周期復蘇+AI共振，2024慕尼黑上海電子展震撼開幕
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“大人，時代變了?！痹?jīng)的網(wǎng)絡(luò)熱梗已經(jīng)成為了如今產(chǎn)業(yè)的真實寫照。AI浪潮以融萬物之勢席卷而來，所有行業(yè)都在積極擁抱AI技術(shù)，也在坐等AI拉動半導體新一輪爆發(fā)式增長。汽車的智能化需求在行業(yè)低迷時期仍舊逆勢上揚，近期頭部半導體企業(yè)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中汽車電子占比甚高，目前看來其后勁更強。而風光儲汽車等多方賽道的助陣下，新能源產(chǎn)業(yè)的“壓艙石”地位也在進一步夯實。與此同時，歷經(jīng)了這場周期性的波動與挑戰(zhàn)之后，全球科技版圖正醞釀著一場深刻的變革與重構(gòu)。整個電子行業(yè)都在尋求突破，下游企業(yè)更加注重半導體供應(yīng)鏈的穩(wěn)定和效率，對半導體供應(yīng)商來說，技術(shù)領(lǐng)先性、產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性、服務(wù)和響應(yīng)能力都需適應(yīng)AI智能化時代下的更高要求。
而大量資源投入進行技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級的方向引發(fā)著廣大從業(yè)者的關(guān)注和思考，2024慕尼黑上海電子展提供這樣一個思想與技術(shù)交匯碰撞的平臺，更是以中國廣袤的消費市場不可替代的獨特魅力，吸引著全球半導體行業(yè)TOP20的半壁江山以及中外1600余家優(yōu)質(zhì)廠商同臺競技，展現(xiàn)電子行業(yè)前沿的技術(shù)成果與創(chuàng)新思維。話不多說，今天就跟著小慕一同潛入展會首日的熱鬧現(xiàn)場，撥開喧囂的表象，去探尋那些隱匿于眾目睽睽之下，卻足以顛覆想象的“黑科技”寶藏吧~
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主控芯片加速AI從云端到邊緣，多種行業(yè)應(yīng)用端老樹開新花
毋庸置疑，2024年全球半導體產(chǎn)業(yè)的復蘇由AI領(lǐng)銜，AI的普及和深化應(yīng)用催生了對相關(guān)芯片的旺盛需求。從數(shù)據(jù)中心到邊緣計算，從智能手機到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，特別是邊緣技術(shù)的興起為AI芯片開辟了全新的應(yīng)用場景，在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的源頭或接近源頭的地方進行智能處理，減少了對云端的依賴，提升了響應(yīng)速度和隱私保護。這要求半導體器件不僅要具備強大的計算能力，還要兼顧低功耗、小型化和高可靠性，以適應(yīng)邊緣環(huán)境的苛刻要求。這直接推動了高端處理器、MCU、先進存儲以及相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新和成熟，進而帶動了整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈的升級與擴張。
以MCU為例。一方面，MCU具備低功耗、低成本、實時性、開發(fā)周期短等特性，適合對成本和功耗敏感的邊緣智能設(shè)備。另一方面，人工智能算法的融入也能補強MCU，使其兼顧更高性能的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。因此，隨著MCU在邊緣AI領(lǐng)域得到越來越多應(yīng)用，使得不少廠商正在不斷探索創(chuàng)新之道。
在英飛凌展臺，這一款“火箭飛船著陸器”的小游戲demo不斷吸引路過此處的目光。這款小demo即是由英飛凌PSOC? Edge MCU構(gòu)建的，能夠充分展示PSOC Edge的高性能計算能力。據(jù)了解，英飛凌新推出的PSOC? Edge MCU有三個系列E81、E83 和 E84在性能、功能和內(nèi)存選項方面具有可擴展性和兼容性。該系列都是基于高性能的Arm? Cortex?-M55內(nèi)核，支持Arm? Helium? DSP指令集并搭配Arm? Ethos?-U55神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，以及Cortex?