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  • 未来智能可穿戴设备，手表或是终极形态

    智能手表或许是未来智能可穿戴设备的终极形态，人工智能公司出门问问推出新款全智能手表，TicWatch Pro 3。TicWatch Pro 3是全球首款搭载高通骁龙4100旗舰级全智能手表，并且其操作系统为Wear OS by Google。 智能手表行业经过数年时间发展，采访中李志飞表示，从2015年发布第一款AI软硬结合产品TicWatch开始笃定AI+可穿戴是未来的重要趋势之一。 由于屏幕小、不便于频繁手部操作，且具备足够的私密性、便携性，包括智能手表、智能耳机在内的AI可穿戴设备一直被看好作为语音交互的爆点场景，能够提供更随身、更私密、更清晰的人机语音交互体验。 据IDC最新数据显示，可穿戴设备将在2020年达到近4亿的出货量，目前全球最畅销的可穿戴设备类别是无线耳机等耳戴式设备。 尽管世界上大部分地区都受到新冠疫情的影响，但可穿戴设备出货量还是出现了上升，预计2020年将比2019年的出货量增加约6000万。 未来，李志飞称，随着eSIM一号多终端和未来5G商用等在内的新移动通讯技术普及，用户在AI可穿戴上使用独立通讯的成本显著降低。 AI可穿戴、特别是智能手表和智能耳机的“腕上+耳边”组合，将真正可能替代智能手机成为人们生活中最重要的联网终端之一。 除设备外，补充可穿戴设备的服务也是重要趋势。苹果公司近期宣布Fitness +，亚马逊新Halo和Fitbit的Fitbit Premium为用户提供健康和健身内容，同时整合了可穿戴设备中的数据。 国内市场中，今日华米科技也发布了Amazfit Pop，其旗舰级别健康功能是其主要特色——Amazfit Pop支持血氧饱和度检测，帮助用户及时测量血液中的氧气含量。 当用户从事长时间脑力工作或进行高强度户外运动时，可以第一时间通过 Amazfit Pop 上的血氧饱和度数值及时调整身体状态。 除可穿戴设备外，出门问问将以“AI智能硬件+AI车载+AI企业服务”三大落地场景的业务为主要发展方向，目前已实现AI语音交互在可穿戴、车载、家居、企业服务四大场景的落地。

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  • 可穿戴设备行业规模持续扩张

    1975年，可穿戴设备最早开始发展，其后产品发展经过了雏形发展阶段和蓬勃发展阶段。 从市场出货量来看，2019年全球可穿戴设备出货量达到3.4亿台，同比大幅上升。 从全球市场厂商出货量排名上看，苹果、华为和小米排名前三，2020年二季度市场份额分别为34.2%、12.6%和11.8%。 从中国市场厂商出货量排名上看，华为、小米和苹果位列前三，2020年二季度市场份额分别为29.2%、21.3%和19.1%。 从全球可穿戴设备产品结构来看，2018-2019年耳戴设备市场份额大幅上升，2019年占比达到50.7%;手环、手表类产品份额有所下滑，2019年占比分别为20.6%和27.5%。 1、全球可穿戴设备行业规模持续扩张，2019年出货量达3.4亿台 作为互联网和物联网深度融合的重要体现，智能可穿戴设备产品形式多样。随着居民收入水平的提高，人们对便携、智能的可穿戴设备的需求不断增加。 谷歌的智能眼镜，苹果的智能手表AppleWatch、AirPods以及小米智能手环等产品的推出，共同推动了可穿戴设备产业生态的建立与终端市场消费习惯的形成。 近年来，伴随着蓝牙5.0为代表的无线技术的快速发展、WTS耳机的智能降噪技术的进步、低功耗技术不断突破等，可穿戴设备的下游需求将持续增强。 IDC数据显示，2019年全球可穿戴设备出货量达到3.4亿台，同比大幅上升。这一增长受益于智能手表、智能手环、持续血糖监测系统(CGM)、助听器、耳机等产品形态和AR(增强现实)、VR(虚拟现实)和MR(介导现实)等时新技术的助力。 截止至2020年第二季度全球可穿戴设备市场增长了14.1%，出货量达到8620万台。疫情期间，消费者对音频类及健康追踪类可穿戴设备需求增加，是促使出货量增长的重要原因。 2、全球市场苹果排名第一，中国市场小米排名领先 从全球市场厂商排名上看，其中苹果以2940万台出货量位居第一，同比增长高达25.3%，市场占比为34.2%; 华为以1090万台出货量排名第二，同比增长58%，市场占比12.6%; 小米以1010万台出货量排名第三，同比增长13.5%，市场占比11.8%; 三星以710万台出货量排名第四，同比增长0.9%，市场占比8.3%; Fitbit以250万台出货量排名第五，是前五大厂商中唯一同比下滑的品牌，下滑幅度达29.2%，市场占比2.9%。 2019年全年中国可穿戴设备市场出货量9924万台，同比增长37.1%。从中国市场厂商排名上看，小米、华为和苹果位列前三。 小米手环4在2019年第四季度继续保持稳定且大规模的出货，而耳机类产品，尤其是真无线耳机获得了显著的同比增长。 华为保持高速增长，其中手表产品表现亮眼，尤其是华为GT 2扩张势头迅猛。苹果的耳机类产品在年末促销的刺激下，同比增长显著。 小天才成功从2G市场向4G市场转移，并在线上渠道拓展方面取得了积极有效的成果。 奇虎360在逐渐调整渠道政策，渠道策略逐渐向保守型调整，另外推出老人手表，准备探索老人健康市场。 3、耳机份额提升，手环、手表类产品份额下滑 从可穿戴设备产品结构来看，2018-2019年，耳戴设备市场份额大幅上升，2019年占比突破50%，达到50.7%;手环、手表类产品份额有所下滑，2019年占比分别为20.6%和27.5%。

