• 芯片，是中國科技的山還是豐碑？

    從自動駕駛到人工智能，中國科技的未來只取決于中芯國際以及國內其它芯片企業(yè)的成功。 從目前來看，中芯國際無異于是中國科技的心臟，以及中國芯片科技的基石。 但不幸的是，現(xiàn)在發(fā)生了芯片戰(zhàn)。中國不得不跨越芯片這座高山…… 研發(fā)需要時間，中國當務之急可能還是得對外購買芯片。當下，除了美國之外，歐洲、韓國、日本和以色列都有芯片關鍵技術和設備(盡管與美國技術相比稍微遜色)。 這些國家的芯片技術，長久以來受到美國技高一籌的壓制根本找不到市場，基本處于凍藏狀態(tài)。現(xiàn)在偌大的中國市場向它們張開懷抱，估計很難拒絕這份誘惑。沖破技術的新鐵幕，改變危及生存在商業(yè)模式，沿著地緣政治的斷層線運作，或將成為未來非美芯片企業(yè)的新常態(tài)。 硬幣總是有兩個面：當一個面被蓋住，另外一個面就必然會浮現(xiàn)。 中國要成為超級大國，企業(yè)或經濟不能總是在別人包圍之下運作，擺脫不友善的技術鏈和產業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，才能避免被動。從長遠來看，求不來的東西還不如盡早壯士斷腕。 中國芯片多年來發(fā)展不起來，很重要的一個原因是內部循環(huán)不起來。 也就是說，當別人做16納米制程的芯片，中國本土28納米制程的芯片沒有人用。本土芯片企業(yè)沒有利潤來源，研發(fā)就停滯了。當別人做12納米，中國還是停留在28納米;當別人做7納米，中國依然停留中28納米。惡性循環(huán)，距離自然就越拉越大了。 這次芯片之戰(zhàn)，從華為打到中芯國際，來意非常明確，而且遲早要來的。 既然來了，就跨越過去，也只能跨越過去，讓磨難變成一座豐碑。

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  • 助力國產芯片，我國多項政策出臺

    據(jù)10月4日公司發(fā)布的公告顯示，美國已經發(fā)函，要求按當?shù)爻隹诠芾硪?guī)定限制部分供應商對中芯國際供貨，其中包括部分半導體材料、設備以及配件等等。對于我國來說，這已經是美國在芯片領域的第三次制裁，前兩次都針對的是華為，而這一次指向了中芯國際。 目前中芯國際一方面在與美國相關部門進行交流爭取恢復供貨，另一方面也在積極從日本、歐洲等大舉囤貨。面對美國的突然發(fā)難，中芯國際應對的還算從容。 當然，這也是華為此前的遭遇給國內所有芯片企業(yè)們做好了預警。可以預見，美國對于國內的芯片打壓和制裁，將步入更加白熱化的階段。對于此，我國無需慌張，因為目前我國已經開始重視芯片的自研自給和自足，并制定了詳細的計劃、出臺了多項政策加速國產芯片發(fā)展。 例如，國務院已經推出多項紅利，滿足條件的集成電路企業(yè)最高可免稅十年;與此同時，國內第一所專門培養(yǎng)芯片人才的高校也落座南京，中科院表示正在攻克光刻機難題。再加上國家投入巨額資金推動芯片替代發(fā)展，預計2025年，我國芯片的自給率就能達到70%左右。 在此情況下，我國芯片將徹底擺脫對國外的依賴，甚至有可能從芯片需求方一躍成為芯片供貨方，這將極大改變未來的全球芯片產業(yè)鏈和格局。預見到這種情況，韓國、美國內一些業(yè)內人士也是對美國所實施的禁令表示反對、擔憂，他們認為這會成為我國芯片崛起的導火索。 但可惜，美國的任性妄為是攔不住的!現(xiàn)在處境雖然艱難，但只要我們自己不慌，未來慌的就會是他們!

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  • 德國巨頭英飛凌，企業(yè)核心知識產權注冊于德國、澳大利亞等國家地區(qū)

    美國對華為實施的芯片禁令，導致了全球半導體產業(yè)發(fā)生巨變。中國作為全球半導體行業(yè)的重要市場之一，芯片禁令也意味著美國技術在中國市場的退出。 據(jù)悉，美國在今年向中國企業(yè)發(fā)布芯片禁令，這導致包含美國技術的半導體產業(yè)、產業(yè)鏈環(huán)節(jié)，都將無法為中國市場服務。而中國每年巨大的芯片需求量，使得更多的外企瞄準了這塊“肥肉”。 根據(jù)媒體消息，全球光刻機巨頭ASML近日宣布，將加速在中國的市場推進，以及相關研究機構的建立。毫無疑問，ASML看準美國與中國的科技脫鉤，欲在中國半導體產業(yè)騰飛的階段，分得一杯羹。 根據(jù)外媒報道，來自德國的半導體巨頭英飛凌，也將未來發(fā)展的重點之一，瞄準了中國市場。根據(jù)其CEO發(fā)布的言論稱：該企業(yè)核心知識產權都是在德國、澳大利亞等國家地區(qū)注冊的，這確保了該企業(yè)對相應技術100%的可控。 換言之，該企業(yè)所涉及生產的芯片產品，僅有小部分受到美國芯片禁令的限制。 根據(jù)產業(yè)鏈給出的數(shù)據(jù)顯示，2020年中國芯片進口仍將達到3000億美元的規(guī)模。如此龐大的市場與美國“脫鉤”后，成為行業(yè)競爭對手爭取的對象。 值得一提的是，此前高通曾向美國發(fā)出警告，其稱芯片禁令會使其損失超過80億美元，而這些損失的市場，將被其海外競爭對手瓜分。 目前來看，高通的這一擔心正在成為現(xiàn)實。 國際半導體協(xié)會也曾表示：美國針對華為的芯片禁令，會使海外客戶對美國企業(yè)的信心不足。 一旦中國市場與非美國技術銜接，這將有助于全球半導體產業(yè)鏈加速對美國的“脫離”。

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  • 未來國產半導體該如何走？

    芯片是世界上最難掌握的核心技術之一，也是衡量一個國家科技實力的重要標準之一。我國能做成“兩彈一星”，但是多次扶持的IC產業(yè)卻和世界先進水平不斷拉大。 歷史滾滾向前，很多事情都隨人掩入黃土，但是教訓不能忘記。華為今天的局面，原本可以避免的。中國本來可以掌握芯片的主動權，至少也能不被美國卡住脖子。這樣的機會誕生了兩次，可惜我們錯失了。 早在50年代，中國科技界就看到了半導體的發(fā)展趨勢。1956年，在周總理的親自領導下，我國制訂了十二年科技發(fā)展遠景規(guī)劃，將半導體列為當時四大科研重點之一，地位與原子彈并列。老一輩的科技先驅，比如黃昆、王守武、謝希德都是半導體方面的領軍人物。 經過幾年努力，我們成功研制了單晶硅，一切都向著最好的方向發(fā)展。可是就在關鍵時刻文革爆發(fā)了，計劃經濟下產生的國有IC企業(yè)，難以適應高風險、高投入、高競爭的IC行業(yè)特有的快速發(fā)展，腳步慢了下來。 第二次是在世紀之初。1996年3月，國家對建設大規(guī)模集成電路芯片生產線的項目正式批復立項，這就是名震一時的“909工程”。圍繞“909工程”，上海虹日國際、上海華虹國際、北京華虹集成電路設計公司等相繼成立。 如果按照這種步伐走下去，中國的芯片產業(yè)將慢慢追上與世界發(fā)達國家的差距。 遺憾的是，又一個巨變來了。2003年8月12日，國務院《關于促進房地產市場持續(xù)健康發(fā)展的通知》(簡稱“18號文”)獲準通過。 這是中國經濟史上第一次明確把房地產業(yè)作為“國民經濟的支柱產業(yè)”，意味著中國在資源配置方面的政策發(fā)生了方向性的改變。房地產熱從此拉開序幕，大量資金不斷從制造業(yè)抽離出來流入熱火朝天的炒地炒樓炒房熱中……最有活力的民間資本漸漸離開了這個領域。 在這之前的芯片熱、半導體熱、集成電路熱降到了冰點，再也沒有人關注了，一種造不如買、買不如租的思路開始占據(jù)統(tǒng)治地位。包括中芯國際在內的國產芯片，大部分都采用了美國技術，也就是說華為斷供，中國芯都救不了它。這才是最要命的! 中國芯兩次錯失機遇給了我們什么啟示? 有些東西，錯過了最好的機會，今后就得花十倍、百倍的成本補回來。雷軍說過，不要用戰(zhàn)術上的勤奮掩蓋戰(zhàn)略上的懶惰。華為今天的困局，中國芯今天的捉襟見肘，完全是因為當年選了一條“造不如買，買不如租”路子。 今天，對于中國芯片產業(yè)而言，“去美化”已經是勢在必行的事情，所有用到美國技術或設備的廠商都不應該再抱有一絲僥幸心理。我們看到，美國封殺給了我們一個機會，那就是沒有選擇就是最好的選擇，必須舉國之力發(fā)展芯片產業(yè)! 因為如果沒有芯片，5G、物聯(lián)網、數(shù)字貨幣、人工智能……一切都免談。 近年來，行業(yè)人士一直宣傳和呼吁芯片產業(yè)的重要性，但效果不佳。一些人對芯片產業(yè)沒有感覺，原因是花錢多、太難搞、規(guī)模不大，而且認為這是發(fā)展了60多年的舊東西，不如物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等，概念又新，規(guī)模又大。 但是他們不明白，這些產業(yè)的支撐根基卻是在芯片產業(yè)!美國打壓中興和華為，讓我國民眾驚醒，認識到了芯片產業(yè)的重要性。 芯片行業(yè)的確是一個龐大又燒錢的行業(yè)，但事實是，世界上沒有任何一個企業(yè)是獨立去搞定這龐大的產業(yè)鏈的，協(xié)同合作，共同發(fā)展是未來這個行業(yè)快速發(fā)展的必經之路。 開放共享，協(xié)同攻堅 半導體制造在半導體產業(yè)鏈里具有卡口地位.制造是產業(yè)鏈里的核心環(huán)節(jié)。近年來，受益于國家政策及產業(yè)基金對行業(yè)持續(xù)的大力度扶持，晶圓廠國內建廠潮持續(xù)拉動，國內半導體產業(yè)的核心設備及材料企業(yè)成長迅速。 設備方面，在硅單晶爐、刻蝕機 、封裝設備、測試設備、清洗設備等壁壘相對低的領域，國產設備已達到或接近國外先進水平，且成本優(yōu)勢明顯。材料領域以安集科技、滬硅產業(yè)為代表的的半導體材料龍頭廠商已經在所處領域取得了重要突破、打破了國外壟斷。 隨著中國芯片制造及相關產業(yè)的快速發(fā)展，本土產業(yè)鏈逐步完善。 最近隨著美中貿易摩擦的加劇，政府表示要在2025年達到70%的芯片自給率，半導體國產化的趨勢比以往更加加速。 芯片產業(yè)鏈是一個巨大的產業(yè)，不是一兩家企業(yè)能完成的，產業(yè)鏈企業(yè)必須要明白協(xié)同攻關的重要性，只有全產業(yè)鏈持續(xù)加大研發(fā)投入，保持協(xié)同發(fā)展，才能盡快實現(xiàn)實現(xiàn)集成電路制造的“自主可控”，我們的科技產業(yè)才能不受制于人、在國際多變的形勢中掌握話語權。

