新摩爾定律：迎合社會需求演變

　　  今天，計算機的CPU所能集成的晶體管數(shù)目已經(jīng)從上世紀70年代的數(shù)千個發(fā)展到最近的10億個以上;與此同時，CPU每秒處理百萬指令數(shù)據(jù)的成本也從3萬美元降低到0.1美元以下。這些令人驚訝的發(fā)展成果都有賴于摩爾定律。自1965年被英特爾創(chuàng)辦人提出來之后，摩爾定律在過去40多年里一直引領(lǐng)半導體產(chǎn)業(yè)全力去實現(xiàn)更高的性能、更大的容量以及更低的成本。今天，英特爾已經(jīng)發(fā)布了最新的22nm工藝技術(shù)，以滿足計算等領(lǐng)域不斷提出的對數(shù)據(jù)處理和存儲的更高要求。

　　  但除此之外，我們也看到，今天社會生活正在發(fā)生某些深層次的變化。在社會生活高度關(guān)注的健康、醫(yī)療、交通、通信、電子社會等領(lǐng)域，人們需要的不僅僅是速度、性能和容量，還需要節(jié)能、環(huán)保、舒適以及安全性。“人們已經(jīng)從過去生產(chǎn)力驅(qū)動的時代演進到現(xiàn)在的增值年代。”恩智浦半導體多重市場半導體事業(yè)部大中華區(qū)高級市場總監(jiān)梅潤平先生解釋說，“也就是說，人們從過去創(chuàng)造技術(shù)讓生活節(jié)奏更快，演進到現(xiàn)在要讓生活更有質(zhì)量，更安全、更環(huán)保并更健康。”這些新的社會需求也在很大程度上影響到了半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　  由于社會提出了更加多元化的需求，半導體行業(yè)要從過去只關(guān)注高速數(shù)據(jù)處理和海量存儲這一主流市場，轉(zhuǎn)而關(guān)注更多細分市場的需求;從過去致力于把多種功能集成在一個系統(tǒng)級芯片(SoC)上，轉(zhuǎn)向定制化方案，以更好地滿足特定應用的需求。“相應的，對比傳統(tǒng)的摩爾定律，我們也提出了描述上述新發(fā)展動向的新規(guī)則，即新摩爾定律(More-than-Moore)。”梅潤平先生說，“雖然翻譯為新摩爾定律，但它并不是一個定律，因為它沒有像摩爾定律那樣提出某些業(yè)界可以遵循的數(shù)字化概念。但它也向我們揭示了一些新的趨勢，即業(yè)界除了會延續(xù)摩爾定律對集成度、性能的追求外，還會利用更多的技術(shù)，例如，模擬/射頻、高壓電源、傳感器和驅(qū)動器、生物芯片以及SiP封裝技術(shù)等，提供具有更高附加價值的系統(tǒng)。”

　  　可以看出，新摩爾定律比傳統(tǒng)的摩爾定律更為復雜。傳統(tǒng)的摩爾定律要求業(yè)界投入大量的資金開發(fā)更先進的硅工藝，但新摩爾定律則需要業(yè)界將投資更多地轉(zhuǎn)向客戶定制方案，它所涉及的技術(shù)領(lǐng)域也更廣。

　　  梅潤平先生特別強調(diào)了兩個重點的技術(shù)演進方向：一是封裝技術(shù)，二是混合信號技術(shù)。由于傳統(tǒng)的摩爾定律只主導著一個系統(tǒng)中的處理器和存儲器的發(fā)展趨勢，這些器件可能只占系統(tǒng)總器件數(shù)目的10%。除了這些器件外，一個系統(tǒng)中還會有電源、天線、濾波器、傳感器和驅(qū)動電路、轉(zhuǎn)換器、開關(guān)以及電阻和電容。如果一味地將這些技術(shù)集成到單芯片中，實現(xiàn)的效果可能會并不理想，因此業(yè)界正以很大的熱情去開發(fā)SiP(系統(tǒng)級封裝)等封裝技術(shù)。除了封裝技術(shù)以外，混合信號半導體技術(shù)、機械技術(shù)、化學、生物技術(shù)都將會與CMOS邏輯技術(shù)相融合，去提供一個微系統(tǒng)。

