中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會集成電路設(shè)計分會理事長、清華大學(xué)微電子所所長、核高基國家科技重大專項總體專家組組長魏少軍教授
魏少軍教授進(jìn)一步指出,對于中國芯現(xiàn)狀,我們不要妄自菲薄,同時我們也要用平常心去看待國產(chǎn)集成電路現(xiàn)狀。在他看來,我們作為一個電子產(chǎn)品的最大出口國,進(jìn)口最多的集成電路,這是一個很正常的現(xiàn)象。同時他也強(qiáng)調(diào),中國集成電路在過去已經(jīng)取得了不錯的成績,尤其是十八大以后,國家對集成電路產(chǎn)業(yè)的加倍重視,中國集成電路正在飛速發(fā)展。
從魏教授給出的數(shù)據(jù)我們可以看到,2011年,中國集成電路的銷售總額只有800多億,但到了2017年,這個數(shù)字已經(jīng)突破了2300億,年年均復(fù)合增長率更是達(dá)到21%左右。中國集成電路的全球份額也從3%左右上升到現(xiàn)在的7.8%,成果顯而易見。
同時魏教授也直言,中國集成電路和國際先進(jìn)企業(yè)的差距依然是明顯的,即使我們能保持現(xiàn)在的發(fā)展速度,到2020年,總銷售額也只是400億美金,那就意味著大部分還需要進(jìn)口,因此我們還是需要繼續(xù)努力,一點(diǎn)點(diǎn)積累,一步步扎實(shí)工作,建設(shè)中國集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
其實(shí)回看過去這些年中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,已經(jīng)有不少的集成電路先鋒為中國半導(dǎo)體貢獻(xiàn)了不少的成果,松山湖論壇上就已經(jīng)推介了不少。
作為一個旨在打造國內(nèi)最有影響力的創(chuàng)新IC推廣平臺,松山湖論壇已經(jīng)推薦了55款國產(chǎn)優(yōu)秀IC,當(dāng)中包括了兆易創(chuàng)新、全志和恒玄等極具競爭力的產(chǎn)品。在這一屆的論壇上,主辦方芯原股份有限公司再次給我們推介了10款本年度極具創(chuàng)新力的國產(chǎn)芯片:
十款最值得推介的國產(chǎn)芯片
一、集成國標(biāo)SVAC 2.0 編碼與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的機(jī)器視覺SoC:VC0718P
人工智能(以下簡稱AI)創(chuàng)業(yè)熱潮正在全球蔓延,圍繞著芯片、軟件、IP和應(yīng)用的AI創(chuàng)業(yè)正在各大地區(qū)興起、在海內(nèi)外眾多媒體看來,中國是這波人工智能崛起的贏家。很多AI創(chuàng)業(yè)者正在中國開疆辟土,而一些傳統(tǒng)廠商也在殺入其中,中星微就是后者的一個代表。在2016年6月發(fā)布了其嵌入式NPU星光智能一號(VC0758)后,中星微在日前舉辦的松山湖論壇上發(fā)布了其星光智能二號,也就是VC0718P。
據(jù)該公司首席技術(shù)官張亦農(nóng)介紹,集成國標(biāo)SVAC 2.0編碼與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的機(jī)器視覺DE VC0718P,支持主流的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的推理,支持高清SVAC2.0變慢、支持視頻的前處理,能夠被應(yīng)用到安防監(jiān)控領(lǐng)域作為智能終端、并適用于其它人工智能應(yīng)用領(lǐng)域。
VC0718P機(jī)器視覺芯片框圖和功能
