“新摩尔时代”的新兴应用与技术探寻(上)

有人说现在是大公司时代，强者更强，因此电子业内兼并重组现象时有发生。有人却说，未来给中小企业带来了机会，只要你的技术或产品在专注的领域里能排在前三，因为发达的媒体业铲平了信息阻隔，为更多的中小企业创造了贸易机会。

最近，笔者参加了美国Globalpress公司在硅谷周边——Santa Cruz举办的Electronic Summit2010(电子高峰会议)，有约30家公司参与，大部分是中小企业。从中感慨到：摩尔定律揭示了半导体业正向40/32/28nm制程推进的必然过程;但“新摩尔时代(more than Moore)”使新兴应用、新兴市场、新兴技术蓬勃诞生。现在有什么好点子、好技术、好产品、好服务?从此采访报道中可见一斑。

应用关键词：绿色、互联移动、视频处理、无线传感网

表1是笔者归纳的此次采访热点。

绿色

绿色和电子在哪里相遇?在绿色专题研讨会上，主持人——GreenTech网站的主编Michael Kanellos(1照片)给大家带来了一个好消息，相比绿色发电，半导体IC供应商从提升电源效率的电路中收益更大。尽管风能、太阳能、原子能和智能电网中的芯片很重要，但发电和相关监控所带来的货币价值相对较小，大部分电子价值会到电力系统供应商那里。在IC应用方面，LED照明、智能马达控制和智能功率控制增长较快。最好需要绿色方案与标准方案的价格对等。

低功耗是个永恒的话题，Silicon Labs公司提出了嵌入式系统的纳功耗，方法是使用在CMOS中使用混合信号CMOS技术。对功率敏感的应用包括智能电表、家庭中的电量监控系统、安全系统、个人医疗设备以及能量收集系统。很多这类应用是电池驱动的，然而有时每秒要处理千万级的指令，还结合有传感器接口、无线连接。

为了减少电流到纳安级，必须始于芯片级。尤其对MCU来说更是如此，因为它是很多电子设备的智能引擎。Silicon Labs通过混合信号技术来控制MCU中的主动、睡眠和深度睡眠模式。集成高性能的模拟外围包括A/D转换器、LDO和DC/DC调节器等。

Silego的使命是提供绿色方案，通过提供高性能的混合信号支持IC，快速带给市场有潜力的IP(GreenPRD)，来驱动系统高效、明显减少元件数量和缩小电路板空间，并且价格具有竞争性。

太阳能是最受瞩目的新能源之一，NS(美国国家半导体)公司可再生能源部总监Ralf J. Muenster重点介绍了该公司在太阳能电池板利用效率方面的创新——SolarMagic Power Optimizer，可大大提升太阳能电池的利用效率(图1)。

IC制造通常被认为是高污染行业。Samsung代工厂副总裁Ana Hunter女士介绍了该公司低功耗制程的4个R原则(Reduce、Reuse、Recycle、Refrain，减少、再利用、再循环、克制)。

LED是新一代照明。在讨论会之后的主题报告中，NS关键市场行销与商业开发部高级副总裁Mike Polacek着重介绍了该公司推出的业界首个带有动态余量(headroom)控制的LED驱动器LM3464，可用于工业、街道和汽车的照明。不像传统的高亮LED驱动器只驱动一串灯，LM3464 LED驱动器可驱动四通道，每通道可有20多个LED，由此减少了系统的复杂性和成本。

在第二天，Interisil的CEO Dave Bell提出“功率就是金钱”。例如数据中心(服务器农场)目前占美国能耗的5%，2009年美国数据中心的能耗增加了12%，因此，降低耗电大户的功率也意味着节省这些企业的成本。该公司数字电源等方案面向此类应用。在前一天的演讲中，Samsung称若在服务器中采用DDR3与SSD(硬盘)，可同比节省39%的电力消耗。

智能手机、互联移动设备

随着移动频带的激增以及LTE等更多的空中标准涌现，使RF前端的复杂性大大提高。Peregrine Semiconductor提供手机等所需的RFIC，例如开关、数字可调电容器(DTC)和功放(PA)等。首席市场官Rodd Nobak称其采用独特的RFIC的SOI(绝缘层上的硅)生产工艺——专利的UltraCMOS技术基于硅上蓝宝石(SOS)，因此在性能、插入损耗、低功耗、尺寸、成本上都有很大改进。Peregrine目前已出货6亿块RFIC，60%用于手机。新一代STeP7平台采用180nm制程、200mm晶圆。近日，Peregrine又与IBM微电子部签订了合作协议，共同开发和制造下一代UltraCMOS SoS制程技术。

手机显示增强和节电吸引着众多商家。QuickLogic提供的可编程视频增强解决方案平台主要是ArcticLink II方案，其中ArcticLink II VX为移动设备带来了TV质量的视频体验。主要包含两部分：VEE(视觉增强引擎)用于明亮阳光或过暗背景下的屏幕显示效果增强，DPO(显示功耗优化器)用于节电，主要用于LCD。看好OLED的前景，QuickLogic于4月27日宣布VEE和DPO也支持增强OLED显示的用户体验。

