健康、环保、低碳：EEVIA第十届中国硬科技媒体论坛展现的产业趋势
发布时间：2022-11-18 16:40
发布者：eechina
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事物发展，一张一弛。纵观中国历史，我们曾经从汉唐的豪迈转向了两宋的精致。今日的世界，我们从探索月球和火星卷向了元宇宙与低碳环保。我们不应评判哪种生活更好，因为这是我们自己的选择。作为电子行业从业人士，我们要做的就是顺应社会发展趋势，用科技去实现人们的愿望、满足他们的需求。 日前，深圳市易维讯信息咨询有限公司举办了EEVIA第十届年度中国硬科技媒体论坛暨2022产业链研创趋势展望研讨会。受邀演讲嘉宾有：英飞凌安全互联系统事业部汽车级WiFi/BT及安全产品应用市场管理经理杨大稳先生、兆易创新电源产品部市场总监冯忠河先生、Imagination产品市场高级经理黄音女士、ADI中国产品事业部高级市场应用经理何源先生、加贺富仪艾电子（上海）有限公司产品管理部总监杜复旦先生，以及知名市场研究机构Omdia中国首席顾问王珅先生。尽管他们的演讲重点各有不同，但我们总能感受到更多对个人、对人类、对我们的生存环境以及对我们居住的星球的关怀，也就是对健康、环保、低碳的关注。下面我们就依次解读各位嘉宾的演讲要旨。 杨大稳：英飞凌赋能未来汽车低碳化和数字化发展 今年汽车市场的大事件是：新能源汽车强势增长，国产品牌强势增长。这当中既有国际局势紧张造成的能源供应危机的因素，也有低碳环保理念和国家政策的影响。杨大稳先生说，今后几年，随着政府和车厂的支持，电动车会迎来一个非常快的发展时期。 在电动车领域，英飞凌提供最核心的两类产品：汽车的核心驱动和汽车的数字化。汽车驱动方面，英飞凌提供碳化硅产品。目前英飞凌的碳化硅产品已经用于全球车厂，包括中国迅猛发展的新能源车或者电动车。 杨大稳介绍说，在半导体供应链吃紧之前，英飞凌做了超前部署，与上游厂商即碳化硅硅片原材料厂商确定了战略关系，确保了材料的稳定供应，从而保证了供货的稳定。英飞凌扩展了现有工厂的碳化硅生产产线，从6英寸、8英寸、12英寸所有产线完全投产，到在马来西亚工厂产能的显著提升。他说，时英飞凌会持续投资，不断地根据电动车市场的新需求去开发新一代更高性能的碳化硅产品。 核心驱动部件之外，英飞凌拥有电力驱动系统完整的解决方案。如用于侦测电动车转速、电机旋转、助力扭矩测量、曲轴位置、倾角测量的磁传感器，保证电力驱动可靠稳定的运行的品类丰富、功能健全的AURIX系列微控制器，以及电机驱动IC等。 
以上是关于汽车低碳化即电动化技术趋势。关于汽车数字化，杨大稳说，是与汽车的体验息息相关的。智能座舱是汽车数字化的重要组成。智能座舱有这样几个要素：友好的人机界面，通过语言、手势、触控等实现互动；安全的互联；高级的音响系统；ADAS（主动刹车等安全功能）；汽车软件的远程自动升级。在这几方面，英飞凌都提供对应的解决方案。 冯忠河：发力电源管理，兆易创新打造系统级产品组合 兆易创新是一家Fabless芯片设计公司，以其NOR Flash著称，全球排名第三。此外，兆易创新在通用32位MCU和指纹芯片方面也成绩斐然。此次，冯忠河先生介绍的是兆易创新的电源产品线。电源类产品讲究的是高效率，所以自然与节能、低碳、环保相关。 冯忠河先生介绍说，兆易创新目前的电源产品线主要分为四大类：一是高性能电源，主要以通用的DC-DC和LDO为主，应用在网通、工业、安防等领域。二是电机驱动，现在的各类产品，从家电到工业智能机器人，再到汽车，都会用到驱动产品。配合MCU，可以搭载一个系统解决方案提供给客户。三是专用的电源芯片，主要是应用于TWS耳机和可穿戴设备。四是电池管理产品线，目前主要以通用的充电芯片为主。 从2019年开始，兆易创新就开始启动电源类产品布局。2021年4月，首颗电源管理TWS耳机专用的芯片正式量产，同年6月，首颗马达驱动产品 GD30DR8306 量产。11月，首款超低噪声LDO GD30LD330x正式上市，2022年5月份多款charger量产。 
