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事物發展，一張一弛。縱觀中國歷史，我們曾經從漢唐的豪邁轉向了兩宋的精致。今日的世界，我們從探索月球和火星卷向了元宇宙與低碳環保。我們不應評判哪種生活更好，因為這是我們自己的選擇。作為電子行業從業人士，我們要做的就是順應社會發展趨勢，用科技去實現人們的愿望、滿足他們的需求。 日前，深圳市易維訊信息咨詢有限公司舉辦了EEVIA第十屆年度中國硬科技媒體論壇暨2022產業鏈研創趨勢展望研討會。受邀演講嘉賓有：英飛凌安全互聯系統事業部汽車級WiFi/BT及安全產品應用市場管理經理楊大穩先生、兆易創新電源產品部市場總監馮忠河先生、Imagination產品市場高級經理黃音女士、ADI中國產品事業部高級市場應用經理何源先生、加賀富儀艾電子（上海）有限公司產品管理部總監杜復旦先生，以及知名市場研究機構Omdia中國首席顧問王珅先生。盡管他們的演講重點各有不同，但我們總能感受到更多對個人、對人類、對我們的生存環境以及對我們居住的星球的關懷，也就是對健康、環保、低碳的關注。下面我們就依次解讀各位嘉賓的演講要旨。 楊大穩：英飛凌賦能未來汽車低碳化和數字化發展 今年汽車市場的大事件是：新能源汽車強勢增長，國產品牌強勢增長。這當中既有國際局勢緊張造成的能源供應危機的因素，也有低碳環保理念和國家政策的影響。楊大穩先生說，今后幾年，隨著政府和車廠的支持，電動車會迎來一個非常快的發展時期。 在電動車領域，英飛凌提供最核心的兩類產品：汽車的核心驅動和汽車的數字化。汽車驅動方面，英飛凌提供碳化硅產品。目前英飛凌的碳化硅產品已經用于全球車廠，包括中國迅猛發展的新能源車或者電動車。 楊大穩介紹說，在半導體供應鏈吃緊之前，英飛凌做了超前部署，與上游廠商即碳化硅硅片原材料廠商確定了戰略關系，確保了材料的穩定供應，從而保證了供貨的穩定。英飛凌擴展了現有工廠的碳化硅生產產線，從6英寸、8英寸、12英寸所有產線完全投產，到在馬來西亞工廠產能的顯著提升。他說，時英飛凌會持續投資，不斷地根據電動車市場的新需求去開發新一代更高性能的碳化硅產品。 核心驅動部件之外，英飛凌擁有電力驅動系統完整的解決方案。如用于偵測電動車轉速、電機旋轉、助力扭矩測量、曲軸位置、傾角測量的磁傳感器，保證電力驅動可靠穩定的運行的品類豐富、功能健全的AURIX系列微控制器，以及電機驅動IC等。 
以上是關于汽車低碳化即電動化技術趨勢。關于汽車數字化，楊大穩說，是與汽車的體驗息息相關的。智能座艙是汽車數字化的重要組成。智能座艙有這樣幾個要素：友好的人機界面，通過語言、手勢、觸控等實現互動；安全的互聯；高級的音響系統；ADAS（主動剎車等安全功能）；汽車軟件的遠程自動升級。在這幾方面，英飛凌都提供對應的解決方案。 馮忠河：發力電源管理，兆易創新打造系統級產品組合 兆易創新是一家Fabless芯片設計公司，以其NOR Flash著稱，全球排名第三。此外，兆易創新在通用32位MCU和指紋芯片方面也成績斐然。此次，馮忠河先生介紹的是兆易創新的電源產品線。電源類產品講究的是高效率，所以自然與節能、低碳、環保相關。 馮忠河先生介紹說，兆易創新目前的電源產品線主要分為四大類：一是高性能電源，主要以通用的DC-DC和LDO為主，應用在網通、工業、安防等領域。二是電機驅動，現在的各類產品，從家電到工業智能機器人，再到汽車，都會用到驅動產品。配合MCU，可以搭載一個系統解決方案提供給客戶。三是專用的電源芯片，主要是應用于TWS耳機和可穿戴設備。四是電池管理產品線，目前主要以通用的充電芯片為主。 從2019年開始，兆易創新就開始啟動電源類產品布局。2021年4月，首顆電源管理TWS耳機專用的芯片正式量產，同年6月，首顆馬達驅動產品 GD30DR8306 量產。11月，首款超低噪聲LDO GD30LD330x正式上市，2022年5月份多款charger量產。
