从eSummit2012看硅谷半导体产业创新力

美国硅谷历来被视作全球高科技产业的创新风向标，尽管当下经济大环境仍不乐观，但硅谷半导体公司的创新脚步从未停歇。在Globalpress Connection主办的2012年度Electronics Summit(eSummit2012)峰会上，来自硅谷的近20家半导体公司及EDA工具供应商分享了他们对新技术、新市场以及半导体产业发展前景的见解。本文梳理出此次峰会的亮点，与读者分享硅谷半导体产业的创新能力以及市场热点。

智能化ADAS加速普及

安全性始终是汽车行业的热点话题，随着车辆主动安全需求不断攀升，作为ABS（防抱死制动系统）和稳定控制系统之后的第三大技术革新，高级驾驶员辅助系统(ADAS）正成为一种重要的市场新趋势并在加速普及。与ADAS相关的主动安全与驾驶辅助技术，诸如视频系统、防碰撞雷达、CMOS图像传感器、LCD投影系统、夜视增强系统、GPS位置感知及定位系统，以及碰撞传感系统等也在不断发展中。

本次峰会特别安排了一场围绕ADAS发展现状与趋势的专题讨论，参与嘉宾包括Altera汽车电子业务部总监Brian Jentz，Broadcom汽车电子PHY产品资深行销总监Ali Abaye以及Cadence产品资深行销总监Frank Schirrmeister，主持人是Gartner半导体研究总监Stephan Ohr。

专题讨论探讨ADAS发展现状与趋势。

“汽车电子安全系统的半导体市场规模将从2011年的37亿美元增长到2016年的55亿美元。”Ohr在开场白中援引Gartner调研数据指出：今后汽车中将集成越来越多的传感器，以增强智能性。
目前，基于智能摄像头的ADAS解决方案已进入实际应用，Altera汽车电子业务部总监Brian Jentz表示，未来雷达将会与摄像头传感器融合，实现前方、后方或360度全景成像传感，使驾驶员的视野更加宽阔，从而能够对行驶环境做出更加及时、准确的反应。

Jentz还介绍了基于ARM Cortex-A9双核处理器的FPGA智能摄像头方案，包括2个分别来自FPGA和处理器子系统的存储器控制器，可进行快速图像处理、视频解压缩，突破了视频系统外部带宽的瓶颈。处理器与FPGA架构的硬件加速器单元间的带宽有100Gbps，这些关键特性已可满足ADAS的要求。

Broadcom汽车部高级市场产品总监Ali Abaye谈到该公司的汽车以太网互连方案BroadR-Reach，并预计未来10年这将成为主流车载通信网络。Broadcom此前已发布了面向车载网络的以太网系列产品，汽车正成为该公司的下一个目标市场。Abaye还介绍2个最新进展：其一，目前OPEN联盟成员数量已增加到40家，包括半导体、模块、软件、连接器供应商和整车厂商。其二，2012年3月，IEEE802.3汽车以太网工作小组将加强非屏蔽双绞线以太网的推进工作，进一步向业界展示以太网的巨大潜力。“通过单对非屏蔽双绞线，ADAS系统可与车内其他系统同时以100Mbps带宽存取信息。”Abaye强调，“未来以太网将取代笨重、昂贵的LVDS电缆。Broadcom的新产品是非屏蔽式以太网电缆，成本降低80%，而重量减轻30%。”
汽车以太网将首先进入高档车中，然后再向中低端车型过渡。据悉，宝马将在2013年的SUV X5车型中采用BroadR-Reach。此外，路虎和现代也可能正在考虑将单对非屏蔽双绞线应用于下一代车型的开发。“采用以太网技术取决与车厂的接受能力，他们要先行评估。”Abaye强调，“尤其是中国本土厂商，他们很年轻，各种技术的积累还不是很深厚，需要逐步接受相关的软硬件新技术。当中国本土的车辆厂商采用此项技术时，会需要我们提供参考设计。”

Cadence产品市场总监Frank Schirrmeister分析汽车设计设计链和软件挑战。

随着汽车产品集成越来越多的电子系统，系统设计人员面临更多的汽车电子设计和软件方面的挑战，Cadence的产品市场总监Frank Schirrmeister重点分析了相关设计挑战。他指出，以往EDA厂商被划分在芯片开发与验证及IP厂商所在的二级供应商领域，随着软硬件的集成与验证、架构开发，现在EDA厂商已逐渐进入ECU、模块子系统等一级供应商阵营，甚至贯穿整车设计。此外，汽车软件的复杂度也在激增。数据显示，2010年，汽车软件的代码长度已超过10亿行，包括2000多个功能，平均分布在75个ECU上，软硬件的相互依存度也在不断增加。

