2018电子技术、应用与产品展望
2018-09-21王莹王金旺
王莹 王金旺
摘要:我国正在经历一次依托互联网升级的“互联网+”的变革与革命中,结合物联网、人工智能、大数据、5G、自动驾驶等新一代信息技术的新硬件时代已然来临。为此,电子产品世界特邀半导体领军企业分析了未来电子产品及相关技术的发展方向。
关键词:IoT;AI;汽车电子;传感器;5G
综合
ADI未来五大领域发展战略
ADI受益于新兴市场计算机技术和人工智能技术的发展,基于“超越一切可能”的創新愿景以及“多元化”的核心战略,承诺实现“从传感器到云端”中每个环节的技术创新,ADI还将通过整合必要的软件、算法、甚至数据分析服务,包括通过与客户和生态链合作伙伴的融合合作,聚焦和用心把握以下五个未来应用热点领域:
第一,汽车无人驾驶领域。未来几年,负责感知的各类车载传感、通信器件及车载处理器仍将是半导体厂商在汽车电子领域的重点投资及发展方向。在无人驾驶应用方面,ADI率先构建了基于28nmCOMS先进工艺的雷达技术平台将为客户提供好的射频性能,同时基于公司已建立的MEMS及LiDAR技术组合为客户提供先进驾驶辅助系统和自动驾驶全面的解决方案。此外,汽车厂商和汽车零部件厂商都在做新能源车有效的电池系统,ADI帮助他们推动整个电池的可靠、精确和高效的管理。
第二,5G通信基础设施以及客户端上物联网的应用,这两个方面会共同推动通讯的发展。ADI丰富多样的微波及RF IC、数据转换器、放大器、时钟和电源器件及不断扩充的RadioVerse TM无线技术和设计生态系统,正在为4G到5G迁移奠定基础。
第三,能源,包括新能源的产生、储存和有效地传输三个方面。ADI提供丰富的新能源发电配套技术,包括从逆变器(太阳能)到数据采集和信号处理的完整解决方案。另外,ADI还提供电能计量产品,包括计量、隔离、电源管理和通信等产品。
第四,工业自动化,在传统制造引入高可靠性的互联互通、工业机器人,以及基于云计算的生产优化,在生产的流程中要求更多的智能性和互联性。ADI可以通过新一代基于确定性以太网和Dust Network的高可靠性工业互联互通技术,在工业环境里,在大量的环境噪声或无线信号干扰条件下帮助客户做自动化的有效信息采集和控制。
第五,医疗的数字化,在大数据、人工智能的推动下,医疗也是技术发展、行业转型的重要领域。ADI将推出新一代的生物阻抗测量产品以及更全面的人体生命体征监测产品系列。
汽车和安全是未来发展重点
Maxim关注许多终端市场,但汽车和安全是重中之重。Maxim下一代GMSL SerDes技术全面支持未来信息娱乐系统和ADAS要求的带宽、互联复杂度和数据完整性。从摄像头的低功耗要求到变化较大的传感器数据聚合带宽要求,新技术都能满足未来系统的需求。先进的链路完整性和诊断功能支持突破性的链路性能监测——对于汽车安全系统的设计至关重要。使用长达15m的屏蔽双绞线(STP)或同轴电缆,该GMSL技术也满足汽车行业中最严格的EMC要求。该项新技术向后兼容已经部署的当前一代GMSL产品。此外,下一代GMSL技术被用于采用无线调谐器的远端调谐器架构时,可减少电缆、简化车载音响系统的设计。
随着无人驾驶、电动汽车及混合动力汽车的普及,用户要求新系统来确保运行的安全性和可靠性。当今的混合动力和插电式电动车利用大型电池组来储存电能。电池组由数百个单电池组成。必须对其中每个单电池进行管理,以保证电池组处于最佳状态,以及优化电能储存。Maxim的高可靠电池管理方案(BMS)在提高锂离子电池组工作可靠性的同时降低系统成本,在中国市场受到了广泛欢迎。
在安全领域,网络攻击不断占据新闻头条,物联网(IoT)设备已经成为易被攻击的脆弱点。然而,设计安全性仍然被当作亡羊补牢之举,许多工程师认为安全性的实施非常昂贵、复杂且耗时,或者依赖于软件保护其系统。Maxim最新发布的DS28E38安全认证器采用ChipDN ATM技术,提供整体式、高成效的安全性来保护客户的设计,从而有效解决上述担忧。
针对中国市场,Maxim最近和未来的技术和产品策略可以概括为三个方向:更绿色、更安全和更智能。
汽车、工业和家电领域持续智能革新
预计2018年将会在2017年技术趋势的基础上加速前行,2017年中预测到的趋势将会不断在现实生活中涌现出实际的案例。
