• 二極管具體是什么樣的？

    根據(jù)二極管只能單向?qū)щ姷臉?biāo)志性性能特征，我們常常用“二極管”來形容那些看問題單向思維考慮，沒有逆向思維，死鉆牛角尖的人。那么“一根筋”的二極管具體是什么樣的呢? 一、二極管是什么? 二極管是用半導(dǎo)體材料(一般由硅、硒、鍺等)制成的一種電子器件。只允許電流由單一方向流過。 即給二極管陽極和陰極加上正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通。 當(dāng)給陽極和陰極加上反向電壓時(shí)，二極管截止。 因此，二極管的導(dǎo)通和截止，則相當(dāng)于開關(guān)的接通與斷開。因?yàn)檫@一單向?qū)щ姷奶匦?，在各種電子電路中，其應(yīng)用非常廣泛，如LED燈中的發(fā)光二極管，調(diào)頻收音機(jī)等; 二、結(jié)構(gòu)組成 二極管就是由一個(gè)PN結(jié)加上相應(yīng)的電極引線及管殼封裝而成的。由P區(qū)引出的電極稱為陽極，N區(qū)引出的電極稱為陰極。因?yàn)镻N結(jié)的單向?qū)щ娦裕O管導(dǎo)通時(shí)電流方向是由陽極通過管子內(nèi)部流向陰極。三角箭頭方向表示正向電流的方向，二極管的文字符號(hào)用VD表示。 三、二極管的分類 1、按半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管(Ge管)和硅二極管(Si管)。 2、根據(jù)其不同用途，可分為普通二極管、檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、變?nèi)荻O管、隔離二極管、肖特基二極管、發(fā)光二極管、磁敏二極管、隧道二極管等。 3、按不同封裝分類：可分為玻璃外殼二極管、金屬外殼二極管、塑料外殼二極管、環(huán)氧樹脂外殼二極管等。 4、按照管芯結(jié)構(gòu)，可分為點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。 a、點(diǎn)接觸型二極管是用一根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起，形成一個(gè)“PN結(jié)”。由于是點(diǎn)接觸，只允許通過 較小的電流(不超過幾十毫安)，適用于高頻小電流電路，如收音機(jī)的檢波等。 b、面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流(幾安到幾十安)，主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。 c、平面型二極管是一種特制的硅二極管，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開關(guān)、脈沖及高頻電路中。 四、常見二極管電路中的符號(hào)對(duì)照表 五、二極管的作用 二極管的作用有很多種：如整流、檢波、穩(wěn)壓、鉗位、開關(guān)、續(xù)流、瞬態(tài)抑制、發(fā)光、變?nèi)?、測(cè)溫、補(bǔ)償?shù)取? 整流：將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，通常包括半波整流、全波整流(包括橋式整流)、晶閘管可控整流(具備調(diào)壓功能)等。 檢波：從高頻調(diào)幅波信號(hào)中將調(diào)制的低頻信號(hào)解調(diào)出來。常用于收音機(jī)中; 穩(wěn)壓：利用二極管的反向齊納擊穿時(shí)的穩(wěn)壓特性，獲得穩(wěn)定的電壓。在穩(wěn)壓電路中串入限流電阻，使穩(wěn)壓管擊穿后電流不超過允許值，因此擊穿狀態(tài)可以長(zhǎng)期持續(xù)并不會(huì)損壞。 開關(guān)：利用其單向?qū)щ娦?，讓特定方向、特定值的信?hào)通過，起到單向開關(guān)的作用。 發(fā)光：常見為L(zhǎng)ED，即半導(dǎo)體發(fā)光二極管，用于高效率地將電能轉(zhuǎn)化為光能。 變?nèi)荩菏抢肞N結(jié)之間電容可變的原理制成的半導(dǎo)體器 ;變?nèi)荻O管與反向偏壓件，在高頻調(diào)諧、通信等電路中作可變電容器使用，如使用于電視機(jī)的高頻頭中。

    半導(dǎo)體 二極管

  • 手機(jī)半導(dǎo)體芯片開啟新紀(jì)元：5nm工藝時(shí)代

    2020年10月，隨著蘋果A14仿生與華為麒麟9000兩款基于5nm工藝制程制造的處理器相繼面市，手機(jī)半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域正式步入一個(gè)新的紀(jì)元，即5nm工藝時(shí)代。 結(jié)合近期的行業(yè)消息，三星的5nm工藝SoC——Exynos1080也已被提上日程，年內(nèi)便會(huì)正式問世! 三星Exynos1080在目前已知的5nm工藝芯片中堪稱一匹黑馬，首先，Exynos1080在基于5nm先進(jìn)工藝打造的同時(shí)，還采用了ARM最新一代的A78架構(gòu)CPU。 從ARM公司此前公布的官方數(shù)據(jù)可以得知，在相同主頻、相同功耗的前提下，A78架構(gòu)較A77架構(gòu)單核性能提升了20%。而在同等性能的前提下，A78的功耗相較A77下降了50%。 同時(shí)，Exynos1080還采用了ARM最新的Mali-G78圖形圖像處理架構(gòu)，這也就表示，Exynos1080的GPU性能較前代也得到大幅提升。 從日前安兔兔曝出的跑分?jǐn)?shù)據(jù)能夠看到，Exynos1080在該平臺(tái)得到了693600的綜合性能得分，相較現(xiàn)階段主流Android旗艦普遍搭載的驍龍865移動(dòng)平臺(tái)高出了90000分左右。毫無疑問，屆時(shí)Exynos1080一經(jīng)問世，將會(huì)成為Android陣營(yíng)的新一代性能怪獸。 Exynos1080能有如此強(qiáng)悍的表現(xiàn)，還與三星在5G和AI技術(shù)上的豐富積累，以及從芯片設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造方面的實(shí)力也有著密不可分的關(guān)系。 據(jù)悉，從2000年開始，三星就通過對(duì)雙核、四核、八核等芯片技術(shù)的發(fā)展引導(dǎo)，以實(shí)現(xiàn)高性能、低能耗為目標(biāo)，不斷開發(fā)新的工藝制程。 2016年，三星著手研發(fā)NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元)，開始不斷與全球各大公司機(jī)構(gòu)展開合作，吸引優(yōu)秀人才的同時(shí)積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。2018年發(fā)布的Exynos9820 SoC就采用了三星自研的首款NPU，自此，三星電子開始著力布局人工智能領(lǐng)域。去年，三星高級(jí)技術(shù)研究院推出了On Device的AI輕量級(jí)技術(shù)，讓AI運(yùn)算變得更高效、更省電。 在5G商用領(lǐng)域，三星在2018年8月就率先推出了業(yè)界首款5G雙模芯片Exynos Modem 5100。2019年4月，三星Exynos開始量產(chǎn)5G全面解決方案，在5G移動(dòng)通信市場(chǎng)獲得了技術(shù)的主導(dǎo)權(quán)。同年，三星聯(lián)合vivo研發(fā)了業(yè)內(nèi)首款雙模5G AI芯片——Exynos 980，帶來了更豐富的5G體驗(yàn)的同時(shí)，也加速了5G的普及和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 從來自三星官方的消息能夠了解到，Exynos1080芯片將會(huì)在年內(nèi)正式發(fā)布并商用，可以看到，無論是5nm工藝制程，還是A78+G78的核心架構(gòu)，都將助力Exynos1080成為一款名副其實(shí)的高端旗艦芯片。 可以預(yù)見，Exynos1080將會(huì)成為2021年行業(yè)主流SoC芯片中的性能擔(dān)當(dāng)，后續(xù)將搭載該芯片的終端產(chǎn)品也令人感到期待。

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  • 博世“芯”動(dòng)力，碳化硅功率芯片和域控制器芯片

    在東海汽車測(cè)試技術(shù)中心舉辦的“2020年博世汽車與智能交通技術(shù)創(chuàng)新體驗(yàn)日”上，博世特別展示了其碳化硅和智能座艙域控制器解決方案。“博世，不僅是一家汽車零部件公司，同時(shí)也是半導(dǎo)體公司”。 從產(chǎn)品角度來說，博世半導(dǎo)體產(chǎn)品主要有三大類。一塊是MEMS，這是博世最大的半導(dǎo)體版塊，包括慣性、角速度傳感器;壓力傳感器，用于自動(dòng)駕駛，安全氣囊系統(tǒng)包括汽車動(dòng)力系統(tǒng)、懸架等。 除此之外還有兩塊，一是集成電路，也就是我們說的IC(integrated circuit)或者是ASICS，是專用系統(tǒng)芯片和傳感器，用在特定的汽車應(yīng)用中。(目前，這部分的產(chǎn)品主要還是對(duì)內(nèi)使用。)另一塊，博世功率半導(dǎo)體。 一、電動(dòng)汽車發(fā)展“芯”動(dòng)力，碳化硅SiC 博世中國(guó)汽車電子事業(yè)部市場(chǎng)經(jīng)理王駿躍表示：“碳化硅會(huì)成為電動(dòng)汽車未來發(fā)展的“芯”動(dòng)力。這個(gè)“芯”，一方面是核心、很重要的意思，另外也是一個(gè)芯片的意思。因?yàn)樘蓟璧拇蟛糠之a(chǎn)品是以芯片的形式，加上各種封裝，封裝成分立器件或者模塊的形式對(duì)外出售。所以從這個(gè)角度來說，我們稱之為“芯”動(dòng)力?！? 從市場(chǎng)應(yīng)用的前景來說，碳化硅在電動(dòng)車中應(yīng)用主要有逆變器、車載充電器、DC/DC直流轉(zhuǎn)換以及充電樁上。 從整個(gè)市場(chǎng)規(guī)模的預(yù)測(cè)來看，2024年碳化硅市場(chǎng)規(guī)模大概可以到20億美金左右。2018到2024年，市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率大概在30%左右。 王駿躍認(rèn)為 “碳化硅主要的應(yīng)用或者說未來占據(jù)整個(gè)市場(chǎng)主流的產(chǎn)品會(huì)是模塊，據(jù)預(yù)測(cè)，2023、2024年模塊會(huì)開始進(jìn)入相對(duì)成熟的階段。2024年以后，碳化硅的模塊量會(huì)有較大的突破，預(yù)計(jì)年復(fù)合增長(zhǎng)率會(huì)比30%更高。” 博世于2019年10月在德國(guó)正式宣布其開始碳化硅相關(guān)業(yè)務(wù)。功率碳化硅半導(dǎo)體生產(chǎn)基地位于德國(guó)羅伊特林根，主要來生產(chǎn)碳化硅的晶圓以及MOSFET。 德國(guó)羅伊特林根生產(chǎn)基地主要涉及的產(chǎn)品主要有種，一是有不同結(jié)構(gòu)的裸芯片產(chǎn)品，客戶基于芯片進(jìn)行封裝成為模塊后可以用在新能源車的逆變器當(dāng)中。另一是可以提供分立器件MOSFET，它有兩種封裝的形式，一種是直插式的THT，如TO-247、263等等不同的封裝形式，以及貼片式的SMD封裝，主要是用在充電樁、車載充電以及DC/DC直流轉(zhuǎn)換等。 裸芯片和MOSFET均可以提供兩種電壓型：一種是1200V，用于高性能逆變器和充電器;另一種是750V，用于標(biāo)準(zhǔn)性能逆變器和充電器。 在特性上，博世碳化硅可以做到更長(zhǎng)的短路耐受時(shí)間(大概可以做到3微秒)，高雪崩穩(wěn)定性。另外，應(yīng)用雙通道溝槽技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)較低的RDS(ON)，通俗來說就是導(dǎo)通電阻比較低，有助于降低能耗。結(jié)溫溫度會(huì)到175度，裸芯片200度。同時(shí)針對(duì)兩款電壓，裸芯片的RDS(ON)最低分別做到8毫歐和12毫歐。此外，博世基于150mm晶圓自主制造芯片，符合車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。 碳化硅MOSFET有兩種技術(shù)趨勢(shì)，一種是現(xiàn)在市場(chǎng)上比較主流的，我們稱為叫平面型結(jié)構(gòu)，基于這個(gè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的間距比較大，意味著器件的體積會(huì)比較大。如果做到系統(tǒng)里面，用多個(gè)器件，這個(gè)系統(tǒng)體積就會(huì)變得比較大。 而現(xiàn)博世雙通道溝槽技術(shù)，可以保證在有較小的RDS(ON)同時(shí)，可以將這個(gè)間距做得更小，讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小型化、輕量化。 博世碳化硅產(chǎn)品的技術(shù)路線圖，裸芯片，預(yù)計(jì)2021年的年底會(huì)上市。分立器件MOSFET這塊，大概會(huì)在2022年初上市，基于對(duì)于客戶的需求的匹配。 二、“芯”動(dòng)力，座艙域控制器 電子電器架構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)  博世座艙域控制器實(shí)現(xiàn)了多個(gè)操作系統(tǒng)的集成，能夠同時(shí)支持儀表、中控、副駕娛樂、HUD、空調(diào)、后排等多塊顯示屏，并且整合了駕駛員和乘員監(jiān)控(DOMS)、360 環(huán)視(AVM)、及人臉識(shí)別(FaceID)、多麥克風(fēng)輸入、主動(dòng)降噪等功能。這一強(qiáng)大而靈活的系統(tǒng)解決方案不僅保障了行車安全，也能極大限度地提升車內(nèi)環(huán)境的用戶體驗(yàn)。 隨著用戶功能需求提升，車載娛樂域使用的ECU越來越多，具有消費(fèi)電子外觀和體驗(yàn)的信息娛樂系統(tǒng)仍然是OEM的主要競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。而通過將多個(gè)ECU整合為座艙域控制器可以降低整車成本(BOM)、減少布線、減輕重量，并且可以降低軟件開發(fā)難度以及整車集成驗(yàn)證周期，達(dá)到更好的OTA能力。 主芯片選型層面，博世座艙域控制器搭載了高通 8155 芯片。 從芯片性能、高低搭配的平臺(tái)化、本地支持等多方面考慮，博世選擇了高通作為座艙域控制器的主芯片。“在博世汽車多媒體的設(shè)計(jì)里，電子屏是車機(jī)座艙內(nèi)最大的人機(jī)交互系統(tǒng)，而高通8155芯片可以完美實(shí)現(xiàn)“一芯多屏”的設(shè)計(jì)構(gòu)想?！? 平臺(tái)化設(shè)計(jì)層面，博世通過軟硬件分離，兼容性規(guī)范，保證一套應(yīng)用在多個(gè)硬件平臺(tái)上兼容。博世領(lǐng)先且成熟的硬件平臺(tái)化設(shè)計(jì)，精通軟硬分離的合作開發(fā)模式并積累了大量經(jīng)驗(yàn)，尤其是QC6155/8155。 三、“芯”動(dòng)力，新未來 博世半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展，歷史悠久。據(jù)悉，博世從1970年開始就已經(jīng)在做半導(dǎo)體相關(guān)的產(chǎn)品。從產(chǎn)品的角度來說，從最開始的ASICS，到傳感器到功率半導(dǎo)體，以及到最新的碳化硅的功率半導(dǎo)體一步步演進(jìn)。 從生產(chǎn)線的角度來說，最開始的6英寸的晶圓片，逐步發(fā)展到8英寸，以及2010年的時(shí)候，8英寸開始落地生產(chǎn)，2018年在德國(guó)德累斯頓，開始12英寸晶圓片的生產(chǎn)。 博世“芯”動(dòng)力，座艙域控制器芯片和碳化硅功率器件在飛速發(fā)展著。因?yàn)檫^去，我們相信未來，同時(shí)，我們也期待博世“芯”未來。

