《電子技術(shù)應(yīng)用》
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新基建,,半導(dǎo)體行業(yè)的超級機會

2021-01-27
來源:電子工程專輯

  新基建全稱“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”,,2020年4月,在央視報道國家發(fā)改委首次明確了新基建的范圍后,,這一概念受到了廣泛關(guān)注。

  新基建主要包括信息基礎(chǔ)建設(shè),、融合基礎(chǔ)建設(shè),、創(chuàng)新基礎(chǔ)建設(shè)三方面內(nèi)容,除了此前央視報道中覆蓋的7大領(lǐng)域:5G基建,、特高壓,、城際高鐵和城際軌道交通、新能源汽車充電樁,、大數(shù)據(jù)中心,、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),,還將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)加入,。

  如果深入這些行業(yè)的核心,會發(fā)現(xiàn)集成電路產(chǎn)業(yè)雖然不是新基建領(lǐng)域之一,,但卻是新基建基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性的產(chǎn)業(yè)支撐,。沒有集成電路,就沒有現(xiàn)代信息技術(shù),,也就無法實現(xiàn)兩者融合,,新基建背景下蘊含著“芯基建”的無限機遇。

  2020年,,在疫情,、貿(mào)易戰(zhàn)等因素影響下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體形勢不容樂觀,;2021年,,新基建能否帶來轉(zhuǎn)機?本期《電子工程專輯》雜志采訪了半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)的多位專家,,他們針對新基建各大領(lǐng)域?qū)Π雽?dǎo)體和相關(guān)技術(shù)的需求發(fā)表了自己的看法,,也讓我們對2021年的半導(dǎo)體剛需市場有了一個展望。

  5G基建

  自 2019 年工信部 5G 商用啟動以來,,三大運營商在全國的基站建設(shè)腳步不斷加快,,預(yù)計到2024年將建設(shè)554萬座。此外,,終端市場進一步打開后,,5G基帶芯片和射頻芯片等關(guān)鍵元器件的需求將大幅上升,。

  但是5G技術(shù)同樣為行業(yè)帶來了復(fù)雜性——頻譜擴展、高速度,、高頻率,、寬帶寬、低時延和高通道數(shù),,還要求降低尺寸,、重量、功耗(SWaP)和成本并支持所有當前和新興的蜂窩標準,。舉例來說,,5G系統(tǒng)的工作頻率從低頻到100GHz,瞬時帶寬從20MHz 到 1GHz,,功率放大器的平均輸出功率從幾瓦到幾十瓦,。這些改變和要求,讓5G關(guān)鍵元件,、新的軟件模式、網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化,、故障檢測和自我修復(fù)等功能,、計算與交換功能擴展都成為未來的關(guān)注重點。

  5G標準影響最大的是射頻(RF)領(lǐng)域,,需要一系列更高性能的射頻器件來支持,。Qorvo亞太區(qū)市場公關(guān)部經(jīng)理漆惠(Fay Qi)認為,隨著5G大規(guī)?;A(chǔ)建設(shè)的到來,,射頻前端的各類半導(dǎo)體產(chǎn)品都會出現(xiàn)明顯的需求增長,包括功率放大器,、濾波器,、開關(guān)等等。

  以RF濾波器這一類器件來舉例,,作為5G的關(guān)鍵支持組件之一,,在需求增長的同時,5G也對RF濾波器也提出了更高的要求,。在5G中,,它被要求在實現(xiàn)更強整體性能的同時,還要用更少的空間,、更高的2級功率(PC2)標準來完成濾波工作,。不僅尺寸成為制約因素,5G的高頻特性還影響了RFFE設(shè)計,,需要增加額外頻譜,。

  “這些問題當然是挑戰(zhàn)也是機遇,,讓我們很興奮?!逼峄菡f到,,具有高Q(品質(zhì)因數(shù))、低雜散和陡峭帶緣等技術(shù)特性的體聲波(BAW)濾波器產(chǎn)品是5G系統(tǒng)需要的,。此外滿足5G的2級功率要求還需要優(yōu)異的熱性能,,濾波器在寬溫范圍內(nèi)工作時不能降低帶寬,才能有效利用額外的5G頻譜,?!癚orvo的BAW具有垂直熱通量反射器,可讓熱量快速有效地從濾波器中消散,?!盉AW的拓撲結(jié)構(gòu)提供了較低的電阻并防止了諧振器過熱,再加上頻移很小,,這使它更適合因發(fā)射功率較高而易于自發(fā)熱的5G應(yīng)用,。

  不僅是濾波器產(chǎn)品,由于能夠在5G sub-6GHz的頻率實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)容量,、更廣的覆蓋范圍和室內(nèi)滲透率,,5G對于射頻前端領(lǐng)域的收發(fā)器解決方案、可用于大規(guī)模多輸入多輸出基站的波束成形技術(shù)都有更大的需求,。

  大多數(shù)通信設(shè)備制造商在壓力的驅(qū)使下,,提高其系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率和性能,以及添加更多的功能和特性,,然而他們也面臨著降低系統(tǒng)總功耗和成本的壓力,。要滿足這些需求,就要先了解終端用戶設(shè)備的功耗,,通過恰當設(shè)計的數(shù)字電源管理系統(tǒng)(DPSM)可以向用戶提供功耗數(shù)據(jù),,幫助做出明智的能源管理決策。

  ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇認為,,通信設(shè)備商需要一個強大的全新解決方案,,既能支持新興寬帶應(yīng)用,又能提供現(xiàn)有應(yīng)用所需的高性能單一無線電平臺,?!邦愃艫DI的射頻收發(fā)器系列,以及一些高集成度的微波上變頻器和下變頻器,。利用好這類新型器件的特性,,有助于簡化設(shè)計并降低成本,加快大規(guī)模MIMO的上市時間,?!?/p>

  5G通信中,,除了大家關(guān)注的基帶單元之外,還有被稱為“遠程無線電頭(RHH)”的單元,,據(jù)羅姆半導(dǎo)體(深圳)有限公司技術(shù)中心高級經(jīng)理蘇勇錦介紹,,這種單元在每個基帶單元上都會附有幾個,負責轉(zhuǎn)換RF信號等,。由于RRH中配備了大量通信用的陣列天線,,因此用來放大功率的傳感器放大器,以及用來進行高級控制的電流檢測用分流電阻器等通用產(chǎn)品的需求日益增長,。

