AIoT市場背景下，國奧電機(jī)助力國產(chǎn)SoC芯片實(shí)現(xiàn)突圍

隨著萬物互聯(lián)時代的到來，5G、AI技術(shù)飛速發(fā)展，國內(nèi)迎來AIoT市場發(fā)展熱潮，AIoT即人工智能物聯(lián)網(wǎng)=AI(人工智能)+IoT(物聯(lián)網(wǎng))。

在AIoT市場持續(xù)走熱背景下，自動駕駛領(lǐng)域、智能穿戴設(shè)備、智能家居、智慧物流等SoC芯片終端應(yīng)用市場快速擴(kuò)張。

隨著“缺芯”和“造芯”潮的掀起，國產(chǎn)SoC芯片有望從細(xì)分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突圍。

一、什么是SoC芯片

SoC即System-on-a-Chip,稱為系統(tǒng)級芯片，又稱片上系統(tǒng)。從狹義的角度講，SoC是信息系統(tǒng)核心的芯片集成，即將原本不同功能的IC，整合在一顆芯片中。

SoC是首個系統(tǒng)與芯片合二為一的技術(shù)。如果說中央處理器（CPU）是大腦，那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統(tǒng)。

二、SoC芯片國內(nèi)外市場

IDC研究數(shù)據(jù)顯示，2020年全球物聯(lián)網(wǎng)支出達(dá)到6904.7億美元，其中中國市場占比23.6%。據(jù)其預(yù)測，到2025年全球物聯(lián)網(wǎng)市場將達(dá)到1.1萬億美元，中國市場占比約25.9%。AIoT時代已到來，智能SoC芯片邁入增長新時代。

SoC芯片具有低耗能、體積小、多功能、高速度、生命周期長等優(yōu)勢。在性能和功耗敏感的終端芯片領(lǐng)域，SoC已占據(jù)主導(dǎo)地位。

SoC終端應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于消費(fèi)電子、商用電子及汽車電子等領(lǐng)域。受益于ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）、AI、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，自動駕駛、智能座艙、車載屏顯、車載攝像頭等市場需求持續(xù)攀升，這些細(xì)分領(lǐng)域都將會是國產(chǎn)SoC 芯片實(shí)現(xiàn)突圍的機(jī)會。

對生命周期相對較長的產(chǎn)品來說，SoC芯片作為摩爾定律發(fā)展的產(chǎn)物，未來發(fā)展不可估量。據(jù)統(tǒng)計，我國2021年SoC芯片產(chǎn)量為135億片，預(yù)計今年我國SoC芯片產(chǎn)量將達(dá)到185億塊。

三、國內(nèi)SoC芯片技術(shù)水平

近年來，在美國制裁和國內(nèi)市場需求推動下，我國在SoC芯片技術(shù)上不斷取得了突破，國產(chǎn)率持續(xù)上升，但中國廠商在國際競爭仍處于劣勢。

中國最先進(jìn)晶圓代工廠——中芯國際，由于美國的制裁，目前最先進(jìn)的制程只有4nm，乃至風(fēng)險量產(chǎn)的N+1、N+2，距離芯片制造龍頭臺積電3nm工藝相差2-3代的技術(shù)工藝。

對中國企業(yè)來言，在AIoT背景下，尋找具有潛力的細(xì)分領(lǐng)域，更能發(fā)展中國SoC芯片的優(yōu)勢。目前，中國很多廠商已在SoC芯片細(xì)分領(lǐng)域取得了不小的成績。

例如紫光展銳已從細(xì)分領(lǐng)域——物聯(lián)網(wǎng)，開拓出屬于自己的道路。據(jù)Counterpoint最新研究報告顯示，其在LTE Cat.1芯片細(xì)分賽道上超越了高通成為全球第一。

再如，國內(nèi)音視頻主控SoC的先鋒的瑞芯微；以物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi MCU SoC通信芯片及模塊為主的樂鑫科技；在智能車載、智能家電、智能物聯(lián)網(wǎng)等多領(lǐng)域布局SoC芯片的全志科技。

另外，高算力SoC芯片技術(shù)上，以車規(guī)級芯片為例，2021年，吉利汽車已自主研發(fā)出我國第一顆7nm制程的車規(guī)級SoC芯片。

四、國產(chǎn)SoC芯片發(fā)展挑戰(zhàn)

AIoT爆發(fā)，雖然給國產(chǎn)SoC芯片發(fā)展帶來契機(jī)，但是，隨著晶片集成度的提高，不論在芯片設(shè)計、晶圓制程、封裝、測試等方面，都面臨著極大的挑戰(zhàn)。

