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  • 可穿戴生物电子产品掀起了个性化的医疗保健革命

    随着世界逐步进入物联网时代，各种可穿戴生物电子产品也掀起了一场个性化医疗保健的革命。 然而，这一快速发展的新兴领域却因为没有一种较为普及的、可穿戴、可持续化的能量供给而受到限制。 尽管摩擦纳米发电机(TENG)的发明推动了这一领域的发展，但发电效率却一直成为其应用推广的障碍。并且现有的增强方式如表面物理修饰、化学修饰、陶瓷掺杂等都存在一定程度的缺陷，使得其无法广泛、长久地应用在可穿戴电子器件中。 活性炭掺杂在PVDF中提高其介电常数 针对这一问题，近日，西南交通大学材料科学与工程学院杨维清教授团队提出一种新的增强方案，通过在聚偏氟乙烯(PVDF)中掺杂高比表面积的活性炭，从而控制其介电常数，进而增强TENG的输出性能。 经过测试，掺杂后的PVDF制备的TENG功率提高了9.8倍。并且其优异的性能无论是在能量收集方面还是作为传感器监测人体动作，都表现出良好的结果。相关研究成果以“Manipulating Relative Permittivity for High-Performance Wearable Triboelectric Nanogenerators”为题发表在国际著名期刊Nano Letters(IF：11.238)上，并被选为封面论文。 Nano Letters是世界纳米材料公认的老牌顶级旗舰期刊。该工作受到了国家自然科学基金、西南交通大学材料学院的大力支持。 介电增强的PVDF薄膜在可穿戴TENG的应用及其制备过程 介电增强TENG用于能量收集及人体运动检测

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  • 车载AI芯片大战

    作为“第三生活空间”的未来车辆，使用场景必将更加丰富。而车辆内外部需要交互才能实现的各种功能，这必然意味着大量的数据和智能运算，而芯片将是汽车核心技术生态循环的基石。 北京车展期间，人工智能芯片企业地平线在现场发布新款AI芯片征程3，可支持L2级自动驾驶和智能座舱等多种应用。此外，地平线还宣布不久后将推出征程5，可与特斯拉HardWare3自动驾驶平台一较高下。车载AI芯片战争打响。 1、“第三空间”市场潜力巨大 我们可以想象到未来驾驶场景：上车后启动车辆，智能座舱进入工作状态，你一声令下说出目的地，导航系统已经为你规划好路线;行车过程中，车内温度调节至最佳状态，娱乐系统也会自动打开，播放你喜欢的音乐。对了，如果有老人小孩，车内还会有定制化服务，比如看看动画片，听听京剧。 消费者对汽车的认知会从“交通工具”向“第三空间”转变，这个转变的过程，也会引发产业链变革。吉利控股集团董事长李书福曾说，汽车是四个轮子加一个沙发。地平线总经理地平线创始人兼CEO余凯则说：“未来的智能汽车是一台四个轮子上的超级计算机，车载AI芯片是最核心的器件，是智能汽车的数字发动机。” 常规芯片已经无法适用于未来汽车。简单来理解，在汽车电子发展初期，常采用分布式ECU(电子控制单元)，芯片与传感器是逐一对应的关系，无需太强大的运算和储存能力。普通功能芯片仅适用于发动机控制、电池管理、娱乐控制等局部功能。 智能网联汽车则需要随时处于交互状态，无论是与驾乘人员交互，还是与外界环境，乃至云端数据中心交互，都需要进行大量的数据运算与处理，这些海量的数据还是图片、视频非结构化数据。因此，具备强大计算能力的AI芯片需求也与日俱增。 那对车载AI芯片的要求是什么? 上汽集团原总工程师程惊雷说：“汽车是物联网综合组成体，对功耗、算力、安全、成本比对消费芯片的要求更高，‘车规级芯片’是芯片行业的珠穆朗玛峰。” 张玉峰进一步分析，可靠性、稳定性、一致性对车规级芯片来说非常关键，车规级芯片标准远高于消费级芯片，15年或20万公里左右寿命要求，也远远大于消费电子产品，“即使面临120℃以上高温或者超低温，都不允许车辆停机，所以车规级芯片的设计以及生产制造，都会有很高的要求。” 从汽车电子架构方面来看，汽车会从分布式架构向域控制/中央集中式架构发展。 当汽车加入的传感器越来越多，线路也会越来越复杂，整车也会划分为动力总成、车辆安全、车身电子、智能座舱和智能驾驶等多个域，利用多核CPU(中央处理器)/GPU(图形处理器)芯片集中控制每个域。 而随着自动驾驶到来，车辆各种数据聚集、融合处理，汽车电子架构会更为集中，比如摄像头、毫米波雷达、激光雷达乃至GPS和轮速传感器的数据，都在同一个计算中心内进行处理，从而保证处理后的数据对整车自动驾驶最优。 博世提出，电子电气架构升级路径表现为分布式(模块化→集成化)、域集中(域控制集中→跨域融合)、中央集中式(车载电脑→车-云计算)。 这也意味着，车载AI芯片将会是一个大市场。 中信证券研究部分析发现，全球芯片巨头纷纷进军汽车产业，并推出具备AI计算能力的主控芯片。伴随智能驾驶渗透率提升，主控芯片市场规模有望在传统功能芯片之外快速增长，2020年可达40亿美元。 东吴证券研究所则测算，AI芯片单车价值将会从2019年的100美元提升到2025年的1000+美元;我国汽车AI芯片市场规模将从2019年的9亿美元提升到2025年的91亿美元，未来6年复合增速达46.4%;到2030年将达177亿美元，十年复合增速28.1%。 如此有潜力的车载AI芯片市场，吸引了大量的企业下场角逐。从特斯拉到华为、英特尔、英伟达，再到传统半导体巨头恩智浦、英飞凌，以及国内新锐企业地平线、寒武纪，纷纷涌入车载AI芯片市场，试图分到一杯羹。 企业也有各自的打法。地平线副总裁兼智能驾驶产品线总经理张玉峰总结，“主机厂与芯片企业进行整体战略合作，是车企发展的必由之路。如宝马与英特尔的Mobileye合作，戴姆勒拥抱英伟达。国内多家 主机厂也会与地平线这样有算法能力的芯片公司加速绑定。” 宝马与英特尔的Mobileye合作中，由英特尔负责处理数据，Mobileye贡献独有的EyeQ5视觉处理器，宝马则提供整车平台。据悉，三方联合开发基于宝马IVisionFutureInteraction的自动驾驶概念车，将在2021年推出量产车型。 除宝马之外，一汽、红旗、长城、长安等企业也和英特尔达成合作，相信会有更多英特尔处理器出现在不同车企产品之中。 2018年7月，英伟达宣布联手戴姆勒和博世，共同开发L4级与L5级别无人驾驶汽车，其合作的自动驾驶汽车AI大脑，将基于英伟达自动驾驶平台Pegasus开发而来。英伟达的目标还有造车新势力，不久前英伟达与理想汽车宣布战略合作，理想汽车下一代产品将配备英伟达芯片。 地平线也在建立广泛的朋友圈。基于旗下车载AI芯片，地平线拥有长安、红旗、奥迪、理想、福瑞泰克、佛吉亚、SK电讯等主机厂、Tier1企业合作伙伴。 长安UNI-T(参数|询价)已搭载地平线征程2芯片，“我们可以实现视线追踪、分级疲劳检测、多模唇语识别、驾驶员行为识别、智能情绪抓拍和手势识别等主动式交互功能。”张玉峰说，“评判车载AI芯片的优劣，用户的直观的体验最为关键，地平线配合长安实现了不少创新性功能。” 车载芯片企业也需要建立广阔的朋友圈，只有得到越来越多的主机厂支持，才能得到更大的市场。“车载芯片产业链上，不同玩家之间的合作关系将更为紧密，通过各自的优势，实现能力互补。”张玉峰说。 2、三强多级竞争格局下，谁有机会? 多年来，传统汽车芯片市场一直被恩智浦、德州仪器、英飞凌等巨头“垄断”，当汽车智能化加速，汽车芯片市场格局也逐渐变化，关于智能驾驶、自动驾驶的车载AI芯片市场大战已经打响。除了传统半导体企业入局之外，新创企业也不断进入汽车芯片市场。据统计，国内已有30多家初创企业正在研发汽车芯片。 目前车载AI芯片领域呈现三强多级的格局。 业内人士认为，以特斯拉为代表的FSD芯片自研自用，处于引领产业发展的地位，可以归为独立一级。以GPU见长的英伟达和背靠英特尔的Mobileye，可归为第一梯队。 华为技术强劲，并且自建生态体系，可归于1.5梯队，不久后可冲刺进第一梯队。国内AI芯片新锐地平线、寒武纪等处于第二梯队。传统汽车电子厂商，以及其他潜在进入者处于第三梯队。 车载AI芯片是智能汽车时代最为核心的技术之一，也是汽车产业竞争的制高点。特斯拉、英伟达和Mobileye给国内芯片企业带来的竞争压力巨大，研发高算力且开放的车载芯片，是未来的重中之重。 “Mobileye技术领先，但是相对封闭;英伟达通用开放，但是功耗高成本高，双方各有优势，但是也存在短板。地平线拥有一定先发优势，很可能会是Mobileye在国内的强势竞争对手。”芯片行业研究专家张强向汽车之家表示，我国芯片市场正处于快速上升阶段，包括华为、地平线等企业，有机会在未来1-2年内加入市场竞争。 张玉峰说：“地平线定位为Tier2供应商，通过车规级AI芯片为产业赋能。2020年地平线新增30多家合作伙伴，前装定点项目达到两位数。希望2022年征程系列芯片年出货量达到百万级别。” 车载AI芯片是汽车智能化变革中的关键先生，从特斯拉自研芯片，到英特尔收购Mobileye，再到英伟达多方布局，都显示着车载AI芯片的战略地位。 车载AI芯片市场潜力巨大，国内企业面对第一梯队企业的竞争压力，还需加倍努力，广建朋友圈，加强开放性，这样才能赢得机会。