接下來，馮忠河主要介紹了關于兆易創新目前主推的產品和應用方向。 GD30LD3300/3301是線性電源產品，其支持最大3A的輸出電流，具有出色的精度和噪聲性能，主要應用于通信、工業、物聯網等多個領域。 GD30WS系列PMIC主要應用于可穿戴產品和TWS耳機系列，目前主要三款產品，GD30WS8662是一款456mA的線性充電管理芯片，在shipping mode下，靜態電流只有200nA，主要用于可穿戴的手環、手表、耳機；GD30WS8805是一款支持1.2A充電，600mA放電的的開關型電池管理芯片，是用于耳機倉的專用SOC芯片；GD30WS8815是8805的加強版，充電電流擴大到1.5A，放電電流擴大到1A。 GD30SP系列是集成了過壓、過流和過溫保護的芯片，其最大優點是輸入電壓高，可以支持30伏，過壓范圍可以在4.5到15伏之間調整，應用與很多便攜式產品和12V輸入的通用產品上，作為前端的保護芯片。 GD30DR系列是馬達驅動的產品，目前主要有三款產品，有兩顆是單預驅控制芯片GD30DR8306/8304，還有一顆GD30DR8413是集成了Mosfet的預驅控制芯片。 GD30BC系列是電池管理產品，現在有三顆產品GD30BC2416、GD30BC2501、GD30BC2502，整體覆蓋了1到6節電池應用。 馮忠河通過展示掃地機器人的解決方案，也體現了兆易創新如何實現為客戶提供多產品化的半導體系統解決方案。 兆易創新為每一款產品都提供了一個樣板，部分產品還可以適配公司開發的GUI界面，方便了客戶進行評估驗證，幫助客戶節省時間和成本。尤其在電機芯片中，還提供了配套的電機，可以節省大量調試時間。兆易創新還在不斷完善工具的生態鏈，希望提供更好的服務，為客戶創造更大價值。 質量管理方面，兆易創新是將可靠性管理理念貫穿于從設計到生產測試，到售后服務的全過程，致力于為全球客戶提供高質量產品。 最后馮忠河強調，兆易創新的理念是秉持著使命必達、持續創新，不斷完善和豐富產品布局，持續加大研發投入，同時，將節能環保的概念融入產品設計的環節當中，致力于發展高性能、低功耗的綠色產品，成為產業發展的“發動機“，共繪綠色“芯”新主張。 黃音：30年積淀，SoC IP技術如何賦能未來硬核科技創新 Imagination產品市場高級經理黃音女士介紹說，Imagination不生產芯片，它提供用于芯片設計的IP。她說，我們可以把整個半導體產業鏈看作一個倒金字塔，專業的IP公司則位于該金字塔的低端，以數十億美元的IP產業，支撐著數千億美元的半導體市場， 黃音介紹說，Imagination創新焦點有二，一個是性能，另一個是功耗，而這二者是一個矛盾的統一體。顯然，在功耗不變的情況下提升性能或者在性能不變的情況下降低功耗都有利于節能環保。 黃音從靈活/可擴展、功耗和帶寬三個方面講解了Imagination如何順應市場需求。 關于靈活性和可擴展性，黃音舉了一個例子：Imagination的CXT 8-256 RT1 GPU核，它帶有光線追蹤功能。型號中的8表示貼圖能力，256表示浮點運算能力，這是最小的用在中階手機里面的核。它可以擴展到16-512、48-1536甚至64-2048的核。這樣，大的單核可以達到小的單核性能的四或八倍，而且還可以通過多核來進一步提高性能。 黃音講解了Imagination獨有的一些關鍵技術：低耦合、分塊延遲渲染、硬件壓縮、硬件虛擬化和基于固件的GPU。 低耦合。Imagination的低耦合多核技術確保IP的可擴展性。低耦合技術讓每個核都有相同等級的權重和功能，因此信號不需要經過中心核，這樣可以節省能耗和帶寬。 分塊延遲渲染。分塊延遲渲染（TBDR）技術也是Imagination最早提出的，是GPU里核心的技術。該技術的第一個優勢在于節省帶寬。它不是對整個貼圖進行帶寬渲染的節省，而是因為分了塊，可以把一個個小塊上的圖形數據轉移到GPU的Cache上去，只做一次性的搬移，這樣做到節省帶寬。另外就是分塊技術能把負載在高性能GPU上高效分布。 硬件壓縮。Imagination GPU的IMGIC硬件壓縮技術提供了多達四種壓縮等級：從像素完全無損模式，到可確保 4:1 或更佳壓縮率的帶寬極省模式。