張亦農(nóng)表示,中星微自主設(shè)計的第二代NPU采用了分布式結(jié)構(gòu)和并行計算的方式,實(shí)現(xiàn)更為靈活的硬件方案,其運(yùn)算能力可以滿足1080P@30fps實(shí)現(xiàn)分類檢測的需求,是其第一代NPU的16倍;另外,該NPU采用了獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)精簡技術(shù),大夫第降低了數(shù)據(jù)吞吐量,進(jìn)一步提升了芯片的能耗比和效率;無刷電機(jī)且大幅度增加了片上SRAM的容量,減少了內(nèi)存帶寬上的壓力。
中星微NPU處理器研發(fā)路線圖
依賴于這些高性能產(chǎn)品,中星微展望能將這個芯片應(yīng)用到智能交通、公共安全、能源安全、生態(tài)保護(hù)、醫(yī)療檢測、智能家居、無人系統(tǒng)、高鐵運(yùn)維和航天遙感等領(lǐng)域。
二、智能語音邊緣計算平臺:BES2300
成立于2015年代額恒玄科技是中國集成電路領(lǐng)域的一顆新星,這家擁有業(yè)界最優(yōu)秀的RF/Analog、PMU、BT/WIFI、audio codec、Low power SoC和軟件設(shè)計能力工程師的其與專注于開發(fā)高集成度、低功耗、高性能的開放式SoC平臺,為客戶打造可快速定制化、差異化的音頻類產(chǎn)品。
據(jù)恒玄商務(wù)拓展副總裁高亢先生介紹,他們的愿景是開發(fā)最尖端的低功耗無線音頻技術(shù)和交付最優(yōu)秀的產(chǎn)品。在本屆松山湖論壇上,他們獲推薦的產(chǎn)品是智能語音邊緣計算平臺:BES2300。
BES2300平臺的主要規(guī)格
據(jù)介紹,作為業(yè)界最先進(jìn)制程的藍(lán)牙音頻芯片,BES2300率先采用了28nm先進(jìn)制程,且集成了Arm Cortex-M4F內(nèi)核,這就讓其具備了更強(qiáng)的運(yùn)算能力,這就使其可提供業(yè)界領(lǐng)先的低功耗智能語音 + 雙耳無線音頻方案,亦可提供超高集成度的單芯片遠(yuǎn)場智能語音交互方案。這是當(dāng)前業(yè)界領(lǐng)先的智能藍(lán)牙音頻平臺,高亢強(qiáng)調(diào)。
依賴于這個開放和強(qiáng)大的可差異化平臺,BES2300能夠被廣泛應(yīng)用到電視、機(jī)頂盒配套的遠(yuǎn)場拾音方案,風(fēng)扇、空調(diào)、燈具的分布式內(nèi)嵌語音指令模塊,還有故事機(jī)、老年/幼兒陪伴類智能產(chǎn)品。
三、高性能智能語音拾取芯片:AC108
在Amazon Echo一炮而紅之后,智能音箱這個產(chǎn)品形態(tài)席卷全球,國內(nèi)也毫不例外。但是在產(chǎn)品體驗(yàn)中,我們看到了這些智能音箱的拾音相關(guān)問題,例如很難識別到聲音,或者聽不清,從智能語音的前端處理流程上看,麥克風(fēng)和ADC是影響語音交互的關(guān)鍵器件。作為國內(nèi)新晉的模擬IC廠商,X-Power(芯智匯)推出創(chuàng)新芯片AC108則是為了解決相關(guān)問題而生的。
芯智匯副總經(jīng)理劉占領(lǐng)表示,其高性能四通道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器ADC AC108就是為了解決這個問題而生的。據(jù)介紹,AC108是專為智能語音遠(yuǎn)場麥克風(fēng)陣列拾音而生的,最多可級聯(lián)16路麥克風(fēng)。而其SNR為108dB,為當(dāng)前業(yè)界最高,這就讓它可以最大限度的發(fā)揮高性能模擬麥克風(fēng)的性能。
另外,該方案還具備配置靈活,穩(wěn)定可靠的特點(diǎn),使得開發(fā)者在使用其開發(fā)時,既能符合嚴(yán)格的工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn),還同時保持其應(yīng)用靈活調(diào)整參數(shù)的特性。