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  • 面向自动驾驶车辆高强度工作，Arm发布三款芯片

    未来智能汽车的变革、数据的处理效率、汽车的安全保障，以及新的电子架构和自动驾驶的技术等等都离不开芯片。而最近Arm发布了三款芯片，面向自动驾驶车辆的高强度工作负载。 Arm近日发布了几款全新的IP，旨在让智能汽车开发商更容易将他们的设计方案推向量产市场。据该公司介绍，三种新处理器IP将集成到一个系统芯片上——Arm Cortex-A78AE处理器、Mali-G78AE图形处理器和Mali-C71AE图像信号处理器。 Arm表示，Cortex-A78AE、Mali-G78AE和Mali-C71AE是现有的Cortex-A78、Mali-G78和Mali-C71的高阶版本，面向自动驾驶车辆的高强度工作负载。 在软件开发支持方面，Arm提供了Arm Fast Models，可用于构建功能精确的虚拟平台，使软件开发和验证先于硬件可用性。还有Arm Development Studio，其中包括由德国TUV SUD认证的Arm编译器。 这些新产品方案的推出，目的是为了提供更高效和安全的数据处理，以实现自主决策的效率、安全和潜力。 尽管，完全自动驾驶车辆或无人驾驶汽车可能还需要数年时间才能投入商用，但先进的驾驶辅助系统(ADAS)已经可以帮助减少多达40%的事故。 Arm汽车和物联网副总裁Chet Babla表示，新技术将安全放在首位，但也提供了能效和性能提升。 一、提高性能功耗比 Cortex-A78AE是Cortex-A76AE的后续产品，其微架构已经在多个方面进行了改进。它的特点是额外的带宽，改进的分支检测，以及比上一代带宽高50%的内存子系统。 但是Cortex-A78AE最突出的特性可能是宏操作缓存，这种结构设计用于保存解码指令，解耦获取引擎和执行，以支持动态代码序列优化。 Arm表示，这些创新使得整型和浮点计算的性能比Spec2006综合基准套件提高了30%以上。此外，它们还有助于提高Cortex-A78AE的功率效率。 在7纳米器件上，Cortex-A78AE以低60%的功率实现了目标性能，在相同的功率(耗电量)下性能提高了25%。 此次，Arm将Cortex-A78AE的安全特性作为主要进步进行重点“宣传”。 当Cortex-A76AE引入Split-Lock架构时，它被视为安全计算新时代的诞生。及时检测逻辑中的故障对解决行业标准(如ISO 26262/IEC 61508)规定的功能性安全问题大有帮助。 但是新的架构带来了新的挑战——可用性、ASIL B支持和全系统功能安全性。Cortex-A78AE通过一系列的安全功能直面这些挑战。 首先，Arm通过增加时间多样性来增强原来的锁步能力，以防止常见原因的故障，这是一个很小但非常重要的增加。 除了拆分模式操作之外，还增强了混合模式——这是一种进步，允许共享的DSU-AE逻辑在锁模式下继续运行，而cpu保持独立(拆分)。 这样做的好处有两方面： 1、在FMEDA中，DSU-AE计数对诊断覆盖率的额外覆盖;2、cpu可以单独离线进行测试，而集群本身仍可用于计算，尽管计算能力有所降低。 此外，标准的安全措施，如缓存保护逻辑在Cortex-A78AE中仍然是强制性的，可用性进一步增强，增加了线锁定支持，以避免触及缓存结构中的错误位置。 最后，Cortex-A78AE带有AMBA奇偶性保护功能，它的架构与AE IP组合套件一起工作。这是一种简单且有效的方式，可以在SoC的其余部分扩展功能安全保护伞，从而实现端到端(E2E)保护能力的目标。 此外，Cortex-A78AE可以在处理器集群中扩展到最多4个核，并且可以在L1、L2和L3中使用不同大小的缓存。 尽管Cortex-A78AE的性能令人印象深刻，但汽车及工业领域的计算平台需要混合功率效率、算法强度和直接计算吞吐量。 正确大小的计算是当今的口号。简单地说，没有一个微体系结构能够满足这些细分市场的应用程序需求。 例如，一个自动驾驶平台需要在使用车辆控制之前感知数据、感知障碍物并决定正确的路径矢量。只有中间的两个任务，需要大量不同的算法来执行。 为此，除了内存接口和类型之外，CPU还支持以各种缓存大小(L1、L2和L3)进行配置。比如，Cortex-A78AE可以与Cortex-A65AE在异质计算集群中配对，并且可以通过加速器相干端口与加速器耦合。 这种新的混合模式允许分割锁功能，其中处理器成对运行，在不影响性能的情况下满足较低级别的安全要求，而SoC计算体系结构也可以部署到不同的域控制器上。 二、硬件分离 与Cortex-A78AE互补的是最新推出的Mali-G78AE，这是一个全新的图形组件，可以解决自动驾驶系统中的异构计算需求。 G78AE GPU提供了一种新的资源分配方法，它具有一种称为灵活分区的特性，这使得图形资源可以专用于不同的工作负载，同时保持彼此独立。 基本上，Mali-G78AE可以被分割成一个系统中的多个GPU，有多达4个用于工作负载分离的专用分区，这些分区可以使用用于事务的单独内存接口分别上机、关机和复位。 Mali-G78AE可以从1个shader core扩展到24个，在新的架构中，这意味着可以按照8个slices配置，每个slices有三个shader core。 每个slices有独立的内存接口、工作控制和L2缓存，以确保分离的功能安全和信息安全，slices也可以组合在一起，在多达四个分区可配置软件。 Mali-G78AE还包括专用的硬件虚拟化，这意味着GPU作为一个整体(即每个单独的分区)可以在多个虚拟机之间进行虚拟化。 除此之外，它还具有安全特性，包括锁步、内置自测试、接口奇偶校验、隔离检查和只读内存保护。 新Mali-G78AE GPU为独立的安全工作负载提供了多达4个独立分区的灵活分区。例如，汽车上的信息娱乐系统、具有安全要求的仪表和驾驶员监控系统现在都可以通过硬件分离同时独立运行。 三、视觉感知，仍是大难题 Mali-C71AE，利用硬件安全机制和诊断软件来预防和检测故障，并确保“每一个像素的可靠性”。 Arm表示，事实上，Mali-C71AE是Mali相机系列ISPs中首款内置安全功能的产品。同时，支持ASIL B/SIL 2安全能力，提供1.2千兆像素/秒的吞吐量。 Mali-C71AE支持最多4个实时摄像头输入或者16个来自内存的摄像头数据流。相机输入可以用多种方法进行处理，包括按接收顺序、按编程顺序或按各种其他软件定义的模式。 先进的空间降噪、每次曝光噪声分析和色差校正为计算机视觉应用提供了优化的数据，为ADAS和人机界面应用提供了实时安全功能，使系统级功能安全符合400多个专用故障检测电路和内置自检。 此外，Mali-C71AE具有超宽动态范围的24位处理，提供了独立的动态范围管理、感兴趣的区域操作和用于进一步分析的平面直方图。

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  • 2020全球EDA第二季度市场报告

    2020年10月5日，ESD联盟第二季度报告(《ESD Alliance Reports Strong Electronic Design Automation Industry Revenue Growth for Q2 2020》显示，EDA行业在2020年Q2季度营收同比增长12.6%，达到27.839亿美元，2019Q3到2020Q2这四个季度的整体平均收入比前四个季度也增长了6.7%，与2019年第二季度相比，2020年第二季度收入实现两位数增长。 SEMI EDA市场统计服务执行赞助商Walden C. Rhines表示： 计算机辅助工程(CAE)，IC物理设计和验证以及半导体IP(SIP)都报告了第二季度的两位数增长。 此外，所有地理区域均报告收入增长。在就业情况方面，2020年Q2季度的员工数也同比增长了5%，环比增长了1.4%。 从细分领域来看： ●与2019年Q2相比，CAE的收入来了16.1%，达到9.22亿美元。 ●与2019年第二季度相比，IC物理设计和验证收入增长了16.8%，达到5.841亿美元。 ●与2019年第二季度相比， PCB和MCM收入下降0.3%至2.435亿美元。 ●与2019年第二季度相比，SIP收入增长了13.6%，达到9.482亿美元。 ●与2019年第二季度相比，服务收入下降了12.8%，为8620万美元。 从以上数据中可以看出，PCB与MCM表现不佳，分析师表示，尽管今年Q2季度同比数据交差，但PCB方面在今年有望实现辉煌。服务方面的收入也下降颇多，可能与COVID-19有关，企业开始将外包服务引入公司内部。分析师称，很多服务工作都需现场完成，但疫情减慢现场工作速度。 从地区角度来看，美洲是收入最高地区，在2020年第二季度购买了11.556亿美元的EDA产品和服务，比2019年第二季度增长11.4%。美洲地区的最近四个季度的平均值同比上升了4.6%。 与2019年第二季度相比，欧洲、中东和非洲(EMEA)的收入增长了5.2%，达到3.775亿美元。欧洲、中东和非洲最近四个季度的平均值同比增长了12.2%。 日本第二季度收入较2019年第二季度增长9%，至2.404亿美元。日本最近四个季度的平均值同比上涨0.8%。 与2019年第二季度相比，亚太地区收入增长18.1%，至10.103亿美元。亚太地区的最近四个季度的平均值同比增长了6.3%。 当然，亚太区域的不同地区表现也不同，从2020年Q2与2019Q2对比数据来看： 中国大陆：36.4% 印度：16.8% 韩国：0% 中国台湾：25% 亚洲其他地区：32% 在EDA风险投资方面，2019年投资了约为20亿美元，预测2020年将有类似数字。 地区表现不同，在2019年时美国与中国在EDA方面的投资大约各占一半，而在2020年，中国投资将扮演主要角色。

