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  • MEMS行业的竞争壁垒与竞争格局

    MEMS 的全称是微型电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical System)，是微电路和微机械按功能要求在芯片上的一种集成，基于光刻、腐蚀等传统半导体技术，融入超精密机械加工，并结合力学、化学、光学等学科知识和技术基础，使得一个毫米或微米级的 MEMS 具备精确而完整的机械、化学、光学等特性结构。 MEMS 行业系在集成电路行业不断发展的背景下，传统集成电路无法持续地满足终端应用领域日渐变化的需求而成长起来的。 随着微电子学、微机械学以及其他基础自然科学学科的相互融合，诞生了以集成电路工艺为基础，结合体微加工等技术打造的新型芯片。汽车电子、消费电子等终端应用市场的扩张，使得MEMS 应用越来越广泛，产业规模日渐扩大，日趋成为集成电路行业的一个新分支。 一、MEMS的市场规模 随着 MEMS 技术及产业的发展，MEMS 在通讯、生物医疗、工业科学、消费电子、汽车电子、导航定位等领域的应用日渐普及，MEMS 市场在不断创新中呈现出快速增长的趋势。2008 年以前，汽车电子是 MEMS 主要应用市场;2008年以后，智能手机等终端产品日益涌现并占领 MEMS 主流市场;在未来，随着智能化场景的进一步普及，各种新兴应用领域如物联网、可穿戴设备、智能家居及工业 4.0 等将为 MEMS 提供更广阔的发展空间，MEMS 产品的使用量预计将加速增长。 根据全球权威半导体咨询机构 Yole Development 的研究，2019 年全球 MEMS行业市场规模为 115 亿美元，考虑到 COVID-19 疫情影响，2020 年 MEMS 市场规模将下滑至 109 亿美元，预计到 2025 年 MEMS 市场规模将增长至 177 亿美元，复合增长率可达 7.4%。从市场细分领域来看，消费电子、汽车电子仍将是 MEMS最大的两个应用领域，而同时在通讯、生物医疗、工业科学领域的增速也将非常可观。 在消费电子、工业及汽车电子应用的巨大市场和快速发展的强力拉动下，中国地区已经成为过去五年 MEMS 市场规模发展最快的地区。中国作为全球最大的电子产品生产基地，对 MEMS 传感器的市场需求巨大，各类 MEMS 传感器供应商包括光传感器、运动传感器等供应商均已转战中国市场，MEMS 传感器产业生态环境逐渐完善。 二、MEMS 行业发展历程 MEMS 起源可追溯至 20 世纪 50 年代，硅的压阻效应被发现后，学者们开始了对硅传感器的研究。然而，MEMS 产业真正发展始于 20 世纪 80 年代，前后经历了 3 次产业化浪潮。 20 世纪 80 年代至 90 年代：1983 年 Honeywell 利用大型刻蚀硅片结构和背蚀刻膜片制作了集成压力传感器，将机械结构与电路集成在一个芯片内。80 年代末至 90 年代，汽车行业的快速发展，汽车电子应用如安全气囊、制动压力、轮胎压力监测系统等需求增长，巨大利润空间驱使欧洲、日本和美国的企业大量生产 MEMS，推动了 MEMS 行业发展的第一次浪潮。 20 世纪 90 年代末至 21 世纪初：本阶段早期，喷墨打印头和微光学器件的巨大需求促进了 MEMS 行业的发展。而 2007 年后，消费电子产品对 MEMS 的强劲需求，手机、小家电、电子游戏、远程控制、移动互联网设备等消费电子产品要求体积更小且功耗更低的 MEMS 相关器件，对 MEMS 产品需求更大，掀起了 MEMS 行业发展的第二次产业化浪潮，并将持续推动 MEMS 行业向前发展。 2010 年至今：产品应用的扩展，使 MEMS 行业呈现新的趋势。MEMS 产品逐步应用于物联网、可穿戴设备等新领域，应用场景日益丰富，正渐渐覆盖人类生活的各个维度。此外，MEMS 是当前移动终端创新的方向，新的设备形态(如可穿戴设备)需要更加微型化的器件和更为便捷的交互方式。然而，物联网、可穿戴设备应用助推 MEMS 第三次产业化浪潮的同时，行业仍然面临来自产品规格、功率消耗、产品整合以及成本等方面的压力，MEMS 产品及相关技术亟待持续改进，以满足更小、更低能耗、更高性能的需求。 三、MEMS 制造行业主要经营模式 与传统集成电路产业类似，从 MEMS 产业价值链来看，根据行业内企业提供的产品或服务，可以分为设计、制造和封测三个环节。其中，MEMS 制造行业属于 MEMS 行业的一个环节，处于产业链的中游。该行业根据设计环节的需求开发各类 MEMS 芯片的工艺制程并实现规模生产，兼具资金密集型、技术密集型和智力密集型的特征，对企业资金实力、研发投入、技术积累等均提出了极高要求。 目前市场中，一方面 IDM 企业受到来自升级产业线以及降低成本维持利润的双重压力，市场中已出现 IDM 企业将制造环节外包的情况;另一方面，MEMS产品应用的爆发式增长需要不同领域、不同行业的新兴 MEMS 公司参与其中，但巨额的工厂建设投入、运维成本以及 MEMS 工艺开发、集成的复杂性却形成了较高的行业门槛，阻碍了市场的持续扩张。 在此背景下，纯 MEMS 代工厂与 MEMS 产品设计公司合作开发产品的商业模式将成为未来行业业务模式的主流。类似于传统集成电路行业发展趋势，MEMS 产业将逐步走向设计与制造分立、制造环节外包的模式。 MEMS 制造主要指 MEMS 芯片制造，行业内主要经营模式包括两类，一类是依靠自有生产线进行生产，另一类则是外包给 MEMS 代工厂进行生产。行业内提供 MEMS 制造代工服务的企业，从芯片类型和产业价值链来看，主要分为三类，即纯 MEMS 代工、IDM 企业代工以及传统集成电路 MEMS 代工。 1、纯 MEMS 代工 纯 MEMS 代工企业不提供任何设计服务，企业根据客户提供的 MEMS 芯片设计方案，进行工艺制程开发以及代工生产服务。代表企业有公司、TeledyneDalsa、IMT 等。 2、IDM 企业代工 IDM 企业即垂直整合器件制造商，该类厂商除了进行集成电路设计之外，一般还拥有自有的封装厂和测试厂，其业务范围涵盖集成电路的设计、制造、封装和测试所有环节。由于晶圆制造、封装和测试的生产线建设均需要巨额资金投入，因此 IDM 模式对企业的研发力量、资金实力和市场影响力都有极高的要求。在满足自身晶圆制造需求后，IDM 企业会将剩余的产能外包出去，提供 MEMS代工服务。采用 IDM 代工模式的企业均为全球芯片行业巨头，主要代表为博世(Bosch)、意法半导体(STMicro)、德州仪器(TI)等企业。 3、传统集成电路 MEMS 代工 传统集成电路(主要为 CMOS)代工企业以原有的 CMOS 产线为基础，嵌套部分特殊的生产 MEMS 工艺技术，将旧产线转化为 MEMS 代工线。由于批量生产能力突出，传统集成电路企业往往会集中向出货量较高的消费电子领域的MEMS 产品提供代工，该类代工企业以台积电(TSMC)、Global Foundries 等为代表。 历史发展过程中，由于 MEMS 产品在材料、加工、制造工序等单个产品差异较大，器件标准化程度较低，影响了产业垂直分工的发展，行业以 IDM 企业为主导。近年来，随着 MEMS 技术的发展和市场需求的逐渐兴起，MEMS 标准化的程度大大发展，平台化基础正在形成，越来越多的 MEMS 产品的产业链垂直分工条件日趋成熟。 四、MEMS行业的竞争壁垒 由于 MEMS 行业存在产品非标准化的特点，MEMS 公司无法仅仅通过单一工艺支持整个产品世代。MEMS 产品中，除了采用相同的硅材料外，没有可以在所有器件中通用的基础元件，“一类产品，一种制造工艺”的定律意味着MEMS 制造商需要针对每个单独的产品采取不同的工艺策略。在生产过程中，往往需要同时对多个产品同时进行工艺研发，在研发完成、产品测试合格并实现量产、进行销售之前，公司需要大量资金投入以维持运营。因此，MEMS 相较于传统集成电路不仅需要大量的时间成本，还需要大量的资金投入，这就建立期了其资金壁垒。 除了资金外，技术又是其另一个壁垒。 首先，MEMS 是一种全新的必须同时考虑多种物理场混合作用的研发领域，相对于传统的机械，它们的尺寸更小，最大的不超过一厘米，有些甚至仅仅几微米，其厚度更加微小。因而 MEMS 产品的开发和制造需要包括与物理、化学、生物等相关的专业技术。 其次，MEMS 需要多种工艺开发技术。MEMS 晶圆代工业务需要并行处理多项工艺开发项目，还需要尽可能以最有效的方式利用所有工程资源。“一类产品，一种制造工艺”的定律意味着每种产品都需要从头开始设计工艺。每一项工艺都需要经过工艺开发和优化的步骤，这些工艺步骤包括DRIE、键合、薄膜沉积(特别是在薄膜特性会直接影响 MEMS 性能的地方，如压电材料等)和晶圆封盖。光刻也是另一道需要经常调整的工艺，MEMS 的 3D 结构相比于普通的平面结构难度更高。 再次，MEMS 需要具有独特专有的设备开发技术。例如，DRIE 通过精密刻蚀硅材料，严格控制深度、宽高比及侧壁轮廓来实现 3D 结构。刻蚀可深可浅，而且涉及到刻蚀晶圆的任意比例。开发这些刻蚀工艺的关键参数需要特定的 MEMS 工艺工程技术，同时还需要这些专门的设备来积累丰富的经验。 人才壁垒也是不可忽视的一个方面。 MEMS 开发过程中相互影响的因素，如工具、设计及工艺的相互依赖，意味着成功的 MEMS 项目依赖于丰富的产品经验以及对这些影响因素的充分理解。从经验上来看，MEMS 项目通常需要受过高等教育的工程师组建为专门化团队进行集体研发，工程师需要拥有至少 10 年工作经验，以保证研发效率及成功率，而具备前述条件的工程师十分稀缺。因此 MEMS 市场存在相当高的人才壁垒。 五、MEMS行业竞争格局 MEMS 制造上连产品设计，下接产品封测，是 MEMS 产业链中必不可少的一环。MEMS 产品类别多样、应用广泛，客户定制化程度非常高，其生产采用的微加工技术强调工艺精度，属于资金、技术及智力密集型行业。 全球范围内，MEMS 产能主要集中在欧美等发达国家，目前国际主要 MEMS 代工厂商之间市场份额差距不大，且市场整体集中度较低，因此竞争较为激烈。国内目前尚未出现拥有持续量产实践的 MEMS 制造企业，但国内市场需求巨大，政策及产业合力助推 MEMS 全产业链布局，未来产能将部分向国内转移，预计短期内国内MEMS 市场将处于弱竞争洼地，随着国内 MEMS 产业的发展与成熟，未来国内MEMS 企业间摩擦将日益加剧。 从产业发展趋势上看，尽管目前 IDM 企业凭借长期的行业积累、技术实力以及客户基础主导着 MEMS 加工制造，随着新兴器件的涌现、新细分市场及应用的开辟以及纯代工 MEMS 企业在擅长领域内的设计与加工工艺沉淀而产生的经验效应，能够同时处理多类器件开发及生产的纯MEMS 代工企业将成为制造外包业务中的强力竞争者。 就竞争强度而言，部分中低端器件尤其是消费电子类 MEMS 器件出货量巨大且技术要求较低，商品同质化程度较高，可预见未来细分行业市场竞争将会加剧。