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  • 英伟达收购Arm引发华为等国企的强烈担忧

    有知情人士透露，中国几家最有影响力的科技公司一直在游说国家市场监管局，要么拒绝这笔交易，要么附加条件，以确保中国公司能够继续使用Arm的技术。包括华为技术有限公司在内的中国科技公司已向当地监管机构表达了对英伟达公司收购Arm的强烈担忧。 在此之前，今年9月，英伟达宣布拟400亿美元代价收购Arm案，后续进展仍备受关注。目前，该笔交易目前仍需得到中国、英国、欧盟以及美国监管机构的批准。 众所周知，英国Arm公司是全球领先的半导体知识产权(IP)提供商。全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用 Arm 架构，包括苹果、三星和高通都采用了Arm技术。在2016年，Arm被软银以243亿英镑收购。2020年4月，Arm又被母公司软银挂牌出售，并聘用高盛为其物色潜在买家。起初，包括苹果、高通、三星和英伟达都有收购Arm的意向，但最后谈判桌上的买家仅剩英伟达。据了解，华为一系列芯片产品，包括智能手机处理器麒麟、服务器芯片鲲鹏，以及AI芯片昇腾也都基于 Arm 架构设计的，若无法继续使用授权，这些芯片均无法生产。 报道称，这些中国科技公司担忧，若此次收购被予以通过，意味着Arm将处于美国的司法管辖之下，英伟达可能会强制Arm切断与中国客户的联系，而Arm将沦为美中两国争夺科技霸主地位的又一枚棋子，切无法保持中立性的Arm也可能会因此失去行业地位。 华为方面拒绝对此消息置评。英伟达方面则再提CEO黄仁勋早些时候的表态“有信心这笔交易将会通过审查。” 一、多家科技巨头提出反对 外媒报道指出，在英伟达正式宣布收购意愿后，包括英特尔、高通、特斯拉在内的多家硅谷科技企业反对。中国和欧盟的监管机构也可能会反对该收购案。据了解，包括苹果、博通、NXP、意法半导体、英特尔、高通与联发科等大厂都是Arm的授权客户，这些企业都视NVIDIA为竞争对手。 据了解，这些多家厂商正在商讨反对行动，预计会很快公布相关公告向美国和世界各国当局表达他们的担忧。值得一提的是，苹果也参与了此次讨论。不过，有消息指出，苹果之后可能会退出这一反对收购阵营，并另行与英伟达和 Arm 单独达成协议。 另外，包括Arm股东、政界人士和行业专家都在持续关注对此交易，提出对交易存在潜在的就业风险，还有可能威胁Arm在全球的地位。 二、英国：若潜在风险大，将采取行动 随着反对声浪越来越大，上周传出英国政府近日正审慎评估因英伟达收购芯片设计公司Arm后可能带来的影响，并存在叫停这起并购交易的可能。与此同时，英国商务部门也在权衡英伟达收购Arm的利弊。 英国一位发言人指出，“Arm是英国科技行业的重要组成部分，为英国经济做出了重大贡献。虽然收购主要是有关各方的商业事务，但政府会密切关注这些问题，当收购可能对英国产生重大影响时，我们将毫不犹豫地进行进一步调查并采取适当行动。” 与此同时，英国的前商务大臣Lord Peter Mandelson也呼吁英国政府阻止该项交易。他在近期接受媒体采访时表示，“这将直接威胁到我们在英国和欧洲的供应安全和主权，英伟达拥有所有权的同时就拥有了控制权，就可以决定Arm做什么或是供应谁。” 在中资控股Imagination风波后，今年6月，英国首相Boris Johnson敦促唐宁街制定法律，规定公司必须报告可能导致安全风险的收购企图，否则将受到刑事处罚。新法案要求，如果外资收购部分涉及超过25%的公司股权，或者涉及公司知识产权等资产，公司负责人就有义务向英政府报告。在该项法案实施后，如果有企业违反这一规定，将可能面临刑事处罚，其负责人可以被起诉乃至入狱。 据悉，Johnson还希望将学术合作和研究项目也纳入这些规则，有分析认为这反映了英国资金紧张的大学寻求与海外公司合作的担忧。 三、业者普遍看坏交易前景 事实上，今年8月，业内传出英伟达有意收购Arm的消息后，已经在半导体产业界引发热议，不同于黄仁勋认为的“双赢”结果，有业者结合国际贸易形势看坏对这一交易前景，认为收购案将面临重重障碍， ：“除了各国监管障碍外，不要忽略一个事实——英伟达恰好是Arm授权客户们的竞争对手，就这一点开说，答应的可能性能有几成?”当时，ASPENCORE旗下ESM姐妹媒体《EETimes》曾就收购中可能遇到的障碍做了深入分析(英伟达若重金买下ARM，会有好结果吗?)。 包括Arm的联合创始人Hermann Hauser同月也公开表态称“如果英伟达收购Arm，将会是一场灾难”，他表示，英伟达收购Arm的性质不同之前，软银本身并非芯片公司，Arm的中立性才得以保持。 “一旦这一交易达成，Arm将成为英伟达部门之一，所有决定将在美国做出，而不再在剑桥做出。”Hauser认为，当前交易已经威胁到了英国的技术未来，英国政府应该出面干预。而 Arm 客户也担心这笔交易将影响未来的竞争，导致ARM的新所有者获得不公平的优势。 该交易仍需得到中国、英国、欧盟和美国的批准，这一过程通常要求政府机构征求客户和竞争对手的意见，或对他们的意见持开放态度。英伟达和Arm表示，他们有信心通过该协议，但可能需要18个月的时间才能获得必要的批准。

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  • 苹果产品路线图显示，2021款iPhone 13或采用高通X60芯片

    当地时间周三，网络上公布的一段拆解视频显示，苹果iPhone 12采用了高通的骁龙X55(Snapdragon X55)5G调制解调器芯片。 据国外媒体报道，苹果的产品路线图显示，2021款iPhone很可能会采用高通骁龙X60调制解调器芯片。 2019年4月，苹果和高通达成和解，双方结束了长达两年的专利许可之争。当时，两大公司还签署了一项为期6年的可延期授权协议以及一项多年芯片组供应协议，这为苹果iPhone 12系列以及其他产品使用高通的5G调制解调器铺平了道路。 一名推特用户在一份和解文件中发现了苹果在未来产品中使用高通5G调制解调器的路线图。 和解文件的第71页显示，苹果计划在2021年6月1日至2022年5月31日期间推出搭载有骁龙X60调制解调器的新产品。同时，该公司还承诺在2022年6月1日至2024年5月31日期间推出的产品中使用尚未公布的X65和X70调制解调器。 高通是在2020年2月推出X60调制解调器芯片的，该芯片基于5nm工艺打造，可同时连接低于6GHz和毫米波频段的网络，以获得更可靠和更快的速度。与基于7nm工艺的X55相比，X60更小、更省电。这些都使得X60成为苹果下一代iPhone的极佳候选产品。 高通在2020年2月推出X60调制解调器芯片时表示，采用该芯片的5G智能手机将在2021年开始推出。这也印证了苹果产品路线图透露的信息，即苹果明年推出的iPhone新产品，应该会采用高通的X60调制解调器芯片。

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  • 小米首发80瓦无线秒充：19分钟充满

    小米手机昨日正式官宣，小米无线充电首次跨过80瓦大关，打破全球手机无线充电纪录。 据悉，4000mAh 的电池通过 小米80W 无线充电，8分钟即可充电一半，仅需 19 分钟就可以将电池充至 100%，相较于市面上其他厂商最高的40w无线充电，小米80W无线秒冲功率翻倍，再度刷新了手机无线充电的速度记录。 据小米集团副总裁、手机部总裁曾学忠透露，小米80W无线秒冲定制了更高效的无线充电架构和芯片，自主设计了复合式线圈系统，采用MTW多极耳快充电池，双6C串联电芯，配合多级递变电流调控以及MiFC快充等众多“加速”技术，以实现4000mAh电池8分钟即可充一半，19分钟就能充至100%。 为了解决无线充电当前发热和对电池健康的问题，小米在无线充电底座使用了高速静音风扇，充电快发热低，全程高功率充电。同时800次完整充放电后依旧能保持90%以上有效容量，不牺牲电池健康度。 在此之前，在小米10至尊纪念版上小米50W充电功率率先量产，成为小米10至尊纪念版的一大黑科技，如今仅隔两个月，小米80W无线秒冲再度刷新行业记录，据小米介绍，这也是小米无线充电团队今年第三次技术突破，再次刷新行业记录，并且遥遥领先。 一直以来，小米的无线充电技术始终业界领先，进入2020年小米无线充电实现大跨越，不到一年的时间，就先后打破全球无线充电记录，实现在无线充电领域遥遥领先地位。 未来，小米无线充电技术仍将持续迭代，让真正的充电无线化时代提前到来。 小米一直以来坚持做技术公司，死磕硬核技术的发展理念，在未来将会持续引领行业发展方向，促进行业进步。

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  • 未来的AI计算，将是CPU、GPU、IPU并行的时代