　　  除了技術(shù)上的要求，新摩爾定律也將改變半導體公司與客戶和整個生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系。“在新摩爾定律時代，半導體公司與客戶之間不再是簡單的買賣關(guān)系。”梅潤平先生分析說，“半導體公司要與客戶一起去開發(fā)市場，把一個市場做起來。”為此，作為一個非常重要的演進趨勢，半導體公司要依靠他們的技術(shù)專長，與多方協(xié)作，形成一個更有效的生態(tài)系統(tǒng)。梅潤平先生表示，半導體企業(yè)從早期就要與客戶協(xié)作，打造特定領(lǐng)域的定制優(yōu)化方案;他們還需要與全球頂尖高校合作，吸引人才;與此同時，他們要參與標準化機構(gòu)的工作;他們要與供應商合作，確保產(chǎn)品如期上市;他們甚至還要與競爭對手聯(lián)合開發(fā)，交叉學習，共擔成本。此外，很重要的一點是，他們要積極與政府合作，確保自身發(fā)展更符合社會需求的變化。據(jù)悉，恩智浦早已開始這一高效生態(tài)系統(tǒng)的建立。梅潤平先生表示，憑借恩智浦在半導體領(lǐng)域積累的超過50年的經(jīng)驗，他們有信心在新摩爾定律時代獲得更多的新機遇，從而開創(chuàng)一個新的未來。

智能識別：移動和安全是智能卡兩大趨勢

　　  從交通一卡通到門禁，再到二代身份證和電子護照，所有這些產(chǎn)品中都采用了智能識別技術(shù)。今天，智能識別技術(shù)對人們的生活產(chǎn)生了極大的影響，它不但給人們帶來了極大的便利，還正在改變?nèi)藗兊纳罘绞健?/p>

　　  由于非?？春弥悄茏R別的發(fā)展前景，恩智浦一直把該技術(shù)作為重要的業(yè)務(wù)領(lǐng)域進行持續(xù)的投入。經(jīng)過長期地研發(fā)和推廣，恩智浦目前在RFID(射頻識別)、NFC(近距離通信技術(shù))、電子護照及非接觸式票務(wù)等領(lǐng)域穩(wěn)居優(yōu)勢地位。“在交通一卡通、RFID、電子政務(wù)、NFC等領(lǐng)域，我們的市場占有率都是全球第一，同時我們正在向更多的領(lǐng)域拓展。”恩智浦半導體智能識別事業(yè)部大中華區(qū)銷售與市場總監(jiān)呂寧說。

　　  恩智浦認為移動和安全是未來智能卡發(fā)展的兩大趨勢。其中移動性其實是由非接觸式卡技術(shù)帶來的。它的最大好處就是快捷方便。呂寧舉例說，坐公交車的時候，以前人們用的是接觸式卡片，卡片必須要插到讀卡器里才能完成交易。但現(xiàn)在采用非接觸技術(shù)后，只要“一刷”就完成了操作。再如，未來在商場買東西，銀行卡也會變成非接觸式的，給人們帶來便利。此外，手機支付也給人們帶來了更為方便的生活方式，用手機在讀卡器前晃一下就可以完成交易。

　　  呂寧進而總結(jié)了非接觸式智能卡的優(yōu)勢。例如，它有較高的數(shù)據(jù)吞吐量，交易時間更短;不需要插入讀卡器來刷卡等操作，設(shè)備無特定方向性;能夠在骯臟和惡劣環(huán)境中正常運行，具有高耐用性和高可靠性;可以具備多樣的外觀形式，滿足不同用戶的需求。

