“成就一切却又超乎一切”，可谓是现代半导体技术最典型的特征。正是由于这种独有特性，也令其成为了当今世界各国最优先布局、投资和发展的对象。据WSTS统计，2018年全球半导体行业增长13.7%至4688亿美元，而作为全球半导体最大单一市场的中国，去年市场的份额占比则达到了33.8%，市场增长更是高达20.5%，超过整体市场13.7%以及以美国为主的北美市场的16.4%的增速。
第八届年度中国电子ICT媒体论坛——暨2019产业和技术展望研讨会合影
半导体产业的快速发展固然成就了很多细分应用市场，同时也成就了很多企业和个人。但产业若想进一步发展壮大，创造出更多的市场机遇，还是离不开应用的持续创新。如今，5G、AI以及IoT等行业浪潮正席卷全球，推动半导体技术向高速传输、智能化以及互联互通的方向快步迈进。为了进一步深入探究这种行业趋势，了解当今半导体产业的主流代表厂商们都在做些什么，记者应邀来到了由EEVIA(易维讯)主办的“第八届年度中国电子ICT媒体论坛——暨2019产业和技术展望研讨会”一探究竟。
TOF火爆手机、汽车和工业市场 连英飞凌也要掺和一把
要说手机市场时下热度最高的3D传感技术，则非TOF莫属。得益于技术端巨大的创新和挖掘潜力，市场上越来越多的厂商开始摒弃传统结构光以及立体视觉，转投TOF阵营。比如像Vivo NEX、三星Galaxy S10 5G、华为荣耀V20以及Oppo R17 PRO等主流一线大厂的多款手机，都采用了TOF来做前置人脸识别和支付，以及后置深度成像、AR图像引擎等应用。
英飞凌电源管理及多元化市场事业部大中华区-射频及传感器部门总监麦正奇
现如今，在手机市场站稳脚跟的TOF，也逐渐开始向汽车及工业市场进发。例如从手机进入汽车市场，TOF相机主要应用在三个领域，其一是汽车Cockpit的DMS、手势识别以及人脸识别这类应用;其二，TOF相机可以被用作固态激光雷达，比如Flash型和单光子型;其三，则是汽车智能化热推的APS(自动泊车)领域。
英飞凌REAL3传感器方案
作为该领域的主要玩家之一，英飞凌在TOF方案的研发上也在不断推陈出新，旗下相关产品早已在手机、工业以及汽车市场上市。据英飞凌电源管理及多元化市场事业部大中华区-射频及传感器部门总监麦正奇介绍：“英飞凌的TOF在消费电子、工业、汽车市场都有不同的领先地位。在消费电子上主要是以移动设备为主，可以分成手持或者VR、AR头戴的产品;工业方面，有自动化、安防、机器人等应用已经在发酵;汽车部分，不管汽车的内部或外部，它已经是一个选项之一了。工业移动领域，我们的REAL 3已经在量产化，借由我们的先进地位，我们可以提供效能最佳、功耗最低，而且成本上占有极大优势的晶圆产品;在手持设备端，REAL 3已经开始生产，2014、2015年就已跟几家厂商在手机上做一些距离的侦测，做两侧长度或者AR、VR的应用等;在汽车部分，目前正在研发的阶段，我们跟一些汽车的厂商在讨论，做一些立案的方式。英飞凌是自有工厂，除了研发到晶圆的生产，都是我们从本身的工厂出发，当然我们也可以跟代工厂以及其他厂商合作，甚至到软件运算的部分。”
英飞凌REAL3传感器优势概览
不过，如今市场上也有着很多不同的TOF方案以及各种3D成像传感技术，英飞凌的TOF方案有何特异性?对此，麦正奇也做出了解答：“英飞凌的TOF方案在强光下面可以实现整个完整的深度讯息，而且我们也有专门的演算法，智能的滤波跟伪影的校正，可以让数据的精准度跟讯息达到最完善。另外就是高集成度，可以提供给客户最好的BoM和整个物料成本。生产方面可以在5秒内做完一个校正，而且这个校正是终身性的，只要在出厂的时候做了，在后面应用时不需要再校正。TOF目前往高度集成的方向，可以把周边的性能都整合在芯片上面，这个部分对于厂商在生产上面的优势非常明显。而在最优性能方面，CMOS技术可实现最高光敏性，包含微镜头。再加上特有的SBI，抑制背光的效能，这个特殊的软体方式，它可以在每一个点上去滤掉不同的杂质，或者在强光下显示最好的深度讯息。整个振幅可以到100MHz，这是目前市场上最好的性能。客户在设计的时候可以有不同的调整，比如曝光时间、调制频率、帧速率、相位序列，可以做不同的规划和调整。同时，它还可以进行不同的模式，TOF在侦测的时候可以侦测远方和近方两种不同模式，同时做不同的应用，它可以多模式应用，而且可以只看你有兴趣的部分，可能你只对这个影子有兴趣，所以只做这个影子，因此这是非常灵活的调配结构。”
手机行业三大革新来袭 光学传感器大佬ams会怎么做?