    AI的快速发展直接促进了CPU和GPU的发展，而AI应用专门的处理器是IPU，IPU将基于自身优势为世界的智能化进程增添不竭动力。 一、英伟达专注的GPU优势逐渐缩小 从专注图像渲染崛起的英伟达的GPU，走的也是相当于ASIC的技术路线，但随着游戏、视频渲染以及AI加速需要的出现，英伟达的GPU也在向着GPGPU的方向演进。 当硬件更多的需要与软件生态挂钩时，市场大多数参与者便会倒下。在竞争清理过后，GPU形成了如今的双寡头市场，并且步入相当成熟的阶段。 ASIC本身的成本、灵活性缺失，以及应用范围很窄的特点，都导致它无法采用最先进制程： 即便它们具备性能和能效优势，一旦无法采用最先进制程，则这一优势也将不再明显。 为保持其在GPU领域的寡头地位，使得英伟达必须一直保持先进的制程工艺，保持其通用性，但是要牺牲一定的效能优势。 相比于来自类GPU的竞争，英伟达不应该忽视Graphcore的IPU，特别是Graphcore一直都在强调其是为AI而生，面向的应用也是CPU、GPU不那么擅长的AI应用。 二、利用AI计算打侧面竞争战 不管CPU还是GPU都无法从根本上解决AI问题，因为AI是一个面向计算图的任务、与CPU的标量计算和GPU的矢量计算区别很大。 而另一边的IPU，则为AI计算提供了全新的技术架构，同时将训练和推理合二为一，兼具处理二者工作的能力。 作为标准的神经网络处理芯片，IPU可以支持多种神经网络模型，因其具备数以千计到数百万计的顶点数量，远远超过GPU的顶点规模，可以进行更高潜力的并行计算工作。 计算加上数据的突破可以让IPU在原生稀疏计算中展现出领先IPU 10-50倍的性能优势，到了数据稀疏以及动态稀疏时，IPU就有了比GPU越来越显著的优势。 此外，如果是在IPU更擅长的分组卷积内核中，组维度越少，IPU的性能优势越明显，总体而言，有4-100倍的吞吐量提升。 在5G网络切片和资源管理中需要用到的强化学习，用IPU训练吞吐量也能够提升最多13倍。 三、两种芯片势能英伟达与Graphcore的较量 Graphcore成立于2016年，是一家专注于机器智能、同时也代表着全新计算负载的芯片制造公司，其包括IPU在内的产品研发擅长大规模并行计算、稀疏的数据结构、低精度计算、数据参数复用以及静态图结构。 英伟达的潜在竞争对手Graphcore的第二代IPU在多个主流模型上的表现优于A100 GPU，两者将在超大规模数据中心正面竞争。 未来，IPU可能在一些新兴的AI应用中展现出更大的优势。 第二代IPU相比第一代IPU有两倍峰值算力的提升，在典型的CV还有NLP的模型中，第二代IPU相比第一代IPU则展现出了平均8倍的性能提升。 如果对比英伟达基于8个最新A100 GPU的DGX-A100，Graphcore 8个M2000组成的系统的FP32算力是DGX-A100的12倍，AI计算是3倍，AI存储是10倍。 四、AI计算未来有三种计算平台 第一种平台是CPU，它还会持续存在，因为一些业务在CPU上的表现依然不错; 第二种平台是GPU，它还会持续发展，会有适合GPU的应用场景。 第三种平台是就是Graphcore的IPU。 IPU旨在帮助创新者在AI应用上实现新的突破，帮助用户应对当前在CPU、GPU上表现不太好的任务或者阻碍大家创新的场景。”卢涛副总指出。 目前GPU在全球已是大规模的商用部署，其次是Google的TPU通过内部应用及TensorFlow的生态占第二大规模，IPU处于第三，是量产的、部署的平台。 与此同时，Graphcore也在中国积极组建其创新社区。Graphcore已在微信、知乎、微博和GitHub开通了官方频道，旨在与开发者、创新者、研究者更好地交流和互动。 关于未来的AI计算领域，未来会是 “CPU、GPU、IPU并行” 的时代，GPU或部分CPU专注于业务场景的实现和落地，而IPU专为AI创新者带来更多突破。 五、构建生态链条IPU仍在路上 IPU想要在AI计算中拥有挑战GPU地位的资格，除了在性能和价格上面证明自己的优势之外，还需要在为机器学习框架提供的软件栈上提供更多选择，获得主流AI算法厂商的支持。 在标准生态、操作系统上也需要有广泛的支持，对于开发者有更方便的开发工具和社区内容的支持，才能从实际应用中壮大IPU的开发生态。 一个AI芯片从产出到大规模应用必须要经过一系列的中间环节，包括像上面提到的支持主流算法框架的软件库、工具链、用户生态等等，打通这样一条链条都会面临一个巨大挑战。 目前申请使用Graphcore IPU开发者云的主要是商业用户和高校，个人研究者比较少。IPU开发者云支持当前一些最先进和最复杂的AI算法模型的训练和推理。 和本世纪初的GPU市场一样，在AI芯片市场步入弱编程阶段，如今百家争鸣的局面预计也将很快结束，市场在一轮厮杀后会剩下为数不多的参与者做最终对决。 现在要看的是在发展初期的逐一击破阶段，Graphcore是否真有定义并主控第三类芯片的魄力了。 不过从创新的架构到芯片再到成为革命性的产品，Graphcore从芯片到落地之间的距离，需要易用的软件和丰富的工具来支持，特别是对软件生态依赖程度比较到的云端芯片市场。 IPU不是GPU，既是挑战也是机会。IPU不是GPU的替代品或者类似品，所以不能拿GPU的逻辑来套用IPU的逻辑。 近两年，基于AI 芯片研发的各种产品的井喷，预计未来IPU在各类AI应用中将具有更大的优势。

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  • SK海力士将以600亿元收购Intel闪存业务

    10月20日，SK海力士在官网宣布将收购英特尔NAND闪存及存储业务的消息，并且两家公司已经签署了相关的协议。 从SK海力士在官网公布的消息来看，两家公司签署的NAND闪存及存储业务收购协议，包括NAND固态硬盘业务、NAND闪存和晶圆业务、英特尔在大连的NAND闪存制造工厂。 在这一收购交易中，SK海力士将向英特尔支付90亿美元，外媒在报道中称收购交易将以全现金的方式进行。 将NAND闪存及存储业务出售给SK海力士之后，英特尔仍将保留他们的傲腾这一业务，傲腾拥有英特尔先进的存储技术，NAND闪存及存储业务出售之后，英特尔在存储方面就将专注于傲腾这一业务。 外媒在报道中表示，通过收购英特尔的NAND闪存及存储业务，SK海力士就将超过日本的Kioxia，成为仅次于三星的全球第二大NAND闪存制造商，并会缩小与三星的差距。 不过，从SK海力士官网所公布的消息来看，他们收购英特尔NAND闪存及存储业务的交易，还需要得到相关部门的批准，预计能在2021年年底获得批准。 但在得到相关部门的批准之后，收购也需要数年才能完成。在收购交易获批之后，SK海力士将支付70亿美元，收购英特尔的NAND固态硬盘业务，包括NAND固态硬盘相关的知识产权、员工及在大连的工厂。 依照官方资料，大连工厂是Intel在中国唯一的制造工厂。收购英特尔设计和制造NAND晶圆相关的知识产权、研发人员等，预计会在2025年3月进行，最终收购完成时，将再支付20亿美元。

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  • 三星斥资千亿改进8英寸晶圆厂，并导入自动化运输设备

    在半导体产业链中，上游晶体代工持续涨价。为提高生产效率，满足市场需求，解决8英寸晶圆供不应求问题，三星考虑针对旗下的8英寸晶圆厂进行自动化投资。 已部分导入自动化运输设备 目前，三星旗下的12英寸晶圆产线为全自动化生产，意即在无尘室中借助架设在高处的运输系统移动晶圆盒。不过，8英寸晶圆的晶圆盒仍然由工作人员用搬运车运送。不仅是三星，其他晶圆代工企业亦是如此。 8英寸晶圆代工紧俏之际，三星考虑针对8英寸产线进行自动化投资，由人工运输改为机器运送。 据韩国科技媒体《TheElec》报导，三星已经在部分8英寸晶圆厂的产线测试自动化运输设备，且已获得员工的好评。 斥资超千亿?三星为何积极推动 产线的自动化升级能提高生产效率，却也有着不菲的成本。据三星估计，如果要在所有8英寸晶圆厂中导入自动化运输设备，可能需要斥资超1000亿美元。 花费大笔资金改造老旧产线，能否产出与之匹配的效益?三星的这一投资计划也遭到了部分员工的质疑。不过，考虑到8英寸晶圆业务占据公司较高比例的营收，三星仍在积极推进这一行动。 物联网和汽车零部件对8英寸晶圆代工的需求越来越大，是三星积极推进产线改造的重要动力。此外，CMOS 图像感测器供不应求的情况也迫使三星积极提高产能。 目前，三星的8英寸晶圆产线大多用来生产eFlash、PMIC、面板驱动器 IC、CMOS 影像感测器、指纹辨识 IC，以及微控制器等。 针对8英寸晶圆紧缺的问题，龙头企业台积电于近日作出回应。台积电总裁魏哲家表示：此时刻将不会对客户进行涨价。