　　  除了移動性，高安全性是智能卡發(fā)展的另一大趨勢。這些年，非接觸式智能卡的安全性技術(shù)發(fā)展得非?？?。呂寧介紹了非接觸式智能卡的幾大安全技術(shù)。首先是信息保護功能，即要對非接觸式卡的信息和通信進行加密。在這方面，可以通過PIN碼、密碼、生物信息技術(shù)對數(shù)據(jù)“加鎖”。其次是防偽特性。由于內(nèi)置了防篡改機制，非接觸智能卡篡改偽造難度大。而它成熟的“片上”處理技術(shù)，對數(shù)據(jù)的保護涉及儲存和訪問的過程。再次是它采用了驗證和授權(quán)式信息訪問模式，可對信息請求者進行授權(quán)驗證。

　　  呂寧告訴記者，基于技術(shù)的演進，恩智浦正在對MIFAREClassic卡進行升級。他們現(xiàn)在推廣的PlusCPU對MIFAREClassic卡實現(xiàn)了無縫的升級，并在安全技術(shù)水平上跨上了新的臺階。據(jù)悉，PlusCPU卡芯片是首個達到自動售檢票(AFC)產(chǎn)品通用標準認證(EAL)4+級標準的智能卡IC產(chǎn)品。它采用AES加密技術(shù)，包含多項附加的安全和保密功能。

　　  由于安全性不斷得到提升，非接觸式智能卡在電子政務(wù)、交通、票務(wù)、停車收費、電子支付、NFC等領(lǐng)域具有更大的應用優(yōu)勢。而且，結(jié)合恩智浦其他業(yè)務(wù)部門的技術(shù)，非接觸卡在汽車智能鑰匙和非接觸式的電表、燃氣表、水表方案中也正在獲得越來越多的應用。例如，在電子計量上，恩智浦有非接觸式預付費解決方案和SmartMX安全解決方案。

　　  除了這些應用之外，RFID在中國市場上的發(fā)展也呈現(xiàn)加速的趨勢。呂寧介紹說，圖書館、動物標簽等應用都將帶動RFID市場的發(fā)展。針對RFID推廣的瓶頸，恩智浦還準備與相關(guān)方合作在中國建立RFID應用環(huán)境實驗室，幫助RFID系統(tǒng)集成商優(yōu)化他們的方案。

多重半導體：智能電網(wǎng)和LED照明最受關(guān)注

　　  智能電網(wǎng)方案、LED照明方案、綠色基站射頻方案、PC及消費電子產(chǎn)品供電單元，這些代表當前和未來發(fā)展趨勢的熱門方案都來自恩智浦的多重市場半導體事業(yè)部。其中，智能電網(wǎng)和LED照明可以說是未來業(yè)界兩大驅(qū)動應用。

　　  智能電網(wǎng)近兩年來受到全球相關(guān)產(chǎn)業(yè)人士的關(guān)注。它不僅可以幫助電力部門實現(xiàn)更為準確的遠程抄表，有效節(jié)約投資，還可以幫助他們改善供電管理，特別是峰荷控制和電網(wǎng)利用效率;與此同時，它還能幫助消費者增強節(jié)能意識，實現(xiàn)用戶智能負荷管理。“智能電網(wǎng)最終可以推動大眾和企業(yè)降低能耗，減少二氧化碳排放。”恩智浦半導體多重市場半導體事業(yè)部大中華區(qū)市場總監(jiān)金宇杰先生說，“而且，投資智能計量系統(tǒng)可以刺激經(jīng)濟發(fā)展。作為經(jīng)濟刺激計劃的一部分，中國政府計劃在今后3年投資680億元，改善電力系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，預計每年新裝電表6500萬塊左右。”

　　  金宇杰先生進一步表示，他們看到，智能電網(wǎng)的發(fā)展可以分為三大階段。在已經(jīng)過去的2000年到2007年，電子式計量表已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)機電式電表。從2008年到2012年，在全球范圍內(nèi)將淘汰機電式電表，在歐美及中國大規(guī)模推廣基于高級計量架構(gòu)(AMI)的雙向通信網(wǎng)絡(luò)。很多國家，特別是發(fā)展中國家采用簡化網(wǎng)絡(luò)智能電表作為簡易型家庭網(wǎng)關(guān)。2013年及以后，智能電表將成為家庭網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)多種住宅控制功能，以家庭為單位實現(xiàn)智能化發(fā)電和配電。