可编程市场的创新变革

随着FPGA技术广泛渗透于不同的行业应用，FPGA市场正在快速发展，尤其是在消费电子等“非传统”FPGA应用市场，迫于产品换代周期不断缩短，产品上市压力日益加大，可编程平台解决方案开始备受青睐。

FPGA厂商也是eSummit峰会的常客。去年峰会，Altera、Xilinx、Lattice、QuickLogic、Silicon Blue悉数到场；在今年会议上，Altera、Xilinx如期而至， Lattice则以收购Silicon Blue后的新形象示人，阐述在可编程市场的新动向。

Altera高级副总裁Jeff Waters强调了该公司在促进硅融合方面的持续努力。首先，全面支持Open CL开发环境，使得代码的可重用性大幅提高；其次，3D封装也是Altera目前重点关注的一项技术，该封装技术的优势在于最大化系统性能，降低系统功耗、成本以及芯片的尺寸。在3D封装技术上，Altera与TSMC共同推出了CoWoS技术，并推出了首款异构系统测试芯片，同时也在与众多其他第三方伙伴共同研制2.5D和3D工具和技术。此外，Altera还现场演示了采用光FPGA的光通信解决方案。

Altera高级副总裁Jeff Waters：FPGA在硅融合时代持续创新。

此外，Waters还谈到FPGA器件在新兴应用领域的发展。例如，在服务器中采用FPGA作为协处理器，执行某些特定的任务，计算速度甚至优于传统的CPU；在大容量SSD存储中，FPGA发挥出优于[!--empirenews.page--]微控制器的性能，其高速的硬件性能和接口提高了存储中心的访问速度；在工业应用中，随着FPGA的介入，系统成本和功耗都会相应降低；在汽车应用中，FPGA可以应对多种类型摄像头、不断变化和完善的接口标准，以及安全系统不断升级的挑战。

随着半导体技术不断进步，FPGA性能不断增强，而设计也变得更加复杂。为帮助设计人员应对挑战，快速实现可编程设计应用，FPGA设计工具亟需加速创新。

赛灵思(Xilinx)在本届峰会上发布了新一代以 IP及系统为中心的集成设计环境 --Vivado 设计套件。“Vivado工具套件是面向未来十年‘All Programmable’器件而打造， 致力于加速其设计生产力。”赛灵思公司可编程平台开发高级副总裁 Victor Peng介绍，“未来‘All Programmable’器件要比可编程逻辑设计更多，它们将是可编程的系统集成，投入的芯片越来越少，而集成的系统功能却越来越多。”

为了解决可编程系统集成和实现方面的瓶颈，使用户能够充分利用 “All Programmable”器件的系统集成能力，赛灵思从 2008 年开始付诸行动，历经四年的开发和一年的试用版本测试，并通过其早期试用计划开始向客户推出全新的Vivado设计套件。Vivado 设计套件突破了可编程系统集成度和实现速度两方面的重大瓶颈，将设计生产力提高到同类竞争开发环境的4倍。 　

赛灵思公司可编程平台开发高级副总裁 Victor Peng：未来‘All Programmable’器件要比可编程逻辑设计更多，投入的芯片越来越少，而集成的系统功能却越来越多。

一直强调中端、低密度FPGA市场优势的Lattice去年底收购了Silicon Blue，并因此进入了移动消费类应用市场。本届峰会上，Lattice在线市场经理Bart Borosky介绍了FPGA在移动消费领域中的应用，他指出，该市场的关键因素是低功耗、小体积和低价格，而这正是Lattice产品的优势所在。Lattice新推出的mobileFGPA低功耗可编程芯片系列采用了65nm及40nm CMOS工艺。以型号iCE40器件为例，其静态功耗为18微瓦、芯片尺寸为2.5 X 2.5mm，门数超过10万门，内置有闪存/NVM和其他嵌入式功能模块等，而起始价格则不到1美元。