接下来，冯忠河主要介绍了关于兆易创新目前主推的产品和应用方向。 GD30LD3300/3301是线性电源产品，其支持最大3A的输出电流，具有出色的精度和噪声性能，主要应用于通信、工业、物联网等多个领域。 GD30WS系列PMIC主要应用于可穿戴产品和TWS耳机系列，目前主要三款产品，GD30WS8662是一款456mA的线性充电管理芯片，在shipping mode下，静态电流只有200nA，主要用于可穿戴的手环、手表、耳机；GD30WS8805是一款支持1.2A充电，600mA放电的的开关型电池管理芯片，是用于耳机仓的专用SOC芯片；GD30WS8815是8805的加强版，充电电流扩大到1.5A，放电电流扩大到1A。 GD30SP系列是集成了过压、过流和过温保护的芯片，其最大优点是输入电压高，可以支持30伏，过压范围可以在4.5到15伏之间调整，应用与很多便携式产品和12V输入的通用产品上，作为前端的保护芯片。 GD30DR系列是马达驱动的产品，目前主要有三款产品，有两颗是单预驱控制芯片GD30DR8306/8304，还有一颗GD30DR8413是集成了Mosfet的预驱控制芯片。 GD30BC系列是电池管理产品，现在有三颗产品GD30BC2416、GD30BC2501、GD30BC2502，整体覆盖了1到6节电池应用。 冯忠河通过展示扫地机器人的解决方案，也体现了兆易创新如何实现为客户提供多产品化的半导体系统解决方案。 兆易创新为每一款产品都提供了一个样板，部分产品还可以适配公司开发的GUI界面，方便了客户进行评估验证，帮助客户节省时间和成本。尤其在电机芯片中，还提供了配套的电机，可以节省大量调试时间。兆易创新还在不断完善工具的生态链，希望提供更好的服务，为客户创造更大价值。 质量管理方面，兆易创新是将可靠性管理理念贯穿于从设计到生产测试，到售后服务的全过程，致力于为全球客户提供高质量产品。 最后冯忠河强调，兆易创新的理念是秉持着使命必达、持续创新，不断完善和丰富产品布局，持续加大研发投入，同时，将节能环保的概念融入产品设计的环节当中，致力于发展高性能、低功耗的绿色产品，成为产业发展的“发动机“，共绘绿色“芯”新主张。 黄音：30年积淀，SoC IP技术如何赋能未来硬核科技创新 Imagination产品市场高级经理黄音女士介绍说，Imagination不生产芯片，它提供用于芯片设计的IP。她说，我们可以把整个半导体产业链看作一个倒金字塔，专业的IP公司则位于该金字塔的低端，以数十亿美元的IP产业，支撑着数千亿美元的半导体市场， 黄音介绍说，Imagination创新焦点有二，一个是性能，另一个是功耗，而这二者是一个矛盾的统一体。显然，在功耗不变的情况下提升性能或者在性能不变的情况下降低功耗都有利于节能环保。 黄音从灵活/可扩展、功耗和带宽三个方面讲解了Imagination如何顺应市场需求。 关于灵活性和可扩展性，黄音举了一个例子：Imagination的CXT 8-256 RT1 GPU核，它带有光线追踪功能。型号中的8表示贴图能力，256表示浮点运算能力，这是最小的用在中阶手机里面的核。它可以扩展到16-512、48-1536甚至64-2048的核。这样，大的单核可以达到小的单核性能的四或八倍，而且还可以通过多核来进一步提高性能。 黄音讲解了Imagination独有的一些关键技术：低耦合、分块延迟渲染、硬件压缩、硬件虚拟化和基于固件的GPU。 低耦合。Imagination的低耦合多核技术确保IP的可扩展性。低耦合技术让每个核都有相同等级的权重和功能，因此信号不需要经过中心核，这样可以节省能耗和带宽。 分块延迟渲染。分块延迟渲染（TBDR）技术也是Imagination最早提出的，是GPU里核心的技术。该技术的第一个优势在于节省带宽。它不是对整个贴图进行带宽渲染的节省，而是因为分了块，可以把一个个小块上的图形数据转移到GPU的Cache上去，只做一次性的搬移，这样做到节省带宽。另外就是分块技术能把负载在高性能GPU上高效分布。 硬件压缩。Imagination GPU的IMGIC硬件压缩技术提供了多达四种压缩等级：从像素完全无损模式，到可确保 4:1 或更佳压缩率的带宽极省模式。