汽车领域。一直以来,电动汽车、ADAS都被看作是汽车增长的重点领域。媒体对此的关注和报道也充分证明了这一观点。针对电动汽车领域,瑞萨电子新成立了“新能源汽车解决方案中心”,以从体制上保证应对中国市场的需求。在汽车领域,瑞萨电子推出了Reneasa autonomyTM Platform,该平台提供从云端到传感和车辆控制、全面的端到端解决方案,充分证明了瑞萨在汽车电子全领域的实力,非常适合ADAS、自动驾驶的开发。
工业领域。全球工厂自动化的浪潮已经到来,在工厂的生产操作中,实时同步设备内部或多个设备之间操作的需求很高,但是如果仅通过云连接的话,反应时间较长,无法满足实时同步的要求。瑞萨电子提出了“嵌入式人工智能(e-AI)”这一概念,并推出了针对此类高同步要求的嵌入式解决方案。2017年11月,我们对外发布了针对工厂的e-AI应用案例(不依赖人工,即可提升品质)。我们将把该解决方案介绍给中国客户,帮助客户实现更加先进的工厂运营。
家电领域。家电领域正迎来一个智能化的时代。而这一趋势的形成与中国家电制造商的全球化密不可分,可以说是“从中国发端的家电智能化”。家电智能化不仅是硬件的改进,它还与互联网服务的生态系统相互协作,作为生活环境向智能家具拓展,并与以人为本的健康医疗紧密合作。为应对以上技术潮流趋势,瑞萨电子致力于开发先进的HM(人机界面)解决方案,并努力推进其在健康医疗解决方案的应用。针对中国客户,我们也将继续在业务战略层面支持其面向未来、实现智能化发展。
汽车电子市场将持续升级
作为人工智能的一个重要发展领域,汽车的智能化和新能源趋势,意味着汽车在感知技术、传输技术、处理技术、电池管理、以及计算能力等各个方面的全方位提升,将为汽车电子市场带来广阔的发展前景。特别是中国市场,对智能交通、绿色出行、道路安全的需求十分迫切,智能网联汽车与新能源汽车已经被列入《中国制造2025》发展规划,也为汽车电子市场创造了更多的合作发展机会。
恩智浦作为全球汽车电子和安全互联汽车创新的领导企业,在ADAS、汽车信息安全、车载网络、V2X、动力和能源管理等诸多领域都处于行业领先地位,一直以汽车电子技术的开发与应用支持汽车产业的创新升级。恩智浦将成功的国际经验和技术带到中国,通过本土化的合作与中国合作伙伴一起,共同助力中国汽车产业的跨越式发展。
边缘计算将成为物联网时代新的增长点
物联网的爆发式发展使一切设备互联并具备智慧,由此产生的海量信息对数据的实时处理和计算也提出了全新的、更高的要求。在云计算方兴未艾的同时,边缘计算正得到越来越多的关注,可能成为物联网时代的新增长点。据IDC预测,到2021年将有43%的物联网计算在边缘完成。
恩智浦独特的技术和产品性能组合,能够发掘出边缘计算的潜能,更好地发挥机器学习和人工智能的作用。通过融合安全、处理和数字网络方面的最新进展,恩智浦的技术可以在应对整个系统面临的机器学习挑战的同时,进一步推动物联网设备边缘计算智能化的发展。
针对物联网产品继续拓展定制器件阵容
近年来,中国经济持续发展,已在许多领域领先全球,所以许多细分市场在2018年及以后有机会实现高速增长。例如,随着汽车动力总成的汽车功能电子化程度的提高,电动车和混合动力汽车数量以及消费者接受度的发展很快,汽车行业对创新半导体和通用电子器件方案的需求强劲,尤其是车身和内部系统、发光二极管(LED)照明和ADAS的带动。
另一个预计将呈现爆炸性增长的领域是IoT和IIoT。像安森美半导体这样的公司可为来自不同工业领域的工程师提供更多的实用、集成的物联网端到端方案,从而减少使用障碍,使概念到实际方案的开发更容易、更直观、更快、成本更低。
半导体技术持续创新所推动的其他市场还包括智能城市和智能家居、机器视觉和机器人、移动健康医疗和可穿戴设备,所有这些领域都是安森美半导体高度重视并积极参与的。
安森美半导体未来产品策略
安森美半导体是应用于高能效电子产品的高性能硅方案供应商,提供全面的高能效电源管理、模拟、传感器、逻辑、时序、互通互联、分立、系统单芯片(SoC)及定制器件阵容。
2018年,安森美半导体针对中国市场的高增长领域继续提供广泛而多样化的产品阵容,包括汽车电子应用,尤其是全球领先的图像传感器技术,不仅用于电动车和混合电动汽车的ADAS和自动驾驶,还用于无人机和运动相机等消费电子应用以及机器视觉等其他领域。
此外,安森美半导体仍将提供整个功率谱的端到端物联网产品方案,这些方案涵盖了感测、信号处理、电源管理和安全无线联接等。而这其中的器件,包括安森美半导体的能量采集、无电池智能无源传感器等,在移动医疗设备和健身跟踪器等可穿戴设备领域有广泛应用。
