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2017電子技術展望

作者:王瑩 時間:2016-12-28 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏
編者按:隨著信息化、自動化及智能化的不斷發(fā)展深入,社會生活及生產(chǎn)發(fā)生著巨大革新,未來將會有哪些技術變革繼續(xù)引領潮流?電子產(chǎn)品世界邀請到半導體領軍企業(yè)分析了未來電子產(chǎn)品及相關技術的發(fā)展方向。

深耕本土,英飛凌繼續(xù)“與中國共贏”

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201612/342185.htm

  就半導體銷售量而言,多年來中國一直是全球最大的半導體市場,據(jù)IHS統(tǒng)計,2015年中國半導體銷售總額占全球的41%(1440億美元)。據(jù)美國半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會統(tǒng)計顯示,去年全球半導體產(chǎn)業(yè)銷售額同比下滑0.2%,不過,中國區(qū)仍然保持銷售增長7.7%,成為唯一正增長國家。自2014財年起,中國市場超過德國,成為英飛凌全球銷售額最高的市場,2016財年超過16億歐元,占英飛凌總銷售額的25%。

  英飛凌十分看好中國市場的發(fā)展,也希望可以和中國市場一起成長。根據(jù)今年的業(yè)績可以看出,英飛凌部署的“與中國共贏”的戰(zhàn)略在過去取得了一定的成就,業(yè)績保持著穩(wěn)步增長的態(tài)勢。同時,英飛凌也在不斷地調(diào)整戰(zhàn)術,來適應市場的瞬息萬變。未來將繼續(xù)在助力“中國制造2025”、幫助本土客戶走向世界、持續(xù)關注和支持中國的新興行業(yè)、搭建本土生態(tài)圈等四個方面深耕本土市場。

自動駕駛和車聯(lián)網(wǎng)將是未來一大趨勢

  近年來全球半導體市場發(fā)展速度趨緩,唯獨中國市場仍保持快速增長,成為全球半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展不容忽視的新興力量。在即將過去的2016年里,我們看到市場規(guī)模持續(xù)增長,設備產(chǎn)品與應用日益豐富和完善,應用領域不斷擴展,為半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展打開了一扇扇新的大門。另一方面,在新的經(jīng)濟常態(tài)和產(chǎn)業(yè)格局之下,半導體行業(yè)也面臨著諸多新的變化和機遇,值得每一位身處此行業(yè)的同仁思考和期待。

  跨界合作與共贏將成為行業(yè)大勢所趨

  隨著經(jīng)濟全球化發(fā)展,全球半導體市場的國際競爭日益激烈,整個電子行業(yè)開始瞄準高端領域的發(fā)展機會。然而,當前各國高端資源體量有限,前期需投入巨大且變化加劇,單一企業(yè)或行業(yè)難以憑借自身力量完成重大創(chuàng)新項目。這時,我們就需要把國際資源與國內(nèi)資源更好地加以整合,通過跨界合作,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新,進而提升整個行業(yè)的水平。在這一方面,恩智浦深有體會。過去的幾年里,我們與中芯國際、小米、海爾、華為等國內(nèi)領先企業(yè)開展了不同層面的深入合作,實現(xiàn)了融合創(chuàng)新和共生共贏。

  利用全球市場資源,以更高起點推進自主創(chuàng)新將成為中國電子科技產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)供給側改革的有效途徑。跨界合作,要求半導體企業(yè)能夠勇敢地跨越本土化,通過跨國界、分布式、模塊化的研究平臺集成,讓本地化應用對接全球的高端資源,從而更好地服務本地市場,這將是半導體行業(yè)下一步發(fā)展的一個重要的主題。

  市場不斷升級、前景廣闊

  在中國的發(fā)展如火如荼,而智能汽車作為移動的載體,被認為是下一輪變革的主要驅(qū)動力。目前,90%的汽車創(chuàng)新來自于電子產(chǎn)品,我們預計在2017年汽車市場將會呈現(xiàn)出無縫連接的消費電子裝置體驗、先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、提升效率(如減輕汽車材料或加大研發(fā)新能源車)三個趨勢。在引導創(chuàng)新的方向上,恩智浦在車載娛樂系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)、ADAS&安全、安防和汽車門禁,以及標準產(chǎn)品方面均有布局。

  隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車被列入《中國制造2025》發(fā)展規(guī)劃,車聯(lián)網(wǎng)與自動駕駛是中國未來汽車發(fā)展的重要趨勢之一。由德國大陸集團(Continental AG)開展的一份調(diào)研結果顯示,來自中國的消費者比美國的消費者更愿意在ADAS功能上付費,顯示了中國市場巨大的潛力。另據(jù)市場調(diào)研機構易觀智庫、智研咨詢預計,2020年我國車聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)將超過4000萬,滲透率超過20%,市場規(guī)模突破4000億元。

  自動駕駛的變革是循序漸進的過程,我們預計未來十年自動駕駛輔助系統(tǒng)將是車輛產(chǎn)業(yè)的新指標,2017年,汽車產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)也會加大在此方面的研發(fā)與投入。作為全球最大的汽車半導體供應商,恩智浦的低功耗互聯(lián)技術及傳感技術、數(shù)據(jù)處理和安全識別技術,以及長期豐富的汽車電子技術開發(fā)經(jīng)驗,毫無疑問會為新一代中國汽車及未來智慧城市的創(chuàng)新提供無限的可能。

  發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)一個至關重要的因素是安全,尤其體現(xiàn)在隱私保護、避免未授權的侵入和提高安全性等方面。為此,恩智浦提出了汽車領域的安全級別標準“4+1安全框架”,分別從安全接口、安全網(wǎng)關、安全網(wǎng)絡、安全處理和安全車禁五個方面提供一系列的保護措施,實現(xiàn)基于安全單元的無線連接、安全應用處理和安全網(wǎng)絡,真正保障萬物互聯(lián)時代的汽車互聯(lián)安全。近期,恩智浦攜手長安汽車、東軟集團共同成立“中國汽車信息安全共同興趣小組”,以“4+1安全框架”為技術核心,旨在打造包括行業(yè)標準在內(nèi)的完整的汽車安全解決方案,這也順應了中國的汽車產(chǎn)業(yè)技術與安全標準的升級需求。

  未來十年汽車市場的變革將超過過去五十年發(fā)展的總和,而來自中國的企業(yè)已經(jīng)開始在這場新的全球變革中扮演著引領者的角色。隨著傳統(tǒng)車廠、互聯(lián)網(wǎng)汽車公司、汽車電子供應商、物聯(lián)網(wǎng)公司,甚至相關金融服務機構的共同參與和推動,我們相信汽車領域也將是未來出現(xiàn)更多顛覆性創(chuàng)新者的市場。

物聯(lián)網(wǎng)將帶來產(chǎn)業(yè)技術革新

  橫跨各行業(yè)一個共同的趨勢是產(chǎn)業(yè)升級,例如智能制造、智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)等,而且背后都可以看到物聯(lián)網(wǎng)的身影。這將提升產(chǎn)品和解決方案中半導體產(chǎn)品的數(shù)量和技術含量,也將推動半導體技術本身的遷移和升級,為全球半導體市場的成長注入新動力。

  物聯(lián)網(wǎng)將帶來一次新的產(chǎn)業(yè)技術革命。它的崛起將極大推動對半導體產(chǎn)品在更高集成度、低功耗、高性能、高可靠性等方面的新要求,而且對產(chǎn)品的豐富程度也提出了更高的要求,橫跨模擬和數(shù)字信號調(diào)理、管理、無線和有限通信、數(shù)字安全、信息分析等;產(chǎn)業(yè)鏈參與者的增加、多樣化和互相依賴的需要將使技術服務模式發(fā)生重大變化,傳統(tǒng)的“供應商和客戶”的概念將擴展到廣義的“合作伙伴”,半導體廠家需要深入了解整個大系統(tǒng)的技術需求,以提供包括系統(tǒng)級在內(nèi)的解決方案。產(chǎn)業(yè)升級對半導體技術需求的影響會導致產(chǎn)業(yè)在技術和規(guī)模上的洗牌,并購或生態(tài)鏈聯(lián)盟將是重要的手段。

