10月22日,E维智库“第12届中国硬科技产业链创新趋势峰会暨百家媒体论坛”在深圳及线上盛大召开。艾迈斯欧司朗、Qorvo公司、RAMXEED、飞凌微、安谋科技、清纯半导体的资深技术专家到会演讲,他们介绍了各自公司在AI时代新机遇面前,在新技术方面取得的进展同与会人员做了深入探讨与交流。
艾迈斯欧司朗:智能驾驶中的光与智
首先演讲的是来自艾迈斯欧司朗高级市场经理罗理先生,他演讲的题目是《LED, 智能驾驶中的光与智》。
艾迈斯欧司朗高级市场经理罗理先生
罗理开场表示:“随着AI时代到来,以后的汽车不再是沙发加四个轮子,将具备一些智能化功能及设施。艾迈斯欧司朗将以光子为媒介和AI时代相连接。如果把智能化汽车看成大脑,LED就是眼睛,是AI大脑和终端用户(驾驶员、乘坐者和道路使用者)之间交互的媒介。今后的市场发展中,LED将占据着非常重要的地位。”
据TrendForce集邦咨询分析,截至2023年,全球传统乘用车中LED头灯的普及率已达72%,在电动汽车领域,这一比率更是高达94%;预计2024年,这两项数据将分别上升至75%与96%。伴随着数字化、智能化以及新能源汽车的发展趋势,汽车照明市场正经历着从单纯照明功能向更为复杂的智能表达需求的转变。
在光源行业耕耘超过百年的艾迈斯欧司朗,在汽车光源领域也已耕耘超过四十年。对于中国汽车市场的发展,罗理认为:“中国汽车市场正逐渐脱离跟随者的角色。以前跟着欧美流行趋势,现在中国市场演变出更新的变化、更新的需求。特别是随着新能源汽车时代的到来,在造型、功能上我们都有自己独特的创新。艾迈斯欧司朗紧跟时代,扎根中国,做了很多China for China,并已推出China for Global的战略,包括产品创新。”
他在演讲中以三款创新产品为代表,介绍了公司的产品发展战略:
基于μLED技术的25,600像素的EVIYOS® 2.0—这是业界第一款光与电子相结合的LED。25,600个像素点压缩到40平方毫米的曲光面上,每个像素点都可以独立寻址开关,每个像素点的大小只有微米级。其应用包括:迎宾投影、变道光毯引导、车道保持辅助预警、湿滑路面警告等,也可以拓展到其他很多商业、工业照明领域。
据悉,通过EVIYOS® 2.0的辅助,整个照明系统可以常亮远光灯,最大限度地增加驾驶员可视面积,它还可以智能判断开灭、识别道路中的各种需要避开眩光的物体,包括车辆和行人,达到主动ADB的效果,即“智能抠图”。
智能RGB LED(即RGBi)—多彩氛围OSIRE®E3731i解决方案—将LED与驱动集成在同一封装内,采用OSP开放式架构,允许主控MCU通过CAN或LIN接口的物理层稳定地与各LED模块通信,实现对每一颗OSIRE® E3731i的状态监测与独立控制。仅需简单的双绞线连接与SPI接口,即可串联多达1,000颗RGBi,并且由于每颗RGB LED芯片内置了电流、电压、色点、亮度等出厂校准数据,无需在线重新校准即可确保全车范围内的一致色彩表现,提升了系统易用性和可靠性。罗理介绍,已有主机厂客户在其主控域控制器上进行了预埋,实现了整车不同节点之间建立智能连接。
SYNIOS® P1515解决方案—采用简单的直下式方式简化整体结构,具有侧发光、360°辐射特性。在保持相同亮度与均匀性的前提下,可以通过增加LED排布间距来减少LED数量及其驱动电路。通过对某尾部贯穿灯典型案例分析,LED的颗粒数最多可减少2/3,系统成本得以大幅下降。
此外,SYNIOS® P1515还可实现类似 OLED 的面发光效果。传统尾灯/信号灯设计时通常需要20~30mm的深度,而采用SYNIOS® P1515则可将深度压缩至5mm甚至以下。这让汽车尾灯/信号灯的设计更加简洁、流畅,极大地提升了设计灵活性。