    半導(dǎo)體 汽車 控制器 功率芯片

  • 半導(dǎo)體存儲(chǔ)行業(yè)的“東亞模式”

    在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器領(lǐng)域，韓國(guó)雙雄三星和海力士，日本的鎧俠半導(dǎo)體(KIOXIA 原東芝存儲(chǔ))，再加上臺(tái)灣地區(qū)的中小廠商，東亞地區(qū)就是存儲(chǔ)器領(lǐng)域的超級(jí)存在。隨著SK海力士收購(gòu)Intel存儲(chǔ)部門，行業(yè)的天平還會(huì)繼續(xù)向東亞傾斜。 一、無敵的東亞存儲(chǔ)圈 花費(fèi)90億美元，SK海力士一口氣收購(gòu)了英特爾NAND SSD業(yè)務(wù)、NAND元件和晶圓業(yè)務(wù)，以及其在中國(guó)大連的NAND閃存制造工廠。只要交割順利完成，SK海力士就將成為全球第二大NAND閃存芯片供應(yīng)商。 成立于1983年的SK海力士總部位于韓國(guó)首爾，專攻存儲(chǔ)業(yè)務(wù)，根據(jù)IC Insights公布的2020上半年全球半導(dǎo)體廠商營(yíng)收排名，位列第4名，緊隨代工巨頭臺(tái)積電之后。 根據(jù)集邦咨詢公布的數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單估算一下，SK海力士并購(gòu)后在NAND領(lǐng)域的市占率將提升到23.2%，躍升至第2位。 最有意思的是，這個(gè)榜單的前三位將全部是東亞面孔，分別是三星、SK海力士和鎧俠，其市占率總和將達(dá)到71.8%。 注意，NAND 僅僅是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中的一個(gè)品類。在另一大品類DRAM中，SK海力士也是排名第二，僅次于三星。而整個(gè)市場(chǎng)基本由五大廠商所把持，分別是三星、SK海力士、美光、南亞科和華邦電子。除去碩果僅存的美系廠商美光，這個(gè)市場(chǎng)也完全掌握在東亞廠商的手中。 可怕的是，來自東亞的巨頭們依然保有“饑渴感”，還在不斷擴(kuò)軍備戰(zhàn)，讓整個(gè)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)慘烈程度不斷加劇。 處于追趕者地位的SK海力士一直有很強(qiáng)的危機(jī)意識(shí)，希望能穩(wěn)定在業(yè)內(nèi)前三。根據(jù)日本媒體報(bào)道，SK海力士構(gòu)想了一個(gè)大聯(lián)盟的計(jì)劃。除去收購(gòu)Intel閃存業(yè)務(wù)，SK海力士還通過談判獲得了鎧俠上市后取得15%股權(quán)的權(quán)利。鎧俠一旦上市，SK海力士就有望成為其第3大股東。如果計(jì)劃順利，SK海力士將有實(shí)力同三星在NAND上相抗衡。 SK海力士近年來還持續(xù)推行擴(kuò)張戰(zhàn)略，不論NAND閃存還是DRAM，都持續(xù)投資新工廠，包括韓國(guó)利川新工廠、中國(guó)無錫工廠擴(kuò)建等。一位業(yè)內(nèi)人士就表示，收購(gòu)英特爾在大連的工廠將為SK海力士的NAND閃存補(bǔ)充很多產(chǎn)能。 老大三星為了坐穩(wěn)王座，更是不遺余力的加大投入。2020年2季度，三星的資本支出達(dá)82億美元，同比增長(zhǎng)了58%，其中的大部分就投向了存儲(chǔ)器領(lǐng)域。 三星還加快了產(chǎn)能擴(kuò)張的速度。中國(guó)西安生產(chǎn)基地和韓國(guó)平澤生產(chǎn)基地都在擴(kuò)建。除了平澤的存儲(chǔ)器工廠(P1)已投產(chǎn)先進(jìn)NAND Flash和DRAM，于2018年投資建設(shè)的P2工廠也在2020年進(jìn)行設(shè)備投資，生產(chǎn)第二代(1ynm)和第三代(1znm)10nm級(jí)DRAM，包括建設(shè)極紫外光刻(EUV)生產(chǎn)線。同時(shí)，三星還投資了8兆韓元(70億美元)在5月開工建設(shè)NAND Flash產(chǎn)線，計(jì)劃2021下半年開始量產(chǎn)先進(jìn)的V-NAND芯片。 在IPO進(jìn)程中的鎧俠也不閑著，原本預(yù)定2021年9月動(dòng)工的四日市工廠Fab7 廠房工程，也計(jì)劃推前至2021年4月。目前鎧俠已取得用地，而不論IPO的進(jìn)度如何，都會(huì)積極推動(dòng)建廠計(jì)畫。 反觀歐美系碩果僅存的美光，處在四面被圍的局面中，即便明年將資本支出上調(diào)到90億美元，在東亞友商面前依然掀不起風(fēng)浪。而且，美光實(shí)現(xiàn)業(yè)績(jī)的主要工廠都在東亞和南亞地區(qū)，如日本工廠主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)DRAM，新加坡工廠主要生產(chǎn)NAND Flash，中國(guó)臺(tái)灣工廠則負(fù)責(zé)封裝，只有最新的3D Xpoint工廠設(shè)在美國(guó)的猶他州(Utah)。從某種意義上來說，美光也算半個(gè)東亞企業(yè)。 在這個(gè)資金密集、人力密集、技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)，東亞廠商短期內(nèi)是無敵的存在。 二、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移 美國(guó)推動(dòng) 存儲(chǔ)行業(yè)有今天的局面，背后是產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的力量，當(dāng)然也離不開美國(guó)的功勞。 圖 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移路徑 日本是承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的第一批受益者。從上世紀(jì)50年代，索尼創(chuàng)始人盛田昭夫從美國(guó)引入晶體管技術(shù)之后，日本的半導(dǎo)體就進(jìn)入大發(fā)展時(shí)期。到了70年代，為了補(bǔ)齊在行業(yè)短板，日本政府啟動(dòng)了”DRAM制法革新”國(guó)家項(xiàng)目。由日本政府出資320億日元(3億美元)，日立、NEC、富士通、三菱、東芝五大企業(yè)聯(lián)合籌資400億日元(3.8億美元)?？傆?jì)投入720億日元(6.8億美元)為基金，由日本電子綜合研究所，和計(jì)算機(jī)綜合研究所牽頭，設(shè)立國(guó)家性科研機(jī)構(gòu)——“VLSI技術(shù)研究所”。 這一為期4年的項(xiàng)目讓日本獲利豐厚，終于在1982年登頂全球DRAM第一的位置，并將大部分美國(guó)企業(yè)逼入困境，發(fā)明DRAM的Intel公司也因此退出這個(gè)領(lǐng)域。 美國(guó)懼怕日本在半導(dǎo)體技術(shù)上超越自己，逼迫日本簽下《日美半導(dǎo)體協(xié)議》，使NEC等公司開始縮減產(chǎn)能，同時(shí)扶植韓國(guó)廠商來制約日本。 美國(guó)向韓國(guó)提供大量的資金支持用于研發(fā)和技術(shù)更新，同時(shí)持續(xù)的給予技術(shù)支持。 1990 年，三星開發(fā)出世界第三個(gè) 16M DRAM。進(jìn)入 90 年代,韓國(guó) DRAM 技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化步伐加快,水平也有很大的提高,16M RAM、64M DRAM 相繼在 1990 年、1992 年開發(fā)成功,256M 和 1G DRAM 接踵于1994 年、1995年問世，韓國(guó)終于在 DRAM 領(lǐng)域超過日本，摘下世界第一的桂冠。 日本企業(yè)讓出了市場(chǎng)份額，但美國(guó)人沒有料到的是，韓國(guó)企業(yè)卻在美日交戰(zhàn)中平地崛起。特別是2008年的金融危機(jī)，歐洲的奇夢(mèng)達(dá)和日本的爾必達(dá)(日立、NEC等DRAM業(yè)務(wù)部組成)受到重創(chuàng)，韓國(guó)企業(yè)卻逆勢(shì)投資，終于成為行業(yè)新霸主。 韓國(guó)的奇跡崛起也在于不斷效法日本。1981年，韓國(guó)政府為推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，制定了“半導(dǎo)體工業(yè)育成計(jì)劃”，加強(qiáng)了對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)的開發(fā)。政府還頒布了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性長(zhǎng)期規(guī)劃(1982-1986)。正是得到了政府的直接刺激和承諾，三星、現(xiàn)代等企業(yè)才宣布大舉參與超大規(guī)模集成技術(shù)水平的大規(guī)模芯片生產(chǎn)，特別是DRAM的開發(fā)。 韓國(guó)和日本的在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展路徑極為相似，不同的是，韓國(guó)企業(yè)堅(jiān)定不移的信心和持續(xù)投入度更強(qiáng)。從三星創(chuàng)始人李秉喆以戰(zhàn)略性眼光決定發(fā)展半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)開始，再到后任會(huì)長(zhǎng)李健熙的堅(jiān)持，在家族式大財(cái)團(tuán)模式下，無論全球市場(chǎng)如何波動(dòng)，企業(yè)政策一直保持了連續(xù)性。特別是三次逆周期投資，更是奠定了三星今日的王位基礎(chǔ)。 兩國(guó)政府的推動(dòng)也是左右行業(yè)發(fā)展的重要因素。日本有DRAM制法革新項(xiàng)目，韓國(guó)隨后效仿，由電子通信研究所(KIST)牽頭，聯(lián)合三星、LG、現(xiàn)代與韓國(guó)6所大學(xué)，一起對(duì)4M DRAM進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，1986-1989三年間，韓國(guó)政府共計(jì)投入 1.1億美元，并且承擔(dān)了研發(fā)項(xiàng)目中57%的研發(fā)經(jīng)費(fèi)。 當(dāng)然，這兩條還不足以說明韓日為什么會(huì)在存儲(chǔ)器領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先，因?yàn)槊绹?guó)和歐洲也有類似的做法。最終的答案可能就在于存儲(chǔ)器本身。知名半導(dǎo)體行業(yè)專家莫大康認(rèn)為，存儲(chǔ)器是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)上差異性不大，要靠規(guī)模取勝。誰能夠在一個(gè)集成電路上集成更多穩(wěn)定的存儲(chǔ)單位，“能夠制造出穩(wěn)定的存儲(chǔ)器”，是產(chǎn)業(yè)獲勝的關(guān)鍵。而這恰恰是日本工匠哲學(xué)的基本要求。在穩(wěn)定性得到保證之后，之后才是其他特性。韓國(guó)也繼承了這一品質(zhì)，因此才能將存儲(chǔ)芯片做到極致。 三、東亞模式和技術(shù)進(jìn)化 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器行業(yè)有今日的格局，可被視為“東亞模式”的最佳表現(xiàn)。 二戰(zhàn)后東亞國(guó)家先后崛起，創(chuàng)造了一系列經(jīng)濟(jì)奇跡，人們將這一過程總結(jié)為“東亞模式”。 “東亞模式”本質(zhì)上是一種“經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式”。它是指出口導(dǎo)向型的工業(yè)化戰(zhàn)略或外向型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。 “東亞模式”最顯著的特色是強(qiáng)力政府加上具有強(qiáng)烈的經(jīng)濟(jì)建設(shè)意識(shí)和強(qiáng)大的導(dǎo)向作用。 “東亞模式”其特征表現(xiàn)為：東亞各國(guó)、各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和工業(yè)化是其致力于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和現(xiàn)代化的政府理性地進(jìn)行制度創(chuàng)新和制度安排并有效地予以實(shí)施的結(jié)果。 美國(guó)和歐洲為東亞各國(guó)開放了市場(chǎng)，使得其得以擴(kuò)大出口，同時(shí)進(jìn)口所需要的原材料，再加上政府的引導(dǎo)，促成了制造業(yè)的快速發(fā)展。 按照世界銀行2019年公布的數(shù)字，全球制造業(yè)GDP最大的五個(gè)國(guó)家是中國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)和韓國(guó)，其中東亞的中日韓三國(guó)都名列世界制造業(yè)五強(qiáng)之內(nèi)。 東亞模式發(fā)展到經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的后期，有規(guī)劃下的產(chǎn)業(yè)政策、科技型產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼和轉(zhuǎn)型升級(jí)、進(jìn)口替代，也是重要的特色。很多行業(yè)依賴于強(qiáng)勢(shì)政府的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和政府補(bǔ)貼而崛起，比如光伏產(chǎn)業(yè)、新能源汽車和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器行業(yè)。 這種模式為東亞地區(qū)帶來了存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的榮光，但未來是否依然有效，現(xiàn)在還不得而知。 可以看到的是，存儲(chǔ)器行業(yè)在比拼產(chǎn)能的同時(shí)，也更加重視技術(shù)創(chuàng)新。Intel將大部分存儲(chǔ)業(yè)務(wù)賣給了SK海力士，唯獨(dú)保留了Xpoint單元。這也說明Intel依然看好3D閃存的未來。 對(duì)于SK海力士和三星來說，兩者之間也在技術(shù)層面不斷針鋒相對(duì)。SK海力士于2018年成功開發(fā)了全球首款基于電荷擷取閃存(Charge Trap Flash，CTF)的96層4D NAND閃存，并于2019年開發(fā)了128層4D NAND閃存。而三星存儲(chǔ)同樣也在2018年5月推出了9X層的第五代V-NAND閃存顆粒，并在2019年通過獨(dú)特的通道孔蝕刻技術(shù)，推出了功耗更低性能更快的1XX層的第六代V-NAND閃存顆粒。 可以預(yù)見，有了Intel閃存技術(shù)的加持后，SK海力士對(duì)三星的挑戰(zhàn)還將進(jìn)一步升級(jí)。對(duì)于中國(guó)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)來說，身處“東亞怪物房”也并非都是壞事。能近距離觀察學(xué)習(xí)領(lǐng)先者的經(jīng)驗(yàn)，又背靠巨大的市場(chǎng)，這都是我們的優(yōu)勢(shì)。