也就是除了無損壓縮之外，還能做有損壓縮，例如25%、50%、75%的有損，而且有損壓縮之后，肉眼看起來跟原圖沒有太大的差別。壓縮能節省大約20%到40%的帶寬。 硬件虛擬化。Imagination是第一家實現GPU硬件虛擬化IP授權的公司。硬件虛擬化可以理解為對用戶隱藏了真實的計算機硬件，表現為一個抽象計算平臺。以搭載GPU的智能計算單元為例，虛擬化讓它具備了托管一個或多個虛擬機的能力，這樣單個GPU可以支持多個同時運行的操作系統，而工作負載都提交給單個GPU，這樣可以大大提升并行計算能力，緩解負載壓力。 基于固件的GPU。基于固件的GPU是Imagination首創，即在GPU里面設置一個小的固件的核，它存放固件。首先，它可以做很多本地的事務，同時Offload host CPU部分的工作，減少Host CPU的負載；其次在GPU出錯的時候，它能夠采集全部的數據日志，并做一些錯誤分析。此外它還能進行一些Debug工作。通過GDB接口可以連接到GPU的寄存器；另外基于固件的核還能通過GPIO做一些用戶需要的自定義業務，如連接外部的攝像頭、AI或壓縮解壓縮的設備進行功耗的控制。 接下來黃音講解了Imagination 的王牌的IP核產品：PowerVR GPU。今年PowerVR誕生剛好30年。2019年，Imagination GPU架構發生了重大改進，推出了第十代的A系列，它的性能密度比大幅提高，具備了更完善的運算邏輯單元。它提高了紋理處理能力，能夠配置Cache，而且提高了壓縮的算法。2020年推出的B系列多核GPU產品，可以支持多達4核，在算力上繼續進行優化，在微架構上進行微調。2021年，C系列CXT GPU問世，它增加了光線追蹤的核，達到多核光線追蹤。 黃音說，往計算上走就要提到異構計算了。所謂異構就是把不同類型的核進行集成，把CPU、GPU、NPU和神經網絡加速單元等進行疊加，進行專業分工和更先進的處理。 異構計算排在前面的就是GPU。GPU有完整的運算邏輯單元，能做乘、加，包括浮點運算、向量運算等。Imagination的GPU支持浮點到32位，支持整型8比特、16比特和32比特，具有紋理處理單元，支持反扭曲的處理，支持基礎的過濾，而且能結合著色器做更加復雜的過濾。 黃音說，Imagination在AI領域研發也有十年的歷史，擁有業界領先的神經網絡加速器，一個極高效率的純硬件加速器，是對GPU計算的一個補充，將專有的一些神經網絡層直接放到AI上來做加速。 2021年，Imagination推出了全新的RISC-V CPU核Catapult，這是對GPU和AI核的補充。 黃音說，Catapult有集成開發環境，而且是基于Visual Studio Code，支持多語言、多操作系統。 異構計算有很多應用場景，如汽車的智能化。自動駕駛、人機交互、智能座艙、車際交互、物體識別等都需要大量的計算，Imagination提供一系列的IP核來做輔助運算。 第二個應用是光線追蹤。Imagination最先提出硬件實時光線追蹤，也是最早實現的。光線追蹤可以在不同的性能和效率等級下執行，Imagination的IMG CXT采用的Photon架構處于RTLS的4級（Level 4），這是當前可用的最先進的光線追蹤技術，可為移動游戲玩家和開發者提供桌面級質量的體驗。得益于Imagination的多核技術，Photon架構可以擴展應用于云、數據中心和PC市場。