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  • 晶圆代工产能吃紧，IC设计厂商调涨10-15%

    因8英寸晶圆代工产能吃紧、报价一路扬升，且中芯国际继华为后也遭美国制裁引起连锁反应。据台媒报道，半导体涨价风已从晶圆代工吹向上游IC设计，知名触控IC厂敦泰与面板驱动IC龙头联咏相继调涨，涨幅高达10-15%，打响十月芯片涨价第一枪。 一、晶圆代工涨价风吹到IC设计，联咏调涨10-15% 报道称，此次涨价的原因，是由于晶圆代工涨价垫高IC设计厂生产成本，尤其主力在8英寸晶圆厂投片的联咏、敦泰等面板驱动IC厂感受最深。 “一般来说，先进制程在量产一段时间后，将随着生产数量和良率提升后会使成本下降，芯片价格也会跟着下降。像今年这种情况少见。”有业者分析，考虑到今年开年因为防疫需要停工停产时间较长，代工大厂产能无法满足市场需求，且居家办公又刺激个人PC需求大增，带动面板驱动IC需求大涨;再加上“华为在禁令生效前大举拉货，然后中芯也被禁，引发市场恐慌情绪，大厂到处协商产能。在今年的(多重因素叠加)形势下，晶圆代工涨价，台厂跟进TDDI涨价也不算太稀奇。”该业者指出，此次联咏、敦泰等IC设计厂商调涨芯片价格在业界少有。 报道称，面对晶圆代工涨价，终端需求又大幅增加，联咏证实已经成功涨价，调价幅度10~15%，具体涨幅依不同客户而定。联咏强调，随着晶圆代工价格调升，加上目前该公司需求还不错，会跟客户商量一同争取更多代工产能“当然这就需要付出代价*(*这里指芯片单价)”。 据悉，联咏受惠终端需求火热，第2季毛利率33.48%，税后纯益新台币25.57亿元(约人民币6亿元)，毛利率及获利均创新高;第2、3季营收连两季超出财测高标;前3季营收约新台币575亿元(约人民币134亿元)，年增20.2%。联咏方面看好第3季获利可望再创新高，在涨价与客户需求强劲下，全年纯益也将改写新高。 另一家传出成功涨价的厂商是敦泰，为知名触控IC厂商，年出货量超过2亿颗，拥有显示驱动芯片技术，其合作的晶圆代工业者包括台积电、联电与力积电等。敦泰指出，有些晶圆代工厂的制程在下半年陆续涨价，会将这部分的成本反映给客户，其中有一小部分已经开始反映。 联咏、敦泰涨价之际，也有其他IC设计公司酝酿涨价，例如知名笔电触控板和TDDI大厂义隆(ELAN MICROELE)就表示，正评估调升该公司IC报价，以反映成本，该公司的策略是希望在产能尽量满足需求的情况下，在价格方面也跟代工厂配合。 据知情人士介绍，除了晶圆代工产能满载，连封测产能也吃紧，在代工涨价又供不应求的情况下，预计供应链厂商将优先供货给能一起吸收上涨成本的客户。“这个时候抢到产能的，基本上都是有规模，只考虑满足需求的大厂，所以加价大都能接受。像财力不够或者担心库存水位的基本不会参与，只是询问或者观望。” 二、中芯遭制裁加重代工吃紧情况 本月早些时候，国际电子商情就曾报道，在中芯国际证实遭美制裁后，再次加重了代工市场产能吃紧情况，供应链传出涨价信号。据了解，最先传出涨价的晶圆代工厂商，包括联电、世界先进及茂矽。其中，仅茂矽9月表态“产能也已满载，将优先接下IC需求订单，不排除与客户协商调涨代工价格的可能。” 联电方面表示，仅强调会在追求获利与客户长期合作关系之间寻求平衡点，并称产能利用率平均达到95%以上。 而世界先进董事长方略也没有就代工价格议题做出回应，仅表示“有听说业界传出这一话题，”并称“价格调整要考量与客户的长期合作关系及产能资源。当客户下单，配合为其扩产是义务。” 更早之前传出涨价传闻的台积电在第三季度线上财报会议上否认了涨价传闻。“(我们)与客户是合作伙伴关系，不会(在这个时候)乘机涨价。”台积电魏哲家说。 据研调机构的统计，中芯国际8英寸产能占全球8英寸晶圆代工产能约10%，虽然目前其8英寸厂短期内运营未受影响，但不排除后续接单受影响的可能。 此前，由于担心中美贸易战的潜在风险，中芯国际的大客户高通传出已与台积电、台联电等代工厂就转单事宜有过洽商，希望通过“搭线”多争取一些8英寸产能，做好应对准备。不过，这一传言尚未得到关联方证实。 有业者认为，9月业内不时传出“急单涨价”的消息是让高通“主动出击”的原因之一。由于其电源管理芯片(PMIC) 近6成交由中芯国际代工，再加上华为在禁令生效之前大幅向各家供应商拉货，导致8英寸产能紧缺，继而引发其国内“友商”小米、OPPO、vivo加大备料力道，再次加重产能吃紧情况。 市场认为，中芯国际前两大客户博通、高通，为确保产品供货稳定，势必将订单转移至其他晶圆厂，而联电因与中芯国际制程相近，可望成为最大受惠者。 不过，联电近期产能已被抢光，若博通、高通决定转向联电投片，原先供应吃紧状况将更加剧，IC设计业者为抢产能势必加价，皆有助联电代工价格进一步上涨，推升获利表现。 三、传产能能见度排到明年第二季 台媒报道指出，由于晶圆代工产能吃紧，短期内仍难缓解，明年恐仍供需失衡。台媒最新报道指出，由于国际贸易形势变数犹存，IC设计业者透露，既有客户的下单策略也发生了调整：不同于以往“急单要货”的方式，既有客户也考虑晶圆代工产能吃紧情况提前下长单以确保后续供给，目前订单能见度至明年3、4月。 “以往交期大约两个月，现阶段则需要四个月左右，但即使交期延迟，总归比交不出货的情况来得好。”IC设计业者指出，目前晶圆代工产能吃紧，交期也较为延长，尤其8英寸代工产能扩张不易，还有中芯遭美方制裁干扰，供需失衡情况可能会持续到明年上半年。 四、业者观点 一名IC设计业高管表示，现在晶圆代工厂就是谈好明年会给的基本额度，目前拿到的额度虽然比今年多，但预计明年业绩成长幅度可能达不到预期。“(产能吃紧)其实也不是真的没有解决的办法，和买票一个样，一是守株待兔，耐心的等有同业耐不住性子弃单，幸运的话就能把释出的代工额度抢下来。我们今年就一直和代工厂保持紧密联系，一有同业弃单就去碰运气，就靠这个笨办法大概多拿下三到四成代工产能。” “第二个代价可能会高一些，但相对容易实现，就是把需求分散到多家晶圆代工厂进行代工，行业周知，订单分散意味着分到各个厂的数量减少同时单价也将提高，但现在是特殊情况也就特殊处理了。不过在用这个办法之前，最好先看看各个厂的代工质量如何。” 一名行业人士表示，受到美中贸易战和全球性新冠疫情的影响，现阶段客户端确实有重复下单的现象，预计若全球疫情逐渐平复后，供需失衡的情况可能会缓和大半。“另一方面，美中争端部分变数大，事实上在中芯证实被制裁之后，业界猜测更多，都在猜测美方下一个目标是谁。现在有一些公司已经开始在内部评估供应商后续是否可能受到制裁，并商讨后续应对之策。” 他表示，被视为反制美方无理打压中国企业正常经营发展权利的反制措施，我国《出口管制法》已经在周六全国人大代表常委会会议上三省决议通过。“预计生效后，形式也会缓和许多。” 据悉，《出口管制法》共五章49条，从管制政策、出口管制范围和清单、临时和全面管制，出口经营资格和出口许可制度，最终用户和最终用途管理，域外适用和对等采取措施等内容，于2020年12月1日起正式施行。

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  • 分析师：三星虽能从台积电手中夺走部分市占率，但过程十分困难

