞凌在碳化硅器件上做了超前部署。首先与上游硅片原材料厂商确定战略关系，确认未来碳化硅材料稳定地供应，以此保证英飞凌的碳化硅能够为市场提供稳定的货源。其次，英飞凌加大现有工厂的碳化硅生产线，从6英寸、8英寸、12英寸所有产线进行完全投产，马来西亚工厂将显著增加产能，以尽可能进行扩产。同时，英飞凌将持续在碳化硅领域进行投资，不断根据新的电动车市场需求开发新一代的碳化硅产品，提升碳化硅更高的性能。


除了碳化硅这个最核心的驱动器件外，英飞凌在整个电力驱动系统提供一套完整的解决方案。包括感知系统，主要集中在例如磁传感器、用于侦测电动车转速、电机旋转、助力扭矩测量、曲轴位置、倾角测量等等传感器。还有AURIXTM系列的处理器，给电力驱动带来非常可靠稳定健全的功能模式。英飞凌还提供电机驱动IC。总之英飞凌提供全面的产品，满足不同新能源汽车厂商的不同需求。

 
兆易创新电源产品线首次亮相
 
兆易创新以闪存、MUC、传感器的产品组合而知名，尤其是兆易创新的NOR Flash目前全球排名第三，中国市场占有率排名第一。通用类32位MCU在中国市场排名第一，指纹芯片也成绩斐然，处于行业领先地位。而此次兆易创新电源产品部市场总监冯忠河向与会媒体介绍了公司的电源产品线以及布局的重点产业应用等情况。
 
兆易创新目前的电源产品线主要分为四大类：一是高性能电源，主要以通用的DC-DC和LDO为主，应用在网通、工业、安防等领域。二是电机驱动，从家电到工业智能机器人，再到汽车，都会用到驱动产品。配合MCU，可以搭载一个系统解决方案提供给客户。三是专用的电源芯片，主要是应用于TWS耳机和可穿戴设备。四是电池管理产品线，目前主要以通用的充电芯片为主。


据介绍，从2019年开始，兆易创新启动电源类产品布局。2021年4月，首颗电源管理TWS耳机专用的芯片正式量产。同年6月，首颗马达驱动产品 GD30DR8306 量产。11月首款超低噪声LDO GD30LD330x正式上市，2022年5月份多款charger量产。
 
具体来看，GD30LD3300/3301是线性电源产品，其支持最大3A的输出电流，具有出色的精度和噪声性能，主要应用于通信、工业、物联网等多个领域。
 
GD30WS系列PMIC主要应用于可穿戴产品和TWS耳机系列，目前主要三款产品，GD30WS8662是一款456mA的线性充电管理芯片，在shipping mode下，静态电流只有200nA，主要用于可穿戴的手环、手表、耳机；GD30WS8805是一款支持1.2A充电，600mA放电的的开关型电池管理芯片，是用于耳机仓的专用SOC芯片；GD30WS8815是8805的加强版，充电电流扩大到1.5A，放电电流扩大到1A。
 
GD30SP系列是集成了过压、过流和过温保护的芯片，其最大优点是输入电压高，可以支持30伏，过压范围可以在4.5到15伏之间调整，应用与很多便携式产品和12V输入的通用产品上，作为前端的保护芯片。
 
GD30DR系列是马达驱动的产品，目前主要有三款产品，有两颗是单预驱控制芯片GD30DR8306/8304，还有一颗GD30DR8413是集成了Mosfet的预驱控制芯片。
 
GD30BC系列是电池管理产品，现在有三颗产品GD30BC2416、GD30BC2501、GD30BC2502，整体覆盖了1到6节电池应用。
 

Imagination打造GPU核心技术

数据显示，2021年全球GDP约为96万亿美元，电子信息规模在1.4万亿美元，而半导体的销售额近6000亿美元，2021年IP产值是50多亿美元，相当于数十亿美元的IP产业，支撑着数千亿美元的半导体市场。同时，每年芯片的研发投入大概600亿，但IP研发投入只有36亿，仅占6%的份额。IP是整个半导体上游产业链里面的核心，如果说每一元芯片能撑起200多元的社会经济，而每一元的IP，能支持20000元的社会经济价值，这足以突显IP产业的重要性。
 