    半導(dǎo)體 半導(dǎo)體 存儲(chǔ)器 東亞

  • 汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)對(duì)高性能存儲(chǔ)的應(yīng)用要求

    隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)和自動(dòng)駕駛技術(shù)的推廣，汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)正迎來黃金發(fā)展時(shí)期。 有資料顯示，對(duì)于 L1 到 L5 等級(jí)的自動(dòng)駕駛而言，在 L1 時(shí)自動(dòng)駕駛的半導(dǎo)體成本只有約 150 美金，到 L3 等級(jí)提升至 600 美金，上升到 L4、L5 等級(jí)，整車的半導(dǎo)體成本將會(huì)達(dá)到 1200 美金。而這個(gè)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)中，存儲(chǔ)產(chǎn)品和技術(shù)并不為主流媒體關(guān)注。 富士通電子元器件(上海)有限公司產(chǎn)品管理部總監(jiān)馮逸新也在一次活動(dòng)中表示：“隨著新基建的部署，充電樁的普及將快速促進(jìn)新能源汽車的普及，無論是樁側(cè)還是車側(cè)，未來都將催生更多的高性能存儲(chǔ)應(yīng)用需求?！痹摴咀鳛榉且资詢?nèi)存FRAM的市場(chǎng)主力提供商，正以滿足汽車市場(chǎng)需求最佳的性能迎來市場(chǎng)增長(zhǎng)的甜蜜期。 作為已經(jīng)量產(chǎn)FRAM 20年之久，出貨超過41億顆的富士通，其自2017年開始先后推出多款可在高達(dá)125℃高溫環(huán)境下運(yùn)作的車規(guī)級(jí)FRAM產(chǎn)品，經(jīng)過僅僅兩年時(shí)間的市場(chǎng)推廣，目前已成功打入了東風(fēng)、金龍、宇通、上汽通用五菱、華晨寶馬、一汽、御捷、江淮、奇瑞等整車廠的諸多Tier-1、Tier-2供應(yīng)鏈。 富士通AEC-Q100 Grade 1車規(guī)級(jí)FRAM產(chǎn)品線 一、極高耐久性、可靠性和極低遲延，特別的存儲(chǔ)器給特別的汽車應(yīng)用 隨著5G、車聯(lián)網(wǎng)等概念的興起，整車ADAS、車載娛樂等功能正逐漸成為新一代智能汽車的標(biāo)配，而多傳感器融合以及大屏、多屏顯示賦能下的車載軟硬件系統(tǒng)無疑需要搭載更多的車載存儲(chǔ)器。 同時(shí)，這些存儲(chǔ)器由于分布于各種不同類型的車載終端和硬件系統(tǒng)當(dāng)中充當(dāng)圖像、視頻甚至語音等數(shù)據(jù)內(nèi)容的核心載體，其用量以及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存特性方面的需求往往大相徑庭——或者經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)擦寫，或者需要更長(zhǎng)的循環(huán)壽命，或者需要超高可靠性，等等。所以，要想成功打入車載存儲(chǔ)市場(chǎng)，幾乎沒有一個(gè)完全的方案，獨(dú)特性能滿足特定應(yīng)用場(chǎng)景存儲(chǔ)需求的細(xì)分市場(chǎng)受到關(guān)注。 以新能源汽車中最核心技術(shù)之一VCU(整車控制單元)為例，VCU是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，通過采集電機(jī)及電池狀態(tài)、加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)及其它執(zhí)行器傳感器控制器信號(hào)，可根據(jù)駕駛員的駕駛意圖綜合分析并做出相應(yīng)判定后，監(jiān)控下層的各部件控制器的動(dòng)作。 它負(fù)責(zé)汽車的正常行駛、制動(dòng)能量回饋、整車發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力電池的能量管理、網(wǎng)絡(luò)管理、故障診斷及處理、車輛狀態(tài)監(jiān)控等，從而保證整車在較好的動(dòng)力性、較高經(jīng)濟(jì)性及可靠性狀態(tài)下正常穩(wěn)定的工作，可謂是汽車的大腦。 FRAM在整車控制單元VCU中的應(yīng)用 “VCU系統(tǒng)需要以每秒一次的速度去記錄汽車行駛的當(dāng)前狀態(tài)以及發(fā)生故障時(shí)的變速器擋位、加速狀況、剎車和輸出扭矩等信息，而采用FRAM可以通過更簡(jiǎn)單的軟件進(jìn)行存儲(chǔ)與讀取，同時(shí)保證高速和高可靠性?！瘪T逸新介紹道。 今年5月，富士通最新推出了車規(guī)級(jí)產(chǎn)品MB85RS2MLY，可在-40°C至+125°C溫度范圍內(nèi)達(dá)到10兆次讀/寫次數(shù)，非常適合需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄的應(yīng)用(比如連續(xù)10年每天每0.1秒記錄一次數(shù)據(jù)，則寫入次數(shù)將超過30億)，可謂具有極高的數(shù)據(jù)寫入耐久性和可靠性。 這些特性對(duì)于作為新能源汽車另一大核心技術(shù)的BMS(電池管理系統(tǒng))來說同樣至關(guān)重要。BMS需要實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其系統(tǒng)將以每秒或每0.1秒的頻率實(shí)時(shí)和連續(xù)地記錄電池單元的重要數(shù)據(jù)(故障信息，健康狀況SOH和電量計(jì)量SOC等)，同時(shí)監(jiān)控電池的短期(最后幾個(gè)充電周期60次/秒)和長(zhǎng)期(整個(gè)電池壽命)電池性能。 據(jù)馮逸新介紹：“舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，電池單元電量一般維持在30%~75%之間表示正常運(yùn)作，如有不均衡的情況則需從別的單元補(bǔ)充過來，這時(shí)系統(tǒng)需要檢測(cè)記錄電池單元的電量、溫度、電壓、電流等等數(shù)據(jù)，而且單次監(jiān)測(cè)記錄的時(shí)間不能間隔太長(zhǎng)?！? 因此，通過采用FRAM，汽車制造商能夠大幅降低系統(tǒng)復(fù)雜度并提高數(shù)據(jù)完整性。事實(shí)上，F(xiàn)RAM的身影目前已經(jīng)遍布諸如安全氣囊數(shù)據(jù)儲(chǔ)存(Airbag)、事故數(shù)據(jù)記錄器(EDR)、新能源車CAN盒子(CAN-BOX)、新能源車載終端(T-BOX)、胎壓監(jiān)測(cè)(TPMS)、汽車駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)及導(dǎo)航與信息娛樂系統(tǒng)(infotainment)等新能源汽車關(guān)鍵電子系統(tǒng)。 車規(guī)級(jí)FRAM，是滿足汽車電子可靠性和無遲延要求的最佳存儲(chǔ)器選擇 二、他山之石可以攻玉，F(xiàn)RAM這樣應(yīng)對(duì)充電樁存儲(chǔ)痛點(diǎn) 今年3月，中國(guó)提出要求加快5G網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度，在隨后披露的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)七大領(lǐng)域中，新能源充電樁名列其中。據(jù)《賽迪顧問》數(shù)據(jù)顯示，截止2019年12月中國(guó)充電樁保有量達(dá)到121.9萬臺(tái)，車樁比約為3.4：1，遠(yuǎn)低于《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020)》規(guī)劃的1：1，保守估計(jì)未來10年，中國(guó)充電樁建設(shè)缺口將高達(dá)6300萬。 相比加油站，充電樁能夠承載更多的信息，除電流外，還有信息流、資金流等等。作為車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的重要端口，充電樁網(wǎng)絡(luò)的大面積建成必將成為未來社會(huì)交通系統(tǒng)的重要信息平臺(tái)。 因此，充電樁數(shù)據(jù)的記錄和存儲(chǔ)非常重要。作為給新能源汽車提供電能的配套產(chǎn)品，充電樁在運(yùn)行過程中需要處理大量的參數(shù)，通過系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和事件信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中遠(yuǎn)程監(jiān)控，為設(shè)備故障診斷提供必要的數(shù)據(jù)支持，也為電站綜合管理提供全面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表。 為此，所有數(shù)據(jù)必須進(jìn)行統(tǒng)一的采集、查看和分析，并提供設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)警告與通知、數(shù)據(jù)查詢分析、設(shè)備運(yùn)行總額和管理等功能。 “充電樁生產(chǎn)商需要挑選合適的存儲(chǔ)產(chǎn)品予以應(yīng)對(duì)，其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的應(yīng)用需求與智能表計(jì)非常相似?！瘪T逸新指出，“目前，F(xiàn)RAM存儲(chǔ)器在智能電表行業(yè)已經(jīng)作為標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)器被廣泛采用，其具備的三大優(yōu)勢(shì)是許多同類型存儲(chǔ)器無法比擬的。”馮逸新所說的FRAM三大優(yōu)勢(shì)分別是高速寫入、耐久性以及低功耗。與EEPROM對(duì)比，F(xiàn)RAM寫入次數(shù)壽命高達(dá)10萬億次，而EEPROM僅有百萬次(10^6)。 富士通FRAM寫入數(shù)據(jù)可在150ns內(nèi)完成，速度約為EEPROM的30,000倍。寫入一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的功耗僅為150nJ，約為EEPROM的1/400，在電池供電應(yīng)用中具有巨大的優(yōu)勢(shì)。 FRAM、EEPROM、FLASH主要參數(shù)對(duì)比 FRAM不僅能夠進(jìn)行高速寫入，同樣也能夠?qū)崿F(xiàn)高速擦除。以保障數(shù)據(jù)安全為例，若遇到黑客違法盜取及分析充電樁的機(jī)密數(shù)據(jù)，將導(dǎo)致大范圍的信息泄露。對(duì)此，低功耗和高速的FRAM可以利用小型電池電源，瞬間消去重要數(shù)據(jù)，從而確保用戶的信息安全。 這時(shí)，F(xiàn)RAM僅需0.1mA的工作電流，就能夠在0.3ms的時(shí)間內(nèi)擦除256bit的數(shù)據(jù)，相比EEPROM擁有顯著的優(yōu)勢(shì)。 FRAM、EEPROM、FLASH工作電流與消去時(shí)間對(duì)比 三、滿足差異化市場(chǎng)需求，打造全覆蓋存儲(chǔ)產(chǎn)品陣列 盡管FRAM比傳統(tǒng)的Flash、EEPROM在讀寫耐久性、寫入的速度和功耗等方面都更具有優(yōu)勢(shì)，但其同樣有著成本較高、容量不高的不足。為此，富士通重點(diǎn)推出了可與FRAM產(chǎn)品形成市場(chǎng)互補(bǔ)的另外兩大存儲(chǔ)產(chǎn)品——可變電阻式隨機(jī)存取內(nèi)存ReRAM和納米隨機(jī)存儲(chǔ)器NRAM，以滿足更多差異化需求。 ReRAM可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大容量EEPROM的完全替代。2019年8月富士通成功研發(fā)MB85AS8MT——這是全球最高密度8Mbit ReRAM產(chǎn)品，其采用SPI介面并與EEPROM相容的非揮發(fā)性記憶體，能在1.6至3.6伏特之間的廣泛電壓范圍運(yùn)作，在5MHz工作頻率下僅需0.15mA讀取資料。 “目前全球只有兩家公司能夠量產(chǎn)ReRAM,富士通是其中之一。”馮逸新說到，“EEPROM容量最大只有2Mb，且在一些情況下功耗太高。我們量產(chǎn)的4Mb、8Mb產(chǎn)品可以滿足有這些需求的EEPROM客戶，同時(shí)能保證價(jià)格與EEPROM 2Mb接近?！? 富士通ReRAM推出時(shí)間 按照規(guī)劃，富士通預(yù)計(jì)會(huì)在2021年前后帶來16Mbit甚至32Mbit ReRAM產(chǎn)品，屆時(shí)將進(jìn)一步滿足企業(yè)和客戶對(duì)各種特殊應(yīng)用的需求。 NRAM則兼具FRAM的高速寫入、高讀寫耐久性(比NOR Flash高1000倍)，又具備與NOR Flash相當(dāng)?shù)拇笕萘颗c造價(jià)成本并實(shí)現(xiàn)很低的功耗(待機(jī)模式時(shí)功耗幾乎為零)，同時(shí)可靠性非常高，在80度時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)限高達(dá)1000年，在300度時(shí)亦可達(dá)到10年。 談到NRAM在車載存儲(chǔ)的應(yīng)用時(shí)，馮逸新指出：“目前的基于FRAM的車規(guī)級(jí)IC高溫承受范圍在125度，而NRAM卻可以達(dá)到150度，因此，未來基于NRAM的IC身影將有望出現(xiàn)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中。”作為NRAM的第一代產(chǎn)品，富士通16Mbit的DDR3 SPI接口產(chǎn)品最快將于2020年底上市。 可以看到，通過打造完善的FRAM、ReRAM、NRAM三線產(chǎn)品陣列，富士通能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于傳統(tǒng)存儲(chǔ)產(chǎn)品EEPROM和NOR FLASH的完全替代，屆時(shí)勢(shì)必引發(fā)存儲(chǔ)行業(yè)的新一輪洗牌。 四、總結(jié) 可以預(yù)見，未來汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)需求將產(chǎn)生極大增量，特別是2020年注定將是國(guó)內(nèi)新能源汽車相關(guān)電子產(chǎn)品市場(chǎng)與技術(shù)變革的關(guān)鍵一年。未來汽車自動(dòng)駕駛的發(fā)展注定越來越廣，對(duì)數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的要求將會(huì)達(dá)到非常高的程度。

