EEVIA专家团给出的半导体六大趋势

宣布时间：2023-10-24 00:26来源：EETOP

“我们正处于一个无穷思考的时代，强烈感受到科技行业的百舸争流和多风吹动。”易维讯信息咨询和E维智库（EEVIA）首创人&首席咨询师Melody Zhao说，”人生不可只是期待风暴已往，而是要学会在雨中跳舞，跳出一片属于自己的舞台。”

今年是EEVIA建立的第15年。认识Melody以及她公司众多小同伴也有些年头了�？缃缪靶汀⑶恐葱辛Α⑻な悼煽�，是她们给我留下的最深刻的印象。乐成落地的项目、完美谢幕的运动... ...她们用她们的专业、真诚，及不绝立异的精神，完成了一次又一次挑战。EEVIA年度中国硬科技媒体论坛即是经典乐成案例之一。

“以不息为本，以日新为道”，聚焦“需求”和“立异”，思想与思维、洞察与洞见、战略与战略，通过一场高品质的研讨会，泛起给我们。下面，我精心为各人梳理出六位主题演讲嘉宾在今年第11届EEVIA年度中国硬科技媒体论坛上分享的重要信息点。

泛在的高性能电源技术

纵观ADI的生长，原美信有一些先进的工艺，结合它在系统端，好比现在大功率也有许多耦合电感的专利。加之ADI在IC设计方面也有比较先进的技术。ADI基于这几个方面，衍生出了许多在业界比较领先、比较有特点的电源偏向和技术。

首先是效率。各人现在提的都是能效，都在致力于提高电力电子的效率，从原来的线性电源提升到开关电源，包括现在有的电力电子抵达99%的效率，人们不绝地致力于提高电源效率。
其次是面积。现在种种设备都越来越小，都希望最大限度地降低它的面积，好比减小器件的面积，减小设备的巨细，这样就可以节约空间，可以在有效的空间里面放更多的电源，很大地提高电源功率密度。�？榛�，大大降低了电源设计的面积，同时大幅提高可靠性。
第三是功耗越来越低。到纳安级别的电源，也是希望有更可靠、更稳定的电源设计。
第四是电磁辐射。因为电力电子都放得很是密集，有可能带来电池滋扰和辐射很大，尤其现在的电源都切换到开关电源领域，所以它引起的噪声辐射很是大。

别的对功率�；ぁ⒌缭凑锒侠嗟缭吹男枨蠡嵩嚼丛角苛�。以及现在各人提得比较多的就是怎么把电源计划跟其他的信号链产品放在一起。因为如果单做一个电源，照旧需要了解这后面电源供电的器件，了解其电源要求。终端的客户比较在意的是系统的指标，好比射频的输出等�？突Ф哉鼋饩黾苹橹ぶ�，可以大大地缩短产品推向市场的时间，因为电源跟信号类产品经过测试验证，对缩短推向市场的时间、对降低产品开发的危害很是有资助。

ADI公司亚太区电源市场经理黄庆义重点分享了ADI的Silent Switcher技术在市场上如何解决目前遇到的问题。ADI Silent Switcher技术已经生长到第三代Silent Switcher 3。最开始芯片需要在外部加电容，后面ADI把电容在芯片里面集成，到了Silent Switcher 3，它还增加了一个特另外优势，就是在普通的DC/DC性能之上，还增加了一个低噪声功效，使得它输出的噪声很是接近LDO的水平，所以关于很大电流的应用，可能不太想用LDO的，用Silent Switcher 3的技术很是好。它的封装也许多的优化，超低的低频噪声、超快的瞬态响应，使得Silent Switcher 3能够很好地解决效率、面积、电子辐射带来的问题。

电源在我们的生活当中分成许多的种类，从发电侧到芯片端，都有差别种类的电源。电源最基础的目的是为了给后面的信号链、控制芯片供电。电源整体的生长偏向是：越来越集成，电流越来越大，厚度越来越薄。

存储趋势：低电压、低功耗、小封装大容量

Flash作为高可靠性的系统代码存储媒介，一般都会用来存储启动代码、固件或者一些操作系统，或者一些其他的数据。针对差别应用系统的庞洪水平，差别的嵌入式对Flash容量的需求差别。尤其随着目今用户的需求多种多样，系统功效也是越来越多，代码的庞洪水平也是差别，对Flash的需求容量也是差别的。种种应用对Flash的需求容量跨度都很大。纵然是同样的一个应用类型，对Flash的容量需求也是纷歧样的。但整体来看，基本上市场上对Flash的需求容量是从512Kb，最大到8Gb。