Lattice在线市场经理Bart Borosky：FPGA在移动消费领域中的应用前景无限。

在接受本刊专访时，Borosky特别强调了Lattice的中国市场策略，他谈到，Lattice针对中国的垂直细分市场提供灵活的可编程解决方案，尤其是在无线、宽带接入及交换、视频、显示和安防监控应用等领域。“Lattice对中国3G市场也有不小的贡献，例如，提供了第一款低成本的支持SERDES的FPGA解决方案，帮助降低无线、尤其是3G应用的成本；中档的FPGA解决方案赢得3G市场最大市场份额。”Borosky介绍，“从2008年到2011年，Lattice在中国地区的营收年复合增长率超过25%。”

此外，Lattice还是第一家在中国设立研发中心的PLD厂商，目前在上海和成都设有研发中心。在市场推广和渠道方面，Lattice发展了中国本地分销商团队，并开设了中文网站，提供中文技术文章、新闻稿和社交媒体；针对中国的电源管理开发人员提供中文版的电源管理和控制指南(Power 2 You)。

MEMS应用势不可挡

近几年，MEMS技术快速发展，向多应用领域渗透。在时钟领域，全硅MEMS晶振的出现给传统石英晶振市场带来不小的冲击。“SiTime利用超过100多项专利打破了半导体时钟进入传统时钟的领域，至2012年4月底，采用MEMS时钟的出货量已达1亿，客户超过800家。”SiTime CEO兼董事长Rajesh Vashist表示，SiTime用了不到一年的时间实现了从5千万到1亿全硅MEMS时钟出货量的跨跃，这标志着全硅MEMS时钟的市场需求非常强劲，而且未来越来越多的电子系统制造商也将转向全硅MEMS时钟。　

SiTime CEO兼董事长Rajesh Vashist：MEMS将进入智能电话等便携应用领域。

目前，采用MEMS时钟器件的应用领域已达100多种，主要集中在消费类电子（照相机、电子书、机顶盒等）、工业控制（监视设备、电表、测试测量仪器等）、计算存储设备、以及网络设备等，而关注的新兴应用则包括移动设备（手机、平版电脑等）以及无线电信基础设施。

RF公司WiSpry在本次峰会上介绍了基于MEMS的可调滤波器产品。WiSpry公司创立者兼总裁Jeff Hilbert表示，该公司利用其在RF-MEMS技术上的核心专长，打造了RF-MEMS系统单芯片，目前产品已出货给多家一线手机制造商。Hilbert强调，该公司在其创新性的射频滤波器中同时集成了MEMS和CMOS两种技术，实现自适应前端动态频率可调，目的是实现真正的软件定义无线电功能。相关器件已于2011年10月进入量产阶段。“到2020年，全球的智能电话数量会超过28亿台，而随着由3G向4G多模制式的转移，电话中收发器端接收的RF信号数量由于标准和运营商的不同，数量可能会增加数倍，对可调节RF前端的需求巨大。”按照Hilbert的介绍，未来将不断推出采用MEMS技术的器件，包括可调节天线、可调节双工滤波器、可配置功放等。

WiSpry创立者兼总裁Jeff Hilbert：市场对可调节RF前端的需求巨大，RF-MEMS系统单芯片前景向好。

MEMS器件的发展前景对其制造能力也带来了更大的需求，吸引更多晶圆代工厂进入该业务领域。总部位于瑞典的Silex Microsystems公司是一家专业MEMS代工厂，拥有十多年将MEMS项目投入生产的成功经验，已为100多个国际公司完成了300多个项目。Silex Microsystems公司市场和战略联盟高级副总裁Peter Himes用“传感革命”定义了MEMS在该领域的重要性。他列举了一组数据：2011年，MEMS器件出货量达100亿美元，其中95%的器件应用于消费类、汽车和医疗领域，预计在未来5年市场容量将保持24%的年复合增长率。同时，未来的20年，纳米以及MEMS技术的发展将使设备越来越智能，人类可以通过不同传感器与设备进行互动，为MEMS提供了巨大的发展空间。[!--empirenews.page--]

Silex Microsystems市场和战略联盟高级副总裁Peter Himes：MEMS带动了一场“传感革命。

在谈及与其它具有MEMS制造能力的代工厂的差异时，Himes 表示：“我们最大的不同点在于：首先Silex专注于MEMS；其次，我们支持从样品、小批量到大批量的整个流程，或其中的一个流程，确保大、中小型企业需求均可以匹配到合适的产能；第三，可以实现从理念到产品全程均由专家带领客户完成；此外，在生产过程中可同时支持50多种不同的工艺。”Himes强调，“预计中国将是MEMS技术快速增长的国家，我们现在非常关注中国在MEMS应用中的进程。”