  ADI聚焦于物聯(lián)網(wǎng)“從到云端”中每個環(huán)節(jié)(檢測、測量、解譯和連接)的技術創(chuàng)新,通過與客戶和眾多可信賴的生態(tài)伙伴密切合作,在通信、工業(yè)、醫(yī)療、汽車和消費各領域提供突破性與切實可行的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。除了繼續(xù)加強傳統(tǒng)模擬領域的創(chuàng)新,包括轉換器等現(xiàn)有技術的低功耗、高可靠性等性能,也包括通過并購豐富模擬和傳感技術,ADI還將通過整合必要的軟件、通信、網(wǎng)絡安全,甚至服務,包括通過合作伙伴,在電子產(chǎn)業(yè)的價值鏈上為客戶提供更完整的系統(tǒng)解決方案。 例如ADI基于業(yè)界領先的低功耗Blackfin處理器ADSP-BF707和專門優(yōu)化軟件庫的低成本、低功耗成像平臺(BLIP),為智能運動檢測、人數(shù)統(tǒng)計、車輛檢測和人臉檢測等新型應用提供了短上市周期的、開箱即用的開發(fā)平臺;基于微能量收集管理芯片ADP5091和無線收發(fā)芯片等實現(xiàn)的在線故障監(jiān)測終端(FCI)是配電網(wǎng)易于實施、少維護或免維護型低成本解決方案;對Sypris網(wǎng)絡安全解決方案的收購,拓展了硬件和軟件加密,增添了網(wǎng)絡安全軟件和服務;對Vescent激光波束轉向技術的收購有助于實現(xiàn)更緊湊、穩(wěn)健的激光雷達系統(tǒng),以及下一代ADAS和自動駕駛應用。

混動/電動汽車的份額將不斷擴大,物聯(lián)網(wǎng)需要小型化

  2016年延續(xù)了去年的勢頭,智能手機和汽車市場穩(wěn)步增長。特別是汽車市場,以自動駕駛(ADAS)為首的技術革新正在加速中,可以預見電子產(chǎn)品的實裝率也會提高,這也必然進一步拉動半導體市場和電子行業(yè)的發(fā)展。

  關于產(chǎn)品開發(fā),羅姆會進一步磨煉精進本身比較強的領域,例如將進一步擴充以IC為代表的模擬電源領域、小信號元器件、功率元器件領域的產(chǎn)品。

  特別是在功率元器件領域,2016年10月起,羅姆與世界首個電動汽車競賽——Formula E(電動方程式)的參賽車隊“文圖里電動方程式車隊 (Venturi Formula E Team) ”簽訂了官方技術合作伙伴協(xié)議,開始為其賽車引擎驅(qū)動的核心——逆變器部分提供羅姆的功率半導體“SiC(碳化硅)”。通過為世界高等級的賽車設備的小型化、輕量化、高效率化提供支持,羅姆期待能夠在產(chǎn)品品質(zhì)和效率方面向全世界證明羅姆的實力。今后混動汽車和電動汽車的份額將不斷擴大,在強化預計需求量將進一步提高的SiC功率元器件的同時,希望也能夠進一步提高汽車領域銷售額的體量。

  在另一個備受期待的IoT(物聯(lián)網(wǎng))領域,小型化、薄型化以及低功耗化十分重要,特別是對半導體本身的期待也非常高。羅姆以通過新工藝、新技術實現(xiàn)的小型化的“RASMID系列”為首,對所有元器件都追求小型化。另外,再加上通過集團旗下藍碧石半導體(LAPIS Semiconductor)的低功耗技術所衍生出的通信IC和低功耗微控制器,在對各種(加速度、氣壓、地磁等)追求高精度的同時,還在不斷開發(fā)并擴充脈搏、土壤傳感器等全新傳感器產(chǎn)品陣容,對農(nóng)業(yè)領域和醫(yī)療健康領域等新興領域的需求也能應對。

汽車視覺系統(tǒng)要求更高效的電源管理系統(tǒng)

