從eSummit2012看硅谷半導體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新力
智能化ADAS加速普及
安全性始終是汽車行業(yè)的熱點話題，隨著車輛主動安全需求不斷攀升，作為ABS（防抱死制動系統(tǒng)）和穩(wěn)定控制系統(tǒng)之后的第三大技術(shù)革新，高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS）正成為一種重要的市場新趨勢并在加速普及。與ADAS相關(guān)的主動安全與駕駛輔助技術(shù)，諸如視頻系統(tǒng)、防碰撞雷達、CMOS圖像傳感器、LCD投影系統(tǒng)、夜視增強系統(tǒng)、GPS位置感知及定位系統(tǒng)，以及碰撞傳感系統(tǒng)等也在不斷發(fā)展中。
本次峰會特別安排了一場圍繞ADAS發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的專題討論，參與嘉賓包括Altera汽車電子業(yè)務部總監(jiān)Brian Jentz，Broadcom汽車電子PHY產(chǎn)品資深行銷總監(jiān)Ali Abaye以及Cadence產(chǎn)品資深行銷總監(jiān)Frank Schirrmeister，主持人是Gartner半導體研究總監(jiān)Stephan Ohr。
專題討論探討ADAS發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。
“汽車電子安全系統(tǒng)的半導體市場規(guī)模將從2011年的37億美元增長到2016年的55億美元。”O(jiān)hr在開場白中援引Gartner調(diào)研數(shù)據(jù)指出：今后汽車中將集成越來越多的傳感器，以增強智能性。
目前，基于智能攝像頭的ADAS解決方案已進入實際應用，Altera汽車電子業(yè)務部總監(jiān)Brian Jentz表示，未來雷達將會與攝像頭傳感器融合，實現(xiàn)前方、后方或360度全景成像傳感，使駕駛員的視野更加寬闊，從而能夠?qū)π旭偔h(huán)境做出更加及時、準確的反應。
Jentz還介紹了基于ARM Cortex-A9雙核處理器的FPGA智能攝像頭方案，包括2個分別來自FPGA和處理器子系統(tǒng)的存儲器控制器，可進行快速圖像處理、視頻解壓縮，突破了視頻系統(tǒng)外部帶寬的瓶頸。處理器與FPGA架構(gòu)的硬件加速器單元間的帶寬有100Gbps，這些關(guān)鍵特性已可滿足ADAS的要求。
Broadcom汽車部高級市場產(chǎn)品總監(jiān)Ali Abaye談到該公司的汽車以太網(wǎng)互連方案BroadR-Reach，并預計未來10年這將成為主流車載通信網(wǎng)絡。Broadcom此前已發(fā)布了面向車載網(wǎng)絡的以太網(wǎng)系列產(chǎn)品，汽車正成為該公司的下一個目標市場。Abaye還介紹2個最新進展：其一，目前OPEN聯(lián)盟成員數(shù)量已增加到40家，包括半導體、模塊、軟件、連接器供應商和整車廠商。其二，2012年3月，IEEE802.3汽車以太網(wǎng)工作小組將加強非屏蔽雙絞線以太網(wǎng)的推進工作，進一步向業(yè)界展示以太網(wǎng)的巨大潛力?！巴ㄟ^單對非屏蔽雙絞線，ADAS系統(tǒng)可與車內(nèi)其他系統(tǒng)同時以100Mbps帶寬存取信息。”Abaye強調(diào)，“未來以太網(wǎng)將取代笨重、昂貴的LVDS電纜。Broadcom的新產(chǎn)品是非屏蔽式以太網(wǎng)電纜，成本降低80%，而重量減輕30%?！?BR>汽車以太網(wǎng)將首先進入高檔車中，然后再向中低端車型過渡。據(jù)悉，寶馬將在2013年的SUV X5車型中采用BroadR-Reach。此外，路虎和現(xiàn)代也可能正在考慮將單對非屏蔽雙絞線應用于下一代車型的開發(fā)?！安捎靡蕴W(wǎng)技術(shù)取決與車廠的接受能力，他們要先行評估?！盇baye強調(diào)，“尤其是中國本土廠商，他們很年輕，各種技術(shù)的積累還不是很深厚，需要逐步接受相關(guān)的軟硬件新技術(shù)。當中國本土的車輛廠商采用此項技術(shù)時，會需要我們提供參考設(shè)計?！?