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  • 苹果自研T2芯片被曝漏洞，Mac或受攻击

    无论是系统软件iOS还是硬件芯片，苹果一直以安全著称。偶尔有漏洞或者被越狱，也不会导致致命问题，并且很快就能修复。最近一名网络安全研究人员表示，使用苹果 T2 安全芯片的英特尔 Mac 容易受到攻击，该漏洞可能使黑客绕过磁盘加密，固件密码和整个 T2 安全验证链。 苹果T2芯片是2018年搭载在苹果MacBook Pro上的一颗安全芯片，后来被应用到了新款MacBook Air、Mac mini、Mac Pro、iMac等众多产品上，它的作用就是为Mac系列的数据安全保驾护航，同时还充当一个类似于M系列处理器的一个协处理器。 然而现在有安全研究人员发现了一个巨大的问题，因为T2芯片是基于苹果A10处理器改造而来的，而苹果的A5到A11芯片一直包含着一个Checkm8的漏洞，所以非常容易受到攻击，现在苹果T2安全芯片所遇到的问题也是如此。 在Mac上，黑客通过越狱后可以探测T2芯片并攻破其安全功能，甚至能够在T2上运行Linux，如此一来黑客能够轻松禁用掉macOS安全功能，让Mac失去系统完整性的保护和安全启动，甚至还可能安装恶意软件，遭受到远程威胁。 越狱工具Checkra1n团队对此也做出表示，他们发现苹果T2还存在许多漏洞，这一问题将对Mac的安全性产生更大的影响。更为严峻的问题是目前T2芯片上的漏洞是不可修补的，本质问题在于该漏洞存在于硬件底层的不可更改的代码中。 据了解，苹果无法修复此漏洞，因为T2的基础操作系统SepOS出于安全的原因，仅使用了只读内存，所以苹果完全没辙。 当然Mac用户们也不必过度担心这个问题，因为只要不插入未经验证的USB-C设备，其实就能够规避相关的漏洞。

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  • 华为海思半导体招募，鸿蒙系统年底面向开发者发布

    大数据、人工智能、云服务等未来新基建都离不开芯片，小到一部手机，大到一辆汽车，都是由芯片负责运算的。 而在芯片领域，华为是有足够话语权的，用16年的时间，成功将芯片设计到了5nm工艺程度。这些年来，市场对芯片的需求越来越大，所以华为研发的系列芯片，也发挥出巨大的作用。 可是在某些条件下，华为芯片要暂时隐退幕后，不过华为还会保持对海思的投资，而且最近还有两个好消息传来。 第一个好消息，华为海思半导体部门展开招募计划，招募范围在今年1月1日到2021年12月31日毕业的应届博士生。岗位主要分为研究类、硬件类、系统类、芯片类、软件类。 其中芯片类别的岗位最多，多达26个，比如芯片可靠性工程师、EDA开发工程师、硅光芯片研发工程师等等。芯片类占五大类别一半的总和，一共有41个工作岗位，都和芯片有关。 第二个好消息，鸿蒙系统在今年12月份就能正式面向开发者发布，明年1、2月份逐步推广到更多的华为手机上。据悉，系统升级到EMUI 11的华为用户，可以最快体验到鸿蒙系统。 华为稳了，两个好消息相继传来，这次分别在芯片和系统软硬件上展开行动。以前是身处屋檐下，不得不低头，现在从屋檐下走出来了，可以抬头仰望无限广阔的天空。 任正非做出了重要决定，那就是不会放弃，从大量招募人才，补充工作岗位就能证明这一点。 而且在很早之前，任正非针对人才招募就有自己的计划。先是在7月底接连访问高校，然后又在9月份访问了北京大学，这些访问行程任正非都提到一点，那就是人才培养。任正非很愿意和高校合作，吸引更多的人才加入到华为。 如今海思就展开了新一轮的招聘计划，事实证明，任正非的决定是明智的。只有更多的人才，企业才能发展下去。 都说科技是第一生产力，但其实人力资源也很重要，好的人力资源可以推动科技的发展，从而促进生产力的壮大。 华为不会放弃，所以才稳了。要是已经自暴自弃，就算有再好的资源，再大的市场，再多的机会，也是白费。 有了大量人才的加入，华为芯片研发才能展开。不放弃，才有希望，要是连眼前的一点困难都不愿意面对，以后还如何接受更严峻的挑战。海思会继续投资，鸿蒙很快也会到来，新的开始会迎来更多的机会。

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  • 气体传感器迎来较大市场机会

    近年来气体传感器较为引人关注，一是今年国六排放标准使得汽车尾气排放市场升至千亿元，气体传感器厂商迎来较大市场机会，另一点智能被认为是传感器的未来发展方向。 气体传感器是指在一定范围内测量气体成分或浓度的传感器，常用于探测可燃、易燃、有毒气体的存在与否和浓度，或者氧气的消耗量等。按照传感器的检测原理，气体传感器通常可以分为电化学气体传感器、光学气体传感器、半导体气体传感器等。 此外值得关注的还有，越来越多的国内厂商开始积极投入自研气体传感器产品，摆脱进口以来，除了汽车尾气带来较大市场机会，物联网、智慧城市等也给气体传感器带来较大的市场机会。 1、气体传感器厂商迎来较大市场机会 随着汽车销量的逐年攀升，汽车尾气也逐渐成为各大城市空气污染的重要来源。机动车尾气成分相当复杂，有100多种，排放的污染物主要是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(CH)、碳氢氧化合物(HCO)、氮氧化物(NOx)、颗粒物及铅的化合物等。 机动车尾气污染控制和治理是世界各国面临的共同难题，除了调整城市策略及制定严格的排放标准意外，还需要采用仪器设备对汽车尾气的排放情况进行检测。 尤其是今年5月份国六标准公布以后，汽车排放气体分析仪的测量范围及示值允许误差，必须到00级标准，并增加对对氮氧化合物含量的检测，因此，国家有关部门要求原有及新建机动车检测站必须增加或配备具备氮氧化物测试功能的柴油车排气分析仪;所有机动车检测站必须使用红外法(IR)，紫外法(UV)或化学发光法CLD的汽车排放气体测试仪。 6月8日，多家上市公司在互动平台称，国六排放标准的实施将为相关尾气检测仪器公司带来积极影响。分析人士指出，国六排放标准实施将带来相关产业确定性投资机会，预计尾气排放市场将升至千亿元规模。 在前段时间的SENSOR CHINA 2020上，青岛崂应海纳光电环保集团有限公司博士/总工程师王新全谈到，根据近两年的《中国移动源环境管理年报》报告，机动车尾气已成为当前环境空气最大的污染源，国家逐年增大监管力度，重型柴油车排放是重中之重。 青岛崂应海纳光电环保有限公司成立于1988年，已有32年历史，是环保行业元老级公司。上世纪80年代，国内才开始关注环保，青岛崂应海纳就开始做一些环境空气采样器之类的仪器，90年代初，该公司推出的烟囱烟气采样仪是当时最有名的产品，占据国内80%~90%的市场，在固定污染源检测方面，公司长期位居国内第一。 今年崂应就推出了用于机动车尾气检测的光学气体分析模块产品，非分散红外氮氧化物分析模块。采用非分散红外吸收原理，也就是NDIR原理，可以同时分析一氧化氮和二氧化氮。 王新全向媒体介绍道，可检测氮氧化物的光学方法包括化学发光法、紫外差分法、非分散紫外法和非分散红外法等，前三种方法应用比较成熟，但是传感器模块体积比较大，难以用于便携式分析仪，同时成本也比较高，特别是化学发光法还需要配备臭氧发生器和氮氧化物转化炉等辅助设备，给用户增加了成本压力。 非分散红外法的光学模块具有体积小、成本低的优点，但是也存在无法同时检测二氧化氮的问题，需要配备额外的氮氧化物转化炉，现有非分散红外模块无法检测二氧化氮的根本原因在于二氧化氮受水汽干扰很大。 为此，崂应研发团队开发了专门用于机动车尾气氮氧化物检测的非分散红外模块，可以同时检测一氧化氮和二氧化氮，并且增加了红外法检测水的通道，采用检测的水含量来对一氧化氮和二氧化氮之进行干扰修正，这几个功能完全集成在一个模块中，体积很小，可以非常方便的集成进在线式或便携式仪器中。 该模块由于体积小、重量轻，也非常适合于微型车载式尾气检测，满足当前对重型柴油车的实际路况行驶在线监测，王新全表示，这款非分散红外氮氧化物传感器能在机动车尾气排放监测方面发挥作用。 2、智能是传感器未来发展方向 除了汽车尾气检测带来千亿市场，关于传感器，还有一个重要的关注点就是智能化。深圳市普晟传感科技有限公司技术总监赵莉对媒体表示，目前智能传感器是众多厂商关注的焦点，智能是大家必走的一条路线， 深圳市普晟传感科技有限公司成立于2015年，虽然成立时间不久，但是其技术团队拥有在气体传感器领域超20年的经验积累。赵莉谈到，现在普晟还只是做传感器，由专门做模组或设备的厂商去做寿命的判断。传感器厂商有非常多的大数据，知道传感器在各种情况下的性能、以及它的寿命判断，如何把这些数据真正用起来，服务消费者，如何切实发挥好传感器的作用，这是各个传感器厂家都会走的一条路线。 在SENSOR CHINA 2020上，宁波爱氪森科技有限公司就重点展示了公司新推出的一款智能数字传感器产品。爱氪森副总经理李德虎对媒体表示，智能传感器是传感器未来的一个发展方向，公司的这款智能数字传感器能够帮助解决传感器信号处理，包括精确度、准确度等，并且传感器可实现寿命自检以及其他性能检测等功能，目前从全球范围来看，在气体检测、气体传感器行业，能够实现寿命自检和性能检测功能，这是行业首创。 宁波爱氪森科技有限公司是德国EC SENSOR在中国宁波设立的一个分公司，主要负责德国EC在整个亚太区的市场拓展，同时EC SENSOR在宁波设立了传感器的晶圆封测工厂，主要针对对亚太区及中国区市场提供生产工艺支持。EC SENSOR主要是为气体检测行业提供气体传感器的核心器件，包括传感器件、数字化模块、智能传感器等整个信号链的解决方案，主要针对工业安全、智慧城市、医疗、电力等应用领域。 据李德虎分析，这款产品的智能重点体现在传感器的寿命自检上，比如在传统的工业应用中，传感器装到仪表上，在使用的过程中，我们并不知道传感器是好是坏，更多的时候需要专业人员到现场测试，来确定传感器是否具备检测功能。有了这个寿命自检功能以后，就可以通过远程或仪表的设计，定期判断传感器的性能、状态，如果已经坏了，现场人员可以更换，如果正常，就不需要提供任何的现场售后服务。 可见智能传感器在现实应用中将会更为便利，未来随着更多应用市场需求的驱动，及众多厂商的研究探索，将会有越来越多的智能传感器进入市场。 3、国内厂商积极探索 摆脱气体传感器进口依赖 国内传感器厂商也在加大力度推进多产化，比如睿感(济南)传感器有限公司，该公司成立于2019年，是一家独立运营的合资公司，睿感于2019年成立，是一家独立运营的合资公司。其中智路资本占股51%，amsAG(艾迈斯半导体，英文简称：ams)占股49%。 ScioSense总部位于荷兰埃因霍温和中国济南，同时在德国斯图加特、意大利的Pisa都有研发中心，上海有技术支持应用团队。ScioSense的产品是继承于ams的几条产品线——空气温湿度传感器，还有气压计，超声的水表、气表，传感器接口，包括一些无线产品等。 睿感市场营销副总裁邓川对媒体表示，我们的目标是扎根中国，结合中国的本土的人才，培养中国的本土人才，然后给中国的客户定制本土化的一些产品需求，提供一些解决方案，最终达到自主可控。目标是在未来的3~5年，打造成遥遥领先的传感器公司，在全球具有影响力的本土MEMS公司。 邓川向媒体介绍了一款气体传感器ENS160，应用于空气净化器、智能楼宇、智能家居，最主要是检测一氧化碳，有机挥发物，判断空气质量好还是不好。比如在堵车的时候，传感器可以判断汽车里空气中氮氧化合物是否超标，如果超标，便可以关闭进气系统，外面的污染空气就不会进来。再比如楼宇的办公室里，如果二氧化碳、一氧化碳或甲烷、甲醛浓度过高，可以实现自动清新空气。 另外崂应也谈到公司在做模块的同时，也积极投入自研传感器产品，王新全谈到，崂应早期主要做环境监测设备，近两年开始根据市场变化拓展了光学感知和智慧大数据这方面的市场。崂应海纳总工程师王新全对媒体表示，以前环境分析仪类的仪器里用的传感器基本依赖进口，但是随着国家环保要求的提高，而进口传感器的指标跟国内的指标匹配度不太高，并且进口的价格很高，如果一直采购国外传感器，就没竞争力，因此公司从中科院引进了一个团队光学仪器开发。 经过三年时间，公司用的光学气体传感器基本全部是自己开发的，并且今年因为疫情原因，很多同行在采购同类型的光学气体传感器上出现问题，也联系到崂应海纳。经过讨论研究，公司认为这款光学传感器自己的用量还比较少，因此可以向不同行业推广，包括环保事业、石油化工、电力、能源、生命科学、医疗等领域。 这次展会也是公司的核心光学气体传感器首次对外开始推广。王新全补充到，与公司取得联系的主要是系统集成商，包括环保设备、工业控制等，他们之前采购国外的模块，今年因为疫情的原因，采购受阻，并且国家又特别提倡核心技术的国产化，因此他们开始与崂应海纳联系，并买了样机回去测试，经过几个月的测试，感觉效果比较好。 王新全谈到，一方面我们性能指标不输国外，另一方面我们的成本会低不少，而且售后服务很到位，并且在参数指标和接口方面，灵活度能更大一些。因此测试基本不会比国外差，这次展会上也有不少厂商跟公司沟通批量采购事宜。 4、小结 疫情之后，市场复苏，智慧城市领域也将会给气体传感器带来较大的市场机会。因为智慧城市涵盖的方面比较多，包括城市基础设施建设、地下管网、市政，以及城市周边的插件污染、安全等，所以在智慧城市这个大环境下，未来对气体传感器的需求量会有比较大的增长。