高清电视、海量信息处理、LTE

28nm制程成本比40nm还贵，这似乎违背了追求更低制程的初衷——降低单位芯片成本，但这丝毫不减厂家对28nm的追逐热度，因为根据摩尔定律，28nm必然到来。

Altera市场行销部高级副总裁Danny Biran称该公司28nm的Stratix V系列芯片拟2011年1季度面试。新的V系列欲开辟新摩尔定律(more than Moore)时代，即不仅是芯片密度的提高，更是应用的拓展。当前，在不断增加处理能力的同时，客户还迫切需要严格控制功耗和成本。Stratix V在DSP FPGA应用方面将锁定三大海量信息处理领域：高清电视，3G、LTE和LTE Advanced基站，军用雷达。

现在视频处理仍然较复杂，Altera的视频设计方法可以大大节省设计时间(图2)，Altera称目前已有超过100家客户对此感兴趣。

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占领了美国2/3数字家庭领域(数字电视、DVD机、机顶盒)的MIPS科技公司也闻风而动。CEO Sandeep Vij宣布了三大战略：⒈在消费电子领域继续投资，关注新兴的数字电视及STB(机顶盒)、3D TV等视频和图形技术，关注高清音频领域等。

2. 进一步开拓网络市场。 和Cavium Networks、NetLogic和Freescale等公司进行合作，力图切入核心网市场中。此外，在Wi-Fi 以及宽带接入方面，也在积极推广 MIPS 架构。

3. 4G移动便携式市场，包括应用处理器(AP)和基带。Android和4G网络的结合使MIPS的简洁、高效的处理器IP可以施展才干。

视频、高速通信需要高性能的模拟和混合信号IC支持。加拿大Gennum公司的模拟和混合信号产品部高级副总裁兼总经理Martin Rofheart博士介绍说，Gennum专注高速数据传输，提供模块IC。

新产品集中在数据通信和网络基础设施。目前，视频广播业务方面在稳步增长，例如3D广播视频、3G/4G通信等。3月，该公司推出集成的基于平台的解决方案，用于SFP+ 光模块，提供全集成的6G和11G bit/s数据率的模块IC解决方案。

公司下一步规划是：继续保持10G模块IC电信供应商第一的地位，增强网络、存储和云能力;继续保持广播视频传输产品领域第一位的供应商，产品包括均衡器、时钟恢复器、线缆驱动器、串行/解串器等。

4G是无线通信厂商的热点。法国Sequans Communications公司主要从事4G芯片和宽带+RF集成的公司。该公司市场与商业开发副总裁Craig Miller称：其TD-LTE方案已应用于上海世博会。与此同时，WiMAX市场也在蓬勃发展。据MaraVedis Research公司和Sequans预测，2010年WiMAX器件的出货量将是2009年的3倍。我国华为等企业是Sequans的最大采购商之一，产品主要供出口。

无线传感网、智慧地球

WSN(无线传感器网)和智慧地球是Internet未来的主要应用之一。WSN需要大量的传感器，也促进了MEMS传感器的繁荣。

MEMSIC(美新)是一家基于MEMS的传感器和系统的解决方案的公司，在我国无锡有制造厂。MEMSIC市场和销售副总裁Mark Laich说：该公司基于MEMS的ASSP(专用标准产品)用于大批量应用，诸如移动电话、消费类电子和汽车。5月10日，其推出了世界第一款完全集成的数字化方向传感器——DTOS。MXC6225XU型号产品为超低成本、两轴运动的定位传感器，用于移动电话、玩具、游戏、数码相机、平板电视、家电等。

感、知的下一步是行。善于提出新理念、走前沿高端战略的IBM，此次又重申了“智慧地球”的理想蓝图。IBM院士(Fellow)、战略联盟副总裁Bernard S. Meyerson博士告诉笔者，相比于物联网，智慧地球更突出了“计算”，需要云计算搭建SoS(System on System)等。物联网集中于感、知，数据量处理得相对较小;而智慧地球则强调需要大量的数据处理，例如智能交通，不仅需要把车流等信息汇总，还要计算出车该如何“行”。

技术关键词：FPGA、MEMS、模拟、处理器

FPGA、可编程

FPGA厂商Lattice的营业额在2009/08年增长了10%左右，2010年一季度营收达7040万美元，与2009年第四季度相比增长了28%，毛利率更增长了58.5%。这与该公司定位FPGA/CPLD的中低密度有关。据Lattice公司总裁兼CEO Bruno Guilmart说，该公司FPGA产品定位三大块：中等密度FPGA，特点是低功耗、量大，典型产品如ECP3;低密度FPGA，其特点是低成本、使用方便、供应渠道伙伴，今年将推出非易失FPGA;混合信号FPGA产品。三类产品锁定大批量市场或新兴市场，如数码相机、LCD TV、服务器、无线基站、智能手机(4000ZE系列CPLD定位于此)。Lattice产品三件法宝是价格较低、I/O口多，带非易失存储。

Silego不久前宣布推出GreenPAK和GreenSAK系列带可编程模拟的micro-FPGA，具有一次NVM可编程IC，使工程师在可编程的IC上用几分钟就可以完成数字、模拟和混合信号电路设计，在大型计算和通信板上可减少25%的元件。GreenSAK号称是业界最小的金属掩膜可编程数模混合IC，在典型的PCB(印制电路板)上，可以减少30%的被动和简单的主动元件数目。二系列目前针对4和8位MCU应用，或者与Silego的GreenCLK和GreenFET驱动器产品线配合。二者不同之处是：GreenSAK是一次可编程(OTP)IC，GreenSAK针对超大批量(1百万/月)、对价格非常敏感的应用。(未完待续)

(注：关于此次采访更多信息，可浏览笔者博客：http://wangying1.spaces.eepw.com.cn，或本刊视频网站：http://v.eepw.com.cn)