產(chǎn)品推出后,獲得了各大語音引擎公司、算法公司的興趣,并迅速在智能音箱、TV、OTT盒子以及USB外設(shè)等產(chǎn)品中量產(chǎn)。劉占領(lǐng)告訴記者,該產(chǎn)品推出至今,已經(jīng)出貨3KK,預(yù)計2018年出貨超千萬。
作為一家從專注于模擬芯片和系統(tǒng)的廠商,劉占領(lǐng)表示,芯智匯的目標(biāo)是成為相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者,力爭成為一個穩(wěn)定、可靠的國產(chǎn)稀缺類模擬IC供應(yīng)商。
四、超低功耗、全電壓IoT Flash IC:P25Q32U
普冉半導(dǎo)體(上海)有限公司總經(jīng)理王楠表示,他們這次獲得推介的芯片P25Q32U是業(yè)界最低功耗、全電壓范圍、面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的QSPI Flash存儲器。
據(jù)王楠介紹,成立于2016年1月的普冉半導(dǎo)體的前身是普雅半導(dǎo)體,公司的目標(biāo)定位是利基市場存儲器,主要是聚焦在超低功耗 SPI Nor Flash、高可靠性的 Serial EEPROM和高安全性的閃存。包括于IoT、NB-IoT、穿戴、藍(lán)牙、PLCC以及智能硬件等領(lǐng)域,就是他們的應(yīng)用方向。但以上市場對閃存提出了低功耗、更寬的供電電壓、靈活的操作、高可靠性和低成本等方面的需求。而他們的產(chǎn)品就是為了解決這些問題而生的。
據(jù)了解,這款32Mb超低功耗全電壓QSPI Flash為業(yè)界首顆采用55nm工藝的32Mb產(chǎn)品。在這個芯片上還首次實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)100nA、讀出1mA和擦寫2mA的芯片電流,這是目前國內(nèi)唯一支持1.65-3.60V寬電源電壓的QSPI產(chǎn)品,與此同時,P25Q32U還具備Page Erase等靈活模式,兼顧代碼存儲和數(shù)據(jù)存儲。借助這個產(chǎn)品,就能完美解決物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)問題,王楠強(qiáng)調(diào)。而這些產(chǎn)品也獲得了不錯的市場表現(xiàn)。
五、第一顆國產(chǎn)車規(guī)級輪胎壓力傳感器芯片:SNP70X
為了保證行程安全,全球各地都在推進(jìn)TPMS標(biāo)準(zhǔn)落地,國內(nèi)也在緊跟這個趨勢。根據(jù)相關(guān)規(guī)定,從2019年開始,所有在國內(nèi)認(rèn)證的行車,都必須要在前裝加入TPMS。這就引爆了相關(guān)傳感器的市場。和很多其它車規(guī)級芯片一樣,國內(nèi)早前在這個領(lǐng)域幾乎都是一片空白,但在琻捷電子(SENASIC)推出了其TPMS發(fā)射傳感器芯片SNP70X之后,一切似乎都已經(jīng)改變了。
琻捷電子(SENASIC)是一家專注于汽車級傳感器芯片設(shè)計與銷售的高科技公司。公司由幾位復(fù)旦海歸校友2015年創(chuàng)立,創(chuàng)始團(tuán)隊在車規(guī)級傳感器芯片領(lǐng)域有多年的技術(shù)積累。公司以汽車傳感器芯片作為切入點(diǎn),在自主專利技術(shù)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了高性能,低功耗,低成本的解決方案。汽車輪胎壓力傳感器芯片產(chǎn)品目前已經(jīng)量產(chǎn)出貨。
在推出SNP70X之后,琻捷電子成為國內(nèi)第一家,也是迄今唯一一家滿足車規(guī)級并且實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)出貨的汽車輪胎壓力監(jiān)測芯片供應(yīng)商。