随着物联网、可衣着、汽车电子等新型领域的生长，对Flash的性能需要越来越高。像物联网、可衣着，他们希望Flash可以支持更高的性能，主要是想要从Flash中直接运行代码，这样可以节省RAM的巨细，从而节省本钱。关于汽车电子这类需要Flash和高性能的需求，希望能够提高传输速率，能够做到实时响应，从而提高用户的体验感。差别的应用对Flash电压的需求也是纷歧样的，全球的能源是有限的，节约能源绿色的设计理念已经成为半导体行业的一个主要的推动力。

兆易立异Flash事业部产品市场经理张静分享说：“低电压、低功耗，我们认为是现在及未来的需求偏向。”兆易立异是以存储器为起点的半导体公司，这些年来生长迅速，从2009年我们推出第一颗SPI NOR Flash，经过了14年的不绝研发和连续市场拓展，市场占有率也是不绝提升。到目前，兆易立异的Flash出货量已经凌驾200多亿颗，支持凌驾200亿台电子设备的启动。其中SPI NOR Flash已经连续十年在市场占有率排名前三，市场占有率也已经凌驾了20%。

关于封装方面，近些年来集成度越来越高，对Flash的封装也是差别的应用提出了差别的需求。事实上，各个应用对封装主流的使用是纷歧样的。可是随着集成度越来越高，在一些尺寸受限日趋小型化的应用要求下，进一步缩小Flash的体积，扩大同封装Flash产品容量规模势在必行。

半导体制程工艺的节点的降低会带来电压的降低，即功耗降低。尤其到7纳米以下，电压会降低到1.2伏，功耗降低，能源进一步节约。节点尺寸越小，它的盘算能力也越强，性能进一步提升。因为7纳米以下先进工艺制程的特点，像汽车应用、手机、云盘算或者智能识别，这些对性能的需求越来越高，7纳米以下的制程工艺可以为其SoC处理器带来更快的盘算速度、更强的图片处理能力、更长的电池续航时间，能够给用户带来更精彩的体验。尤其高性能另有低功耗的SoC的需求，对Flash也提出了同样的要求，希望Flash可以做到高性能、低电压、低功耗。

集会最后，张静也分享了兆易立异在探索前沿、安排未来方面的关注和思考：容量方面，目今NOR Flash最大是2Gb，后面是不是还会有更大的容量需求?在性能方面，目今我们可以做到400MB/秒，后面会不会对Flash有进一步的高性能的需求?目今我们也是一直在研究、探索。电压方面，我们现在可以做到1.2伏，随着先进工艺制程的进一步生长，会不会需要Flash在支持更低电压?好比说1.1伏。封装方面，还在连续不绝地引领立异，推出小封装大容量的封装形式。

嵌入式AI与MEMS的融合

在2000年初，传感器的作用只是一个物理信号的检测，承载的功效就是要检测物理信号，然后提供应上层使用，所以它是简单的MEMS和模拟前端，在做一些数字电路的信号处理，然后直接把物理信号转成一个电信号提供出来，相对功效比较简单。

连续生长的历程中，它不绝地集成更多的算法和软件的功效，去做一些定制化的配置，集成一些更富厚的功效，甚至可以往里面放一颗可编程的处理器，做算法的集成，让它实现更多的功效。包括现在的边沿AI算法也可以集成到小小的传感器产品中。传感器只要集成一个超低功耗的处理器，就可以做这个行动。Bosch Sensortec GmbH高级现场应用工程师皇甫杰介绍说：“这也是Bosch Sensortec正在做的事情。”

把AI算法集成到器件里面的利益是什么？

首先是可以在器件端做定制化或者个性化，对每个用户做一个适配，让传感器识别精度适应到每一个独立的用户，不是说一颗算法应用到所有用户，因为用户是有差别的。所以这是它的优势。
传感器的数据不需要上传到云端，数据只是保存设备自己，甚至传感器内部。这样就可以包管传感器数据的宁静性，即用户数据的宁静性。
实时响应，无需将数据上传云端，再反响到设备端，中间的历程直接忽略掉，直接在器件里面做响应，所以它的响应速度会更快。
第四，进一步地减少设备的功耗，来延长电池的使用寿命或者电池的日常使用时间。