-M33內(nèi)核搭配英飛凌超低功耗NNLite（一種用于加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的專有硬件加速器）。此外，三個系列均支持豐富的外設(shè)集、片上存儲器、強大的硬件安全功能和各種連接外設(shè)選項，包括內(nèi)置PHY的USB HS/FS、CAN總線、以太網(wǎng)，支持與WiFi? 6、BT/BLE的連接和Matter協(xié)議等。PSOC? Edge E81 采用Arm? Helium? DSP技術(shù)和英飛凌NNLite神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）加速器。PSOC? Edge E83和E84內(nèi)置Arm? Ethos?-U55微型NPU處理器，與現(xiàn)有的Cortex?-M系統(tǒng)相比，其機器學習性能提升了480倍，并且它們支持英飛凌NNlite神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，適用于低功耗計算領(lǐng)域的機器學習應(yīng)用。
意法半導體在現(xiàn)場展示了其基于AI的直流拉弧檢測（AFCI），其利用STM32H7、STM32G4和STM32H5 MCU運行了基于Cube.AI的人工智能拉弧檢測算法來實時檢測電弧故障。與傳統(tǒng)的AFCI的機理算法相比，在STM32上運行AI算法顯著提高了檢測準確率，降低了誤報率。據(jù)介紹，更多在場數(shù)據(jù)的訓練以及STM32 AFCI 2.0算法的升級，可以使推理結(jié)果達到更高精度。
端側(cè)AI賦能廣泛的工業(yè)應(yīng)用，以機械臂用例為例，深度學習技術(shù)的引入顯著提升了機器視覺系統(tǒng)的性能，使得機械臂能夠理解和適應(yīng)復雜的環(huán)境變化，實現(xiàn)更高級別的自動化任務(wù)，如智能分揀、精密組裝等。在ADI展臺基于機器視覺的機械臂應(yīng)用，即是通過內(nèi)置MAX78000邊緣AI MCU的攝像頭模組，識別物體的二維碼標簽及位置信息，進而根據(jù)計算的規(guī)劃路徑，驅(qū)動機械臂的馬達實現(xiàn)跟蹤抓取。MAX78000經(jīng)過特別優(yōu)化處理，可以在本地以超低功耗實時執(zhí)行AI處理，大幅提高機器視覺、語音和面部識別等應(yīng)用的工作效率。
同樣在工業(yè)領(lǐng)域，利用邊緣計算幫助提升效率和優(yōu)化運營的兆易創(chuàng)新根據(jù)旗下Arm? Cortex?-M7內(nèi)核的GD32H7 600MHz超高性能MCU展示了一系列的解決方案，其中，EtherCAT伺服從站應(yīng)用方案采用GD32H7作為主控，伺服驅(qū)動采用標準的CIA402協(xié)議，通過TwinCAT進行實時控制；支持輪廓位置模式（PP）、30種原點回歸模式（HM）和循環(huán)同步模式（CSP）；速度觀測器實時進行速度觀測，提高了速度的平滑性和響應(yīng)速度。
在Profinet工業(yè)以太網(wǎng)解決方案中，GD32H7支持更快的執(zhí)行效率，內(nèi)置4MB Flash和1MB SRAM，在單芯片上可運行多協(xié)議，該解決方案支持Profinet、Profibus、CANopen、Modbus、EtherNet/IP、CC-Link IE Field Basic、DeviceNet等10種從站協(xié)議以及協(xié)議轉(zhuǎn)換，并提供Keil/IAR/GCC庫，幫助用戶快速的進行二次開發(fā)。
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AI主導下的數(shù)據(jù)爆發(fā)，端側(cè)數(shù)據(jù)存儲本土企業(yè)爭先
存儲技術(shù)同樣是AI發(fā)展不可或缺的組成部分，近來受AI技術(shù)的興起和汽車智能化趨勢的雙重推動，存儲芯片需求出現(xiàn)了井噴式增長，有數(shù)據(jù)顯示市場銷售額在2024年1-4月份同比飆升85.4%，DRAM和NAND閃存價格較去年同期上漲約50%，徹底扭轉(zhuǎn)了連續(xù)兩年的虧損局面。在這一背景下，本次展會上也不乏存儲企業(yè)的身影。