    半導(dǎo)體 半導(dǎo)體 存儲(chǔ) 汽車電子

  • 看華為卷積運(yùn)算芯片如何提高AI資源利用率？

    目前，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域的代表性算法，基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的字符識(shí)別、圖像分類或語音識(shí)別等關(guān)鍵技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于搜索引擎和智能手機(jī)等產(chǎn)品中。 其中，當(dāng)前最為有效且應(yīng)用最為廣泛的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法是卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，簡(jiǎn)稱“卷積運(yùn)算”。在現(xiàn)有技術(shù)中，CNN算法的核心計(jì)算單元是乘加運(yùn)算，乘法累加器陣列常用于矩陣乘法運(yùn)算，而卷積運(yùn)算可以轉(zhuǎn)換為矩陣乘法運(yùn)算。 因此業(yè)界廣泛采用MAC(乘累加器)陣列為計(jì)算核心的專用加速硬件，例如：現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)等，以加速卷積運(yùn)算的運(yùn)算速度。 但是目前卷積計(jì)算也存在著一些問題，一方面，當(dāng)MAC陣列中存在多個(gè)卷積窗口同時(shí)進(jìn)行卷積運(yùn)算時(shí)，這些卷積窗口分布在MAC陣列中的不同位置，使得MAC陣列的利用率非常低。另一方面，存在大量重復(fù)數(shù)據(jù)被從RAM輸入到MAC陣列，這樣會(huì)增加RAM的訪問次數(shù)。 為了解決這樣的問題，華為發(fā)明了將CPU、RAM和卷積運(yùn)算芯片集成在同一數(shù)據(jù)總線上的AI芯片，2016年12月29日，華為發(fā)明了一項(xiàng)名為“卷積運(yùn)算芯片和通信設(shè)備”的發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)枺?01611243272.X)，申請(qǐng)人為華為機(jī)器有限公司。 根據(jù)該專利目前公開的資料，讓我們一起來看看華為的這項(xiàng)新架構(gòu)AI芯片吧。 如上圖，為該專利中發(fā)明的硬件設(shè)備的示意性框架圖，硬件架構(gòu)中包括中央處理器100、雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DDR SDRAM)200以及卷積運(yùn)算芯片300。CPU用來控制卷積運(yùn)算芯片啟動(dòng)卷積運(yùn)算，DDR SDRAM用于向卷積運(yùn)算芯片的數(shù)據(jù)緩存模塊輸入多個(gè)卷積數(shù)據(jù)和多個(gè)卷積參數(shù)，然后卷積運(yùn)算芯片根據(jù)這些數(shù)據(jù)來完成卷積運(yùn)算。 當(dāng)?shù)玫竭\(yùn)算結(jié)果后，就會(huì)將運(yùn)算結(jié)果寫回到DDR SDRAM事先設(shè)定好的內(nèi)存地址中，并同時(shí)通知CPU完成運(yùn)算，以從內(nèi)存地址中提取結(jié)果數(shù)據(jù)。 如上圖，為上面框架中的卷積運(yùn)算芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，這種卷積運(yùn)算芯片包括數(shù)據(jù)緩存模塊310、M*N乘法累加器陣列320、輸出控制模塊330和陣列控制模塊340。 數(shù)據(jù)緩存模塊用于向乘法累加器中的第一乘法累加窗口傳輸用于卷積運(yùn)算的多個(gè)卷積數(shù)據(jù)和卷積參數(shù)，卷積參數(shù)由數(shù)據(jù)緩存模塊根據(jù)第一卷積參數(shù)矩陣確定，而該控制器也是通過在運(yùn)算器內(nèi)集成這樣的數(shù)據(jù)緩存器，從而減少了RAM的訪問次數(shù)，進(jìn)而減少了RAM的訪問壓力。 其中M*N乘法累加器是該運(yùn)算芯片的核心運(yùn)算部件，而這種M*N的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式也是為了進(jìn)行卷積運(yùn)算而特意設(shè)計(jì)的，其具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。 可以看到，這種乘法累加器包括M*N個(gè)處理單元，并且每?jī)尚械奶幚韱卧g還存在斜向的數(shù)據(jù)傳輸通道，這相比于傳統(tǒng)的矩陣式數(shù)據(jù)傳輸通道，具有更加靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式，可以更好的適用于AI芯片進(jìn)行多種類型的運(yùn)算。 第一乘法累加窗口可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，并接著進(jìn)行加法運(yùn)算以獲得卷積結(jié)果，最后由輸出控制模塊輸出卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)算結(jié)果，進(jìn)而完成AI芯片中的任務(wù)。 在該專利中，為了盡可能地提高M(jìn)AC陣列的利用率以及卷積運(yùn)算效率，陣列控制模塊會(huì)根據(jù)第一卷積參數(shù)矩陣的行數(shù)和第一卷積數(shù)據(jù)陣列的行數(shù)來確定第一乘法累加窗口的列數(shù)。 華為發(fā)明的卷積運(yùn)算芯片，這種卷積運(yùn)算芯片能夠在提高陣列資源利用率的同時(shí)降低RAM訪問次數(shù)，進(jìn)而減小RAM的訪問壓力。例如華為發(fā)明的昇騰AI芯片也正是基于這樣的技術(shù)之上，才能實(shí)現(xiàn)極高的算力，不管多么復(fù)雜的模型都可以輕松訓(xùn)練，且實(shí)現(xiàn)極低的功耗。

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  • 中科院突破5nm加工法，華為芯片將迎來曙光

    華為公司在10月22日晚上舉行了全球線上發(fā)布會(huì)，推出了新一代的Mate 40系列，其中Mate 40搭載的麒麟9000芯片更是驚艷亮相，采用了5nm工藝制程，實(shí)現(xiàn)了集成153億個(gè)晶體管，是全球首個(gè)突破150億大關(guān)的芯片，比蘋果A14多30%。 在華為CEO余承東的介紹中，麒麟9000芯片擁有八核的CPU，24核的GPU，兩大一小NPU，還集成了華為最先進(jìn)的ISP技術(shù)。但是由于美國(guó)的第二輪制裁，華為的芯片截止到9月15日就已經(jīng)全面停產(chǎn)。也代表新一代全球最領(lǐng)先的麒麟9000芯片將會(huì)絕版，其中原因之一就是我們沒有屬于自己的光刻機(jī)。 一、中國(guó)為何需要光刻機(jī) 華為芯片被斷之后，我們迫切需要解決的技術(shù)就是芯片制造技術(shù)，但是想要解決芯片制造技術(shù)就離不開光刻機(jī)。舉一個(gè)很簡(jiǎn)單的例子，光刻機(jī)就是將設(shè)計(jì)好的芯片圖紙“打印”出來的過程。 而光刻機(jī)越高端，打印出來的芯片性能也就越好。所以，想要實(shí)現(xiàn)芯片自研的發(fā)展，首先要具備一流的光刻機(jī)。一直以來，中國(guó)的芯片也都是需要依靠進(jìn)口的，不管是華為系統(tǒng)還是安卓系統(tǒng)，我國(guó)手機(jī)中的芯片都是需要和其他國(guó)家合作才能進(jìn)行下去的。進(jìn)口其他國(guó)家的芯片，然后自己再次組裝生產(chǎn)，這也導(dǎo)致我國(guó)會(huì)陷入尷尬的局面。 芯片作為產(chǎn)品絕對(duì)的核心部件，華為目前僅僅只能掌握芯片設(shè)計(jì)，旗下麒麟系列最頂級(jí)芯片都是需要采用5nm和7nm技術(shù)，而目前中方技術(shù)只能生產(chǎn)出14nm芯片，這距離全球頂尖水平還是有不小的距離，我們主要就是落后在芯片的生產(chǎn)設(shè)備光刻機(jī)上，而美國(guó)就是想要將這一優(yōu)勢(shì)放大轉(zhuǎn)為勝勢(shì)。 二、中科院“入局”光刻機(jī) 前不久，中科院決定“入局”光刻機(jī)，院長(zhǎng)白春禮表示“面臨美國(guó)在高科技產(chǎn)業(yè)的打壓，我們就要把對(duì)方卡脖子的清單變成科研目標(biāo)和任務(wù)”!光刻機(jī)從表面上看是個(gè)巨大的難題，但在短時(shí)間內(nèi)中科院已經(jīng)有了重大突破，目前傳來最新消息，我們已經(jīng)研發(fā)出5nm激光光刻加工方法，這項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)或?qū)⒁慌e打破荷蘭ASML的壟斷局面! 關(guān)于中國(guó)科學(xué)院的決定，業(yè)內(nèi)人士都紛紛評(píng)論：近年來光刻機(jī)、芯片這些資金密集且研發(fā)周期長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)不斷受到國(guó)家的重視，顯然這次“國(guó)家隊(duì)”的出手將會(huì)給半導(dǎo)體行業(yè)注入一針強(qiáng)心劑。 在中國(guó)科學(xué)院宣布入場(chǎng)光刻機(jī)之后，國(guó)內(nèi)的好消息也是頻頻傳來，　值得一提的是，中國(guó)的南京集成電路大學(xué)正式揭牌儀式，就在華為舉行線上全球發(fā)布會(huì)的同一天。并且該校所有的科目學(xué)習(xí)都將圍繞芯片來進(jìn)行。還與華為和中心國(guó)際等公司合作，為國(guó)家培養(yǎng)集成電路人才。在這里將會(huì)源源不斷地為中國(guó)培養(yǎng)相關(guān)人才，徹底在把中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)給落實(shí)，未來再也不會(huì)懼怕美國(guó)的“卡脖子”了。 這一步一步走來，中國(guó)也在發(fā)揮出了自己的民族精神，不怕苦不怕累。中國(guó)在芯片領(lǐng)域也在不斷前行，雖然緩慢，但是相信終歸可以實(shí)現(xiàn)芯片爆發(fā)式增長(zhǎng)，掌握自己的核心技術(shù)。

