科技领先意味着国家发展的主导权,而芯片国产化就是我国把半导体行业十分重要的关键点。近日,中科院宣布:将光刻机等半导体制造环节当中的重要设备和材料,列入重点研究范围。由此可见,如今我国对于芯片科技领域的重视,可以说是进一步地提升了。 而提到中国芯片领域的巨头,中芯国际无疑是大众认知度较广的一家企业。在这个特殊的时期之内,其也肩负了中国芯崛起的重担。 据悉,如今中芯国际正在不断加大在半导体制造设备上的投资,以期能够扩大自身的产能,推动芯片国产化的进程。 在中芯国际持续发力的情况之下,作为世界范围内的半导体设备出口大国,日本因此也是得到了很多的利益。根据9月28日的最新报道显示,在今年的8月份当中,该国的半导体设备对华出口额,出现了大幅飙升的局面。 众所周知,由于卫生事件的影响和冲击,在今年伊始的一段时间内,我国有着许多产业都陷入了停工的状态当中,芯片也不例外。然而随着复工复产的推进,中国芯的发展也是迸发出了崭新的活力,且以中芯国际为代表的一众中国芯片制造商,也是加大了自身的研发力度。 在这种情况下,在今年的第二季度当中,中国时隔3个月,再次成为了日本半导体设备的最大出口市场。 此外,在8月份当中,双方在半导体设备的贸易方面,更是出现了进一步的增长。根据相关数据显示,8月日本对华销售的半导体制造设备的销售额,出现了同比17.3%的暴涨,销售额达到了1884亿日元(折合人民币约122亿元)。 毫无疑问,在此局面的背后,中芯国际等一众推动芯片国产化的中企,对此起到了主要的拉动作用。 目前来看,我国在NAND型闪存,以及半导体代工领域的设备投资,均是维持在一个较高的水平之上。值得一提的是,在此之前,日本半导体设备在中国市场内的最大买家,却并不是这些中国芯片国企,而是三星等在华的外企。 而如今这个情况发生了改变,更是进一步地显示出了我国现阶段对于芯片国产化的重视以及决心。在我国境内,目前半导体厂商的数量也是处于增长当中,这对相关投资也是存在着拉动作用。 看到这一局面,美方却是着急了。要知道在此之前,美方的半导体设备制造公司,在中国市场内可是占据了大量的份额的。然而由于其自身的相关限制,却是使得双方的合作不得不中止。而日本的半导体设备制造商,却是趁着这个大好计划,进一步扩大了在华市场的影响力。 对于美方的相关企业而言,这无疑是十分不利的。毫无疑问,若是没有着禁令相关的限制,该国的半导体制造商在现如今这个时期内,可以从中国市场内获取相当之大的利润,然而如今却是不得不拱手让人。 此前国际半导体产业协会的总裁,就曾对美方的政府喊话,表示受其做出的限制影响,该国在芯片制造设备的出口上,每年的损失预计将高达200亿美元(折合人民币约1365亿元)之多。 综上所述,对于我国而言,推动芯片国产化的进程是势在必行的事,而中芯国际等一众芯片产业,也是处于不断发力的阶段当中。
自2012年开始,我国的传感器技术与产业进入到飞快发展阶段,目前中国已经形成了较为完整的传感器产业链,并且呈现出多元化的发展趋势。2019年我国的传感器市场规模已突破2000亿元,相关数据预计2021年将达近3000亿元。 2020十年开局之年,疫情侵袭、零件涨价、资金链紧缺让不少传感器企业面临严峻挑战。在此背景下,9月23日至25日,亚洲传感器盛会SENSORCHINA风雨不改,在上海跨国采购会展中心成功举办。作为见证中国传感器产业迸发新机、凝聚传感器核心力量与提供交流对接机会的专业展会平台,SENSORCHINA带着它的超强实力传感器企业重磅来袭。 今年SENSORCHINA以“我们制造联接”为主题,致力于联接产业链上下游、联接技术与资本、联接供需双方,联接智慧未来。15+论坛、350+展商、15000+观众汇聚于此,见证传感器盛会的再次腾飞,汇聚不少技术超群的传感器企业同台竞技,互相交流,给大家呈现了一场技术、商业和思想的传感器盛宴。 一、巨头强势助攻,传感器应用协同创新 在本次SENSORCHINA的展会,不仅汇聚了芯片设计、各类型传感器、工业等低调的传感器企业,携黑科技产品与技术吸粉无数,更有传感器行业的精英人士紧密交流达成合作意识,引爆了智能家居、智能工业、智能医疗、智能交通、智能安防多个领域,用丰富的展品缤纷为观众所呈现多场景多品类的传感器产品解决方案,在无形中助推了中国传感器企业打造科研创新的综合硬实力。 在展会现场,慧聪电子网有幸采访到了来自传感器以及芯片等领域的企业,其中包括了 无锡芯感智半导体有限公司、苏州纳芯微电子股份有限公司、微传智能科技(常州)有限公司、艾知传感器(上海)有限公司4家代表企业的高层精英,在展会现场与我们的记者共话产业大势,直击传感新世界,接下来,让我们聚焦这次展会传感器厂商们的发展愿景与想法。 二、无锡芯感智:稳步增长,借时借势全力突破 无锡芯感智半导体有限公司 得益于国内市场的需求增大,我国已涌现了一批优秀、潜力巨头的MEMS传感器厂商。比如成立于2010年的无锡芯感智,作为国际知名的MEMS传感器研发与生产的“标杆”企业,对标以霍尼韦尔为代表的国际厂商,产品涉及医疗、汽车、工业等多个领域。 疫情期间,红外传感器产品市场一度火爆。在产品供应链保障方面,无锡芯感智总经理刘同庆直言道:“作为无锡唯一一家专注额温枪、监护仪等医疗设备芯片设计的企业,我们秉承着打造“无锡造”的理念,在4月底以自身硬核实力组建封测厂,疫情也没有阻止我们保障对于MEMS压力传感器的持续产出,从芯片设计、封装、测试、整机模组各方面都是严格达到国家标准工艺水准。” 