    据台媒报道，三星电子如今正在积极投资扩大代工业务，表示要在2030年前超越台积电成为代工业的领头羊。分析师认为，三星目标虽然在短期内无法实现，但是有望从台积电手中夺得部分市占率。 Objective Analysis分析师Jim Handy表示，三星电子就像是一台缓慢移动的压路机，每个人都确切的去向，唯一的选择就是让路。 如今，这台压路机的目标是台积电，预计三星将能从台积电手中夺走部分市占率，但是过程将会十分困难，并需要砸下大量投资。 目前，三星电子在晶圆代工业务市场中排名第二，仍落后于台积电。 根据市场研究机构 TrendForce的数据，预计今年第三季三星在全球晶圆代工市场中市占率为17.4%，而位列第一的台积电市占率则预期为53.9%。 Jim Handy坦言，三星很难在短时间内赶上台积电。 他表示，台积电是一家运营十分出色的公司，先进工艺制程技术获利良好，足以与任何通过旧工艺制程生产的企业竞争，同时还有足够的资金来投资未来技术。 不过，Jim Handy也表示，三星资金筹集方面具有相对优势，因为该公司是一家企业集团，能够通过其他业务部门的获利来进行投资，像是智能手机和内存芯片部门，意味着三星的资本支出有望高于台积电，三星也将借此来夺取台积电的市占。 至于何时能实现目标，Handy 认为，主要将取决于三星要投下多少资金。

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  • 国产IGBT的机遇与风险

    随着全球制造业向中国的转移，我国功率半导体市场占世界市场的50%以上，是全球最大的IGBT市场。但IGBT产品严重依赖进口，在中高端领域更是90%以上的IGBT器件依赖进口，IGBT国产化需求已是刻不容缓。 一、技术差距缩小+成本优势凸显成趋势 从全产业链看，IGBT的前期资本开支大，中期制造良品率重要，后面市场开拓需要培育，壁垒极高。 量产经验与装车量方面，英飞凌等海外巨头量产经验丰富，国内市场比亚迪凭借自身品牌电动车稳定应用场景具备独有优势。 自第六代技术以后，各大厂商开始将精力转移到IGBT封装上。在IGBT封装材料方面，日本在全球遥遥领先，德国和美国处于跟随态势，我国的材料科学则相对落后。 伴随国内企业8寸晶圆产线先后投产，良率逐步提升，国产IGBT有望较此前采购英飞凌等巨头晶圆价格大幅下降。 二、国内企业在IGBT布局进入加速模式 国内厂商发展具有自身优势，从需求端讲，中国功率半导体需求量世界第一;从供给端讲，自主可控是发展趋势。 今年4月底，比亚迪IGBT项目已在长沙开工建设，该项目建成后可年产25万片8英寸新能源汽车电子芯，可满足年装车50万辆的产能需求。 此外，其他厂商也在加快IGBT的产能建设，斯达半导新能源汽车用IGBT模块扩产项目投产后可年产120万个新能源汽车用IGBT模块。 中车时代电气已完成第一条投资10亿元的IGBT生产线产能释放，第二条投资35亿元的生产线预计2020年底开始试生产，产值可达40-50亿元。 华虹半导体7月31日宣布，其8+12英寸大功率半导体产线将全面发力，积极承接IGBT代工业务。 赛晶电力电子一期产能将于2021年初建成投产，计划不晚于2024年形成200万件IGBT模块产能。 华润微发布的2020年半年度报告显示，公司目前在研项目共13项，其中包括IGBT产品设计及工艺技术研发。 三、IGBT技术与壁垒成攻坚难点 IGBT制造难度大，具有极高的技术壁垒，中国功率半导体市场约占世界市场份额50%，但是中高端的MOSFET、IGBT主流器件市场基本被欧美、日本企业垄断。 国内IGBT技术(芯片设计、晶圆制造、模块封装)目前均处于起步阶段。国内IGBT企业在研发与制造工艺上与世界先进水平差距较大。 因此，行业内的后来者往往需要经历一段较长的技术摸索和积累，才能和业内已经占据技术优势的企业相抗衡。 高铁、智能电网、新能源与高压变频器等领域所采用的IGBT模块规格在6500V以上，技术壁垒较强; 而IGBT技术集成度高的特点又导致了较高的市场集中度，因此英飞凌、三菱和富士电机等国际厂商占有天然的市场优势，这让国内厂商的发展再失一个机会。 加上IGBT行业存在技术门槛较高、人才匮乏、市场开拓难度大、资金投入较大等困难，国内企业在产业化的进程中始终进展缓慢。 IGBT模块是下游产品中的关键部件，其性能表现、稳定性和可靠性对下游客户来说至关重要，因此认证周期较长，替换成本高。 因此，新进入本行业者即使研发生产出IGBT产品，也需要耗费较长时间才能赢得客户的认可。 四、国内产能无法实现供求平衡 但是相比于国内暴增的IGBT市场需求，国内IGBT市场的产量却无法与之实现供求平衡。 除了供需无法平衡，现有产量无法满足火热的市场需求以外，技术也是国产IGBT的另一大硬伤。 随着轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域的加速发展，国内IGBT需求迎来爆发，近几年国内IGBT市场规模呈加速增长趋势。 电动乘用车依据配置不同，IGBT单车价值量高达1000-5000元，2020年全球空间接近百亿元，伴随全球电动车产销快速增长，预计行业2025年空间有望达370亿，CAGR约+30%。 新能源汽车补贴退坡，电驱企业与主机厂面临降本压力，国产IGBT价格优势明显。 面对IGBT需求大增，行业内公司产能扩大及时：比亚迪开放车规级IGBT产品闭环供应链，建设长沙比亚迪IGBT4.0工厂，以满足公司外供IGBT的需求。 五、进口依赖短期难动摇 逆变器，变流器以及其它光伏、风电技术装置均离不开IGBT器件，近年来，虽然光伏发电、风力发电迈向国际前沿，产业链整体国产化，但其核心功率器件IGBT仍是依赖进口，依存度达90%。 尽管后来变流器开始国产化，但核心器件IGBT仍是以进口为主，以德国、日本居多。 对于风电行业来讲，国产IGBT发展需要一个培养期。不能等到国产产品成熟了，我们才开始使用它，否则不利于国产IGBT的成长。 IGBT作为电动化核心部件，进入壁垒高，目前国产化率低，供应长期被欧美日企业垄断。随着IGBT技术趋势成熟，国内企业快速发展，已经逐步批量应用于电动车，长期有望逐步实现国产替代。