  電源技術(shù)在5G時代同樣面臨很大挑戰(zhàn),,尤其是新一代基站體積越來越小,帶寬越來越寬,,功率越來越高,,讓基帶單元對先進功率元器件和模擬元器件的需求與日俱增。盡管各國所使用的頻段各不相同,,但與4G通信相比,,5G通信通常是在高頻段進行的,因此業(yè)內(nèi)正在研究能夠高效率且高頻工作的碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導(dǎo)體功率器件的應(yīng)用,。

  另外在基帶單元設(shè)計中,,通過優(yōu)化電源設(shè)計來節(jié)能的做法正在增加。這是因為5G通信需要的基站數(shù)量比4G多,,尤其需要減少基站外圍的功耗,一些好的設(shè)計方案也能夠改善供電,。例如,,由于拉線成本很高,以太網(wǎng)供電(Power over Ethernet, PoE)通過傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)線來供電能節(jié)省大量成本,,“PoE供電方案的功率可以從13W直到150W,,普通小基站一根網(wǎng)線就能提供數(shù)據(jù)和電源傳輸?shù)墓δ埽瑫rPoE供電加上模塊設(shè)計,,可以讓基站電源的設(shè)計更簡化,。”蔡振宇舉例道,,另外雙通道 50A 或單通道 100A 降壓型DC/DC 穩(wěn)壓器,,也能滿足小尺寸、大功率電源需求,。

  5G的普及,,也將成為先進FPGA器件應(yīng)用的強大驅(qū)動力。由于3GPP標準一直在演進,,芯片開發(fā)的進度一般會滯后標準2年左右,。為了在5G通信爭奪中保持領(lǐng)先,,前期企業(yè)都需要在基站主板和外圍用到大量靈活的FPGA,以實現(xiàn)功能搶占上市先機,,然后在升級中重復(fù)編程,,規(guī)模化以后再用ASIC芯片替代,,降低成本和開發(fā)風險,。

  在過去的15年中,F(xiàn)PGA已經(jīng)成為移動基站的重要支撐技術(shù),,5G基站所需的數(shù)據(jù)處理能力遠遠高于之前,。Achronix半導(dǎo)體公司亞太區(qū)總經(jīng)理羅煒亮 (Eric Law)表示: “Speedster 7t系列FPGA帶有二維片上網(wǎng)絡(luò)(2D-NoC),就像一條高速公路橫跨在可編程邏輯架構(gòu)和其他電路之上,,總帶寬超過20Tbps,。能幫助基站設(shè)計人員擁有更多的資源來處理大量的數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)5G的高速,、低延遲和高可靠性等特點,。”

  5G基站中FPGA的用量相比4G設(shè)備超過1倍以上,,但是中國目前在通信領(lǐng)域應(yīng)用的FPGA芯片基本依賴進口,。5G通信由于需要處理大量的計算,千萬門級高性能FPGA是一個門檻,,目前國內(nèi)僅紫光同創(chuàng)推出了自主產(chǎn)權(quán)2000千萬門級高性能FPGA,。未來無線基帶處理、高速傳輸和交換,、承載網(wǎng)和核心網(wǎng)業(yè)務(wù)處理等高端通信應(yīng)用場景,,還需要5000萬門級、乃至億門級自主產(chǎn)權(quán)超高性能FPGA,,國產(chǎn)化替代空間巨大的同時,,難度也非常大。

  特高壓

  隨著國家電網(wǎng)發(fā)布《2020年特高壓和跨省500千伏及以上交直流項目前期工作計劃》,,明確了加速“5交5直”特高壓工程相關(guān)工作,,特高壓輸變電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正在加速落地。不過在全球范圍來看,,特高壓都是新產(chǎn)品,,它不僅僅是一條輸送線路,還需要很多變電站(針對交流輸電)及換流站(針對直流輸電)來保證電壓等級的變換電力輸送的安全可靠,,同時對不同類型的終端客戶做到按需分配電力及交直流的切換,。作為技術(shù)上游,如何幫助沒有成熟運營經(jīng)驗的中國電力運營商實現(xiàn)特高壓商業(yè)化,成為了半導(dǎo)體廠商們最關(guān)注的課題,。

  首先,,各種設(shè)備和控制系統(tǒng)不能少,包括一次設(shè)備(直接連接高電壓大電流,,如變壓器,、開關(guān)和換流器等)和二次設(shè)備(用來監(jiān)測和控制一次設(shè)備的智能控制設(shè)備)。一次設(shè)備更多的是金屬和絕緣材料,,二次設(shè)備則提供了更多的智能選項,。

  在電力二次設(shè)備中,主要由智能感知技術(shù)來感知電壓電流及外部環(huán)境的變化,,根據(jù)需求和具體的變化,,再由控制技術(shù)完成對故障的切除及保護、電力運行的測量控制及保護,、日常的維護及保養(yǎng)等工作,。能夠精確地檢測到電壓電流的變化是整個控制及保護的關(guān)鍵,而對感知數(shù)據(jù)能及時做出判斷,、并能快速發(fā)出控制指令的智能器件不可或缺,。要把各類傳感信號和不同設(shè)備及電站的信號統(tǒng)一協(xié)調(diào)起來,對網(wǎng)絡(luò)及通信的要求也會越來越多,,半導(dǎo)體技術(shù)在這里扮演了重要角色,。

  集成電路可以把模擬的電壓電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并進行調(diào)理,由微控制器(MCU)來完成邏輯判斷并發(fā)出控制命令,,并能將各類收集整理好的信號輸送到其它設(shè)備中,,由多種芯片組成的信號鏈可以滿足智能設(shè)備所有的功能要求。

  相對于高電壓大電流的一次設(shè)備來講,,二次智能設(shè)備會有更多的變化及快速的技術(shù)演進,。例如對于電力設(shè)備的電壓電流檢測,傳感器通常采用電壓和電流互感器(PT/CT),,信號調(diào)理從早期的運放加12位ADC,到信號調(diào)理集成加多通道同步采樣16位ADC,,只用了幾年的時間,,而且還一直在不停的演進中。