黃音最后總結說，Imagination一直致力于高性能的SoC IP核，追求高性能、低功耗。Imagination的IP不僅適用于移動端，也適用于桌面服務器等高性能領域，具有可擴展性和靈活性。 何源：從數據準確性和算法有效性入手，迎接新一代可穿戴技術大趨勢 接著是ADI中國產品事業部高級市場應用經理何源先生與我們分享穿戴技術的發展方向。他的演講包括三個部分：一是關于廣義可穿戴設備市場，“卷王“TWS耳機、AR、VR、智能手表；二是可穿戴領域的解析；三是差異化中數據和算法扮演的角色。 何源說，可穿戴耳機市場規模很大，但成熟而內卷。2021年該市場增速開始變緩，2022年全球市場出貨量會往下調。從地域上看，市場主力在向亞洲尤其是東亞轉移，而歐美市場幾近飽和。 VR市場方興未艾，2020年開始啟動，2021年發生突破性的進展，銷量破千萬，2022年預計應該還會增長40%~50%。未來五年，VR市場年復合增長率可達40%以上。中國和美國是VR、AR產業的主流，只有三星和索尼兩個例外。VR主要應用場景是游戲、娛樂和社交，如元宇宙。AR設備則重在行業應用，如工業培訓、工業維護，遠程指導和遠程操作。AR/VR設備很吃算力，所以其制程采用頂級節點。在售的AR/VR設備芯片制程都在5納米甚至以下，以實現強大算力和可接受的電池續航。 何源說，智能手表是少有的能保持穩步上升的消費類市場。從2020到2022年，智能手表的總出貨量呈兩位數增長。中國是智能手表的最大市場，份額為28%。智能手表滿足了人們對健康的關注。除了運動追蹤，現在的手表可以監測心率和血氧飽和度，甚至初級的情緒、壓力、健康狀態，以及測體脂率等等。人類五大健康指標（心率、血氧、血壓、呼吸、體溫）都會一一被可穿戴產品攻克。 何源說，用可穿戴設備測量生命體征并不容易，因為其測量環境不像在醫院那么理想。不要說環境的電磁干擾，人體的胖瘦、佩戴的松緊、膚色的差異，以及體毛、紋身、傷疤等因素都能影響采集精準度。在狹小的設備內采集可靠的數據，實現最優的算法，這相當于在螺螄殼里做道場，對軟硬件的要求都相當苛刻。 何源介紹說，自1965年成立以來， ADI一直專注于混合信號處理等技術，在數據轉換、模擬/數字信號處理上都擁有深厚的積淀。因此，ADI的芯片和方案可以在最大程度從系統層面解決上述問題。更值得一提的是，為了更好地服務于本土客戶，ADI成立了中國產品事業部，全鏈條本土化設計、開發、支持，具備技術、服務和供應多重優勢，能提供24小時響應。甚至在行業資源、經驗上，ADI也可以提供指導，助力廠家打造差異化的產品。
ADI的傳感器模擬前端可分為兩大部分：光和電。光學測量是基于血管的收縮膨脹，采集其反射光信息可計算心率。ADI模擬芯片提供極高的信噪比，保證信號質量和可測覆蓋度。在各種情況下，比如漏光、環境光的干擾、動態光的偽像，ADI也提供一整套方案進行動態干擾抑制，可適配更多的環境、測試狀態。ADI還提供穩定的、自適應的算法，應用機器學習的理論。電學測量也存在很多挑戰，如干燥和松弛皮膚問題。ADI提供可靠、穩定、成熟的專業級架構技術和獨有的專利技術，可保證阻抗的測量精度，適配更多應用場景，對復雜的外部變量幾乎免疫，適用于心電測量、體脂測量。ADI還提供開發板級支持，包括軟件、硬件、算法，都可以在ADI官網獲取，甚至可以根據用戶不同的需求做定制化的開發。 杜復旦：IoT應用市場和全鏈無線模塊發展趨勢 加賀富儀艾電子（上海）有限公司產品管理部總監杜復旦先生介紹了該公司的無線模塊產品及其在物聯網領域的各種應用。杜復旦先生于2003年加入富士通半導體，加賀富儀艾是由富士通半導體轉變而來。2021年它收購了太陽誘電的藍牙和無線局域網模塊的商業權、開發和制造技術以及知識產權，進入無線模塊領域。 杜復旦先生介紹說，加賀富儀艾的無線模塊有兩個特點。首先，它目前是世界上最小的無線模塊。其次，它是個經過驗證的產品，累計出貨約1億個。加賀富儀艾提供非常豐富的產品，包括藍牙無線模塊、無線局域網等，模塊種類超過20種。 杜先生說，加賀富儀艾的價值還體現在服務方面。作為通用模塊制造商，僅從成本方面顯然無法與中國供應商競爭。加賀富儀艾提供廣泛的服務，如合同制造、網絡云服務、應用程序開發等，提供全產業鏈的服務。 接下來杜先生介紹了加賀富儀艾無線模塊的幾個應用領域。 無線照明控制。在無線控制的照明應用中，無線模塊的作用有三個：多跳傳輸，即每個節點在獨立狀態下尋找連接伙伴，并將接收到的數據以中繼方式傳輸；自動重路功能，可自動根據通信路由最大限度地減少通信損失；頻道跳躍，2.4G是常用的模塊，這里面干擾非常多，跳頻功能可以使通信可以在最佳的平臺上進行，減少通信模塊的干擾。 