电源
通过模拟功率元器件继续服务汽车及消费市场
汽车市场生产情况向好,EV和ADAS(自动驾驶系统)等技术开发也在加速,由此产生了新的半导体需求。工业设备市场方面的需求也因为以IoT为代表的智能工厂的发展而不断提高。因机器人和无人机等的发展,将不断推进半导体的技术革新。
另一方面,消费类设备市场也因为能源限制的不断严格,空调和冰箱等白色家电市场的节能化进程也在不断推进。手机的出货数量虽然已经达到了顶峰,但ROHM有非常完备的产品阵容可以对应。
产品及技术发展
ROHM在继续大力投入到汽车和工业设备市场的同时,期待着海外市场中节能家电和智能手机需求的不断扩大。
汽车市场方面,电阻器和小信号晶体管、音频IC等的销售以ROHM所擅长的模拟功率元器件为代表的电源IC为中心,在车身、传动以及安全驾驶方面已经不断扩大了。近年来,以SiC为中心的功率元器件的内部设计在不断进步,在汽车充电电路和马达用逆变器电路中的应用也在不断扩大。市场整体在向EV转化,可以预计以SiC为中心的电源解决方案的应用还会不断扩大。
产品开发方面,ROHM还将继续不断强化自己所擅长的领域,不断扩充以电源IC为代表的模拟电源领域以及小信号晶体管领域、功率元器件领域的产品阵容。随着EV和FCV、ADAS的不断普及,电子化进程也会不断前进,汽车本身的电力消耗也会上升,需要元器件不断节能化的呼声也在提高。
传感器
传感器技术的未来变革
未来的新型传感器将主要包含以下3个独立的技术层:
●核心传感器层,将现实世界中的现象以电子化的方式再现。艾迈斯半导体的传感器可应用在成像、光学、环境和音频四大领域。
●最小化集成层,以硅片的形式提供核心传感技术的芯片级或模块化(多芯片封装)实现。這一层同时提供特殊算法,可将原始传感器测量数值转换为可供处理器使用线性化信号流。
●系统技术层,内嵌在传感器中的软件为低能耗蓝牙(?)和Wi-Fi(?)等常用网络提供连接。传感器系统软件同时支持终端用户应用,比如将智能腕带中的光学传感器信号转换为每分钟心跳测量值。
打破传感器性能的边界
数字化转型不仅仅是嵌入更多传感器和引入更多类型设备即可解决的简单问题:艾迈斯半导体正在引领传感器制造商数字化变革,打破传感器性能的边界。这使得产品制造商能够极大地改善用户体验,甚至创造出全新体验。
传感器应用上的颠覆性改变可以通过一些艾迈斯具体应用案例来说明:
新型XYZ三刺激高精度颜色传感器芯片能够以与人类眼睛完全相同的方式测量(或“观察到”)光的颜色。这一颜色传感器的准确性使显示屏呈现“纸一样”的显示效果,相比现有移动设备显示屏带来更舒适的体验。
多光谱和高光谱传感器IC是一款微型的实验室级片上分光仪。水果的新鲜度首次可以通过光谱测量实现:由于分子的震动,光照在某一物体上后会反射回特定波长的光,加上特殊算法可以分析出该物体的组成成分。
主动降噪技术(ANC)正被应用于创新的耳机设计。艾迈斯半导体提供的小体积、低功耗ANC器件使耳机制造商得以首次将ANC功能成功应用于入耳式耳机和无线耳机。
以及应用于ARNR的3D成像系统芯片,应用于可持续性和环境、医学诊断和监测等方面的传感器。
无线通信
低功耗、高性能短距离无线通信将成焦点
Nordic认为低功耗、高性能的短距离无线通信应用,例如低功耗蓝牙、mesh等技术将会继续在2018年成为瞩目焦点。我们在2018年的一个关键战略(主要是面向智能家居和工业应用)就是继续努力提升器件的多协议支持。
此外,低功耗广域网络(LPWAN)技术方案也将会受到重视,其中最热门的是3GPP标准中的LTE Cat M1(俗称LTE-M或eMTC)与LTE Cat NB1 (俗称NB-IoT)、法国公司Sigfox及LoRa联盟的LoRaWAN。然而,哪一种规格能够成为主流,则有待观察;再加上市场生态链与接受度尚未成熟,还需要经过实际市场商业考验。我们对LTE-M与NB-IoT的未来发展深具信心,也相信其未来产品在楼宇自动化、物流追踪、能源读表、消费电子产品、农业或环境监测、交通运输与智慧城市及企业零售等应用会有显著成长。
Nordic在中国的战略是广泛的全球战略,我们的工程师正在开发和增强各种解决方案,这些解决方案使客户不仅可以利用蓝牙5、蓝牙mesh、Thread和其它低功耗无线协议,还可在2017年晚些时候获益于配合LPWAN的低功耗蜂窝IoT。