EDA领域的创新活力

尽管EDA工具市场仍由几大巨头主导，但也不乏颇具创新力的初创公司涌现。Algotochip就是一家刚刚成立两年的新创EDA公司，该公司CTO Satish Padmanahan表示，其产品可以将C语言编写的系统文件直接生成系统GDSII数据文件，生成版图数据，然后流片生产。据Padmanahan介绍，这项技术的独特之处在于它从一个C语言定义的系统里直接解构、重现包括接口、A/D、DMA、存储、MCU以及DSP等整个复杂系统的硬件和软件实现，同时也具备验证功能。“这项技术旨在服务那些有芯片设计需求的终端应用厂商，而非传统的IC设计公司。”Padmanahan谈到，采用这样的工具，对于终端厂商来说就降低了他们保护自己知识产权或提高产品性能的门槛，规避了对IP的需求。

Algotochip公司CTO Satish Padmanahan

随着处理器进入到4核、8核、甚至32核时代，如何优化功耗一直是半导体行业的最大挑战之一。近期被Ansys收购的Apache Design致力于功率分析，Apache总裁Andrew Yang指出，随着未来的智能化电子产品复杂度、性能和功率要求将越来越高，功率将是制约产品性能的一大障碍。“至2015年，功耗和功率预算的差距会超过6倍。”Yang强调。

Apache的工具帮助IC设计工程师面对上述挑战：PowerArtist用于构建架构时的功率预算，在芯片性能和功率预算间取得平衡；Totem用于确定IP功率并创造定制模式；RedHawk验证全芯片功率供应网络；而Sentinel实现降低整个电子系统的成本。同时，该公司也在推动芯片级封装(CSP)的融合，例如3D封装。

Apache Design总裁Andrew Yang：至2015年，功耗和功率预算的差距会超过6倍。

随着混合信号IC设计进入到28nm工艺,尤其对模拟部分的优化要求更高，Berkeley Design Automation公司推出了改进型的SPICE工具，在传统MS EDA流程的基础上融合了面向电压、电流、时序等多方面的功能。本届峰会上，该公司CEO Ravi Subramanian强调了纳米时代混合电路设计挑战与EDA解决方案。

Berkeley Design Automation公司CEO Ravi Subramanian

明导国际(Mentor Graphics)针对SoC设计验证推出下一代硬件仿真平台Veloce2。Mentor硬件仿真部门市场总监Jim Kenney介绍，与第一代Veloce平台相比，Veloce2平台能以相同的占位面积和功耗提供2倍的效能、2倍的容量，并将设计生产力提升4倍，可满足高达20亿个逻辑门的SoC设计需求。“基于Crystal的Veloce架构具高度可扩展性，能以相同的占位面积和功耗带来更优异的效能和容量增益。采用65nm的Veloce2可以与采用45nm技术的竞争产品相媲美。”Kenney谈到。此外，新的Veloce VirtuaLAB功能允许验证工程师访问与Veloce平台相连的软件外设，为验证包含嵌入式软件和SoC的复杂电子系统提供简单易用的“虚拟实验室”。 Kenney表示，未来的Veloce平台也将采用此通用软件概念，使Veloce硬件仿真器成为长期投资项目。

Mentor硬件仿真部门市场总监Jim Kenney：采用65nm的Veloce2可以与采用45nm技术的竞争产品相媲美。

UI创新带来的新机会

“用户界面的创新是未来各类消费电子和汽车电子产品的重要推动力，也是产品差异化的关键。”Spansion公司CEO John Kispert在其主题演讲中指出，今天存储器市场的主要驱动力来自智能化、可连接性和用户界面(UI)。其中，智能设备强调处理功能，连接的核心是智能网络，用户界面的核心则在于UI技术不断创新。本届峰会期间，Spansion带来该公司存储器产品面向智能化、可连接性和用户界面领域的创新应用，并现场展示了相关应用解决方案。

Spansion公司CEO John Kispert：存储器市场的主要驱动力来自智能化、可连接性和用户界面。

自2010年5月脱离破产保护后，Spansion公司在存储器领域再次发力，Kispert表示， Spansion将专注于汽车、医疗、智能电网、网络、游戏等嵌入式应用，协助客户应对开发创新应用的挑战，以完善的产品组合与策略伙伴关系重新赢回市场份额。