    半導(dǎo)體 芯片 5nm 麒麟9000

  • 5nm旗艦芯片，華為Mate40系列首發(fā)麒麟9000

    10月22日晚，華為Mate40新機(jī)發(fā)布會(huì)終于來了!在美國(guó)制裁壓力之下，華為正處于艱難時(shí)刻。但是開場(chǎng)余承東就向用戶傳達(dá)出華為的自信，“10年前，我們的出貨量只有100萬臺(tái)手機(jī)，而10年后，全球范圍內(nèi)華為連接的設(shè)備超過了10億臺(tái)”。 與華為Mate40系列一起亮相的麒麟9000芯片，實(shí)現(xiàn)多多項(xiàng)創(chuàng)新突破，依然是行業(yè)的頂級(jí)水平。這也意味著，在對(duì)芯片能力日益看重的5G時(shí)代，手機(jī)行業(yè)也正式由7nm SoC時(shí)代邁向了5nm SoC時(shí)代。 5G時(shí)代，智能手機(jī)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)核心，然然將圍繞在芯片方面。華為是國(guó)內(nèi)唯一擁有自研芯片能力的手機(jī)廠商，從2009年推出首款自研手機(jī)芯片至今，麒麟芯片已經(jīng)處于行業(yè)領(lǐng)先地位。盡管蘋果在5G領(lǐng)域處于落后地位，但在自研芯片上，也憑借A系列能夠搶占行業(yè)前排。 在7nm制程芯片統(tǒng)治行業(yè)兩年后，蘋果和華為相繼推出了自研的5nm芯片。有所不同的是，華為在10月22日最新發(fā)布的麒麟9000，不僅性能更強(qiáng)，而且集成了5G基帶，保持了行業(yè)的統(tǒng)治地位。 麒麟9000的到來，標(biāo)志著5G手機(jī)進(jìn)入5nm SoC時(shí)代。麒麟9000，不僅為華為Mate40系列帶來了性能和能效的巨大跨越，也將帶領(lǐng)手機(jī)行業(yè)走向5G通信新高度。 理想情況下，相同制程中晶體管的數(shù)量是影響性能高低的關(guān)鍵因素之一。領(lǐng)先的5nm制程，使麒麟9000集成多達(dá)153億個(gè)晶體管，要比蘋果A14多30%。憑借目前業(yè)界最多的晶體管數(shù)量，配合出色的架構(gòu)設(shè)計(jì)，麒麟9000被譽(yù)為“移動(dòng)終端設(shè)備的皇冠”，也令首發(fā)搭載該芯片的華為Mate40 Pro和華為Mate40 Pro+擁有了智能手機(jī)誕生迄今最強(qiáng)的性能。 根據(jù)華為官方公布的數(shù)據(jù)，麒麟9000 CPU采用三檔能效架構(gòu)，最高主頻可達(dá)3.13GHz;在GPU方面，首發(fā)24核 Mali-G78 GPU 集群，是華為手機(jī)芯片GPU之最，性能和能效全面領(lǐng)先，圖形處理性能提升60%;NPU方面，仍是自研的達(dá)芬奇架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新雙大核+微核架構(gòu)，分別對(duì)應(yīng)復(fù)雜及簡(jiǎn)易AI任務(wù)，充分發(fā)揮架構(gòu)的AI智慧算力。 麒麟9000加持，造就華為Mate40系列當(dāng)前業(yè)界最頂尖的性能，除了滿足日常使用的流暢需求，其性能發(fā)力點(diǎn)更體現(xiàn)在多任務(wù)的高效運(yùn)行，以及高清影音、高幀率高畫質(zhì)游戲、端側(cè)更強(qiáng)大的人工智能功能等出色體驗(yàn)上。 作為5G行業(yè)的領(lǐng)航者，華為通過麒麟9000芯片以及5G終端、5G網(wǎng)絡(luò)端到端能力，在華為Mate40系列上集成全球5G研發(fā)資源，打造出領(lǐng)域頂級(jí)5G體驗(yàn)。 現(xiàn)階段麒麟9000依然是功能最完整的5G芯片，通過將5G基帶集成在SoC之內(nèi)，既保證了5G體驗(yàn)，也提升了能效比。意味著華為Mate40系列在5G通信環(huán)境下，擁有長(zhǎng)續(xù)航體驗(yàn)。 華為Mate40系列還擁有5G超級(jí)上行專利技術(shù)，提升5G網(wǎng)絡(luò)上行覆蓋和上行帶寬能力。用戶使用華為Mate40系列傳送文件、5G高清直播、視頻通話時(shí)，將體驗(yàn)更高的傳輸速度、畫面品質(zhì)。虎牙我表示，麒麟 9000 的 5G 網(wǎng)絡(luò)上行速度是其他廠商的5倍。 作為芯片制程和5G通信領(lǐng)域的引領(lǐng)者，華為充分發(fā)揮自身擁有雄厚創(chuàng)新技術(shù)基礎(chǔ)的優(yōu)勢(shì)，華為Mate40系列，在性能、AI、5G等多方面繼續(xù)領(lǐng)跑行業(yè)。 華為目前正經(jīng)歷美國(guó)政府的第三輪禁令，處于非常艱難的時(shí)刻。在發(fā)布會(huì)末尾，余承東也談到了華為當(dāng)下的處境和決心。 他指出，美國(guó)的制裁讓華為正處于極度困難當(dāng)中，而這一制裁是極不公正的，“但是不管處境多么艱難，華為都承諾持續(xù)開展技術(shù)創(chuàng)新，將最佳的技術(shù)和創(chuàng)新帶給消費(fèi)者，提升大家的工作效率，我們將信守承諾”。 華為Mate40系列正是這樣一款Dare to dream、敢想敢做的產(chǎn)品。只有具備這樣的意志，才能“讓創(chuàng)新更有意義”。 “面對(duì)挑戰(zhàn)，華為更將蓬勃生長(zhǎng)”。作為華為極致科技的集大成之作，華為Mate40系列這次的如期而至，在這樣的大背景下，顯然有了更多可供解讀的意味。在過去的十年中，10月30日，華為Mate40系列國(guó)內(nèi)發(fā)布會(huì)將在上海舉辦，讓我們?cè)俅我娮C華為用創(chuàng)新戰(zhàn)勝逆境。

    半導(dǎo)體 華為 5G

  • 我國(guó)第一所芯片大學(xué)成立，稱為南京集成電路大學(xué)

    在10月22日的華為Mate 40系列發(fā)布會(huì)最后，余承東表示，華為現(xiàn)在處在非常艱難的時(shí)刻。這令人十分痛心。艱難的不只是華為，還有中國(guó)芯片行業(yè)。美國(guó)正將黑手伸向越來越多的中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)，這都令人不得不提高警惕。 現(xiàn)階段由于“中國(guó)芯”的缺失，正經(jīng)歷著史無前例的艱難困苦，但針對(duì)怎樣打造出“中國(guó)芯”，我們一直在奮斗。 十月二十二日，我國(guó)第一所芯片大學(xué)——南京集成電路大學(xué)舉行了揭牌儀式。其有別于其他大學(xué)更側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，這所學(xué)校更重視專業(yè)技能的塑造以及綜合實(shí)踐的帶教。而且該學(xué)校將與華為、中芯國(guó)際合作，向自己的建校初衷——塑造集成電路優(yōu)秀人才前進(jìn)，達(dá)到優(yōu)秀人才的“質(zhì)與量”的要求。 該大學(xué)為當(dāng)今半導(dǎo)體優(yōu)秀人才貧乏的現(xiàn)狀雪中送炭，可以說，這是一所具備中國(guó)社會(huì)主義特色的芯片大學(xué)! 據(jù)報(bào)道，南京集成電路產(chǎn)業(yè)服務(wù)項(xiàng)目局長(zhǎng)、東南大學(xué)專家教授時(shí)龍興被任命為南京集成電路大學(xué)校校長(zhǎng)。據(jù)時(shí)龍興介紹，為了更好地培育集成電路人才，達(dá)到該人才培養(yǎng)的數(shù)量、品質(zhì)和多元化規(guī)定，南京集成電路大學(xué)應(yīng)時(shí)而生。各專業(yè)都將緊緊圍繞集成電路技術(shù)開展設(shè)計(jì)方案，關(guān)鍵搞好“小而精”的芯片制造工作。 IC是一項(xiàng)漫長(zhǎng)的工作，人才培養(yǎng)也是一項(xiàng)長(zhǎng)期的投入，科技人員一定要能耐住性子和能坐冷板凳?，F(xiàn)階段的狀況不清楚什么是科學(xué)、不重視科學(xué)研究、不尊重科學(xué)家，不能學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，那么談何核心技術(shù)呢? 更特別的是，南京集成電路大學(xué)的“股東們”是公司、高等學(xué)校和科研院所，有別于傳統(tǒng)的大學(xué)。它并不是由國(guó)家或省份創(chuàng)建的，而是依據(jù)產(chǎn)業(yè)的需要而開設(shè)的大學(xué)，探尋一種新的產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)方式。 就人才培養(yǎng)來講，南京集成電路大學(xué)采用的模式為“5+1+2”。企業(yè)員工、大學(xué)中即將畢業(yè)的學(xué)子和來源于不同科學(xué)研究組織的工作人員，都可以是芯片大學(xué)的生源。可以說，南京集成電路大學(xué)是與高等院校與公司連接、產(chǎn)教融合發(fā)展的開發(fā)平臺(tái)。這樣看的話，該大學(xué)的學(xué)生必須一定的基礎(chǔ)知識(shí)，并不是從普通高中招生，也不是作為傳統(tǒng)大學(xué)文化教育的填補(bǔ)。 除了辦校愿景、招生方式和傳統(tǒng)的大學(xué)不一樣，它的師資、課程內(nèi)容以及資格證書都不一樣。南京集成電路大學(xué)師資是資深的工程設(shè)計(jì)師，或者是專家。經(jīng)過這樣的專家指導(dǎo)，那樣塑造出的優(yōu)秀人才更合乎公司的需求。 該大學(xué)將結(jié)合學(xué)生的缺點(diǎn)和企業(yè)的要求來設(shè)計(jì)課程，與傳統(tǒng)大學(xué)的規(guī)范化輸出不一樣的是，它是一種人性化的學(xué)習(xí)培訓(xùn)。因此，在該大學(xué)畢業(yè)時(shí)，會(huì)拿到不一樣的資格證書。從該芯片大學(xué)畢業(yè)得到的是實(shí)踐考核的結(jié)業(yè)證，而從傳統(tǒng)大學(xué)畢業(yè)則會(huì)拿到國(guó)家教育部授予的畢業(yè)證。 若南京集成電路大學(xué)的模式能夠成功，這對(duì)國(guó)產(chǎn)芯片行業(yè)來說，是一個(gè)不錯(cuò)的消息。國(guó)產(chǎn)芯片有望迎來曙光。 比爾蓋茨曾表示，美國(guó)對(duì)華為芯片斷供的行為，會(huì)逼迫中國(guó)投身芯片制造行業(yè)，并最終實(shí)現(xiàn)芯片自給自足。如今看來，比爾蓋茨所言非虛。中國(guó)如今正向著國(guó)產(chǎn)芯片自主、可控的方向，一步步邁進(jìn)。 國(guó)產(chǎn)芯片并不能一蹴而就，還有很長(zhǎng)的發(fā)展，應(yīng)腳踏實(shí)地。