在智能手机领域，现在流行着三大主流趋势，其一就是以3D人脸识别为主的前置功能，主要被用于身份的检测和安全支付;其次就是全面屏、无边框，这点在今年1月和2月份的两大消费电子展上可一窥一二，现场展出的智能手机几乎都配有全面屏和无边框的方案;再者，就是摄影增强，如何去捕住后续的摄影，让图像更完美的呈现，是手机厂商和用户端都在追求的目标。
ams的3D传感系统平台方案
作为全球光学传感技术领域领军者的艾迈斯半导体，本次也重点介绍了公司针对上述三大主流趋势而开发的成熟的方案和技术，以及相关的市场表现情况。首先，在3D视觉传感方案上，艾迈斯半导体先进光学传感器部门执行副总裁兼总经理Jennifer Zhao告诉记者：“从结构光到主动立体视觉以及TOF，我们都有相关的优质解决方案。像我们的结构光方案目前在市场上有一些厂商已经应用了，它的距离和深度以及安全适应都是最佳的，当然它的价位也是最高的，所以可以看到市场上比较高端的手机，很多是选择结构光方案来做;第二种是主动立体视觉，这个方案比较适合覆盖中等的距离，它的深度图质量也是比较优良，但是精度没有结构光好，它主要也是比较简单，价位比结构光更具有优势，有一些客户是选择它;然后就是飞行时间，它比较适合中远距离应用，现有的方案可以到5米左右。作为前置来讲，它的系统集成比较简单，尺寸是在三种方案里面最小的。总之，我们公司的理念就是，无论客户选择哪种方案，我们都是有成熟的解决方案可以提供，我们不仅有硬件，也有软件和相关的应用软件，在软件方面，我们提供的有光源、光路和先进的光学分装，另外也有NIR和ToF的摄像头。软件方面我们也有资源和合作伙伴，他们会给我们提供更全面的软件方案。”
艾迈斯半导体先进光学传感器部门执行副总裁兼总经理Jennifer Zhao
其次，智能手机的全屏化方面，Jennifer Zhao表示：“可以看到，这几年的手机的屏占比正逐渐增大，比如2016年大概是65%，当时主要是大家看手机是宽边框，但2017年出现了窄边框，主流屏的占比大概达到75%左右。而在去年，很多手机都是叫刘海屏，屏占比达到90%，今年很多屏幕都已经做成全面屏了，主流屏占比增长到95%。因此，通过这个趋势我们也有相应的支持方案，我们有一款支持全面屏的屏下设计传感器——TCS3701，可以做在OLED屏下面。目前，主要客户端的要求就是在屏下它的灵敏度要很高，因为光需要通过OLED屏下面发射出来;而另外一个，就是在所有亮度等级下都要运行，在OLED屏下高光低光下都能应用，现在我们这个产品已经实现了量产。”
最后，高质量的拍照市场需求正日益暴涨，摄影头功能改善也逐渐成为各家厂商竞争市场份额的焦点。Jennifer Zhao举例到：“比如在激光检测自动对焦领域，我们公司有一款新的产品叫TMF8801，去年主要量产的TMF8701是用于前端，算是结构光中间一个主要的器件单点1D TOF。今年推出的是TMF8801，可以解决2cm到2.5米的距离，精确度达到5%，跟行业相比我们的尺寸降低了30%左右，而且可以忽略玻璃盖的污渍，1D ToF可以忽略屏盖上的污渍。另外就是抗太阳光，我们公司的滤器片可以在强太阳光下也可以依旧功能很好。还有就是光源闪烁的控制，在人工光源下面，会有光源的闪烁，如果是没有经过检测照的照片，会看到一些波纹，你可以用光源闪烁检测来隐性摄像头的算法，就可以提供出更好的图形质量。”
赛灵思FPGA：如何调和AI落地面临两大关键矛盾?