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  • RISC-V的开放性与碎片化，能否撼动ARM和x86等老牌架构格局

    作为未来x86和ARM的有力竞争者，由于其开源协议固有化、免费、模块化、可扩展等特点，RISC-V近几年获得了惊人的成长，在处理器市场开始了扩张，任何国家和公司也无法对其造成干涉。 市场调研机构Semico Research预计2025年RISC-V CPU内核的总出货量将达到624亿颗，而用于工业领域的内核将占有最大的比重，达到167亿颗。与此同时，在2018年到2025年间，计算、消费电子、通信、交通与工业这几大市场将实现146.2%的复合年均增长率。 RISC-V并非首个尝试开源的ISA，但却是首个产生如此影响力的开源指令集架构。RISC-V也不算一个新兴的ISA，从推出至今已经走过了10个年头，但为何在十年间里RISC-V能展现如此动力呢?这还要归功于这背后强大的社区，RISC-V社区不仅囊括了学术界与业余爱好者，其中还有不少商业公司也在献力。哪怕是x86和ARM的簇拥者英特尔和高通，也对RISC-V开展了投资。 中国工程院院士倪光南日前在发表《迎接开源新片新潮流》的演讲时，也对RISC-V发表了自己的见解。他认为作为完全开源免费的架构，RISC-V非常适合国内规模如此庞大的市场需求。但RISC-V采用了BSD的开源协议，因此芯片设计企业自己所做出的改进是可以不开放的，这样也许有利于产业化，但可能会引发碎片化问题。倪光南院士提倡成立中国自己的RISC-V基金会，以便对国内企业做好协调兼容工作。 芯片设计工作中必不可少的就是IP核，为此不少企业推出了自己的RISC-V处理器IP。但单靠IP并不足以支撑庞大的RISC-V生态，为了实现生态发展与统一，许多专注于RISC-V处理器IP的公司也各自发布了自己的对策。 一、赛昉科技 上海赛昉科技公司成立于2018年，作为由国外龙头RISC-V企业SiFive在国内一手组建的公司，赛昉科技不仅手握SiFive全套IP体系，也注重于国内RISC-V自主内核的发展。 U74 IP核 / 赛昉科技 近日，赛昉科技推出了全球首款基于RISC-V的人工智能视觉处理平台惊鸿7100，集深度学习、图像处理、语音识别和机器视觉为一体。该平台采用了28nm制程工艺，搭载了双核U74，共享2MB的二级缓存，工作频率达1.5GHz，支持Linux操作系统。该平台视觉部分包含可以处理4K分辨率的摄像头传感器，并支持H265的编解码。作为专为AIoT打造的平台，惊鸿7100可广泛应用于自动驾驶、智能家电、智能监控和工业机器人等领域。 今年7月，赛昉科技还对所有IP组合推出了20G1的全面更新。此次更新后，诸多IP的性能提升高达2.8倍，耗能节省了25%，使用面积减少了11%。与此同时赛昉科技还完善了不少第三方工具的支持，比如IAR编译器、Lauterbach和Segger等开发工具。 StarFive Core Designer / 赛昉科技 为了进一步推进RISC-V在国内的发展，赛昉科技于今年5月发布了“满天芯”计划。在中国注册的企业经过验证后可以免费获得赛昉科技自主产权的商用RISC-V处理器IP S2。该IP为32位、2-3级流水线的RISC-V处理器，CoreMark得分为3.1。计划内用户还可以通过在线“CPU生成器”StarFive Core Designer对S2处理器进行配置和下载。 二、芯来科技 芯来科技于2018年成立于湖北武汉，也是中国大陆首家专业的RISC-V处理器内核IP与解决方案公司。今年八月，芯来科技也完成了新一轮的发展战略投资，由小米领投。小米长江产业基金高级合伙人孙昌旭表示，小米看好开放处理器架构在AIoT时代的广泛运用，未来将于芯来科技在该领域开展长期合作。 900系列处理器IP / 芯来科技 芯来科技联合创始人彭剑英在IP SoC China 20上提到，RISC-V指令集架构目前成熟稳定，硬件生态蓬勃发展，各种开源的RISC-V处理器层出不穷，而且诸多大厂也在逐步推出各种RISC-V处理器IP。与此同时，相关的基础开发工具也在日趋完善，比如开源工具链、集成开发环境、处理器仿真器和调试器等。但RISC-V的基础软件平台依然处于薄弱和碎片化的状态，缺少ARM的CMSIS这种嵌入式软件接口标准，而且产业内多数公司各行其是，缺乏统一的底层软件接口。 芯来嵌入式软件接口标准 / 芯来科技 芯来在这方面也做出了自己的尝试，推出了芯来自己的嵌入式软件接口标准NMSIS。这套标准为芯来的RISC-V处理器提供了一套封装了处理器底层操作，DSP算法库以及神经网络NN算法库等的软件框架。该接口标准可以有效降低开发者的学习曲线，加快产品上市速度。不仅如此，芯来科技的IP还支持多种主流嵌入式操作系统和云连接，比如Linux、腾讯的TencentOS、RT-Thread和华为的LiteOS。 为了助力RISC-V在国内快速进入大面积商用阶段，芯来科技还推出了“一分钱计划”。该计划为芯来科技推出的一项商用RISC-V处理器内核IP普惠计划，加入该计划可以在使用芯来科技的N101内核时，享受低至每颗芯片1分钱的版税或者版税全免，相关配套的软件工具链和IDE皆可免费获取使用。芯来科技称N101内核可以完美替代传统8051内核和Cortex-M0级别的微控制内核。 三、晶心科技 晶心科技于2005年成立于台湾新竹，是一家专注于32/64位CPU的IP供应商，也是RISC-V国际协会的创始成员之一。晶心科技同样是第一家纳入RISC-V相容性并将其产品线扩展至64位处理器的主流CPU IP公司。据统计，截至2019年，采纳晶心指令集架构的系统芯片出货量已达50亿颗。 N25F IP / 晶心科技 今年8月，北京比科奇通讯技术有限公司宣布采用晶心科技的32位RISC-V处理器IP N25F，打造了5G小基站分布式单位系统级芯片。比科奇总经理Peter Claydon表示，与其使用少数大型处理器核心，还不如使用多颗RISC-V处理器核心组成丛集的效率高。这种丛集方式可以保有最大的设计弹性，适应未来5G NR标准的更新，还能同时兼顾高效能。 晶心科技也在去年6月推出了自己的商用RISC-V CPU IP推广计划，FreeStart计划。该计划将免费提供晶心科技的N22处理器核心供开发者评估、研究并推出原型产品，而无需CPU IP前期授权费用。N22 CPU是一款小型双级管线的32位RISC-V CPU核心，其CoreMark分数最高达3.95。哪怕作为商用量产需要，计划成员也只需缴纳合理的授权费用。晶心科技总经理林志明表示，一般的开源RISC-V CPU不仅功能有限、缺乏说明文件，还需要先经过SoC工程师验证;而采用N22 CPU可以跳过这些耗时的步骤，将研发资源集中于提升产品价值。 四、小结 RISC-V是一个起步较晚的ISA，单靠开源的话是难以与ARM和x86等老牌架构抗衡的，因此RISC-V必须要有商业组织的投入和推进。对于许多初创公司来说，尝试新的设计会带来不少风险，而授权费用也是不得不考虑的因素。 因此RISC-V的商用IP供应商都打算以各种激励计划打通第一道壁垒，不仅方便研究机构与高校的开发尝试与学习，同时也能减少商业公司产品研发、验证到上市的时间。 对于开发人员来说，愈发完善的开发工具也在减轻他们的工作量。 大部分公司也都推出了基于Eclipse的IDE工具，比如芯来科技的Nuclei Studio、晶心科技的AndeSight和Codasip的Codasip Studio等。RISC-V的编译、验证和分析等流程都在逐步扩大软件与硬件支持。 从当前的发展情况来看，RISC-V在未来五年内仍将保持良好的势头。 未来的处理器架构商业模式可能会因此转变，不再是选取IP供应商，从而采用与供应商绑定的ISA，而是转为采用RISC-V，然后再选取合适的IP供应商。而定制IP的碎片化也许会造成一些阻碍，但只要这套开源标准规范持续维护，就无法撼动该架构的根基。