據(jù)該公司首席執(zhí)行官李夢雄博士介紹,這顆芯片集成了壓力、溫度和加速度傳感器,能夠滿足滾動檢測和輪胎定位等功能。值得一體的額是,該芯片的休眠電流小魚250nA,封裝尺寸也僅為6mm*5mm*1.9mm,這就使得他們具備了極強(qiáng)的競爭力。
六、集成預(yù)處理引擎的六軸IMU芯片:QMI8610
物聯(lián)網(wǎng)的火熱,帶動了傳感器的需求。在過去,這個市場一直都是國外廠商的天下,但這些年來,在國內(nèi)企業(yè)的努力下,狀況有了不小的改變,矽??萍极@推薦的集成預(yù)處理引擎的六軸IMU芯片QMI8610就帶來了不少的驚喜。
據(jù)上海矽??萍加邢薰靖呒壙偙O(jiān)范翔介紹,這是一款完整的6D MEMS慣性測量單元(IMU),采用小型3.3 x 3.3 x 1 mm LGA封裝。
范翔進(jìn)一步指出,得益于其附帶的預(yù)處理的引擎,QMI8610在產(chǎn)品性能上具有極低的陀螺儀噪聲和低延遲。同時,QMI8610集成了3軸陀螺儀和3軸加速度計,可通過I2C/SPI主機(jī)連接外部3軸磁傳感器,從而形成完整的9DOF系統(tǒng)。
擁有了以上優(yōu)勢的QMI8610能應(yīng)用于智能手機(jī),可穿戴產(chǎn)品、AR/VR 及無人機(jī)產(chǎn)品等領(lǐng)域。
七、面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的新型傳感器信號調(diào)理方案:NSA(C)2962
蘇州納芯微電子在傳感器方案的表現(xiàn)獲得了很多客戶的認(rèn)可?;诙嗄甑难邪l(fā)積累,公司在MEMS,微小信號采集,混合信號鏈處理以及傳感器校準(zhǔn)等領(lǐng)域擁有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)和全面的IP積累,擁有豐富的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn),已成為國內(nèi)傳感器信號調(diào)理芯片市場領(lǐng)導(dǎo)者,物聯(lián)網(wǎng)也是他們聚焦的一個重要市場。
據(jù)該公司首席執(zhí)行官王升揚(yáng)介紹,現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)傳感器很多都是使用傳統(tǒng)的工業(yè)傳感器,這一方面需要面臨供電電壓的不同,另外還有功耗過大的挑戰(zhàn)。加上體積、成本和本地預(yù)處理等方面的異同。推出物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)專用的傳感器就成為廠商的迫切需求。NSA(C)2962則是他們面向物聯(lián)網(wǎng)專門研發(fā)的。
據(jù)了解,這個芯片集成了電源管理,傳感器接口,高精度運(yùn)放,24bit ADC,MCU core,EEPROM和數(shù)字化SPI、 I2C接口等部件,高集成度就給這個產(chǎn)品帶來了低成本和小體積等優(yōu)勢。通過內(nèi)置的MCU,NSA2862支持對傳感器的零點(diǎn),靈敏度的二階溫度漂移校準(zhǔn)以及最高三階的非線性校準(zhǔn),校準(zhǔn)精度可以達(dá)到0.1%以內(nèi),其校準(zhǔn)系數(shù)也可存儲于一組EEPROM中。
另外,NSA(C)2962還具有小于100nA功耗的待機(jī)模式,這就使得用戶可使用NSA2862配合低功耗MCU及無線收發(fā)電路,輕易實(shí)現(xiàn)可以超低功耗無線傳感器節(jié)點(diǎn)。
“使用該調(diào)理芯片設(shè)計的傳感器支持待機(jī)與休眠喚醒,具備超低的功耗,可連續(xù)工作10年而無需更換電池,能大規(guī)模應(yīng)用在智慧城市(智慧消防)領(lǐng)域”,王升揚(yáng)強(qiáng)調(diào)。