  “目前ADI有多款A(yù)DC用在電力二次智能設(shè)備中,,具備的多通道同步采樣,、高輸入阻抗及內(nèi)嵌信號調(diào)理、滿足單電源供電雙極性輸入,、高轉(zhuǎn)換精度及更高的輸入電壓容忍度等特性,,都是特高壓應(yīng)用最需要的。”蔡振宇說到,。

  未來隨著集成電路精度,、集成度、可靠性及兼容性變高,,系統(tǒng)設(shè)計簡化,,將促進特高壓技術(shù)的不斷完善,在安全可靠的同時也能更好地滿足未來的需求,。

  其實當前新基建中的新能源汽車充電樁,、儲能、數(shù)據(jù)中心,、高鐵和城市軌道交通等,,都需要能源及電力系統(tǒng)強有力的支持,特高壓輸送的電力將會直接應(yīng)用在這些領(lǐng)域,。而這些領(lǐng)域?qū)τ诎雽?dǎo)體的需求同樣強烈,,技術(shù)演進及安全可靠的要求同樣迫切。

  在電能的輸送過程中,,包括特高壓和未來的超高壓電纜都要翻山越嶺,,經(jīng)過許多移動通信網(wǎng)絡(luò)盲區(qū),因此一些補齊“最后一公里”的廣域網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,。比如“基于LoRa的故障指示器已經(jīng)為全球許多地方的電網(wǎng)保駕護航,。” Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東說到,,“在電能的配送和消費使用中,,LoRa也早已用于自動抄表、變壓器和充電樁等設(shè)備的監(jiān)測上,,包括各種電力資產(chǎn)追蹤管理等應(yīng)用,,中外廠商都開發(fā)了許多基于LoRa的傳感器和控制器?!?/p>

  城際高速鐵路和城市軌道交通

  電力牽引傳動系統(tǒng)是高鐵列車的動力之源,,是動車組的“心臟”,其中的核心器件IGBT和MOSFET對技術(shù),、可靠性要求極高,,也是構(gòu)成高鐵牽引變流器以及輔助電源系統(tǒng)中恒壓恒頻逆變器的核心部件。

  相比于MOSFET,,IGBT 在軌交設(shè)備中的應(yīng)用有著更長的歷史,。早在上世紀80 年代,IGBT就被用于電動列車牽引變流器,,以代替原先采用的晶閘管和一般二級晶體管,。經(jīng)過30 多年的發(fā)展,IGBT 工作電壓已從最初的1200V 左右擴展到了400-6500V 之間的各個層級,且未來都將固定在這一范圍之內(nèi),。

  高鐵及軌交牽引變流器使用的主要是工作電壓在4500V 以上的高端IGBT,,技術(shù)在國外已經(jīng)較為成熟。西門子,、三菱,、英飛凌、富士電機等國外廠商,,以及國內(nèi)的中車時代電氣均有能力制造工作電壓為6500V的IGBT;地鐵及輕軌主要采用3300V的IGBT,,上述國外企業(yè)以及中國的中車時代電氣、比亞迪,、嘉興斯達和南京銀茂等企業(yè)均有能力供應(yīng),。

  在特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通這三種電力設(shè)施中,,都需要3.5kV~6kV的功率元器件,。IGBT短期內(nèi)仍是主流,但即將逼近硅基材料的性能極限,,人們對采用SiC來實現(xiàn)節(jié)能和小型化寄以厚望,。蘇勇錦表示:“ROHM目前重點發(fā)展的SiC產(chǎn)品適用于1000V級車載和工業(yè)設(shè)備應(yīng)用。作為長期生產(chǎn)模擬IC產(chǎn)品的制造商,,不僅提供SiC單品,,還可以配套提供電源和模擬相結(jié)合的解決方案?!?雖然不是主電源,,但在上述領(lǐng)域的輔助電源應(yīng)用中已經(jīng)開始采用SiC。

  關(guān)于另一種迅速崛起的寬禁帶半導(dǎo)體GaN,,ROHM認為在耐壓100V~600V左右的范圍有望普及,。其應(yīng)用包括耐壓600V的車載充電器,耐壓100V的48V服務(wù)器以及車載電源領(lǐng)域,?!癛OHM目前正在面向這些領(lǐng)域開發(fā)GaN產(chǎn)品?!?蘇勇錦說到,,GaN的某些性質(zhì)只有在高頻下才會發(fā)揮出其優(yōu)點,因此GaN器件的驅(qū)動變得非常重要,,“我們在開發(fā)用于驅(qū)動GaN的驅(qū)動器,,并且通過將LSI驅(qū)動器和GaN配套發(fā)布,,與僅開發(fā)GaN器件的同行業(yè)公司相比實現(xiàn)差別化,。”

  新能源汽車充電樁

  隨著中國新能源汽車的銷量迅速增長,為下游市場帶來了大量需求,,其中最大需求就是充電樁,。直流充電樁一般由通信模塊、開關(guān)電源模塊及控制模塊等構(gòu)成,,開關(guān)電源模塊占充電樁建造成本的50%左右,,其中硅基MOSFET和IGBT 是核心器件。近年來隨著SiC,、GaN等寬禁帶半導(dǎo)體功率器件技術(shù)成熟,、成本降低,下游整車廠商開始大量采用,,相信不久也會全面滲透到充電樁市場,,在提升輸出功率的同時縮小設(shè)施體積。

  充電樁的主要發(fā)展趨勢包括大功率和雙向充電,。

  得益于半導(dǎo)體技術(shù)的進步,,讓功率器件開關(guān)頻率得到提升,從而讓充電樁能夠以更大功率充電,。舉例來說,,“IGBT從過去的20kHz左右提升到現(xiàn)在40-50kkHz,而GaN和SiC MOSFET器件可以達到更高的開關(guān)頻率,?!?蔡振宇說到。

  驅(qū)動方式是這些開關(guān)器件達到所需頻率的關(guān)鍵,,而開關(guān)頻率決定著系統(tǒng)設(shè)計成本,、尺寸與效率之間的最佳平衡。更高開關(guān)頻率對柵極驅(qū)動器的要求越來越高,,傳輸延遲,、死區(qū)時間、共模瞬變抗擾度(CMTI)等指標對提升充電樁功率和效率有著關(guān)鍵的影響,。