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  • 获得美国许可，台积电与华为合作再续

    华为在近年来迅速崛起，手机业务超越三星，成为世界第一大手机厂商，通讯领域也成功打破了高通等美企垄断的局面，成为了5G通讯领域的主导者。在互联网时代，谁掌握通讯领域的主导权，谁就能成为经济发展趋势的主导者。毫无疑问，华为成为了美国眼中“科技霸权”的挑战者! 早在华为被列入实体清单之后，台积电就宣布未来将会继续为华为提供代工芯片的服务，这也让华为以及消费者感到安心。因为麒麟9000芯片采用的是最先进的5nm工艺制程，而台积电在这方面是当之无愧的巨头。但是好景不长，伴随着美国对华为芯片禁令的收缩，华为芯片面临着前所未有的危机。 虽然在得知消息之后，台积电加快生产为华为赶货，但是依旧无法满足华为对芯片的巨大需求。如今，华为芯片断供已经过去了一月之余，虽然华为启动了南泥湾计划、塔山计划等应对方案，但是很显然，想要在短期之内解决西方百年积累的技术壁垒难上加难。 虽然国产半导体可以生产28nm工艺制程的芯片，但是对于7nm、5nm盛行的当下，无疑很难解决华为的实质性问题。断供之后，包括台积电在内的多家芯片厂商表示愿意为华为供货，但是美国并未同意这项申请，华为芯片危机陷入了泥潭。 随后，中科院与中芯国际入局，帮助华为解决芯片制造的难题，但是，目前尚未完全解决。 可就在千钧一发时刻，台积电重磅官宣，根据台湾电子时报报道，台积电已经正式获得供货许可证，这意味着台积电可以继续向华为供货中低端芯片，其中囊括了14nm以及16nm的工艺制程。虽然并不能解决华为目前最高端的芯片问题，但是这个消息对于海思麒麟而言，绝对是一个好消息，有望将麒麟芯片复活。 目前，除了最新一代的麒麟9000以及麒麟970以上芯片无法代工，其余基本都可以代工。要知道，目前华为很多终端设备都是靠台积电代工，这可以解决华为的燃眉之急。 并且随着5G物联网的发展，智能家居将会是华为未来发展的重点项目，而这些设备台积电基本都可以代工芯片，这对于华为来说，无疑是一个好消息。 台积电董事长刘德音曾说过，美国肆意动用政治手段打压其他国家高新企业的行为，不但不会让本国企业在行业内获得更多的话语权，反而会激发他国的斗志，大力发展半导体领域，打造自己的半导体产业链，摆脱对美企的依赖，进而使美企失去行业话语权。

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  • 2024年到2025年，台积电的主要产能将集中在台南科学园区