    半導(dǎo)體 半導(dǎo)體 集成電路 芯片

  • MEMS行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壁壘與競(jìng)爭(zhēng)格局

    MEMS 的全稱是微型電子機(jī)械系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System)，是微電路和微機(jī)械按功能要求在芯片上的一種集成，基于光刻、腐蝕等傳統(tǒng)半導(dǎo)體技術(shù)，融入超精密機(jī)械加工，并結(jié)合力學(xué)、化學(xué)、光學(xué)等學(xué)科知識(shí)和技術(shù)基礎(chǔ)，使得一個(gè)毫米或微米級(jí)的 MEMS 具備精確而完整的機(jī)械、化學(xué)、光學(xué)等特性結(jié)構(gòu)。 MEMS 行業(yè)系在集成電路行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)集成電路無法持續(xù)地滿足終端應(yīng)用領(lǐng)域日漸變化的需求而成長(zhǎng)起來的。 隨著微電子學(xué)、微機(jī)械學(xué)以及其他基礎(chǔ)自然科學(xué)學(xué)科的相互融合，誕生了以集成電路工藝為基礎(chǔ)，結(jié)合體微加工等技術(shù)打造的新型芯片。汽車電子、消費(fèi)電子等終端應(yīng)用市場(chǎng)的擴(kuò)張，使得MEMS 應(yīng)用越來越廣泛，產(chǎn)業(yè)規(guī)模日漸擴(kuò)大，日趨成為集成電路行業(yè)的一個(gè)新分支。 一、MEMS的市場(chǎng)規(guī)模 隨著 MEMS 技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，MEMS 在通訊、生物醫(yī)療、工業(yè)科學(xué)、消費(fèi)電子、汽車電子、導(dǎo)航定位等領(lǐng)域的應(yīng)用日漸普及，MEMS 市場(chǎng)在不斷創(chuàng)新中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。2008 年以前，汽車電子是 MEMS 主要應(yīng)用市場(chǎng);2008年以后，智能手機(jī)等終端產(chǎn)品日益涌現(xiàn)并占領(lǐng) MEMS 主流市場(chǎng);在未來，隨著智能化場(chǎng)景的進(jìn)一步普及，各種新興應(yīng)用領(lǐng)域如物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、智能家居及工業(yè) 4.0 等將為 MEMS 提供更廣闊的發(fā)展空間，MEMS 產(chǎn)品的使用量預(yù)計(jì)將加速增長(zhǎng)。 根據(jù)全球權(quán)威半導(dǎo)體咨詢機(jī)構(gòu) Yole Development 的研究，2019 年全球 MEMS行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為 115 億美元，考慮到 COVID-19 疫情影響，2020 年 MEMS 市場(chǎng)規(guī)模將下滑至 109 億美元，預(yù)計(jì)到 2025 年 MEMS 市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至 177 億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率可達(dá) 7.4%。從市場(chǎng)細(xì)分領(lǐng)域來看，消費(fèi)電子、汽車電子仍將是 MEMS最大的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，而同時(shí)在通訊、生物醫(yī)療、工業(yè)科學(xué)領(lǐng)域的增速也將非?？捎^。 在消費(fèi)電子、工業(yè)及汽車電子應(yīng)用的巨大市場(chǎng)和快速發(fā)展的強(qiáng)力拉動(dòng)下，中國(guó)地區(qū)已經(jīng)成為過去五年 MEMS 市場(chǎng)規(guī)模發(fā)展最快的地區(qū)。中國(guó)作為全球最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)基地，對(duì) MEMS 傳感器的市場(chǎng)需求巨大，各類 MEMS 傳感器供應(yīng)商包括光傳感器、運(yùn)動(dòng)傳感器等供應(yīng)商均已轉(zhuǎn)戰(zhàn)中國(guó)市場(chǎng)，MEMS 傳感器產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境逐漸完善。 二、MEMS 行業(yè)發(fā)展歷程 MEMS 起源可追溯至 20 世紀(jì) 50 年代，硅的壓阻效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后，學(xué)者們開始了對(duì)硅傳感器的研究。然而，MEMS 產(chǎn)業(yè)真正發(fā)展始于 20 世紀(jì) 80 年代，前后經(jīng)歷了 3 次產(chǎn)業(yè)化浪潮。 20 世紀(jì) 80 年代至 90 年代：1983 年 Honeywell 利用大型刻蝕硅片結(jié)構(gòu)和背蝕刻膜片制作了集成壓力傳感器，將機(jī)械結(jié)構(gòu)與電路集成在一個(gè)芯片內(nèi)。80 年代末至 90 年代，汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車電子應(yīng)用如安全氣囊、制動(dòng)壓力、輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等需求增長(zhǎng)，巨大利潤(rùn)空間驅(qū)使歐洲、日本和美國(guó)的企業(yè)大量生產(chǎn) MEMS，推動(dòng)了 MEMS 行業(yè)發(fā)展的第一次浪潮。 20 世紀(jì) 90 年代末至 21 世紀(jì)初：本階段早期，噴墨打印頭和微光學(xué)器件的巨大需求促進(jìn)了 MEMS 行業(yè)的發(fā)展。而 2007 年后，消費(fèi)電子產(chǎn)品對(duì) MEMS 的強(qiáng)勁需求，手機(jī)、小家電、電子游戲、遠(yuǎn)程控制、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等消費(fèi)電子產(chǎn)品要求體積更小且功耗更低的 MEMS 相關(guān)器件，對(duì) MEMS 產(chǎn)品需求更大，掀起了 MEMS 行業(yè)發(fā)展的第二次產(chǎn)業(yè)化浪潮，并將持續(xù)推動(dòng) MEMS 行業(yè)向前發(fā)展。 2010 年至今：產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)展，使 MEMS 行業(yè)呈現(xiàn)新的趨勢(shì)。MEMS 產(chǎn)品逐步應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備等新領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景日益豐富，正漸漸覆蓋人類生活的各個(gè)維度。此外，MEMS 是當(dāng)前移動(dòng)終端創(chuàng)新的方向，新的設(shè)備形態(tài)(如可穿戴設(shè)備)需要更加微型化的器件和更為便捷的交互方式。然而，物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備應(yīng)用助推 MEMS 第三次產(chǎn)業(yè)化浪潮的同時(shí)，行業(yè)仍然面臨來自產(chǎn)品規(guī)格、功率消耗、產(chǎn)品整合以及成本等方面的壓力，MEMS 產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)亟待持續(xù)改進(jìn)，以滿足更小、更低能耗、更高性能的需求。 三、MEMS 制造行業(yè)主要經(jīng)營(yíng)模式 與傳統(tǒng)集成電路產(chǎn)業(yè)類似，從 MEMS 產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈來看，根據(jù)行業(yè)內(nèi)企業(yè)提供的產(chǎn)品或服務(wù)，可以分為設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)三個(gè)環(huán)節(jié)。其中，MEMS 制造行業(yè)屬于 MEMS 行業(yè)的一個(gè)環(huán)節(jié)，處于產(chǎn)業(yè)鏈的中游。該行業(yè)根據(jù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的需求開發(fā)各類 MEMS 芯片的工藝制程并實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)，兼具資金密集型、技術(shù)密集型和智力密集型的特征，對(duì)企業(yè)資金實(shí)力、研發(fā)投入、技術(shù)積累等均提出了極高要求。 目前市場(chǎng)中，一方面 IDM 企業(yè)受到來自升級(jí)產(chǎn)業(yè)線以及降低成本維持利潤(rùn)的雙重壓力，市場(chǎng)中已出現(xiàn) IDM 企業(yè)將制造環(huán)節(jié)外包的情況;另一方面，MEMS產(chǎn)品應(yīng)用的爆發(fā)式增長(zhǎng)需要不同領(lǐng)域、不同行業(yè)的新興 MEMS 公司參與其中，但巨額的工廠建設(shè)投入、運(yùn)維成本以及 MEMS 工藝開發(fā)、集成的復(fù)雜性卻形成了較高的行業(yè)門檻，阻礙了市場(chǎng)的持續(xù)擴(kuò)張。 在此背景下，純 MEMS 代工廠與 MEMS 產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司合作開發(fā)產(chǎn)品的商業(yè)模式將成為未來行業(yè)業(yè)務(wù)模式的主流。類似于傳統(tǒng)集成電路行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，MEMS 產(chǎn)業(yè)將逐步走向設(shè)計(jì)與制造分立、制造環(huán)節(jié)外包的模式。 MEMS 制造主要指 MEMS 芯片制造，行業(yè)內(nèi)主要經(jīng)營(yíng)模式包括兩類，一類是依靠自有生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)，另一類則是外包給 MEMS 代工廠進(jìn)行生產(chǎn)。行業(yè)內(nèi)提供 MEMS 制造代工服務(wù)的企業(yè)，從芯片類型和產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈來看，主要分為三類，即純 MEMS 代工、IDM 企業(yè)代工以及傳統(tǒng)集成電路 MEMS 代工。 1、純 MEMS 代工 純 MEMS 代工企業(yè)不提供任何設(shè)計(jì)服務(wù)，企業(yè)根據(jù)客戶提供的 MEMS 芯片設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行工藝制程開發(fā)以及代工生產(chǎn)服務(wù)。代表企業(yè)有公司、TeledyneDalsa、IMT 等。 2、IDM 企業(yè)代工 IDM 企業(yè)即垂直整合器件制造商，該類廠商除了進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)之外，一般還擁有自有的封裝廠和測(cè)試廠，其業(yè)務(wù)范圍涵蓋集成電路的設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試所有環(huán)節(jié)。由于晶圓制造、封裝和測(cè)試的生產(chǎn)線建設(shè)均需要巨額資金投入，因此 IDM 模式對(duì)企業(yè)的研發(fā)力量、資金實(shí)力和市場(chǎng)影響力都有極高的要求。在滿足自身晶圓制造需求后，IDM 企業(yè)會(huì)將剩余的產(chǎn)能外包出去，提供 MEMS代工服務(wù)。采用 IDM 代工模式的企業(yè)均為全球芯片行業(yè)巨頭，主要代表為博世(Bosch)、意法半導(dǎo)體(STMicro)、德州儀器(TI)等企業(yè)。 3、傳統(tǒng)集成電路 MEMS 代工 傳統(tǒng)集成電路(主要為 CMOS)代工企業(yè)以原有的 CMOS 產(chǎn)線為基礎(chǔ)，嵌套部分特殊的生產(chǎn) MEMS 工藝技術(shù)，將舊產(chǎn)線轉(zhuǎn)化為 MEMS 代工線。由于批量生產(chǎn)能力突出，傳統(tǒng)集成電路企業(yè)往往會(huì)集中向出貨量較高的消費(fèi)電子領(lǐng)域的MEMS 產(chǎn)品提供代工，該類代工企業(yè)以臺(tái)積電(TSMC)、Global Foundries 等為代表。 歷史發(fā)展過程中，由于 MEMS 產(chǎn)品在材料、加工、制造工序等單個(gè)產(chǎn)品差異較大，器件標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，影響了產(chǎn)業(yè)垂直分工的發(fā)展，行業(yè)以 IDM 企業(yè)為主導(dǎo)。近年來，隨著 MEMS 技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的逐漸興起，MEMS 標(biāo)準(zhǔn)化的程度大大發(fā)展，平臺(tái)化基礎(chǔ)正在形成，越來越多的 MEMS 產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈垂直分工條件日趨成熟。 四、MEMS行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壁壘 由于 MEMS 行業(yè)存在產(chǎn)品非標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，MEMS 公司無法僅僅通過單一工藝支持整個(gè)產(chǎn)品世代。MEMS 產(chǎn)品中，除了采用相同的硅材料外，沒有可以在所有器件中通用的基礎(chǔ)元件，“一類產(chǎn)品，一種制造工藝”的定律意味著MEMS 制造商需要針對(duì)每個(gè)單獨(dú)的產(chǎn)品采取不同的工藝策略。在生產(chǎn)過程中，往往需要同時(shí)對(duì)多個(gè)產(chǎn)品同時(shí)進(jìn)行工藝研發(fā)，在研發(fā)完成、產(chǎn)品測(cè)試合格并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)、進(jìn)行銷售之前，公司需要大量資金投入以維持運(yùn)營(yíng)。因此，MEMS 相較于傳統(tǒng)集成電路不僅需要大量的時(shí)間成本，還需要大量的資金投入，這就建立期了其資金壁壘。 除了資金外，技術(shù)又是其另一個(gè)壁壘。 首先，MEMS 是一種全新的必須同時(shí)考慮多種物理場(chǎng)混合作用的研發(fā)領(lǐng)域，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械，它們的尺寸更小，最大的不超過一厘米，有些甚至僅僅幾微米，其厚度更加微小。因而 MEMS 產(chǎn)品的開發(fā)和制造需要包括與物理、化學(xué)、生物等相關(guān)的專業(yè)技術(shù)。 其次，MEMS 需要多種工藝開發(fā)技術(shù)。MEMS 晶圓代工業(yè)務(wù)需要并行處理多項(xiàng)工藝開發(fā)項(xiàng)目，還需要盡可能以最有效的方式利用所有工程資源。“一類產(chǎn)品，一種制造工藝”的定律意味著每種產(chǎn)品都需要從頭開始設(shè)計(jì)工藝。每一項(xiàng)工藝都需要經(jīng)過工藝開發(fā)和優(yōu)化的步驟，這些工藝步驟包括DRIE、鍵合、薄膜沉積(特別是在薄膜特性會(huì)直接影響 MEMS 性能的地方，如壓電材料等)和晶圓封蓋。光刻也是另一道需要經(jīng)常調(diào)整的工藝，MEMS 的 3D 結(jié)構(gòu)相比于普通的平面結(jié)構(gòu)難度更高。 再次，MEMS 需要具有獨(dú)特專有的設(shè)備開發(fā)技術(shù)。例如，DRIE 通過精密刻蝕硅材料，嚴(yán)格控制深度、寬高比及側(cè)壁輪廓來實(shí)現(xiàn) 3D 結(jié)構(gòu)?？涛g可深可淺，而且涉及到刻蝕晶圓的任意比例。開發(fā)這些刻蝕工藝的關(guān)鍵參數(shù)需要特定的 MEMS 工藝工程技術(shù)，同時(shí)還需要這些專門的設(shè)備來積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。 人才壁壘也是不可忽視的一個(gè)方面。 MEMS 開發(fā)過程中相互影響的因素，如工具、設(shè)計(jì)及工藝的相互依賴，意味著成功的 MEMS 項(xiàng)目依賴于豐富的產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)這些影響因素的充分理解。從經(jīng)驗(yàn)上來看，MEMS 項(xiàng)目通常需要受過高等教育的工程師組建為專門化團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集體研發(fā)，工程師需要擁有至少 10 年工作經(jīng)驗(yàn)，以保證研發(fā)效率及成功率，而具備前述條件的工程師十分稀缺。因此 MEMS 市場(chǎng)存在相當(dāng)高的人才壁壘。 五、MEMS行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局 MEMS 制造上連產(chǎn)品設(shè)計(jì)，下接產(chǎn)品封測(cè)，是 MEMS 產(chǎn)業(yè)鏈中必不可少的一環(huán)。MEMS 產(chǎn)品類別多樣、應(yīng)用廣泛，客戶定制化程度非常高，其生產(chǎn)采用的微加工技術(shù)強(qiáng)調(diào)工藝精度，屬于資金、技術(shù)及智力密集型行業(yè)。 全球范圍內(nèi)，MEMS 產(chǎn)能主要集中在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，目前國(guó)際主要 MEMS 代工廠商之間市場(chǎng)份額差距不大，且市場(chǎng)整體集中度較低，因此競(jìng)爭(zhēng)較為激烈。國(guó)內(nèi)目前尚未出現(xiàn)擁有持續(xù)量產(chǎn)實(shí)踐的 MEMS 制造企業(yè)，但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求巨大，政策及產(chǎn)業(yè)合力助推 MEMS 全產(chǎn)業(yè)鏈布局，未來產(chǎn)能將部分向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移，預(yù)計(jì)短期內(nèi)國(guó)內(nèi)MEMS 市場(chǎng)將處于弱競(jìng)爭(zhēng)洼地，隨著國(guó)內(nèi) MEMS 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與成熟，未來國(guó)內(nèi)MEMS 企業(yè)間摩擦將日益加劇。 從產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)上看，盡管目前 IDM 企業(yè)憑借長(zhǎng)期的行業(yè)積累、技術(shù)實(shí)力以及客戶基礎(chǔ)主導(dǎo)著 MEMS 加工制造，隨著新興器件的涌現(xiàn)、新細(xì)分市場(chǎng)及應(yīng)用的開辟以及純代工 MEMS 企業(yè)在擅長(zhǎng)領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)與加工工藝沉淀而產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)效應(yīng)，能夠同時(shí)處理多類器件開發(fā)及生產(chǎn)的純MEMS 代工企業(yè)將成為制造外包業(yè)務(wù)中的強(qiáng)力競(jìng)爭(zhēng)者。 就競(jìng)爭(zhēng)強(qiáng)度而言，部分中低端器件尤其是消費(fèi)電子類 MEMS 器件出貨量巨大且技術(shù)要求較低，商品同質(zhì)化程度較高，可預(yù)見未來細(xì)分行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)加劇。

