最近一年多以來,因為美國的“華為禁令”,國內科技產業(yè)界對本土芯片的關注度暴增。尤其是在一些關乎國家安全的重點領域,能否找到可靠的國產芯片供使用,就成為了從業(yè)者關心的頭等大事。而這其實正是“松山湖中國 IC創(chuàng)新高峰論壇”在過去十年里一直所聚焦的事情。
這是一場由中國半導體行業(yè)協(xié)會集成電路設計分會與芯原微電子(上海)股份有限公司主辦的峰會,峰會的目標是尋找中國最優(yōu)秀的IC設計公司。據(jù)芯原股份董事長兼總裁戴偉民介紹,2011到2019年間,共有46家公司參與了峰會的推介,其中有10家已經上市了,占比為22%。此外,還有3家正在上市進程,6家獲得大基金投資,4家被并購?!皳?jù)不完全統(tǒng)計,當中有20家企業(yè)獲得融資”,戴偉民強調。
在今年,峰會又帶來了10家本土芯企業(yè)的10款芯片的推介,為近來火熱的“新基建”提供重要的國產芯片“動力”。
國產FPGA的崛起
在新基建的建設中,F(xiàn)PGA是當中一個不容忽視的領域。而從過去的報道中我們看到,這是一個被Xilinx、Intel(Altera)和Lattice等多家美國廠商把持的市場。在當前的國際競爭環(huán)境下,能否擁有本土的FPGA供應,成為了一個熱點問題。
智多晶董事長兼總經理賈紅
“2012年后,隨著智多晶、安路、紫光同創(chuàng)和高云等完全國產正向設計FPGA公司的成立,國產FPGA已得到了業(yè)界的認可和使用,國產FPGA將迎來黃金發(fā)展時代”,智多晶董事長兼總經理賈紅說。從他的介紹我們得知,國產FPGA已經在芯片開發(fā)、通信、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)、視頻圖像處理、音頻處理、醫(yī)療、汽車電子和消費電子等多個領域獲得了應用。
在本屆推介會上,賈紅帶來了其最新的28nm工藝的FPGA產品——Seal5000系列。
據(jù)介紹,這系列FPGA擁有39K的查找表邏輯單元、42組(18×18)DSP單元和1134KB BRAM,同時還內置了ARM M3硬核、DDR2/3控制器硬核、2 路 12 bits ADC以及鎖相環(huán)(PLL)提供倍頻、分頻、相位轉移、spread spectrum等系統(tǒng)時鐘功能。
作為一款采用正向設計的FPGA,Seal5000芯片軟件設計流程和ISE/Quartus II/Diamond 類似,包括綜合、約束、布局布線、下載編程等。智多晶的芯片使用自主研發(fā)的FPGA開發(fā)軟件“HqFpga”, 完成綜合、布局布線、時序分析、配置編程和片內邏輯分析。
從賈紅的介紹我們得知,智多晶的海麟HqFPGA軟件是國內最早從綜合到布局布線全流程自主開發(fā)的FPGA軟件,能支持全面的FPGA邏輯與物理優(yōu)化技術。針對國內用戶,還擁有包括中文在內的多語言支持,還可以通過一鍵式實現(xiàn)流程、RTL級實現(xiàn)調試功能,實現(xiàn)了更優(yōu)質的用戶體驗?!芭cXilinx Vivado和Intel Quartus Prime類似,HqFpga是一個通用、全集成且平臺化(ALL-IN-ONE)的先進FPGA軟件架構,但在與Xilinx ISE和Altera QuartusII相比,擁有更優(yōu)的使用體驗”,賈紅說。
在這些軟硬件的支持下,智多晶的Seal5000能替代Xilinx和Intel的多款FPGA芯片,為國產應用提供多方面的支持。得益于公司在硬件及測試、軟件和IP及解決方案的投入,智多晶還規(guī)劃了多方面的產品,還包括了其14nm的Shark鯊魚系列。