    在芯片制程工艺方面，台积电一直走在行业前端。据报道，在今年一季度，台积电5nm工艺大规模投产，且更为先进的3nm工艺也在稳步就班地按计划推进，计划于2021年风险试产，并于2022年下半年大规模投产。 5nm和3nm工艺，将是台积电未来几年能带来大量营收的工艺，而从外媒的报道来看，台积电这两大工艺的主要的产能，都将在他们位于台南科学园区的晶圆厂内，台积电2024年和2025年的产能，也将主要集中在台南科学园区。 台积电目前在台南科学园区有3座晶圆厂，分别是晶圆十四厂、晶圆十八厂和晶圆六厂，其中前两座是12英寸的超大晶圆厂，后一座是八英寸晶圆厂。 台积电官网的信息显示，晶圆十八厂是他们5nm制程工艺的主要生产基地，也就意味着他们5nm工艺的产能，主要集中在这一晶圆厂。 而除了5nm工艺，台积电3nm制程工艺的工厂，也将建在台南科学园区内，他们在2016年就公布了建厂计划，投资高达195亿美元，工厂靠近5nm制程工艺的主要生产基地晶圆十八厂。 由于5nm和3nm是台积电未来一段时间的主要工艺，这两大工艺的生产基地同在台南科学园区，也就意味着在未来的一段时期，台积电的主要产能将集中在台南科学园区，且2024年到2025年，台积电60%到70%的产能将在台南科学园区。

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  • 未来智能可穿戴设备，手表或是终极形态

    智能手表或许是未来智能可穿戴设备的终极形态，人工智能公司出门问问推出新款全智能手表，TicWatch Pro 3。TicWatch Pro 3是全球首款搭载高通骁龙4100旗舰级全智能手表，并且其操作系统为Wear OS by Google。 智能手表行业经过数年时间发展，采访中李志飞表示，从2015年发布第一款AI软硬结合产品TicWatch开始笃定AI+可穿戴是未来的重要趋势之一。 由于屏幕小、不便于频繁手部操作，且具备足够的私密性、便携性，包括智能手表、智能耳机在内的AI可穿戴设备一直被看好作为语音交互的爆点场景，能够提供更随身、更私密、更清晰的人机语音交互体验。 据IDC最新数据显示，可穿戴设备将在2020年达到近4亿的出货量，目前全球最畅销的可穿戴设备类别是无线耳机等耳戴式设备。 尽管世界上大部分地区都受到新冠疫情的影响，但可穿戴设备出货量还是出现了上升，预计2020年将比2019年的出货量增加约6000万。 未来，李志飞称，随着eSIM一号多终端和未来5G商用等在内的新移动通讯技术普及，用户在AI可穿戴上使用独立通讯的成本显著降低。 AI可穿戴、特别是智能手表和智能耳机的“腕上+耳边”组合，将真正可能替代智能手机成为人们生活中最重要的联网终端之一。 除设备外，补充可穿戴设备的服务也是重要趋势。苹果公司近期宣布Fitness +，亚马逊新Halo和Fitbit的Fitbit Premium为用户提供健康和健身内容，同时整合了可穿戴设备中的数据。 国内市场中，今日华米科技也发布了Amazfit Pop，其旗舰级别健康功能是其主要特色——Amazfit Pop支持血氧饱和度检测，帮助用户及时测量血液中的氧气含量。 当用户从事长时间脑力工作或进行高强度户外运动时，可以第一时间通过 Amazfit Pop 上的血氧饱和度数值及时调整身体状态。 除可穿戴设备外，出门问问将以“AI智能硬件+AI车载+AI企业服务”三大落地场景的业务为主要发展方向，目前已实现AI语音交互在可穿戴、车载、家居、企业服务四大场景的落地。

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  • 可穿戴设备行业规模持续扩张

    1975年，可穿戴设备最早开始发展，其后产品发展经过了雏形发展阶段和蓬勃发展阶段。 从市场出货量来看，2019年全球可穿戴设备出货量达到3.4亿台，同比大幅上升。 从全球市场厂商出货量排名上看，苹果、华为和小米排名前三，2020年二季度市场份额分别为34.2%、12.6%和11.8%。 从中国市场厂商出货量排名上看，华为、小米和苹果位列前三，2020年二季度市场份额分别为29.2%、21.3%和19.1%。 从全球可穿戴设备产品结构来看，2018-2019年耳戴设备市场份额大幅上升，2019年占比达到50.7%;手环、手表类产品份额有所下滑，2019年占比分别为20.6%和27.5%。 1、全球可穿戴设备行业规模持续扩张，2019年出货量达3.4亿台 作为互联网和物联网深度融合的重要体现，智能可穿戴设备产品形式多样。随着居民收入水平的提高，人们对便携、智能的可穿戴设备的需求不断增加。 谷歌的智能眼镜，苹果的智能手表AppleWatch、AirPods以及小米智能手环等产品的推出，共同推动了可穿戴设备产业生态的建立与终端市场消费习惯的形成。 近年来，伴随着蓝牙5.0为代表的无线技术的快速发展、WTS耳机的智能降噪技术的进步、低功耗技术不断突破等，可穿戴设备的下游需求将持续增强。 IDC数据显示，2019年全球可穿戴设备出货量达到3.4亿台，同比大幅上升。这一增长受益于智能手表、智能手环、持续血糖监测系统(CGM)、助听器、耳机等产品形态和AR(增强现实)、VR(虚拟现实)和MR(介导现实)等时新技术的助力。 截止至2020年第二季度全球可穿戴设备市场增长了14.1%，出货量达到8620万台。疫情期间，消费者对音频类及健康追踪类可穿戴设备需求增加，是促使出货量增长的重要原因。 2、全球市场苹果排名第一，中国市场小米排名领先 从全球市场厂商排名上看，其中苹果以2940万台出货量位居第一，同比增长高达25.3%，市场占比为34.2%; 华为以1090万台出货量排名第二，同比增长58%，市场占比12.6%; 小米以1010万台出货量排名第三，同比增长13.5%，市场占比11.8%; 三星以710万台出货量排名第四，同比增长0.9%，市场占比8.3%; Fitbit以250万台出货量排名第五，是前五大厂商中唯一同比下滑的品牌，下滑幅度达29.2%，市场占比2.9%。 2019年全年中国可穿戴设备市场出货量9924万台，同比增长37.1%。从中国市场厂商排名上看，小米、华为和苹果位列前三。 小米手环4在2019年第四季度继续保持稳定且大规模的出货，而耳机类产品，尤其是真无线耳机获得了显著的同比增长。 华为保持高速增长，其中手表产品表现亮眼，尤其是华为GT 2扩张势头迅猛。苹果的耳机类产品在年末促销的刺激下，同比增长显著。 小天才成功从2G市场向4G市场转移，并在线上渠道拓展方面取得了积极有效的成果。 奇虎360在逐渐调整渠道政策，渠道策略逐渐向保守型调整，另外推出老人手表，准备探索老人健康市场。 3、耳机份额提升，手环、手表类产品份额下滑 从可穿戴设备产品结构来看，2018-2019年，耳戴设备市场份额大幅上升，2019年占比突破50%，达到50.7%;手环、手表类产品份额有所下滑，2019年占比分别为20.6%和27.5%。