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  • 芯片成本究竟有多高？

    一颗芯片的成本由芯片本身单片所包含的成本，芯片设计过程中所用的花费，非一次性的芯片设计所需要的设备和开发环境等费用。 集成电路的成本一般分为两个部分，固定成本和可变成本，总成本=固定成本 + 可变成本。 一、固定成本 固定成本包括，IP license费用，EDA工具的费用，服务器的费用，流片的MASK(掩膜版)的费用，FPGA开发板及测试仪器费用，封装测试费用，所有研发人员工资，市场、销售、房租、公司日常管理开销运营的等等费用， 固定成本与销售量也就是产品售出的数量无关，因为即使你产品最后生产出来了，但是卖不出去，你这部分钱已经花出去了，所以是固定要输出的成本。 二、可变成本 芯片的可变成本=单颗芯片可变成本 * 芯片出货量 单颗芯片的可变成本 = IP royalty (版税)+ 封装成本 + 测试成本 +芯片成本 有些IP厂商收取专利费的模式，除了收取IP固定的授权费，而且等芯片出货后还按每个芯片收取费用，这就是IP royalty，按单芯片固定金额，更或者按芯片总价的百分比收取。 三、芯片成本 芯片成本 = wafer成本 / (DPW * Yield) wafer就是晶圆，DPW(Die per wafer)每一个wafer上能够切割的die(芯片)的个数。理论上来说，每片wafer上芯片的个数可以用wafer的面积除以芯片面积，但是实际情况并不完全是这样，因为wafer是圆的嘛，芯片的是方的，你最边上的一圈边角料出来的芯片肯定是用不了的么。当然wafer的尺寸也是越来越大，所以每批生产可以得到更多的芯片。还与Yield良率有关，芯片从晶圆上切割下来，肯定有些是废片。合格的数量占晶圆上切割下来总数的百分比成为良率。 同一颗晶圆上出来的芯片，性能也不是完全一样的，我们都知道intel的芯片系列后缀都有很多标识，同样是i7，有些后缀性能就强，有些就弱，卖不同的价格。 经过粗略的计算，以上这些都加起来就构成了芯片的总成本。 四、几片石英玻璃=魔都一套房 其中最贵的部分就是流片了，流片就是试生产，先生产小批量的一部分，回片进行测试，保证功能没有大问题，小bug能用软件绕开就绕开，实在不行就做ECO，硅后ECO阶段会非常贵。然后就可以大规模的量产。 流片主要是贵在Mask，也就是掩模版，这个东西的原材料不值钱，但制造它的机器特别贵，所以到手的Mask十分贵，所以就产生了一种新模式来帮一些小公司或学术机构分摊成本，这个模式叫做MPW，全称为Muti Project Wafer意思是多项目晶圆，可以理解为拼多多的形式，大家一起拼单流片(不仅晶圆厂有专人负责这类业务，还有专业的中介公司，组织设计公司一起流片，当然前提是在同一种工艺下)，而full mask是土豪公司独享的moment。Mask的贵，号称几片石英玻璃=魔都一套房，不是开玩笑的。 等芯片量产后，就可以根据出货量来分摊流片的成本，比如说，你mask的费用是1000万美金，但芯片的出货量有500万片，那么分摊到单个芯片的成本就是2美金。所以出货量越大，回本的速度就越快，甚至可以赚更多的钱。 五、点沙成金 也就是有一些说法，造芯片就像印钱，点沙成金嘛。当然这是理想的情况下。众所周知，芯片行业是一个竞争残酷而且薄利的行业，你的产品能晚竞争对手上市三个月，你可能就会丢掉非常多的市场份额，流片风险也非常大，如果失败，回来就是块砖头，所以我们说自己是搬砖的。再来一次，这就是要花成倍的钱。 真是顶着卖“白面”的风险，赚着卖白菜的钱。所以芯片行业的生存法则就是，行业老大吃肉，老二喝汤，剩下的只能喝西北风了。喝西北风居然还是个成语。 我们传统的芯片厂商引以为豪的就是first chip manufacture，可以理解为第一版量产，所以在IC设计工程上，通常是80%采用现有成熟的设计和IP方案，做20%的更新，万物基于”二八定律“么，除了第一版肯定是从无到有的全新。所以说芯片设计就是一种模式设计，从功能规则制定到最终流片及验证，若完全遵循一整套业内公认的设计方法学，芯片必然能够成功。 六、Designless-Fabless 半导体公司从传统的IDM走到Fabless模式，已经算是“轻资产”了，甚至现在还出现了很多芯片设计服务公司，简单来说，就是外包。这样的公司只需要承担人力成本，而不需要承担流片的风险。 出现的这种新的模式，Designless-Fabless模式，由大厂或合作的方式定义芯片产品，然后由设计服务公司完成部分设计或验证，最后由大厂或合作公司自己承担流片成本。 随着芯片公司也越来越多，再加上一些的互联网公司和系统厂商也进入半导体行业，对于我们普通的从业者来说，也算是好事，可能选择的机会会更多一点。