对于半导体行业来说，AI的确是当前产业发展的重要推力之一。但令人尴尬的是，AI在技术端的飞速发展，却未能从实际的落地场景和市场的回报上体现出来。这主要有两大深层原因，其一是需要处理的数据和计算芯片所能够提供的处理能力之间存在较大的差距，计算芯片工艺从过去的28纳米、20纳米， 16纳米，14纳米、10纳米、7纳米、5纳米再到3纳米，摩尔定律使得芯片性能的增加速度越来越饱和，而只有高端的消费类、迭代很快的产品(例如手机)才能支撑得起最先进工艺高昂的芯片迭代成本。
而从芯片的发展趋势来看，如今的各类AI应用场景衍生出了很多新生的应用需求，这点也就要求越来越多的厂商开发针对性的AI芯片方案，虽然通用芯片的应用比较广泛、上手更快，但针对越来越多特定场景的应用需求，ASIC的性价比会更高一些。赛灵思人工智能市场总监刘竞秀表示：“所以，现在市场上有一个很重要的时间窗口，就是每个行业在需求成熟之前，在大家有能力、有信心去开ASIC把这个钱赚回来之前，大家不会去开ASIC，而且这时候又需要一个平台做初期的市场尝试或者在激烈的市场竞争中快速将创意变成现实，赢得市场先机，这时候FPGA就是最好的计算平台产品。”
赛灵思人工智能市场总监刘竞秀
第二个，就是芯片设计生产的长周期和快速迭代的市场需求之间的差距。刘竞秀认为：“芯片不是那种靠钱就可以换时间的技术，最快也要一年半到两年才有可能走完一个完整的流程，从后端设计包括封测等等，这个一年到两年的时间窗口是任何人做ASIC都要经历的。我们看现在的AI公司的客户，很多情况下需求都非常紧迫，例如说我这个月有一个项目，你能不能下一个月帮我把东西做出来，所以第二个就是快速变化、快速迭代的市场和ASIC开发周期漫长之间的差距，这也是第二个重要原因。”
赛灵思AI整体解决方案汇总
不过，赛灵思的方案则可以很好的调和这两类问题，刘竞秀告诉记者：“如今FPGA很多场景应用都非常高，代价就是周期比较长，三个月六个月一年都可能，但用我们现有的方案，最快几个小时就可以把新的网络部署在硬件上，就可以把系统运行起来，这对人工智能的创业公司和合作伙伴来讲是最重要的，可以非常快地拿到一个原型机，用这些原型机去真正的场景做性能、功能的迭代、数据的收集，这样产品才能更快地比别人推向市场。”
Versal自适应AI计算加速平台
赛灵思还重点介绍了自家的Versal计算引擎，刘竞秀表示：“首先，Versal计算引擎面对通信和人工智能高性能场景，定义了完全不一样的芯片架构，我们利用3D技术提供高性能的高带宽存储，提供两个能力，一个是计算能力，一个是存储能力，人工智能的网络都是几十几百层，几千万上亿参数的快速运算和反复的读取，如果每一层的数据运算的结果都需要去读写的话，一个是延时长，一个是功耗大，所以为什么现在主流做AI芯片慢慢会提供尽可能大的存储空间，而3D的技术是最有效提供高性能面向存储的技术。同时我们充分利用硬核处理器功能，支持AI场景的快速运算。”
工业4.0助半导体市场腾飞 ADI以独到方案解决场景化难题
对于半导体行业的主流厂商们来说，工业领域是除消费电子、汽车之外的另一大淘金之地。特别是在今年早期，国家推出了加速工业4.0的一系列整体战略，明确了五个智能的应用场景，将其视为可与业界提出来市场增长潜力比较巨大的领域。其中，包括面向未来的工业以太网、软件可配置的I/O、更智能的边缘技术、工业安全以及生态系统的搭建。因此，工业4.0不仅是一场系列的运营升级，也是一场商业的革命，为其赋能的不仅是其不断强大的网络，还有底层的物理技术。