这些都是把AI算法集成到传感器这个硬件内部的优势。为更深刻的理解这种优势，皇甫杰以Bosch Sensortec的BME 688四合一的传感器为例，介绍了如何通过传感器实现AI的功效。据介绍，BME 688是目前世界上最小的一颗四合一传感器，它里面集成了温度、气压、湿度、气体的检测功效。这颗传感器可以通过PC端，给用户提供一个AI学习的开发工具，用户可以基于这个工具去做自己的一些定制，或者应用场景的定制。它的事情原理是通过传感器内部去加热金属氧化物，来跟目标气体爆发还原反应，在差别的温度点的时候，它的还原反应的特征纷歧样。传感器就可以凭据报出来的电阻值做特征的模型建立。

Bosch的MEMS传感器生长是从汽车开始，慢慢拓展，已经渗透到用户和生活的方方面面�；矢芴逑郑骸巴ü度胧紸I与MEMS传感器的融合，利用立异的传感解决计划和边沿AI，可以让世界变得更智能、更可连续；开启应用的全新视野，改善人们的日常生活，让人们更好地感知未来世界。”

光学和传感技术提升未来汽车价值

车的属性已从古板的交通工具，酿成现在带着个人属性的私人空间。车的架构已从以前的漫衍式架构，到现在往集中式、中央式架构趋势变革。在变革历程中，所有功效都从漫衍式的方法往集中式偏向生长，这样的趋势也要求功效要在局部有更多的集中。智能外貌是一个比较典范的例子，它的应用生长有许多方面的因素：

首先是本钱。以前古板按键很是庞大，质料很是贵，许多工具在组装的阶段就要做调解，各方面的本钱就会很是腾贵。现在用隐藏式电子按键，可以把这块本钱省下来，在电子屏上实现很是多的按键功效。
其次，现在整个车里面的简洁化设计趋势，也希望把按键尽可能藏起来，在不需要的时候不占地方，这是很是直观的客户需求。并且用电子实现按键，它的功效可以自界说，所有的按键在将来的应用上可以通事后期的OTA升级等，来实现按键的灵活自界说。
另有就是重量。所有电车的生长都有这样的纪律，都尽可能把每个部件做到轻量化。轻量化就意味着省电，续航时间就会长，各人就会少些焦虑。

关于智能外貌应用，要想实现这么多功效，即像素化LED、按钮、滑条、传感的控制等，OSP总线就是很好的集成方法。艾迈斯欧司朗大中华区及亚太区汽车应用技术总监白燕恭介绍说：“基于OSP总线，我们推出了相应的智能RGB LED，我们也提供了把传感器接入到OSP总线的转换器。通过这样一整套方法，可以把整个智能外貌应用串起来。”

以前的方法是在每一路灯都要有一个MCU，再加上灯的驱动，整个系统很是庞大。现在通过OSP总线，在整个系统端只需一个MCU，所有灯的数据都可以通过这条总线汇聚到MCU侧。据介绍，艾迈斯欧司朗的OSIRE? E3731i就是一款带驱动的智能灯。这颗灯通过一条OSP总线，最多可以连1000个点。在整个系统端只有一个MCU，因为所有灯的数据都可以通过这条总线汇聚到MCU侧。

艾迈斯欧司朗正在力推OSP看法和生态。做法是在现有的基础上做了一个OSP Converter，主要考虑是现在大大都在车里面用的传感器都是I2C接口，希望通过OSP Converter，把整个系统集成难度进一步降低，从而提高系统集成性。从灯再往上到智能外貌，再到还包括车内只要有传感器和照明相结合的场景，艾迈斯欧司朗都希望通过这个Converter把I2C协议数据直接转换到OSP协议。

白燕恭体现：“只要有传感和照明结合这样的场景，我们的OSP看法和生态，都会给整个工业带来无穷的潜力”。

EDA：验证是重中之重

从摩尔定律的角度和现实的数字来看，2011年的时候，整个半导体的生产制造本钱或许在28纳米抵达低点。后面随着技术的进步，工艺制程的演进，本钱在连续地往上涨，也就是说要生产一颗设计、制造、生产一颗芯片，本钱很是高。

上海合见工业软件集团产品工程副总裁孙晓阳体现：“芯片制造工艺离不开工具软件技术的支撑，EDA的生长要领先于工艺的生长，才华支撑工艺的落地。EDA工具是高端芯片设计必不可少的环节，而验证EDA工具更是重中之重。”