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  • 可穿戴生物電子產品掀起了個性化的醫(yī)療保健革命

    隨著世界逐步進入物聯(lián)網時代，各種可穿戴生物電子產品也掀起了一場個性化醫(yī)療保健的革命。 然而，這一快速發(fā)展的新興領域卻因為沒有一種較為普及的、可穿戴、可持續(xù)化的能量供給而受到限制。 盡管摩擦納米發(fā)電機(TENG)的發(fā)明推動了這一領域的發(fā)展，但發(fā)電效率卻一直成為其應用推廣的障礙。并且現(xiàn)有的增強方式如表面物理修飾、化學修飾、陶瓷摻雜等都存在一定程度的缺陷，使得其無法廣泛、長久地應用在可穿戴電子器件中。 活性炭摻雜在PVDF中提高其介電常數(shù) 針對這一問題，近日，西南交通大學材料科學與工程學院楊維清教授團隊提出一種新的增強方案，通過在聚偏氟乙烯(PVDF)中摻雜高比表面積的活性炭，從而控制其介電常數(shù)，進而增強TENG的輸出性能。 經過測試，摻雜后的PVDF制備的TENG功率提高了9.8倍。并且其優(yōu)異的性能無論是在能量收集方面還是作為傳感器監(jiān)測人體動作，都表現(xiàn)出良好的結果。相關研究成果以“Manipulating Relative Permittivity for High-Performance Wearable Triboelectric Nanogenerators”為題發(fā)表在國際著名期刊Nano Letters(IF：11.238)上，并被選為封面論文。 Nano Letters是世界納米材料公認的老牌頂級旗艦期刊。該工作受到了國家自然科學基金、西南交通大學材料學院的大力支持。 介電增強的PVDF薄膜在可穿戴TENG的應用及其制備過程 介電增強TENG用于能量收集及人體運動檢測

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  • 車載AI芯片大戰(zhàn)

    作為“第三生活空間”的未來車輛，使用場景必將更加豐富。而車輛內外部需要交互才能實現(xiàn)的各種功能，這必然意味著大量的數(shù)據(jù)和智能運算，而芯片將是汽車核心技術生態(tài)循環(huán)的基石。 北京車展期間，人工智能芯片企業(yè)地平線在現(xiàn)場發(fā)布新款AI芯片征程3，可支持L2級自動駕駛和智能座艙等多種應用。此外，地平線還宣布不久后將推出征程5，可與特斯拉HardWare3自動駕駛平臺一較高下。車載AI芯片戰(zhàn)爭打響。 1、“第三空間”市場潛力巨大 我們可以想象到未來駕駛場景：上車后啟動車輛，智能座艙進入工作狀態(tài)，你一聲令下說出目的地，導航系統(tǒng)已經為你規(guī)劃好路線;行車過程中，車內溫度調節(jié)至最佳狀態(tài)，娛樂系統(tǒng)也會自動打開，播放你喜歡的音樂。對了，如果有老人小孩，車內還會有定制化服務，比如看看動畫片，聽聽京劇。 消費者對汽車的認知會從“交通工具”向“第三空間”轉變，這個轉變的過程，也會引發(fā)產業(yè)鏈變革。吉利控股集團董事長李書福曾說，汽車是四個輪子加一個沙發(fā)。地平線總經理地平線創(chuàng)始人兼CEO余凱則說：“未來的智能汽車是一臺四個輪子上的超級計算機，車載AI芯片是最核心的器件，是智能汽車的數(shù)字發(fā)動機。” 常規(guī)芯片已經無法適用于未來汽車。簡單來理解，在汽車電子發(fā)展初期，常采用分布式ECU(電子控制單元)，芯片與傳感器是逐一對應的關系，無需太強大的運算和儲存能力。普通功能芯片僅適用于發(fā)動機控制、電池管理、娛樂控制等局部功能。 智能網聯(lián)汽車則需要隨時處于交互狀態(tài)，無論是與駕乘人員交互，還是與外界環(huán)境，乃至云端數(shù)據(jù)中心交互，都需要進行大量的數(shù)據(jù)運算與處理，這些海量的數(shù)據(jù)還是圖片、視頻非結構化數(shù)據(jù)。因此，具備強大計算能力的AI芯片需求也與日俱增。 那對車載AI芯片的要求是什么? 上汽集團原總工程師程驚雷說：“汽車是物聯(lián)網綜合組成體，對功耗、算力、安全、成本比對消費芯片的要求更高，‘車規(guī)級芯片’是芯片行業(yè)的珠穆朗瑪峰。” 張玉峰進一步分析，可靠性、穩(wěn)定性、一致性對車規(guī)級芯片來說非常關鍵，車規(guī)級芯片標準遠高于消費級芯片，15年或20萬公里左右壽命要求，也遠遠大于消費電子產品，“即使面臨120℃以上高溫或者超低溫，都不允許車輛停機，所以車規(guī)級芯片的設計以及生產制造，都會有很高的要求?！? 從汽車電子架構方面來看，汽車會從分布式架構向域控制/中央集中式架構發(fā)展。 當汽車加入的傳感器越來越多，線路也會越來越復雜，整車也會劃分為動力總成、車輛安全、車身電子、智能座艙和智能駕駛等多個域，利用多核CPU(中央處理器)/GPU(圖形處理器)芯片集中控制每個域。 而隨著自動駕駛到來，車輛各種數(shù)據(jù)聚集、融合處理，汽車電子架構會更為集中，比如攝像頭、毫米波雷達、激光雷達乃至GPS和輪速傳感器的數(shù)據(jù)，都在同一個計算中心內進行處理，從而保證處理后的數(shù)據(jù)對整車自動駕駛最優(yōu)。 博世提出，電子電氣架構升級路徑表現(xiàn)為分布式(模塊化→集成化)、域集中(域控制集中→跨域融合)、中央集中式(車載電腦→車-云計算)。 這也意味著，車載AI芯片將會是一個大市場。 中信證券研究部分析發(fā)現(xiàn)，全球芯片巨頭紛紛進軍汽車產業(yè)，并推出具備AI計算能力的主控芯片。伴隨智能駕駛滲透率提升，主控芯片市場規(guī)模有望在傳統(tǒng)功能芯片之外快速增長，2020年可達40億美元。 東吳證券研究所則測算，AI芯片單車價值將會從2019年的100美元提升到2025年的1000+美元;我國汽車AI芯片市場規(guī)模將從2019年的9億美元提升到2025年的91億美元，未來6年復合增速達46.4%;到2030年將達177億美元，十年復合增速28.1%。 如此有潛力的車載AI芯片市場，吸引了大量的企業(yè)下場角逐。從特斯拉到華為、英特爾、英偉達，再到傳統(tǒng)半導體巨頭恩智浦、英飛凌，以及國內新銳企業(yè)地平線、寒武紀，紛紛涌入車載AI芯片市場，試圖分到一杯羹。 企業(yè)也有各自的打法。地平線副總裁兼智能駕駛產品線總經理張玉峰總結，“主機廠與芯片企業(yè)進行整體戰(zhàn)略合作，是車企發(fā)展的必由之路。如寶馬與英特爾的Mobileye合作，戴姆勒擁抱英偉達。國內多家 主機廠也會與地平線這樣有算法能力的芯片公司加速綁定?！? 寶馬與英特爾的Mobileye合作中，由英特爾負責處理數(shù)據(jù)，Mobileye貢獻獨有的EyeQ5視覺處理器，寶馬則提供整車平臺。據(jù)悉，三方聯(lián)合開發(fā)基于寶馬IVisionFutureInteraction的自動駕駛概念車，將在2021年推出量產車型。 除寶馬之外，一汽、紅旗、長城、長安等企業(yè)也和英特爾達成合作，相信會有更多英特爾處理器出現(xiàn)在不同車企產品之中。 2018年7月，英偉達宣布聯(lián)手戴姆勒和博世，共同開發(fā)L4級與L5級別無人駕駛汽車，其合作的自動駕駛汽車AI大腦，將基于英偉達自動駕駛平臺Pegasus開發(fā)而來。英偉達的目標還有造車新勢力，不久前英偉達與理想汽車宣布戰(zhàn)略合作，理想汽車下一代產品將配備英偉達芯片。 地平線也在建立廣泛的朋友圈。基于旗下車載AI芯片，地平線擁有長安、紅旗、奧迪、理想、福瑞泰克、佛吉亞、SK電訊等主機廠、Tier1企業(yè)合作伙伴。 長安UNI-T(參數(shù)|詢價)已搭載地平線征程2芯片，“我們可以實現(xiàn)視線追蹤、分級疲勞檢測、多模唇語識別、駕駛員行為識別、智能情緒抓拍和手勢識別等主動式交互功能。”張玉峰說，“評判車載AI芯片的優(yōu)劣，用戶的直觀的體驗最為關鍵，地平線配合長安實現(xiàn)了不少創(chuàng)新性功能?！? 車載芯片企業(yè)也需要建立廣闊的朋友圈，只有得到越來越多的主機廠支持，才能得到更大的市場。“車載芯片產業(yè)鏈上，不同玩家之間的合作關系將更為緊密，通過各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)能力互補?！睆堄穹逭f。 2、三強多級競爭格局下，誰有機會? 多年來，傳統(tǒng)汽車芯片市場一直被恩智浦、德州儀器、英飛凌等巨頭“壟斷”，當汽車智能化加速，汽車芯片市場格局也逐漸變化，關于智能駕駛、自動駕駛的車載AI芯片市場大戰(zhàn)已經打響。除了傳統(tǒng)半導體企業(yè)入局之外，新創(chuàng)企業(yè)也不斷進入汽車芯片市場。據(jù)統(tǒng)計，國內已有30多家初創(chuàng)企業(yè)正在研發(fā)汽車芯片。 目前車載AI芯片領域呈現(xiàn)三強多級的格局。 業(yè)內人士認為，以特斯拉為代表的FSD芯片自研自用，處于引領產業(yè)發(fā)展的地位，可以歸為獨立一級。以GPU見長的英偉達和背靠英特爾的Mobileye，可歸為第一梯隊。 華為技術強勁，并且自建生態(tài)體系，可歸于1.5梯隊，不久后可沖刺進第一梯隊。國內AI芯片新銳地平線、寒武紀等處于第二梯隊。傳統(tǒng)汽車電子廠商，以及其他潛在進入者處于第三梯隊。 車載AI芯片是智能汽車時代最為核心的技術之一，也是汽車產業(yè)競爭的制高點。特斯拉、英偉達和Mobileye給國內芯片企業(yè)帶來的競爭壓力巨大，研發(fā)高算力且開放的車載芯片，是未來的重中之重。 “Mobileye技術領先，但是相對封閉;英偉達通用開放，但是功耗高成本高，雙方各有優(yōu)勢，但是也存在短板。地平線擁有一定先發(fā)優(yōu)勢，很可能會是Mobileye在國內的強勢競爭對手?！毙酒袠I(yè)研究專家張強向汽車之家表示，我國芯片市場正處于快速上升階段，包括華為、地平線等企業(yè)，有機會在未來1-2年內加入市場競爭。 張玉峰說：“地平線定位為Tier2供應商，通過車規(guī)級AI芯片為產業(yè)賦能。2020年地平線新增30多家合作伙伴，前裝定點項目達到兩位數(shù)。希望2022年征程系列芯片年出貨量達到百萬級別。” 車載AI芯片是汽車智能化變革中的關鍵先生，從特斯拉自研芯片，到英特爾收購Mobileye，再到英偉達多方布局，都顯示著車載AI芯片的戰(zhàn)略地位。 車載AI芯片市場潛力巨大，國內企業(yè)面對第一梯隊企業(yè)的競爭壓力，還需加倍努力，廣建朋友圈，加強開放性，這樣才能贏得機會。