我们最近向中国市场推出了多款重要的解决方案,包括nRF52系列系统级芯片(SoC)中的多款产品,比如针对周边与内存进行了优化的nRF52810,这也是目前市场上成本效益很高的单芯片蓝牙5解决方案;还有nRF52840,它特别适合智能家庭和高阶可穿戴应用,其中包括支付和医疗用的高阶可穿戴设备,以及工业用传感器和其他IoT装置。nRF52840已通过Thread认证,首次实现Thread和蓝牙5的同时连接。
除此之外,我们还将继续实施一贯的战略,即帮助具备有限RF专业知识的开发人员尽可能容易利用这些技术,因此我们推出了各种配合nRF52系列的开发套件,比如Nordic THingy:52和用于mesh的nRF5软体开发套件,以及S110/S130/S132/S140协定栈,可协助工程师开发各种应用。
LoRa设备及LoRaWAN网络将继续加快部署
在即将进入20 18年之际,物联网(IoT)的预期增长、以及LoRa(?)器件和无线射频技术(LoRa技术)被采注:标注(?)为无法识别的文字用部署的速率令人鼓舞。其在拉丁美洲、亚洲、澳大利亚和非洲的部署,正在提高人们对LoRa和LoRaWANTM的期望。LoRa技术在电能和实际部署方面有低消耗、低成本优势,支持开发人员和企业家去进入物联网天地。因此,Semtech所看到的应用和开发总体趋势是:我们将在全球遇见更多基于LoRa的设备和更多LoRaWAN网络。我们看到的另一个总体趋势是用于物联网和工业物联网(IIoT)目的的低功耗、远距离器件的将持续增长。物联网让人倍感兴奋的地方在于:有可能实现使用这些技术来连接任何物体,当然这些技术需要在数据传输和自身部署方面能够以一种“负责任的”价格来推动商业智能。
在尺寸大小和电池续航时间方面的创新将是我们在2018年中继续看到的另一个趋势。Semtech将在2018年全面推出用于物联网应用的微纳型电子标签,这种标签具有超薄和低功耗特性。其电池是采用印刷方式制成,且电子标签很容易被集成到采用LoRaWAN协议的网络中。随着区块链和其所有潜在的使用场景的兴起,尺寸更小的、超薄的器件,加上其不会引起太多关注的能力和划算的成本,将有助于推动区块链的发展。银行业、食品制造业、物流业及更多领域将在2018年实现区块链,Semtech将引领其所必需的传感器和各种技术的开发。
Semtech认为在2018年将继续发展物联网的安全性。当前,太多的智能和互连设备都因缺乏高质量的安全防范措施而将数据至于危险之中。LoRaWAN协议也非常重视加密,从而证明了您的物联网设备和物联网网络可以对您所部署的资产和数据进行保护。2018年及以后会有更多的设备投入使用,这就意味着会出现更多易受攻击的数据和互联网网络。既然物联网已不仅是一种时尚或一种潮流,制造商和开发人员将会把他们的注意力转移到数据安全性上。
聚焦核心增长力,加强工业物联网拓展
除了云计算、大数据、人工智能和汽车,我们预计物联网将在2018年继续成为半导体行业增长的一个重要推动力。
智能家居和智慧城市是物联网市场中最重要也是最具规模的应用,而联网照明市场是其中特别值得关注的一个亮点,也是Silicon Labs无线产品的主要应用市场。灯具是无所不在,且我们的家庭和商业/工业场所越来越多地采用LED灯具。自从十年前LED照明普及开来,当前的照明趋势一直在加速发展。它开始于传感器和控制器件的增加,现在是增加连接性。未来几年,我们将看到新的云分析和智能化,即基于照明网络生成的数据来做出决定的能力。
在照明市场及其它物联网细分市场中,包括家庭和楼宇自动化、安防系统、表计和工业物联网等市场中,我們看到了对我们的多协议Wireless Gecko产品组合的强劲需求。Silicon Labs的Wireless Gecko产品组合包括支持多种无线标准的SoC器件和模块,这些标准包括Zigbee、Thread、Bluetooth low energy (BLE)、Bluetooth mesh和专有sub-GHz协议。Silicon Labs最近推出了一种创新的无线连接,它支持Zig bee和Bluetooth LE在单个SoC上同时运行。这种动态多协议解决方案在不增加额外复杂度和包含种芯片架构的硬件成本的情况下,可为物联网应用提供先进的功能,因此可将无线子系统的BOM成本和尺寸缩减多达40%。