ADI工业机器人控制系统解决方案
作为这波行业浪潮的见证者和直接参与者，ADI也非常直观的感受到了工业4.0给半导体行业带来的市场机遇。ADI亚太区工业自动化行业市场部经理于常涛表示：“工业4.0到什么程度，我们的确看到了一些机会，像生态系统和伙伴关系、物联网和大数据、机器学习、人工智能、更先进的机器人和协作机器人、增强现实、网络安全、可穿戴设备、自动驾驶车辆等，这也给ADI带来一些额外的增加，面向中长期潜在的机会，今天主要集中在工业4.0，工业自动化相关的产品方案，ADI本身而言，我们绝对不仅仅只有这方面的产品和方案。”
ADI亚太区工业自动化行业市场部经理于常涛
围绕工厂自动化的应用场景，ADI的一些比较独到的方案已涵盖了各个环节，比如工业控制系统领域，于常涛介绍到：“控制系统中有个很核心的就是模块，它是直接连接现场仪表和整个控制单元当中的纽带。ADI针对整个模块量输入模块，我们包含了全部的产品，比如我们推出了最新一代的AD411X产品，它是全集成的，并且做了很多保护的功能在里面，非常贴近国内客户的应用场景。同时，我们还提供了相应的电源的解决方案，因为在应用过程当中，基本上是24V输入、5V输出的电源架构。这个产品我们把它叫做软件定义I/O，每个通道都可以任意地定义为数字量的输入输出，或者模拟量的输入输出，所以我们把它叫做软件定义I/O。它是一个非常灵活的方案，可以给终端客户在工厂实施过程当中完全根据现场的实施结构，就能通过软件的方式把系统完整地运行起来，这会极大地节省我们现场工程安装的难度和成本。”
NOR Flash累计出货100亿颗 兆易创新借存储之力通新兴市场
作为现代各类电子设备的必需品，存储技术经过多年的演进也逐渐延伸出了各种不同的方案，NOR Flash作为存储领域的一大重要品类，也成为了当今左右半导体行业市场走向的关键力量之一。SPI NOR Flash应用领域如今已非常广泛，几乎涵盖了成百上千种应用，每一个新兴的电子数码设备中都需要有这样一颗Flash来存储代码。从2004年开始，NOR Flash基本是从无到有，兆易创新存储事业部资深产品市场总监陈晖表示：“2004年，大家刚刚开始推广SPI NOR Flash，达到60亿颗以上，平均地球上每人可以分到一颗。所以，NOR Flash是高可靠性的系统代码存储媒介，优点是指令协议简单、信号引脚少、体积小，符合这些新的电子设备对体积的要求。”
兆易创新存储事业部资深产品市场总监陈晖
作为SPI NOR Flash领域的主要玩家之一，兆易创新去年出货量大概达到了20亿颗，而且仅仅只用了一年的时间。如果从累计数据来看，在八九年的时间里，兆易创新累计出货量已超过了100亿颗，这也意味着全球有一百亿颗电子设备都是靠着兆易创新的Flash来存储其启动代码。