    半導體 汽車 智能 ai芯片

  • 面向自動駕駛車輛高強度工作，Arm發(fā)布三款芯片

    未來智能汽車的變革、數(shù)據(jù)的處理效率、汽車的安全保障，以及新的電子架構和自動駕駛的技術等等都離不開芯片。而最近Arm發(fā)布了三款芯片，面向自動駕駛車輛的高強度工作負載。 Arm近日發(fā)布了幾款全新的IP，旨在讓智能汽車開發(fā)商更容易將他們的設計方案推向量產市場。據(jù)該公司介紹，三種新處理器IP將集成到一個系統(tǒng)芯片上——Arm Cortex-A78AE處理器、Mali-G78AE圖形處理器和Mali-C71AE圖像信號處理器。 Arm表示，Cortex-A78AE、Mali-G78AE和Mali-C71AE是現(xiàn)有的Cortex-A78、Mali-G78和Mali-C71的高階版本，面向自動駕駛車輛的高強度工作負載。 在軟件開發(fā)支持方面，Arm提供了Arm Fast Models，可用于構建功能精確的虛擬平臺，使軟件開發(fā)和驗證先于硬件可用性。還有Arm Development Studio，其中包括由德國TUV SUD認證的Arm編譯器。 這些新產品方案的推出，目的是為了提供更高效和安全的數(shù)據(jù)處理，以實現(xiàn)自主決策的效率、安全和潛力。 盡管，完全自動駕駛車輛或無人駕駛汽車可能還需要數(shù)年時間才能投入商用，但先進的駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)已經可以幫助減少多達40%的事故。 Arm汽車和物聯(lián)網副總裁Chet Babla表示，新技術將安全放在首位，但也提供了能效和性能提升。 一、提高性能功耗比 Cortex-A78AE是Cortex-A76AE的后續(xù)產品，其微架構已經在多個方面進行了改進。它的特點是額外的帶寬，改進的分支檢測，以及比上一代帶寬高50%的內存子系統(tǒng)。 但是Cortex-A78AE最突出的特性可能是宏操作緩存，這種結構設計用于保存解碼指令，解耦獲取引擎和執(zhí)行，以支持動態(tài)代碼序列優(yōu)化。 Arm表示，這些創(chuàng)新使得整型和浮點計算的性能比Spec2006綜合基準套件提高了30%以上。此外，它們還有助于提高Cortex-A78AE的功率效率。 在7納米器件上，Cortex-A78AE以低60%的功率實現(xiàn)了目標性能，在相同的功率(耗電量)下性能提高了25%。 此次，Arm將Cortex-A78AE的安全特性作為主要進步進行重點“宣傳”。 當Cortex-A76AE引入Split-Lock架構時，它被視為安全計算新時代的誕生。及時檢測邏輯中的故障對解決行業(yè)標準(如ISO 26262/IEC 61508)規(guī)定的功能性安全問題大有幫助。 但是新的架構帶來了新的挑戰(zhàn)——可用性、ASIL B支持和全系統(tǒng)功能安全性。Cortex-A78AE通過一系列的安全功能直面這些挑戰(zhàn)。 首先，Arm通過增加時間多樣性來增強原來的鎖步能力，以防止常見原因的故障，這是一個很小但非常重要的增加。 除了拆分模式操作之外，還增強了混合模式——這是一種進步，允許共享的DSU-AE邏輯在鎖模式下繼續(xù)運行，而cpu保持獨立(拆分)。 這樣做的好處有兩方面： 1、在FMEDA中，DSU-AE計數(shù)對診斷覆蓋率的額外覆蓋;2、cpu可以單獨離線進行測試，而集群本身仍可用于計算，盡管計算能力有所降低。 此外，標準的安全措施，如緩存保護邏輯在Cortex-A78AE中仍然是強制性的，可用性進一步增強，增加了線鎖定支持，以避免觸及緩存結構中的錯誤位置。 最后，Cortex-A78AE帶有AMBA奇偶性保護功能，它的架構與AE IP組合套件一起工作。這是一種簡單且有效的方式，可以在SoC的其余部分擴展功能安全保護傘，從而實現(xiàn)端到端(E2E)保護能力的目標。 此外，Cortex-A78AE可以在處理器集群中擴展到最多4個核，并且可以在L1、L2和L3中使用不同大小的緩存。 盡管Cortex-A78AE的性能令人印象深刻，但汽車及工業(yè)領域的計算平臺需要混合功率效率、算法強度和直接計算吞吐量。 正確大小的計算是當今的口號。簡單地說，沒有一個微體系結構能夠滿足這些細分市場的應用程序需求。 例如，一個自動駕駛平臺需要在使用車輛控制之前感知數(shù)據(jù)、感知障礙物并決定正確的路徑矢量。只有中間的兩個任務，需要大量不同的算法來執(zhí)行。 為此，除了內存接口和類型之外，CPU還支持以各種緩存大小(L1、L2和L3)進行配置。比如，Cortex-A78AE可以與Cortex-A65AE在異質計算集群中配對，并且可以通過加速器相干端口與加速器耦合。 這種新的混合模式允許分割鎖功能，其中處理器成對運行，在不影響性能的情況下滿足較低級別的安全要求，而SoC計算體系結構也可以部署到不同的域控制器上。 二、硬件分離 與Cortex-A78AE互補的是最新推出的Mali-G78AE，這是一個全新的圖形組件，可以解決自動駕駛系統(tǒng)中的異構計算需求。 G78AE GPU提供了一種新的資源分配方法，它具有一種稱為靈活分區(qū)的特性，這使得圖形資源可以專用于不同的工作負載，同時保持彼此獨立。 基本上，Mali-G78AE可以被分割成一個系統(tǒng)中的多個GPU，有多達4個用于工作負載分離的專用分區(qū)，這些分區(qū)可以使用用于事務的單獨內存接口分別上機、關機和復位。 Mali-G78AE可以從1個shader core擴展到24個，在新的架構中，這意味著可以按照8個slices配置，每個slices有三個shader core。 每個slices有獨立的內存接口、工作控制和L2緩存，以確保分離的功能安全和信息安全，slices也可以組合在一起，在多達四個分區(qū)可配置軟件。 Mali-G78AE還包括專用的硬件虛擬化，這意味著GPU作為一個整體(即每個單獨的分區(qū))可以在多個虛擬機之間進行虛擬化。 除此之外，它還具有安全特性，包括鎖步、內置自測試、接口奇偶校驗、隔離檢查和只讀內存保護。 新Mali-G78AE GPU為獨立的安全工作負載提供了多達4個獨立分區(qū)的靈活分區(qū)。例如，汽車上的信息娛樂系統(tǒng)、具有安全要求的儀表和駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)在都可以通過硬件分離同時獨立運行。 三、視覺感知，仍是大難題 Mali-C71AE，利用硬件安全機制和診斷軟件來預防和檢測故障，并確保“每一個像素的可靠性”。 Arm表示，事實上，Mali-C71AE是Mali相機系列ISPs中首款內置安全功能的產品。同時，支持ASIL B/SIL 2安全能力，提供1.2千兆像素/秒的吞吐量。 Mali-C71AE支持最多4個實時攝像頭輸入或者16個來自內存的攝像頭數(shù)據(jù)流。相機輸入可以用多種方法進行處理，包括按接收順序、按編程順序或按各種其他軟件定義的模式。 先進的空間降噪、每次曝光噪聲分析和色差校正為計算機視覺應用提供了優(yōu)化的數(shù)據(jù)，為ADAS和人機界面應用提供了實時安全功能，使系統(tǒng)級功能安全符合400多個專用故障檢測電路和內置自檢。 此外，Mali-C71AE具有超寬動態(tài)范圍的24位處理，提供了獨立的動態(tài)范圍管理、感興趣的區(qū)域操作和用于進一步分析的平面直方圖。

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  • 2020全球EDA第二季度市場報告

    2020年10月5日，ESD聯(lián)盟第二季度報告(《ESD Alliance Reports Strong Electronic Design Automation Industry Revenue Growth for Q2 2020》顯示，EDA行業(yè)在2020年Q2季度營收同比增長12.6%，達到27.839億美元，2019Q3到2020Q2這四個季度的整體平均收入比前四個季度也增長了6.7%，與2019年第二季度相比，2020年第二季度收入實現(xiàn)兩位數(shù)增長。 SEMI EDA市場統(tǒng)計服務執(zhí)行贊助商Walden C. Rhines表示： 計算機輔助工程(CAE)，IC物理設計和驗證以及半導體IP(SIP)都報告了第二季度的兩位數(shù)增長。 此外，所有地理區(qū)域均報告收入增長。在就業(yè)情況方面，2020年Q2季度的員工數(shù)也同比增長了5%，環(huán)比增長了1.4%。 從細分領域來看： ●與2019年Q2相比，CAE的收入來了16.1%，達到9.22億美元。 ●與2019年第二季度相比，IC物理設計和驗證收入增長了16.8%，達到5.841億美元。 ●與2019年第二季度相比， PCB和MCM收入下降0.3%至2.435億美元。 ●與2019年第二季度相比，SIP收入增長了13.6%，達到9.482億美元。 ●與2019年第二季度相比，服務收入下降了12.8%，為8620萬美元。 從以上數(shù)據(jù)中可以看出，PCB與MCM表現(xiàn)不佳，分析師表示，盡管今年Q2季度同比數(shù)據(jù)交差，但PCB方面在今年有望實現(xiàn)輝煌。服務方面的收入也下降頗多，可能與COVID-19有關，企業(yè)開始將外包服務引入公司內部。分析師稱，很多服務工作都需現(xiàn)場完成，但疫情減慢現(xiàn)場工作速度。 從地區(qū)角度來看，美洲是收入最高地區(qū)，在2020年第二季度購買了11.556億美元的EDA產品和服務，比2019年第二季度增長11.4%。美洲地區(qū)的最近四個季度的平均值同比上升了4.6%。 與2019年第二季度相比，歐洲、中東和非洲(EMEA)的收入增長了5.2%，達到3.775億美元。歐洲、中東和非洲最近四個季度的平均值同比增長了12.2%。 日本第二季度收入較2019年第二季度增長9%，至2.404億美元。日本最近四個季度的平均值同比上漲0.8%。 與2019年第二季度相比，亞太地區(qū)收入增長18.1%，至10.103億美元。亞太地區(qū)的最近四個季度的平均值同比增長了6.3%。 當然，亞太區(qū)域的不同地區(qū)表現(xiàn)也不同，從2020年Q2與2019Q2對比數(shù)據(jù)來看： 中國大陸：36.4% 印度：16.8% 韓國：0% 中國臺灣：25% 亞洲其他地區(qū)：32% 在EDA風險投資方面，2019年投資了約為20億美元，預測2020年將有類似數(shù)字。 地區(qū)表現(xiàn)不同，在2019年時美國與中國在EDA方面的投資大約各占一半，而在2020年，中國投資將扮演主要角色。