据调查,无锡芯感智生产的红外传感器成为国内红外传感器产品跻身国际水平的经典范例,在今年好评如潮。SENSORCHINA2020上,无锡芯感智带来了包括工业和高端医疗器械上的传感器解决方案,而谈及未来传感器市场的发展规划时,刘同庆表示无锡芯感智将会继续拓展布局,未来两年保持60%的增长力,源源不断带给合作客户优质的产品体验,助力客户更好将产品推出市场。 三、纳芯微电子:紧握机遇,打响国产替代漂亮一枪 苏州纳芯微电子股份有限公司 信息化时代下,新技术革命的到来让传感器成为了人向外界获取信息的“电五官”,其中传感器在协助推动经济发展与技术进步上发挥了重要作用。在传感器这条赛道上,中国虽然起步较晚,但在近几年仍不乏出现作出亮眼成绩的国产企业。 作为国内知名的信号链芯片及其解决方案提供商,纳芯微电子聚焦了传感器与数字隔离两大产品方向,专注于数模混合信号链芯片的设计与开发,产品覆盖了汽车、工业、消费电子以及家电等领域。本次展会纳芯微电子重磅带来了两款压轴产品,分别是一款是带气嘴DIP8封装的MEMS集成表压传感器NSPGD1,一颗最新发布的车规级LIN总线接口传感器信号调理芯片NSA(C)9262,现场吸引了不少观众围观询问。 此外,今年5G基站的激增,其背后也蕴含了无限商机,其中首当其冲的便是隔离芯片领域。对于持续投入研发的国产IC企业——纳芯微电子,凭借其独特优势和丰富经验在领跑国内市场,在缩短与国际厂商的差距。纳芯微电子市场副总裁/传感器产品线总监高洪连在采访中表示,未来数字隔离领域也还是纳芯微重点布局的方向之一。 近年来中美贸易摩擦不断,其中通信行业成为了众矢之的,是较早出现在国产替代话题里的关键词,在这场科技竞争中,纳芯微电子紧抓5G与国产替代机遇,以首批在国内市场上实现规模批量出货的供应商打响了国产替代漂亮一枪,通过提供高品质、宽覆盖的产品,不断丰富产品组合,来满足合作客户对于高可靠性、高质量、高性能的多方需求。 四、微传科技:坚持创新,助力企业摆脱进口标签 微传智能科技(常州)有限公司 在世界传感器市场上,中国传感器产业在赛道上十余年奋力奔跑,目前已经处于由传统型向新型传感器发展的关键阶段,不久传感器技术的发展将会扫清边缘科学研发的障碍,世界各国在暗地里相互较劲,国内也诞生了一批优质的MEMS传感器厂商,其中微传科技被业界称为“磁与MEMS运动传感器的弄潮儿”,以拥有自主的AMR技术、可靠的核心算法及应用方案,稳定的生产质量和供应链管控等核心优势,在MEMS市场占据一定部分的市场份额。 这几年来,随着国家新基建战略的进一步实施和部署,传感器市场规模正在逐步呈现高速增长态势,这也将促进传感器技术的突破和创新发展,为传感器在新时代的价值创造提供千载难逢的机会。微传智能科技销售经理朱一鸣在针对国产市场方面回答到,虽然国内传感器主要都是依附于国外进口,但也越来越不能忽略国内智能磁传感器领域已经在持续突破,国内企业想要掌握一定的市场决策能力,更需要以硬核磁传感器核心技术为底气,这一点微传科技在市场需求、客户应用服务端有着本土优势。 此外,朱一鸣表示,传感器作为优质重要的信息和数据来源,传感器厂商必须保证在万物互联时代真正到来之际,能提供人工智能进行源源不断的数据来供应机器学习。此外,微传科技也在这一趋势下稳扎稳打,不断加大研发投入,加速集成电路与传感器融合,加持AI算法提高产品性能,努力制造出更加优秀国产磁传感器,助理传感器市场摆脱对于进口的依赖。 五、艾知传感器:磨刀不误砍柴工,市场大有可为 艾知传感器(上海)有限公司 在人们日常的生活中,一个必不可少的核心小器件总是围绕在身边,默默发挥着重要的作用,却又常常被忽略,那就是传感器——一个重要的信息获取装置,它与信息传输技术、计算机技术是信息技术的主要组成部分。在众多品类的传感器产品中,作为特种元器件之一的气体传感器,在近年来也因为涉及物理、化学、生物、等多个学科的安全问题而备受海内外国家重视。 目前我国的气体传感器发展趋势正猛,在微型化与智能化等方面也已小有成就,以艾知传感器SGX为例子,它是一家总部位于瑞士的气体传感器企业,主要关注人类生命安全与环境保护上的产品应用,如助力客户研发保护易燃易爆、有毒有害气体的相关产品。艾知传感器SGX亚太区副总经理查仲方在采访中,更是直接调侃到艾知传感器SGX像是一家学术派的企业,因为公司也是密切关注全球范围内危险性气体法律法规的发布情况,以及相关产品的研发进度。 在进一步的采访中,我们了解到艾知传感器SGX是一家历经60年的老牌气体传感器厂商,坐拥多个MEMS技术专利产品,以强大的研发团队与先进研发技术为有力支撑。在汽车领域其产品国内年销量能达到200万+,市场占有率50%以上,对标客户的多样需求进行定制化生产服务。 “磨刀不误砍柴工”,查仲方谈及国内传感器研发状态表示,艾知传感器SGX认为无论是从国家层面还是从行业技术的研发层面,都需要顺应发展趋势,给自己一个逐步发力增长的时间,艾知传感器SGX是非常看好中国市场的,在国产替代方面也在加强布局,靶向性地针对关注的市场进行产品开发,制造出更多优秀的气体传感器产品。 总而言之,未来万物互联将会是下游场景应用定义和驱动芯片设计的时代,中国传感器厂商也将会迎来弯道超车的良好机遇,坚持产品应用与科技创新才是实质的取胜之道。