Cadence產(chǎn)品市場總監(jiān)Frank Schirrmeister分析汽車設(shè)計設(shè)計鏈和軟件挑戰(zhàn)。
隨著汽車產(chǎn)品集成越來越多的電子系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計人員面臨更多的汽車電子設(shè)計和軟件方面的挑戰(zhàn)，Cadence的產(chǎn)品市場總監(jiān)Frank Schirrmeister重點分析了相關(guān)設(shè)計挑戰(zhàn)。他指出，以往EDA廠商被劃分在芯片開發(fā)與驗證及IP廠商所在的二級供應商領(lǐng)域，隨著軟硬件的集成與驗證、架構(gòu)開發(fā)，現(xiàn)在EDA廠商已逐漸進入ECU、模塊子系統(tǒng)等一級供應商陣營，甚至貫穿整車設(shè)計。此外，汽車軟件的復雜度也在激增。數(shù)據(jù)顯示，2010年，汽車軟件的代碼長度已超過10億行，包括2000多個功能，平均分布在75個ECU上，軟硬件的相互依存度也在不斷增加。
可編程市場的創(chuàng)新變革
隨著FPGA技術(shù)廣泛滲透于不同的行業(yè)應用，F(xiàn)PGA市場正在快速發(fā)展，尤其是在消費電子等“非傳統(tǒng)”FPGA應用市場，迫于產(chǎn)品換代周期不斷縮短，產(chǎn)品上市壓力日益加大，可編程平臺解決方案開始備受青睞。
FPGA廠商也是eSummit峰會的?？?。去年峰會，Altera、Xilinx、Lattice、QuickLogic、Silicon Blue悉數(shù)到場；在今年會議上，Altera、Xilinx如期而至， Lattice則以收購Silicon Blue后的新形象示人，闡述在可編程市場的新動向。
Altera高級副總裁Jeff Waters強調(diào)了該公司在促進硅融合方面的持續(xù)努力。首先，全面支持Open CL開發(fā)環(huán)境，使得代碼的可重用性大幅提高；其次，3D封裝也是Altera目前重點關(guān)注的一項技術(shù)，該封裝技術(shù)的優(yōu)勢在于最大化系統(tǒng)性能，降低系統(tǒng)功耗、成本以及芯片的尺寸。在3D封裝技術(shù)上，Altera與TSMC共同推出了CoWoS技術(shù)，并推出了首款異構(gòu)系統(tǒng)測試芯片，同時也在與眾多其他第三方伙伴共同研制2.5D和3D工具和技術(shù)。此外，Altera還現(xiàn)場演示了采用光FPGA的光通信解決方案。
Altera高級副總裁Jeff Waters：FPGA在硅融合時代持續(xù)創(chuàng)新。
此外，Waters還談到FPGA器件在新興應用領(lǐng)域的發(fā)展。例如，在服務器中采用FPGA作為協(xié)處理器，執(zhí)行某些特定的任務，計算速度甚至優(yōu)于傳統(tǒng)的CPU；在大容量SSD存儲中，F(xiàn)PGA發(fā)揮出優(yōu)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儲中心的訪問速度；在工業(yè)應用中，隨著FPGA的介入，系統(tǒng)成本和功耗都會相應降低；在汽車應用中，F(xiàn)PGA可以應對多種類型攝像頭、不斷變化和完善的接口標準，以及安全系統(tǒng)不斷升級的挑戰(zhàn)。
隨著半導體技術(shù)不斷進步，F(xiàn)PGA性能不斷增強，而設(shè)計也變得更加復雜。為幫助設(shè)計人員應對挑戰(zhàn)，快速實現(xiàn)可編程設(shè)計應用，F(xiàn)PGA設(shè)計工具亟需加速創(chuàng)新。