　　  基于上述的發(fā)展趨勢，恩智浦在多年前就已經(jīng)布局智能電表領(lǐng)域，是市場上主要的電表方案供應商，為單相低成本電表、高端集抄設(shè)備以及負控終端設(shè)備提供電表芯片產(chǎn)品。除此之外，他們還提供實時時鐘、顯示驅(qū)動芯片、UART/I2C/SPI接口芯片、智能識別卡芯片、電源方案、邏輯芯片以及二極管/三極管。

　　  “我們感到8位微控制器已經(jīng)無法滿足智能電表市場的發(fā)展，因此開發(fā)了智能電表用超低功耗ARMCortex/M3微控制器，來支持智能電表業(yè)未來的發(fā)展。”金宇杰先生說，“而且，我們也是業(yè)界第一個推出燃氣表/水表(電池供電)用超低功耗ARMCortex/M0微控制器的廠商。我們的產(chǎn)品更加智能化，具有防竊電等多種功能;可以采用非接觸式讀卡技術(shù)完成預付費;我們還開發(fā)了室內(nèi)多計量表無線連接用ISM-band收發(fā)器以及多種高性能標準芯片。”

　　  LED照明是另一大被業(yè)界廣為關(guān)注的熱點技術(shù)。LED照明解決方案具有節(jié)能、使用壽命長、體積小、電壓適應力強、環(huán)保以及可控制色彩與亮度等特點。隨著LED性能的提高，成本的降低，LED的應用也越來越廣泛。上世紀90年代，LED被應用于交通燈、手機背光應用上;自2000年開始，LED的應用擴大到景觀照明和手機相機閃光燈等;到2005年之后，汽車車燈、平板電視背光等開始采用LED;預計在2010年之后，LED將越來越廣泛地應用到室內(nèi)照明、路燈、服裝裝飾等新應用上。

　　  在照明應用方面，LED燈與白熾燈相比，雖然能效收益相近，但LED燈的運行電壓相對較低，因此可提供更有效的交流/直流轉(zhuǎn)換，并具有輸出與色彩平衡控制等功能。目前市場上已有通過標準TRIAC調(diào)光調(diào)整亮度的LED產(chǎn)品。恩智浦具有15年照明驅(qū)動產(chǎn)品經(jīng)驗，具有多種專利高壓芯片工藝。在LED照明驅(qū)動方面，恩智浦也推出全球首款高度集成的LED市電切相調(diào)光驅(qū)動芯片。而且，據(jù)金宇杰先生介紹，恩智浦已經(jīng)在實驗室中獲得了與LED燈壽命一樣的LED驅(qū)動芯片產(chǎn)品，這將有效提高LED照明方案的可靠性。“這是我們最新的一個創(chuàng)新成果，相信很快將會與大家見面。”他說。

汽車電子：在質(zhì)量和安全基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新

　　  在汽車電子業(yè)務(wù)領(lǐng)域，恩智浦主要針對兩大應用領(lǐng)域開展業(yè)務(wù)，一是車載娛樂信息系統(tǒng)，另一是汽車安全與舒適系統(tǒng)。在本次創(chuàng)新日活動上，恩智浦半導體汽車電子事業(yè)部大中華區(qū)銷售與市場總監(jiān)歐陽旭先生通過3個生動的實例，對恩智浦汽車解決方案以及未來研發(fā)方向做了詮釋。