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  • 蘋果自研T2芯片被曝漏洞，Mac或受攻擊

    無論是系統(tǒng)軟件iOS還是硬件芯片，蘋果一直以安全著稱。偶爾有漏洞或者被越獄，也不會導致致命問題，并且很快就能修復。最近一名網絡安全研究人員表示，使用蘋果 T2 安全芯片的英特爾 Mac 容易受到攻擊，該漏洞可能使黑客繞過磁盤加密，固件密碼和整個 T2 安全驗證鏈。 蘋果T2芯片是2018年搭載在蘋果MacBook Pro上的一顆安全芯片，后來被應用到了新款MacBook Air、Mac mini、Mac Pro、iMac等眾多產品上，它的作用就是為Mac系列的數(shù)據(jù)安全保駕護航，同時還充當一個類似于M系列處理器的一個協(xié)處理器。 然而現(xiàn)在有安全研究人員發(fā)現(xiàn)了一個巨大的問題，因為T2芯片是基于蘋果A10處理器改造而來的，而蘋果的A5到A11芯片一直包含著一個Checkm8的漏洞，所以非常容易受到攻擊，現(xiàn)在蘋果T2安全芯片所遇到的問題也是如此。 在Mac上，黑客通過越獄后可以探測T2芯片并攻破其安全功能，甚至能夠在T2上運行Linux，如此一來黑客能夠輕松禁用掉macOS安全功能，讓Mac失去系統(tǒng)完整性的保護和安全啟動，甚至還可能安裝惡意軟件，遭受到遠程威脅。 越獄工具Checkra1n團隊對此也做出表示，他們發(fā)現(xiàn)蘋果T2還存在許多漏洞，這一問題將對Mac的安全性產生更大的影響。更為嚴峻的問題是目前T2芯片上的漏洞是不可修補的，本質問題在于該漏洞存在于硬件底層的不可更改的代碼中。 據(jù)了解，蘋果無法修復此漏洞，因為T2的基礎操作系統(tǒng)SepOS出于安全的原因，僅使用了只讀內存，所以蘋果完全沒轍。 當然Mac用戶們也不必過度擔心這個問題，因為只要不插入未經驗證的USB-C設備，其實就能夠規(guī)避相關的漏洞。

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  • 華為海思半導體招募，鴻蒙系統(tǒng)年底面向開發(fā)者發(fā)布

    大數(shù)據(jù)、人工智能、云服務等未來新基建都離不開芯片，小到一部手機，大到一輛汽車，都是由芯片負責運算的。 而在芯片領域，華為是有足夠話語權的，用16年的時間，成功將芯片設計到了5nm工藝程度。這些年來，市場對芯片的需求越來越大，所以華為研發(fā)的系列芯片，也發(fā)揮出巨大的作用。 可是在某些條件下，華為芯片要暫時隱退幕后，不過華為還會保持對海思的投資，而且最近還有兩個好消息傳來。 第一個好消息，華為海思半導體部門展開招募計劃，招募范圍在今年1月1日到2021年12月31日畢業(yè)的應屆博士生。崗位主要分為研究類、硬件類、系統(tǒng)類、芯片類、軟件類。 其中芯片類別的崗位最多，多達26個，比如芯片可靠性工程師、EDA開發(fā)工程師、硅光芯片研發(fā)工程師等等。芯片類占五大類別一半的總和，一共有41個工作崗位，都和芯片有關。 第二個好消息，鴻蒙系統(tǒng)在今年12月份就能正式面向開發(fā)者發(fā)布，明年1、2月份逐步推廣到更多的華為手機上。據(jù)悉，系統(tǒng)升級到EMUI 11的華為用戶，可以最快體驗到鴻蒙系統(tǒng)。 華為穩(wěn)了，兩個好消息相繼傳來，這次分別在芯片和系統(tǒng)軟硬件上展開行動。以前是身處屋檐下，不得不低頭，現(xiàn)在從屋檐下走出來了，可以抬頭仰望無限廣闊的天空。 任正非做出了重要決定，那就是不會放棄，從大量招募人才，補充工作崗位就能證明這一點。 而且在很早之前，任正非針對人才招募就有自己的計劃。先是在7月底接連訪問高校，然后又在9月份訪問了北京大學，這些訪問行程任正非都提到一點，那就是人才培養(yǎng)。任正非很愿意和高校合作，吸引更多的人才加入到華為。 如今海思就展開了新一輪的招聘計劃，事實證明，任正非的決定是明智的。只有更多的人才，企業(yè)才能發(fā)展下去。 都說科技是第一生產力，但其實人力資源也很重要，好的人力資源可以推動科技的發(fā)展，從而促進生產力的壯大。 華為不會放棄，所以才穩(wěn)了。要是已經自暴自棄，就算有再好的資源，再大的市場，再多的機會，也是白費。 有了大量人才的加入，華為芯片研發(fā)才能展開。不放棄，才有希望，要是連眼前的一點困難都不愿意面對，以后還如何接受更嚴峻的挑戰(zhàn)。海思會繼續(xù)投資，鴻蒙很快也會到來，新的開始會迎來更多的機會。

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  • 氣體傳感器迎來較大市場機會

    近年來氣體傳感器較為引人關注，一是今年國六排放標準使得汽車尾氣排放市場升至千億元，氣體傳感器廠商迎來較大市場機會，另一點智能被認為是傳感器的未來發(fā)展方向。 氣體傳感器是指在一定范圍內測量氣體成分或濃度的傳感器，常用于探測可燃、易燃、有毒氣體的存在與否和濃度，或者氧氣的消耗量等。按照傳感器的檢測原理，氣體傳感器通常可以分為電化學氣體傳感器、光學氣體傳感器、半導體氣體傳感器等。 此外值得關注的還有，越來越多的國內廠商開始積極投入自研氣體傳感器產品，擺脫進口以來，除了汽車尾氣帶來較大市場機會，物聯(lián)網、智慧城市等也給氣體傳感器帶來較大的市場機會。 1、氣體傳感器廠商迎來較大市場機會 隨著汽車銷量的逐年攀升，汽車尾氣也逐漸成為各大城市空氣污染的重要來源。機動車尾氣成分相當復雜，有100多種，排放的污染物主要是一氧化碳(CO)、碳氫化合物(CH)、碳氫氧化合物(HCO)、氮氧化物(NOx)、顆粒物及鉛的化合物等。 機動車尾氣污染控制和治理是世界各國面臨的共同難題，除了調整城市策略及制定嚴格的排放標準意外，還需要采用儀器設備對汽車尾氣的排放情況進行檢測。 尤其是今年5月份國六標準公布以后，汽車排放氣體分析儀的測量范圍及示值允許誤差，必須到00級標準，并增加對對氮氧化合物含量的檢測，因此，國家有關部門要求原有及新建機動車檢測站必須增加或配備具備氮氧化物測試功能的柴油車排氣分析儀;所有機動車檢測站必須使用紅外法(IR)，紫外法(UV)或化學發(fā)光法CLD的汽車排放氣體測試儀。 6月8日，多家上市公司在互動平臺稱，國六排放標準的實施將為相關尾氣檢測儀器公司帶來積極影響。分析人士指出，國六排放標準實施將帶來相關產業(yè)確定性投資機會，預計尾氣排放市場將升至千億元規(guī)模。 在前段時間的SENSOR CHINA 2020上，青島嶗應海納光電環(huán)保集團有限公司博士/總工程師王新全談到，根據(jù)近兩年的《中國移動源環(huán)境管理年報》報告，機動車尾氣已成為當前環(huán)境空氣最大的污染源，國家逐年增大監(jiān)管力度，重型柴油車排放是重中之重。 青島嶗應海納光電環(huán)保有限公司成立于1988年，已有32年歷史，是環(huán)保行業(yè)元老級公司。上世紀80年代，國內才開始關注環(huán)保，青島嶗應海納就開始做一些環(huán)境空氣采樣器之類的儀器，90年代初，該公司推出的煙囪煙氣采樣儀是當時最有名的產品，占據(jù)國內80%~90%的市場，在固定污染源檢測方面，公司長期位居國內第一。 今年嶗應就推出了用于機動車尾氣檢測的光學氣體分析模塊產品，非分散紅外氮氧化物分析模塊。采用非分散紅外吸收原理，也就是NDIR原理，可以同時分析一氧化氮和二氧化氮。 王新全向媒體介紹道，可檢測氮氧化物的光學方法包括化學發(fā)光法、紫外差分法、非分散紫外法和非分散紅外法等，前三種方法應用比較成熟，但是傳感器模塊體積比較大，難以用于便攜式分析儀，同時成本也比較高，特別是化學發(fā)光法還需要配備臭氧發(fā)生器和氮氧化物轉化爐等輔助設備，給用戶增加了成本壓力。 非分散紅外法的光學模塊具有體積小、成本低的優(yōu)點，但是也存在無法同時檢測二氧化氮的問題，需要配備額外的氮氧化物轉化爐，現(xiàn)有非分散紅外模塊無法檢測二氧化氮的根本原因在于二氧化氮受水汽干擾很大。 為此，嶗應研發(fā)團隊開發(fā)了專門用于機動車尾氣氮氧化物檢測的非分散紅外模塊，可以同時檢測一氧化氮和二氧化氮，并且增加了紅外法檢測水的通道，采用檢測的水含量來對一氧化氮和二氧化氮之進行干擾修正，這幾個功能完全集成在一個模塊中，體積很小，可以非常方便的集成進在線式或便攜式儀器中。 該模塊由于體積小、重量輕，也非常適合于微型車載式尾氣檢測，滿足當前對重型柴油車的實際路況行駛在線監(jiān)測，王新全表示，這款非分散紅外氮氧化物傳感器能在機動車尾氣排放監(jiān)測方面發(fā)揮作用。 2、智能是傳感器未來發(fā)展方向 除了汽車尾氣檢測帶來千億市場，關于傳感器，還有一個重要的關注點就是智能化。深圳市普晟傳感科技有限公司技術總監(jiān)趙莉對媒體表示，目前智能傳感器是眾多廠商關注的焦點，智能是大家必走的一條路線， 深圳市普晟傳感科技有限公司成立于2015年，雖然成立時間不久，但是其技術團隊擁有在氣體傳感器領域超20年的經驗積累。趙莉談到，現(xiàn)在普晟還只是做傳感器，由專門做模組或設備的廠商去做壽命的判斷。傳感器廠商有非常多的大數(shù)據(jù)，知道傳感器在各種情況下的性能、以及它的壽命判斷，如何把這些數(shù)據(jù)真正用起來，服務消費者，如何切實發(fā)揮好傳感器的作用，這是各個傳感器廠家都會走的一條路線。 在SENSOR CHINA 2020上，寧波愛氪森科技有限公司就重點展示了公司新推出的一款智能數(shù)字傳感器產品。愛氪森副總經理李德虎對媒體表示，智能傳感器是傳感器未來的一個發(fā)展方向，公司的這款智能數(shù)字傳感器能夠幫助解決傳感器信號處理，包括精確度、準確度等，并且傳感器可實現(xiàn)壽命自檢以及其他性能檢測等功能，目前從全球范圍來看，在氣體檢測、氣體傳感器行業(yè)，能夠實現(xiàn)壽命自檢和性能檢測功能，這是行業(yè)首創(chuàng)。 寧波愛氪森科技有限公司是德國EC SENSOR在中國寧波設立的一個分公司，主要負責德國EC在整個亞太區(qū)的市場拓展，同時EC SENSOR在寧波設立了傳感器的晶圓封測工廠，主要針對對亞太區(qū)及中國區(qū)市場提供生產工藝支持。EC SENSOR主要是為氣體檢測行業(yè)提供氣體傳感器的核心器件，包括傳感器件、數(shù)字化模塊、智能傳感器等整個信號鏈的解決方案，主要針對工業(yè)安全、智慧城市、醫(yī)療、電力等應用領域。 據(jù)李德虎分析，這款產品的智能重點體現(xiàn)在傳感器的壽命自檢上，比如在傳統(tǒng)的工業(yè)應用中，傳感器裝到儀表上，在使用的過程中，我們并不知道傳感器是好是壞，更多的時候需要專業(yè)人員到現(xiàn)場測試，來確定傳感器是否具備檢測功能。有了這個壽命自檢功能以后，就可以通過遠程或儀表的設計，定期判斷傳感器的性能、狀態(tài)，如果已經壞了，現(xiàn)場人員可以更換，如果正常，就不需要提供任何的現(xiàn)場售后服務。 可見智能傳感器在現(xiàn)實應用中將會更為便利，未來隨著更多應用市場需求的驅動，及眾多廠商的研究探索，將會有越來越多的智能傳感器進入市場。 3、國內廠商積極探索 擺脫氣體傳感器進口依賴 國內傳感器廠商也在加大力度推進多產化，比如睿感(濟南)傳感器有限公司，該公司成立于2019年，是一家獨立運營的合資公司，睿感于2019年成立，是一家獨立運營的合資公司。其中智路資本占股51%，amsAG(艾邁斯半導體，英文簡稱：ams)占股49%。 ScioSense總部位于荷蘭埃因霍溫和中國濟南，同時在德國斯圖加特、意大利的Pisa都有研發(fā)中心，上海有技術支持應用團隊。ScioSense的產品是繼承于ams的幾條產品線——空氣溫濕度傳感器，還有氣壓計，超聲的水表、氣表，傳感器接口，包括一些無線產品等。 睿感市場營銷副總裁鄧川對媒體表示，我們的目標是扎根中國，結合中國的本土的人才，培養(yǎng)中國的本土人才，然后給中國的客戶定制本土化的一些產品需求，提供一些解決方案，最終達到自主可控。目標是在未來的3~5年，打造成遙遙領先的傳感器公司，在全球具有影響力的本土MEMS公司。 鄧川向媒體介紹了一款氣體傳感器ENS160，應用于空氣凈化器、智能樓宇、智能家居，最主要是檢測一氧化碳，有機揮發(fā)物，判斷空氣質量好還是不好。比如在堵車的時候，傳感器可以判斷汽車里空氣中氮氧化合物是否超標，如果超標，便可以關閉進氣系統(tǒng)，外面的污染空氣就不會進來。再比如樓宇的辦公室里，如果二氧化碳、一氧化碳或甲烷、甲醛濃度過高，可以實現(xiàn)自動清新空氣。 另外嶗應也談到公司在做模塊的同時，也積極投入自研傳感器產品，王新全談到，嶗應早期主要做環(huán)境監(jiān)測設備，近兩年開始根據(jù)市場變化拓展了光學感知和智慧大數(shù)據(jù)這方面的市場。嶗應海納總工程師王新全對媒體表示，以前環(huán)境分析儀類的儀器里用的傳感器基本依賴進口，但是隨著國家環(huán)保要求的提高，而進口傳感器的指標跟國內的指標匹配度不太高，并且進口的價格很高，如果一直采購國外傳感器，就沒競爭力，因此公司從中科院引進了一個團隊光學儀器開發(fā)。 經過三年時間，公司用的光學氣體傳感器基本全部是自己開發(fā)的，并且今年因為疫情原因，很多同行在采購同類型的光學氣體傳感器上出現(xiàn)問題，也聯(lián)系到嶗應海納。經過討論研究，公司認為這款光學傳感器自己的用量還比較少，因此可以向不同行業(yè)推廣，包括環(huán)保事業(yè)、石油化工、電力、能源、生命科學、醫(yī)療等領域。 這次展會也是公司的核心光學氣體傳感器首次對外開始推廣。王新全補充到，與公司取得聯(lián)系的主要是系統(tǒng)集成商，包括環(huán)保設備、工業(yè)控制等，他們之前采購國外的模塊，今年因為疫情的原因，采購受阻，并且國家又特別提倡核心技術的國產化，因此他們開始與嶗應海納聯(lián)系，并買了樣機回去測試，經過幾個月的測試，感覺效果比較好。 王新全談到，一方面我們性能指標不輸國外，另一方面我們的成本會低不少，而且售后服務很到位，并且在參數(shù)指標和接口方面，靈活度能更大一些。因此測試基本不會比國外差，這次展會上也有不少廠商跟公司溝通批量采購事宜。 4、小結 疫情之后，市場復蘇，智慧城市領域也將會給氣體傳感器帶來較大的市場機會。因為智慧城市涵蓋的方面比較多，包括城市基礎設施建設、地下管網、市政，以及城市周邊的插件污染、安全等，所以在智慧城市這個大環(huán)境下，未來對氣體傳感器的需求量會有比較大的增長。