“2012到2016年是公司的第一階段,在這個階段我們基于成熟工藝制程驗證創(chuàng)新架構開發(fā)出高性價比的產品,占領市場并解決了公司的生存問題;2017到2021年則是公司的第二階段,在此期間,我們根據(jù)市場需求發(fā)展主流先進工藝的新產品,解決購本公司的發(fā)展問題;2021年到2025年,則是公司的第三階段,在此期間,我們會追逐國際技術趨勢,利用世界領先工藝開發(fā)出具有核心競爭力的產品成為有全球競爭力的公司”,賈紅說。
AI市場的國產“芯”勢力
在新基建的規(guī)劃中,AI也是一個重要組成部分。作為一個對算力有極高要求、對算法也有過硬考驗的領域,如果不能在AI的軟硬件方面做好把控,未來的數(shù)據(jù)安全就缺少了保障。云天勵飛作為國內AI領域的新貴,也在這條路上走出了他們的特色。
云天勵飛芯片產品總監(jiān)廖雄成
云天勵飛芯片產品總監(jiān)廖雄成在峰會上告訴記者,深圳云天勵飛技術股份有限公司成立于2014年8月,作為國內領先的擁有AI算法芯片化能力的數(shù)字城市整體解決方案提供商,公司致力于通過AI技術進行物理世界結構化,打造數(shù)字孿生城市。
他進一步指出,借助于公司的AI算法平臺、AI芯片平臺和大數(shù)據(jù)平臺,云天勵飛推行了“星云”開放AI生態(tài),能夠與AI生態(tài)的人共享技術、共筑生態(tài)、共同加速AI向產業(yè)滲透,聚焦三大產方向,為開發(fā)者賦能。從他的介紹我們得知,在云天勵飛的這個生態(tài)下,開發(fā)者能夠在一周內完成一個硬件設計、適配算法也僅需要一個禮拜、再用一周去對接服務,那就意味著開發(fā)者在與云天勵飛合作時,僅需一個月,就能具備完整的AI產品服務能力。
“其中,自研的DeepEye1000芯片是我們最重要的支撐”,廖雄成說。據(jù)介紹,這是一顆采用22nm工藝制造的芯片、擁有自主的知識產權指令集、多核神經網(wǎng)絡處理器、異構并行計算架構和硬件智能算力引擎,擁有可編程、高效率、智升級等特性。
來到性能方面,據(jù)了解,DeepEye1000單芯片能夠提供2.0Tops的可編程算力、能耗也達到了2Tops/W,優(yōu)于多數(shù)同行業(yè)的競爭對手。而作為一款基于工業(yè)級設計標準而設計的產品,DeepEye1000在可靠性方面又得到了保障。
這是一顆擁有全棧能力的AI處理器、公司也為CPU/GPU/NPU提供統(tǒng)一的編程模式,并提供統(tǒng)一的量化/編譯/部署的接口,實現(xiàn)了異構環(huán)境下的統(tǒng)一變成和部署。而得益于公司在芯片、算法和工具鏈的全棧AI賦能,云天勵飛能夠面向開發(fā)者提供高性能、易集成和部署快的端邊云解決方案,為AI產業(yè)提供全方位的支持。
5G射頻領域的國產供應商
除了AI以外,5G也是新基建的另一個關注點。但和FPGA等多個領域一樣,這同樣是一個需要國產廠商付諸努力的市場。特別是與5G密切相關的射頻領域,國產廠商任重而道遠。而本次參與峰會的廣西芯百特則是5G微基站射頻的本土參與者。
廣西芯百特董事長兼總經理張海濤
廣西芯百特董事長兼總經理張海濤則指出,5G的特點(高帶寬,低覆蓋范圍),使得宏基站+微基站成為可行的方案。但目前80%的數(shù)據(jù)流量來自室內場景,為此,室內5G信號覆蓋是界關注的焦點以及5G帶動相關產業(yè)發(fā)展的關鍵。從5G的特點看好,這就需要微基站來做這“最后一公司”的覆蓋,根據(jù)券商預測,5G微基站市場規(guī)模有望突破千億元。