在消费电子领域，尤其是电子游戏和车载娱乐信息应用，对于速度和质量要求很高，OEM持续在其系统中增加更多的交互性、三维图像、多点触控和动画影像。为了呈现最好的交互体验，OEM需要更高密度和更快读取性能的闪存。随着市场上越来越多需要语音辨识和多重语言功能的创新产品，自然语言辨识技术就是其中的重要一环。为提供完整解决方案，Spansion积极强化策略伙伴关系，今年已与Nuance和SK Hynix结盟，分别投入语音识别技术和SLC NAND开发。[!--empirenews.page--]

“随着NAND内存在嵌入式市场的需求日益增长，我们已做好持续扩大闪存产品的万全准备，以满足嵌入式产业的严苛要求。”Kispert表示，Spansion将对其NAND产品进行严格的认证、测试、以及广泛的温度支持和封装。公司计划未来几季内推出一系列NAND产品。

应对下一代移动回传挑战

随着移动数据流量激增，用户对高带宽的需求也在不断攀升，移动回传网络面临新的挑战。据市调机构预测，2011年到2016年，市场对100GbE端口需求的复合年增长率(CAGR)将超过170%。为此，全球电信服务运营商纷纷积极通过采用更高带宽连接改造其网络，芯片厂商也推出相应产品，以满足下一代网络设备的性能需求。

Broadcom公司网络处理器部高级产品市场总监Dan Harding：以太网将主导下一代移动回传市场。

在本届峰会上，博通(Broadcom)公司宣布推出业内首款100Gbps全双工网络处理器(NPU) BCM88030。博通公司网络处理器部高级产品市场总监Dan Harding指出，“过去几年，随着运营商将传统网络改造为基于以太网的、带宽更大的网络，对可编程网络处理器也出现了非常强劲的需求，我们希望以此BCM88030重塑运营商以太网市场，并促进优化的新一代100 GbE交换机和路由器的采用。

据Harding介绍，BCM88030使得电信设备提供商可以实现下一代100GbE优化交换机和路由器。完全可编程的BCM88030家族含有64个运行在1GHz频率的定制处理器，与目前市场上任何一款NPU相比，BCM88030可提供两倍以上的数据吞吐量。此外，该解决方案实现了业界最高的功能集成度，消除了成本昂贵的外部元件，大幅降低了系统成本，并可将每个10GbE端口的功耗降低80%。

硅谷数据揭示创新驱动力

本届峰会上，硅谷领袖集团（Silicon Valley Leadership Group，SVLG）战略沟通副总裁Stephen E. Wright介绍了硅谷现状，并分享了“硅谷CEO调查：2012商业环境”的调查结果，调查数据揭示出硅谷成为全球创新中心的主要驱动力。该调查结果来自于其365家会员公司中的近190家公司，包括Altera、Atmel、Cypress、HP、IBM、Intersil、Intel、NXP、Power Integration、Synopsys等。

2012年硅谷常驻人口2.4百万，有1百万个工作机会，失业率9%，较整个加州11%的失业率低2个百分点。平均工作时间9.5小时/天，其中真正工作在高科技领域的雇员数量为约7000人。从2008年来，“工作”一词已成为美国选举年中政客们常常挂在嘴边的一个词，进入到2012年，硅谷的就业形势已经开始向积极的方向迈进：参与调查的公司在2013年会提供超过5000个工作机会。

硅谷领袖集团（SVLG）战略沟通副总裁Stephen E. Wright

作为创新发源地，硅谷的人才优势明显，尤其在吸引全球优秀人才的表现独具一格：53%的工程师出生于美国以外的国家，超过一半技术公司的CEO和创办者、大学的教授、以及获取先进技术领域的学生也出生于非美国国家。

就公司运营方面的挑战方面，从最高至第5位的顺序依次是：员工招聘/留用、员工高住房成本、商业规则、医疗成本以及交通拥挤。而在硅谷运营公司的前5位优势分别是：可以找到高技能的员工、创业心智、接近客户和竞争者、风险投资环境以及世界级的大学。硅谷吸纳了美国近40%的风投资金。

今天的硅谷遍布各类高科技公司。

在硅谷半导体行业，表现最为突出的是移动设备芯片：2011年其增长超20%；而同期全球半导体市场只有2%的年度增长。Gartner的数据显示，2012全球半导体市场容量较2011年增长4%，总销售额为3160亿美元。报告预计高增长的产品包括太阳能（清洁技术）、LED照明和数据中心闪存产品。