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  • 可穿戴医疗保健产品的可靠性

    可穿戴医疗保健产品的应用已从运动跟踪扩展到血氧水平、血糖水平、体温等的持续监测。而超低功耗模拟人体传感器、数字微控制器以及创新电源和电池管理电路的开发等技术都在推动可穿戴设备的增长。 在临床环境中，可穿戴产品可以采集监测到几乎所有人体信号，且高精度低价格。 根据市场研究公司IHS的分析，2019年全球可穿戴产品的出货量超过2亿件，在六年的时间内翻了一番。 尽管如此，在可穿戴设备根植到更多人的日常生活中之前，仍必须解决与可靠性和准确性相关的许多问题。这些设备必须高度可靠，因为读数可能用于生活方式调整或作为疾病的预警信号。为此，设计的生物传感器必须能够克服恶劣环境、汗水、运动和环境光等因素带来的测量挑战。 优异的连接性 任何可穿戴设备的关键要求是连接性。无缝无线连接已成为当今可穿戴设备的必备项之一。无线传输允许将数据传输到更大的显示屏或远程数据收集设备。低功耗蓝牙(BLE)是适合这一用途的新兴标准。此外，近场通信(NFC)提供有限范围内的无线连接，非常适合短内容传输，例如配置信息和记录数据检索等。 例如，在开发一种产品(如新款健身手环)时，工程师需要考虑需要传输多少数据、传输的频繁度以及传输范围。如果需要传输的数据量达到兆字节，则设计人员可能会考虑使用传统蓝牙或Wi-Fi。 范围是另一个决定因素。BLE通常可以在30米视线范围内通信。此外，使用场景因素也有影响，例如设备是否与智能手机通信，以将数据转发到云以进行分析。 能够承受考验 许多可穿戴系统设计用于在运动和其他高强度活动中配戴。耐用性是相对的;救生设备与自行车运动员所配戴的运动监测设备的要求不同。 真实条件下的可靠性意味着能够应对电子设备通常不需要处于其中的环境。这些组件包括用于多参数监测的低功耗模拟前端(AFE)解决方案以及嵌入式模拟部件，例如运算放大器、电流感应放大器、滤波器、数据转换器等，所有这些都是将真实信号连接到数字系统所必需的。 特别是身体传感器的电输出幅度非常低，以毫伏和微伏计。这样，许多适用于可穿戴健康应用的传感器与单个晶片或封装内的放大和转换电路相结合，以输出更高电平的模拟信号或串行数字信号。 示例：处理闪烁问题 光电容积脉搏波(PPG)是一种简单且廉价的光学测量方法，通常用于心率监测和脉搏血氧(一种用于测量血液中氧气含量水平的测试)读数。PPG是一种非侵入性技术，在皮肤表面使用光源和光电探测器来测量血液循环的体积变化。 遗憾的是，光学传感器在使用中会也接收环境光。由于室内照明通常包含闪烁，可能会干扰PPG信号，因此尤其麻烦。根据全球地区差异，室内灯光可能会以50Hz或60Hz的基本频率闪烁。该频率接近于PPG信号的采样频率。如果不进行校正，环境闪烁会对每个样本产生不同的偏置。 图1：可穿戴PPG电路的主要任务是在节省功率的同时获得最大信噪比(SNR)(来源：美信) 为了抵消这些影响，目前高级的PPGIC采用了智能信号路径技术。算法也变得越来越复杂。因此，设计人员现在能够以各种形式使用PPG，包括耳塞、戒指、项链、头带和臂带、手环、手表和智能手机。 无论哪种形式，可穿戴传感器都必须能够可靠地运行，同时克服常见噪声和误差源的影响。PPG传感器的环境噪声通常分为两大类：光学噪声和生理噪声。 光学噪声是指传感器监测到的光路变化特性与所观察到的血液量光吸收无关。同样，生理变化可能会改变组织中的血流量和体积，从而改变PPG信号。 MaximMAX30112手腕型应用心率检测解决方案具有专为减弱各种50Hz/60Hz闪烁成分而设计的先进相关采样技术，可以减轻闪烁对PPG信号的破坏作用。它以1.8V主电源电压运行，并带有独立的3.1V至5.25VLED驱动器电源。该器件支持标准的I2C兼容接口，并通过其软件提供接近零待机电流的关机模式，从而使电源轨始终保持供电。 图2：MaximMAX30112.的简化框图(来源：美信) 节省时间的工具 可穿戴医疗设备是执行特定生物医学功能的自主、无创性系统。这些设备跟踪心跳、体温、血氧和心电(ECG)信号。传感器对某种物理输入做出反应，并通过生成信号(通常为电压或电流形式)进行回应。此信号经过整理与修正以使其更易于读取，以合理的速率采样，然后转换为处理器可读的信号。 要满足所有这些要求，构建可穿戴医疗保健产品可能既具有挑战又耗费时间。 幸运的是，诸如美信的HealthSensorPlatform2.0之类的工具为腕戴式可穿戴设备提供了监测心电信号、心率和体温的功能，从而可节省数月的开发时间。