台积电的5nm工艺,在今年一季度就已投产,为苹果等客户代工最新的处理器:A14处理器。 在最新的报道中,媒体表示台积电可能无法完成苹果要求的数量,他们今年最多只能生产7400万颗,未完成部分将推迟到明年。如果在今年最多只能代工7400万颗A14处理器,那苹果今年可供应的iPhone 12,就将低于7400万部。 此外,在9月16日凌晨1点开始的发布会上,苹果新推出的iPad Air,搭载的也是A14处理器,这也会导致可用于iPhone 12系列的处理器减少。 从苹果方面公布的消息来看,A14处理器采用5nm制程工艺,集成118亿个晶体管,采用6核中央处理器和4核图形处理器,性能和能效较上一代均有提升,拥有苹果设计的新一代16核神经网络引擎,每秒可处理11万亿次运算。 此外,在5nm工艺大规模投产之后,台积电将投产的下一代重大芯片制程工艺,就将是3nm,目前正在按计划推进,计划在2021年开始风险试产。 据悉,台积电3nm工艺准备了4波产能,其中首波产能中的大部分,将留给他们的大客户苹果。 台积电目前正在按计划推进3nm工艺在2022年下半年大规模投产,设定的产能是每月5.5万片晶圆。 但知情人士也透露,5.5万片是投产初期的月产能,随后就将逐步提升,2023年的月产能将提升到10万片晶圆。 有消息人士透露,华为交付给台积电的订单是1500万颗,由于生产时间受限,订单并未全部完成,最终只有880万颗。
台积电已经全面投入生产5纳米单芯片平台和处理器,而台积电的3nm工艺正在按计划推进。并且如消息人士所言,明年将开始使用3 nm工艺技术试制单芯片系统。 虽然3nm工艺还未投产,但外媒已在关注台积电这一先进工艺的产能。 外媒在报道中表示,台积电3nm工艺准备了4波产能,其中首波产能中的大部分,将留给他们多年的大客户苹果。 而在最新的报道中,外媒也提到的了台积电3nm工艺的后三波产能,外媒表示,这三波产能将被高通、英特尔、赛灵思、英伟达、AMD等厂商预订。 外媒此前也曾有提及台积电3nm工艺的产能,在大规模投产之后,台积电设定的产能是每月5.5万片晶圆,随后逐步提升,在2023年提高到每月10万片晶圆。 在最近两个季度的财报分析师电话会议上,台积电CEO魏哲家都曾有谈到3nm工艺,他透露同5nm工艺相比,3nm工艺将使芯片的晶体管密度提升70%,速度提升10%-15%,能效提升25%-30%。 台积电均未透露3nm工艺是否会有第二代,他们的7nm工艺有两代,今年投产的5nm工艺,也将研发第二代。
在华为开发者大会上,华为方面透露了鸿蒙系统HarmonyOS在第三方设备上的搭载情况。华为智能屏幕电视将是首批使用HarmonyOS 2.0操作系统接收更新的设备,除此之外,首批支持HarmonyOS系统的家电企业,据透露为美的、九阳、老板电器。 据美的集团副总裁兼CIO、IoT事业部总裁张小懿透露,目前美的已有超过15款搭载鸿蒙系统的家电产品。 从目前来看,鸿蒙在操作系统市场还只是追赶者的角色,就连余承东也承认,目前鸿蒙系统只有70%到80%安卓机水准。 华为使用鸿蒙是因为华为没有其他选择,家电厂商使用鸿蒙是因为设备对系统要求低,鸿蒙完全可以满足家电产品的互联需求。 支持鸿蒙的家电产品种类繁多,至少包括洗衣机、冰箱、空调、烤箱、净化器、电饭煲等常用电器。 如果情况属实,还有哪些品牌可能会搭载鸿蒙系统HarmonyOS? 除了现有的美的、九阳和老板电器,没有智能互联生态系统的家电品牌或消费电子品牌很可能会考虑接入HarmonyOS。 鸿蒙作为一款为物联网时代准备的系统,已经在多个领域开始建设生态。虽然手机领域、PC领域,鸿蒙可能无法取代安卓和Windows系统地位。但从长远来看,未来鸿蒙系统逐渐更新换代后,肯定不会逊任何一个系统,未来也有可能成为主流手机操作系统之一。 在电视机方面,由于华为有自己的智慧屏产品线,获得彩电企业的大规模支持的可能性不大。在白电、厨电、小家电企业领域,由于华为没有实质性竞争关系,因此获得这些企业的支持相对比较容易。 据了解,搭载了HarmonyOS系统的美的家电产品将在今年双十一前推向市场。
在自研科技上,华为一直自主研发鸿蒙OS,这是华为将来替代谷歌安卓系统的一大力作。所以鸿蒙的意义远不只是一款操作系统,早在4年前,华为就将鸿蒙加入到了华为软件研发项目工程。自去年鸿蒙发布以后,用开源的方式扩大影响力。 直至今年的华为开发者大会上,华为也将鸿蒙升级到了2.0版本,而今年底就能面向开发者发布智能手机版鸿蒙,明年1、2月可以逐步面向华为用户开放鸿蒙系统。 华为将继续逐步阐明其实施Android替代品的计划-操作系统HarmonyOS的移动版本(或中国市场的Hongmeng OS)。 华为高层管理人员之一王成禄在最近的演讲中宣布,移动HarmonyOS 2.0的beta版将于2020年12月上市。但是,我们正在谈论面向开发人员的测试版本。 需要注意的是,华为可以为开发人员提供测试安装HarmonyOS而非Android的智能手机的方法。 这将帮助制造商在2021年基于替代操作系统推出新的移动设备。 如前所述,对于普通用户,该平台将于2021年可用。 1月和2月,将在华为和Honor智能手机上开始公开Beta测试。 此后几个月,将开始对现有设备进行全面的更新。