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  • 英伟达收购Arm引发华为等国企的强烈担忧

    有知情人士透露，中国几家最有影响力的科技公司一直在游说国家市场监管局，要么拒绝这笔交易，要么附加条件，以确保中国公司能够继续使用Arm的技术。包括华为技术有限公司在内的中国科技公司已向当地监管机构表达了对英伟达公司收购Arm的强烈担忧。 在此之前，今年9月，英伟达宣布拟400亿美元代价收购Arm案，后续进展仍备受关注。目前，该笔交易目前仍需得到中国、英国、欧盟以及美国监管机构的批准。 众所周知，英国Arm公司是全球领先的半导体知识产权(IP)提供商。全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用 Arm 架构，包括苹果、三星和高通都采用了Arm技术。在2016年，Arm被软银以243亿英镑收购。2020年4月，Arm又被母公司软银挂牌出售，并聘用高盛为其物色潜在买家。起初，包括苹果、高通、三星和英伟达都有收购Arm的意向，但最后谈判桌上的买家仅剩英伟达。据了解，华为一系列芯片产品，包括智能手机处理器麒麟、服务器芯片鲲鹏，以及AI芯片昇腾也都基于 Arm 架构设计的，若无法继续使用授权，这些芯片均无法生产。 报道称，这些中国科技公司担忧，若此次收购被予以通过，意味着Arm将处于美国的司法管辖之下，英伟达可能会强制Arm切断与中国客户的联系，而Arm将沦为美中两国争夺科技霸主地位的又一枚棋子，切无法保持中立性的Arm也可能会因此失去行业地位。 华为方面拒绝对此消息置评。英伟达方面则再提CEO黄仁勋早些时候的表态“有信心这笔交易将会通过审查。” 一、多家科技巨头提出反对 外媒报道指出，在英伟达正式宣布收购意愿后，包括英特尔、高通、特斯拉在内的多家硅谷科技企业反对。中国和欧盟的监管机构也可能会反对该收购案。据了解，包括苹果、博通、NXP、意法半导体、英特尔、高通与联发科等大厂都是Arm的授权客户，这些企业都视NVIDIA为竞争对手。 据了解，这些多家厂商正在商讨反对行动，预计会很快公布相关公告向美国和世界各国当局表达他们的担忧。值得一提的是，苹果也参与了此次讨论。不过，有消息指出，苹果之后可能会退出这一反对收购阵营，并另行与英伟达和 Arm 单独达成协议。 另外，包括Arm股东、政界人士和行业专家都在持续关注对此交易，提出对交易存在潜在的就业风险，还有可能威胁Arm在全球的地位。 二、英国：若潜在风险大，将采取行动 随着反对声浪越来越大，上周传出英国政府近日正审慎评估因英伟达收购芯片设计公司Arm后可能带来的影响，并存在叫停这起并购交易的可能。与此同时，英国商务部门也在权衡英伟达收购Arm的利弊。 英国一位发言人指出，“Arm是英国科技行业的重要组成部分，为英国经济做出了重大贡献。虽然收购主要是有关各方的商业事务，但政府会密切关注这些问题，当收购可能对英国产生重大影响时，我们将毫不犹豫地进行进一步调查并采取适当行动。” 与此同时，英国的前商务大臣Lord Peter Mandelson也呼吁英国政府阻止该项交易。他在近期接受媒体采访时表示，“这将直接威胁到我们在英国和欧洲的供应安全和主权，英伟达拥有所有权的同时就拥有了控制权，就可以决定Arm做什么或是供应谁。” 在中资控股Imagination风波后，今年6月，英国首相Boris Johnson敦促唐宁街制定法律，规定公司必须报告可能导致安全风险的收购企图，否则将受到刑事处罚。新法案要求，如果外资收购部分涉及超过25%的公司股权，或者涉及公司知识产权等资产，公司负责人就有义务向英政府报告。在该项法案实施后，如果有企业违反这一规定，将可能面临刑事处罚，其负责人可以被起诉乃至入狱。 据悉，Johnson还希望将学术合作和研究项目也纳入这些规则，有分析认为这反映了英国资金紧张的大学寻求与海外公司合作的担忧。 三、业者普遍看坏交易前景 事实上，今年8月，业内传出英伟达有意收购Arm的消息后，已经在半导体产业界引发热议，不同于黄仁勋认为的“双赢”结果，有业者结合国际贸易形势看坏对这一交易前景，认为收购案将面临重重障碍， ：“除了各国监管障碍外，不要忽略一个事实——英伟达恰好是Arm授权客户们的竞争对手，就这一点开说，答应的可能性能有几成?”当时，ASPENCORE旗下ESM姐妹媒体《EETimes》曾就收购中可能遇到的障碍做了深入分析(英伟达若重金买下ARM，会有好结果吗?)。 包括Arm的联合创始人Hermann Hauser同月也公开表态称“如果英伟达收购Arm，将会是一场灾难”，他表示，英伟达收购Arm的性质不同之前，软银本身并非芯片公司，Arm的中立性才得以保持。 “一旦这一交易达成，Arm将成为英伟达部门之一，所有决定将在美国做出，而不再在剑桥做出。”Hauser认为，当前交易已经威胁到了英国的技术未来，英国政府应该出面干预。而 Arm 客户也担心这笔交易将影响未来的竞争，导致ARM的新所有者获得不公平的优势。 该交易仍需得到中国、英国、欧盟和美国的批准，这一过程通常要求政府机构征求客户和竞争对手的意见，或对他们的意见持开放态度。英伟达和Arm表示，他们有信心通过该协议，但可能需要18个月的时间才能获得必要的批准。

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  • 苹果产品路线图显示，2021款iPhone 13或采用高通X60芯片

    当地时间周三，网络上公布的一段拆解视频显示，苹果iPhone 12采用了高通的骁龙X55(Snapdragon X55)5G调制解调器芯片。 据国外媒体报道，苹果的产品路线图显示，2021款iPhone很可能会采用高通骁龙X60调制解调器芯片。 2019年4月，苹果和高通达成和解，双方结束了长达两年的专利许可之争。当时，两大公司还签署了一项为期6年的可延期授权协议以及一项多年芯片组供应协议，这为苹果iPhone 12系列以及其他产品使用高通的5G调制解调器铺平了道路。 一名推特用户在一份和解文件中发现了苹果在未来产品中使用高通5G调制解调器的路线图。 和解文件的第71页显示，苹果计划在2021年6月1日至2022年5月31日期间推出搭载有骁龙X60调制解调器的新产品。同时，该公司还承诺在2022年6月1日至2024年5月31日期间推出的产品中使用尚未公布的X65和X70调制解调器。 高通是在2020年2月推出X60调制解调器芯片的，该芯片基于5nm工艺打造，可同时连接低于6GHz和毫米波频段的网络，以获得更可靠和更快的速度。与基于7nm工艺的X55相比，X60更小、更省电。这些都使得X60成为苹果下一代iPhone的极佳候选产品。 高通在2020年2月推出X60调制解调器芯片时表示，采用该芯片的5G智能手机将在2021年开始推出。这也印证了苹果产品路线图透露的信息，即苹果明年推出的iPhone新产品，应该会采用高通的X60调制解调器芯片。

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  • 小米首发80瓦无线秒充：19分钟充满

    小米手机昨日正式官宣，小米无线充电首次跨过80瓦大关，打破全球手机无线充电纪录。 据悉，4000mAh 的电池通过 小米80W 无线充电，8分钟即可充电一半，仅需 19 分钟就可以将电池充至 100%，相较于市面上其他厂商最高的40w无线充电，小米80W无线秒冲功率翻倍，再度刷新了手机无线充电的速度记录。 据小米集团副总裁、手机部总裁曾学忠透露，小米80W无线秒冲定制了更高效的无线充电架构和芯片，自主设计了复合式线圈系统，采用MTW多极耳快充电池，双6C串联电芯，配合多级递变电流调控以及MiFC快充等众多“加速”技术，以实现4000mAh电池8分钟即可充一半，19分钟就能充至100%。 为了解决无线充电当前发热和对电池健康的问题，小米在无线充电底座使用了高速静音风扇，充电快发热低，全程高功率充电。同时800次完整充放电后依旧能保持90%以上有效容量，不牺牲电池健康度。 在此之前，在小米10至尊纪念版上小米50W充电功率率先量产，成为小米10至尊纪念版的一大黑科技，如今仅隔两个月，小米80W无线秒冲再度刷新行业记录，据小米介绍，这也是小米无线充电团队今年第三次技术突破，再次刷新行业记录，并且遥遥领先。 一直以来，小米的无线充电技术始终业界领先，进入2020年小米无线充电实现大跨越，不到一年的时间，就先后打破全球无线充电记录，实现在无线充电领域遥遥领先地位。 未来，小米无线充电技术仍将持续迭代，让真正的充电无线化时代提前到来。 小米一直以来坚持做技术公司，死磕硬核技术的发展理念，在未来将会持续引领行业发展方向，促进行业进步。