賽靈思(Xilinx)在本屆峰會上發(fā)布了新一代以 IP及系統(tǒng)為中心的集成設(shè)計環(huán)境 --Vivado 設(shè)計套件。“Vivado工具套件是面向未來十年‘All Programmable’器件而打造， 致力于加速其設(shè)計生產(chǎn)力?！辟愳`思公司可編程平臺開發(fā)高級副總裁 Victor Peng介紹，“未來‘All Programmable’器件要比可編程邏輯設(shè)計更多，它們將是可編程的系統(tǒng)集成，投入的芯片越來越少，而集成的系統(tǒng)功能卻越來越多?！?BR>
為了解決可編程系統(tǒng)集成和實現(xiàn)方面的瓶頸，使用戶能夠充分利用 “All Programmable”器件的系統(tǒng)集成能力，賽靈思從 2008 年開始付諸行動，歷經(jīng)四年的開發(fā)和一年的試用版本測試，并通過其早期試用計劃開始向客戶推出全新的Vivado設(shè)計套件。Vivado 設(shè)計套件突破了可編程系統(tǒng)集成度和實現(xiàn)速度兩方面的重大瓶頸，將設(shè)計生產(chǎn)力提高到同類競爭開發(fā)環(huán)境的4倍。
賽靈思公司可編程平臺開發(fā)高級副總裁 Victor Peng：未來‘All Programmable’器件要比可編程邏輯設(shè)計更多，投入的芯片越來越少，而集成的系統(tǒng)功能卻越來越多。
一直強調(diào)中端、低密度FPGA市場優(yōu)勢的Lattice去年底收購了Silicon Blue，并因此進入了移動消費類應用市場。本屆峰會上，Lattice在線市場經(jīng)理Bart Borosky介紹了FPGA在移動消費領(lǐng)域中的應用，他指出，該市場的關(guān)鍵因素是低功耗、小體積和低價格，而這正是Lattice產(chǎn)品的優(yōu)勢所在。Lattice新推出的mobileFGPA低功耗可編程芯片系列采用了65nm及40nm CMOS工藝。以型號iCE40器件為例，其靜態(tài)功耗為18微瓦、芯片尺寸為2.5 X 2.5mm，門數(shù)超過10萬門，內(nèi)置有閃存/NVM和其他嵌入式功能模塊等，而起始價格則不到1美元。
Lattice在線市場經(jīng)理Bart Borosky：FPGA在移動消費領(lǐng)域中的應用前景無限。
在接受本刊專訪時，Borosky特別強調(diào)了Lattice的中國市場策略，他談到，Lattice針對中國的垂直細分市場提供靈活的可編程解決方案，尤其是在無線、寬帶接入及交換、視頻、顯示和安防監(jiān)控應用等領(lǐng)域?！癓attice對中國3G市場也有不小的貢獻，例如，提供了第一款低成本的支持SERDES的FPGA解決方案，幫助降低無線、尤其是3G應用的成本；中檔的FPGA解決方案贏得3G市場最大市場份額?！盉orosky介紹，“從2008年到2011年，Lattice在中國地區(qū)的營收年復合增長率超過25%?！?BR>
此外，Lattice還是第一家在中國設(shè)立研發(fā)中心的PLD廠商，目前在上海和成都設(shè)有研發(fā)中心。在市場推廣和渠道方面，Lattice發(fā)展了中國本地分銷商團隊，并開設(shè)了中文網(wǎng)站，提供中文技術(shù)文章、新聞稿和社交媒體；針對中國的電源管理開發(fā)人員提供中文版的電源管理和控制指南(Power 2 You)。
MEMS應用勢不可擋