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  • 半导体IP的市场规模及产业链

    半导体IP是指已验证的、可重复利用的、具有某种特定功能的集成电路模块，通常由第三方开发。 IP位于集成电路产业链的上游，主要客户是设计厂商。 其实最开始是没有独立的IP厂商的。在早期，由于芯片种类有限，设计难度相对较低，大多数芯片设计公司都可以自己完成整个芯片设计的流程。 早期的半导体公司不仅仅芯片设计是自己的干的，连芯片制造、封装、测试，以及销售也都是自己一手包办的，这类公司就是我们现在所说的整合元件制造商(Integrated Device Manufacturer, 俗称IDM)，如英特尔 (Intel)、德州仪器(TI)、摩托罗拉(Motorola)、三星(Samsung)、飞利浦(Philips)、东芝(Toshiba)等。 图：集成电路产业链分类示意图。(来源：芯原股份招股书) 一、第三方IP厂商出现 由于摩尔定律的关系，半导体芯片的设计和制造越来越复杂、花费越来越高，单独一家半导体公司往往无法负担从上游到下游的高额研发与制造费用，因此到了1980年代末期，半导体产业逐渐走向专业分工的模式──有些公司专门设计、再交由其他公司做晶圆代工和封装测试。其中的重要里程碑莫过于1987年台积电 (TSMC) 的成立。 伴随着下游应用的拓展，芯片种类不断丰富，先进制程不断演进，使得芯片的研发成本提高，并产生了一定的研发风险。1990年，半导体IP行业的龙头ARM应运而生，它探索出了IP授权的商业模式，不再设计芯片，而是以授权的方式，将芯片设计方案转让给其他公司，成为半导体IP授权行业的开端。ARM自身不再生产处理器，而转为处理器架构设计，并将设计方案授权给其他公司使用，这种面向“Partner-Ship”授权“IP Core”的模式，开创了属于ARM全新的时代。 ARM通过开放的IP授权模式，迅速在移动端处理器市场获得超过95%的市场占有率，与PC/服务器端处理器霸主英特尔一起，构成了当下全球半导体产业最底层的两大指令集标准。当时，新进的半导体设计公司几乎都选择了从ARM获得授权，然后自己研发后，在台积电代工生产，形成了“IP授权+半导体设计公司+代工厂” 的芯片研发模式，极大的降低了芯片的成本。 随着超大规模集成电路设计、制造技术的发展，集成电路设计步入SoC 时代，设计变得日益复杂。为了加快产品上市时间，以IP 复用、软硬件协同设计和超深亚微米/纳米级设计为技术支撑的SoC 已成为当今超大规模集成电路的主流方向，当前国际上绝大部分SoC 都是基于多种不同IP 组合进行设计的，IP 在集成电路设计与开发工作中已是不可或缺的要素。 二、SoC推动IP厂商发展 SoC设计的基础是IP核设计及重用技术，SoC芯片是一个复杂的系统，如果完全从零开始来实现整个芯片的设计，需要花费大量的人力物力，势必会耽误产品面世时间，影响产品竞争力。为了加快SoC芯片的设计速度，越来越多的设计公司将已有的IC电路设计成一个个的模块，在SoC芯片设计中被调用，从而简化SoC芯片的设计，缩短设计时间。 这些可以反复调用的模块就叫做IP核。不是所有的IC电路都可以作为IP核，为了满足SoC设计要求，IP核必须有以下几个特征： 1、必须是符合设计重用要求，并按嵌入式专门设计的; 2、必须经过多次优化设计，使芯片在面积、性能、功耗等方面达到最优; 3、必须是允许很多家公司在支付一定费用后被商业运用的; 4、必须符合IP标准。 IP核供应商提供的IP可以有三种形式：软核、固核和硬核。 软核是用硬件描述语言描述的可综合的电路功能模块，它不涉及具体的物理实现，灵活性较好。 固核是基于特定工艺库综合出来的网表，在结构、面积和性能安排上都进行了初步优化，它介于软核与硬核之间。 硬核是基于特定工艺的版图库生成的物理版图，对频率、功耗、面积等方面作了充分的优化，但由于硬核依赖于一定工艺，所以灵活性较差，不便于移植。 随着先进工艺节点不断演进，芯片的线宽不断缩小，单颗芯片上可容纳的晶体管数量也快速增加，单位面积性能得以相应提升。根据IBS 报告，以80mm²面积的芯片裸片为例，在16nm 工艺节点下，单颗裸片可容纳的晶体管数量为21.12 亿个;在7nm 工艺节点下，该晶体管数量可增长到69.68 亿个。 图：单颗芯片裸片可容纳晶体管数量增长趋势(以80mm2面积为例，单位：百万个)数据来源：IBS《Design Activities and Strategic Implications》 与此同时，随着先进制程的演进，线宽的缩小，使得芯片中晶体管的数量大幅提升，单颗芯片中可集成的IP数量也大幅增加。根据IBS报告，以28nm制程节点为例，单颗芯片中已可集成的IP数量为87个。当制程节点演进到7nm时，可集成的IP数量将达到178个。 图：不同制程节点下的芯片所集成的硬件IP数量(平均值)。(数据来源：IBS《Design Activities and Implications》，芯原股份招股书) IBS数据显示，半导体IP市场将从2018年的46亿美元增长至2027年的101亿美元，年复合增长率为9.13%。其中处理器IP市场预计在2027年达到62.55亿美元，2018年为26.20亿美元，年复合增长率为10.15%;数模混合IP市场预计在2027年达到13.32亿美元，2018年为7.25亿美元，年复合增长率为6.99%;射频IP市场预计在2027年达到11.24亿美元，2018年为5.42亿美元，年复合增长里为8.44%。 三、IP市场的主要玩家 半导体IP 的市场参与者可大致分为两类：一类是与EDA 工具捆绑型的半导体IP 供应商，如铿腾电子(Cadence)、新思科技(Synopsys)等;一类是提供专业领域IP 的半导体IP供应商，如ARM、芯原、CEVA、Imagination 等。 根据IPnest 统计，2018-2019 年全球半导体IP 供应商销售收入市场占有率分布情况如下： 表：2018年~2019年全球半导体IP供应商销售收入市场占有率。(数据来源：IPnest) 多年来，ARM和Synopsys一直排在全球IP市场的前两位，地位很稳固。IPnest的数据显示，ARM曾经控制着IP市场50%的份额，一直处于市场领先地位，但最近两年市占率有所下降，从2018年的44.7%下降到了2019年的40.8%。排名第二的Synopsys的收入增长了13.8%，赢得了18.2%的市场份额。排在第三位的Cadence的IP收入增长了22.9%，为该公司带来了5.9%的市场份额。 ARM在IP总收入方面继续保持市场领先地位，因为其专利使用费每年超过数十亿，大大超过了竞争对手。但是，在市场竞争不断加强的情况下，ARM的IP总收入在2019年略有下降。IPnest分析显示，ARM销量下降的原因主要是非处理器形式IP重要性的增长。 表：主要IP供应商的产品布局。(来源：芯原股份招股书) 四、ARM：处理器IP龙头 得益于移动CPU市场的垄断地位，ARM成为了全球CPU IP和GPU IP的最大供应商。2018年，有52.6%的智能手机采用了ARM的GPU内核，99%的智能手机采用了ARM的CPU(Cortex)内核，而CPU和GPU IP占据了全IP行业约50%的市场份额，因此，ARM的龙头地位相当稳固。 在国内，国产的SoC中，95%都是基于ARM处理器技术的，ARM的中国授权客户超过了150家，使用了ARM 技术的中国客户出货量超过了160亿。 由于IP公司采取的经营模式是轻资产模式，这类公司没有自有品牌产品，而是提供一站式芯片定制服务和半导体IP授权服务。因此，半导体IP行业是高毛利率行业，ARM的毛利率近三年来保持在92%~95%之间。 但是，自2016年被软银收购后，近几年ARM的营收处于下滑趋势，这主要是由于近年来非处理器形式的IP重要性越来越强，而手机应用处理器市场增长速度放缓造成的。但这并不影响ARM的行业龙头地位。 近期，NVIDIA宣布将以400亿美元的价格从软银集团手中收购ARM，从长远来看，ARM将会受到美国CFIUS法规的约束，中国半导体企业需要早做打算。 五、Imagination：GPU IP王者 ImaginationTechnologies是一家英国技术公司，专注于半导体和相关知识产权许可，销售PowerVR移动图形处理器，MIPS嵌入式微处理器和消费电子产品。公司还提供无线基带处理、网络、数字信号处理器、视频和音频硬件、IP语音软件、云计算，以及芯片和系统设计服务。2017年，董事会宣布公司被中资的CanyonBridge收购。 Imagination曾为苹果供应图像处理器(GPU)，在图像处理器(GPU)领域与高通、ARM三分天下。它在GPU市场大约占据三分之一的份额，2019年推出有史以来最快的GPU IP，意在扭转市场上针对定制GPU的市场份额损失的趋势，并使获得许可的GPU IP回到性能的最前列。 六、CEVA：DSP IP龙头 CEVA是无线连接和智能传感技术的领先授权公司，提供数字信号处理器、AI处理器、无线平台以及用于传感器融合、图像增强、计算机视觉、语音输入和人工智能的补充软件。CEVA与全球的半导体公司和OEM合作，为包括移动、消费、汽车、机器人、工业和物联网的各种终端市场创建节能和智能的连接设备。 其产品包括： 超低功耗IP，包括面向移动和基础设施中的5G基带处理的基于DSP的全面平台，高级成像和计算机视觉，适用于多个物联网市场内任何支持摄像头的设备和音频/话音/语音以及超低功耗Always-On/感应应用。 蓝牙IP和WiFi IP，对于无线物联网，提供业界最广泛采用的蓝牙IP(低功耗和双模)、Wi-Fi4/5/6(802.11n/ac/ax)和NB-IoT。CEVA在DSP(可编程数字信号处理器)IP排名全球第一，同时也是WiFi和蓝牙排名第一的IP授权商。 七、Synopsys：提前布局接口类IP 过去十年间，智能手机是推动IP行业前进的强大动力，其中处理器IP受益最大，迅速成长为全球最大的IP种类，同时LPDDR、USB和MIPI等接口协议也在蓬勃发展。 目前智能手机行业依然活跃，但已达到顶峰。IP销售的新增长动力转向以数据为中心的应用，包括服务器、数据中心、人工智能等。下游数据爆发性增长需要更高的带宽来满足数据交换的需求，更高速的接口协议应运而生，接口IP市场得到快速发展。 2019年有线接口IP约占全球IP市场22.1%，为8.7亿美元，占比相对于2018年提升2%，是增速最快的IP市场。 根据IPnest在“2015-2019年接口IP调查和2020-2024年预测”中的数据，接口IP市场预计将在未来五年内保持较高的增长率，到2025年将达到18亿美元。 接口IP的重要性日益增长，而且其在整个IP市场的占比正在抢夺处理器IP的市场份额，成为了最具发展潜力的IP品类。在有线接口类别中，Synopsys是明显的领导者，2018年，该公司拥有约45%的市场份额，在物理IP市场则占有约35%的市场份额。 由于EDA和IP的商业模式很相似，而且有着共同客户，EDA与IP相配合可以提高用户黏性。自1986年成立以来，Synopsys通过发起80项并购交易，收购产业链上下游来扩大业务规模、进行技术整合的目的。在2008年超越Cadence成为全球最大的EDA工具厂商后，Synopsys也开始在IP行业战略性布局，不断并购IP优质资产，巩固其行业龙头的地位。 过去三年，Synopsys的IP收入占比从28%提升到31%。Synopsys的IP收入占比提升，带来毛利率提升。 八、Cadence：DSP和接口类IP的重要玩家 Cadence是EDA行业排名第二的厂商，IP行业排名第三的厂商。在1988年由SDA与ECAD两家公司合并而成，到1992年已占据EDA行业龙头地位，但到2008年被Synopsys超越。 Cadence在IP中的定位是从2010年收购Denali开始的，通过收购各自细分市场中的中小型供应商领导者来创建自己的IP产品，在2019年，接口IP和DSP IP是Cadence增长的巨大动力。 Cadence近三年来，IP市占率提升的重要原因是收购NuSemi后，拓宽了业务线和DSP IP产品取得了成功导致的。 九、芯原股份：国内最大的IP供应商 芯原股份作为中国大陆排名第一、全球排名第七的半导体IP授权服务提供商，拥有五类处理器IP和1400多个数模混合IP和射频IP，平均每年流片超过40款客户芯片。在全球前七名半导体IP授权供应商中，IP种类的齐备程度也具有较强竞争力，其中DSP IP的市场占有率排名世界前三，GPU IP(含ISP)市场占有率排名全球前三。 芯原的主要经营模式为芯片设计平台即服务模式。SiPaaS模式是指基于芯原自主半导体IP搭建的技术平台，为客户提供一站式芯片定制服务和半导体IP授权的一种商业模式。 目前芯原拥有用于集成电路设计的GPU IP、NPU IP、VPU IP、DSP IP、ISP IP五类处理器IP、1400多个数模混合IP和射频IP。 2019年，芯原半导体IP授权业务市场占有率位列中国大陆第一，全球第七。拥有较为齐备的IP组合和较多的IP数量，使得芯原在功能和应用领域的多样性上具有了更多的扩展空间、亦给予客户较为全面的选择，体现了芯原在技术上的实力、积累和可靠性。同时，由于各类IP均来源于芯原自主研发的核心技术，且在研发时考虑了各IP间的内生关联和兼容性，使得其具有较强的耦合深度、可控性和可塑性。 芯原主营包括IP授权和芯片定制，其中芯片定制业务贡献高营收，IP授权业务贡献高毛利率。2019年芯原芯片定制业务分别实现营收和毛利9.02和1.23亿元，营收和毛利占比分别为67.33%和22.91%;IP授权业务实现营收和毛利为4.38和4.15亿元，营收和毛利占比分别为32.67%和77.09%。 此外，SST主要聚焦于Superflash(NOR闪存技术)、NVM、IDM等解决方案和IP产品，并且在2010年被Microchip所收购;Achronix则聚焦于高端FPGA方案，并提供专业独立芯片，芯片组合封装等服务，在2015年被英特尔收购;Rambus专门从事高速芯片接口的发明及设计的技术授权，聚焦于DRAM的IP供应，在内存接口IP市场上排名全球第三;来自中国台湾的eMemory则是全球最大的逻辑制程非挥发性存储器硅IP厂商。 十、国产IP供应商开始积极布局 在当前中美博弈的背景下，集成电路产业是国家战略性产业。目前我国绝大部分的芯片都建立在国外公司的IP授权或架构授权基础上，因此IP和芯片底层架构国产化替代已经迫在眉睫。在市场对国产芯片IP的迫切需求下，国内半导体IP供应商将迎来历史性发展机遇。 当前国内IP厂商市场份额相对较低，影响力不大，但是他们已经已经积极布局，其中包括已在科创板上市的全球第七、国内第一的芯原股份和国内AI芯片独角兽寒武纪，还有在细分领域深耕多年的本土IP厂商，包括本土RISC-V生态引领者芯来科技、提供从0.18um到5nm全套高速混合电路IP核芯动科技、拥有完全自主知识产权的CPU、DSP、GPU和AI处理器IP的华夏芯，以及提供高速接口IP的华大九天等等，这些IP厂商在各自领域实力不断加强，有望在行业红利期迎来重大发展。 十一、寒武纪：人工智能领域的探路者 寒武纪，聚焦云边端一体的智能新生态，致力打造各类智能云服务器、智能边缘设备、智能终端的核心处理器芯片，让机器更好地理解和服务人类。目前，寒武纪已与智能产业的众多上下游企业建立了良好的合作关系。 2016年，寒武纪科技正式创立，并完成天使轮融资(投资者包括元禾原点、科大讯飞、涌铧投资);同年推出的“寒武纪 1A”处理器是世界首款商用深度学习专用处理器，并发布国际首个智能处理器指令集Cambricon ISA。2017年，完成A轮融资(投资者包括国投创业、阿里巴巴、联想创投等)，成为全球智能芯片领域首个独角兽初创公司;集成寒武纪1A处理器的世界首款人工智能手机芯片华为麒麟970正式发布并在华为Mate 10手机中投入大规模商用。2019年，推出边缘AI芯片思元220，标志寒武纪在云、边、端实现了全方位、立体式的覆盖。 现在寒武纪已经成为国内AI芯片独角兽，是目前国际上少数几家全面系统掌握了智能芯片及其基础核心技术的企业之一。 十二、芯来科技：RISC-V处理器IP厂商 芯来科技是中国大陆首家专业RISC-V处理器内核IP和解决方案公司，是本土RISC-V生态引领者，携手合作伙伴发布了全球首颗基于RISC-V内核的量产通用MCU产品，目前已经全面推向市场。自研推出的RISC-V处理器IP已授权多家知名芯片公司进行量产，实测结果达到业界一流指标。 芯来科技目前是RISC-V基金会银级会员，中国RISC-V产业联盟(CRVIC)发起单位和副理事长单位，以及中国开放指令集生态(RISC-V)联盟(CRVA)会员单位。 目前，芯来科技的多个系列的处理器核心产品与解决方案已经实现客户导入和量产，过百家国内外客户进行了授权和使用，与兆易创新在2019年共同推出全球首发的RISC-V架构的通用MCU，推出了搭载Linux操作系统的应用级处理器UX600内核，完成了自有软件体系搭建，引入了国际国内多个重量级合作伙伴，并通过升级版“一分钱计划”持续降低RISC-V应用门槛，通过“RVMCU网站”打造RISC-V交流社区，通过“大学计划”助力RISC-V教育生态发展。 近期，芯来科技完成了新一轮的战略融资，领投的是小米长江产业基金，老股东蓝驰创投和新微资本继续追投。 此外，其他的国产IP厂商还包括华夏芯、华大九天、智原科技、创意电子、灿芯半导体、虹晶科技、世芯电子等。 表：其他国产IP供应商及其主要产品布局。 结语 总的来说，半导体IP行业市场增长潜力很大。随着技术的进步，IC设计难度、复杂度、成本，以及风险日益提升，行业专业化分工将更加明确，这将会带来半导体IP需求增长，预计2027年全球半导体IP市场空间较2018年增长120%至101亿美元，这其中包括中国在内的亚太地区增速为最高。