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  • 未来的AI计算，将是CPU、GPU、IPU并行的时代

    AI的快速发展直接促进了CPU和GPU的发展，而AI应用专门的处理器是IPU，IPU将基于自身优势为世界的智能化进程增添不竭动力。 一、英伟达专注的GPU优势逐渐缩小 从专注图像渲染崛起的英伟达的GPU，走的也是相当于ASIC的技术路线，但随着游戏、视频渲染以及AI加速需要的出现，英伟达的GPU也在向着GPGPU的方向演进。 当硬件更多的需要与软件生态挂钩时，市场大多数参与者便会倒下。在竞争清理过后，GPU形成了如今的双寡头市场，并且步入相当成熟的阶段。 ASIC本身的成本、灵活性缺失，以及应用范围很窄的特点，都导致它无法采用最先进制程： 即便它们具备性能和能效优势，一旦无法采用最先进制程，则这一优势也将不再明显。 为保持其在GPU领域的寡头地位，使得英伟达必须一直保持先进的制程工艺，保持其通用性，但是要牺牲一定的效能优势。 相比于来自类GPU的竞争，英伟达不应该忽视Graphcore的IPU，特别是Graphcore一直都在强调其是为AI而生，面向的应用也是CPU、GPU不那么擅长的AI应用。 二、利用AI计算打侧面竞争战 不管CPU还是GPU都无法从根本上解决AI问题，因为AI是一个面向计算图的任务、与CPU的标量计算和GPU的矢量计算区别很大。 而另一边的IPU，则为AI计算提供了全新的技术架构，同时将训练和推理合二为一，兼具处理二者工作的能力。 作为标准的神经网络处理芯片，IPU可以支持多种神经网络模型，因其具备数以千计到数百万计的顶点数量，远远超过GPU的顶点规模，可以进行更高潜力的并行计算工作。 计算加上数据的突破可以让IPU在原生稀疏计算中展现出领先IPU 10-50倍的性能优势，到了数据稀疏以及动态稀疏时，IPU就有了比GPU越来越显著的优势。 此外，如果是在IPU更擅长的分组卷积内核中，组维度越少，IPU的性能优势越明显，总体而言，有4-100倍的吞吐量提升。 在5G网络切片和资源管理中需要用到的强化学习，用IPU训练吞吐量也能够提升最多13倍。 三、两种芯片势能英伟达与Graphcore的较量 Graphcore成立于2016年，是一家专注于机器智能、同时也代表着全新计算负载的芯片制造公司，其包括IPU在内的产品研发擅长大规模并行计算、稀疏的数据结构、低精度计算、数据参数复用以及静态图结构。 英伟达的潜在竞争对手Graphcore的第二代IPU在多个主流模型上的表现优于A100 GPU，两者将在超大规模数据中心正面竞争。 未来，IPU可能在一些新兴的AI应用中展现出更大的优势。 第二代IPU相比第一代IPU有两倍峰值算力的提升，在典型的CV还有NLP的模型中，第二代IPU相比第一代IPU则展现出了平均8倍的性能提升。 如果对比英伟达基于8个最新A100 GPU的DGX-A100，Graphcore 8个M2000组成的系统的FP32算力是DGX-A100的12倍，AI计算是3倍，AI存储是10倍。 四、AI计算未来有三种计算平台 第一种平台是CPU，它还会持续存在，因为一些业务在CPU上的表现依然不错; 第二种平台是GPU，它还会持续发展，会有适合GPU的应用场景。 第三种平台是就是Graphcore的IPU。 IPU旨在帮助创新者在AI应用上实现新的突破，帮助用户应对当前在CPU、GPU上表现不太好的任务或者阻碍大家创新的场景。”卢涛副总指出。 目前GPU在全球已是大规模的商用部署，其次是Google的TPU通过内部应用及TensorFlow的生态占第二大规模，IPU处于第三，是量产的、部署的平台。 与此同时，Graphcore也在中国积极组建其创新社区。Graphcore已在微信、知乎、微博和GitHub开通了官方频道，旨在与开发者、创新者、研究者更好地交流和互动。 关于未来的AI计算领域，未来会是 “CPU、GPU、IPU并行” 的时代，GPU或部分CPU专注于业务场景的实现和落地，而IPU专为AI创新者带来更多突破。 五、构建生态链条IPU仍在路上 IPU想要在AI计算中拥有挑战GPU地位的资格，除了在性能和价格上面证明自己的优势之外，还需要在为机器学习框架提供的软件栈上提供更多选择，获得主流AI算法厂商的支持。 在标准生态、操作系统上也需要有广泛的支持，对于开发者有更方便的开发工具和社区内容的支持，才能从实际应用中壮大IPU的开发生态。 一个AI芯片从产出到大规模应用必须要经过一系列的中间环节，包括像上面提到的支持主流算法框架的软件库、工具链、用户生态等等，打通这样一条链条都会面临一个巨大挑战。 目前申请使用Graphcore IPU开发者云的主要是商业用户和高校，个人研究者比较少。IPU开发者云支持当前一些最先进和最复杂的AI算法模型的训练和推理。 和本世纪初的GPU市场一样，在AI芯片市场步入弱编程阶段，如今百家争鸣的局面预计也将很快结束，市场在一轮厮杀后会剩下为数不多的参与者做最终对决。 现在要看的是在发展初期的逐一击破阶段，Graphcore是否真有定义并主控第三类芯片的魄力了。 不过从创新的架构到芯片再到成为革命性的产品，Graphcore从芯片到落地之间的距离，需要易用的软件和丰富的工具来支持，特别是对软件生态依赖程度比较到的云端芯片市场。 IPU不是GPU，既是挑战也是机会。IPU不是GPU的替代品或者类似品，所以不能拿GPU的逻辑来套用IPU的逻辑。 近两年，基于AI 芯片研发的各种产品的井喷，预计未来IPU在各类AI应用中将具有更大的优势。