  直流充電樁往往需要能夠在30分鐘內(nèi)充電至80%的高功率轉(zhuǎn)換器,,而且為了操作MOSFET/IGBT,通常須將一個電壓施加于柵極,,使用專門驅(qū)動器向功率器件的柵極施加電壓并提供驅(qū)動電流,。蔡振宇認為,隔離式柵極驅(qū)動器的隔離性能,、共模瞬變抗擾度,、總傳播傳輸延遲等指標將決定直流模塊的整體功率、效率和系統(tǒng)尺寸,。

  另外在大功率趨勢方面,,通過將充電樁的功率從以往的120kW提高到300kW,,可以大大縮短充電時間。但相應(yīng)地,,控制用的功率元器件也需要具有更高的耐壓能力,,比如從以往的400V提到1000V。目前主流的充電樁模塊,,依然是以硅基MOSFET和IGBT為主,,但為了提高功率元器件的耐壓,更多新充電樁方案已經(jīng)開始使用SiC或Si超級結(jié)MOSFET進行替代,。

  SiC成本雖高,,但考慮到充電樁應(yīng)用最廣的城市場景中,選址一般在地價或租金昂貴的繁華地段,,對設(shè)備體積有很高要求,,SiC的優(yōu)勢便能抵消成本上的劣勢。蘇勇錦提到了ROHM正在開發(fā)中的第四代SiC MOSFET,,耐壓能力在1000V以上,,特性變化受溫度影響較小,并且損耗更低,,因此有助于提高充電樁的效率并進一步節(jié)能,。

  在雙向充電趨勢方面,作為智能電網(wǎng)的一部分,,V2H(Vehicle to Home,,由車輛向家庭供電)和V2G(Vehicle to Grid,由車輛向電網(wǎng)供電)等雙向充電樁開始普及,。在雙向充電的情況下,,要求功率元器件要在比當前主流的單向充電方式更高的頻率范圍工作?!吧鲜龅谒拇鶶iC MOSFET能夠高速開關(guān),,因此不僅可以在高頻范圍工作,而且還有助于線圈的小型化,,是雙向充電樁的理想選擇,。” 蘇勇錦說到,。

  在車輛處于停放或未使用狀態(tài)時,,V2G允許能量從電池流向電網(wǎng),以保持電網(wǎng)的穩(wěn)定性,。德州儀器(TI)深圳總經(jīng)理梁建雄表示,,這要求兩個功率級都可以雙向工作,且需要一個高效轉(zhuǎn)換器來提供電源隔離供電,。除電源管理外,,“多核實時控制MCU,,能夠提供快速的計算密集型實時處理功能,幫助確保系統(tǒng)在幾微秒內(nèi)做出反應(yīng),,并防止對充電樁或電動汽車造成任何損害。一些更高級的MCU集成了高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,,這對于有效監(jiān)控控制環(huán)路至關(guān)重要,。”

  梁建雄表示,,諸如具有用于SiC或IGBT的12V欠壓鎖定(UVLO)的隔離式柵極驅(qū)動器,,以及用于MOSFET的具有8V UVLO的新型電源管理產(chǎn)品,可支持不同的電壓等級以及基于SiC或IGBT設(shè)計的電源拓撲,。也可采用GaN架構(gòu),,以實現(xiàn)更高的功率密度和系統(tǒng)效率。功率密度的增加,,能幫助實現(xiàn)更小的尺寸,,降低總體系統(tǒng)成本的同時減少組件上的熱應(yīng)力?!拔覀兊娜娖饺郤iC交流/直流轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計,,能創(chuàng)建一個可實現(xiàn)50kHz開關(guān)頻率的高功率密度系統(tǒng),從而縮小磁性器件的尺寸,?!?/p>

  此外,“正確選擇充電樁的隔離解決方案非常關(guān)鍵,,”蔡振宇解釋道,,“傳統(tǒng)光耦合隔離的方式傳輸延時時間長(例如150—200納秒),而iCoupler柵極驅(qū)動器傳輸延時在50—60個納秒左右,,提高開關(guān)頻率和效率的同時,,最新款甚至可實現(xiàn)150 kV/?s的共模瞬變抗擾度,以數(shù)百kHz的開關(guān)頻率驅(qū)動SiC MOSFET,,加上去飽和保護等快速故障管理功能,,設(shè)計人員可以正確驅(qū)動高達1200V的單個或并聯(lián)SiC MOSFET?!笨梢源_保充電樁在不犧牲效率的情況下,,在功率變換器中實現(xiàn)超高的功率密度。

  隔離柵極驅(qū)動器的死區(qū)時間也是關(guān)鍵特性之一,,更低的死區(qū)時間將有效降低損耗,。對于大規(guī)模部署的充電樁來說,即使零點幾個百分點效率提升都具有很大經(jīng)濟和社會效益,。

  最后從功能安全和用戶人生和財產(chǎn)安全來說,,良好的隔離性能也非常關(guān)鍵,。充電樁的充電機功能電路中,隔離式柵極驅(qū)動器發(fā)揮的隔離功能非常關(guān)鍵,,可以實現(xiàn)充電模塊中功能電路之間的電氣分離,,使得它們之間不存在直接導(dǎo)通路徑,從而提升安全性能,。

  大數(shù)據(jù)中心

  大數(shù)據(jù),、人工智能等新基建核心模塊離不開數(shù)據(jù)中心的支持,其技術(shù)進步也在推動電信網(wǎng)特別是核心網(wǎng)云化轉(zhuǎn)型?,F(xiàn)在無論互聯(lián)網(wǎng)公司,、電信運營商還是系統(tǒng)設(shè)備公司都在部署自己的云及數(shù)據(jù)中心,將加大對服務(wù)器,、存儲設(shè)備,、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備,、光模塊等產(chǎn)品的需求,。