也就是除了无损压缩之外，还能做有损压缩，例如25%、50%、75%的有损，而且有损压缩之后，肉眼看起来跟原图没有太大的差别。压缩能节省大约20%到40%的带宽。 硬件虚拟化。Imagination是第一家实现GPU硬件虚拟化IP授权的公司。硬件虚拟化可以理解为对用户隐藏了真实的计算机硬件，表现为一个抽象计算平台。以搭载GPU的智能计算单元为例，虚拟化让它具备了托管一个或多个虚拟机的能力，这样单个GPU可以支持多个同时运行的操作系统，而工作负载都提交给单个GPU，这样可以大大提升并行计算能力，缓解负载压力。 基于固件的GPU。基于固件的GPU是Imagination首创，即在GPU里面设置一个小的固件的核，它存放固件。首先，它可以做很多本地的事务，同时Offload host CPU部分的工作，减少Host CPU的负载；其次在GPU出错的时候，它能够采集全部的数据日志，并做一些错误分析。此外它还能进行一些Debug工作。通过GDB接口可以连接到GPU的寄存器；另外基于固件的核还能通过GPIO做一些用户需要的自定义业务，如连接外部的摄像头、AI或压缩解压缩的设备进行功耗的控制。 接下来黄音讲解了Imagination 的王牌的IP核产品：PowerVR GPU。今年PowerVR诞生刚好30年。2019年，Imagination GPU架构发生了重大改进，推出了第十代的A系列，它的性能密度比大幅提高，具备了更完善的运算逻辑单元。它提高了纹理处理能力，能够配置Cache，而且提高了压缩的算法。2020年推出的B系列多核GPU产品，可以支持多达4核，在算力上继续进行优化，在微架构上进行微调。2021年，C系列CXT GPU问世，它增加了光线追踪的核，达到多核光线追踪。 黄音说，往计算上走就要提到异构计算了。所谓异构就是把不同类型的核进行集成，把CPU、GPU、NPU和神经网络加速单元等进行叠加，进行专业分工和更先进的处理。 异构计算排在前面的就是GPU。GPU有完整的运算逻辑单元，能做乘、加，包括浮点运算、向量运算等。Imagination的GPU支持浮点到32位，支持整型8比特、16比特和32比特，具有纹理处理单元，支持反扭曲的处理，支持基础的过滤，而且能结合着色器做更加复杂的过滤。 黄音说，Imagination在AI领域研发也有十年的历史，拥有业界领先的神经网络加速器，一个极高效率的纯硬件加速器，是对GPU计算的一个补充，将专有的一些神经网络层直接放到AI上来做加速。 2021年，Imagination推出了全新的RISC-V CPU核Catapult，这是对GPU和AI核的补充。 黄音说，Catapult有集成开发环境，而且是基于Visual Studio Code，支持多语言、多操作系统。 异构计算有很多应用场景，如汽车的智能化。自动驾驶、人机交互、智能座舱、车际交互、物体识别等都需要大量的计算，Imagination提供一系列的IP核来做辅助运算。 第二个应用是光线追踪。Imagination最先提出硬件实时光线追踪，也是最早实现的。光线追踪可以在不同的性能和效率等级下执行，Imagination的IMG CXT采用的Photon架构处于RTLS的4级（Level 4），这是当前可用的最先进的光线追踪技术，可为移动游戏玩家和开发者提供桌面级质量的体验。得益于Imagination的多核技术，Photon架构可以扩展应用于云、数据中心和PC市场。 
黄音最后总结说，Imagination一直致力于高性能的SoC IP核，追求高性能、低功耗。Imagination的IP不仅适用于移动端，也适用于桌面服务器等高性能领域，具有可扩展性和灵活性。 何源：从数据准确性和算法有效性入手，迎接新一代可穿戴技术大趋势 接着是ADI中国产品事业部高级市场应用经理何源先生与我们分享穿戴技术的发展方向。他的演讲包括三个部分：一是关于广义可穿戴设备市场，“卷王“TWS耳机、AR、VR、智能手表；二是可穿戴领域的解析；三是差异化中数据和算法扮演的角色。 何源说，可穿戴耳机市场规模很大，但成熟而内卷。