随着市场驱动技术的创新，芯片更讲求可扩展性、功耗和带宽以及安全性。Imagination产品市场高级经理黄音女士谈到，Imagination提供灵活性和扩展性的架构，例如，CXT 8-256 RT1 GPU核带光线追踪，可以从8-256核扩展到16-512甚至64-2048核。通过多核提高性能实现逻辑增强。还有低耦合多核技术，每个核有相同等级的权重和功能，信号不需要一定经过中心的核，这样可以节省能耗和带宽。


此外还有分块延迟渲染（TBDR）技术、硬件压缩技术、硬件虚拟化技术等。Imagination是第一家实现GPU硬件虚拟化IP授权的公司，通过这一技术可以节省硬件成本，软件成本以及确保安全性和灵活性。
 
Imagination的PowerVR GPU从诞生到今年刚好30年。黄音介绍，2019年Imagination GPU架构有了更大改进，推出了A系列，该内核已经是我们第十代的核，它相较于第九代的核，它的性能密度比，即单位面积的性能比提高了2.5倍，拥有更完善的运算逻辑单元，提高了纹理处理的能力，并且能够配置Cache，提高了压缩的算法。2020年推出B系列GPU产品，B系列开始是多核技术，可以支持多达4核，在算力上继续进行优化，在微架构上进行微调。到2021年，我们推出了C系列CXT GPU,增加了光线追踪的核，就是在GPU的核里面加上了RAC，而且可以达到多核光线追踪。同时，Imagination的GPU在计算上的创新，一直是追求效能和灵活性，因为我们的Imagination GPU一直遵循做高端的并行运算，GPU的运算能够支持矩阵、浮点的神经网络单元，支持数据的前后处理，还以及图像的增强。


另外，Imagination于2021年推出全新RISC-V CPU核Catapult，是对GPU和AI核的补充，Catapult RISC-V CPU有SDK，有集成开发环境，而且是基于Visual Studio Code，支持多语言、多操作系统，得到了业界朋友的肯定。
 
ADI传感器模拟前端助力可穿戴
 
ADI中国产品事业部高级市场应用经理何源首先分析了可穿戴市场的一些变化趋势。从可穿戴品类来看，耳机的四大消费地区在中国、印度、欧洲、美国，近两个季度的表现体现出一个很明显的特征，欧美地区有些许下滑，中国基本不变，印度增长非常快。也就是说现在市场的主力是在往亚洲、东亚转移，欧美相对来说市场也差不多快饱和了。
 
2020年之前VR市场波澜不惊，2021年销量破千万台，实现突破性进展，2022年预计增长40%-50%。未来五年，VR市场年复合增长率可达40%以上。
 
智能手表行业是少有的在消费类市场里面还能保持稳步上升的。从2020年到2021、2022年，总出货量呈两位数增长，品牌占比也有所增长。


而对于可穿戴设备数据可靠性的诉求是用户的一个刚需。那么ADI又能提供怎样的解决方案来满足？
 
何源解析ADI的传感器模拟前端可分为两大部分：一是光路部分。血管的收缩膨胀会有变化，对反射光采集信息做判断，可用于采集心率信息。这个部分极具难度，因为每个人胖瘦不同，手表佩戴的松紧不同，肤色不同，包括体毛、纹身、伤疤等因素都能影响采集精准度。ADI在模拟领域深耕近60年，提供极高的信噪比，保证信号质量和可测覆盖度；在不同情况下，比如漏光、环境光的干扰、动态光的伪像，ADI也提供一整套方案进行动态干扰抑制，可适配更多的环境、测试状态；ADI还提供稳定的算法，自适应的算法，应用机器学习的理论。
 

 
二是在电极部分也面临很多挑战，比如寒冷的冬季皮肤比较干燥，大龄用户皮肤比较松弛等，这些情况下其实测不到结果。ADI提供可靠、稳定、成熟的专业级架构技术和独有的专利技术，可保证阻抗的测量精度，适配更多应用场景，对复杂的外部变量几乎免疫，适用于心电测量、体脂测量。
 
在理想的实验室情况下，阻抗数据把控会有很好的表现，但这些根本就不值得参考，因为它不代表真实情况。实际上手后，每个人接触的状态不一样，由于用户的操作带来的误差会很大，而且是大概率会发生的。利用ADI的独有专利架构，就可以把误差去到非常小。
 