  數(shù)據(jù)中心對帶寬的需求一直走在有線、無線接入網(wǎng)的前面,,現(xiàn)在200Gbps,、400Gbps的光連接已經(jīng)在國外大批量部署,800Gbps及更高速率的連接也在積極開發(fā)或試產(chǎn)之中,。據(jù)黃旭東介紹,,國內(nèi)數(shù)據(jù)中心對于帶寬速率的需求比國外要晚一兩年,但發(fā)展很快,,“Semtech針對數(shù)據(jù)中心的光模塊電芯片實現(xiàn)了從NRZ到PAM4,,從SR、DR,、FR,、LR到ER,從TIA,,LDD到CDR的全覆蓋,。同時專利Tri-edge技術(shù)使模擬CDR代替昂貴、高功耗的DSP成為可能,?!?/p>

  穩(wěn)定可靠的電源供應(yīng)能力,也是數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的一大痛點,。特別是在狹小空間內(nèi),,實現(xiàn)像ASIC、CPU、FPGA等各類處理器低至0.6-0.8V 的核心電壓與50-800A 超高電流高穩(wěn)定性供電系統(tǒng)設(shè)計,,極具挑戰(zhàn)性,,需要高可靠性電源的和高效DC/DC轉(zhuǎn)換解決方案來實現(xiàn)。

  如同5G基站為了進行協(xié)議處理,,會用X86處理器,;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的輔助計算,需要用到高端FPGA 一樣,,MPS北中國區(qū)副總經(jīng)理盧平表示,,數(shù)據(jù)中心里服務(wù)器需要同時用到X86處理器和FPGA,外加交換機里的多核處理器,、連通交換機之間高速光模塊里的DSP等等。各類處理器對電流的需求量遠遠超過其他芯片,,“這是因為高端工藝降低了處理器芯片的供電電壓,,但供電電流卻在不斷提高;而且為了實現(xiàn)并行計算采用的多核設(shè)計,,將電流成倍增加,。”

  目前最先進的處理器的內(nèi)核供電峰值電流超過1000A,,盧平認為這對電源方案的挑戰(zhàn)主要有三個方面:

  1.如何在受限的面積提供更大的電流輸出,?

  2.如何解決處理器大動態(tài)負載跳變帶來的電源軌穩(wěn)定性問題?

  3.能源降功耗的需求,。

  如何解決,?或許需要一種完整的系統(tǒng)級封裝(SiP)解決方案,在緊湊的表面貼裝型 BGA 或 LGA 封裝中內(nèi)置了集成化 DC/DC 控制器,、功率晶體管,、輸入和輸出電容器、補償組件和電感器,??勺畲笙薅瓤s短設(shè)計時間,并解決常見的電路板空間和安裝密度問題,。蔡振宇表示,,比如ADI的微型模塊產(chǎn)品系列將組件選擇、優(yōu)化和布局的設(shè)計負擔從設(shè)計師轉(zhuǎn)移到了器件身上,,從而縮短了總體設(shè)計時間和系統(tǒng)故障排除過程,,并最終加快產(chǎn)品上市速度。

  在提升功率密度和縮小產(chǎn)品體積上,,TI也在其新一代600V GaN FET上做了努力,。與現(xiàn)有解決方案相比,快速切換的2.2MHz集成柵極驅(qū)動器可幫助工程師實現(xiàn)功率密度翻倍,,“達到99%的效率并將功率磁性器件尺寸縮小59%,?!保航ㄐ郾硎?,“新器件可在注重低損耗和減小電路板空間的AC/DC供電應(yīng)用中,,實現(xiàn)更高的效率和功率密度,如超大規(guī)模的企業(yè)計算平臺以及5G電信整流器等,?!?/p>

  人工智能

  人工智能在應(yīng)用上和大數(shù)據(jù)密不可分,需要專用芯片提供大量的算力在云端進行訓(xùn)練,,同時需要在邊緣端布局更多的推理型AI芯片,。如今,AI已經(jīng)廣泛應(yīng)用到我們生活的方方面面,,但CPU,、GPU等傳統(tǒng)芯片對于AI模型的加速能力非常有限。瑞薩電子認為,,兼具傳統(tǒng)CPU的通用功能以外,,同時能夠?qū)I模型進行加速的這類復(fù)合型芯片必將成為未來的一大熱門。因為這類芯片無需外掛AI加速器,,極大地縮減了BoM成本和硬件復(fù)雜度,。

  滿足新基建需求的人工智能專用芯片應(yīng)該具有芯片集成度高、易于開發(fā),、異構(gòu)計算結(jié)構(gòu),、計算性能強等特點。華夏芯(北京)通用處理器技術(shù)有限公司董事長李科奕認為,,應(yīng)該同時包括CPU和GPU這些通用計算處理器,,以及FPGA和深度學(xué)習(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))計算單元,假如是面對嵌入式AI或者通信市場,,還需要加上DSP的異構(gòu)融合芯片,,才能發(fā)揮最重要的作用。

  根據(jù)中金公司的調(diào)研報告,,隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,,人均算力隨之水漲船高,算力與各國人均GDP之間具有高度相關(guān)性,。未來5年,,計算芯片的國產(chǎn)化空間超過500億美金;異構(gòu)計算快速發(fā)展,,計算芯片進口替代空間進一步打開,。先進計算領(lǐng)域的一個熱點就是以深度學(xué)習(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))為代表的AI計算,那么這類專用(計算)芯片會不會替代CPU或GPU這些通用(計算)芯片呢?李科奕表示:“深度學(xué)習只是AI眾多應(yīng)用中的一個功能,,它的優(yōu)勢在于細分市場的某些應(yīng)用場景,,和已經(jīng)實現(xiàn)相同功能的通用芯片廠商在主流市場上進行芯片集成度、異構(gòu)計算性能的比拼,,就不是專用(計算)芯片廠商所擅長的了,。”

  2020年,,英偉達的市值一度超過英特爾,,高居全球芯片行業(yè)市值第一?!斑@反映了一個不爭的事實,,在人工智能等先進計算的應(yīng)用場景,GPU將比CPU承擔更多的計算任務(wù),?!崩羁妻戎赋觯珜τ谌魏斡嬎阈酒?,CPU仍然是必要條件,,因為只有CPU才能實現(xiàn)強大的控制功能,,運行操作系統(tǒng),。“這一點從英偉達收購Arm便可看出,,CPU與GPU的異構(gòu)融合發(fā)源自AMD的Fusion Core,,英偉達與Arm的結(jié)合可能將構(gòu)建一個全新的異構(gòu)生態(tài)?!?/p>