我们在2018年的策略是聚焦于核心的增长动力,并在诸如照明、家庭自动化、安防、表计和工业物联网等目标市场中获取份额。Silicon Labs在下一波物联网增长中已经占据良好的位置,我们的无线连接解决方案可以为各种产品便捷地添加物联网功能,并以低成本和复杂性去支持多种无线协议选项。今天,物联网市场中还没有任何一种居于绝对统治地位的无线技术,可选择的通信协议包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread和专有协议。通过用我们的Wireless Gecko产品组合去支持领先的物联网协议,我们为开发人员和生态系统提供商带来了可选择无线连接解决方案的一站式服务。
低功耗和集成化是未来物联网产品设计趋势
2018年整个半导体产业仍将延续平稳增长的态势。其中IoT的相关领域将会成为增长亮点。与之而来的5G相关领域也将迎来爆发期。Qorvo也将继续巩固在移动终端和基础设施领域的优势,寻求快速增长。公司在IoT以及5G等领域做了提前布局,在2018年将会有一系列新产品面世。
LPWAN是物联网的解决方式之一,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。这其中的RF功能的实现,将对半导体行业带来新的要求,也同时带来了巨大的机会。Qorvo针对物联网以及LPWAN提供的全套RF解决方案将使得物联网的实现更加简单和高效。
集成化,系统化是不可阻挡的必然趋势。Qorvo在移动终端和基础设施领域都是集成化和系统化的引领者。Qorvo同时拥有GaN、GaAs、BAW/SAW等不同种类自由工艺产线。具备把各种工艺芯片通过MCM的方式进行高度集成的能力。这也成为Qorvo区别于其他竞争对手的独特优势。在今后的5G时代,这样的高集成度需求将变得越加突出。
存储
针对AI的存储解决方案
传统的视频监控一直是被动式的,在这种模式下,只有当人或机器观察到某个事件,才能立即或稍后对其作出反应。随着视频分析从传统的启发式算法转向深度学习算法,加上人工智能的问世实现了对这些数据的机器驱动型智能操作,美光可以将安防应用从单纯的被动式调查转变为主动的事件预防并且/或者实现消费者服务的提升。这种类型的AI功能在任何智能基础设施部署(包括城市、工厂、机场、商场、酒店和企业)中具有重要价值,有助于事故防范。此外,这类AI和行为识别还可用于改善零售、体育场馆、交通枢纽和校园等场所的服务和客户体验。
有效的主动行为要求低延迟的响应时间,实现这一点的最佳方式是在边缘节点(摄像头本身而不是服务器端)嵌入AI。可在视频源实现AI的智能摄像头将变得日益流行和普及,并且需要高分辨率图像传感器——SoCs的支持才能得以实现。
美光存储解决方案
美光科技提供广泛的内存和存储解决方案,适用于各种摄像头设计。具体来说,对于由AI驱动的摄像头,美光先进的DDR4和LPDDR4技术适用于高速神经网络的实施。SoC和内存之间的数据移动占据神经网络实现的大部分工作负载,美光科技的专长可帮助客户为高速神经网络的实施选择更好的内存形态、组合和功能。美光基于3D NAND的eMMC技术使客户能够存储大量代码和关联数据库,而基于3D NAND的高密度工业级uSD卡使客戶能够以具成本效益的方式在摄像头中实现边缘存储以及边缘处理。关于智能摄像头,网络安全也是我们主要关注的一个问题,美光科技为此专门推出了AuthentaTM系列非易失性存储解决方案,可解决智能摄像头中的网络安全问题。除了强大的产品组合和遍布全球的分销网络,美光遍及全球的技术专家能够帮助客户针对急速发展的AI用例设计自己的系统。
FPGA
移动FPGA继续加强对市场影响
随着智能功能从云端扩展到网络边缘领域,移动FPGA对多个市场都产生了影响。莱迪思最开始专为移动应用优化的产品能够满足许多网络边缘设备对小尺寸、低功耗以及成本的严苛要求,正越来越多地被应用于智慧城市、智能汽车、智能家居和智能工厂领域中的网络边缘智能和互连解决方案,用于实现车牌识别、语音侦测、人脸检测和跟踪等功能。
预计在网络边缘互连和计算领域将实现大幅增长,为智慧城市、智能汽车、智能家居和智慧工厂带来更多智能功能。另外,随着网络边缘物联网设备变得越来越智能化,它们需要对请求做出更快的响应——这就要求产品要具备多个传感器,并能够进行学习、推理和决策。我们的可编程解决方案提供灵活性对于许多网络边缘应用而言极具吸引力。
预计2018年工业、汽车和消费电子行业将实现持续增长,充分利用FPGA的优势为传感器桥接、嵌入式视觉和机器学习等应用实现所需的解决方案。