Qorvo:全方位技术突破 提供更好服务
Qorvo公司中国移动业务的高级销售总监江雄带来《推进5G创新:从突破射频到UWB和应用于下一代移动设备的传感器》的分享。
Qorvo公司中国移动业务的高级销售总监江雄
深耕中国二十多年的Qorvo公司,是全球领先的的连接和电源解决方案供应商,其业务从射频领域拓展到电源领域,产品应用领域涉及互联移动、电源电器AI服务器、汽车等各行业。全球5800名员工,FY24业绩38亿美元。
具体来说:
手机方面—作为全球领先的射频供应商,“Qorvo的集成方案,从当年的Phase 2到进化到现在的Phase 8,新一代集成方案面积更小,节省射频前端尺寸50%以上;电流功率的提升,给手机提供了更多电池空间;更省电,成本更小、功率输入高使得新一代集成方案深受手机厂商喜欢,符合中国手机厂商所有需求。”江总介绍。
天线方面—Qorvo是第一家把天线技术带到中国的外商品牌。最早,公司把ACS TUNER技术引进中国市场的时候,国内厂商、工程师们还不知道这是什么,但现在,ACS TUNER已被广泛使用。
滤波器方面—Qorvo滤波器技术已演进到第七代,无论是尺寸还是插入损耗、带外抑制方面表现都更好。
Wi-Fi方面—现在已经演进到Wi-Fi 7,下行速率也做到更快。
UWB方面——应用更为广泛。除了苹果,越来越多国内手机厂商把UWB放在旗舰机规划中。此外,还可用于室内导航、汽车钥匙、汽车侦测(比如由于大人疏忽,小孩在车内,UWB雷达技术可侦测活体,避免这样的人间悲剧)。笔记本电脑可以用UWB技术,类似密码钥匙,靠近它就可以使用了;还有,做为数据传输技术本身,通过UWB较宽的带宽,可提供更好的数据传输,用于Hi-Fi(高保真)音响、游戏手柄等领域。
传感器融合方面—基于人机交互的技术,可全部替代物理开关,物理按键。
压力传感器方面—例如,新的苹果iPhone16有个拍照功能,其单独按键用的就是压力传感器,它不只能拍照,还有其他用途,大家把它定义为AI键。此外,还有智能穿戴、笔记本、智能家电等,特别是智能汽车都已采用,已有多个品牌汽车使用Qorvo传感器技术,从车外到车内、车门、方向盘、控制面板等多家知名整车厂商使用Qorvo的MEMS传感器方案,在已上市车型中最多的一款采用28颗传感器,让人机交互体验更流畅,界面更时尚。
功率器件方面—Qorvo过去几年收购了一些公司,包括UnitedSiC和ActiviSemi,前者致力在SiC上的研发,后者更多在电机控制和电源管理上应用,特别是AI 服务器。
江总表示:“Qorvo的主旨是通过我们的技术为客户提供更多利益,提供更好性能、更创新方案、更小尺寸、更高集成度方案。我们与chipset厂家成为合作伙伴,为用户提供套完整解决方案、创新解决方案,我们还提供软件支持,国内有软件团队,为中国客户打造更好解决方案。”
RAMXEED:全新一代FeRAM 高可靠性和无迟延应用首选
RAMXEED(原富士通半导体科技)(上海)有限责任公司总经理冯逸新做了主题为《全新一代FeRAM,高可靠性和无迟延应用首选》的演讲。
RAMXEED(原富士通半导体科技)(上海)有限责任公司总经理冯逸先生
冯总首先介绍富士通半导体做的的重大决策,即2025年1月1日富士通集团公司正式撤出半导体市场,更名为RAMXEED。
他详细介绍了富士通半导体发展历史。总部在日本新横滨的富士通在80年代属于顶级半导体供应商,80年代后期受到美国打压,2000年退出SRAM、DRAM市场,2005年退出NAND Flash、NOR Flash市场,2012年退出ASIC、MCU、AnalogIC 市场,后来的富士通半导体只专注高性能存储器FeRAM和ReRAM,和以FeRAM、ReRAM为基础的定制产品。公司生产销量主要以日本本土市场为主(以定制芯片ASIC为主),其次是亚太市场(以中国大陆和中国台湾为主)。中国大陆以表计、FA、新能源汽车充电桩、PV(光伏发电的设备)逆变器和储能应用为主,中国台湾主要应用市场在FA和医疗电子标签领域。