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  • RISC-V蓬勃发展，机遇与挑战并存

    RISC-V是一个基于精简指令集(RISC)原则的开源指令集架构(ISA)。凭借其开源、免费、模块化、可扩展等特点，RISC-V近几年获得了惊人的成长，包括高通、Google、英伟达、三星、西部数据等数百家企业均加入了RISC-V阵营。 据市场调研机构Semico Research预测，到2025年，采用RISC-V架构的芯片数量将增至624亿颗，2018年至2025年复合增长率高达146%。 一、RISC-V蓬勃发展 受益于特殊的市场环境，RISC-V在国内受欢迎的程度更甚，无论是华为、汇顶、平头哥、全志科技、兆易创新等国内老牌半导体企业，还是格兰仕、核芯互联、睿思芯科、芯来科技等初创企业均对RISC-V芯片构架寄予厚望。 中国工程院院士倪光南也认为，未来芯片发展，在芯片架构方面也应当不受制于人，发展RISC-V开源芯片架构是一个机会，我们希望把RISC-V支持成为未来世界三大体系之一，尤其希望RISC-V能成为中国有足够话语权的体系架构。 倪光南指出，RISC-V完全开源免费，也非常适合中国超大规模的市场需求。中国有世界上最多的芯片设计企业，中国的CPU应用数量也是世界上最大的。 不过，虽然参与企业众多，市场推力也足够大，但RISC-V还存在着许多挑战。 笔者从多名业内人士处了解到，RISC-V作为一个新的指令集，在早期阶段面临的最大挑战是其生态环境不够完整，需要更多厂商参与生态的建设，包括工具链、编译器等，软件生态环境、成熟性和丰富性还需要一定时间去发展。 值得一提的是，业内人士也表示，某些特定的边缘应用领域对生态环境的依赖性并不高，RISC-V的发展就会更好一些。 另一方面，RISC-V并非是第一个采用开源模式的指令集架构，而开源环境中还可能出现碎片化的风险。 倪光南也强调，因为RISC-V采用开源BSD许可证，在这个许可证下，所作的改进容许不开放，这样虽然有利于产业化，但也有可能出现“碎片化”问题。如果发展出许多芯片以后，每家都把自己的改进保密起来，不予开放，那么若干时间以后，有可能市场上的RISC-V芯片互相都不兼容，这个架构事实上就没有意义了，不可能持续发展了。 业内人士认为，在RISC-V整个发展的节奏里，国际协作非常重要，非常关键，没有国际协作，RISC-V只在国内发展不起来，这点已经从无数开源的项目中得到证实。 二、是机会也是挑战 2018年后，国内RISC-V企业大量出现，其中大部分芯片企业采用Arm、RISC-V等不同的架构进行混合开发，仅少部分企业(主要为初创企业)专注研发RISC-V架构的芯片。 据了解，尽管市面上已经有较多的公司和产品，但普遍处于项目研发、产品推广阶段或与客户合作开发阶段，正在走到商用的RISC-V架构芯片并不多，出货量就更少了。 多名业内人士表示，目前RISC-V整个生态环境并不成熟，虽然应用端的使用意愿较高，但普遍处于观望状态。相对而言，Arm架构的芯片已经经过长期的客户验证，是非常成熟的产品，对于客户来说不存在可靠性的问题，公司目前的出货也以Arm核的芯片为主。 在此情况下，多数半导体企业目前的研发资源也主要集中在Arm内核的芯片产品之中。 “RISC-V的愿景是未来各种灵活而低价处理器芯片的基础，在低功耗方面可以做得很好。同时，相对于Arm和X86而言，RISC-V的优点是历史包袱比较小，开源免费，适合应用在全新领域。”某国内半导体企业高管直言称，公司已经有相关研究和探讨，但公司的研发资源有限，目前转向RISC-V并不现实，我们未来的产品可能会采用RISC-V的构架。 RISC-V处于早期发展阶段，也意味着市场潜力是无限的。业内人士指出，相对于整个市场来看，RISC-V目前的市场占有率很小，有足够大的空间给各个企业自由发展。 近期，英伟达宣布以400亿美元收购Arm，尽管英伟达和Arm都一再强调，Arm体系结构将继续维持开放许可模式和客户中立性，但从市场来看，客户却已经在寻找替代方案，RISC-V便是其中之一。