在2019海峡两岸集成电路产业合作发展论坛上,在谈到科技对社会的影响时,台积电中国区业务发展副总经理陈平说:“每一个时期的重大发明都会改变我们的生活,19世纪的钢铁,20世纪的汽车飞机等等,在推动发展力的同时也让社会蓬勃发展。而着重要说的就是20世纪中期半导体晶体管的发明,这一项发明让社会产生了巨大的变化。基于半导体建立的IT技术,让世界变成一个“村”,人类从此进入互联时代。” 一、发展动力强劲的半导体产业 半导体的出现彻底改变了我们的生活,集成电路发展到现在不过60年,最早出现的时候,产品规模全球每年只有几千到几万台;7、80年代开始,电子器件普及,产品规模一年达到数亿台;而到了最近几年,手机等消费电子开始流行,每年产品规模可以达到几十亿。人类的生活在不断发生改变,越来越大的需求在不断推动新技术的产生,移动终端、高速计算平台、IOT以及自动驾驶等等,带来无数商机。 半导体产业的发展动力很强,原因无他,源于人类对美好生活的向往,陈平说道。在过去的十年里,智能机、互联网的兴起推动社会产生了巨大变革,因此社会对半导体技术的期待与日俱增。所谓“由俭入奢易,由奢入俭难”,人类已经没有办法去适应落后的设备,如今手机即将进入5G时代,AI也在悄悄改变人类的生活,所有这些最前沿高端的技术,最底层的机制都是芯片。 5G时代,每天都会产生大量的数据,为了处理这些爆炸式增长的数据,芯片需要拥有低功耗,低延时,高计算能力以及高带宽等性能,因此能效比也成了如今制造芯片的关键指标。这些听上去矛盾的性能要怎么实现? 二、三大法宝应对庞大的半导体需求 陈平提出了这几点思考: 1.如果想提升技术,必须延续摩尔定律的发展 陈平解释道,所谓的摩尔定律就是当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍,这其实是非常激进的理论,但从1987年的3μm,到如今已经开始量产的7nm,大家似乎都不约而同的选择遵守并追赶摩尔定律。 “就台积电来说,7nm量产已经超过一年,5nm已经进入初期量产阶段,明年年底将实现量产, 3nm也已经在来的路上了,值得一说的是,我们的2nm的研发也已开始。我们在不断追赶摩尔定律,它还在继续前进,并没有失效。”陈平说道。 而不断改进缩小的工艺到底有什么用?陈平给出了这样一个例子。大家都知道华为目前大部分手机都采用自家芯片,华为mate20是其中比较火的一款手机。这款手机配备的就是华为麒麟980芯片。这款芯片集成了69亿个晶体管,拥有非常强大的性能以及极低的功耗,而这一切都是在7nm的工艺上实现的。 工艺的微缩进展得益于全行业的不断创新,摩尔定律走到尽头的言论在1992年就已经有人提起,但这么多年来却一直在延续,唱衰还言之过早,陈平称。 对于芯片制造来说,光刻机是非常重要的一部分。光刻机在发展193nm的时候停顿了很多年,最终靠浸润式技术实现了突破。如今所用的7nm技术就是依靠193nm的光刻机去实现的。如今光刻设备公司有了重大突破,euv技术让光刻不在成为微缩的瓶颈,同时新材料也有了突破,这正是陈平有自信说出摩尔定律不会终止的原因。 2.大量引进3D集成概念 虽然目前技术在不断进步,但终端产品出现越来越多的要求,需要高速的逻辑芯片以及存储器、射频芯片等等,像以往在一个平面上摊大饼显然就不合适了,这样子意味着芯片高功耗以及大面积等,与所追求的目标完全是相反的。 因此,陈平提出,目前的方法是用半导体晶片板代替集成电路板,下面布线,把不同的芯片接在下方,如果把芯片平行放置,这种方法被称之为2.5D系统,如果垂直放置,就被称为3D系统。而台积电目前已量产2.5D系统,3D系统也正在开发,就这个方向来说,发展速度与摩尔定律是平行的。 作为例子,陈平提到CoWoS这个技术,它是2.5D系统的代表。原先因为价格昂贵被多家弃用,而随着制程推进到16纳米FinFET,以及异质芯片整合趋势成形,目前已有多家厂商订购,2.5D系统可以提供高速计算,是目前比较通用的技术。 陈平还提到另一个趋势-先进封装技术,把不同工艺通过异构集成组合在一起,用完全不同的工艺制造出来的芯片集合在一起,不仅可以保存功能,还能尽可能缩小体积。 3.硬件与软件的协同优化 对于产品的生产来说,硬件很重要,软件也不能忽视。陈平说,在早先研发工艺的时候,采用的是机械方法,现在不一样,你需要看最终的设计是否是最优化的方案。因此在工艺开发的时候需要与客户紧密合作,而不能以指标作为最终目的。 在系统层面上来说,以前的gpu,cpu等优点是比较通用,可编程。但缺点也很明显,效率比较低,用硬件加速的话,功能都是特定的,灵活性不好。现在的设计将硬件加速器变成高效速率器件,同时带有可编程、可设计功能,这是在系统层面的大方向。 就陈平来看,未来soc的结构基本都会硬软件相互配合优化,而台积电也将对系统段的优化非常关注。 半导体产业的需求很高,由单一型变成综合的能效型,掌握好三大法宝,是壮大半导体行业的必要手法。
国内AI新秀北京清微智能科技有限公司继去年语音芯片量产后,针对视觉处理开发的多模态智能计算芯片TX510已规模量产。据悉,TX510于去年9月正式发布,为一款面向IoT设备的超低功耗视觉处理芯片。首批出货客户为智能门锁厂商,并已拿到多家智能家居、安防、航空等客户的订单。 该芯片基于可重构计算架构,内置3D引擎支持AlexNet、GoogleNet、ResNet、VGG等主流神经网络,可实现人脸识别、物体识别、手势识别、目标跟踪等功能。 随着AI、云计算、大数据、物联网等技术的发展,各种智能终端设备的普及,数据流量的增速正在不断加快,对芯片算力提升的要求也日益迫切。过去,工艺的提升和架构的改变能带来芯片性能的提升,但随着摩尔定律逐渐趋缓,架构创新成为最重要的方向。 