    半導(dǎo)體 半導(dǎo)體 集成電路 mems芯片

  • 獲得美國(guó)許可，臺(tái)積電與華為合作再續(xù)

    華為在近年來迅速崛起，手機(jī)業(yè)務(wù)超越三星，成為世界第一大手機(jī)廠商，通訊領(lǐng)域也成功打破了高通等美企壟斷的局面，成為了5G通訊領(lǐng)域的主導(dǎo)者。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，誰掌握通訊領(lǐng)域的主導(dǎo)權(quán)，誰就能成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的主導(dǎo)者。毫無疑問，華為成為了美國(guó)眼中“科技霸權(quán)”的挑戰(zhàn)者! 早在華為被列入實(shí)體清單之后，臺(tái)積電就宣布未來將會(huì)繼續(xù)為華為提供代工芯片的服務(wù)，這也讓華為以及消費(fèi)者感到安心。因?yàn)轺梓?000芯片采用的是最先進(jìn)的5nm工藝制程，而臺(tái)積電在這方面是當(dāng)之無愧的巨頭。但是好景不長(zhǎng)，伴隨著美國(guó)對(duì)華為芯片禁令的收縮，華為芯片面臨著前所未有的危機(jī)。 雖然在得知消息之后，臺(tái)積電加快生產(chǎn)為華為趕貨，但是依舊無法滿足華為對(duì)芯片的巨大需求。如今，華為芯片斷供已經(jīng)過去了一月之余，雖然華為啟動(dòng)了南泥灣計(jì)劃、塔山計(jì)劃等應(yīng)對(duì)方案，但是很顯然，想要在短期之內(nèi)解決西方百年積累的技術(shù)壁壘難上加難。 雖然國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體可以生產(chǎn)28nm工藝制程的芯片，但是對(duì)于7nm、5nm盛行的當(dāng)下，無疑很難解決華為的實(shí)質(zhì)性問題。斷供之后，包括臺(tái)積電在內(nèi)的多家芯片廠商表示愿意為華為供貨，但是美國(guó)并未同意這項(xiàng)申請(qǐng)，華為芯片危機(jī)陷入了泥潭。 隨后，中科院與中芯國(guó)際入局，幫助華為解決芯片制造的難題，但是，目前尚未完全解決。 可就在千鈞一發(fā)時(shí)刻，臺(tái)積電重磅官宣，根據(jù)臺(tái)灣電子時(shí)報(bào)報(bào)道，臺(tái)積電已經(jīng)正式獲得供貨許可證，這意味著臺(tái)積電可以繼續(xù)向華為供貨中低端芯片，其中囊括了14nm以及16nm的工藝制程。雖然并不能解決華為目前最高端的芯片問題，但是這個(gè)消息對(duì)于海思麒麟而言，絕對(duì)是一個(gè)好消息，有望將麒麟芯片復(fù)活。 目前，除了最新一代的麒麟9000以及麒麟970以上芯片無法代工，其余基本都可以代工。要知道，目前華為很多終端設(shè)備都是靠臺(tái)積電代工，這可以解決華為的燃眉之急。 并且隨著5G物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智能家居將會(huì)是華為未來發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目，而這些設(shè)備臺(tái)積電基本都可以代工芯片，這對(duì)于華為來說，無疑是一個(gè)好消息。 臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德音曾說過，美國(guó)肆意動(dòng)用政治手段打壓其他國(guó)家高新企業(yè)的行為，不但不會(huì)讓本國(guó)企業(yè)在行業(yè)內(nèi)獲得更多的話語權(quán)，反而會(huì)激發(fā)他國(guó)的斗志，大力發(fā)展半導(dǎo)體領(lǐng)域，打造自己的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，擺脫對(duì)美企的依賴，進(jìn)而使美企失去行業(yè)話語權(quán)。

    半導(dǎo)體 華為 臺(tái)積電 麒麟芯片

  • 2024年到2025年，臺(tái)積電的主要產(chǎn)能將集中在臺(tái)南科學(xué)園區(qū)

    在芯片制程工藝方面，臺(tái)積電一直走在行業(yè)前端。據(jù)報(bào)道，在今年一季度，臺(tái)積電5nm工藝大規(guī)模投產(chǎn)，且更為先進(jìn)的3nm工藝也在穩(wěn)步就班地按計(jì)劃推進(jìn)，計(jì)劃于2021年風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)，并于2022年下半年大規(guī)模投產(chǎn)。 5nm和3nm工藝，將是臺(tái)積電未來幾年能帶來大量營(yíng)收的工藝，而從外媒的報(bào)道來看，臺(tái)積電這兩大工藝的主要的產(chǎn)能，都將在他們位于臺(tái)南科學(xué)園區(qū)的晶圓廠內(nèi)，臺(tái)積電2024年和2025年的產(chǎn)能，也將主要集中在臺(tái)南科學(xué)園區(qū)。 臺(tái)積電目前在臺(tái)南科學(xué)園區(qū)有3座晶圓廠，分別是晶圓十四廠、晶圓十八廠和晶圓六廠，其中前兩座是12英寸的超大晶圓廠，后一座是八英寸晶圓廠。 臺(tái)積電官網(wǎng)的信息顯示，晶圓十八廠是他們5nm制程工藝的主要生產(chǎn)基地，也就意味著他們5nm工藝的產(chǎn)能，主要集中在這一晶圓廠。 而除了5nm工藝，臺(tái)積電3nm制程工藝的工廠，也將建在臺(tái)南科學(xué)園區(qū)內(nèi)，他們?cè)?016年就公布了建廠計(jì)劃，投資高達(dá)195億美元，工廠靠近5nm制程工藝的主要生產(chǎn)基地晶圓十八廠。 由于5nm和3nm是臺(tái)積電未來一段時(shí)間的主要工藝，這兩大工藝的生產(chǎn)基地同在臺(tái)南科學(xué)園區(qū)，也就意味著在未來的一段時(shí)期，臺(tái)積電的主要產(chǎn)能將集中在臺(tái)南科學(xué)園區(qū)，且2024年到2025年，臺(tái)積電60%到70%的產(chǎn)能將在臺(tái)南科學(xué)園區(qū)。

    半導(dǎo)體 臺(tái)積電 晶圓廠 芯片工藝

  • 未來智能可穿戴設(shè)備，手表或是終極形態(tài)

    智能手表或許是未來智能可穿戴設(shè)備的終極形態(tài)，人工智能公司出門問問推出新款全智能手表，TicWatch Pro 3。TicWatch Pro 3是全球首款搭載高通驍龍4100旗艦級(jí)全智能手表，并且其操作系統(tǒng)為Wear OS by Google。 智能手表行業(yè)經(jīng)過數(shù)年時(shí)間發(fā)展，采訪中李志飛表示，從2015年發(fā)布第一款A(yù)I軟硬結(jié)合產(chǎn)品TicWatch開始篤定AI+可穿戴是未來的重要趨勢(shì)之一。 由于屏幕小、不便于頻繁手部操作，且具備足夠的私密性、便攜性，包括智能手表、智能耳機(jī)在內(nèi)的AI可穿戴設(shè)備一直被看好作為語音交互的爆點(diǎn)場(chǎng)景，能夠提供更隨身、更私密、更清晰的人機(jī)語音交互體驗(yàn)。 據(jù)IDC最新數(shù)據(jù)顯示，可穿戴設(shè)備將在2020年達(dá)到近4億的出貨量，目前全球最暢銷的可穿戴設(shè)備類別是無線耳機(jī)等耳戴式設(shè)備。 盡管世界上大部分地區(qū)都受到新冠疫情的影響，但可穿戴設(shè)備出貨量還是出現(xiàn)了上升，預(yù)計(jì)2020年將比2019年的出貨量增加約6000萬。 未來，李志飛稱，隨著eSIM一號(hào)多終端和未來5G商用等在內(nèi)的新移動(dòng)通訊技術(shù)普及，用戶在AI可穿戴上使用獨(dú)立通訊的成本顯著降低。 AI可穿戴、特別是智能手表和智能耳機(jī)的“腕上+耳邊”組合，將真正可能替代智能手機(jī)成為人們生活中最重要的聯(lián)網(wǎng)終端之一。 除設(shè)備外，補(bǔ)充可穿戴設(shè)備的服務(wù)也是重要趨勢(shì)。蘋果公司近期宣布Fitness +，亞馬遜新Halo和Fitbit的Fitbit Premium為用戶提供健康和健身內(nèi)容，同時(shí)整合了可穿戴設(shè)備中的數(shù)據(jù)。 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，今日華米科技也發(fā)布了Amazfit Pop，其旗艦級(jí)別健康功能是其主要特色——Amazfit Pop支持血氧飽和度檢測(cè)，幫助用戶及時(shí)測(cè)量血液中的氧氣含量。 當(dāng)用戶從事長(zhǎng)時(shí)間腦力工作或進(jìn)行高強(qiáng)度戶外運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以第一時(shí)間通過 Amazfit Pop 上的血氧飽和度數(shù)值及時(shí)調(diào)整身體狀態(tài)。 除可穿戴設(shè)備外，出門問問將以“AI智能硬件+AI車載+AI企業(yè)服務(wù)”三大落地場(chǎng)景的業(yè)務(wù)為主要發(fā)展方向，目前已實(shí)現(xiàn)AI語音交互在可穿戴、車載、家居、企業(yè)服務(wù)四大場(chǎng)景的落地。