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  • SK海力士将以600亿元收购Intel闪存业务

    10月20日，SK海力士在官网宣布将收购英特尔NAND闪存及存储业务的消息，并且两家公司已经签署了相关的协议。 从SK海力士在官网公布的消息来看，两家公司签署的NAND闪存及存储业务收购协议，包括NAND固态硬盘业务、NAND闪存和晶圆业务、英特尔在大连的NAND闪存制造工厂。 在这一收购交易中，SK海力士将向英特尔支付90亿美元，外媒在报道中称收购交易将以全现金的方式进行。 将NAND闪存及存储业务出售给SK海力士之后，英特尔仍将保留他们的傲腾这一业务，傲腾拥有英特尔先进的存储技术，NAND闪存及存储业务出售之后，英特尔在存储方面就将专注于傲腾这一业务。 外媒在报道中表示，通过收购英特尔的NAND闪存及存储业务，SK海力士就将超过日本的Kioxia，成为仅次于三星的全球第二大NAND闪存制造商，并会缩小与三星的差距。 不过，从SK海力士官网所公布的消息来看，他们收购英特尔NAND闪存及存储业务的交易，还需要得到相关部门的批准，预计能在2021年年底获得批准。 但在得到相关部门的批准之后，收购也需要数年才能完成。在收购交易获批之后，SK海力士将支付70亿美元，收购英特尔的NAND固态硬盘业务，包括NAND固态硬盘相关的知识产权、员工及在大连的工厂。 依照官方资料，大连工厂是Intel在中国唯一的制造工厂。收购英特尔设计和制造NAND晶圆相关的知识产权、研发人员等，预计会在2025年3月进行，最终收购完成时，将再支付20亿美元。

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  • 三星斥资千亿改进8英寸晶圆厂，并导入自动化运输设备

    在半导体产业链中，上游晶体代工持续涨价。为提高生产效率，满足市场需求，解决8英寸晶圆供不应求问题，三星考虑针对旗下的8英寸晶圆厂进行自动化投资。 已部分导入自动化运输设备 目前，三星旗下的12英寸晶圆产线为全自动化生产，意即在无尘室中借助架设在高处的运输系统移动晶圆盒。不过，8英寸晶圆的晶圆盒仍然由工作人员用搬运车运送。不仅是三星，其他晶圆代工企业亦是如此。 8英寸晶圆代工紧俏之际，三星考虑针对8英寸产线进行自动化投资，由人工运输改为机器运送。 据韩国科技媒体《TheElec》报导，三星已经在部分8英寸晶圆厂的产线测试自动化运输设备，且已获得员工的好评。 斥资超千亿?三星为何积极推动 产线的自动化升级能提高生产效率，却也有着不菲的成本。据三星估计，如果要在所有8英寸晶圆厂中导入自动化运输设备，可能需要斥资超1000亿美元。 花费大笔资金改造老旧产线，能否产出与之匹配的效益?三星的这一投资计划也遭到了部分员工的质疑。不过，考虑到8英寸晶圆业务占据公司较高比例的营收，三星仍在积极推进这一行动。 物联网和汽车零部件对8英寸晶圆代工的需求越来越大，是三星积极推进产线改造的重要动力。此外，CMOS 图像感测器供不应求的情况也迫使三星积极提高产能。 目前，三星的8英寸晶圆产线大多用来生产eFlash、PMIC、面板驱动器 IC、CMOS 影像感测器、指纹辨识 IC，以及微控制器等。 针对8英寸晶圆紧缺的问题，龙头企业台积电于近日作出回应。台积电总裁魏哲家表示：此时刻将不会对客户进行涨价。

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  • 晶圆代工产能吃紧，IC设计厂商调涨10-15%

    因8英寸晶圆代工产能吃紧、报价一路扬升，且中芯国际继华为后也遭美国制裁引起连锁反应。据台媒报道，半导体涨价风已从晶圆代工吹向上游IC设计，知名触控IC厂敦泰与面板驱动IC龙头联咏相继调涨，涨幅高达10-15%，打响十月芯片涨价第一枪。 一、晶圆代工涨价风吹到IC设计，联咏调涨10-15% 报道称，此次涨价的原因，是由于晶圆代工涨价垫高IC设计厂生产成本，尤其主力在8英寸晶圆厂投片的联咏、敦泰等面板驱动IC厂感受最深。 “一般来说，先进制程在量产一段时间后，将随着生产数量和良率提升后会使成本下降，芯片价格也会跟着下降。像今年这种情况少见。”有业者分析，考虑到今年开年因为防疫需要停工停产时间较长，代工大厂产能无法满足市场需求，且居家办公又刺激个人PC需求大增，带动面板驱动IC需求大涨;再加上“华为在禁令生效前大举拉货，然后中芯也被禁，引发市场恐慌情绪，大厂到处协商产能。在今年的(多重因素叠加)形势下，晶圆代工涨价，台厂跟进TDDI涨价也不算太稀奇。”该业者指出，此次联咏、敦泰等IC设计厂商调涨芯片价格在业界少有。 报道称，面对晶圆代工涨价，终端需求又大幅增加，联咏证实已经成功涨价，调价幅度10~15%，具体涨幅依不同客户而定。联咏强调，随着晶圆代工价格调升，加上目前该公司需求还不错，会跟客户商量一同争取更多代工产能“当然这就需要付出代价*(*这里指芯片单价)”。 据悉，联咏受惠终端需求火热，第2季毛利率33.48%，税后纯益新台币25.57亿元(约人民币6亿元)，毛利率及获利均创新高;第2、3季营收连两季超出财测高标;前3季营收约新台币575亿元(约人民币134亿元)，年增20.2%。联咏方面看好第3季获利可望再创新高，在涨价与客户需求强劲下，全年纯益也将改写新高。 另一家传出成功涨价的厂商是敦泰，为知名触控IC厂商，年出货量超过2亿颗，拥有显示驱动芯片技术，其合作的晶圆代工业者包括台积电、联电与力积电等。敦泰指出，有些晶圆代工厂的制程在下半年陆续涨价，会将这部分的成本反映给客户，其中有一小部分已经开始反映。 联咏、敦泰涨价之际，也有其他IC设计公司酝酿涨价，例如知名笔电触控板和TDDI大厂义隆(ELAN MICROELE)就表示，正评估调升该公司IC报价，以反映成本，该公司的策略是希望在产能尽量满足需求的情况下，在价格方面也跟代工厂配合。 据知情人士介绍，除了晶圆代工产能满载，连封测产能也吃紧，在代工涨价又供不应求的情况下，预计供应链厂商将优先供货给能一起吸收上涨成本的客户。“这个时候抢到产能的，基本上都是有规模，只考虑满足需求的大厂，所以加价大都能接受。像财力不够或者担心库存水位的基本不会参与，只是询问或者观望。” 二、中芯遭制裁加重代工吃紧情况 本月早些时候，国际电子商情就曾报道，在中芯国际证实遭美制裁后，再次加重了代工市场产能吃紧情况，供应链传出涨价信号。据了解，最先传出涨价的晶圆代工厂商，包括联电、世界先进及茂矽。其中，仅茂矽9月表态“产能也已满载，将优先接下IC需求订单，不排除与客户协商调涨代工价格的可能。” 联电方面表示，仅强调会在追求获利与客户长期合作关系之间寻求平衡点，并称产能利用率平均达到95%以上。 而世界先进董事长方略也没有就代工价格议题做出回应，仅表示“有听说业界传出这一话题，”并称“价格调整要考量与客户的长期合作关系及产能资源。当客户下单，配合为其扩产是义务。” 更早之前传出涨价传闻的台积电在第三季度线上财报会议上否认了涨价传闻。“(我们)与客户是合作伙伴关系，不会(在这个时候)乘机涨价。”台积电魏哲家说。 据研调机构的统计，中芯国际8英寸产能占全球8英寸晶圆代工产能约10%，虽然目前其8英寸厂短期内运营未受影响，但不排除后续接单受影响的可能。 此前，由于担心中美贸易战的潜在风险，中芯国际的大客户高通传出已与台积电、台联电等代工厂就转单事宜有过洽商，希望通过“搭线”多争取一些8英寸产能，做好应对准备。不过，这一传言尚未得到关联方证实。 有业者认为，9月业内不时传出“急单涨价”的消息是让高通“主动出击”的原因之一。由于其电源管理芯片(PMIC) 近6成交由中芯国际代工，再加上华为在禁令生效之前大幅向各家供应商拉货，导致8英寸产能紧缺，继而引发其国内“友商”小米、OPPO、vivo加大备料力道，再次加重产能吃紧情况。 市场认为，中芯国际前两大客户博通、高通，为确保产品供货稳定，势必将订单转移至其他晶圆厂，而联电因与中芯国际制程相近，可望成为最大受惠者。 不过，联电近期产能已被抢光，若博通、高通决定转向联电投片，原先供应吃紧状况将更加剧，IC设计业者为抢产能势必加价，皆有助联电代工价格进一步上涨，推升获利表现。 三、传产能能见度排到明年第二季 台媒报道指出，由于晶圆代工产能吃紧，短期内仍难缓解，明年恐仍供需失衡。台媒最新报道指出，由于国际贸易形势变数犹存，IC设计业者透露，既有客户的下单策略也发生了调整：不同于以往“急单要货”的方式，既有客户也考虑晶圆代工产能吃紧情况提前下长单以确保后续供给，目前订单能见度至明年3、4月。 “以往交期大约两个月，现阶段则需要四个月左右，但即使交期延迟，总归比交不出货的情况来得好。”IC设计业者指出，目前晶圆代工产能吃紧，交期也较为延长，尤其8英寸代工产能扩张不易，还有中芯遭美方制裁干扰，供需失衡情况可能会持续到明年上半年。 四、业者观点 一名IC设计业高管表示，现在晶圆代工厂就是谈好明年会给的基本额度，目前拿到的额度虽然比今年多，但预计明年业绩成长幅度可能达不到预期。“(产能吃紧)其实也不是真的没有解决的办法，和买票一个样，一是守株待兔，耐心的等有同业耐不住性子弃单，幸运的话就能把释出的代工额度抢下来。我们今年就一直和代工厂保持紧密联系，一有同业弃单就去碰运气，就靠这个笨办法大概多拿下三到四成代工产能。” “第二个代价可能会高一些，但相对容易实现，就是把需求分散到多家晶圆代工厂进行代工，行业周知，订单分散意味着分到各个厂的数量减少同时单价也将提高，但现在是特殊情况也就特殊处理了。不过在用这个办法之前，最好先看看各个厂的代工质量如何。” 一名行业人士表示，受到美中贸易战和全球性新冠疫情的影响，现阶段客户端确实有重复下单的现象，预计若全球疫情逐渐平复后，供需失衡的情况可能会缓和大半。“另一方面，美中争端部分变数大，事实上在中芯证实被制裁之后，业界猜测更多，都在猜测美方下一个目标是谁。现在有一些公司已经开始在内部评估供应商后续是否可能受到制裁，并商讨后续应对之策。” 他表示，被视为反制美方无理打压中国企业正常经营发展权利的反制措施，我国《出口管制法》已经在周六全国人大代表常委会会议上三省决议通过。“预计生效后，形式也会缓和许多。” 据悉，《出口管制法》共五章49条，从管制政策、出口管制范围和清单、临时和全面管制，出口经营资格和出口许可制度，最终用户和最终用途管理，域外适用和对等采取措施等内容，于2020年12月1日起正式施行。