　　  在恩智浦多年的努力下，汽車鑰匙技術(shù)取得了巨大的進步。恩智浦通過把RFID與汽車鑰匙技術(shù)相結(jié)合，先開發(fā)了汽車發(fā)動機防盜鑰匙，之后又開發(fā)了具有遙控和防盜功能的鑰匙，這一技術(shù)已風靡全球市場。在中國市場，今天無論是合資品牌還是自主品牌汽車也都采用了該技術(shù)。“汽車智能鑰匙的發(fā)展不只停留于此。”歐陽旭先生說。恩智浦開發(fā)的被動無鑰匙開門技術(shù)，又為消費者帶來了新的便利。該技術(shù)目前已經(jīng)應用在寶馬車中，今后將被更多的汽車采用。鑰匙上的創(chuàng)意還在繼續(xù)。在此次創(chuàng)新日上，恩智浦還展示了雙向智能鑰匙。該鑰匙使用戶可以把汽車的各種信息存儲下來，通過讀卡器，可以隨時讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。“未來會有更多的數(shù)據(jù)，比如，車開了多長時間，停在什么位置，上次檢修的情況都可以存在鑰匙里面。”歐陽旭說，“鑰匙在這里被作為傳輸?shù)拿浇?，把信息從一個終端傳到另外一個終端。”而在雙向智能鑰匙之后的應用拓展則出乎人們的意料。“未來它還可以作為支付卡，成為付款鑰匙。”歐陽旭興奮地談起新的應用，“未來可以把很多信息儲存在車鑰匙里面，同時采用恩智浦的其他技術(shù)實現(xiàn)支付功能。這樣，大家出門的時候就可以只帶兩樣東西，一個是手機，一個是車鑰匙。怎么樣把車鑰匙和手機集成在一起，這也是我們下一步努力的方向。”

　  　除了未來鑰匙技術(shù)外，由于車載遠程信息技術(shù)與智能交通系統(tǒng)可以實現(xiàn)對交通運輸?shù)挠行Ч芾?，也是相關(guān)管理部門高度重視的發(fā)展方向之一。恩智浦也研發(fā)了相應的解決方案。通過提供一款ATOP高集成的芯片，恩智浦與多個合作伙伴共同打造一個完整的智能交通管理系統(tǒng)。“一個城市為了解決交通擁堵問題，可能會對駕車者收費，但如何區(qū)分收費時段是一個問題。” 歐陽旭說，“采用恩智浦的技術(shù)可以實現(xiàn)汽車信息的實時處理。裝了這個系統(tǒng)以后，就可以實現(xiàn)不同時段采用不同的計費標準，最終實現(xiàn)公平公正的收費。”而且，恩智浦車載遠程信息平臺可以為汽車提供事故自動報警系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，利用該系統(tǒng)每年在歐洲地區(qū)可以挽救2500條生命。

　  　此外，汽車娛樂信息系統(tǒng)是恩智浦目前在汽車電子中最主要的業(yè)務(wù)領(lǐng)域之一。MuviHD1是恩智浦公司最新推出的針對車內(nèi)多媒體娛樂系統(tǒng)的高集成度方案。它帶給大眾全新的前后座娛樂體驗。

　　  歐陽旭還演示了一個已經(jīng)可以實用的立體自動泊車系統(tǒng)。“我們在一個車上前后左右裝了四個攝像頭，采集汽車周邊的信息。在汽車泊車時，恩智浦的芯片和軟件對信息進行計算處理，并非常直觀、形象地在車內(nèi)的顯示屏上顯示全立體泊車的情形，使倒車更容易、更安全。”這一系統(tǒng)可以大大提高駕駛的安全性。“汽車電子產(chǎn)品對芯片供應商有兩個重要的要求，第一是質(zhì)量，第二是能夠?qū)ζ嚠a(chǎn)品持續(xù)地投入。”歐陽旭說，“恩智浦過去幾十年持續(xù)地進行投入，并與汽車廠商開展緊密合作，提供高質(zhì)量、符合需求的產(chǎn)品。”我們相信，對行業(yè)的深刻理解和對未來前瞻性技術(shù)與應用的研究，將使恩智浦在汽車電子技術(shù)上不斷前進。