莱迪思始终致力于中国市场的业务,与来自网络边缘互连和计算等新兴应用领域的客户合作一起实现了智能音箱、AR/VR和车牌识别等解决方案。网络边缘物联网设备领域的快速创新带来了产品多样化和全新的使用模式,客户难以有时间去设计定制芯片。因此,莱迪思的客户非常重视莱迪思颇具成本效益的可编程解决方案,因为它们能够快速实现全新功能,并可使用同样的产品进行量产。不需要重新进行设计。
FPGA不仅是实现原型设计的理想选择,莱迪思已经证明面向移动应用的FPGA非常适合用于量产,更是格外贴合网络边缘智能计算应用的要求。
大数据量进一步推动集中式计算
近10年来,大家看到集中式计算已实现了大幅的增长,大量数据流向云端以利用其在专用数据中心中低成本处理的优势。这是一种似乎与计算领域总趋势不一致的趋势,总的趋势是始于大型机却逐渐移向周边包围型智能和物联网(IoT)。随着我们进入2018年,这种集中化将达到它的极限。驱动下一波应用所需的数据量正在开始推动发展方向上的改变。
当前在企业生成数据中,仅有10%是在集中式数据中心之外被生成和被处理的。行业分析机构Gartner预测这个数字将在2022年达到50%。这是一种必然的反转,其推动因素是业界向超级连通信息物理系统的转变。这一反转将随着诸如5G无线通信等技术的到来和新一波面向应用的计算硬件浪潮的兴起而实现。
另外,为了支持毫秒级的响应时间,计算资源需要被放置在更接近传送点的位置,即位于网络边缘的“微云”上。这些机器学习算法的训练将发生在核心云中,同时边缘计算系统提供了能够处理一些推理的任务,这样也可以减轻云的能量需求。另外,连训练过程也很可能移向边缘,也还是因为数据的重心所致。即使有高比例数据压缩,上传足够的数据以实现良好的训练往往被证明是不现实的。
为了实现计算效率最大化,硬件加速技术将在边缘计算机和微云中起到关键作用。在处理诸如实时机器学习等任务时,多核处理器本身会很慢且能耗很高。一种加速选择可以是用一个通用图形处理单元(GPGPU)或视觉处单元(VPU)来增强多核CPU。GPGPU和VPU被用于一些嵌入式系统中,来运行机器学习和数据分析算法,因为它们拥有高度并行化的浮点运算单元,可以为很多并行的神经元集合多输入,而且这种做法比CPU的集群要快得多:即便是高端CPU供应商,也已经在整合其大规模并行单指令多数据(SIMD)单元(如Intel的AVX512和Arm的NEON)来弥补这种差距。
Achronix多年以来一直在为可编程逻辑领域提供创新,在性能、功耗和成本领先性方面树立了行业标准。最近宣布已完成一款在16nm工艺上验证了Speedcore的测试芯片,该芯片采用台积电(TSMC)的16FFplus-GL工艺制造,拥有11层金属叠层;其中的一个高性能Speedcore eFPGA内核包含40000个查找表、48个大小为20Kbit的RAM单元块和72个DSP64单元块。Achronix正在积极开发7 nm产品,并计划也将于近期将该产品推向市场。
汽车
汽车市场中的功率电子和感测电子至关重要
展望2018年,Allegro继续看好汽车市场。在汽车市场,我们认为电动汽车和自动驾驶将给未来的汽车行业带来巨大变革,而目前已经在许多汽车上实现的先进驾驶员辅助系统(ADAS)是实现未来完全自动驾驶汽车的第一步,所有这些都是Allegro未来的业务增长动力。
无论是传统的汽车,还是电动汽车,要实现完全的自动驾驶,需要对汽车的运行状态进行更加准确的感测,对于汽车的安全性和可靠性要求也越来越高,同时也要求一些电子系统在性能和功能上具有一定的冗余和更进一步的扩展。Allegro一直为要求严苛、以安全性为核心的汽车应用设计和制造创新的传感器和汽车电源集成电路,并通过提高集成度来实现更多的功能,减少电路板占位空间,提高产品的可靠性。
中国已经成为全球最大的汽车市场,尤其是在电动汽车领域发展迅速。无论是电动汽车,还是无人驾驶汽车,一个共同的趋势是电气化程度会越来越高,而安全性和可靠性也越来越严格,要实现这些,需要遵循严格的行业标准和提高产品的集成度。Allegro涉足了其中功率电子和感测电子领域,这两个领域对于汽车自动驾驶都至关重要。