  此前,,英特爾和AMD都有自己的GPU,Arm和之前的Imagination也嘗試在嵌入式領(lǐng)域提供CPU+GPU的平臺,。今天全球幾乎所有的CPU公司,,都在設(shè)計自己的GPU,包括蘋果,、高通,,以及中國的龍芯和華夏芯?!拔磥碇挥蠧PU或GPU單一產(chǎn)品的公司,,都很難打入主流市場?!崩羁妻日f到,。

  其實AI和數(shù)據(jù)中心這兩大新基建領(lǐng)域,對數(shù)據(jù)加速的性能要求是相似的。多年來,,F(xiàn)PGA技術(shù)在這些應(yīng)用中已被越來越多地用于硬件加速,。羅煒亮表示,帶有2D-NoC的FPGA和具有革命性的機器學(xué)習處理器(MLP)在這些應(yīng)用中提供了最佳的加速性能,。與5G領(lǐng)域不同的是,,大型云服務(wù)、數(shù)據(jù)中心和人工智能領(lǐng)域的運營商擁有更多選擇,,諸如加速卡和集成eFPGA IP的定制SoC,。因此,Achronix預(yù)測到2021年,,新基建中的這些領(lǐng)域?qū)⑹笷PGA架構(gòu)的應(yīng)用更加多樣化,。

  除了云端需求,邊緣設(shè)備對AI性能的需求也與日俱增,。瑞薩電子認為,,其內(nèi)嵌DRP-AI加速單元的RZ/V2M處理器,可對目前主流的Tensorflow,、caffe等多種AI框架進行加速,,模塊運行過程無需CPU參與,“如何幫助邊緣端的用戶降低使用難度,?是芯片廠商未來努力的方向,。”

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)也可稱之為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)或工業(yè)4.0,,是物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的垂直應(yīng)用,。當中的工業(yè)數(shù)據(jù)采集、傳輸,、本地及云分析和處理,,分別對應(yīng)于智能化終端、專網(wǎng)通信,、云計算和大數(shù)據(jù),。基于數(shù)據(jù)價值挖掘的服務(wù)與商業(yè)模式創(chuàng)新,,成為國內(nèi)外共同追逐熱點,,如數(shù)據(jù)增值服務(wù)、平臺經(jīng)濟等商業(yè)模式探索不斷涌現(xiàn),。瑞薩電子認為,,現(xiàn)階段中國企業(yè)既關(guān)注生產(chǎn)數(shù)字化能力普及,如MES的低成本快速部署,,同時也基于制造資源大范圍連接探索優(yōu)化配置模式,,開展分布式制造,、大規(guī)模定制等應(yīng)用。

  瑞薩電子表示,,新技術(shù)應(yīng)用價值不斷涌現(xiàn),,AI、大數(shù)據(jù)應(yīng)用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的滲透率已接近20%,,成為資產(chǎn)設(shè)備管理與生產(chǎn)深度優(yōu)化的主要驅(qū)動,;同時數(shù)字孿生、邊緣計算應(yīng)用初具規(guī)模,,滲透率接近6%,,推動數(shù)字化設(shè)計等能力提升。整體來看,,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進一步釋放賦能潛力,,應(yīng)用聚焦基于設(shè)備物聯(lián)的數(shù)據(jù)價值挖掘和特定場景深度優(yōu)化,這為傳統(tǒng)工業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)帶來眾多創(chuàng)新的同時,,也帶來了更多設(shè)計挑戰(zhàn),。

  工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈較長,包括網(wǎng)絡(luò)通信,、傳感器,、控制器和AI芯片等。其一大優(yōu)勢,,就是能夠充分利用傳感器采集不斷增加的數(shù)據(jù),,做出更好的決策,而在整個工業(yè)自動化系統(tǒng)中,,能否及時獲取和傳輸數(shù)據(jù)取決于網(wǎng)絡(luò)連接,。工業(yè)以太網(wǎng)在這里發(fā)揮著越來越重要的作用,,另外芯片供應(yīng)商還需要幫助工程師在控制器,、通信地面感應(yīng)等應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)智能系統(tǒng)。

  首先是網(wǎng)絡(luò)/通信方面,,許多現(xiàn)代系統(tǒng)目前都具有通信接口,,以增強設(shè)計的整體連通性,但幾十年的發(fā)展歷程導(dǎo)致工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和拓撲形式眾多,,越來越多的工業(yè)自動化技術(shù)供應(yīng)商和制造商都希望能獲得獨立的開放式通信平臺,,給設(shè)計工程師帶來新挑戰(zhàn)。因此,,“未來的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用必須支持各種常見的網(wǎng)絡(luò)拓撲,,如PROFINET、EtherNet/IP?,、EtherCAT?,、POWERLINK?等常用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,,以及線狀和環(huán)狀拓撲和星形拓撲?!?蔡振宇說到,。

  哪類芯片產(chǎn)品可以勝任?可以是具有兩個以太網(wǎng)端口的實時以太網(wǎng),、多協(xié)議(REM)交換芯片,,是可編程的 IEEE 802.3 10/100 Mbps 以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6 (IPv6) 和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本4(IPv4) 交換機,可虛擬支持任意 2 層或 3 層協(xié)議,。蔡振宇表示:“此外,,可以連接任何主機處理器,讓開發(fā)人員可以使用自己的處理器和他們首選的開發(fā)環(huán)境很重要,,并且還要支持時間敏感型網(wǎng)絡(luò)(TSN),。”

  支持從串行接口(IO-Link,、CAN,、RS-485)到工業(yè)以太網(wǎng),以及諸如TSN和單對以太網(wǎng)(SPE)等新且廣泛的工業(yè)通信標準,,也是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的剛需,,這種支持滿足了工程師對更高連通性和可擴展性的需求。梁建雄表示,,要幫助簡化向智能生產(chǎn)系統(tǒng)的過渡,,需要能用于PROFIBUS、多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng),、IO-Link主站和未來千兆位TSN的產(chǎn)品,,而“Sitara處理器系列直接將這些協(xié)議集成,可簡化設(shè)計過程,?!?/p>