而清微智能的可重构技术通过实现“软件可编程、架构能变换”的能力,在同等功耗下具有更强算力,并具有低成本、应用开发简便等特征。 据悉,TX510芯片的AI算力达1.2T(Int8)/9.6T(Binary),峰值功耗小于450mW,启动时间小于200ms,AI有效能效比达5.6TOPS/W,在业界达到领先水平。 此外,TX510支持3D结构光,支持3D活体检测、红外活体检测、可见光活体检测等,可以抵御照片、视频等二维攻击,面具等三维攻击。误识率千万分之一的情况下识别率大于90%,大大高于指纹误识率五万分之一的安全指标。 对于智能门锁客户来说,通过此颗高性能芯片的加持,内置TX510的智能人脸识别门锁将实现诸多优势。清微智能技术负责介绍: 一是安全性高。可达到金融级安全标准,这一方面是基于芯片本身的性能,另一方面有赖于安防级人脸识别算法。 二是响应快,免接触的启动时间100ms+,开锁时间小于1秒。三是待机功耗小于10uW,峰值功耗小于450mW,在平均每天开锁20次的情况下,8节5号电池平均使用时间超过一年。 值得一提的是,除芯片具备高性价比之外,清微智能同时提供模组、算法和完备的SDK,可高度简化客户的开发过程。 随着AI芯片的热度趋缓,落地成为衡量芯片实际商业价值和生命力的关键准则。 从清微智能产品演进的节奏来看,它既拥有坚实的技术根基,同时也具备快速推进将产品变现的能力,接下来清微智能的落地规模也将让市场真正验证其商业价值。 清微智能未来将继续在AI芯片领域加重研发力度,不断侧向移动端与云端,为物联网时代到来提供高算力、低功耗的AI芯片。
一、IP核就是光刻机的魂 芯片设计和制造流程简单来说可以分四个阶段的,功能/性能定义(需求分析)、IC设计(集成电路设计)、IC制造(光刻机部分了)、封装测试。 芯片功能、性能的定义。在做设计芯片之前要先定位,这个芯片是用来干什么的,它要性能指标要达到什么样的要求。比如,厂家要出一个处理器芯片,最简单的一点就要先确定这是一个多少位的CPU,多少核的。 比如咱们买电脑的时候,经常看到电脑搭载的是英特尔64位四核处理器。那么这个芯片在出厂之前,英特尔就定好了,它是64位的,里面有四个核心。 64位是采用64位处理技术的CPU,简单理解就是处理器一次运行64bit数据,这个数字越大说明单次可以运行的数据越多,处理速度越快。 四核处理器就是基于单个半导体的一个处理器上拥有四个处理器核心。并且四个核心的处理能力和功能是一样,可以同时运行,所以业界将这样的处理器称为真四核。 然后还需要定义该芯片的其他的一些属性,比如I/O驱动能力、功耗、工作温度等等。 二、IC设计需要EDA软件和IP核 如果这里翻车,也就没光刻机什么事了,这步骤包含的内容非常之多,比如系统设计、算法设计、行为级描述/优化、逻辑综合/优化、仿真、测试、制版数据生成等等。 这里的IP跟咱们常熟知的IP地址中的IP不一样。它的全称是Intellectual property,也就是知识产权。这些IP核心就是别人做好的模块,可以在设计中直接使用。 软银集团欲出售的ARM公司就是该环节的头号玩家,据悉全球90%的智能手机的处理器都是用ARM的IP授权,苹果、高通、华为海思、三星都是其客户。 三、IP核也有三种不同程度的设计:软核,固核,硬核。 软核,以加密源代码的形式提供;简单理解就是提供代码给你,你还可以根据自研芯片的情况来调整和优化,灵活性高,对芯片厂商的技术要求较高。 固核,介于软核和硬核之间的一种核。以门级网表提供,除了完成软核所有的设计外,还完成门级电路综合和时序仿真等设计环节。比如它完成了描述功能中一些比较关键的路径进行预先的布局布线,而其他部分仍然可以任由编译器进行相关优化处理。 硬核,完整后端设计的掩模了,可理解为成品,拿去就可以用。相当于厂商跟你把需求完整分析后交付的,将该考虑的全考虑进去了,可靠性很高,但是灵活性就低了。 通常芯片设计公司会根据自身的业务,以及IP核的特性,购买不同的形态IP,用在自己的芯片设计中。IP核主要就是方便了设计的重用性,使得通用模块可以被重复用,省时、省力。 芯片设计公司自己设计IP核,需要面对: 1、专利保护,能否绕开现有IP授权公司专利。 2、巨大投入,人力、物力、时间。 3、够不够打,做出来了,能不能与竞争对手对抗。 4、容错率低,一旦设计不当,满盘皆输。 华为海思采购的是IP就是ARM公司授权的v8架构,华为在其基础上再进行芯片设计。如果没有ARM授权,不会在这么短的时间内出现如此优秀的华为海思麒麟处理器。 在5G时代,新应用、新产品将会层出不穷,需求多且更加个性化,要求芯片厂商以更快的速度推动新产品上市。 现今的芯片厂商都在开发5G SoC(系统芯片),以便快速适应5G技术,并将产品及时投放到市场。因此厂商需要考虑采用新工艺的芯片成本、功耗、温度、算力多少?能否快速上市等问题,而IP核的强大之处就在于这些它都帮你验证好了。 系统SOC结构是一种实现复杂系统功能的超大规模集成电路,大家可以看到里面包含有大量的IP核,功能越复杂,对IP核的依赖就越多。 ARM的IP核授权,让很多芯片设计公司省去了很多事,该验证的环节、该考虑的因素,ARM可以全部解决;公司的产品可以快速上市,占领市场先机。另外,ARM是一家纯粹的IP授权公司,以IP授权为核心的无晶圆半导体公司,即只做IP授权,其他一概不涉及。所以ARM联合创始人发言称,若ARM被芯片厂商英伟达收购,则对ARM来说是个灾难。 