    半導(dǎo)體 人工智能 可穿戴 智能手表

  • 可穿戴設(shè)備行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張

    1975年，可穿戴設(shè)備最早開始發(fā)展，其后產(chǎn)品發(fā)展經(jīng)過了雛形發(fā)展階段和蓬勃發(fā)展階段。 從市場(chǎng)出貨量來看，2019年全球可穿戴設(shè)備出貨量達(dá)到3.4億臺(tái)，同比大幅上升。 從全球市場(chǎng)廠商出貨量排名上看，蘋果、華為和小米排名前三，2020年二季度市場(chǎng)份額分別為34.2%、12.6%和11.8%。 從中國(guó)市場(chǎng)廠商出貨量排名上看，華為、小米和蘋果位列前三，2020年二季度市場(chǎng)份額分別為29.2%、21.3%和19.1%。 從全球可穿戴設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，2018-2019年耳戴設(shè)備市場(chǎng)份額大幅上升，2019年占比達(dá)到50.7%;手環(huán)、手表類產(chǎn)品份額有所下滑，2019年占比分別為20.6%和27.5%。 1、全球可穿戴設(shè)備行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張，2019年出貨量達(dá)3.4億臺(tái) 作為互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)深度融合的重要體現(xiàn)，智能可穿戴設(shè)備產(chǎn)品形式多樣。隨著居民收入水平的提高，人們對(duì)便攜、智能的可穿戴設(shè)備的需求不斷增加。 谷歌的智能眼鏡，蘋果的智能手表AppleWatch、AirPods以及小米智能手環(huán)等產(chǎn)品的推出，共同推動(dòng)了可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)生態(tài)的建立與終端市場(chǎng)消費(fèi)習(xí)慣的形成。 近年來，伴隨著藍(lán)牙5.0為代表的無線技術(shù)的快速發(fā)展、WTS耳機(jī)的智能降噪技術(shù)的進(jìn)步、低功耗技術(shù)不斷突破等，可穿戴設(shè)備的下游需求將持續(xù)增強(qiáng)。 IDC數(shù)據(jù)顯示，2019年全球可穿戴設(shè)備出貨量達(dá)到3.4億臺(tái)，同比大幅上升。這一增長(zhǎng)受益于智能手表、智能手環(huán)、持續(xù)血糖監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CGM)、助聽器、耳機(jī)等產(chǎn)品形態(tài)和AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、VR(虛擬現(xiàn)實(shí))和MR(介導(dǎo)現(xiàn)實(shí))等時(shí)新技術(shù)的助力。 截止至2020年第二季度全球可穿戴設(shè)備市場(chǎng)增長(zhǎng)了14.1%，出貨量達(dá)到8620萬臺(tái)。疫情期間，消費(fèi)者對(duì)音頻類及健康追蹤類可穿戴設(shè)備需求增加，是促使出貨量增長(zhǎng)的重要原因。 2、全球市場(chǎng)蘋果排名第一，中國(guó)市場(chǎng)小米排名領(lǐng)先 從全球市場(chǎng)廠商排名上看，其中蘋果以2940萬臺(tái)出貨量位居第一，同比增長(zhǎng)高達(dá)25.3%，市場(chǎng)占比為34.2%; 華為以1090萬臺(tái)出貨量排名第二，同比增長(zhǎng)58%，市場(chǎng)占比12.6%; 小米以1010萬臺(tái)出貨量排名第三，同比增長(zhǎng)13.5%，市場(chǎng)占比11.8%; 三星以710萬臺(tái)出貨量排名第四，同比增長(zhǎng)0.9%，市場(chǎng)占比8.3%; Fitbit以250萬臺(tái)出貨量排名第五，是前五大廠商中唯一同比下滑的品牌，下滑幅度達(dá)29.2%，市場(chǎng)占比2.9%。 2019年全年中國(guó)可穿戴設(shè)備市場(chǎng)出貨量9924萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)37.1%。從中國(guó)市場(chǎng)廠商排名上看，小米、華為和蘋果位列前三。 小米手環(huán)4在2019年第四季度繼續(xù)保持穩(wěn)定且大規(guī)模的出貨，而耳機(jī)類產(chǎn)品，尤其是真無線耳機(jī)獲得了顯著的同比增長(zhǎng)。 華為保持高速增長(zhǎng)，其中手表產(chǎn)品表現(xiàn)亮眼，尤其是華為GT 2擴(kuò)張勢(shì)頭迅猛。蘋果的耳機(jī)類產(chǎn)品在年末促銷的刺激下，同比增長(zhǎng)顯著。 小天才成功從2G市場(chǎng)向4G市場(chǎng)轉(zhuǎn)移，并在線上渠道拓展方面取得了積極有效的成果。 奇虎360在逐漸調(diào)整渠道政策，渠道策略逐漸向保守型調(diào)整，另外推出老人手表，準(zhǔn)備探索老人健康市場(chǎng)。 3、耳機(jī)份額提升，手環(huán)、手表類產(chǎn)品份額下滑 從可穿戴設(shè)備產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，2018-2019年，耳戴設(shè)備市場(chǎng)份額大幅上升，2019年占比突破50%，達(dá)到50.7%;手環(huán)、手表類產(chǎn)品份額有所下滑，2019年占比分別為20.6%和27.5%。

    半導(dǎo)體 設(shè)備 小米 可穿戴

  • 英偉達(dá)收購(gòu)Arm引發(fā)華為等國(guó)企的強(qiáng)烈擔(dān)憂

    有知情人士透露，中國(guó)幾家最有影響力的科技公司一直在游說國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)管局，要么拒絕這筆交易，要么附加條件，以確保中國(guó)公司能夠繼續(xù)使用Arm的技術(shù)。包括華為技術(shù)有限公司在內(nèi)的中國(guó)科技公司已向當(dāng)?shù)乇O(jiān)管機(jī)構(gòu)表達(dá)了對(duì)英偉達(dá)公司收購(gòu)Arm的強(qiáng)烈擔(dān)憂。 在此之前，今年9月，英偉達(dá)宣布擬400億美元代價(jià)收購(gòu)Arm案，后續(xù)進(jìn)展仍備受關(guān)注。目前，該筆交易目前仍需得到中國(guó)、英國(guó)、歐盟以及美國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。 眾所周知，英國(guó)Arm公司是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)提供商。全世界超過95%的智能手機(jī)和平板電腦都采用 Arm 架構(gòu)，包括蘋果、三星和高通都采用了Arm技術(shù)。在2016年，Arm被軟銀以243億英鎊收購(gòu)。2020年4月，Arm又被母公司軟銀掛牌出售，并聘用高盛為其物色潛在買家。起初，包括蘋果、高通、三星和英偉達(dá)都有收購(gòu)Arm的意向，但最后談判桌上的買家僅剩英偉達(dá)。據(jù)了解，華為一系列芯片產(chǎn)品，包括智能手機(jī)處理器麒麟、服務(wù)器芯片鯤鵬，以及AI芯片昇騰也都基于 Arm 架構(gòu)設(shè)計(jì)的，若無法繼續(xù)使用授權(quán)，這些芯片均無法生產(chǎn)。 報(bào)道稱，這些中國(guó)科技公司擔(dān)憂，若此次收購(gòu)被予以通過，意味著Arm將處于美國(guó)的司法管轄之下，英偉達(dá)可能會(huì)強(qiáng)制Arm切斷與中國(guó)客戶的聯(lián)系，而Arm將淪為美中兩國(guó)爭(zhēng)奪科技霸主地位的又一枚棋子，切無法保持中立性的Arm也可能會(huì)因此失去行業(yè)地位。 華為方面拒絕對(duì)此消息置評(píng)。英偉達(dá)方面則再提CEO黃仁勛早些時(shí)候的表態(tài)“有信心這筆交易將會(huì)通過審查?！? 一、多家科技巨頭提出反對(duì) 外媒報(bào)道指出，在英偉達(dá)正式宣布收購(gòu)意愿后，包括英特爾、高通、特斯拉在內(nèi)的多家硅谷科技企業(yè)反對(duì)。中國(guó)和歐盟的監(jiān)管機(jī)構(gòu)也可能會(huì)反對(duì)該收購(gòu)案。據(jù)了解，包括蘋果、博通、NXP、意法半導(dǎo)體、英特爾、高通與聯(lián)發(fā)科等大廠都是Arm的授權(quán)客戶，這些企業(yè)都視NVIDIA為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。 據(jù)了解，這些多家廠商正在商討反對(duì)行動(dòng)，預(yù)計(jì)會(huì)很快公布相關(guān)公告向美國(guó)和世界各國(guó)當(dāng)局表達(dá)他們的擔(dān)憂。值得一提的是，蘋果也參與了此次討論。不過，有消息指出，蘋果之后可能會(huì)退出這一反對(duì)收購(gòu)陣營(yíng)，并另行與英偉達(dá)和 Arm 單獨(dú)達(dá)成協(xié)議。 另外，包括Arm股東、政界人士和行業(yè)專家都在持續(xù)關(guān)注對(duì)此交易，提出對(duì)交易存在潛在的就業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，還有可能威脅Arm在全球的地位。 二、英國(guó)：若潛在風(fēng)險(xiǎn)大，將采取行動(dòng) 隨著反對(duì)聲浪越來越大，上周傳出英國(guó)政府近日正審慎評(píng)估因英偉達(dá)收購(gòu)芯片設(shè)計(jì)公司Arm后可能帶來的影響，并存在叫停這起并購(gòu)交易的可能。與此同時(shí)，英國(guó)商務(wù)部門也在權(quán)衡英偉達(dá)收購(gòu)Arm的利弊。 英國(guó)一位發(fā)言人指出，“Arm是英國(guó)科技行業(yè)的重要組成部分，為英國(guó)經(jīng)濟(jì)做出了重大貢獻(xiàn)。雖然收購(gòu)主要是有關(guān)各方的商業(yè)事務(wù)，但政府會(huì)密切關(guān)注這些問題，當(dāng)收購(gòu)可能對(duì)英國(guó)產(chǎn)生重大影響時(shí)，我們將毫不猶豫地進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)查并采取適當(dāng)行動(dòng)?！? 與此同時(shí)，英國(guó)的前商務(wù)大臣Lord Peter Mandelson也呼吁英國(guó)政府阻止該項(xiàng)交易。他在近期接受媒體采訪時(shí)表示，“這將直接威脅到我們?cè)谟?guó)和歐洲的供應(yīng)安全和主權(quán)，英偉達(dá)擁有所有權(quán)的同時(shí)就擁有了控制權(quán)，就可以決定Arm做什么或是供應(yīng)誰?！? 在中資控股Imagination風(fēng)波后，今年6月，英國(guó)首相Boris Johnson敦促唐寧街制定法律，規(guī)定公司必須報(bào)告可能導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)的收購(gòu)企圖，否則將受到刑事處罰。新法案要求，如果外資收購(gòu)部分涉及超過25%的公司股權(quán)，或者涉及公司知識(shí)產(chǎn)權(quán)等資產(chǎn)，公司負(fù)責(zé)人就有義務(wù)向英政府報(bào)告。在該項(xiàng)法案實(shí)施后，如果有企業(yè)違反這一規(guī)定，將可能面臨刑事處罰，其負(fù)責(zé)人可以被起訴乃至入獄。 據(jù)悉，Johnson還希望將學(xué)術(shù)合作和研究項(xiàng)目也納入這些規(guī)則，有分析認(rèn)為這反映了英國(guó)資金緊張的大學(xué)尋求與海外公司合作的擔(dān)憂。 三、業(yè)者普遍看壞交易前景 事實(shí)上，今年8月，業(yè)內(nèi)傳出英偉達(dá)有意收購(gòu)Arm的消息后，已經(jīng)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界引發(fā)熱議，不同于黃仁勛認(rèn)為的“雙贏”結(jié)果，有業(yè)者結(jié)合國(guó)際貿(mào)易形勢(shì)看壞對(duì)這一交易前景，認(rèn)為收購(gòu)案將面臨重重障礙， ：“除了各國(guó)監(jiān)管障礙外，不要忽略一個(gè)事實(shí)——英偉達(dá)恰好是Arm授權(quán)客戶們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，就這一點(diǎn)開說，答應(yīng)的可能性能有幾成?”當(dāng)時(shí)，ASPENCORE旗下ESM姐妹媒體《EETimes》曾就收購(gòu)中可能遇到的障礙做了深入分析(英偉達(dá)若重金買下ARM，會(huì)有好結(jié)果嗎?)。 包括Arm的聯(lián)合創(chuàng)始人Hermann Hauser同月也公開表態(tài)稱“如果英偉達(dá)收購(gòu)Arm，將會(huì)是一場(chǎng)災(zāi)難”，他表示，英偉達(dá)收購(gòu)Arm的性質(zhì)不同之前，軟銀本身并非芯片公司，Arm的中立性才得以保持。 “一旦這一交易達(dá)成，Arm將成為英偉達(dá)部門之一，所有決定將在美國(guó)做出，而不再在劍橋做出?！盚auser認(rèn)為，當(dāng)前交易已經(jīng)威脅到了英國(guó)的技術(shù)未來，英國(guó)政府應(yīng)該出面干預(yù)。而 Arm 客戶也擔(dān)心這筆交易將影響未來的競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致ARM的新所有者獲得不公平的優(yōu)勢(shì)。 該交易仍需得到中國(guó)、英國(guó)、歐盟和美國(guó)的批準(zhǔn)，這一過程通常要求政府機(jī)構(gòu)征求客戶和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的意見，或?qū)λ麄兊囊庖姵珠_放態(tài)度。英偉達(dá)和Arm表示，他們有信心通過該協(xié)議，但可能需要18個(gè)月的時(shí)間才能獲得必要的批準(zhǔn)。

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