  快速的節(jié)點互連和信息交換可實現(xiàn)具有快速、精確的執(zhí)行單元或驅(qū)動程序的分散系統(tǒng),。從低速現(xiàn)場總線到PROFINET,、EtherCAT、IO-Link等10/100 Mbps工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展都展現(xiàn)了這一趨勢,。它們逐漸成為每個執(zhí)行節(jié)點上的標準,,“處理器提供了適用于主要工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的單個硬件平臺系統(tǒng),具有內(nèi)置EtherCAT堆棧的實時控制MCU則有助于實現(xiàn)分散式多軸驅(qū)動系統(tǒng),?!?梁建雄說到。

  控制器方面,,用于工業(yè)設(shè)備中數(shù)據(jù)處理和設(shè)備控制的MCU,,以及用于數(shù)據(jù)安全存儲和加密傳輸?shù)陌踩酒?,是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中必不可少的器件。不同于消費電子,,工業(yè)領(lǐng)域?qū)a(chǎn)芯片的應(yīng)用需求提出了更高的要求和挑戰(zhàn),。國民技術(shù)市場部技術(shù)專家表示,目前正在工業(yè)領(lǐng)域通過低功耗金融級安全芯片與國民安全云平臺相結(jié)合,,構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全整體解決方案,。

  國民技術(shù)認為,一款安全的工業(yè)互聯(lián)型MCU除了在性能上要過硬,,還需要內(nèi)置多種密碼算法硬件加速引擎,,支持內(nèi)置Flash存儲加密、Flash分區(qū)保護,,以及支持安全啟動等多種安全特性,。這樣才能防止應(yīng)用程序系統(tǒng)在未經(jīng)授權(quán)的情況下被復(fù)制及篡改,并支持對真實設(shè)備的身份驗證,,“例如我們推出的工業(yè)互聯(lián)領(lǐng)域首顆集成國際及中國商用密碼雙算法的通用MCU,,可廣泛應(yīng)用于工業(yè)小型網(wǎng)關(guān)、DTU,、小型PLC,、工業(yè)風機等工業(yè)互聯(lián)應(yīng)用領(lǐng)域?!?/p>

  另外工業(yè)應(yīng)用場景相比消費應(yīng)用場景,,對MCU材料和工藝有著更加嚴苛的要求,首先必須滿足工業(yè)級溫度范圍,;其次對算力和穩(wěn)定性也有更高的標準,,雅特力科技(重慶)有限公司產(chǎn)品市場經(jīng)理林金海表示:“將針對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推出基于Arm Cortex-M4最高主頻288MHz的MCU,集成兼容IEEE-802.3 10/100Mbps以太網(wǎng)口控制器,,能夠助推工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)智能硬件端的發(fā)展,。”

  邊緣計算是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心目標,,也是云計算的重要補充,,它的一個顯著特點是大大提高了處理近端數(shù)據(jù)的時效性,,可實時分析和處理物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點收集的大量數(shù)據(jù),,減少云計算的時延和流量,對MCU的數(shù)據(jù)處理能力和網(wǎng)絡(luò)連接能力有更高的要求,。

  最后在感應(yīng)方面,,智能工廠自動化和無人化管理需要精確、強大的感應(yīng)技術(shù),,來感知和采集產(chǎn)品,、設(shè)備和工業(yè)環(huán)境的各種狀態(tài)信息,。傳感器將向智能化、微型化,、多功能,、低功耗、高精度等方向發(fā)展,,提高工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)底層神經(jīng)末梢的感知靈敏度,。“基于在汽車雷達系統(tǒng)方面的經(jīng)驗,,TI基于CMOS的SoC解決方案可以輕松開發(fā)雷達技術(shù),。” 梁建雄說到,,最新的雷達感應(yīng)技術(shù)可幫助智能工廠設(shè)計人員部署智能機器人手臂,、協(xié)作式的機器人系統(tǒng)和無人化工廠管理。

  新基建下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最大的價值便是工業(yè)應(yīng)用的落地,,其中包括激增的高質(zhì)量傳感器,、可靠連接和數(shù)據(jù)分析,不斷提高的智能節(jié)點自動化程度對傳感器進行精密數(shù)據(jù)捕捉與位置跟蹤要求也與日俱增,。蔡振宇表示,,近些年越來越多被提及的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測CBM則引入了以振動監(jiān)測為核心的技術(shù),把旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動狀態(tài)采集分析以進行產(chǎn)品性能,、生產(chǎn)效率與附加值的進一步提升,,這是最具現(xiàn)實經(jīng)濟意義也最容易落地的應(yīng)用。

  衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)

  衛(wèi)星在導(dǎo)航定位,、數(shù)據(jù)圖像傳輸以及物聯(lián)網(wǎng)方面有非常好的應(yīng)用或者前途,。當前隨著技術(shù)進步,衛(wèi)星發(fā)射的投入成本明顯下降,,各國紛紛將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)上升為國家的戰(zhàn)略之一,,衛(wèi)星通信發(fā)展迎來新風口。

  當前國外有不少衛(wèi)星行業(yè)用戶將網(wǎng)關(guān)放在低空衛(wèi)星上,,使用低功耗廣域網(wǎng)進行物聯(lián)網(wǎng)覆蓋,。黃旭東表示:“LoRa具有高靈敏度、傳輸距離長的特點,,可以從衛(wèi)星上通過LoRa技術(shù)接受地面網(wǎng)關(guān)的無線信號進行廣域覆蓋,。”在森林,、草原防火,、地質(zhì)災(zāi)害防護等方面,衛(wèi)星加LoRa技術(shù)有其天然的組合優(yōu)勢,,因為在那些地方往往沒有電信網(wǎng)絡(luò),。

  衛(wèi)星的制造,、發(fā)射、通信,、導(dǎo)航,,都需要關(guān)鍵的芯片技術(shù)參與。與傳統(tǒng)衛(wèi)星不同,,商用衛(wèi)星更強調(diào)商用性,,追求更低廉的發(fā)射成本、更小的尺寸以及更容易制造,,這些特性有助于提高潛在運行的經(jīng)濟性,。所以商用衛(wèi)星在選擇芯片時,更希望是體積更小,、質(zhì)量更好,、成本又較優(yōu)的芯片。