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  • 第三代半导体碳化硅的国产化

    碳化硅(SiC)，与氮化镓(GaN)、金刚石、氧化锌(ZnO)等一起，属于第三代半导体。碳化硅等第三代半导体具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高、介电常数小等独特的性能。 因此第三代半导体材料制造的电力或电子元件，体积更小、传输速度更快、可靠性更高，耗能更低，最高可以降低50%以上的能量损失，积减小75%左右。特别重要的是，第三代半导体可以在更高的温度、电压和频率下工作。 因此，碳化硅等第三代半导体，在半导体照明光电器件、电力电子、射频微波器件、激光器和探测器件、太阳能电池和生物传感器等其他器件等方面展现出巨大的潜力。在军用方面，SiC主要用于大功率高频功率器件。 碳化硅半导体的生产步骤包括单晶生长、外延层生长以及器件/芯片制造，分别对应衬底、外延和器件/芯片。后文会围绕这三个方面，对碳化硅产业的国产化发展进行讨论。 对应碳化硅的衬底的2种类型，即导电型碳化硅衬底和半绝缘型碳化硅衬底。在导电型碳化硅衬底上，生长碳化硅外延层，可以制得碳化硅外延片，进一步制成功率器件，主要应用于新能源汽车等领域;在半绝缘型碳化硅衬底上，生长氮化镓外延层制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成微波射频器件，应用于5G通讯等领域。 一、碳化硅衬底 碳化硅衬底生产的国外核心企业，主要是美国CREE，美国 II-VI，和日本昭和电工，三者合计占据75%以上的市场。技术上，正在从 4 英寸衬底向 6 英寸过渡，8 英寸硅基衬底在研。 国内的生产商主要是天科合达、山东天岳、河北同光晶体、世纪金光、中电集团2所等。国内碳化硅衬底以3-4英寸为主，天科合达的4英寸衬底已达到世界先进水平。2019 国内主要企业导电型SiC衬底折合4英寸产能约为50万片/年，半绝缘SiC衬底折合4英寸产能约为寸产能约为20万片/年。其中，中电科2所于2018年在国内率先完成4英寸高纯半绝缘碳化硅单晶衬底材料的工程化，到2020年，其山西碳化硅材料产业基地已经实现SiC的4英寸晶片的大批量产。 国内6英寸衬底研发也已经陆续获得突破，进入初步工程化准备和小批量产的阶段： 2017年，山东天岳自主开发了全新的高纯半绝缘衬底材料，其4H导电型碳化硅衬底材料产品已经达到6英寸，还自主开发了6英寸N型(导电型)碳化硅衬底材料。 2018年，中电科2所也完成了6英寸高纯半绝缘碳化硅单晶衬底的研发。 同样在2018年，天科合达研制出6英寸碳化硅晶圆。此外，河北同光也在近年研发成功了6英寸碳化硅衬底。 2018年12月19日，三安集成宣布已完成了商业版本的6英寸碳化硅晶圆制造技术的全部工艺鉴定试验。并将其加入到代工服务组合中。 2020年07月19，三安光电在长沙的第三代半导体项目开工，主要用于研发、生产及销售6英寸SIC导电衬底、4吋半绝缘衬底、SIC二极管外延、SiC MOSFET外延、SIC二极管外延芯片、SiC MOSFET芯片、碳化硅器件封装二极管、碳化硅器件封装MOSFET。 2017年7月，中科节能与青岛莱西市、国宏中晶签订合作协议，投资建设碳化硅长晶生产线项目。该项目总投资10亿元，项目分两期建设，一期投资约5亿元，预计2019年6月建成投产，建成后可年产5万片4英寸N型(导电型)碳化硅晶体衬底片和5千片4英寸高纯度半绝缘型碳化硅晶体衬底片;二期投资约5亿元，建成后可年产5万片6英寸N型(导电型)碳化硅晶体衬底片和5千片4英寸高纯度半绝缘型碳化硅晶体衬底片。 从上述消息看，国内6英寸的半绝缘型和导电型衬底都已经有了技术基础，至少四家在未来几年可以启动工程化和大规模批产了，如果速度够快，将基本追平发达国家的商业化速度。 最让人关注的，是2020年10月6日发布的消息，山西烁科的碳化硅8英寸衬底片研发成功，即将进入工程化。今后，我国将形成4英寸为主体，6英寸为骨干，8英寸为后继的碳化硅衬底发展局面，将基本追平发达国家的技术研发速度。值得注意的是，山西烁科的第一大持股人是中电科半导体，持股63.75%，第四大持股人是中电科5所，持股9.54%。因此属于国家队的研发和产业化机构。 二、碳化硅外延片 碳化硅外延片生产的国外核心企业，主要以美国的Cree、 DowCorning、II-VI、日本的罗姆、三菱电机，德国的Infineon 等为主。其中，美国公司就占据全球70-80%的份额。技术上也在向6英寸为主的方向过渡。 国内碳化硅外延片的生产商，主要瀚天天成、东莞天域、国民技术子公司国民天成、世纪金光，以及国字号的中电科13所和55所。目前国内外延片也是以提供4英寸的产品为主，并开始提供6英寸外延片。2019 SiC外延片折算6英寸产能约为20万片/年。 这其中，最重要的是瀚天天成公司。该公司已经形成3英寸、4英寸以及6英寸的完整碳化硅半导体外延晶片生产线，并满足600V、1200V、1700V器件制作的需求。2014年5月29日，瀚天天成首批产业化的6英寸碳化硅外延晶片在厦门火炬高新区投产，并交付第一笔商业订单产品，成为国内首家提供的商业化6英寸碳化硅外延晶片。 东莞天域公司则在2012年就实现了年产超2万片3英寸、4英寸碳化硅外延晶片的产业化能力，目前也可提供6英寸碳化硅外延晶片。 国民技术在2017年8月15日发布公告，投资监理成都国民天成化合物半导体有限公司，建设和运营6英寸第二代和第三代半导体集成电路外延片项目，项目首期投资4.5亿元。 三、碳化硅器件 碳化硅器件生产的国外核心企业，是市占率18.5%的美国英飞凌Infineon，和以安森美领衔的第二梯队，包含意法半导体、三菱电机、东芝、威世半导体、富士电机、瑞萨科技、罗姆、赛米控等美日欧大型半导体IDM企业。国际上600-1700V SiC SBD、MOSFET 已经实现产业化，主流产品耐压水平在1200V以下。 随后是台系和陆系企业如，陆系如IDM企业杨杰电子、、苏州能讯高能半导体、株洲中车时代、中电科55所、中电科13所、泰科天润、世纪金光;Fabless有上海瞻芯、瑞能半导体，Foundry有三安光电;模组方面，的嘉兴斯达、河南森源、常州武进科华、中车时代电气，等等。 在器件的产线技术水平上，中车时代、世纪金光、全球能源互联网研究院、中电55所的6英寸SiC功率器件线已经启动，国内已有四条6英寸SiC中试线相继投入使用。其中，中车时代6寸SiC SBD、PiN、MOSFET等器件的研发与制造，都做得有声有色。 2016年12月，芯光润泽第三代半导体碳化硅功率模块产业化项目正式开工建设。2018年9月，芯光润泽的国内首条碳化硅 IPM器件产线厦门正式投产 深圳基本依靠独有的3D SiCTM技术，基本半导体碳化硅功率器件性能达到国际先进水平，可广泛应用于新能源发电、新能源汽车、轨道交通和智能电网等领域。 扬杰科技的器件产品包括功率二极管、整流桥、肖特基二极管和MOSFET。其4英寸线已经扩产一倍，6英寸线产线2018年底满产。同时公司战略布局8寸线IGBT芯片和IPM模块业务等高利润产品，多产品线协同发展助力公司提升在功率器件市场份额。 2018年5月，上海瞻芯制造的第一片国产6英寸碳化硅MOSFET器件晶圆面世。晶圆级测试结果表明，各项电学参数达到预期。(注：日前他们正式发布了) 在碳化硅器件的技术水平上，国内企业相对集中于基础二极管及中低压器件等低端领域，在对器件性能、可靠性要求较高的高端产品市场渗透率相对较低。 高压器件方面的国产化，最近也开始出现一些好消息。 比如：泰科天润的碳化硅肖特基二极管、碳化硅MOSFET和碳化硅模块等，其中600V/5A-50A、1200V/5A-50A和1700V/10A等系列的碳化硅肖特基二极管产品已投入批量生产。此外，泰科天润已建成国内第一条碳化硅器件生产线，SBD产品覆盖600V-3300V的电压范围。也是高压产品的可喜突破。 另外，2020年华润微也向市场发布了其第一代SiC工业级肖特基二极管(1200V、650V)系列产品，算是我国在高压器件国产化方面的一个示例。 最后补充一点。上面是三个方面分别介绍的。实际上，国内能从衬底-外延片和器件三个方面做全流程布局的企业，以三安光电和世纪金光这两家为代表。当然，如果将国字号的所有院所企业合起来，也可以算是第三家全流程布局的企业。 四、碳化硅生产设备 与二代半导体类似，我国碳化硅生产设备也大量来自进口美欧日的产品。比如，外延片生产国内第一的瀚天天成公司，碳化硅外延晶片生长炉和各种进口高端检测设备都是引进德国Aixtron公司的，外延生长技术已达到国际先进水平的东莞天域公司，其核心的四台SiC-CVD及配套检测设备也都是进口产品。 碳化硅的设备国产化在这两年也有一些进展。 比如用于衬底生产的单晶生长设备——硅长晶炉：2019年11月26日，露笑科技与中科钢研、国宏中宇签署合作协议，依托中科钢研及国宏中宇在碳化硅晶体材料生长工艺技术方面已经取得的与持续产出的研发成果，结合露笑科技的真空晶体生长设备设计技术及丰富的装备制造技术与经验，共同研发适用于中科钢研工艺技术要求的4英寸、6英寸、8英寸乃至更大尺寸级别的碳化硅长晶设备，目前首批2台套升华法碳化硅长晶炉已经完成设备性能验收交付使用。 2020年2月28日，中国电科(山西)碳化硅材料产业基地在山西转型综合改革示范区正式投产，第一批设备正式启动。据报道，基地一期项目可容纳600台碳化硅单晶生长炉，项目建成后将具备年产10万片4-6英寸N型(导电型)碳化硅单晶晶片、5万片4-6英寸高纯半绝缘型碳化硅单晶晶片的生产能力。 再如碳化硅外延片生产设备——硅外延炉： 晶盛机电研发的6英寸碳化硅外延设备，兼容4寸和6寸碳化硅外延生长。在客户处4寸工艺验证通过，正在进行6寸工艺验证。该设备为单片式设备，沉积速度达到50um/min，厚度均匀性<1%，浓度均匀性<1.5%，应用于新能源汽车、电力电子、微波射频等领域。公司开发的碳化硅外延设备。更好的消息失，其研发的8英寸硅外延炉已通过部分客户产品性能测试，技术验证通过，具有外延层厚度均匀性和电阻率均匀性高的特点，各项技术指标达到进口设备同等水平，具备批量生产基础。 五、小结和展望 碳化硅领域，特别是碳化硅的高端(高压高功率场景)器件领域，基本上仍掌握在西方国家手里，SiC产业呈现美、日、欧三足鼎立的竞争格局，前五大厂商份额约90%。CREE、英飞凌和罗姆，呈现出寡头垄断式的市占率。 我国在碳化硅领域，过去一直呈现较大的救赎代差，落后国际水平5-8年左右。但是，从2018年之后的3年里，呈现出加速追赶的态势。 衬底方面，4家厂商研发成功6英寸产品并启动了工业化生产，8英寸衬底初步研发成功。与国外的差距缩小到半代，大概3-4年左右。 外延片方面，进展稍慢。6英寸产品出现在市场上，但8英寸产品的研发成功尚未见到公开报道。本土外延片的第一厂商瀚天天成公司，是与美国合资的，自主可控能力依然有一定的不确定性。 器件方面，特别是高压高频高功率器件方面，我们的差距仍然较大。1700伏以上的本土产品凤毛麟角，依然有很多路要赶。 设备方面：碳化硅生产的高端设备，基本掌握在欧美手中。国内核心设备正在加紧国产化。但检测设备与国内其他行业的同类产品一样，是非常大的短板。 第三代半导体的国产化比第二代半导体要稍微乐观一些： 首先，碳化硅和第三代半导体，从总体上来说，在技术上和市场上并未完全成熟。 从技术上说，大量工艺问题和材料问题仍然亟待业内解决。碳化硅晶片存在微管缺陷密度。外延片的生长速率较低，工艺效率低相比二代硅材料很低。掺杂工艺有特殊要求，工艺参数都还需要优化。碳化硅本身耐高温，但配套材料比如电极材料、焊料、外壳、绝缘材料的耐温程度还需要提高。 从商业化成本上来说，上游晶圆制造方面，厚度只有0.5毫米的碳化硅三代半导体6英寸晶圆，市场售价2000美元。而12吋的二代硅晶圆的平均单价在110美元。而下游器件市场上，碳化硅器件的市场价格，约为硅材料制造的5到6倍。业内普遍认为，碳化硅器件的价格只有不高于硅器件的2倍，才有可能具有真正的市场竞争优势。 因此，碳化硅和第三代半导体，在整个行业范围内仍然是在探索过程中发展，远未达到能够大规模替代第二代半导体的成熟产业地步，潜在市场的荒原依然巨大。 其次，我国是碳化硅最大的应用市场。 LED照明、高压电力传输、家电领域、5G通信、新能源汽车，这些碳化硅和其他三代半导体的核心应用场景，都以我国作为最大主场。 全球生产的碳化硅器件，50%左右就在我国消耗。有市场，有应用场景，就有技术创新的最大原动力和资本市场的投资机会。有最大工业制造业的规模，有国家产业政策的适度引导，碳化硅的产业发展就有成功的基础和追赶的希望。