四、国产IP核之路,任重道远。 有着“中国半导体IP之王”的芯原微电子,成立至今已有19年,虽然其2019年在同类公司中排名第七,但是其短板也非常明显。 1、不具备CPU类的IP,拥有图形处理器(GPU)、神经网络处理器(NPU)、视频处理器(NPU)、数字信号处理器(DSP)和图像信号处理器(ISP)五类处理器IP,以及 1400 多个数模混合IP 和射频IP。 2、在嵌入式非挥发性存储器、内存编译器等 IP 方面也没有储备。 3、大部分IP是通过外部并购而来,并非自主研发,说明自研方面的技术储备不够。 但是,芯原所积累的经验非常宝贵,因为它知道哪些IP是目前没有办法介入,半导体哪些领域的IP值得去投入,这样就可以少走很多弯路。比如芯原在这么多年的积累就指出,RISC-V (RISC-FIVE)将会是中国芯片产业的全新机遇,RISC-V 是第五代基于 RISC(精简指令集计算机)的 指令集架构,因具备自由开放、成本低、功耗低等方面的优势,受到全球广泛关注。 在2019国际芯片大会(Chips 2019)上,中国工程院院士倪光南在展望开源芯片前景时曾表示:“RISC-V很可能发展成为世界主流CPU之一,在CPU领域形成英特尔、ARM、RISC-V三分天下的格局。” 在5G这个万物互联的时代,RISC-V的轻量级,灵活性,更符合物联网应用的碎片化特性。国内目前围绕RISC-V 架构开发和使用的企业已有上百家企业。比如华为海思、阿里的平头哥、中天微,兆易创新、华米科技、嘉楠科技、北京君正以及获得小米投资的芯来科技。 RISC-V 俨然为中国提供了在 X86 与 ARM 架构之外的第三条自主化路径。英特尔靠X86在PC时代叱咤风云,ARM靠RISC在移动互联网时代处于浪潮之巅,当今,只有牢牢把握IP核才能引领5G和物联网时代。
2020年第23届中国集成电路制造年会上,国产EDA龙头企业华大九天董事长刘伟平公布了一则数据。国内所有公司从事EDA工作的人员不到1500人与国外大型EDA企业公司拥有上万人相比,差距显而易见。 因而芯片设计领域95%的市场由美国EDA公司把控,国内EDA产业又该如何崛起? 在整个芯片制造过程,需要EDA的环节很多,通常有四大类EDA工具,咱们先来看下发展历程(如图)。 一是DFM,该工具与可制造性有关,OPC是其中最突出的一环; 二是是工艺仿真,开发一个工艺必须要先通过软件来进行仿真,确定一些参数、配方之后,在开始制造; 三是与设计接口,EDA工艺实际上主要为设计服务,通过提供PDK,库以及IP,这些都需要EDA的工具来支持; 四是生产过程中的良率分析,以及如何提升良率等问题。在设计端和制造端的结合过程中,想要提高良率也需要一些相关的工具来进行相关的良率分析等。 很遗憾,国内这方面做的效果都不是太好,国内大部分都面向制造环节,在封测领域较弱,在EDA市场市占率目前只有15%左右,与国外巨头相比,差距很大。 华大九天成立于2009年,在EDA领域中具有较长的发展历史,在国内同行业算是拥有较大的发展规模的企业,员工在600人左右,除去一些行政管理人员,研发人员不到500人。 华大九天如今在重点布局四个方面,获得了一些成就。工欲善其事必先利其器,中国集成电路与国外先进水平的差距需要弥补,而弥补差距需要工具,只有解决了芯片设计方法学上的难题,才有资格和实力去追赶。 1、在模拟电路方面,有全流程的工具,在仿真工具领域发展不错,还获得不少国际友商的认可,有部分国外友商还把华大九天在这方面的成绩作为目标。 2、在数字电路方面,华大九天主要在后面做优化,以及数字电路的物理验证,布局布线等相关的工具。 3、正在努力补全晶圆制造和封测这一块,这块偏弱。 4、华大九天在平台显示领域里面已有一套解决方案,全球目前只有华大九天专注于这个领域,这主要与国内的产业有关联,可打造完整的产业闭环。 只有产业内一起携手共进,通过补短板加长板,共同把我国集成电路产业,尤其一些关键的重要的环节能够把它做好做全,才能真正解决我国半导体产业的需求。只有突破EDA,且对于技术需要不断的更新和迭代,才能彻底解决芯片制造的难题,在坐稳市场占有率的国外公司中,抢到属于自己的一份市场。
指甲盖大小的芯片,它的制造工艺十分的复杂和繁琐。一款芯片的出世,从沙子到芯片一共需要大约6000多道工序,主要分为三个大环节,即前期的芯片设计,中期的芯片制造,以及后期的封装测试。 仅仅是光刻机设备,就需要十万左右的零部件,才能够组装完成。然而卡脖子的不仅仅是芯片的制造设备光刻机,在芯片IC设计领域上,EDA软件也是国产芯片急于解决的问题。 一、什么是EDA软件? EDA软件是芯片设计的重要软件,如果仅通过人工一个个地对晶体管进行排序。一个处理器内上百亿的晶体管想要在短期内排序完成,基本不太现实。而EDA软件,就是将这一个过程自动化处理,从而减少芯片设计者的工作量。 但根据相关数据统计:目前国际市场的95%的EDA软件,采用了Cadence、Synopsys、Mentor三家美国公司所开发的产品。 这些美国公司在EDA软件的数据库中不断的更新,如果没有办法获取最新版本的数据库。即使你有芯片的架构授权,芯片的设计过程和工作量也会被大大增加。有能力设计好芯片,才能够制造芯片。 EDA软件的重要性丝毫不输于光刻机,在芯片制造领域也属于较为关键的一个步骤。 