例如,在设计满足IS026262汽车安全标准要求的集成电路时,其他汽车半导体供应商通常使用多个(或冗余的)传感器来满足这个标准。Allegro认为提高集成度非常重要。Allegro刚刚发布了用于汽車安全系统的A1333和A1339角度传感器IC,这些高精度IC通常用于电动助力转向系统中BLDC电机的轴位置感测。Allegro在单个小型TSSOP封装中将一个A133x晶片堆叠在另一个A133x晶片的顶部。这两个晶片是电隔离的,不共享任何相同的电气连接。将两个独立的晶片集成在一个IC封装中,可以构建符合IS026262标准的小型电动机。
IP
AI将是关键技术,神经网络加速器将起大作用
人工智能是未来的一项关键技术——不仅仅是明年,而是未来10年乃至更长的时间。它已经通过语音识别和智能视觉改变了我们的日常工作。我们认为人工智能很有战略潜力,并在这一领域投入了大量资金。我们已经取得了极具竞争力的重大成果,相信我们的技术将有助于技术人员探索这一新领域。
Imagination面向2018年推出了全新的重要IP产品线。全新的PowerVR Series2NX神经网络加速器(NNA)在很小的硅片上以极低的功耗支持进行高性能神经网络计算。其设计初衷是为各种市场的推理引擎提供支持,而且还面向未来设计了一种扩展性极强的架构。神经网络(NN)推动了各个行业技术的爆炸式进步,NNA现在是一类基本的处理器,就像CPU和GPU一样重要。
2018年,中国对于Imagination非常重要。2018年,我们在中国的很多大客户将要发货,因此我们的销售量会增加,而最重要的是我们将在中国建立新关系。部分原因是我们现有战略推动的,这见证了我们这几年在中国的不断增长;还有部分原因要归功于我们有深厚中国背景的新总公司Canyon Bridge。中国非常关注半导体生产的快速增长,而IP则是这方面很大的推动因素。我们为中国企业感兴趣的关键市场提供了合适的IP,在中国有着很好的关系和经验,有一支强大的本地团队,还有很多涉足我们业务的中国股东。
5G发展将推动半导体行业革新
2018年,5G发展将会推动半导体产业向前迈进,在这个智能手机市场的新时代,计算机视觉和深度学习将成为手机的标准技术,而汽车行业继续在自动驾驶方面投资。这些都是现在推动业界蓬勃发展的领域。当然,NB-IoT将成为主流,从中国移动等运营商开始,并在2017年晚些时候向欧美发展。
CEVA四大发力技术领域
CEVA的运作瞄准四个技术领域,这些领域都广泛适用于我们的中国客户。这些领域包括蜂窝通信、短距离无线连接、视觉处理和声音处理,其中每一个在现时都非常蓬勃,并有可能在2018年推动多个市场。
1)5G发展正在加快,进度十分顺利。在5G启动之前,中国移动早已在推进NB-IoT,所以这是2017年开始的一个推动力。
●对于5G技术,中兴微电子等基站客户早已开始着手开发项目;
●手机方面,我们将看到客户在2018年开始5G设计;
●对于NB-IoT,我们已经在终端市场与中兴微电子共同工作,2018年将增加更多客户。
2)蓝牙5日渐成为主流,带来更好的音频质量和信号范围。
3)声音处理技术在消费类设备(比如灵隆科技公司的叮咚智能音箱和可穿戴设备)的语音助理和语音控制方面开辟了一个新天地。
4)计算机视觉和深度学习是具有相机功能设备(从智能手机到无人机及自主驾驶车辆)的热门话题。
CEVA涉足所有这些领域,并对2018年的机遇感到非常兴奋——事实上,Vivo已经在市场上推出了使用我们的视觉DSP的智能手机,不久,其他中国知名消费品牌也将陆续推出更多使用CEVA技术的设备。
RISC-V将成2018年趋势
未来热门应用集中在数据中心、汽车、企业级IT处理器密集领域。当然,这些应用中的大趋势包括物联网(IoT)、高级驾驶员辅助系统(ADAS)和大数据等。
为这些应用开发系统的公司正在指望半导体公司来帮助他们改善和监控性能、安全性和安防能力。设计这些系统以满足越来越严格的标准和终端用户的期望,是业界当今乃至2018年都面临的一项巨大挑战。
UltraSoC未来技术及产品策略
考虑到这些应用以及在半导体器件的核心中构建安全性和安防能力的趋势,UltraSoC正携手客户和合作伙伴共同去嵌入其智能分析功能,并通过为芯片和系统性能提供改善的可见性。
在应用之外,半导体行业内正在发生重大变化,转向RISC-V是一个重要趋势,它已经在2017年开始真正形成。考虑到整个行业和生态系统对其所产生的兴趣,我们期望在2018年及以后推出基于RISC-V设计。