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  • RISC-V的開放性與碎片化，能否撼動ARM和x86等老牌架構格局

    作為未來x86和ARM的有力競爭者，由于其開源協(xié)議固有化、免費、模塊化、可擴展等特點，RISC-V近幾年獲得了驚人的成長，在處理器市場開始了擴張，任何國家和公司也無法對其造成干涉。 市場調研機構Semico Research預計2025年RISC-V CPU內核的總出貨量將達到624億顆，而用于工業(yè)領域的內核將占有最大的比重，達到167億顆。與此同時，在2018年到2025年間，計算、消費電子、通信、交通與工業(yè)這幾大市場將實現(xiàn)146.2%的復合年均增長率。 RISC-V并非首個嘗試開源的ISA，但卻是首個產生如此影響力的開源指令集架構。RISC-V也不算一個新興的ISA，從推出至今已經走過了10個年頭，但為何在十年間里RISC-V能展現(xiàn)如此動力呢?這還要歸功于這背后強大的社區(qū)，RISC-V社區(qū)不僅囊括了學術界與業(yè)余愛好者，其中還有不少商業(yè)公司也在獻力。哪怕是x86和ARM的簇擁者英特爾和高通，也對RISC-V開展了投資。 中國工程院院士倪光南日前在發(fā)表《迎接開源新片新潮流》的演講時，也對RISC-V發(fā)表了自己的見解。他認為作為完全開源免費的架構，RISC-V非常適合國內規(guī)模如此龐大的市場需求。但RISC-V采用了BSD的開源協(xié)議，因此芯片設計企業(yè)自己所做出的改進是可以不開放的，這樣也許有利于產業(yè)化，但可能會引發(fā)碎片化問題。倪光南院士提倡成立中國自己的RISC-V基金會，以便對國內企業(yè)做好協(xié)調兼容工作。 芯片設計工作中必不可少的就是IP核，為此不少企業(yè)推出了自己的RISC-V處理器IP。但單靠IP并不足以支撐龐大的RISC-V生態(tài)，為了實現(xiàn)生態(tài)發(fā)展與統(tǒng)一，許多專注于RISC-V處理器IP的公司也各自發(fā)布了自己的對策。 一、賽昉科技 上海賽昉科技公司成立于2018年，作為由國外龍頭RISC-V企業(yè)SiFive在國內一手組建的公司，賽昉科技不僅手握SiFive全套IP體系，也注重于國內RISC-V自主內核的發(fā)展。 U74 IP核 / 賽昉科技 近日，賽昉科技推出了全球首款基于RISC-V的人工智能視覺處理平臺驚鴻7100，集深度學習、圖像處理、語音識別和機器視覺為一體。該平臺采用了28nm制程工藝，搭載了雙核U74，共享2MB的二級緩存，工作頻率達1.5GHz，支持Linux操作系統(tǒng)。該平臺視覺部分包含可以處理4K分辨率的攝像頭傳感器，并支持H265的編解碼。作為專為AIoT打造的平臺，驚鴻7100可廣泛應用于自動駕駛、智能家電、智能監(jiān)控和工業(yè)機器人等領域。 今年7月，賽昉科技還對所有IP組合推出了20G1的全面更新。此次更新后，諸多IP的性能提升高達2.8倍，耗能節(jié)省了25%，使用面積減少了11%。與此同時賽昉科技還完善了不少第三方工具的支持，比如IAR編譯器、Lauterbach和Segger等開發(fā)工具。 StarFive Core Designer / 賽昉科技 為了進一步推進RISC-V在國內的發(fā)展，賽昉科技于今年5月發(fā)布了“滿天芯”計劃。在中國注冊的企業(yè)經過驗證后可以免費獲得賽昉科技自主產權的商用RISC-V處理器IP S2。該IP為32位、2-3級流水線的RISC-V處理器，CoreMark得分為3.1。計劃內用戶還可以通過在線“CPU生成器”StarFive Core Designer對S2處理器進行配置和下載。 二、芯來科技 芯來科技于2018年成立于湖北武漢，也是中國大陸首家專業(yè)的RISC-V處理器內核IP與解決方案公司。今年八月，芯來科技也完成了新一輪的發(fā)展戰(zhàn)略投資，由小米領投。小米長江產業(yè)基金高級合伙人孫昌旭表示，小米看好開放處理器架構在AIoT時代的廣泛運用，未來將于芯來科技在該領域開展長期合作。 900系列處理器IP / 芯來科技 芯來科技聯(lián)合創(chuàng)始人彭劍英在IP SoC China 20上提到，RISC-V指令集架構目前成熟穩(wěn)定，硬件生態(tài)蓬勃發(fā)展，各種開源的RISC-V處理器層出不窮，而且諸多大廠也在逐步推出各種RISC-V處理器IP。與此同時，相關的基礎開發(fā)工具也在日趨完善，比如開源工具鏈、集成開發(fā)環(huán)境、處理器仿真器和調試器等。但RISC-V的基礎軟件平臺依然處于薄弱和碎片化的狀態(tài)，缺少ARM的CMSIS這種嵌入式軟件接口標準，而且產業(yè)內多數(shù)公司各行其是，缺乏統(tǒng)一的底層軟件接口。 芯來嵌入式軟件接口標準 / 芯來科技 芯來在這方面也做出了自己的嘗試，推出了芯來自己的嵌入式軟件接口標準NMSIS。這套標準為芯來的RISC-V處理器提供了一套封裝了處理器底層操作，DSP算法庫以及神經網絡NN算法庫等的軟件框架。該接口標準可以有效降低開發(fā)者的學習曲線，加快產品上市速度。不僅如此，芯來科技的IP還支持多種主流嵌入式操作系統(tǒng)和云連接，比如Linux、騰訊的TencentOS、RT-Thread和華為的LiteOS。 為了助力RISC-V在國內快速進入大面積商用階段，芯來科技還推出了“一分錢計劃”。該計劃為芯來科技推出的一項商用RISC-V處理器內核IP普惠計劃，加入該計劃可以在使用芯來科技的N101內核時，享受低至每顆芯片1分錢的版稅或者版稅全免，相關配套的軟件工具鏈和IDE皆可免費獲取使用。芯來科技稱N101內核可以完美替代傳統(tǒng)8051內核和Cortex-M0級別的微控制內核。 三、晶心科技 晶心科技于2005年成立于臺灣新竹，是一家專注于32/64位CPU的IP供應商，也是RISC-V國際協(xié)會的創(chuàng)始成員之一。晶心科技同樣是第一家納入RISC-V相容性并將其產品線擴展至64位處理器的主流CPU IP公司。據(jù)統(tǒng)計，截至2019年，采納晶心指令集架構的系統(tǒng)芯片出貨量已達50億顆。 N25F IP / 晶心科技 今年8月，北京比科奇通訊技術有限公司宣布采用晶心科技的32位RISC-V處理器IP N25F，打造了5G小基站分布式單位系統(tǒng)級芯片。比科奇總經理Peter Claydon表示，與其使用少數(shù)大型處理器核心，還不如使用多顆RISC-V處理器核心組成叢集的效率高。這種叢集方式可以保有最大的設計彈性，適應未來5G NR標準的更新，還能同時兼顧高效能。 晶心科技也在去年6月推出了自己的商用RISC-V CPU IP推廣計劃，F(xiàn)reeStart計劃。該計劃將免費提供晶心科技的N22處理器核心供開發(fā)者評估、研究并推出原型產品，而無需CPU IP前期授權費用。N22 CPU是一款小型雙級管線的32位RISC-V CPU核心，其CoreMark分數(shù)最高達3.95。哪怕作為商用量產需要，計劃成員也只需繳納合理的授權費用。晶心科技總經理林志明表示，一般的開源RISC-V CPU不僅功能有限、缺乏說明文件，還需要先經過SoC工程師驗證;而采用N22 CPU可以跳過這些耗時的步驟，將研發(fā)資源集中于提升產品價值。 四、小結 RISC-V是一個起步較晚的ISA，單靠開源的話是難以與ARM和x86等老牌架構抗衡的，因此RISC-V必須要有商業(yè)組織的投入和推進。對于許多初創(chuàng)公司來說，嘗試新的設計會帶來不少風險，而授權費用也是不得不考慮的因素。 因此RISC-V的商用IP供應商都打算以各種激勵計劃打通第一道壁壘，不僅方便研究機構與高校的開發(fā)嘗試與學習，同時也能減少商業(yè)公司產品研發(fā)、驗證到上市的時間。 對于開發(fā)人員來說，愈發(fā)完善的開發(fā)工具也在減輕他們的工作量。 大部分公司也都推出了基于Eclipse的IDE工具，比如芯來科技的Nuclei Studio、晶心科技的AndeSight和Codasip的Codasip Studio等。RISC-V的編譯、驗證和分析等流程都在逐步擴大軟件與硬件支持。 從當前的發(fā)展情況來看，RISC-V在未來五年內仍將保持良好的勢頭。 未來的處理器架構商業(yè)模式可能會因此轉變，不再是選取IP供應商，從而采用與供應商綁定的ISA，而是轉為采用RISC-V，然后再選取合適的IP供應商。而定制IP的碎片化也許會造成一些阻礙，但只要這套開源標準規(guī)范持續(xù)維護，就無法撼動該架構的根基。