紫光國芯是以存儲技術(shù)為核心的產(chǎn)品和服務(wù)提供商，在現(xiàn)場帶來了其自主創(chuàng)新的嵌入式DRAM（SeDRAM）技術(shù)。該技術(shù)通過3D堆疊工藝，為人工智能、高性能計算等算力芯片提供嵌入式DRAM存儲方案，實現(xiàn)數(shù)十TB的內(nèi)存訪問帶寬和數(shù)十GB的存儲容量。據(jù)了解，紫光國芯SeDRAM技術(shù)可為用戶提供“帶寬+容量”的差異化存儲組合方案。該方案采用標準IP化交付形式，完全兼容傳統(tǒng)的SoC設(shè)計流程，在幫助用戶縮短產(chǎn)品研發(fā)周期的同時，助力用戶的產(chǎn)品性能實現(xiàn)最大化提升。值得一提的是，紫光國芯還在現(xiàn)場秀出了旗下的全新國潮存儲品牌云彣UniWhen，驚艷外觀設(shè)計引得不少觀眾駐足。
在多個不同的存儲領(lǐng)域均有涉足的東芯半導體此次也是帶來了，NAND Flash、NOR Flash、DRAM、MCP等多產(chǎn)品線的全方位存儲芯片產(chǎn)品。據(jù)介紹，東芯半導體在SPI NAND Flash具備核心技術(shù)優(yōu)勢，其采用了單芯片設(shè)計的串行通信方案，引腳少、封裝尺寸小，且在同一顆粒上集成了存儲陣列和控制器，并帶有內(nèi)部ECC模塊，使其在滿足數(shù)據(jù)傳輸效率的同時，既節(jié)約了空間又提升了穩(wěn)定性。同時，產(chǎn)品在耐久性、數(shù)據(jù)保持特性等方面也表現(xiàn)穩(wěn)定，不僅在工業(yè)溫控標準下單顆芯片擦寫次數(shù)已經(jīng)超過10萬次，在-40℃-105℃的極端環(huán)境下保持數(shù)據(jù)有效性長達10年。
另一邊，在EEPROM存儲芯片這細分賽道頗有建樹的聚辰半導體也參與了本次展會，旗下明星產(chǎn)品車規(guī)級 EEPROM 芯片GT25A1024A也有亮相。EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲器）是一類通用型的非易失性存儲芯片，在斷電情況下仍能保留所存儲的數(shù)據(jù)信息，可以在計算機或?qū)Ｓ迷O(shè)備上擦除已有信息重新編程，耐擦寫性能至少100萬次。
據(jù)介紹，GT25A1024A是一款擁有具有聚辰自主知識產(chǎn)權(quán)的EEPROM存儲芯片，按照車規(guī)APQP流程設(shè)計，并增加了ECC (Error Correction Code) 功能，符合AEC-Q100 Grade 1（-40℃~+125℃）所定義的高可靠性。產(chǎn)品支持SPI接口下20MHz讀寫，常溫條件下耐擦寫次數(shù)最高可達 400 萬次，數(shù)據(jù)可保持100年，滿足汽車在高溫條件下對于芯片產(chǎn)品高可靠性和高良率的需求，已廣泛應(yīng)用于BMS、OBC、三電系統(tǒng)、域控制器等車載模塊。
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大AI背后，底層硬件的那些微創(chuàng)新應(yīng)被看見
在探討AI時，我們往往聚焦于其在各行業(yè)應(yīng)用的革新潛力，然而AI的建設(shè)與基礎(chǔ)設(shè)施的完善同樣是實現(xiàn)這些應(yīng)用的前提與基石。事實上，構(gòu)建強大的AI基礎(chǔ)設(shè)施，涉及從底層硬件到頂層算法的全面布局，其中，電子器件如電源管理芯片、高速連接技術(shù)、精密無源元件及智能傳感器等，扮演著不可替代的角色。高效的電源管理解決方案確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和高效能，高速互連和通信技術(shù)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高效傳輸，而高品質(zhì)無源元件如電阻、電容和電感則提高了電路的穩(wěn)定性和效率。傳感器保證采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量同時也提高AI的預(yù)測和決策的準確性。
在本次展會現(xiàn)場就有不少此類用于AI基建的技術(shù)展示，例如矽力杰推出了AI服務(wù)器系統(tǒng)解決方案。要知道隨著AI算力提升，先進AI服務(wù)器性能需求持續(xù)升級，矽力杰作為半導體供應(yīng)商針對此做出應(yīng)對，該方案整合了矽力杰旗下的DDR5溫度傳感器SQ52912、PCIe時鐘緩沖器SQ82100、功率監(jiān)控器SQ52201/5、80V電流檢測運放SQ52132/SQ52131、PLD/時序控制器SY33518C、16/12bit 8ch電壓數(shù)模轉(zhuǎn)換器SQ82968/SQ82928等，能夠有效提升AI服務(wù)器的整體效能和穩(wěn)定性。