另外，ADI还提供开发的板极支持，包括软件、硬件、算法，都可以在ADI官网获取，甚至可以根据用户不同的需求做定制化的开发。
 
据了解，为了更好地服务于本土客户，ADI成立了中国产品事业部，全链条本土化设计、开发、支持，具备技术、服务和供应多重优势。能提供24小时响应，在行业资源、经验上，ADI也可以提供指导，助力厂家打造差异化的产品，此外还体现出较优的量产成本。从2020年成立第一代ADPD4XXX，到现在2022年已经量产的ADPD6000,未来还会有更多方案的落地，并在很多领域做不同程度的加强。
 
加贺富仪艾进军物联网模组
 
业界预测到2025年全球的物联网连接设备数预计将达到309亿，中国的物联网连接数相比2020年会翻倍，达到80亿，呈现爆发式的增长态势。在这个背景下，各家厂商纷纷来入局这，加贺富仪艾电子算一个后来者，2021年正式收购了太阳诱电的有关蓝牙和无线局域网模块的商业权、开发和制造技术以及知识产权，才来投身到无线模块领域。
 
加贺富仪艾电子（上海）有限公司产品管理部总监杜复旦表示，我们的优势在于能够提供非常小的尺寸，同时包含高级功能，有广泛的产品阵容、强大的支持服务，以及新标准的支持能力。


加贺富仪艾的BLE蓝牙模块的产品线，根据外形尺寸、蓝牙的版本、支持的协议、长短的距离、数量、应用程序可否嵌入等几种规格。所有蓝牙模块都是基于Nordic的芯片，包括nRF52840、nRF52833、nRF52832等系列，基于nRF5340系列的产品正在研发中。
 
低功耗模块产品线，这个模块可以根据用户的应用程序来进行串行命令和EPI的控制，它可以主控和被控切换的模块。
 
加贺富仪艾电子推出了目前业界最小的模块，仅3.25毫米×8.55毫米，重量小于0.1克，最适合的应用例如钢笔、电动牙刷、筷子等这类细长型的产品形态。
 
无线局域网模块的产品线，均采用Interface的IP，有支持IEEE802.11和蓝牙4.2的产品。除了作为通用模块制造商之外，加贺富仪艾还可以提供广泛的服务，比如原先所具有的合同制造、网络云服务、应用程序开发等服务，可以提供全产业链的服务。
 
杜复旦认为物联网发展的两个重要机会，一是可持续的能源和物联网的融合，二是公共事业领域大规模采用物联网，目前已经在进行中，但这方面最终还是取决于政府的一些监管政策。
 
Omdia分析师畅谈双碳背景下ICT产业发展
 
知名市场研究机构Omdia中国首席顾问王珅谈到双碳背景下，ICT产业专业化发展的问题。
 
他表示，当前，欧洲已经在能源可持续发展道路上取得了相当成果，欧盟电网有39%来自绿电。这跟欧洲长期以来对绿色能源的推动分不开。德国的核电可持续能源占到45%，法国是核电大国，核电量一直在70%上下浮动，西班牙可持续能源的比例也是超过40%。而中国目前有70%多的电力来自火力发电，火力发电里面有90%多来自煤炭。
 
而受俄乌冲突等因素影响，能源短缺和价格上涨的危机十分突出。另一方面，全球数据流量上升。Omdia预测2017到2024年整个数据流量形成一个快速上升的趋势，在2024年达到每年580PB的数据，580PB相当于全球每个人每天都要上传7000张照片。对大多数ICT行业的企业来说，都在加快部署新时代的数据传输技术，像5G、更高速的WiFi等。能源需求不断增长，如果使用化石燃料，产生的消耗仍然产生更多的二氧化碳。而现在全球目标是2050年实现碳中和，而且保持全球变暖的幅度不超1.5，要推动碳中和目标的实现，ICT行业必须走向绿色化和高能效。
 

东数西算工程带给中国ICT行业巨大的机遇。作为一个工业化比较发达的地区，我们的数据中心能耗已经占到了总量的很大一部分，东数西算能够推动实现能源和算力的地域平衡。在实现双碳目标的道路上，我们可以采取提高绿电的比例、提高设备能效，实现智能化的能源管理等举措，例如能源管理方面采用AI驱动的数据能源的算法来对整个网络或者能源进行调控，进行精细的测量。