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  • 芯片成本究竟有多高？

    一顆芯片的成本由芯片本身單片所包含的成本，芯片設計過程中所用的花費，非一次性的芯片設計所需要的設備和開發(fā)環(huán)境等費用。 集成電路的成本一般分為兩個部分，固定成本和可變成本，總成本=固定成本 + 可變成本。 一、固定成本 固定成本包括，IP license費用，EDA工具的費用，服務器的費用，流片的MASK(掩膜版)的費用，F(xiàn)PGA開發(fā)板及測試儀器費用，封裝測試費用，所有研發(fā)人員工資，市場、銷售、房租、公司日常管理開銷運營的等等費用， 固定成本與銷售量也就是產品售出的數(shù)量無關，因為即使你產品最后生產出來了，但是賣不出去，你這部分錢已經花出去了，所以是固定要輸出的成本。 二、可變成本 芯片的可變成本=單顆芯片可變成本 * 芯片出貨量 單顆芯片的可變成本 = IP royalty (版稅)+ 封裝成本 + 測試成本 +芯片成本 有些IP廠商收取專利費的模式，除了收取IP固定的授權費，而且等芯片出貨后還按每個芯片收取費用，這就是IP royalty，按單芯片固定金額，更或者按芯片總價的百分比收取。 三、芯片成本 芯片成本 = wafer成本 / (DPW * Yield) wafer就是晶圓，DPW(Die per wafer)每一個wafer上能夠切割的die(芯片)的個數(shù)。理論上來說，每片wafer上芯片的個數(shù)可以用wafer的面積除以芯片面積，但是實際情況并不完全是這樣，因為wafer是圓的嘛，芯片的是方的，你最邊上的一圈邊角料出來的芯片肯定是用不了的么。當然wafer的尺寸也是越來越大，所以每批生產可以得到更多的芯片。還與Yield良率有關，芯片從晶圓上切割下來，肯定有些是廢片。合格的數(shù)量占晶圓上切割下來總數(shù)的百分比成為良率。 同一顆晶圓上出來的芯片，性能也不是完全一樣的，我們都知道intel的芯片系列后綴都有很多標識，同樣是i7，有些后綴性能就強，有些就弱，賣不同的價格。 經過粗略的計算，以上這些都加起來就構成了芯片的總成本。 四、幾片石英玻璃=魔都一套房 其中最貴的部分就是流片了，流片就是試生產，先生產小批量的一部分，回片進行測試，保證功能沒有大問題，小bug能用軟件繞開就繞開，實在不行就做ECO，硅后ECO階段會非常貴。然后就可以大規(guī)模的量產。 流片主要是貴在Mask，也就是掩模版，這個東西的原材料不值錢，但制造它的機器特別貴，所以到手的Mask十分貴，所以就產生了一種新模式來幫一些小公司或學術機構分攤成本，這個模式叫做MPW，全稱為Muti Project Wafer意思是多項目晶圓，可以理解為拼多多的形式，大家一起拼單流片(不僅晶圓廠有專人負責這類業(yè)務，還有專業(yè)的中介公司，組織設計公司一起流片，當然前提是在同一種工藝下)，而full mask是土豪公司獨享的moment。Mask的貴，號稱幾片石英玻璃=魔都一套房，不是開玩笑的。 等芯片量產后，就可以根據(jù)出貨量來分攤流片的成本，比如說，你mask的費用是1000萬美金，但芯片的出貨量有500萬片，那么分攤到單個芯片的成本就是2美金。所以出貨量越大，回本的速度就越快，甚至可以賺更多的錢。 五、點沙成金 也就是有一些說法，造芯片就像印錢，點沙成金嘛。當然這是理想的情況下。眾所周知，芯片行業(yè)是一個競爭殘酷而且薄利的行業(yè)，你的產品能晚競爭對手上市三個月，你可能就會丟掉非常多的市場份額，流片風險也非常大，如果失敗，回來就是塊磚頭，所以我們說自己是搬磚的。再來一次，這就是要花成倍的錢。 真是頂著賣“白面”的風險，賺著賣白菜的錢。所以芯片行業(yè)的生存法則就是，行業(yè)老大吃肉，老二喝湯，剩下的只能喝西北風了。喝西北風居然還是個成語。 我們傳統(tǒng)的芯片廠商引以為豪的就是first chip manufacture，可以理解為第一版量產，所以在IC設計工程上，通常是80%采用現(xiàn)有成熟的設計和IP方案，做20%的更新，萬物基于”二八定律“么，除了第一版肯定是從無到有的全新。所以說芯片設計就是一種模式設計，從功能規(guī)則制定到最終流片及驗證，若完全遵循一整套業(yè)內公認的設計方法學，芯片必然能夠成功。 六、Designless-Fabless 半導體公司從傳統(tǒng)的IDM走到Fabless模式，已經算是“輕資產”了，甚至現(xiàn)在還出現(xiàn)了很多芯片設計服務公司，簡單來說，就是外包。這樣的公司只需要承擔人力成本，而不需要承擔流片的風險。 出現(xiàn)的這種新的模式，Designless-Fabless模式，由大廠或合作的方式定義芯片產品，然后由設計服務公司完成部分設計或驗證，最后由大廠或合作公司自己承擔流片成本。 隨著芯片公司也越來越多，再加上一些的互聯(lián)網公司和系統(tǒng)廠商也進入半導體行業(yè)，對于我們普通的從業(yè)者來說，也算是好事，可能選擇的機會會更多一點。