電子鎖。隨著Wifi的普及，智能手機都帶有藍牙功能，其特性是低功耗。除了藍牙在門鎖上實現基本功能之外，還可以通過開鎖的功能實現各種智能家居的連接，比如打開窗簾或者關上窗簾，打開熱水等等。這顆模塊在數據傳輸時的電流值是7.5毫安，待機電流值是0.3微安。 電動牙刷（電子煙）。藍牙無線模塊在電子煙中的應用更多。但因為它不代表健康生活，所以用電動牙刷來舉例。這個世界上最小的無線模塊，能夠實現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上進行安裝。加賀富儀艾采用了一種叫模塊封裝的技術，沒有使用金屬屏蔽罩，實現了超小、超輕的模塊設計。 杜復旦先生介紹說，加賀富儀艾提供多種無線模塊產品線。BLE藍牙產品線總共22種，根據外形尺寸、藍牙的版本、支持的協議、距離長短、應用程序可不可以嵌入幾種類型。藍牙模塊采用Nordic公司的芯片，包括nRF52840、nRF52833、nRF52832等。基于nRF5340系列的產品正在研發中。低功耗模塊產品線可根據用戶的應用程序來進行串行命令和EPI的控制，它可以主控和被控切換的模塊。長距離的模塊在理想的條件下，可以支持一公里甚至更長距離的輸出。無線局域網的模塊產品均采用Interface的IP，有支持IEEE802.11和藍牙4.2的產品。這些模塊有有天線的類型、內部天線的類型、射頻連接器三種類型。
關于無線新技術的展望，杜先生認為，無線新技術非常多，但進展不快整個物聯網行業的發展比較平穩。Wi-Fi 6E是基于6G頻段的技術，能實現高速傳輸、低延時的特點。隨著需求端的推動，Wi-Fi 6E市場會慢慢啟動。他認為未來幾年Wi-Fi 6E可能會出現較大進展。Wi-Fi Halow會比Wi-Fi 6E慢一點。雖然它也有很多優勢，但它可替代性并不緊迫。目前市面上很少有大型公司專門開發Wi-Fi Halow，所以它需要經過一段時間才能進入大家的視野。 關于物聯網市場，杜先生講到了從“互聯網+”到“物聯網×”的轉變。雖然市場跌宕起伏，受到疫情、中美貿易戰、經濟衰退的影響，但有兩個方向值得期待。一個是可持續能源產業與物聯網的融合，另一個是公共事業領域中物聯網的大規模采用。 王珅：碳中和/碳達峰背景下的ICT發展趨勢分析展望 最后，市場研究機構Omdia中國首席顧問王珅先生分享了雙碳背景下ICT產業如何發展。我們國家的雙碳政策是在2030年實現碳達峰，2060年實現碳中和。ICT行業是關鍵領域之一。王珅先生介紹說，在工業化國家，數據中心占全國發電量的2%左右，再加上移動基站等，能達到4%左右。當前的矛盾是，一方面要減少排放，另一方面通信數據量呈爆發式增長。例如，在過去的十年，我們手機的流量從幾十兆變成幾十G，運營商的網絡負荷大幅增加。 正如應付歷史上很多兩難困境一樣，我們也可以通過技術革新為應對當前的雙碳挑戰。例如，采用更高效率的通信技術（如5G通信、Wi-Fi 6），也可以將一些現場人力完成的活動轉移到網絡空間來完成，以降低生產活動的總能耗。 我國通信行業的著名減排舉措是東數西算工程。通過將數據中心安置在光伏和風能豐富的西部，我們提升了新能源應用比例，降低了電網損耗，而且通過使用西部冰冷的湖水為機房降溫進一步節省了能源消耗。 王珅先生說，ICT不僅可以降低行業自身的碳排放，還可以通過數字化幫助下游各行業進行資源優化配置，用智能的方式實現能源的節約，實現最終國家雙碳的目標。 結語：健康環保才是真 我們知道，即使沒有人類活動，地球也存在冷暖周期。很顯然，侏羅紀的恐龍時代相當溫暖。即便是在歷史時期，氣候變化也相當顯著，而且每一次的溫暖期都伴隨著中華民族的繁榮（漢與唐）。今天，姑且不用去揣測所謂碳排放是發達國家針對發展中國家的陰謀或者陽謀，因為作為缺油少汽的國家，中國的碳排放直接與我們的環境和國民健康相關。降低碳排放，實現雙碳目標，與我國的環保政策和民本傳統相契合。半導體和電子產品不僅要提升自身能效，而且要通過數字化、智能化為全社會的生產和生活實現更低的碳排放。 |