作為業(yè)界最先做全局集成方案的廠商之一,納新微這個產(chǎn)品的集成度甚至走在了TI和ADI等國際競爭對手前面,對國內(nèi)的芯片廠商來說,這也是一個學(xué)習(xí)的方向。
八、集成USB-A全快充協(xié)議及USB-C PD3.0輸入輸出快充協(xié)議的電源管理SoC:MP5701
自2007年iPhone面世以來,智能手機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了十年的迭代。從一開始的低分辨率、小尺寸屏幕,到現(xiàn)在高性能、大屏幕的高清手機(jī),智能手機(jī)已經(jīng)越來越讓人離不開了。但在智能手機(jī)功能發(fā)展的同時,電池技術(shù)的進(jìn)展緩慢,限制了智能手機(jī)的體驗(yàn)。于是業(yè)界開始尋找快充這個解決方案。但正如下圖所示,市場上充斥這不同的快充方案,這就給用戶帶來了極大的不方便,這時候USB相關(guān)組織就推出了USB PD方案,力求終止這種亂象。這就吸引了很多廠商投入相關(guān)的芯片的研發(fā),深圳思遠(yuǎn)半導(dǎo)體就是其中的一員。
深圳市思遠(yuǎn)半導(dǎo)體工程總監(jiān)王長峰表示,他們推出的集成USB-A全快充協(xié)議及USB-C PD3.0輸入輸出快充協(xié)議的電源管理芯片MP5701能夠更好地幫助方案商開發(fā)產(chǎn)品。
據(jù)介紹,MP5701是一款集成USB-A(QCX、PEX、FCP/SCP、AFC、VIVO等)全快充協(xié)議及USB-C PD3.0輸入輸出快充協(xié)議的電源管理SoC,為快充移動電源及備用電源提供完美的電源解決方案。
經(jīng)過思遠(yuǎn)半導(dǎo)體的設(shè)計,這顆芯片同步開關(guān)生涯系統(tǒng)可提供100W(20V/5A)輸出能力,且電池電壓全程高輸出100W仍能保持90%以上的效率;與此同時,其同步開關(guān)充電系統(tǒng)能提供高達(dá)5A的充電電流,且內(nèi)置IC溫度、電池溫度和自適應(yīng)適配器功能,可以智能調(diào)節(jié)充電電流。
當(dāng)然,完善的保護(hù)機(jī)制和靈活的電量顯示功能,為這顆芯片增色不少。
九、高度集成的鋰離子電池或鋰聚合物電池保護(hù)芯片:CW1073
隨著各種設(shè)備的推出,我們身邊充斥了五花八門的電子產(chǎn)品。但這些產(chǎn)品在方便我們的同時,也給我們極大的安全隱患,這主要是由其附帶的電池所引起的。因?yàn)闊o論充、放電的時候,電池保護(hù)都是一個需要高度重視的問題,稍有不慎就會引起極嚴(yán)重的后果。為此如何選擇有效的電池保護(hù)解決方案就顯得尤其重要。賽微微電子這次被推薦的CW1073就是面向這個市場而生的。
賽微微電子總經(jīng)理蔣燕波表示,CW1073是一款高度集成的6~7串鋰離子電池或鋰聚合物電池保護(hù)芯片,能為電池包提供過充、過放、過流和溫度保護(hù);由于其內(nèi)置了均衡功能,那就使得在實(shí)際工作中,可通過外部電路擴(kuò)流,提高電池包工作效率并延長使用壽命;另外,因?yàn)檫@個芯片提供了兩路放電控制端子,所以可以驅(qū)動兩路負(fù)載。
其他無論是負(fù)載檢測或斷線檢測,都從不同角度加強(qiáng)了這顆芯片對電池的保護(hù)。這顆高串鋰電池能夠?yàn)槭殖治鼔m器、平衡車、電動工具和電動自行車保駕護(hù)航。
十、高性能鎖相環(huán)芯片:INS8320
在“中興事件”中,媒體在分析國內(nèi)對外依賴極重的芯片中,就有鎖相環(huán)(PLL)。但在大普通信推出相關(guān)芯片之后,中國芯在這個領(lǐng)域又看到了新的希望。