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  • 半導體IP的市場規(guī)模及產業(yè)鏈

    半導體IP是指已驗證的、可重復利用的、具有某種特定功能的集成電路模塊，通常由第三方開發(fā)。 IP位于集成電路產業(yè)鏈的上游，主要客戶是設計廠商。 其實最開始是沒有獨立的IP廠商的。在早期，由于芯片種類有限，設計難度相對較低，大多數(shù)芯片設計公司都可以自己完成整個芯片設計的流程。 早期的半導體公司不僅僅芯片設計是自己的干的，連芯片制造、封裝、測試，以及銷售也都是自己一手包辦的，這類公司就是我們現(xiàn)在所說的整合元件制造商(Integrated Device Manufacturer, 俗稱IDM)，如英特爾 (Intel)、德州儀器(TI)、摩托羅拉(Motorola)、三星(Samsung)、飛利浦(Philips)、東芝(Toshiba)等。 圖：集成電路產業(yè)鏈分類示意圖。(來源：芯原股份招股書) 一、第三方IP廠商出現(xiàn) 由于摩爾定律的關系，半導體芯片的設計和制造越來越復雜、花費越來越高，單獨一家半導體公司往往無法負擔從上游到下游的高額研發(fā)與制造費用，因此到了1980年代末期，半導體產業(yè)逐漸走向專業(yè)分工的模式──有些公司專門設計、再交由其他公司做晶圓代工和封裝測試。其中的重要里程碑莫過于1987年臺積電 (TSMC) 的成立。 伴隨著下游應用的拓展，芯片種類不斷豐富，先進制程不斷演進，使得芯片的研發(fā)成本提高，并產生了一定的研發(fā)風險。1990年，半導體IP行業(yè)的龍頭ARM應運而生，它探索出了IP授權的商業(yè)模式，不再設計芯片，而是以授權的方式，將芯片設計方案轉讓給其他公司，成為半導體IP授權行業(yè)的開端。ARM自身不再生產處理器，而轉為處理器架構設計，并將設計方案授權給其他公司使用，這種面向“Partner-Ship”授權“IP Core”的模式，開創(chuàng)了屬于ARM全新的時代。 ARM通過開放的IP授權模式，迅速在移動端處理器市場獲得超過95%的市場占有率，與PC/服務器端處理器霸主英特爾一起，構成了當下全球半導體產業(yè)最底層的兩大指令集標準。當時，新進的半導體設計公司幾乎都選擇了從ARM獲得授權，然后自己研發(fā)后，在臺積電代工生產，形成了“IP授權+半導體設計公司+代工廠” 的芯片研發(fā)模式，極大的降低了芯片的成本。 隨著超大規(guī)模集成電路設計、制造技術的發(fā)展，集成電路設計步入SoC 時代，設計變得日益復雜。為了加快產品上市時間，以IP 復用、軟硬件協(xié)同設計和超深亞微米/納米級設計為技術支撐的SoC 已成為當今超大規(guī)模集成電路的主流方向，當前國際上絕大部分SoC 都是基于多種不同IP 組合進行設計的，IP 在集成電路設計與開發(fā)工作中已是不可或缺的要素。 二、SoC推動IP廠商發(fā)展 SoC設計的基礎是IP核設計及重用技術，SoC芯片是一個復雜的系統(tǒng)，如果完全從零開始來實現(xiàn)整個芯片的設計，需要花費大量的人力物力，勢必會耽誤產品面世時間，影響產品競爭力。為了加快SoC芯片的設計速度，越來越多的設計公司將已有的IC電路設計成一個個的模塊，在SoC芯片設計中被調用，從而簡化SoC芯片的設計，縮短設計時間。 這些可以反復調用的模塊就叫做IP核。不是所有的IC電路都可以作為IP核，為了滿足SoC設計要求，IP核必須有以下幾個特征： 1、必須是符合設計重用要求，并按嵌入式專門設計的; 2、必須經過多次優(yōu)化設計，使芯片在面積、性能、功耗等方面達到最優(yōu); 3、必須是允許很多家公司在支付一定費用后被商業(yè)運用的; 4、必須符合IP標準。 IP核供應商提供的IP可以有三種形式：軟核、固核和硬核。 軟核是用硬件描述語言描述的可綜合的電路功能模塊，它不涉及具體的物理實現(xiàn)，靈活性較好。 固核是基于特定工藝庫綜合出來的網表，在結構、面積和性能安排上都進行了初步優(yōu)化，它介于軟核與硬核之間。 硬核是基于特定工藝的版圖庫生成的物理版圖，對頻率、功耗、面積等方面作了充分的優(yōu)化，但由于硬核依賴于一定工藝，所以靈活性較差，不便于移植。 隨著先進工藝節(jié)點不斷演進，芯片的線寬不斷縮小，單顆芯片上可容納的晶體管數(shù)量也快速增加，單位面積性能得以相應提升。根據(jù)IBS 報告，以80mm2面積的芯片裸片為例，在16nm 工藝節(jié)點下，單顆裸片可容納的晶體管數(shù)量為21.12 億個;在7nm 工藝節(jié)點下，該晶體管數(shù)量可增長到69.68 億個。 圖：單顆芯片裸片可容納晶體管數(shù)量增長趨勢(以80mm2面積為例，單位：百萬個)數(shù)據(jù)來源：IBS《Design Activities and Strategic Implications》 與此同時，隨著先進制程的演進，線寬的縮小，使得芯片中晶體管的數(shù)量大幅提升，單顆芯片中可集成的IP數(shù)量也大幅增加。根據(jù)IBS報告，以28nm制程節(jié)點為例，單顆芯片中已可集成的IP數(shù)量為87個。當制程節(jié)點演進到7nm時，可集成的IP數(shù)量將達到178個。 圖：不同制程節(jié)點下的芯片所集成的硬件IP數(shù)量(平均值)。(數(shù)據(jù)來源：IBS《Design Activities and Implications》，芯原股份招股書) IBS數(shù)據(jù)顯示，半導體IP市場將從2018年的46億美元增長至2027年的101億美元，年復合增長率為9.13%。其中處理器IP市場預計在2027年達到62.55億美元，2018年為26.20億美元，年復合增長率為10.15%;數(shù)模混合IP市場預計在2027年達到13.32億美元，2018年為7.25億美元，年復合增長率為6.99%;射頻IP市場預計在2027年達到11.24億美元，2018年為5.42億美元，年復合增長里為8.44%。 三、IP市場的主要玩家 半導體IP 的市場參與者可大致分為兩類：一類是與EDA 工具捆綁型的半導體IP 供應商，如鏗騰電子(Cadence)、新思科技(Synopsys)等;一類是提供專業(yè)領域IP 的半導體IP供應商，如ARM、芯原、CEVA、Imagination 等。 根據(jù)IPnest 統(tǒng)計，2018-2019 年全球半導體IP 供應商銷售收入市場占有率分布情況如下： 表：2018年~2019年全球半導體IP供應商銷售收入市場占有率。(數(shù)據(jù)來源：IPnest) 多年來，ARM和Synopsys一直排在全球IP市場的前兩位，地位很穩(wěn)固。IPnest的數(shù)據(jù)顯示，ARM曾經控制著IP市場50%的份額，一直處于市場領先地位，但最近兩年市占率有所下降，從2018年的44.7%下降到了2019年的40.8%。排名第二的Synopsys的收入增長了13.8%，贏得了18.2%的市場份額。排在第三位的Cadence的IP收入增長了22.9%，為該公司帶來了5.9%的市場份額。 ARM在IP總收入方面繼續(xù)保持市場領先地位，因為其專利使用費每年超過數(shù)十億，大大超過了競爭對手。但是，在市場競爭不斷加強的情況下，ARM的IP總收入在2019年略有下降。IPnest分析顯示，ARM銷量下降的原因主要是非處理器形式IP重要性的增長。 表：主要IP供應商的產品布局。(來源：芯原股份招股書) 四、ARM：處理器IP龍頭 得益于移動CPU市場的壟斷地位，ARM成為了全球CPU IP和GPU IP的最大供應商。2018年，有52.6%的智能手機采用了ARM的GPU內核，99%的智能手機采用了ARM的CPU(Cortex)內核，而CPU和GPU IP占據(jù)了全IP行業(yè)約50%的市場份額，因此，ARM的龍頭地位相當穩(wěn)固。 在國內，國產的SoC中，95%都是基于ARM處理器技術的，ARM的中國授權客戶超過了150家，使用了ARM 技術的中國客戶出貨量超過了160億。 由于IP公司采取的經營模式是輕資產模式，這類公司沒有自有品牌產品，而是提供一站式芯片定制服務和半導體IP授權服務。因此，半導體IP行業(yè)是高毛利率行業(yè)，ARM的毛利率近三年來保持在92%~95%之間。 但是，自2016年被軟銀收購后，近幾年ARM的營收處于下滑趨勢，這主要是由于近年來非處理器形式的IP重要性越來越強，而手機應用處理器市場增長速度放緩造成的。但這并不影響ARM的行業(yè)龍頭地位。 近期，NVIDIA宣布將以400億美元的價格從軟銀集團手中收購ARM，從長遠來看，ARM將會受到美國CFIUS法規(guī)的約束，中國半導體企業(yè)需要早做打算。 五、Imagination：GPU IP王者 ImaginationTechnologies是一家英國技術公司，專注于半導體和相關知識產權許可，銷售PowerVR移動圖形處理器，MIPS嵌入式微處理器和消費電子產品。公司還提供無線基帶處理、網絡、數(shù)字信號處理器、視頻和音頻硬件、IP語音軟件、云計算，以及芯片和系統(tǒng)設計服務。2017年，董事會宣布公司被中資的CanyonBridge收購。 Imagination曾為蘋果供應圖像處理器(GPU)，在圖像處理器(GPU)領域與高通、ARM三分天下。它在GPU市場大約占據(jù)三分之一的份額，2019年推出有史以來最快的GPU IP，意在扭轉市場上針對定制GPU的市場份額損失的趨勢，并使獲得許可的GPU IP回到性能的最前列。 六、CEVA：DSP IP龍頭 CEVA是無線連接和智能傳感技術的領先授權公司，提供數(shù)字信號處理器、AI處理器、無線平臺以及用于傳感器融合、圖像增強、計算機視覺、語音輸入和人工智能的補充軟件。CEVA與全球的半導體公司和OEM合作，為包括移動、消費、汽車、機器人、工業(yè)和物聯(lián)網的各種終端市場創(chuàng)建節(jié)能和智能的連接設備。 其產品包括： 超低功耗IP，包括面向移動和基礎設施中的5G基帶處理的基于DSP的全面平臺，高級成像和計算機視覺，適用于多個物聯(lián)網市場內任何支持攝像頭的設備和音頻/話音/語音以及超低功耗Always-On/感應應用。 藍牙IP和WiFi IP，對于無線物聯(lián)網，提供業(yè)界最廣泛采用的藍牙IP(低功耗和雙模)、Wi-Fi4/5/6(802.11n/ac/ax)和NB-IoT。CEVA在DSP(可編程數(shù)字信號處理器)IP排名全球第一，同時也是WiFi和藍牙排名第一的IP授權商。 七、Synopsys：提前布局接口類IP 過去十年間，智能手機是推動IP行業(yè)前進的強大動力，其中處理器IP受益最大，迅速成長為全球最大的IP種類，同時LPDDR、USB和MIPI等接口協(xié)議也在蓬勃發(fā)展。 目前智能手機行業(yè)依然活躍，但已達到頂峰。IP銷售的新增長動力轉向以數(shù)據(jù)為中心的應用，包括服務器、數(shù)據(jù)中心、人工智能等。下游數(shù)據(jù)爆發(fā)性增長需要更高的帶寬來滿足數(shù)據(jù)交換的需求，更高速的接口協(xié)議應運而生，接口IP市場得到快速發(fā)展。 2019年有線接口IP約占全球IP市場22.1%，為8.7億美元，占比相對于2018年提升2%，是增速最快的IP市場。 根據(jù)IPnest在“2015-2019年接口IP調查和2020-2024年預測”中的數(shù)據(jù)，接口IP市場預計將在未來五年內保持較高的增長率，到2025年將達到18億美元。 接口IP的重要性日益增長，而且其在整個IP市場的占比正在搶奪處理器IP的市場份額，成為了最具發(fā)展?jié)摿Φ腎P品類。在有線接口類別中，Synopsys是明顯的領導者，2018年，該公司擁有約45%的市場份額，在物理IP市場則占有約35%的市場份額。 由于EDA和IP的商業(yè)模式很相似，而且有著共同客戶，EDA與IP相配合可以提高用戶黏性。自1986年成立以來，Synopsys通過發(fā)起80項并購交易，收購產業(yè)鏈上下游來擴大業(yè)務規(guī)模、進行技術整合的目的。在2008年超越Cadence成為全球最大的EDA工具廠商后，Synopsys也開始在IP行業(yè)戰(zhàn)略性布局，不斷并購IP優(yōu)質資產，鞏固其行業(yè)龍頭的地位。 過去三年，Synopsys的IP收入占比從28%提升到31%。Synopsys的IP收入占比提升，帶來毛利率提升。 八、Cadence：DSP和接口類IP的重要玩家 Cadence是EDA行業(yè)排名第二的廠商，IP行業(yè)排名第三的廠商。在1988年由SDA與ECAD兩家公司合并而成，到1992年已占據(jù)EDA行業(yè)龍頭地位，但到2008年被Synopsys超越。 Cadence在IP中的定位是從2010年收購Denali開始的，通過收購各自細分市場中的中小型供應商領導者來創(chuàng)建自己的IP產品，在2019年，接口IP和DSP IP是Cadence增長的巨大動力。 Cadence近三年來，IP市占率提升的重要原因是收購NuSemi后，拓寬了業(yè)務線和DSP IP產品取得了成功導致的。 九、芯原股份：國內最大的IP供應商 芯原股份作為中國大陸排名第一、全球排名第七的半導體IP授權服務提供商，擁有五類處理器IP和1400多個數(shù)?；旌螴P和射頻IP，平均每年流片超過40款客戶芯片。在全球前七名半導體IP授權供應商中，IP種類的齊備程度也具有較強競爭力，其中DSP IP的市場占有率排名世界前三，GPU IP(含ISP)市場占有率排名全球前三。 芯原的主要經營模式為芯片設計平臺即服務模式。SiPaaS模式是指基于芯原自主半導體IP搭建的技術平臺，為客戶提供一站式芯片定制服務和半導體IP授權的一種商業(yè)模式。 目前芯原擁有用于集成電路設計的GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP、ISP IP五類處理器IP、1400多個數(shù)?；旌螴P和射頻IP。 2019年，芯原半導體IP授權業(yè)務市場占有率位列中國大陸第一，全球第七。擁有較為齊備的IP組合和較多的IP數(shù)量，使得芯原在功能和應用領域的多樣性上具有了更多的擴展空間、亦給予客戶較為全面的選擇，體現(xiàn)了芯原在技術上的實力、積累和可靠性。同時，由于各類IP均來源于芯原自主研發(fā)的核心技術，且在研發(fā)時考慮了各IP間的內生關聯(lián)和兼容性，使得其具有較強的耦合深度、可控性和可塑性。 芯原主營包括IP授權和芯片定制，其中芯片定制業(yè)務貢獻高營收，IP授權業(yè)務貢獻高毛利率。2019年芯原芯片定制業(yè)務分別實現(xiàn)營收和毛利9.02和1.23億元，營收和毛利占比分別為67.33%和22.91%;IP授權業(yè)務實現(xiàn)營收和毛利為4.38和4.15億元，營收和毛利占比分別為32.67%和77.09%。 此外，SST主要聚焦于Superflash(NOR閃存技術)、NVM、IDM等解決方案和IP產品，并且在2010年被Microchip所收購;Achronix則聚焦于高端FPGA方案，并提供專業(yè)獨立芯片，芯片組合封裝等服務，在2015年被英特爾收購;Rambus專門從事高速芯片接口的發(fā)明及設計的技術授權，聚焦于DRAM的IP供應，在內存接口IP市場上排名全球第三;來自中國臺灣的eMemory則是全球最大的邏輯制程非揮發(fā)性存儲器硅IP廠商。 十、國產IP供應商開始積極布局 在當前中美博弈的背景下，集成電路產業(yè)是國家戰(zhàn)略性產業(yè)。目前我國絕大部分的芯片都建立在國外公司的IP授權或架構授權基礎上，因此IP和芯片底層架構國產化替代已經迫在眉睫。在市場對國產芯片IP的迫切需求下，國內半導體IP供應商將迎來歷史性發(fā)展機遇。 當前國內IP廠商市場份額相對較低，影響力不大，但是他們已經已經積極布局，其中包括已在科創(chuàng)板上市的全球第七、國內第一的芯原股份和國內AI芯片獨角獸寒武紀，還有在細分領域深耕多年的本土IP廠商，包括本土RISC-V生態(tài)引領者芯來科技、提供從0.18um到5nm全套高速混合電路IP核芯動科技、擁有完全自主知識產權的CPU、DSP、GPU和AI處理器IP的華夏芯，以及提供高速接口IP的華大九天等等，這些IP廠商在各自領域實力不斷加強，有望在行業(yè)紅利期迎來重大發(fā)展。 十一、寒武紀：人工智能領域的探路者 寒武紀，聚焦云邊端一體的智能新生態(tài)，致力打造各類智能云服務器、智能邊緣設備、智能終端的核心處理器芯片，讓機器更好地理解和服務人類。目前，寒武紀已與智能產業(yè)的眾多上下游企業(yè)建立了良好的合作關系。 2016年，寒武紀科技正式創(chuàng)立，并完成天使輪融資(投資者包括元禾原點、科大訊飛、涌鏵投資);同年推出的“寒武紀 1A”處理器是世界首款商用深度學習專用處理器，并發(fā)布國際首個智能處理器指令集Cambricon ISA。2017年，完成A輪融資(投資者包括國投創(chuàng)業(yè)、阿里巴巴、聯(lián)想創(chuàng)投等)，成為全球智能芯片領域首個獨角獸初創(chuàng)公司;集成寒武紀1A處理器的世界首款人工智能手機芯片華為麒麟970正式發(fā)布并在華為Mate 10手機中投入大規(guī)模商用。2019年，推出邊緣AI芯片思元220，標志寒武紀在云、邊、端實現(xiàn)了全方位、立體式的覆蓋。 現(xiàn)在寒武紀已經成為國內AI芯片獨角獸，是目前國際上少數(shù)幾家全面系統(tǒng)掌握了智能芯片及其基礎核心技術的企業(yè)之一。 十二、芯來科技：RISC-V處理器IP廠商 芯來科技是中國大陸首家專業(yè)RISC-V處理器內核IP和解決方案公司，是本土RISC-V生態(tài)引領者，攜手合作伙伴發(fā)布了全球首顆基于RISC-V內核的量產通用MCU產品，目前已經全面推向市場。自研推出的RISC-V處理器IP已授權多家知名芯片公司進行量產，實測結果達到業(yè)界一流指標。 芯來科技目前是RISC-V基金會銀級會員，中國RISC-V產業(yè)聯(lián)盟(CRVIC)發(fā)起單位和副理事長單位，以及中國開放指令集生態(tài)(RISC-V)聯(lián)盟(CRVA)會員單位。 目前，芯來科技的多個系列的處理器核心產品與解決方案已經實現(xiàn)客戶導入和量產，過百家國內外客戶進行了授權和使用，與兆易創(chuàng)新在2019年共同推出全球首發(fā)的RISC-V架構的通用MCU，推出了搭載Linux操作系統(tǒng)的應用級處理器UX600內核，完成了自有軟件體系搭建，引入了國際國內多個重量級合作伙伴，并通過升級版“一分錢計劃”持續(xù)降低RISC-V應用門檻，通過“RVMCU網站”打造RISC-V交流社區(qū)，通過“大學計劃”助力RISC-V教育生態(tài)發(fā)展。 近期，芯來科技完成了新一輪的戰(zhàn)略融資，領投的是小米長江產業(yè)基金，老股東藍馳創(chuàng)投和新微資本繼續(xù)追投。 此外，其他的國產IP廠商還包括華夏芯、華大九天、智原科技、創(chuàng)意電子、燦芯半導體、虹晶科技、世芯電子等。 表：其他國產IP供應商及其主要產品布局。 結語 總的來說，半導體IP行業(yè)市場增長潛力很大。隨著技術的進步，IC設計難度、復雜度、成本，以及風險日益提升，行業(yè)專業(yè)化分工將更加明確，這將會帶來半導體IP需求增長，預計2027年全球半導體IP市場空間較2018年增長120%至101億美元，這其中包括中國在內的亞太地區(qū)增速為最高。