“由于微基站的數(shù)目以及射頻通道(MIMO)的增加,微基站用射頻功率放大器市場增長迅速。目前只有國際大廠(Skyworks、Qorvo)在微基站用PA模組領域布局,國內系統(tǒng)廠商急需國產化射頻方案?!睆埡f?!靶景偬匚㈦娮映闪⒂?018年,專注于新一代無線通訊的射頻前端(5G、WiFi6、AIOT),致力于將國際領先的高端射頻前端技術推廣到中國,實現(xiàn)國產化替代?!睆埡龔娬{,而其包括多種工藝、器件設計能力,先進封裝和制程整合能力在內全棧式解決方案的能力,就是公司服務客戶的重要倚仗。
從張海濤的介紹我們得知,芯百特擁有國內領先的5G微基站功率放大器產品,覆蓋4G LTE(1.8Ghz)、5G N41(2.5GHz)、5G N78(3.5GHz)、5G N79(4.9GHz) 等主流運營頻段,滿足移動,聯(lián)通和電信規(guī)劃的5G小基站的 頻段需求。得益于其領先的設計,產品無論在系統(tǒng)穩(wěn)定性和抗干擾方面都表現(xiàn)優(yōu)越;通過封裝結構優(yōu)化,其芯片厚度薄、散熱能力也高;同時還能適用于DPD系統(tǒng)。
“其中,CB6318則是公司面向這個市場推出的一顆代表性產品”,張海濤說。
據(jù)了解,這是一顆采用Dorherty架構設計的芯片,能夠確保兼顧線性度和效率;在工藝方面,因為采用GaAs HBT工藝,配合SIP封裝,實現(xiàn)了微基站功放的最佳性價比;通過SMD及LGA封裝,實現(xiàn)標準50歐姆輸入輸出匹配;在頻段方面,能實現(xiàn)對3300Mhz-3600Mhz的支持,還能滿足5G Bands 22, 42, n77和n78的需求;其針對DPD優(yōu)化,則可以進一提高其線性度。
“作為國內率先推出的微基站功放器件之一,這顆芯片已經獲得了10+家微基站客戶驗證和測試,包括微基站行業(yè)領先企業(yè);此外,5+家客戶小批量出貨驗證,完全配合運營商的微基站推廣步調”,張海濤說。
無線連接領域的多點開花
如果說5G和AI是新基建的骨干,那么無線連接就是其脈絡,只有兩者緊密結合,才能構造一個豐富多彩的科技世界。在本屆的論壇上,博流智能和富芮坤則帶來關于WiFi和藍牙在內的無線連接分享。
博流智能科技銷售副總裁劉占領
博流智能科技銷售副總裁劉占領首先指出,隨著聯(lián)網(wǎng)設備從單品智能,走向全屋智能,再走向智慧AI,這就給廠商提出了WI-FI+BLE Combo二合一的芯片需求。而其公司推出的,基于RISC-V核的低功耗、高可靠WI-FI+BLE5.0 Combo SoC BL602就是為了解決這個問題而生的。
他指出,BL602支持802.11b/g/n,Wi-Fi+BLE5.0 Combo連接,也支持STA,SoftAP和Sniffer模式。搭配的RISC-V CPU在頻率1~192MHz之間可調,也擁有276KB 的SRAM。支持SDIO,SPI,UART,I2C,PWM,ADC,DAC,IR,及JTAG調試口;在性能方面,BL602最大發(fā)射功率21dBm,靈敏度-98dBm;即使性能如此強悍,然而這顆芯片的休眠功耗僅0.5uA,聯(lián)網(wǎng)待機功耗僅80uA,冷啟動快連僅90ms,擁有著其他競爭對手所不具備的超低功耗。
“值得一提的是,BL602支持安全啟動、安全調試、AES 128/192/256加密引擎、WPA3、MD5、SHA-1/224/256、PKA(RSA/ECC)加密引擎”,劉占領補充說。
為了滿足未來的無線連接的需求,博流智能還規(guī)劃了幾款集成度更高、性能更強和功耗更低的產品,助力開發(fā)者成功。
上海富芮坤微電子副總裁牛釗則帶來了公司在雙模藍牙SoC的分享。
上海富芮坤微電子副總裁牛釗