另一邊，AI相關(guān)配套硬件設(shè)施同樣在追求更高的技術(shù)標準，其中比較典型的是散熱和供電方案的演進。隨著IT設(shè)備單機功率的大幅度增加，傳統(tǒng)風冷需要結(jié)合液冷以更好的解決高功率密度的散熱問題，單獨供電轉(zhuǎn)向集中式供電并提高電壓來增加效率，降低損耗。根據(jù)Allegro在現(xiàn)場的工程師介紹，Allegro的單芯片、小尺寸電機驅(qū)動器IC可減小用于冷卻最新一代服務(wù)器的三相風扇的尺寸并提高其效率。Allegro的無損電流傳感器IC被用來提高服務(wù)器電源的效率。Allegro的100V BCD 晶圓工藝技術(shù)和電隔離電流傳感器獨特地適用于更高電壓的操作。
TDK則展示了在數(shù)據(jù)采集相關(guān)的傳感器解決方案，其中最引人矚目的是一款六軸IMU（慣性測量單元）傳感器。據(jù)了解，該IMU傳感器整備應(yīng)用在運動領(lǐng)域，能夠?qū)崟r反饋球的旋轉(zhuǎn)角度和踢球力度，為運動員提供即時分析，助力技術(shù)提升。特別是在足球訓練中，它能夠幫助運動員精確掌握射門技巧，通過持續(xù)練習，提高射門準確率至左上角等特定區(qū)域?，F(xiàn)場工程師表示，這款傳感器目前正被應(yīng)用于歐洲杯官方足球中，以實現(xiàn)亞厘米級別的位置追蹤，顯著提升了比賽的公正性和運動員的訓練效果。
村田也一直秉持著高品質(zhì)的元器件則成為支撐新技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)，在本次展會上秀出了旗下全套從AC側(cè)到IC側(cè)的高可靠性高效率電源解決方案，包括鈦金效率標準CRPS電源，針對高功率節(jié)點需求的1.5KW ?磚電源等高效、高功率的模塊電源產(chǎn)品適用于工業(yè)、數(shù)據(jù)中心等場景。以及包括用于數(shù)據(jù)中心的電容解決方案，GRM系列、NFM系列、PAC系列和LLL系列等。
在被動元件方面，隨著AI設(shè)備向小型化、低功耗方向發(fā)展，對元件的尺寸、功耗和性能提出了更高要求。尤其是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的服務(wù)器、存儲系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要高可靠性、高密度和低損耗的電容解決方案，以確保數(shù)據(jù)處理的連續(xù)性和效率。風華高科旗下的MLCC產(chǎn)品，憑借其先進的材料科學和制造工藝，能夠提供出色的電性能和穩(wěn)定性，在高頻環(huán)境下依然保持優(yōu)異的濾波和電源去耦功能，這對于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的高密度布板和高速數(shù)據(jù)傳輸至關(guān)重要。
另一方面，數(shù)據(jù)中心通常包含大量的服務(wù)器、存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，這些設(shè)備在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱量。而過溫保護系統(tǒng)實時監(jiān)測和智能調(diào)控，能夠有效預(yù)防和應(yīng)對過熱風險。在該領(lǐng)域，興勤電子展示了多種創(chuàng)新的溫度傳感器、壓敏電阻器、熱敏電阻器等保護元件，包括溫度傳感器NTSE/NTSA系列，PTC熱敏電阻PPL系列等等。
現(xiàn)場的盛況不僅限于展臺前的門庭若市，會議區(qū)的氛圍更是熱火朝天。來自世界各地的行業(yè)翹楚、前沿學者以及思想領(lǐng)袖匯聚一堂，他們以共同的激情與追求為紐帶，在工業(yè)物聯(lián)，智領(lǐng)未來——AIoT創(chuàng)新應(yīng)用論壇、2024智能制造賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇、新能源三電關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新論壇、2024國際電機驅(qū)動與控制技術(shù)論壇、2024算力技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展生態(tài)大會、國際連接器創(chuàng)新論壇、2024第三代半導體技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展論壇等多元化的論壇上，展開了一場場智慧的交鋒與思想的碰撞。
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