（1）SoC設(shè)計：

   設(shè)計環(huán)節(jié)成為SoC發(fā)展的最大瓶頸，主要技術(shù)問題在于需要一套IP重復(fù)使用與以平臺為基礎(chǔ)的設(shè)計方法學(xué)。

（2）SoC制造：

   SoC制造設(shè)計各類制程的整合，必須克服不同電路區(qū)塊不同制程相容性的問題。此類制程整合疊加的狀況，促使SoC制程過于繁雜，影響技術(shù)可行性或經(jīng)濟(jì)效益。

（3）SoC封裝：

  在封裝技術(shù)方面，SoC也面臨著晶粒尺寸縮減和焊盤間隙下降的挑戰(zhàn)。最大的挑戰(zhàn)在于，由于使用超低K電介質(zhì)，晶粒變得更脆、更易碎，因而封裝過程要求取放芯片更柔性。這意味著隨著SoC芯片微型化、輕薄化發(fā)展，封裝環(huán)節(jié)對貼片機(jī)的提出了更高的要求，對國內(nèi)封裝廠商而言既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。

封裝設(shè)備本土化也是SoC芯片國產(chǎn)化重要環(huán)節(jié)之一。近年，國內(nèi)封裝技術(shù)及封裝設(shè)備水平已取得了長足的發(fā)展，成功擠入國際前排梯隊。電機(jī)作為貼片機(jī)核心部件，直接影響著貼片效率和良品率。

國奧電機(jī)為應(yīng)對國內(nèi)外市場需求，深入技術(shù)迭代，可實(shí)現(xiàn)微米級高精度對位貼片；+0.01N力控精度柔性取放，保證封裝良率；“Z+R”軸集成設(shè)計，適用性更強(qiáng)，提升貼片效率。國奧電機(jī)作為國內(nèi)先進(jìn)半導(dǎo)體封測設(shè)備核心部件供應(yīng)商，一直為推動SoC等芯片國產(chǎn)化助力，致力于為各封裝設(shè)備廠商提供定制解決方案，以便更符合國產(chǎn)化芯片的封裝要求。

（4）SoC測試：

以往測試設(shè)備商大都是針對單一功能設(shè)計機(jī)器，而SoC芯片發(fā)展趨勢下，未來測試機(jī)臺走向多功能單一機(jī)型，以測試各種邏輯、模擬與存儲電路，縮短測試時間，加快測試速度，并滿足客戶“一機(jī)多用”的需求，這也是國內(nèi)芯片測試廠商的發(fā)展出路。

國產(chǎn)SoC芯片發(fā)展之路任重而道遠(yuǎn)。AIoT市場發(fā)展背景下，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)充分利用國家支持力量、國內(nèi)市場優(yōu)勢，抓住SoC芯片各細(xì)分領(lǐng)域，深入研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)，及時布局相應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備，共同推動SoC芯片國產(chǎn)化進(jìn)程。

可編程高精力控，降低損耗

國奧直線旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶有“軟著陸”功能，可實(shí)現(xiàn)±1g以內(nèi)的穩(wěn)定力度控制，支持速度、加速度及力度控制的程序化設(shè)定，使貼裝頭能夠以非常精準(zhǔn)的壓力觸碰芯片表面，降低損耗；

采用中空Z軸設(shè)計，預(yù)留氣管接口，真空吸取、即插即用，并可根據(jù)元件結(jié)構(gòu)及特性提供定制化服務(wù)。

高精度對位、貼片，保證良率

微米級位置反饋，獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，±0.01N力控精度，±2μm直線重復(fù)定位精度，±0.01°旋轉(zhuǎn)重復(fù)定位精度，徑向偏擺小于10μm，編碼器分辨率標(biāo)準(zhǔn)1μm，可在高速運(yùn)行狀態(tài)下仍穩(wěn)定輸出，提升良率及可靠性。

“Z+R”軸集成設(shè)計，提升速度

創(chuàng)新性的雙軸集成化解決方案，將傳統(tǒng)“伺服馬達(dá)+滾珠絲桿”合二為一，解決了Z軸自重負(fù)載問題，高速、精準(zhǔn)完成元件Pick & Place，貼裝等動作，推力曲線平滑，峰值推力8-50N，有效行程10-50mm ，超高循環(huán)壽命，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。

體積小，重量輕，可電機(jī)組合排列

直線旋轉(zhuǎn)電機(jī)LRS2015重量僅605g，輕巧的機(jī)身重量大大減輕了設(shè)備高速運(yùn)動中負(fù)載帶來的影響。電機(jī)厚度僅為20mm，在設(shè)備有限的內(nèi)部空間中可以并排安裝多組電機(jī)，減少芯片貼裝往復(fù)運(yùn)動過程，提升設(shè)備貼裝效率。