牛釗首先指出,在可穿戴市場,具備了傳統(tǒng)手表,手環(huán),藍牙音樂播放器,以及藍牙通話等功能的智能手表會逐步替代傳統(tǒng)手表成為每個人隨身佩戴的通用商品。而其他穿戴產品會更專注在特定的場景,比如醫(yī)用測溫手環(huán),運動裝備,兒童手表等。在這種情況下,就對智能手表提出了多樣化的需求。
“作為一家專注于智能穿戴,智能家居,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領域芯片研發(fā)的業(yè)內領先無線通信芯片供應商。富芮坤推出了FR508x系列芯片來滿足新興的需求。
牛釗指出,F(xiàn)R508x系列雙模藍牙SOC采用ARM Cortex-M3 48MHz+ DSP 156MHz 的雙核設計,內置了512KB SRAM和2MB PSRAM。此外,芯片還內置音頻Codec,支持1路模擬MIC,4路數(shù)字MIC,2路模擬輸出,內置PMU,外部接口包括 UART*2, SPI*1,QSPI*2, I2C*2, I2S*1,SDIO*1,USBOTG*1;再加上內置電源管理模塊PMU,BR保持連接500ms Sniff平均電流<70uA,BLE+BR雙模藍牙保持連接平均電流<110uA的設計,能夠為智能手表/智能手環(huán)和TWS耳機等應用提供支持。
與競爭對手相比,這個芯片在多個領域取得領先,這也讓公司在多個領域獲得客戶的認可。
電源領域的百花齊放
在本屆的松山湖高峰論壇上,還來了幾家電源方面的專家,他們提供的產品也是當前的科技世界必不可少的。
英集芯科技有限公司市場總監(jiān)彭峰
首先亮相的聚焦于智能電源管理芯片、無線功率傳輸芯片、數(shù)據(jù)傳輸處理芯片、無線信號處理芯片和微型處理器芯片等領域的英集芯科技。英集芯科技有限公司市場總監(jiān)彭峰指出,作為一家數(shù)?;旌蟂oC領域的領先企業(yè),公司在2015到2019年復合增長率高達151%,而公司產品在推出一年后,就坐上了移動電源SOC細分電源領域的全球市占第一的位置。
如上圖所示,現(xiàn)在的英集芯將目光瞄向了以下這幾個領域發(fā)力,面向當前迅速崛起的快充市場,公司更是推出了支持45W輸出大功率的大功率快充芯片IP5388,攜手供應鏈快速成長。據(jù)介紹,這顆芯片全集成內置大功率MOS 雙向Buck/boost,還內置了FCP SCP 雙向快充、VOOC雙向快充、PD雙向快充、AFC雙向快充、SFCP 雙向快充和PPS ,PD-DRP雙向快充,能夠用一顆芯片滿足多個快充協(xié)議的需求。
此外,芯片還集成 charge Pump 外驅Nmos(路徑)以及數(shù)碼管驅動,能夠幫助簡化開發(fā)者的BOM設計。
東莞賽微微電子總經理蔣燕波則帶來了公司面向IoT應用、穿戴設備和5G移動設備推出的超低靜態(tài)功耗降壓 DC/DC——CW6601的介紹。
東莞賽微微電子總經理蔣燕波
蔣燕波首先指出,公司由電池及半導體行業(yè)資深人士組建,融合電化學及半導體領域多年經驗積累,為客戶提供創(chuàng)新并有高附加值的電池電源半導體解決方案。而CW6601從多個方面看,能夠滿足多款可穿戴設備的低功耗、小封裝和高性能需求。
從他的介紹我們得知,賽微的這顆芯片的輸入范圍為2.5V-5.5V,能夠兼容鋰電池、鋰亞電池、雙節(jié)干電池和紐扣電池等應用。在電流方面,能夠輸出最大的電流為500mA,滿足多樣化的需求。其WCSP8的0.8mm*1.6mm的封裝,更是讓其在多個應用場景中備受青睞。幫助終端設備提升其續(xù)航時間。