二、好消息!EDA软件迎来突破 近日,中国EDA软件市场最大的华大九天,在中国集成电路制造年会上官宣了一则新的消息:华大九天将推出一站式的晶圆制造工程服务,依靠自己的软件设计平台和EDA开发资源,打破国外的技术垄断,为国内的IC芯片设计公司提供技术支持。 据悉,华大九天是国内最大的EDA软件开发者,在国内市场份额上丝毫不输三家美国的EDA软件公司。同时,华大九还推出了Foundry专用的EDA 工具,在处理软件的性能上也有着自己的技术优势。 在今年的5月15日,美国的三家EDA软件公司,就相继宣布了将与华为终止合作关系,虽然此前的老版EDA软件授权还在,但是想要升级最新的数据库已经不再现实。 而华大九天所开发的EDA软件,毫无疑问的将会打破西方市场对我们的垄断。在芯片设计领域,国内依旧可以依靠自己的软件进行。此后,光刻机产品技术突破,国产高端芯片也将会完成国产化的设计与制造。 三、比尔盖茨果然没说错 9月17日,微软创始人比尔盖茨在接受采访时就曾表示:“现如今,(美国)正强迫他们(中国)自己制造芯片,这意味着未来美国会有(部分人)失去高薪工作。中国却会因此完全自给自足 。” 如今,无论是光刻机产品攻关,还是芯片设计所需要使用的EDA软件,国内都先后传出了好消息。 三家EDA软件巨头退出中国市场,反而为华大九天的发展带来了更好的先前条件。 在芯片制造领域,中国工程院院士倪光南也曾透露:“目前国产化的芯片制造工艺,已经能够生产出28纳米/14纳米的芯片产品了。” 芯片制造领域,中国绝非空白,如今EDA软件的突破,也证明了国内半导体行业的决心,国产芯片也终于迎来了自己的新局面。 目前来看,中国半导体产业的发展速度十分的迅速,尤其是在高端芯片技术制造的布局上。中国甚至要远超欧美国家,比如碳基半导体的相关材料研究工作,国内已经取得了技术上的优势。 比亚迪创始人王传福说:“芯片是人造的,不是神造的”,只要潜心专研,没有什么问题是解决不了的。
华为之前宣布的关于其自主研发的HarmonyOS v2.0。据说明年,HarmonyOS 2.0将进入电话和其他一些智能设备,并且用于智能手机的HarmonyOS 2.0 SDK将于12月到货。 华为首席执行官理查德·于(Richard Yu)在中国深圳举行的年度华为开发者大会上介绍了该公司自产的HarmonyOS的第二版。虽然去年推出的第一版HarmonyOS主要是为“ 工业用途 ” 设计的,但HarmonyOS 2.0将用于智能手机,电视,智能手表和汽车主机。 尽管智能手机SDK将在12月提供,但今天仍为开发人员发布了Beta版本的HarmonyOS 2.0 SDK。华为有望在明年某个时候推出首款运行HarmonyOS 2.0的手机,尽管最初的关注点可能会集中在中国市场。 华为声称HarmonyOS 2.0带来了更智能的语音识别,自适应用户界面,安全性改进,更快的跨设备数据传输以及改进的多屏功能。 除了宣布HarmonyOS 2.0之外,华为今天还启动了OpenHarmony项目,以支持在类似于AOSP的开源版本上进行开发。但是,当前,OpenHarmony项目仅支持具有128MB RAM的设备。华为预计到明年4月将内存限制提高到4GB,并在2021年10月将其完全删除。 此外,华为透露,得益于180万开发人员的支持,其应用程序生态系统目前拥有超过96,000个应用程序。 最新的HMS Core 5.0,它带来了超过12,000种特定于场景的API。
一、Haylou,一个深耕年轻人市场的智能穿戴品牌 无线耳机,智能手表等可穿戴设备在当代年轻人之间很受欢迎。然而,对于学生党来说,苹果、索尼、bose等国外知名大牌的价格就很不占优势。Haylou很好的抓住了学生这一市场,做年轻人的智能穿戴,以高品质、低价位的战略快速占据年轻用户心智。 Haylou的产品设计,背后是对目标用户的深度研究。只有贴近用户,才能做出好产品,所以在Haylou品牌下,都是年轻团队在创造设计与运营。 比如最新在小米有品上市的Haylou Smart Watch 2这款手表,与市面上的智能手表有着本质差异:新增的12种运动模式里,包括了划船、瑜伽、登山等,这个设计是因为曾经有不少有用户在各种渠道反馈目前智能手表运动记录模式单一,于是产品设计部门通过收集、调查模块的需求,经过几层迭代,终于实现这个功能。 “聆听用户的声音”,是这个年轻团队始终如一的坚持。 二、好品质,来源于超高标准 Haylou的产品能够一经上市就大火,受到用户的认可,根本原因是来源于它的超高品质标准。 Haylou的背后,是小米生态链企业猎声电子科技,小米生态链有这几个价值观:不赚快钱、立志做最好的产品、追求高性价比。在小米基因的影响下,Haylou的产品价值观也与小米生态链不谋而合,立志用最好的产品,超高性价比,以长远的目光经营用户,获得用户的认可。 猎声作为第一批小米生态链企业,在产品设计与制造上,实现统一化、流程化,尤其是新品研发,都需要经过长期的沉淀,确定产品品质过关,才会成功上市。这也是很多haylou粉丝都会经常问:新品为什么迟迟不上市?Haylou负责人表示:宁愿慢一些,也不想在没做足准备的情况下贸然上线,给用户不好的体验。 三、高端性价比的国货市场不可估量 据2019年小红书国货种草数据显示,19年上半年国货种草笔记同比增长116%,超过500万人讨论国货。购买主力也集中90后、95后。对于一个在校大学生来说,购买一个苹果无线耳机airpods需要千元,而同等音质和续航的Haylou T19则需要199元,只用苹果10%的价格,就可以购买到同等质量、甚至降噪更强的产品。这也是为什么haylou能够突出重围,吸引了一批忠实用户的原因。 其实国产制造并不差,尤其在这几年,国货已经等同于高端性价比。众多周知,很多大牌的制造厂商都是在我们国内,经过十几年的技术沉淀,而从消费者的角度来讲,用更低的价格,买到同品质的产品,何乐不为?Haylou也正是看准了这一块市场,致力打造于一个更好看、更好用、不那么贵、更懂用户在想什么的智能穿戴市场。 Haylou将不止于做无线耳机和智能手表,还将涉足运动算法,把硬件和软件相结合,打造一个智能穿戴生态,把高端性价比的理念贯彻到底,让更多人体验到运动科技的魅力。