近幾年，MEMS技術(shù)快速發(fā)展，向多應用領(lǐng)域滲透。在時鐘領(lǐng)域，全硅MEMS晶振的出現(xiàn)給傳統(tǒng)石英晶振市場帶來不小的沖擊?！癝iTime利用超過100多項專利打破了半導體時鐘進入傳統(tǒng)時鐘的領(lǐng)域，至2012年4月底，采用MEMS時鐘的出貨量已達1億，客戶超過800家。”SiTime CEO兼董事長Rajesh Vashist表示，SiTime用了不到一年的時間實現(xiàn)了從5千萬到1億全硅MEMS時鐘出貨量的跨躍，這標志著全硅MEMS時鐘的市場需求非常強勁，而且未來越來越多的電子系統(tǒng)制造商也將轉(zhuǎn)向全硅MEMS時鐘?！?/P>
SiTime CEO兼董事長Rajesh Vashist：MEMS將進入智能電話等便攜應用領(lǐng)域。
目前，采用MEMS時鐘器件的應用領(lǐng)域已達100多種，主要集中在消費類電子（照相機、電子書、機頂盒等）、工業(yè)控制（監(jiān)視設(shè)備、電表、測試測量儀器等）、計算存儲設(shè)備、以及網(wǎng)絡設(shè)備等，而關(guān)注的新興應用則包括移動設(shè)備（手機、平版電腦等）以及無線電信基礎(chǔ)設(shè)施。
RF公司W(wǎng)iSpry在本次峰會上介紹了基于MEMS的可調(diào)濾波器產(chǎn)品。WiSpry公司創(chuàng)立者兼總裁Jeff Hilbert表示，該公司利用其在RF-MEMS技術(shù)上的核心專長，打造了RF-MEMS系統(tǒng)單芯片，目前產(chǎn)品已出貨給多家一線手機制造商。Hilbert強調(diào)，該公司在其創(chuàng)新性的射頻濾波器中同時集成了MEMS和CMOS兩種技術(shù)，實現(xiàn)自適應前端動態(tài)頻率可調(diào)，目的是實現(xiàn)真正的軟件定義無線電功能。相關(guān)器件已于2011年10月進入量產(chǎn)階段?！暗?020年，全球的智能電話數(shù)量會超過28億臺，而隨著由3G向4G多模制式的轉(zhuǎn)移，電話中收發(fā)器端接收的RF信號數(shù)量由于標準和運營商的不同，數(shù)量可能會增加數(shù)倍，對可調(diào)節(jié)RF前端的需求巨大?！卑凑誋ilbert的介紹，未來將不斷推出采用MEMS技術(shù)的器件，包括可調(diào)節(jié)天線、可調(diào)節(jié)雙工濾波器、可配置功放等。
WiSpry創(chuàng)立者兼總裁Jeff Hilbert：市場對可調(diào)節(jié)RF前端的需求巨大，RF-MEMS系統(tǒng)單芯片前景向好。
MEMS器件的發(fā)展前景對其制造能力也帶來了更大的需求，吸引更多晶圓代工廠進入該業(yè)務領(lǐng)域?？偛课挥谌鸬涞腟ilex Microsystems公司是一家專業(yè)MEMS代工廠，擁有十多年將MEMS項目投入生產(chǎn)的成功經(jīng)驗，已為100多個國際公司完成了300多個項目。Silex Microsystems公司市場和戰(zhàn)略聯(lián)盟高級副總裁Peter Himes用“傳感革命”定義了MEMS在該領(lǐng)域的重要性。他列舉了一組數(shù)據(jù)：2011年，MEMS器件出貨量達100億美元，其中95%的器件應用于消費類、汽車和醫(yī)療領(lǐng)域，預計在未來5年市場容量將保持24%的年復合增長率。同時，未來的20年，納米以及MEMS技術(shù)的發(fā)展將使設(shè)備越來越智能，人類可以通過不同傳感器與設(shè)備進行互動，為MEMS提供了巨大的發(fā)展空間。[!--empirenews.page--]
Silex Microsystems市場和戰(zhàn)略聯(lián)盟高級副總裁Peter Himes：MEMS帶動了一場“傳感革命。
