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关于半导体工业和汽车,这些企业是这样说的

信息来源 : 网络 | 发布时间 : 2021-07-30 16:51 | 浏览次数 : 204

关于半导体工业和汽车,这些企业是这样说的

时间:2021-07-28 17:48:55

关键字: 半导体    ADI    英飞凌   

[导读]日前,在“第九届EEVIA年度中国电子ICT媒体论坛暨2021产业和技术展望研讨会”上,多个厂商发表了自己对工业和汽车领域的见解,并指出未来发展的路。

谈及半导体行业,工业和汽车市场向来是企业的“纷争之地”,这源于工业和汽车对功耗、性能、面积和可靠性的高要求。而从产品来看,工业和汽车领域也是大多数半导体企业的“招牌”产品。

日前,在“第九届EEVIA年度中国电子ICT媒体论坛暨2021产业和技术展望研讨会”上,多个厂商发表了自己对工业和汽车领域的见解,并指出未来发展的路。

ADI:未来工厂需要无缝连接

“先进可靠的工业链接和实时数据是智慧工厂的基石”,ADI中国区工业市场总监蔡振宇在论坛上指出,智慧工厂具备资产效率、质量提升、成本更低、员工安全、生产敏捷性、环境可持续性的优势,这种优势正在驱动制造商采用标准的有线和无线网络。

根据他的表述,制造业数字化转型能够显著降低成本、简化维护、提高灵活性、提高效率。“新基建大话题之下,工业4.0成为最热门的关键词”,蔡振宇为记者总结了5个工业转向数字化智能化的重要推动力:

1、产能利用率及加速产品上市:在半导体产能不足的大环境下,货物交付放缓,从本源上就是要提高产能和产能利用率;

2、供应链优化:工业领域中,优化供应链、缩短供应链,并利用供应链帮助工厂实现产能和利润的提高是至关重要的;

3、自动化与机器人:突如其来的疫情之下,催生工厂设备或工业类采用自动化与机器人的应用,未来该领域也将呈现指数级增长的趋势,中国在协作机器人上布局的企业也越来越多;

4、面向定制化应用的灵活性与模块化:工业应用逐渐细分,这种情况下定制化应用和产线的灵活性和模块化要求就会越来越高;

5、利用绿色能源:碳达峰和碳中和是这几个月最热的话题,工业则是排碳量很大的应用,约占总碳排放量的40%。

在以上重要推动力的推动之下,智慧工厂的各种优势正在促使制造商采用标准的有线和无线网络。未来,传统工业系统设计向融合IT和OT网络实现从设备到云的全面连接,需要无缝的连接,这种无缝连接也分为有线和无线两个方面。

有线连接方面,ADI认为工业以太网需要增强连接,更高带宽,更低成本,基于同一网络进行标准化,易于访问易于控制,获取新数据、新见解,边缘连接、IP可寻址能力,IT与OT融合,灵活生产、提高生产力,适应未来TSN和SDN。

ADI则在各个环节都有很强的技术布局,能够提供边缘至云端的无缝、安全连接技术。“ADI有很强的工业以太网的芯片核心,首先从物理层来说,我们可以提供千兆百兆的相应芯片,现在最新的10BASE-T1L的双绞线的新技术芯片;另外,从端口数来说从终端到最后企业IT云的连接,在边缘端,我们基本上都是单端口的芯片,再往上我们有2至6端口的芯片,类似于网络现场交换机的概念。再往上更复杂,有6端口,以及更往上就是云端,这是纯IT的接口,我们也能提供。从这个角度来说,我们从单端到6端都有相应的产品。””

无线连接方面,未来5G的引入可能会为ADI带来新的连接上的变化,ADI认为需要根据制造环境有针对性地确定规格,包括适用于URLLC的连接架构;无线以太网、设备协调同步,以及适用于TSN的增强QoS;多条5G频谱滤镜,助力开启广泛的业务运营;可靠的专用网络功能,可以安全管控关键通信。

据介绍,2020年 ADI的整体收入达到56亿美金,其中有53%来自于工业产品,从地域来看,2020年开始,中国已经成ADI在全球第二大的市场,ADI一贯非常重视中国的市场,未来也将继续在中国市场发力。

英飞凌:第三代半导体对于提高能效作用明显

“碳达峰是热点话题,而宽禁带半导体对于提高能效的作用明显”,英飞凌(infineon)电源与传感系统事业部市场总监程文涛在会议上展示出一组数据,全球每年消耗的能量为16万TWH,相当于160万亿度电的能量。低碳减排已日益成为令当前世界各国集体推进的共同目标。

程文涛认为,迈向高能效世界的下一个重要步伐的关键在于使用新材料,如宽禁带(WBG)半导体。宽禁带半导体有利于提高功率效率、提高密度、缩小尺寸、减轻重量、降低总成本——或者综合所有这些优点。

他为记者介绍,硅基半导体有其性能和可靠性的物理极限,大概是0.4(Ω mm2),这是芯片面积和欧姆的乘积。第三代半导体就是“接棒”硅基半导体的重要材料,未来一直沿着降低导通损耗一直往下走。

SiC主要用在高电压应用上,GaN主要用在高频率应用上,而第三代半导体目前存在的问题在于价格和可靠性。据介绍,GaN和SiC在2021年的价格相似,但都明显高于Si。展望未来,由于规模经济、缺陷密度和产量提高,以及向新一代的技术升级,WBG的价格迅速下降。WBG器件的价值最初来自于性能提升;随着价格下降,某些设计的系统成本将接近基于Si的设计。