“做为一家曾经的IDM(Integrated Device Manufacturer,垂直整体制造),富士通深耕二十多年FeRAM市场,已向市场交出44亿片FeRAM的产品。”冯总介绍。
当前存储器市场主要以NOR、NAND 闪存和DRAM产品为主,占市场98%份额,其余2%是利基市场(Niche Market),包括FeRAM、ReRAM、EEPROM、MRAM和SARM。在这个市场,FeRAM占据绝对优势,其应用包括汽车电子,工业控制、表计(表计应用是中国大陆业务的主要市场)、助听器等。
“FeRAM又名FRAM,由于FRAM被Ramtron、Cypress、Infineon注册为商标,我们注册为FeRAM。”冯总介绍:“跟传统存储器相比,FeRAM的写入方式是覆盖写入,NOR 闪存、EEPROM是擦除操作。FeRAM读写速度快,可达纳秒级,远超NOR闪存、EEPROM;此外,还具有读写耐久性,读写次数达到1013、1014之多等特点,在需要读写次数比较高的电表应用中,FeRAM具有不可替代的作用。”
“近几年,ReRAM在全球备受关注,很多人认为NOR 闪存工艺在下一代发展会进入瓶颈期,未来可替代NOR 闪存的就是ReRAM,但是ReRAM目前量产最大容量是12Mb。要替代NOR Flash,ReRAM的容量需要达到16Mbit1Gb才可以。根据报道,包括海力士、中芯国际(SMIC)、中芯国际(SMIC)等知名半导体公司都在研发相关产品。做为实现ReRAM量产的为数不多的半导体供应商富士通(现RAMXEED),目前ReRAM能做到的最大容量为12Mbit。”
冯总介绍了富士通FeRAM或者ReRAM的应用领域:
智能电网—传统的智能电网(各种发电、送电、变电、用电相关设备等),光伏发电、储能和变电,汽车充电桩等;
汽车、船舶、工程机械、农协机械等方面的应用—汽车电子方面有新能源汽管理系统、TBOX、行车记录仪等;
工厂自动化—主要客户包括施奈德、ACT International、中国台湾的台达、中国知名的数控机床供应商、中国排名前五的FA供应商等等。近几年,编码器方面应用较多,编码器分为光学、有磁式两类。在工厂自动化控制和新能源汽车的领域里,磁式旋转编码器是发展潮流。但传统的磁式旋转编码器里面有一个电池,在欧洲受到比较严格的管控。如何做到无电池的编码器,就需要我们的特有技术的高速写入、到读写耐久性、超低功耗和内置二进制计数器的FeRAM来扮演这个角色。
医疗应用—包括助听器,呼吸机、CT扫描、PMS(病房监护仪)等;
游戏—游戏机涉及到一些精确问题,比如关键数据记录,FeRAM更适合;
云计算—云计算主要是针对伺服器里面的RAID控制卡,RAID控制卡需要高速读写次数更高的新一代存储器,MRAM、NVSRAM、FeRAM都是这个行业主要应用的存储器;
楼宇自动化—比如日本的横河电机、霍尼韦尔,电梯控制里的日立(广州)、上海三菱电梯的控制器都在使用FeRAM;
5G服务器;
标签、智能卡应用—近几年,新能源电池包的生产、光伏太阳能板以及手机的生产自动化正在慢慢国产化,去年这类应用需求量很大,富士通的FeRAM RFID电子标签正在发挥作用;
可穿戴设备—目前是公司正在开发的市场。
他介绍:“从2020年开始,光伏、逆变器、储能对FeRAM的需求量很大,还有工厂自动化(FA),比如施奈德、中国台湾的台达几乎所有FA器件都用高端存储器。这其中就不仅仅要用到富士通的FeRAM,还有MRAM、NVSRAM等产品。”