基于这些原因,UltraSoC一直致力于建立合作伙伴关系,并将其嵌入式分析功能(支持所有主流处理器架构)应用于产品中,以服务传统的处理器市场。但更多的是,公司正在RISC-V生态系统中建立起市场主导地位:公司已经是RISC-V设计中调试和跟踪的默认选择。从而很多较小的芯片设计项目,比如物联网芯片设计也对UltraSoC产生了兴趣。
UltraSoC的半导体知识产权(IP)简化了开发,并为SoC设计人员提供有价值的嵌入式分析功能。UltraSoC开发其技术最初是作为芯片开发工具而设计的,以帮助开发人员做出更好的产品;现在可在一系列应用中满足更广泛、更迫切的需求。
元件及代理商
连接器需有通用性,传感器需求将倍增
据Molex预计,汽车业在2018年将继续保持当前强劲的增长势头,而数据通信和消费品领域的情况也将如此。Molex同时预计,对传感器的需求在2018年也将上升。
对于这些机会,Molex已在2017年增加了三种新型端子及Mini50密封连接器——包括TAK50端子、CTX50非密封金制端子和CTX50密封端子。无论是对于内部(非密封)应用还是外部(密封)应用,这类端子都可以实现微型化的互连系统,特别适合汽车中空间受限的应用使用。
数据通信领域则采取了一种前瞻性的战略,Molex作为其中一员的lOOGLambda多源协议(MSA)集团于2017年宣布,该集团可以解决技术上的挑战,实现采用每波长lOOGbps技术的光学接口。这类新的应用目标致力于下一代的网络设备,满足行业对更高带宽的稳定需求。
Molex在2017年推出了Pico-EZmate超薄1.2mm螺距线对板连接器,特别适合电子消费品使用,其设计可在紧凑的结构中提供可靠的连接效果,同时改善可靠性与装配速度。垂直插拔设计在提高装配速度与可靠性的同时,消除了连接方向不佳或插入不当的风险。
2017年,传感器在多个领域面临着极高的需求,而据Molex预计,对传感器的需求在2018年也将上升。汽车业在2017年也尤其推动了对极大数量传感器的需求,而无人驾驶汽车和ADAS也日益对LiDAR传感器提出越来越多的需求。我们可以预计,LiDAR将在2018年及以后继续保持高速增长的势头。
Molex的Soligie印刷型电子元件具有在塑料、纸张和金属箔之类柔性基板上制作包括传感器在内的各种元件的全部优势。在微型化产品的设计方面,这可以成为一项主要的优势,原因在于Soligie的制造工艺可以在总成本低于传统电路的情况下,生产出小体积、高柔性的集成解决方案。
面临新市场,重视垂直整合
一方面是新兴市场的挑战,例如中国的电动车市场已经达到了这样一个程度。与欧洲相比,中国的电动车市场发展明顯更为动态。从OEM和供应商的活动中我们也可以看到这一点。另外,围绕可再生能源的固定式储能也是我们在战略上明确定位的一个领域,并为此集中相应的资源。
第二个重要领域是与工业4.0紧密相关的机器人技术,特别是机器人联网和可自主学习的机器人。正是在这个应用领域,例如,正确的无线连接是必不可少的。机器人技术是许多高度创新应用的代表,因为这需要通过实时多轴驱动器和非常人性化的人机界面,加上快速的机对机(M2M)通信来实现。
而且,所有这些都必须在“安全”的前提下进行。因此,安全性是我们2018年营销策略中最重要的要素之一,即为物联网直至生产机器的安全联网。我们将伴随和支持客户的开发过程,以实现端到端加密为目标。我们希望在这里通过定制化的产品选择来应对这个巨大的挑战,最终为我们的客户在其数据安全领域作出重大贡献。
儒卓力高度重视垂直整合。主要体现在细分产品的组织上和个别产品整合起来构成整体解决方案上,例如RUTRONIK Smart (IoT),RUTRONIK Embedded(工业4.0)和RUTRONIK Power。垂直化对我们意味着,能够在每个特定的细分市场为每一个具体应用提供组件和解决方案的打包服务。这也正是我们的做法:为产品专门针对特定细分市场的相应应用量身定制“无忧包”。
参考文献:
[1]王志勤,余泉,潘振岗,等.5G架构、技术与发展方式探析[J].电子产品世界,2016(1):14-17.
[2]李龙.新工业时代下中国工业物联网发展现状及趋势[J].电子产品世界,2016(2-3):9-12.
[3]Bryan Ma.VR/AR市场的格局与展望[J].电子产品世界,2016(6):8-11.
[4]迎九,王金旺.解读电源三大热门领域的技术方案[J].电子产品世界,2017(4):12-16.
[5]迎九.邬贺铨院士谈ICT的演进与创新[J].电子产品世界,2017(5):7-14.