业界普遍认为第三代半导体将在近年内替代硅基半导体,程文涛认为,实际上从硅基器件的性价比上来讲是不会被替代的。根据英飞凌的洞察,虽然第三代半导体成本会在近期有望大幅度下降,但从短时间来看成本是无法达到硅基半导体的程度,硅基半导体和第三代半导体在近年来将会同时发挥重要作用。

在产品方面,英飞凌的产品主要在结构设计上做差异化。比如,碳化硅采用的沟槽式结构,解决了大多数功率器件所面临的可靠性问题。许多产品难以在效率和长期可靠性上取得平衡,沟槽式则可以较好应对。

艾迈斯欧司朗:光学传感能在工业汽车中重要作用

“光学这一块,其实是在半导体里面比较特殊,因为专注光学的半导体公司并不是特别多”,艾迈斯欧司朗(amsOSRAM)市场与业务发展总监金安敏如是说。

传感即生活,金安敏为记者解释为光赋予智能,光传感能在工业和汽车领域发挥重要作用:

工业领域:包括近红外光谱、LiDAR、IRED、EEL、VCSEL、UV-C,具体应用包括门禁和安全监控、工业物联网和自动化、近红外光谱、工业成像机器视觉、机器人、UV-C消毒等。

汽车领域:包括LED(低中高功耗)、矩阵灯、激光雷达(VCSEL和EEL)、红外、激光、2D/3D传感器、传统光源(卤素灯、氙气灯),具体应用包括外饰照明、内饰照明、自动驾驶、驾驶员和舱内检测、手势传感和人机交互、抬头显示等。

会议上,金安敏为记者介绍表示,艾迈斯欧司朗在光学核心技术方面覆盖整个光学从传感到光源到可视化的链条,四个核心支柱包括发射器、光学元器件+微型模组、探测器、集成电路+算法。金安敏强调,艾迈斯欧司朗的核心技术在业内持续领先。

根据金安敏的介绍,艾迈斯欧司朗在合并后,一年的业务总收入约为50~60亿美金,全球拥有员工三万人左右,致力于成为无可争议的光学解决方案全球领导者。不论是光学光源还是光学传感器,还是定制化芯片,甚至软件方面,艾迈斯欧司朗都可提供完整闭环的方案,并做到全球领先的地位。

其中,金安敏对自动驾驶方面发表了自己的看法。金安敏表示,“真正要实现L4、L5的自动驾驶,要用到激光雷达、毫米波雷达和车载摄像头的结合,即多传感器融合。不过,激光雷达至今为止并没有做到成本足够低,没有足够多的车去装激光雷达。激光雷达成本不降下来,就没法大规模使用,因为消费者不可能为此花很大价钱。

根据金安敏的洞察,接下来两年,激光雷达很有可能实现降成本,这是因为其系统主要的部件还是半导体部件,半导体部件量上去了,成本就会降下来。另外,得益于国内造车新势力对激光雷达应用的激进推进以及传统车厂的积极跟进,预计在未来3~5年时间,激光雷达可以实现规模化应用。

回归激光雷达本身,艾迈斯欧司朗本身具有非常核心的光源技术,可以给予激光雷达加速降低成本、尽快上车极其核心的技术支持。

NI:自动驾驶测试的现状和未来

“自动驾驶中仍然有许多挑战需要面对”,NI资深汽车行业客户经理郭堉为记者介绍整个自动驾驶行业的趋势,首先便是汽车行业提出了“零事故、零排放、零损耗”的愿景,ECU和中央域控制器逐渐变多;其次,目前法律法规正在不断完善;第三,软件正在定义汽车;第四,AI和深度学习不断优化ADAS算法。

上述四个趋势之下,半导体测试领域正在面临新的挑战,包括测试复杂度增加、新规则正在不断制定、测试开发流程和周期增速、更多的测试软件也会外环。

NI在5月份邀请了很多公司的测试总监、测试主管进行了一次问卷调查(见下图),可以看出左侧目前所有的测试手段还是基于硬件测试或者真实的道路测试。

为什么目前还不能达到未来状态,这是因为首先缺少高保真度的模型和场景,其次很多厂商间链路没有打通,另外中国还没有非常明确的法规规定相关场景库。

郭堉介绍,NI的平台化测试方案可以充分去应对无线的自动化驾驶场景。最典型的比如四种常见道路场景:一个是纯仿真的实验;二是通过录制下来的数据进行回放,进行开环的回放;第三是硬件外环的仿真;第四是道路测试,把所有传感器数据无损录制下来。

所有的这些应用都是基于PXI的平台来做,所以用一个同样的平台,可以实现四大类型的控制。同时,所有的数据也支持上云端,然后帮助客户实现不同的应用。

数字孪生是今年火热的话题,据介绍NI在今年正式宣布收购了monoDrive公司,可以通过这个monoDrive的数据进行数据重构和孪生。

郭堉强调,NI的软硬件平台可以做到从研发开始到最后的生产部署,NI是一家有40多年历史的纳斯达克上市公司,NI每年在研发上的投入超过20%。NI在全球有50多个国家和地区都设有子公司,NI与合作伙伴一起,给超过35000家客户提供过交钥匙方案。

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半导体工业和汽车行业发展迅速,面临的挑战也极大,市场需求催生挑战,各大企业也正在为应对挑战


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