    半导体 芯片 risc-v架构

  • NVIDIA、超微、苹果订单爆发，台积电资本支出扩增

    作为全球最大的芯片代工厂，台积电在最近半年内备受关注。然而，台积电经历了今年疫情以及华为芯片禁令的危机后，运营表现依旧稳健，更是出乎意料的再次上调7nm与5nm产能。 尽管华为新禁令已于9月中旬生效，错失占营收比重14%的大客户，但是得益于第4季在超威、高通、联发科、赛灵思与中国多家芯片业者订单涌入，迅速填补缺口，台积电营收约可持平或略减，全年营收2成成长目标将可轻松达阵，超标机会不低。 台积电近期更已上调7纳米与5纳米月产能，以应对客户的强劲需求。其中，7纳米现已提前达到每月13万片产能，年底约将再增至14万片，而第2季量产的5纳米目前由每月5万片逐步提升，原定2021年上半8万~9万片月产能目标，近日已上调至10.5万片。 除了苹果旧机与iPhone 12系列拉货强劲外，最新发布的平板与年底登场的Mac系列Apple Silicon处理器订单规模亦优于预期，几乎包下全部5纳米产能，其他客户也都提前向台积电预订7/5纳米产能，比如接下来新品火力全开的联发科与超威、中国业者。 供应链表示，台积电7/5纳米产能供不应求，以订单能见度来看，至少一路满载至2021年中，这当中除了苹果大单，以及市占、出货不断拉升的超威7/5纳米CPU与GPU订单，中国芯片客户群下单规模也不断扩大中。 还有就是随着Sony PS5即将上市，所搭载的超威Zen 2架构半客制化CPU及RDNA 2架构的半客制化GPU皆采用台积电7纳米制程，由于未能抢得更多7纳米产能，因此大量出货时程落在2021年上半。 另也传出，NVIDIA先前所推出的年度大作RTX 30系列，采用代工折扣相当大的三星电子8纳米制程，但2021年则将转换至台积电7纳米制程，订单量不少。 NVIDIA转单原因除了是台积电7纳米报价已较亲民外，另则是先前已规划分散风险，以应对三星8纳米良率问题。NVIDIA 7纳米大单亦是台积电2021年7纳米产能利用率维持高档的重要客户之一。 近期设备供应链就传出，由于客户需求强劲，7月才二度上修资本支出，加速扩产脚步的台积电，预算近期已提前用完，但产能依旧满载，且排队争抢的客户仍不少，因此在15日法说会上大有机会三度上调资本支出，目前资本支出预算是160亿美元~170亿美元，应会再增加5%左右。 资本支出上修除了为了7/5纳米扩产外，还有就是进度略为落后的3纳米研发与建置。据了解，除了5纳米于2020年第2季量产，5纳米强化版也低调在第3季量产，整体5纳米订单能见度至少已至2021年底，而3纳米量产目标也释出，2022年下半单月产能跃升至5.5万片，较5纳米初期量产规模再扩增，2023年单月更可再飙上10万片。 台积电资本支出扩增，对供应链是好消息，只不过2020年业绩仍创新高的台积电，在近期与国内外供货商所进行的2021年全年订单与议价会议上，依旧大砍采购价，平均幅度10%~20%，仅如ASML等有不可取代技术与产品的业者可除外，因此高度仰赖台积电也是忧喜参半。

    半导体 NVIDIA 台积电 资本支出

  • ASML、德国、台积电等企业表态

    美在全球市场上占有重要的地位，如芯片技术，零部件产品设备等等。因为美在产业中占有极大的比例，实施部分垄断，制定规则，打压企业就是常见竞争的手段了。 1、纷纷表态 美随意定制规则，可是很多供应商企业却不干了，都反对美做出限制的行为。受到伤害的不只是国内企业，还有很多靠这家国内巨头发展的供应商，因为不能供货，经济遭受了不小的打击。 于是纷纷表态，直接或者间接地支持这家国内企业。 首先是ASML公司，ASML是全球第一的光刻机制造商，掌握了最高端的EUV光刻机生产技术。前段时间ASML表示，要加快在中国市场的布局，继续和国内的合作伙伴一起发展。 以ASML在行业内的地位，说的话自然是有分量的。 其次是德国，德国就国内企业在5G的问题上表态，说不会在5G基础建设中排除这家企业。这家企业不只是在芯片上有优势，在5G领域也是全球领先的，所以德国选择这家企业是很正常的事情。 最后是台积电，这家国内企业也是台积电的第二大客户，由于某些原因，自研的芯片不能生产了。而台积电表示，会和客户一起努力，客户成功了，台积电才有订单。虽然台积电没有明说，但这位客户很可能就是国内这家企业。 2、被无视? ASML、德国、台积电纷纷表态，情况看起来有些变化，原本一切都是按照美的设想去发展，只要动用国家的力量，中国这家企业一定坚持不下去。 不允许使用美技术给这家企业代工，不让含美技术的企业给他提供产品，包括在5G上，也百般阻挠。 然而ASML、德国、台积电各自发表了意见，对这家企业都是有利的，而且从表态上来看，美国似乎被无视了。 如果按照规则执行，这家国内企业发展空间是有限的，至少在芯片这部分，至今还没有找到解决的方案。 可是ASML，台积电并没有放弃，并且试图断绝来往，相反还在积极发声。甚至德国也不顾美的施压，坚决要支持这家国内企业的5G技术。 被无视了就说明不会一直牵着别人的鼻子走，这是一个好的迹象，以后还会有更多的企业国家站出来，敢于去发声，敢于去反对，或者敢于自研技术，去替代对方的产品。走自己的路，让别人无路可走。 3、总结 ASML要加快在中国市场的布局，投入更多的光刻机在中国。 ASML包含了美技术，因此就要明白一定不能因此产生依赖性，要学会把技术掌握在手中，增加自主话语权。

    半导体 美国 asml台积电

  • 吸取教训，华为海思开始转型

    余承东曾说，华为做芯片最大的教训，就是只做芯片设计。如果华为能多花一点心思就研究芯片制造，那在美国出台芯片禁令后，华为虽做不到游刃有余，但至少也不会手忙脚乱。 1、吸取教训，开始行动 芯片从材料到加工，最后做成商品，交到消费者的手中，看起来是消费者从商家手中购得一件商品，在芯片流向市场的背后，需要经历庞大且复杂的工序。 首先需要设计芯片，然后把设计好的芯片加工制造出来，最后封装测试芯片的性能。 大致上是这三个步骤，可是要凑成这三个步骤，没有几十年的沉淀，根本做不好。设计芯片需要EDA软件，ARM架构，制造芯片需要光刻机，蚀刻机等，封装测试还要先进成熟的技术。 整个的环节流程都不是一家企业能完成的，所以华为海思成立至今，都只是涉猎芯片设计这一块，把设计好的芯片交给代工厂。苹果、高通、联发科等国际巨头都是这么做的。 看似不会出差错，可关键就在于，代工厂使用的技术是别人的，而海思又没有制造能力。当有一天不能靠别人生产的时候，设计芯片相当于纸上谈兵。 只做设计是一次教训，要是投入一部分生产力量到芯片制造，也许不会是这个局面。对此华为海思吸取教训，开始行动，在海思招聘公众号上，海思公布了最新的招募计划。大致上可以分为五大类，分别是：软件类、系统类、硬件类、芯片类、研究类。 这些不同的类别中，几乎都是为了自研制造芯片而准备的，比如有芯片架构工程师，芯片测试系统工程师等等。 2、唯一的出路 总共41个工作岗位，薪酬肯定不会低，除此之外，最重要的是一个平台。招募的人才可以借助华为海思去积累更多的工作经验，将来到这类的岗位上，肯定也会是二把手。 要知道海思已经是国内领先的芯片公司，今年还跻身世界十大半导体公司，第一季度市场份额首次超越高通。如果不是在规则的束缚下，未来还会有更好的发展。从这次海思的行动来看，有外媒表示：这是要转型? 很显然，华为打算走IDM模式，包揽芯片设计，芯片制造和芯片封装测试，简单来说就是芯片从设计到落地，都自己完成。 从单纯的芯片设计转型到IDM模式，可能会面临不小的困难，但是这或许是唯一的出路。因为在没有选择的情况下，就只有转型这项选择了。华为大力扶持自主供应链，招募大量人才，把芯片重新摆在台面上，这一次一定行。 3、总结 华为从没有向困难低头过，再大的困难也必定能克服。华为说过，不会停止对海思的投资，如今开始行动，面向全球展开新一轮的招聘计划。 华为只做芯片设计是一次教训，但已经吸取了教训，剩下的就是宝贵的经验。 积累越多的经验，越有助于华为成功，未来的华为，会逐渐向三星、英特尔这样的巨头靠拢，实现真正的独立，真正做到任尔东西南北风，我自岿然不动。

    半导体 华为 转型 芯片

  • 被断芯后的华为，研发费用高达1316亿

    华为被断芯，主要是台积电代工的麒麟9000处理器芯片，美光和SK海力士的动态存储芯片还有就是LG和三星的面板芯片都成为了制约华为旗舰手机出货的关键部件。 这其中5nm工艺的处理器芯片最为关键。 华为在5G通讯实现弯道超车，之前老牌的通讯企业诺基亚和爱立信都曾是通讯行业的霸主地位。 而华为这匹黑马的出现让之前的领先者成为了追赶者。面对美国单方面的阻挠很多的国家也是拒绝华为5G的商用，像是英国、澳大利亚都纷纷选择站队。核心技术在手的华为却是静观其变，相信意大利这次对华为剖析之后有更多的商用订单接踵而来。 在手机业务领域中华为面临着“无芯可用”，在2021年的出货量上我们看到只有5000万台，还不到今年2季度的数量。 业内分析师认为华为最坏的打算就是退出手机市场，像苹果公司一样，华为也是一个软件开发公司，至于制造芯片同样选择了代工企业台积电。 像是自己旗下的海思芯片也只有设计能力，真正为华为提供芯片制造的企业大部分都是华为旗下的投资公司参与投资或者入股。 这样的方式既灵活又降低了风险。华为芯片没有放弃，华为正式官宣今年研发费用高达1316亿!可以说出手就是第一名。这样的信心来自于强大的研发能力和后方“国家队”的支持。 像是可以替代安卓的鸿蒙系统年底正式搭载手机亮相，HMS生态的建立对标谷歌未来收取30%的“安卓税”，一切都在向“自主研发”进军。 多年前的韩国投入了大量的人力、物力和财力就是走自主研发，三星、海力士、LG等等企业都是得益于自己的技术领先，日本的东芝、尼康也都是摆脱“美国技术”潜心研究走在世界前列。

    半导体 华为 芯片设计

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