合见一个很重要的着力点，就是从验证这个领域出发。古板上原型验证系统，就是在芯片之前把设计的一部分放到FPGA上面，它可以跑得很快。但随着软件的生长，原型验证和硬件仿真开始泛起融合，界限越来越不那么清晰了。

孙晓阳介绍说：“合见的原型验证系统，要挑战的是首先更大的容量，我们目前可以实现100颗VU19P FPGA级联，这是Xilinx最成熟的最大的一颗芯片。我们目前在客户的实际安排已经到了160颗。四颗FPGA是10亿门，所以或许是40亿门的规模。”别的，性能也是很是重要的，然后就是调试手段，可以让整个系统所有的信号取决于客户想要看什么都可以看，并且是跨FPGA。如何有效资助客户缩短产品上市时间，这点尤其重要。

在现在国际大情况下，从IMEC的预测来讲，2024到2032年，它的制造工艺会从2纳米到1.4、1.0、0.7、0.5纳米，不绝地往前进步。可是这些先进工艺目前对中国都是被封闭的。所以这也是EDA要突破的地方。所有的这些工艺都离不开工具软件和技术的支撑，我们EDA的生长，要领先于工艺的生长，才华支撑工艺的落地。虽然，EDA是一个很是难的行业，所以需要长时间的投入，需要顶尖的人才。

用户储能全球商机爆发

可能有些人会问我们所处的时代最大的挑战是什么？每个人都有自己差别的见解和看法，从我们的角度看，或者从全球的角度看，气侯变革是我们所处这个时代最大的挑战，好比现在的温室效应、全球气候变暖以及海平面的上升，所有这一切都是跟二氧化碳的排放量相关。在二氧化碳36.8Gt的排放量里面，最大的排放量来自发电，占40%；第二是工业应用，占25%；第三部分是新能源扩张，包括风能、光伏发电等。

然而在已往许多时候，新能源的发电甚至被称为垃圾电，因为它不可很好地被电网应用。这时候怎么应对挑战？就需要做储能。储能是目前很是热的领域。援引IHS的最新报告，在储能近十年的生长，CAGR可抵达30.9%。这是一个很是令人兴奋或者震惊的数字。

那未来的户用储能会往什么偏向生长，它有什么特点？据英飞凌电源与传感系统事业部应用治理高级经理徐斌分享，古板的户用光伏系统，只是一个纯粹的光伏发电功效，可能是一个微型逆变器，也可能是一个漫衍式的光伏组件加一些优化器。但近年来，各人装光伏的时候会配备储能，这是一个特点。第二，随着未来户用储能的需求越发强烈，也陪同着新能源汽车的爆发，各人需要把充电跟储能和光伏系统做搭配，也就是现在很是热的光储充一体系统。第三，除了硬件上面的光储充一体系统以外，在户用储能市场还会有软件方面和能源治理方面的突破。以后的每个家庭装了光储充一体机以后，形成自发自用的能量微网，特别在一些偏远地区，或者在欧美国家，在电网没有那么顺畅或者电网泛起问题的时候，完全能满足自己家庭的使用。

不过，未来光伏户用储能系统的效率和功率密度是最制约未来产品竞争力的重要因素。那么如何应对这样的高功率密度、最小的温升的挑战呢？徐斌推荐说：“我们会强烈推荐各人使用SiC MOS，也就是第三代半导体。”

第三代半导体有以下四点优势是很是匹配目今户用储能计划的需求：第一，从现在硅的器件转到碳化硅系统，可以提升很高的效率；第二，SiC MOS的体积比较小，可以提升功率密度；第三，它很是灵活，SiC MOS的pin脚或者使用要领都可以跟硅的系统做到无缝连接；第四，它的Scalability很是好，从650V，到1200V、1700V都有。

英飞凌是目前全球少数几家能同时做到以上三种半导体的公司之一，从硅的MOS和IGBT到碳化硅650V到1200V的MOS、包括GaN的产品，英飞凌是这个行业里面做得最完整的公司。关于产品的定位和选择，徐斌介绍说：“在低压、功率比较小、开关频率比较快的领域，我们会推荐使用GaN的器件；在开关频率没有那么高，但功率品级比较高的领域，会推荐使用碳化硅的器件。”

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