  在汽車領域,我們相信半導體器件將繼續(xù)實現(xiàn)兩位數(shù)的百分比增長。我們將看到輔助駕駛功能被增加到汽車中,用以提高安全性。其中一個例證就是越來越多的光學攝像頭被安裝到汽車上,以支持避免事故發(fā)生的視覺系統(tǒng)。這樣的新系統(tǒng)將要求在整個汽車內(nèi)實現(xiàn)高速視頻分發(fā)。所以我們將看到視覺系統(tǒng)在計算性能上的需求將急劇增加,從而要求更高效率的電源管理。這些趨勢也幫助Maxim發(fā)揮其在視頻分發(fā)和電源管理領域的強大優(yōu)勢。

  此外,用于生命體征監(jiān)測的設備正在快速發(fā)展,Maxim致力于為客戶提供創(chuàng)新的解決方案。其中的一些設計環(huán)節(jié)非常關鍵,包括低功耗、小尺寸,以及易于設計。

  Maxim的增長驅(qū)動力包括汽車、工業(yè)和可穿戴/健康領域:

  ? 汽車:信息娛樂系統(tǒng)目前在汽車領域是最大的業(yè)務部分,并將繼續(xù)保持。我們將持續(xù)在ADAS、電源管理和串行鏈路相關技術領域投入,這些技術支持汽車中的高速視頻分發(fā),以滿足信息娛樂系統(tǒng)、輔助駕駛和安全等要求。

  ? 工業(yè):數(shù)字化工廠需要低功耗、小尺寸、高性能及更高生產(chǎn)力的分布式控制。Maxim憑借其強大的專利組合與長期專注于模擬整合的豐富經(jīng)驗,將開辟一條通向工業(yè)4.0的新路徑。

  ? 可穿戴/健康:今天,這一領域的關鍵在于高精度測量不同運動狀態(tài)下的生命體征,例如心率等,同時保持較低的功耗和較長的電池壽命。Maxim憑借其在可穿戴健康和健身應用領域的專利與和經(jīng)驗積累,可以在微型、低功耗的封裝中集成多重技術。

  對于未來的技術發(fā)展,Maxim仍將堅持致力于為汽車、工業(yè)、醫(yī)療健康、移動消費類及云數(shù)據(jù)中心市場開發(fā)模擬IC產(chǎn)品。

高速增長的聯(lián)網(wǎng)設備需要高集成度和安全并重

  2017年有三個顯而易見的推動因素:自動駕駛系統(tǒng)、云計算基礎設施,以及數(shù)量不斷增加的物聯(lián)網(wǎng)連網(wǎng)設備。

  從很多方面來看,2016年是令人激動的一年。行業(yè)整合仍是重要議題,大公司變得更大。物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)將是半導體行業(yè)未來五年中最重要的兩個機遇,這方面已有諸多新產(chǎn)品問世。另外,由于支持無人機、3D打印和虛擬現(xiàn)實頭戴耳機的技術變得更加經(jīng)濟實惠,這些新興市場最終扎根,將逐漸成為主流。

  從技術角度看,集成、互操作性、功率和效率一直是重要議題,并將在未來幾年繼續(xù)占據(jù)半導體行業(yè)創(chuàng)新的主導地位。據(jù)世界經(jīng)濟論壇報告,連網(wǎng)設備的數(shù)量將以22%的年復合增長率從2016年的230億美元增至2020年的500億美元。要實現(xiàn)這樣高的增長速度,離不開經(jīng)濟有效并具有高集成度的器件支持,它們就像具有先進軟件和處理器的計算機。但其電池壽命必須達到一年或更長時間,并具有輕便性和易用性,以鼓勵客戶采用。2016年下半年,黑客對互連設備攻擊造成網(wǎng)絡大面積破壞的事件也進一步促使行業(yè)進行創(chuàng)新,以增加可靠性和安全性。

  針對這些機遇,Intersil提供了眾多創(chuàng)新產(chǎn)品。在汽車應用領域,Intersil提供針對先進車載功能的電源解決方案,以及用于信息娛樂與安全的視頻應用的解碼器技術。ISL78226是業(yè)內(nèi)一款6相雙向PWM控制器,用于執(zhí)行12V與48V汽車總線間的降壓和升壓電源轉換。單個汽車級ISL78226能夠以大于95%的轉換效率提供3.75kW功率輸出,并能在模塊化主/從架構中進行交錯執(zhí)行,以提供更高功率。這一創(chuàng)新設計使工程師能夠支持48V混合動力總成系統(tǒng)的快速采用,幫助內(nèi)燃式發(fā)動機/電輕混動力系統(tǒng)降低排放和提高燃油經(jīng)濟性。在針對信息娛樂顯示屏、高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)智能后視鏡和組合儀表顯示器的下一代LCD方面,Intersil近期推出了汽車級ISL76534,該器件可提供低功耗和高精度的伽瑪校準。