  “高性能信號鏈產(chǎn)品廣泛用于全球航空航天市場,,對于商用衛(wèi)星也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,。” 蔡振宇表示,,此外高頻收發(fā)器平臺技術(shù)在衛(wèi)星通信頻段中可以實現(xiàn)更高的選擇率,,利用其小尺寸和低功耗的特性,可將收發(fā)器的整體尺寸收小到一個數(shù)量級,,為解決下一代衛(wèi)星通信的難題提供解決方案和實例,。

  行業(yè)內(nèi)能夠提供符合航空航天標準產(chǎn)品和技術(shù)解決方案的公司不多,“ADI有40多年的經(jīng)驗,,幫助一些創(chuàng)新商業(yè)衛(wèi)星公司快速進入低地球軌道(LEO)和地球靜止軌道(GEO),。”比如商用現(xiàn)貨(COTS)塑料組件,,可以幫助衛(wèi)星系統(tǒng)方案廠商更快地進行原型制作,,并保持相同的飛行板設(shè)計,耐輻射的同時節(jié)省板空間和重量,,降低發(fā)射成本,。蔡振宇表示,芯片廠商要做到這些,,傳統(tǒng)航空航天產(chǎn)品方面的經(jīng)驗以及端到端信號鏈設(shè)計能力缺一不可,,擁有經(jīng)QML-V認證的設(shè)施則是一個加分項,這是對宇航電子元器件的最高等級認證,。

  以新基建為契機,,展望2021

  半導(dǎo)體構(gòu)筑了新基建的基石,新基建則給半導(dǎo)體行業(yè)帶來了另一個超級機會,。

  二十年前,,國家談基建,談的是鐵路,、公路,、橋梁;而今天新基建的七個主要方向中有四個與信息直接相關(guān):工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),、5G,、數(shù)據(jù)中心和人工智能。5G和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決的是信息渠道的問題,,數(shù)據(jù)中心則是存儲數(shù)據(jù),,人工智能則是怎么利用海量的數(shù)據(jù)。

  隨著信息容量的不斷增大,,數(shù)據(jù)不論是在傳輸,,轉(zhuǎn)換,存儲和計算都需要用到越來越復(fù)雜的芯片,,高速處理器用越來越多的場合,。盧平認為:“大家往往只關(guān)注到這些處理器需要用最先進的工藝支撐,在單位面積內(nèi)集成了更多的晶體管,,也降低了處理器的功耗,。其實還有一個很重要的需求,在于電源芯片的支持,。數(shù)字電源,、非線性控制、新的功率器件,、新封裝技術(shù)是解決未來處理器供電的創(chuàng)新點,。”

  梁建雄認為,,縱觀新基建所覆蓋的多個領(lǐng)域中,,半導(dǎo)體是新基建基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性的產(chǎn)業(yè)支撐。作為新基建的關(guān)鍵核心技術(shù)支撐,,半導(dǎo)體行業(yè)將會繼續(xù)主導(dǎo)新基建技術(shù)發(fā)展方向并加速項目的落地速度,。同時為半導(dǎo)體行業(yè)的復(fù)蘇帶來轉(zhuǎn)機,為半導(dǎo)體行業(yè)注入更多發(fā)展動力,,給國內(nèi)外的半導(dǎo)體企業(yè)帶來新的增長機遇,。

  展望2021年,新基建建設(shè)的逐步展開將為半導(dǎo)體行業(yè)帶來更多發(fā)展新機遇,,“我們相信市場將逐步回暖,,也會給半導(dǎo)體行業(yè)帶來更多的增長空間。” 梁建雄說到,,世界在變,,TI的初心不變,“從1986年建立第一間辦公室,,我們在中國市場耕耘了近35年,,TI也將持續(xù)投資中國市場,繼續(xù)貼近中國客戶的需求,?!睋?jù)悉,TI在2013年公布了成都制造基地的長期戰(zhàn)略,,未來15年內(nèi)在成都投資100億人民幣,,目前已經(jīng)建成晶圓廠、封裝測試廠,、凸點加工廠和晶圓測試廠,,形成了TI全球唯一一個一站式的制造中心。

  林金海表示,,5G和人工智能將迎來一個快速增長時期,,新基建將帶動國產(chǎn)芯片技術(shù)和生態(tài)鏈全面升級。應(yīng)用終端產(chǎn)品的升級和迭代將對芯片算力,、可靠性,、安全性、傳輸帶寬,、存儲能力等提出更高要求,,促使國產(chǎn)芯片迎合新基建需求進行升級換代,并有望在眾多領(lǐng)域中實現(xiàn)更高比例的國產(chǎn)化,。

  當前由先進計算推動的“第四次工業(yè)革命”,,將再一次改變世界歷史的發(fā)展軌跡——算力、算法,、大數(shù)據(jù)成為新的生產(chǎn)力,,人工智能成為先進計算的落地場景。從先知先覺的資本市場可以發(fā)現(xiàn),,全球市值排名前10名的公司,,有7家是從事計算科技的公司。李科奕認為,,2021年新基建中,,半導(dǎo)體行業(yè)將圍繞高性能的先進計算進行更加激烈的競爭,在云計算,、邊緣計算領(lǐng)域,,CPU、GPU這些通用計算處理器開始和FPGA以及深度學(xué)習(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))計算單元,或其他通訊領(lǐng)域的專用加速器異構(gòu)融合,。這種通用和專用計算單元之間的高效協(xié)同計算,,就稱之為異構(gòu)計算,“可以肯定地說,,異構(gòu)計算已經(jīng)成為先進計算中的主流架構(gòu)”,,CPU和GPU大廠在異構(gòu)計算領(lǐng)域?qū)⑼ㄟ^收購或戰(zhàn)略合作,,補齊短板,,構(gòu)筑異構(gòu)融合芯片的新賽道、創(chuàng)造新物種,、搭建新生態(tài),。

 

來源于機器人網(wǎng) ,作者劉于葦

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