如今，随着各类新兴应用的陆续涌现，作为关键存储器之一的NOR Flash也开始需要和各种应用打交道，最典型的比如当今大热的AI领域，也都涉及到了Flash应用。陈晖表示：“如果用前一代产品，在调用算法、AI数据库时，速度会受到限制，只有用了新一代八口的高速率的传输，才能够保证这颗AI芯片真正地动起来，能够达到一个接近人脑的水平。AI非常复杂，一个MPU的功能图，其实在AI应用中会经常要调用不同的算法，从数据库里进行各种的比对。例如要通过对人、车、物的识别，背后其实就是对一些算法、数据库的及时调用。所以，作为Flash我们会支持它的操作，这样看它不光是有存储的系统代码，同样也会存储算法和一个大的数据库。但这并不需要一上电就把所有的算法或数据库都加载到系统里面，在需要的时候才会从flash临时来调用，所以就要求flash提供一个高的数据吞吐率。同样的对比，8口高性能的xSPI能让系统响应非常迅速，真正实现AI功能。”
功率半导体市场飞速增长 华虹宏力超级结MOSFET引全场关注
汽车电动化已成必然趋势，如今单台车上所需半导体器件的数量相比过去的机动车也翻了几倍，这对于各大半导体厂商来说都是不容错过的良机，尤其是那些在功率半导体领域已深耕多年的企业。据统计，2020年国内新能源车的销售目标是200万台，全球是700万台，这会是一个非常大的市场。有别于传统机车，新能源汽车中的电机、电池、车载充电机、电机逆变器和空调压缩机，都需要大量的功率器件芯片。电动化除了车辆本身的变化之外，同时也给后装的零部件市场也带来新的需求，同时配套用电设施如充电桩，也将带来大量的功率器件需求。
电动汽车中功率芯片的用途非常广泛，比如启停系统、DC/DC变压器、DC/AC主逆变器+DC/DC升压、发电机以及车载充电机等。华虹宏力战略、市场与发展部科长李健举例到：“以时下很热的IGBT来说，电动汽车前后双电机各需要18颗IGBT，车载充电机需要4颗，电动空调8颗，总共一台电动车需要48颗IGBT芯片。如果2020年国内电动汽车销量将达到200万台，后装维修零配件市场按1：1配套计的话，粗略估算国内市场大概需要10万片/月的8英寸车规级IGBT晶圆产能(按120颗IGBT芯片/枚折算)。基于国内电动车市场占全球市场的1/3，2020年全球汽车市场可能需要30万片/月的8英寸IGBT晶圆产能。除了汽车市场，IGBT在其它应用市场中也广受欢迎，业内有看法认为还需要新建十座IGBT晶圆厂，我觉得此言也不虚。”
华虹宏力战略、市场与发展部科长李健
国内在功率器件领域也有不少玩家，华虹宏力就是其中之一，硅基MOSFET是华宏宏力功率器件工艺的基础，后续工艺都是基于这个工艺平台不断升级、完善的。李健表示：“沟槽型MOS/SGT适合小于300V电压的应用，华虹宏力致力于不断地减少其pitch size，提升元胞密度，降低导通电阻，用持续领先的优异品质、稳定的良率赢得客户的赞誉。在对可靠性要求极为严格的汽车领域，华虹宏力的MOSFET产品已通过车规认证，并配合客户完成相对核心关键部件如汽车油泵、转向助力系统等的应用。”
相比基础的硅基MOSFET，超级结MOSFET(DT-SJ)则是华虹宏力功率器件工艺的中流砥柱。李健告诉记者：“超级结MOSFET最显著特征为P柱结构，华虹宏力采用拥有自主知识产权的深沟槽型P柱，可大幅降低导通电阻。同时，在生产制造过程中可大幅降低生产成本和加工周期。超级结MOSFET适用于500V到900V电压段，它的电阻更小，效率更高，散热相对低，所以在要求严苛的开关电源里有大量的应用。”
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