總部位于東莞松山湖的大普通信是全球領(lǐng)先的時頻解決方案及器件供應(yīng)商。公司專注于時鐘領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)及推廣,通過全系列時鐘模組器件(晶振、時鐘模塊、時鐘設(shè)備)、時鐘芯片(時鐘補(bǔ)償芯片、1588時鐘同步芯片、鎖相環(huán)芯片)及物聯(lián)網(wǎng)等高新產(chǎn)品和專業(yè)服務(wù),全面滿足全球通信網(wǎng)絡(luò)、電力、工控、軍工、醫(yī)療等領(lǐng)域的客戶差異化需求。鎖相環(huán)芯片則是他們在新形勢下做的新決定。
鎖相環(huán)是一個重要產(chǎn)品,在無線基站、有線傳輸網(wǎng)等通信設(shè)備,以及雷達(dá)、航天、精密測量、計算機(jī)、紅外、激光、原子能、立體聲、馬達(dá)控制、圖像等技術(shù)領(lǐng)域上有著非常廣泛的應(yīng)用。
但是高性能PLL芯片幾乎被國外壟斷,這主要是因?yàn)樵O(shè)計鎖相環(huán)時需要解決的輸出低抖動和超低環(huán)路帶寬并不是很容易實(shí)現(xiàn)。
作為首顆擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)化高性能PLL芯片,大普INS8320的推出,解決了高性能鎖相環(huán)設(shè)計的難點(diǎn),填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
據(jù)大普通信時鐘事業(yè)部總經(jīng)理邱文才介紹,INS8320具有超低抖動、超低環(huán)路帶寬、任意頻率轉(zhuǎn)換、多路輸入輸出的特點(diǎn),其中在輸出抖動及環(huán)路帶寬等指標(biāo)上達(dá)到世界先進(jìn)水平,滿足了在各種應(yīng)用領(lǐng)域中的高速接口時鐘及系統(tǒng)參考時鐘的應(yīng)用需求。
展望未來,這些PLL將會對我國的通信產(chǎn)業(yè)提供很重要的支持。
中國芯未能突破的原因探討
其實(shí)一直以來,我們都推出了不少芯片,上文我們已經(jīng)介紹了10款不錯的芯片,但一直以來,中國芯在國際上,甚至國內(nèi)都沒有什么競爭力。這就讓我們的整個電子供應(yīng)鏈在中興事件爆發(fā)以后,無以應(yīng)對。針對中國芯一直未能取得很大突破的現(xiàn)狀,參加2018松山湖論壇的嘉賓給出了他們的觀點(diǎn):
在SENAASIC李夢雄看來,國外的人做任何事的時候,都會很用心,這就讓他們在很多細(xì)小的芯片商都做得非常好,這值得我們?nèi)W(xué)習(xí)。
華登國際的王林認(rèn)為,國內(nèi)公司不但在芯片技術(shù)欠缺,其他無論公司管理、甚至是資料交付等各個方面,較之國外先進(jìn)企業(yè),都有很大的差距,對他們說,還有很長的一段路要走。
華米(北京)信息科技有限公司副總裁陳潛則表示,很多芯片都是集成的形式存在,而不會以獨(dú)立的方式存在,但我們又做不到全部同時推進(jìn),這就限制了我們整體芯片研發(fā)的進(jìn)展。他同時強(qiáng)調(diào),我們在關(guān)注硬件之余,也要注重軟件。
而在上海矽??萍加邢薰臼紫瘓?zhí)行官孫臻看來,我們與其一位鼓吹提高芯片的國產(chǎn)化率,不如用心在某一個領(lǐng)域深耕,將某一個產(chǎn)品做好,讓世界都離不開我們,這回事中國芯突破的一個方向。
微軟(中國)有限公司 首席技術(shù)顧問管震則認(rèn)為,國內(nèi)從系統(tǒng)廠商沒有給本土芯片廠足夠的試錯機(jī)會、且國內(nèi)的芯片公司人員流動太大,這兩點(diǎn)是限制中國芯發(fā)展的重要因素。
在談到對外依賴更嚴(yán)重的汽車芯片的國產(chǎn)化問題時,北京中星微人工智能芯片技術(shù)有限公司 首席技術(shù)官表示,我們應(yīng)該明白,做任何東西都不能一口吃成胖子,國內(nèi)汽車芯片廠需要做的是從周邊做起,然后逐漸往核心元件前進(jìn)。
對于中國芯的未來,你有什么建議?
無刷電機(jī)