芯洲科技的研發(fā)總監(jiān)張樹春先生則介紹了公司面向汽車電子市場推出的車規(guī)級,低EMI,低功耗的降壓DCDC功率轉換器SCT2450Q。
芯洲科技的研發(fā)總監(jiān)張樹春
據(jù)張樹春介紹,現(xiàn)在汽車電子市場有巨大的市場機遇,尤其是在汽車市場方面,這個市場的空間更是喜人。即使細分到汽車電源管理芯片市場,市場空間也足夠巨大。成立于2016年的芯洲科技有一部分產品就是面向這個領域。
來到汽車以及電源DC/DC轉換方面。據(jù)張樹春介紹,這個市場面臨著高效率、高功耗密度、扣款輸入電壓范圍、低EMI特性和低靜態(tài)電流等多方面的挑戰(zhàn)。特別是在可靠性方面,因為汽車本身的高要求, 帶給這個領域芯片的可靠性需要就可想而知。
作為一個這個領域的專家,芯洲科技推出了SCT解決方案,得益于其在功率密度、效率、電壓范圍、過壓保護、頻率調節(jié)、增強型EMI抑制和帝景臺電流等優(yōu)勢,SCT系列獲得了客戶的高度認可。公司也有信心成為國內在這個領域的專家。
讓設備感知世界的國產芯片
除了上述的傳統(tǒng)領域以外,在本屆論壇上,我們還看到了本土芯片公司感知領域的突破。推出全球首款uA級別的超低功耗微波雷達傳感器的隔空智能就是其中的一個。據(jù)該公司創(chuàng)始人和CEO林水洋博士介紹,雷達能夠被應用到多個領域,全球的競爭也異常激烈。
隔空智能創(chuàng)始人和CEO林水洋博士
”隔空智能最新推出的超低功耗5.8GHz雷達傳感器AT5815具備雷達傳感器的高性能和人體感應傳感器的超高性價比,可完美替代當前主流的紅外熱釋電傳感器,廣泛應用于智能家具、智慧照明及物聯(lián)網(wǎng)等需要人體存在感應的各類場景,“林水洋說。
他進一步指出,隔空智能這顆芯片的供電電壓2.5V~5V,工作電流50-80uA,可電池供電。在于競爭對手的同類型產品相比,AT5815擁有者明顯的優(yōu)勢。
在于PIR人體感應傳感器相比,AT5815低功耗雷達傳感器的優(yōu)勢也相當明顯。這為其將來應用在智能照明、智能家居和智能安防等領域打下了基礎。
”我們的愿景是讓萬物感知更簡單,讓萬物連接更智能“,林水洋最后說。
珠海普林芯馳的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO胡穎哲則帶來了TWS耳機入耳+壓感檢測芯片。
珠海普林芯馳的聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO胡穎哲
胡穎哲表示,現(xiàn)在的TWS出貨量還在一路飆升,但隨著TWS耳機的發(fā)展,卻在入耳檢測方面帶來了挑戰(zhàn)。他表示,如果采用光感方案,則面臨安裝難、良率低和成本高等劣勢;但如果采用傳統(tǒng)電容方面,則有溫度、汗液等易誤觸發(fā)和耳道兼容性差的問題。為此普林芯馳認為,壓感是解決這些問題的一個較好方法。
胡穎哲進一步指出,他們推出了擁有高靈敏度、低延遲和超低功耗的等優(yōu)勢的壓感技術,能夠兼容多種壓感方式。在具體應用中,則把穩(wěn)定可靠、組裝便捷和快速導入等幾個優(yōu)勢表現(xiàn)得淋漓盡致。
基于這個芯片,普林芯馳能夠為多項應用提供支持、公司未來也會做更多的布局,進一步擁抱這些市場?!逼樟中抉Y自主研發(fā)的高靈敏電容感應芯片及智能語音芯片性 能達到國際領先水準,芯片及解決方案廣泛應用于智能家居、消 費電子等領域?!昂f哲說。
總結
從發(fā)展現(xiàn)狀看來,與國外領先企業(yè)相比,本土芯片依然有很大的差距。但經歷了2020年的魔幻以后,展望未來,希望擁有更多的國產芯片能拔地而起,給本土產業(yè)提供最全面的支持。