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  • RISC-V蓬勃發(fā)展，機遇與挑戰(zhàn)并存

    RISC-V是一個基于精簡指令集(RISC)原則的開源指令集架構(ISA)。憑借其開源、免費、模塊化、可擴展等特點，RISC-V近幾年獲得了驚人的成長，包括高通、Google、英偉達、三星、西部數(shù)據(jù)等數(shù)百家企業(yè)均加入了RISC-V陣營。 據(jù)市場調研機構Semico Research預測，到2025年，采用RISC-V架構的芯片數(shù)量將增至624億顆，2018年至2025年復合增長率高達146%。 一、RISC-V蓬勃發(fā)展 受益于特殊的市場環(huán)境，RISC-V在國內受歡迎的程度更甚，無論是華為、匯頂、平頭哥、全志科技、兆易創(chuàng)新等國內老牌半導體企業(yè)，還是格蘭仕、核芯互聯(lián)、睿思芯科、芯來科技等初創(chuàng)企業(yè)均對RISC-V芯片構架寄予厚望。 中國工程院院士倪光南也認為，未來芯片發(fā)展，在芯片架構方面也應當不受制于人，發(fā)展RISC-V開源芯片架構是一個機會，我們希望把RISC-V支持成為未來世界三大體系之一，尤其希望RISC-V能成為中國有足夠話語權的體系架構。 倪光南指出，RISC-V完全開源免費，也非常適合中國超大規(guī)模的市場需求。中國有世界上最多的芯片設計企業(yè)，中國的CPU應用數(shù)量也是世界上最大的。 不過，雖然參與企業(yè)眾多，市場推力也足夠大，但RISC-V還存在著許多挑戰(zhàn)。 筆者從多名業(yè)內人士處了解到，RISC-V作為一個新的指令集，在早期階段面臨的最大挑戰(zhàn)是其生態(tài)環(huán)境不夠完整，需要更多廠商參與生態(tài)的建設，包括工具鏈、編譯器等，軟件生態(tài)環(huán)境、成熟性和豐富性還需要一定時間去發(fā)展。 值得一提的是，業(yè)內人士也表示，某些特定的邊緣應用領域對生態(tài)環(huán)境的依賴性并不高，RISC-V的發(fā)展就會更好一些。 另一方面，RISC-V并非是第一個采用開源模式的指令集架構，而開源環(huán)境中還可能出現(xiàn)碎片化的風險。 倪光南也強調，因為RISC-V采用開源BSD許可證，在這個許可證下，所作的改進容許不開放，這樣雖然有利于產業(yè)化，但也有可能出現(xiàn)“碎片化”問題。如果發(fā)展出許多芯片以后，每家都把自己的改進保密起來，不予開放，那么若干時間以后，有可能市場上的RISC-V芯片互相都不兼容，這個架構事實上就沒有意義了，不可能持續(xù)發(fā)展了。 業(yè)內人士認為，在RISC-V整個發(fā)展的節(jié)奏里，國際協(xié)作非常重要，非常關鍵，沒有國際協(xié)作，RISC-V只在國內發(fā)展不起來，這點已經從無數(shù)開源的項目中得到證實。 二、是機會也是挑戰(zhàn) 2018年后，國內RISC-V企業(yè)大量出現(xiàn)，其中大部分芯片企業(yè)采用Arm、RISC-V等不同的架構進行混合開發(fā)，僅少部分企業(yè)(主要為初創(chuàng)企業(yè))專注研發(fā)RISC-V架構的芯片。 據(jù)了解，盡管市面上已經有較多的公司和產品，但普遍處于項目研發(fā)、產品推廣階段或與客戶合作開發(fā)階段，正在走到商用的RISC-V架構芯片并不多，出貨量就更少了。 多名業(yè)內人士表示，目前RISC-V整個生態(tài)環(huán)境并不成熟，雖然應用端的使用意愿較高，但普遍處于觀望狀態(tài)。相對而言，Arm架構的芯片已經經過長期的客戶驗證，是非常成熟的產品，對于客戶來說不存在可靠性的問題，公司目前的出貨也以Arm核的芯片為主。 在此情況下，多數(shù)半導體企業(yè)目前的研發(fā)資源也主要集中在Arm內核的芯片產品之中。 “RISC-V的愿景是未來各種靈活而低價處理器芯片的基礎，在低功耗方面可以做得很好。同時，相對于Arm和X86而言，RISC-V的優(yōu)點是歷史包袱比較小，開源免費，適合應用在全新領域?！蹦硣鴥劝雽w企業(yè)高管直言稱，公司已經有相關研究和探討，但公司的研發(fā)資源有限，目前轉向RISC-V并不現(xiàn)實，我們未來的產品可能會采用RISC-V的構架。 RISC-V處于早期發(fā)展階段，也意味著市場潛力是無限的。業(yè)內人士指出，相對于整個市場來看，RISC-V目前的市場占有率很小，有足夠大的空間給各個企業(yè)自由發(fā)展。 近期，英偉達宣布以400億美元收購Arm，盡管英偉達和Arm都一再強調，Arm體系結構將繼續(xù)維持開放許可模式和客戶中立性，但從市場來看，客戶卻已經在尋找替代方案，RISC-V便是其中之一。

    半導體 芯片 risc-v架構

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