  對于數(shù)據(jù)中心和其他網(wǎng)絡設備應用,Intersil推出新型數(shù)字多相控制器系列和配套智能功率級模塊系列;對于從PC到可穿戴設備的下一代連網(wǎng)設備,Intersil提供單芯片USB-C降壓-升壓電池充電器系列,為具有多達4芯鋰離子電池的移動設備電池組快速充電。

多麥克風及抗擾頻干擾成為MEMS麥克風發(fā)展趨勢

  近年來,由于支持語音界面和多媒體應用的消費產(chǎn)品的需求日益增加,這成為影響MEMS麥克風市場的一個重要發(fā)展趨勢。

  我們注意到,物聯(lián)網(wǎng)(IoT)領域已出現(xiàn)配置多個高性能麥克風的設備。這些設備使用多個麥克風作為“語音用戶界面”(“voice as a user interface”),得益于高信噪比(SNR)系統(tǒng),設備性能得到顯著提高,而其內(nèi)置的多個麥克風能進行方向分辨,從而更好地對語音指令做出預判。一個成功的語音指令最重要的是準確性。高級電子設備中配置的附加麥克風可使用復雜的算法來處理語音,并確保指令詮釋的準確性。此外,多麥克風系統(tǒng)可實現(xiàn)“插入”(“barge-in”)功能,即使設備在生成音頻時,也能同時接收語音。在物聯(lián)網(wǎng)應用中,單個設備中配置的高SNR麥克風數(shù)量也越來越多。

  此外,智能手機中也開始配置多個麥克風,以針對多種用戶場景捕獲音頻,包括電話呼叫、語音指令、用于遠場和自拍視頻的多媒體記錄、電話會議、音樂會錄音等。這些應用需要對麥克風的不同位置進行優(yōu)化,并且用戶可能會處于不同方向——這樣常常會阻擋一個或多個麥克風。 通過將多個麥克風放置在各種位置,智能手機可根據(jù)場景特征在最優(yōu)化的位置真實捕捉聲音,同時防止麥克風被手遮擋。

  為了進一步提高系統(tǒng)SNR并實現(xiàn)上述應用,系統(tǒng)設計者可以對接收的音頻流采用波束形成和噪聲抑制等算法。由于空間算法還額外受益于麥克風的緊密靈敏度和相位匹配,因而能生成更有效的信號處理算法。我們注意到,目前客戶對靈敏度和相位變化的偏差度要求越來越嚴格。

  MEMS麥克風的另一個重要發(fā)展趨勢是抗射頻(RF)干擾。當手機和無線IoT設備傳輸數(shù)據(jù)時,天線可以通過多種方式拾取噪聲。樓氏的麥克風設計中結合了許多技術來減少這一干擾,從而賦予設計師在空間運用上更大的靈活性。

  除了高信噪比的模擬和數(shù)字麥克風之外,樓氏還提供具有嵌入式信號處理器和算法的智能麥克風,以支持VAD(語音活動檢測)和語音指令。

  VAD僅在檢測到語音或關鍵字時“喚醒”主處理器,從而節(jié)省系統(tǒng)電量。這可使系統(tǒng)在沒有語音情況下保持低電量運行,對于手機和使用電池的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等,對電力敏感的設備而言無疑是一大福音。

  系統(tǒng)設計人員通過在MEMS麥克風中嵌入信號處理器和算法,能夠以簡便的方式將一組語音指令加入其產(chǎn)品中,同時加快產(chǎn)品上市時間。否則系統(tǒng)必須采用一系列組件和子系統(tǒng),才能實現(xiàn)相同的功能。通過使用樓氏的聲學處理器或智能麥克風,系統(tǒng)設計師得以有效地優(yōu)化設備功率并加入更多新功能。




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