2021年该市场增速开始变缓，2022年全球市场出货量会往下调。从地域上看，市场主力在向亚洲尤其是东亚转移，而欧美市场几近饱和。 VR市场方兴未艾，2020年开始启动，2021年发生突破性的进展，销量破千万，2022年预计应该还会增长40%~50%。未来五年，VR市场年复合增长率可达40%以上。中国和美国是VR、AR产业的主流，只有三星和索尼两个例外。VR主要应用场景是游戏、娱乐和社交，如元宇宙。AR设备则重在行业应用，如工业培训、工业维护，远程指导和远程操作。AR/VR设备很吃算力，所以其制程采用顶级节点。在售的AR/VR设备芯片制程都在5纳米甚至以下，以实现强大算力和可接受的电池续航。 何源说，智能手表是少有的能保持稳步上升的消费类市场。从2020到2022年，智能手表的总出货量呈两位数增长。中国是智能手表的最大市场，份额为28%。智能手表满足了人们对健康的关注。除了运动追踪，现在的手表可以监测心率和血氧饱和度，甚至初级的情绪、压力、健康状态，以及测体脂率等等。人类五大健康指标（心率、血氧、血压、呼吸、体温）都会一一被可穿戴产品攻克。 何源说，用可穿戴设备测量生命体征并不容易，因为其测量环境不像在医院那么理想。不要说环境的电磁干扰，人体的胖瘦、佩戴的松紧、肤色的差异，以及体毛、纹身、伤疤等因素都能影响采集精准度。在狭小的设备内采集可靠的数据，实现最优的算法，这相当于在螺蛳壳里做道场，对软硬件的要求都相当苛刻。 何源介绍说，自1965年成立以来， ADI一直专注于混合信号处理等技术，在数据转换、模拟/数字信号处理上都拥有深厚的积淀。因此，ADI的芯片和方案可以在最大程度从系统层面解决上述问题。更值得一提的是，为了更好地服务于本土客户，ADI成立了中国产品事业部，全链条本土化设计、开发、支持，具备技术、服务和供应多重优势，能提供24小时响应。甚至在行业资源、经验上，ADI也可以提供指导，助力厂家打造差异化的产品。 
ADI的传感器模拟前端可分为两大部分：光和电。光学测量是基于血管的收缩膨胀，采集其反射光信息可计算心率。ADI模拟芯片提供极高的信噪比，保证信号质量和可测覆盖度。在各种情况下，比如漏光、环境光的干扰、动态光的伪像，ADI也提供一整套方案进行动态干扰抑制，可适配更多的环境、测试状态。ADI还提供稳定的、自适应的算法，应用机器学习的理论。电学测量也存在很多挑战，如干燥和松弛皮肤问题。ADI提供可靠、稳定、成熟的专业级架构技术和独有的专利技术，可保证阻抗的测量精度，适配更多应用场景，对复杂的外部变量几乎免疫，适用于心电测量、体脂测量。ADI还提供开发板级支持，包括软件、硬件、算法，都可以在ADI官网获取，甚至可以根据用户不同的需求做定制化的开发。 杜复旦：IoT应用市场和全链无线模块发展趋势 加贺富仪艾电子（上海）有限公司产品管理部总监杜复旦先生介绍了该公司的无线模块产品及其在物联网领域的各种应用。杜复旦先生于2003年加入富士通半导体，加贺富仪艾是由富士通半导体转变而来。2021年它收购了太阳诱电的蓝牙和无线局域网模块的商业权、开发和制造技术以及知识产权，进入无线模块领域。 杜复旦先生介绍说，加贺富仪艾的无线模块有两个特点。首先，它目前是世界上最小的无线模块。其次，它是个经过验证的产品，累计出货约1亿个。加贺富仪艾提供非常丰富的产品，包括蓝牙无线模块、无线局域网等，模块种类超过20种。 杜先生说，加贺富仪艾的价值还体现在服务方面。作为通用模块制造商，仅从成本方面显然无法与中国供应商竞争。加贺富仪艾提供广泛的服务，如合同制造、网络云服务、应用程序开发等，提供全产业链的服务。 接下来杜先生介绍了加贺富仪艾无线模块的几个应用领域。 无线照明控制。在无线控制的照明应用中，无线模块的作用有三个：多跳传输，即每个节点在独立状态下寻找连接伙伴，并将接收到的数据以中继方式传输；自动重路功能，可自动根据通信路由最大限度地减少通信损失；频道跳跃，2.4G是常用的模块，这里面干扰非常多，跳频功能可以使通信可以在最佳的平台上进行，减少通信模块的干扰。 电子锁。随着Wifi的普及，智能手机都带有蓝牙功能，其特性是低功耗。