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  • 分析师：三星虽能从台积电手中夺走部分市占率，但过程十分困难

    据台媒报道，三星电子如今正在积极投资扩大代工业务，表示要在2030年前超越台积电成为代工业的领头羊。分析师认为，三星目标虽然在短期内无法实现，但是有望从台积电手中夺得部分市占率。 Objective Analysis分析师Jim Handy表示，三星电子就像是一台缓慢移动的压路机，每个人都确切的去向，唯一的选择就是让路。 如今，这台压路机的目标是台积电，预计三星将能从台积电手中夺走部分市占率，但是过程将会十分困难，并需要砸下大量投资。 目前，三星电子在晶圆代工业务市场中排名第二，仍落后于台积电。 根据市场研究机构 TrendForce的数据，预计今年第三季三星在全球晶圆代工市场中市占率为17.4%，而位列第一的台积电市占率则预期为53.9%。 Jim Handy坦言，三星很难在短时间内赶上台积电。 他表示，台积电是一家运营十分出色的公司，先进工艺制程技术获利良好，足以与任何通过旧工艺制程生产的企业竞争，同时还有足够的资金来投资未来技术。 不过，Jim Handy也表示，三星资金筹集方面具有相对优势，因为该公司是一家企业集团，能够通过其他业务部门的获利来进行投资，像是智能手机和内存芯片部门，意味着三星的资本支出有望高于台积电，三星也将借此来夺取台积电的市占。 至于何时能实现目标，Handy 认为，主要将取决于三星要投下多少资金。

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  • 国产IGBT的机遇与风险

    随着全球制造业向中国的转移，我国功率半导体市场占世界市场的50%以上，是全球最大的IGBT市场。但IGBT产品严重依赖进口，在中高端领域更是90%以上的IGBT器件依赖进口，IGBT国产化需求已是刻不容缓。 一、技术差距缩小+成本优势凸显成趋势 从全产业链看，IGBT的前期资本开支大，中期制造良品率重要，后面市场开拓需要培育，壁垒极高。 量产经验与装车量方面，英飞凌等海外巨头量产经验丰富，国内市场比亚迪凭借自身品牌电动车稳定应用场景具备独有优势。 自第六代技术以后，各大厂商开始将精力转移到IGBT封装上。在IGBT封装材料方面，日本在全球遥遥领先，德国和美国处于跟随态势，我国的材料科学则相对落后。 伴随国内企业8寸晶圆产线先后投产，良率逐步提升，国产IGBT有望较此前采购英飞凌等巨头晶圆价格大幅下降。 二、国内企业在IGBT布局进入加速模式 国内厂商发展具有自身优势，从需求端讲，中国功率半导体需求量世界第一;从供给端讲，自主可控是发展趋势。 今年4月底，比亚迪IGBT项目已在长沙开工建设，该项目建成后可年产25万片8英寸新能源汽车电子芯，可满足年装车50万辆的产能需求。 此外，其他厂商也在加快IGBT的产能建设，斯达半导新能源汽车用IGBT模块扩产项目投产后可年产120万个新能源汽车用IGBT模块。 中车时代电气已完成第一条投资10亿元的IGBT生产线产能释放，第二条投资35亿元的生产线预计2020年底开始试生产，产值可达40-50亿元。 华虹半导体7月31日宣布，其8+12英寸大功率半导体产线将全面发力，积极承接IGBT代工业务。 赛晶电力电子一期产能将于2021年初建成投产，计划不晚于2024年形成200万件IGBT模块产能。 华润微发布的2020年半年度报告显示，公司目前在研项目共13项，其中包括IGBT产品设计及工艺技术研发。 三、IGBT技术与壁垒成攻坚难点 IGBT制造难度大，具有极高的技术壁垒，中国功率半导体市场约占世界市场份额50%，但是中高端的MOSFET、IGBT主流器件市场基本被欧美、日本企业垄断。 国内IGBT技术(芯片设计、晶圆制造、模块封装)目前均处于起步阶段。国内IGBT企业在研发与制造工艺上与世界先进水平差距较大。 因此，行业内的后来者往往需要经历一段较长的技术摸索和积累，才能和业内已经占据技术优势的企业相抗衡。 高铁、智能电网、新能源与高压变频器等领域所采用的IGBT模块规格在6500V以上，技术壁垒较强; 而IGBT技术集成度高的特点又导致了较高的市场集中度，因此英飞凌、三菱和富士电机等国际厂商占有天然的市场优势，这让国内厂商的发展再失一个机会。 加上IGBT行业存在技术门槛较高、人才匮乏、市场开拓难度大、资金投入较大等困难，国内企业在产业化的进程中始终进展缓慢。 IGBT模块是下游产品中的关键部件，其性能表现、稳定性和可靠性对下游客户来说至关重要，因此认证周期较长，替换成本高。 因此，新进入本行业者即使研发生产出IGBT产品，也需要耗费较长时间才能赢得客户的认可。 四、国内产能无法实现供求平衡 但是相比于国内暴增的IGBT市场需求，国内IGBT市场的产量却无法与之实现供求平衡。 除了供需无法平衡，现有产量无法满足火热的市场需求以外，技术也是国产IGBT的另一大硬伤。 随着轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域的加速发展，国内IGBT需求迎来爆发，近几年国内IGBT市场规模呈加速增长趋势。 电动乘用车依据配置不同，IGBT单车价值量高达1000-5000元，2020年全球空间接近百亿元，伴随全球电动车产销快速增长，预计行业2025年空间有望达370亿，CAGR约+30%。 新能源汽车补贴退坡，电驱企业与主机厂面临降本压力，国产IGBT价格优势明显。 面对IGBT需求大增，行业内公司产能扩大及时：比亚迪开放车规级IGBT产品闭环供应链，建设长沙比亚迪IGBT4.0工厂，以满足公司外供IGBT的需求。 五、进口依赖短期难动摇 逆变器，变流器以及其它光伏、风电技术装置均离不开IGBT器件，近年来，虽然光伏发电、风力发电迈向国际前沿，产业链整体国产化，但其核心功率器件IGBT仍是依赖进口，依存度达90%。 尽管后来变流器开始国产化，但核心器件IGBT仍是以进口为主，以德国、日本居多。 对于风电行业来讲，国产IGBT发展需要一个培养期。不能等到国产产品成熟了，我们才开始使用它，否则不利于国产IGBT的成长。 IGBT作为电动化核心部件，进入壁垒高，目前国产化率低，供应长期被欧美日企业垄断。随着IGBT技术趋势成熟，国内企业快速发展，已经逐步批量应用于电动车，长期有望逐步实现国产替代。