在談及與其它具有MEMS制造能力的代工廠的差異時，Himes 表示：“我們最大的不同點在于：首先Silex專注于MEMS；其次，我們支持從樣品、小批量到大批量的整個流程，或其中的一個流程，確保大、中小型企業(yè)需求均可以匹配到合適的產(chǎn)能；第三，可以實現(xiàn)從理念到產(chǎn)品全程均由專家?guī)ьI(lǐng)客戶完成；此外，在生產(chǎn)過程中可同時支持50多種不同的工藝。”Himes強調(diào)，“預計中國將是MEMS技術(shù)快速增長的國家，我們現(xiàn)在非常關(guān)注中國在MEMS應用中的進程?！?BR>
EDA領(lǐng)域的創(chuàng)新活力
盡管EDA工具市場仍由幾大巨頭主導，但也不乏頗具創(chuàng)新力的初創(chuàng)公司涌現(xiàn)。Algotochip就是一家剛剛成立兩年的新創(chuàng)EDA公司，該公司CTO Satish Padmanahan表示，其產(chǎn)品可以將C語言編寫的系統(tǒng)文件直接生成系統(tǒng)GDSII數(shù)據(jù)文件，生成版圖數(shù)據(jù)，然后流片生產(chǎn)。據(jù)Padmanahan介紹，這項技術(shù)的獨特之處在于它從一個C語言定義的系統(tǒng)里直接解構(gòu)、重現(xiàn)包括接口、A/D、DMA、存儲、MCU以及DSP等整個復雜系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn)，同時也具備驗證功能?！斑@項技術(shù)旨在服務那些有芯片設(shè)計需求的終端應用廠商，而非傳統(tǒng)的IC設(shè)計公司?！盤admanahan談到，采用這樣的工具，對于終端廠商來說就降低了他們保護自己知識產(chǎn)權(quán)或提高產(chǎn)品性能的門檻，規(guī)避了對IP的需求。
Algotochip公司CTO Satish Padmanahan
隨著處理器進入到4核、8核、甚至32核時代，如何優(yōu)化功耗一直是半導體行業(yè)的最大挑戰(zhàn)之一。近期被Ansys收購的Apache Design致力于功率分析，Apache總裁Andrew Yang指出，隨著未來的智能化電子產(chǎn)品復雜度、性能和功率要求將越來越高，功率將是制約產(chǎn)品性能的一大障礙?！爸?015年，功耗和功率預算的差距會超過6倍?！盰ang強調(diào)。
Apache的工具幫助IC設(shè)計工程師面對上述挑戰(zhàn)：PowerArtist用于構(gòu)建架構(gòu)時的功率預算，在芯片性能和功率預算間取得平衡；Totem用于確定IP功率并創(chuàng)造定制模式；RedHawk驗證全芯片功率供應網(wǎng)絡；而Sentinel實現(xiàn)降低整個電子系統(tǒng)的成本。同時，該公司也在推動芯片級封裝(CSP)的融合，例如3D封裝。
Apache Design總裁Andrew Yang：至2015年，功耗和功率預算的差距會超過6倍。
隨著混合信號IC設(shè)計進入到28nm工藝,尤其對模擬部分的優(yōu)化要求更高，Berkeley Design Automation公司推出了改進型的SPICE工具，在傳統(tǒng)MS EDA流程的基礎(chǔ)上融合了面向電壓、電流、時序等多方面的功能。本屆峰會上，該公司CEO Ravi Subramanian強調(diào)了納米時代混合電路設(shè)計挑戰(zhàn)與EDA解決方案。
Berkeley Design Automation公司CEO Ravi Subramanian