除了蓝牙在门锁上实现基本功能之外，还可以通过开锁的功能实现各种智能家居的连接，比如打开窗帘或者关上窗帘，打开热水等等。这颗模块在数据传输时的电流值是7.5毫安，待机电流值是0.3微安。 电动牙刷（电子烟）。蓝牙无线模块在电子烟中的应用更多。但因为它不代表健康生活，所以用电动牙刷来举例。这个世界上最小的无线模块，能够实现3.25毫米×8.55毫米×1毫米的超小尺寸，重量不到0.1克，能在最窄只有6毫米的PCB上进行安装。加贺富仪艾采用了一种叫模块封装的技术，没有使用金属屏蔽罩，实现了超小、超轻的模块设计。 杜复旦先生介绍说，加贺富仪艾提供多种无线模块产品线。BLE蓝牙产品线总共22种，根据外形尺寸、蓝牙的版本、支持的协议、距离长短、应用程序可不可以嵌入几种类型。蓝牙模块采用Nordic公司的芯片，包括nRF52840、nRF52833、nRF52832等。基于nRF5340系列的产品正在研发中。低功耗模块产品线可根据用户的应用程序来进行串行命令和EPI的控制，它可以主控和被控切换的模块。长距离的模块在理想的条件下，可以支持一公里甚至更长距离的输出。无线局域网的模块产品均采用Interface的IP，有支持IEEE802.11和蓝牙4.2的产品。这些模块有有天线的类型、内部天线的类型、射频连接器三种类型。 
关于无线新技术的展望，杜先生认为，无线新技术非常多，但进展不快整个物联网行业的发展比较平稳。Wi-Fi 6E是基于6G频段的技术，能实现高速传输、低延时的特点。随着需求端的推动，Wi-Fi 6E市场会慢慢启动。他认为未来几年Wi-Fi 6E可能会出现较大进展。Wi-Fi Halow会比Wi-Fi 6E慢一点。虽然它也有很多优势，但它可替代性并不紧迫。目前市面上很少有大型公司专门开发Wi-Fi Halow，所以它需要经过一段时间才能进入大家的视野。 关于物联网市场，杜先生讲到了从“互联网+”到“物联网×”的转变。虽然市场跌宕起伏，受到疫情、中美贸易战、经济衰退的影响，但有两个方向值得期待。一个是可持续能源产业与物联网的融合，另一个是公共事业领域中物联网的大规模采用。 王珅：碳中和/碳达峰背景下的ICT发展趋势分析展望 最后，市场研究机构Omdia中国首席顾问王珅先生分享了双碳背景下ICT产业如何发展。我们国家的双碳政策是在2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和。ICT行业是关键领域之一。王珅先生介绍说，在工业化国家，数据中心占全国发电量的2%左右，再加上移动基站等，能达到4%左右。当前的矛盾是，一方面要减少排放，另一方面通信数据量呈爆发式增长。例如，在过去的十年，我们手机的流量从几十兆变成几十G，运营商的网络负荷大幅增加。 正如应付历史上很多两难困境一样，我们也可以通过技术革新为应对当前的双碳挑战。例如，采用更高效率的通信技术（如5G通信、Wi-Fi 6），也可以将一些现场人力完成的活动转移到网络空间来完成，以降低生产活动的总能耗。 我国通信行业的著名减排举措是东数西算工程。通过将数据中心安置在光伏和风能丰富的西部，我们提升了新能源应用比例，降低了电网损耗，而且通过使用西部冰冷的湖水为机房降温进一步节省了能源消耗。 王珅先生说，ICT不仅可以降低行业自身的碳排放，还可以通过数字化帮助下游各行业进行资源优化配置，用智能的方式实现能源的节约，实现最终国家双碳的目标。 结语：健康环保才是真 我们知道，即使没有人类活动，地球也存在冷暖周期。很显然，侏罗纪的恐龙时代相当温暖。即便是在历史时期，气候变化也相当显著，而且每一次的温暖期都伴随着中华民族的繁荣（汉与唐）。今天，姑且不用去揣测所谓碳排放是发达国家针对发展中国家的阴谋或者阳谋，因为作为缺油少汽的国家，中国的碳排放直接与我们的环境和国民健康相关。降低碳排放，实现双碳目标，与我国的环保政策和民本传统相契合。半导体和电子产品不仅要提升自身能效，而且要通过数字化、智能化为全社会的生产和生活实现更低的碳排放。 |
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