    半导体 国产化 碳化硅 第三代半导体

  • 四种晶圆级封装技术

    几十年来，封装半导体集成电路的规范方式是单个单元从晶片中切割后再进行封装的工艺。然而，这种方法不被主要半导体制造商认可，主要是因为高制造成本以及今天的模块的射频成分在增加。 因此，晶圆级封装(WLP)的出现带来了低成本封装开发的范式转变。WLP是一种在切割晶圆封装器件之前的晶圆级封装技术。使用标准工具和工艺，WLP作为晶圆制造过程的扩展。最终，制造的WLPdie将在芯片表面上有金属化垫，并在切割晶圆之前在每个垫上沉积焊锡点。 这反过来又使WLP与传统的PCB组装工艺兼容，并允许对晶圆本身进行器件测试。因此，这是一个相对较低的成本和效率的工艺，特别是当晶圆尺寸增加而芯片die在收缩时。 晶圆的尺寸在过去几十年中一直在增加，从直径4、6、8英寸增加到12英寸。这导致每个晶圆die的数量增加，从而降低了制造成本。 在电气性能方面，WLP优于其他封装技术，从某种意义上说，一旦WLP器件集成在密集的RF模块中，它就会导致EM寄生耦合显著减少，因为器件和PCB之间的互连相对较短，而不像在某些类型的CSP技术中使用线键合互连。 WLP芯片倒装(flip-chip)技术 倒装(flip-chip)芯片技术也被称为控制塌陷芯片连接(C4，controlledcollapsechipconnection)，是IBM在20世纪60年代开发的芯片组装技术之一。 虽然基于导线键合的封装技术在硬件建成后为实验室调试提供了自由的电感能力方面更加灵活，而且还提供良好的热导特性，但使用倒装芯片封装技术使用焊锡凸起使基板和芯片之间的电气连接提供了相对尺寸减小、减少延迟以及在其输入和输出引脚方面实现更好地隔离。 图1说明了芯片die在基板上的基本结构，在芯片表面生长的Cu柱顶部有焊锡球。焊点通常由填充模化合物封装，为焊点提供机械支撑。 图1、倒装(flip-chip)芯片的基本结构示例 WLP芯片级封装 芯片级封装CSP(chipscalepackaging)是微电子和半导体工业中最常用的封装方法之一。 虽然有几种类型的CSP技术已经可供微芯片制造商使用，但新的类型继续出现，以满足对支持新功能和新的特定应用的产品的需求。这些包装要求可能因所需的可靠性水平、成本、附加功能和整体尺寸而不同。 顾名思义，CSP的封装尺寸与芯片die尺寸大致相同，这是其主要优点之一。通过采用WLP制造工艺，CSP正在不断发展，以实现最小可能的封装-die之间的尺寸比。 如图2所示，CSP在封装下的球栅阵列(BGA)风格允许有几个互连，同时简化PCB路由，提高PCB组装产量，降低制造成本。 图2、芯片级封装CSP(chipscalepackaging)的基本结构示例 其它的封装技术 还有几种其它的集成电路封装形式，允许无缝集成到应用定制的模块封装中。 四平封装(QFP，Quadflatpackage)是最早的表面贴装IC封装技术之一，其中封装的结构是由四个侧面组成的，具有扩展的互连引线，如图3(a)所示。 凸起的引线连接到封装框架上，在引线和芯片die金属之间形成一个金属-绝缘体-金属(MIM，metal-insulator-metal)型的电容，可以作为匹配元件。 该技术适用于毫米大小的IC，其中封装的外围引脚数量可以达到100多个引脚。这种类型的封装还存在几种衍生物，它们取决于所使用的材料，如陶瓷四扁封装(CQFP，ceramicquadflatpack)、薄四扁封装(TQFP，thinquadflatpack)、塑料四扁封装(PQFP，plasticquadflatpack)以及金属四扁封装(MQFP，metalquadflatpack)。 图3(b)所示的四平无引线(QFN，Quadflatnolead)是由平面铜引线框架和用作散热器的热传播垫的塑料封装形成的几种表面安装封装技术之一。键合线(Wirebonding)也可以用于互连，而且由于键合线不仅是导体，而且是电感，它们通常会影响在这项封装技术下器件的性能，除非它被视为整个设计的一部分。 虽然QFN是由四个侧面组成的互连，但双平面无引线(DFN)也已经出现，并组成互连平面引线的两侧。 图3、集成电路封装技术：(a)四平封装和(b)四平无引脚封装 然而，我们刚才讨论的所有封装技术都不适用于当代微电子SoP和SiP。 它们的使用在20世纪90年代超大规模集成电路革命期间蓬勃发展，随着更紧凑和更密集的晶圆级封装技术的出现而逐渐被淘汰。在过去几十年中，芯片和模块封装技术的发展主要是由引脚计数需求的增加所驱动的，并见证了功能、组件密度和集成水平的巨大提高。 图4显示了自1970年以来集成电路封装的演变，其中双内联封装(DIP，dualinlinepackages)开始在电子IC行业发挥作用，然后出现了更多引脚的IC，如QFP，甚至更高的引脚计数技术，如引脚网格阵列(PGA，pingridarray)以及倒装芯片球网格阵列(FCBGA，flip-chipballgridarray)等。

    半导体 晶圆 半导体封装 芯片倒装

  • 无锡“芯”项目将成为构造集成电路“芯”版图的新亮点

    10月17日，在无锡惠山经济开发区举行了第三代新型半导体产业推介大会。在推介大会上，有6个“芯”项目集中签约，总投资达138.5亿元;其中，固立得UV芯片项目总投资达100亿元，摩尔精英“两芯三云”创新服务平台项目总投资15亿元，半导体先进封装等项目总投资10亿元。 而这些新投资建设项目，将成为无锡构造集成电路“芯”版图的新亮点。集成电路是无锡的一张产业名片。早在上世纪80年代，无锡就被确定为国家微电子工业南方基地，全国第一块超大规模集成电路诞生在无锡。 目前，集聚了华虹半导体、华润微电子、SK海力士半导体、长电科技、宜兴中环等在内的200多家企业，涵盖集成电路设计、制造、封装测试、装备与材料等各领域，基本构造起了一张集成电路“芯”版图。 今年，随着我国以AI、5G等新兴数字化技术为基础的新基建项目的启动实施，无锡出台《关于进一步深化现代产业发展政策的意见》等一揽子产业激励政策，进一步加速布局2000亿的集成电路产业规模，致力打造成为国际国内顶尖的集成电路产业新高地、投资新热土、行业新地标。 无锡惠山经济开发区是长三角地区产业特色鲜明、 经济发展活跃、开放程度高、创新能力强的区域之一。尤其在发展新一代信息产业上，有着扎实的基础和完善的配套条件。 如何下好融合发展的“先手棋”，培育经济发展新动能? 无锡惠山区委常委、开发区管委会主任曹文彬说：“我区突破惯性思维，瞄准新一代信息技术，以惠山软件园为主要载体，搭建高端交流与合作平台，深度对接国内外资源，加大科技、人才、项目和资本引进力度，全力助推半导体产业往高精尖方向迭代，逐步完善集成电路产业链，差异化构筑惠山半导体产业发展新优势。” 摩尔精英董事长兼CEO张竞扬透露，“两芯三云”创新服务平台，将以“芯片设计云、供应链云、人才云”三大业务板块，打通人才、设计和制造供应链管理的各个关键环节，重点打造成为半导体产业链研发和供应链资源整合平台，有效提高芯片设计整体研发效率、缩短研发周期并降低成本和风险，为产业转型升级、创新发展提供新的动能。

    半导体 集成 无锡 芯项目

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