明導國際(Mentor Graphics)針對SoC設(shè)計驗證推出下一代硬件仿真平臺Veloce2。Mentor硬件仿真部門市場總監(jiān)Jim Kenney介紹，與第一代Veloce平臺相比，Veloce2平臺能以相同的占位面積和功耗提供2倍的效能、2倍的容量，并將設(shè)計生產(chǎn)力提升4倍，可滿足高達20億個邏輯門的SoC設(shè)計需求。“基于Crystal的Veloce架構(gòu)具高度可擴展性，能以相同的占位面積和功耗帶來更優(yōu)異的效能和容量增益。采用65nm的Veloce2可以與采用45nm技術(shù)的競爭產(chǎn)品相媲美?！盞enney談到。此外，新的Veloce VirtuaLAB功能允許驗證工程師訪問與Veloce平臺相連的軟件外設(shè)，為驗證包含嵌入式軟件和SoC的復雜電子系統(tǒng)提供簡單易用的“虛擬實驗室”。 Kenney表示，未來的Veloce平臺也將采用此通用軟件概念，使Veloce硬件仿真器成為長期投資項目。
Mentor硬件仿真部門市場總監(jiān)Jim Kenney：采用65nm的Veloce2可以與采用45nm技術(shù)的競爭產(chǎn)品相媲美。
UI創(chuàng)新帶來的新機會
“用戶界面的創(chuàng)新是未來各類消費電子和汽車電子產(chǎn)品的重要推動力，也是產(chǎn)品差異化的關(guān)鍵?！盨pansion公司CEO John Kispert在其主題演講中指出，今天存儲器市場的主要驅(qū)動力來自智能化、可連接性和用戶界面(UI)。其中，智能設(shè)備強調(diào)處理功能，連接的核心是智能網(wǎng)絡，用戶界面的核心則在于UI技術(shù)不斷創(chuàng)新。本屆峰會期間，Spansion帶來該公司存儲器產(chǎn)品面向智能化、可連接性和用戶界面領(lǐng)域的創(chuàng)新應用，并現(xiàn)場展示了相關(guān)應用解決方案。
Spansion公司CEO John Kispert：存儲器市場的主要驅(qū)動力來自智能化、可連接性和用戶界面。
自2010年5月脫離破產(chǎn)保護后，Spansion公司在存儲器領(lǐng)域再次發(fā)力，Kispert表示， Spansion將專注于汽車、醫(yī)療、智能電網(wǎng)、網(wǎng)絡、游戲等嵌入式應用，協(xié)助客戶應對開發(fā)創(chuàng)新應用的挑戰(zhàn)，以完善的產(chǎn)品組合與策略伙伴關(guān)系重新贏回市場份額。
在消費電子領(lǐng)域，尤其是電子游戲和車載娛樂信息應用，對于速度和質(zhì)量要求很高，OEM持續(xù)在其系統(tǒng)中增加更多的交互性、三維圖像、多點觸控和動畫影像。為了呈現(xiàn)最好的交互體驗，OEM需要更高密度和更快讀取性能的閃存。隨著市場上越來越多需要語音辨識和多重語言功能的創(chuàng)新產(chǎn)品，自然語言辨識技術(shù)就是其中的重要一環(huán)。為提供完整解決方案，Spansion積極強化策略伙伴關(guān)系，今年已與Nuance和SK Hynix結(jié)盟，分別投入語音識別技術(shù)和SLC NAND開發(fā)。[!--empirenews.page--]
“隨著NAND內(nèi)存在嵌入式市場的需求日益增長，我們已做好持續(xù)擴大閃存產(chǎn)品的萬全準備，以滿足嵌入式產(chǎn)業(yè)的嚴苛要求?！盞ispert表示，Spansion將對其NAND產(chǎn)品進行嚴格的認證、測試、以及廣泛的溫度支持和封裝。公司計劃未來幾季內(nèi)推出一系列NAND產(chǎn)品。
Broadcom公司網(wǎng)絡處理器部高級產(chǎn)品市場總監(jiān)Dan Harding：以太網(wǎng)將主導下一代移動回傳市場。
硅谷領(lǐng)袖集團（SVLG）戰(zhàn)略溝通副總裁Stephen E. Wright
今天的硅谷遍布各類高科技公司。
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