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  • 可穿戴医疗保健产品的可靠性

    可穿戴医疗保健产品的应用已从运动跟踪扩展到血氧水平、血糖水平、体温等的持续监测。而超低功耗模拟人体传感器、数字微控制器以及创新电源和电池管理电路的开发等技术都在推动可穿戴设备的增长。 在临床环境中，可穿戴产品可以采集监测到几乎所有人体信号，且高精度低价格。 根据市场研究公司IHS的分析，2019年全球可穿戴产品的出货量超过2亿件，在六年的时间内翻了一番。 尽管如此，在可穿戴设备根植到更多人的日常生活中之前，仍必须解决与可靠性和准确性相关的许多问题。这些设备必须高度可靠，因为读数可能用于生活方式调整或作为疾病的预警信号。为此，设计的生物传感器必须能够克服恶劣环境、汗水、运动和环境光等因素带来的测量挑战。 优异的连接性 任何可穿戴设备的关键要求是连接性。无缝无线连接已成为当今可穿戴设备的必备项之一。无线传输允许将数据传输到更大的显示屏或远程数据收集设备。低功耗蓝牙(BLE)是适合这一用途的新兴标准。此外，近场通信(NFC)提供有限范围内的无线连接，非常适合短内容传输，例如配置信息和记录数据检索等。 例如，在开发一种产品(如新款健身手环)时，工程师需要考虑需要传输多少数据、传输的频繁度以及传输范围。如果需要传输的数据量达到兆字节，则设计人员可能会考虑使用传统蓝牙或Wi-Fi。 范围是另一个决定因素。BLE通常可以在30米视线范围内通信。此外，使用场景因素也有影响，例如设备是否与智能手机通信，以将数据转发到云以进行分析。 能够承受考验 许多可穿戴系统设计用于在运动和其他高强度活动中配戴。耐用性是相对的;救生设备与自行车运动员所配戴的运动监测设备的要求不同。 真实条件下的可靠性意味着能够应对电子设备通常不需要处于其中的环境。这些组件包括用于多参数监测的低功耗模拟前端(AFE)解决方案以及嵌入式模拟部件，例如运算放大器、电流感应放大器、滤波器、数据转换器等，所有这些都是将真实信号连接到数字系统所必需的。 特别是身体传感器的电输出幅度非常低，以毫伏和微伏计。这样，许多适用于可穿戴健康应用的传感器与单个晶片或封装内的放大和转换电路相结合，以输出更高电平的模拟信号或串行数字信号。 示例：处理闪烁问题 光电容积脉搏波(PPG)是一种简单且廉价的光学测量方法，通常用于心率监测和脉搏血氧(一种用于测量血液中氧气含量水平的测试)读数。PPG是一种非侵入性技术，在皮肤表面使用光源和光电探测器来测量血液循环的体积变化。 遗憾的是，光学传感器在使用中会也接收环境光。由于室内照明通常包含闪烁，可能会干扰PPG信号，因此尤其麻烦。根据全球地区差异，室内灯光可能会以50Hz或60Hz的基本频率闪烁。该频率接近于PPG信号的采样频率。如果不进行校正，环境闪烁会对每个样本产生不同的偏置。 图1：可穿戴PPG电路的主要任务是在节省功率的同时获得最大信噪比(SNR)(来源：美信) 为了抵消这些影响，目前高级的PPGIC采用了智能信号路径技术。算法也变得越来越复杂。因此，设计人员现在能够以各种形式使用PPG，包括耳塞、戒指、项链、头带和臂带、手环、手表和智能手机。 无论哪种形式，可穿戴传感器都必须能够可靠地运行，同时克服常见噪声和误差源的影响。PPG传感器的环境噪声通常分为两大类：光学噪声和生理噪声。 光学噪声是指传感器监测到的光路变化特性与所观察到的血液量光吸收无关。同样，生理变化可能会改变组织中的血流量和体积，从而改变PPG信号。 MaximMAX30112手腕型应用心率检测解决方案具有专为减弱各种50Hz/60Hz闪烁成分而设计的先进相关采样技术，可以减轻闪烁对PPG信号的破坏作用。它以1.8V主电源电压运行，并带有独立的3.1V至5.25VLED驱动器电源。该器件支持标准的I2C兼容接口，并通过其软件提供接近零待机电流的关机模式，从而使电源轨始终保持供电。 图2：MaximMAX30112.的简化框图(来源：美信) 节省时间的工具 可穿戴医疗设备是执行特定生物医学功能的自主、无创性系统。这些设备跟踪心跳、体温、血氧和心电(ECG)信号。传感器对某种物理输入做出反应，并通过生成信号(通常为电压或电流形式)进行回应。此信号经过整理与修正以使其更易于读取，以合理的速率采样，然后转换为处理器可读的信号。 要满足所有这些要求，构建可穿戴医疗保健产品可能既具有挑战又耗费时间。 幸运的是，诸如美信的HealthSensorPlatform2.0之类的工具为腕戴式可穿戴设备提供了监测心电信号、心率和体温的功能，从而可节省数月的开发时间。

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