如今社会,从小型电子产品到嵌入式设备的一系列领域,例如传感器、致动器、显示器和能量采集器中,我们越来越多地看到可穿戴电子产品的应用。据韩国高校报道,学校研究人员通过简单易用的热压和流延成型制造工艺,开发出一款高度柔性但却坚固耐用的可穿戴压电能量采集器。 1、背景 “电子织物合身套装”将电子传感器集成到弹性织物中。 将OLED集成到织物中变成可穿戴显示器(图片来源:KAIST) 可穿戴热电发电机(图片来源:北卡罗莱纳州立大学) 尽管可穿戴电子产品有许多优点,但是要想达到商业化,还需要克服高成本和复杂制造工艺所带来的挑战。此外,它们的耐用性经常受到质疑。 2、创新 为了解决这些问题,韩国科学技术院(KAIST)洪承范(Seungbum Hong)教授领导的团队开发出一种新的制造工艺和分析技术,用于测试价格合理的可穿戴设备的机械特性。 该校研究人员通过简单易用的热压和流延成型制造工艺,开发出一款高度柔性但却坚固耐用的可穿戴压电能量采集器。这款能量采集器具有创纪录的高界面粘合强度,使我们离制造嵌入式可穿戴电子产品又更近了一步。洪教授团队表示,这一成果的新颖之处是它的简单性、适用性、耐用性及其作为可穿戴电子设备的新特性。 基于织物的可穿戴能量采集器的制造工艺、结构和输出信号。(图片来源:KAIST) 这项研究成果去年在韩国注册为国内专利,并于这个月发表在《纳米能源》(Nano Energy)杂志上。洪教授与韩国大邱庆北科学技术院(DGIST)能量科学与工程系教授 Yong Min Lee、KAIST 材料科学与工程系教授 Kwangsoo No、KAIST 机械工程系教授 Seunghwa Ryu 合作开展了这项研究。 3、技术 在这项工艺中,研究团队使用热压和流延成型的步骤将聚酯纤维织物结构与聚合物薄膜连接到一起。热压通常在制造电池和燃料电池时使用,因为它具有高粘附性。最重要的是,这个过程只需要2到3分钟。 新开发的制造工艺可以采用热压工艺将设备直接应用到普通服装中,就像图案补丁采用热压机器直接贴到服装中一样。 特别是,当聚合物薄膜低于结晶温度被热压到织物上时,它会转变为一种非晶态。在这种状态下,它紧密地粘附于织物的凹面上,渗入横向纬纱和纵向经纱之间的缝隙中。这些特征将导致高界面粘合强度。因此,热压工艺有望通过将基于织物的可穿戴设备直接应用到普通服装上,从而降低制造成本。 除了传统耐用性测试的弯曲循环,这种新引进的表面以及界面切割分析系统也通过测量织物和聚合物薄膜之间的高界面粘接强度,证明了这款基于织物的可穿戴设备具有高度的机械耐用性。洪教授表示,这项研究为采用织物和聚合物的可穿戴设备的制造工艺和分析奠定了新的基础。 他补充道,他的团队首次使用了可穿戴电子产品领域的表面和界面切削分析系统(SAICAS)来测试聚合物基可穿戴设备的机械特性。他们的表面和界面切削分析系统比传统的方法(剥离试验、胶带试验和微腐蚀试验)更加精准,因为它定性和定量地测量了粘合强度。 采用SAICAS测量界面粘合强度(图片来源:KAIST) 洪教授解释道:“这项研究将实现基于界面粘合强度分析的高度耐用可穿戴设备的商业化。我们的研究为采用织物和聚合物的其他设备的制造工艺和分析奠定了新的基础。我们希望基于织物的可穿戴电子产品很快就能上市。”
自从台积电被迫停止为华为代工芯片以及高通、三星也对华为断供以来,外界对华为的声音从来没有停止过。华为是否会因此退出手机市场。或者华为对于美国的禁令,是否有第二手准备。 此前有相关消息称,库克还未举行iPhone 12的发布会,就已经野心勃勃的将iPhone 12产量预增至7000万台!毫无疑问,库克这是想补上华为手机市场的空缺! 因为华为芯片不够,所以接下来的高端旗舰mate 40数量有限。那么手机市场就会因为供应不足,出现空缺!而这时候库克带来的iPhone 12,刚好可以“坐收渔翁之利“。 不止如此,就在我国中科院院长白春礼表示,助力我国科技公司解决芯片“卡脖子”一事时,ASML公司副总裁沈波直接表示:接下来将会加快在中国市场的布局! 要知道,虽然我国现在也在自主研发和生产芯片,但仍旧满足不了我国的市场需求,预计每年在芯片进口上,所耗费的资金高达3000亿美元! 所以作为芯片制造最为关键的巨头企业,荷兰的ASML公司想要在中国市场“分一杯羹”,这也不足为奇! 但这仿佛刺激到了某些敏感的西方芯片企业,所以在9月19日的德银技术大会上,美国处理器巨头AMD公司高级副总裁——Forrest Norrod直接发声,迫不及待的表示该公司,已经获得了对华为供货的许可证。 这下美科技界算是彻底坐不住了!有消息称英特尔也紧随AMD公司之后,获得了对华为的供货许可,只是暂未正式对外公布。 看来华为和中国市场对于海外企业的诱惑,仍然是不容忽视的。