他特别介绍了磁式旋转编码器应用—伺服驱动电机下电后,可能与外界发生不可预测的碰撞,电机转时的位置跟当初下电时的位置发生了偏移。上电时,错位是个严重问题。这时通过一个IC-Haus主控,加波斯特Posital的韦根线圈,再加富士通带有二进制计数的FeRAM,就可以实现线圈发电。这是因为FeRAM功耗低,微弱电流即可动作,利用里面的二进制计数器把电机转数记录下来,这样上电的时候,就可以找到原来位置。
他还表示,无源(无电池)旋转编码器是未来发展的需求。目前在欧洲和日本,旋转编码器发展相当快,德国的IC Haus、SEW、Fraba等,日本的尼康、三菱电机、多摩川精机等都是旋转编码器的著名供应商。传统有磁式编码器都是带电池的,但在欧洲,带电池的产品要出口不能空运只能海运,而且各类电池管控相当严格。此外,由于电池寿命,要更换电池的工本费很高,所以未来,无源(无电池)旋转编码器就成为市场需求。带有二进制计数器FeRAM是目前无二选择。近几年中国台湾的台达、大陆编码器第一、第二供应商,都已经把富士通的带有二进制计数器的FeRAM产品做进了自己的产品内,预计明年量产。
此外,汽车电子,卡车的行车记录、新能源汽车、电池护照、助听器、服务器等,对FeRAM需求越来越多。
“特别是在自动化生产管理中应用的条形码或者二维码,”冯总介绍:“比如新一代光伏、太阳板的生产,手机、新能源电池包的生产,都逐渐采用了ACT International、巴鲁夫(Balluff)的RFID生产管理模式。相对过去应用较多的NXP公司的EEPROM的RFID,富士通FeRAM的容量更大。比如,苹果手机在出厂之前需要七道工序,每道工序在哪段时间做了什么测试,都需要记录下来,以备未来质量问题的回溯。FeRAM容量较大,可以把所有生产工序都记录下来,这是其最大优势。此外,FeRAM的读写次数较高,标签可长期使用。EEPROM读写次数较少,需要不停更换。FeRAM比EEPROM速度更快,生产的吞吐量更快,传送带的速度也更快。在过去两年,ACT International、巴罗夫在生产管理采用富士通FeRAM,产能增长翻了好几倍。这在智能工厂,对FeRAM的需求都是存在的。
最后,冯总表示,FeRAM在市场上的应用量并不算大,瓶颈主要有两个:一是容量太小;二是成本较高,限制了发展。未来FeRAM可以做到32Mbit,就可以进入到Nor Fash的容量范围内。同时他表示:“未来,我们在2025年之后开始研发,根据市场的需求,我们可以把速度做得更快。主要的应用范围包括FA、楼宇控制、RAID控制卡、FPGA的程序存储。”
飞凌微:助力车载智能视觉升级
飞凌微首席执行官/思特威副总裁邵科演讲的题目为《新一代端侧SoC与感知融合方案,助力车载智能视觉升级》。
飞凌微首席执行官/思特威副总裁邵科
做为思特威全新子公司,飞凌微是思特威全新子品牌。新公司结合了原有思特威在图像传感器技术以及市场优势,在一些端侧应用融合了数字SoC,以更好的服务市场、客户。
邵总在演讲中主要介绍了三部分:
端侧AI处理优势及主要应用场景;
飞凌微M1智能视觉处理芯片系列;
M1系列芯片在车载视觉中的应用。
近十多年,视觉行业发展有两大突出表现:一是图像传感器、视觉类产品应用越来越多,从原来安防监控、公共安全应用,到现在手机、家用IPC、门铃,以及消费类机器视觉(扫地器、人脸支付)各方面,视觉应用越来越宽泛;其次是神经网络、AI算法近十多年发展越来越快,应用落地越来越多。AI视觉应用已进入各行各业和生活的方方面面。
具体来说,邵总介绍,视觉实现过程分三大类:一是在端侧采集数据,在云端做处理,相对实效性没那么高;二是在端侧采集数据,同时在本地中央计算处理AI数据;三是相对挑战比较大的,直接在端侧采集数据,同时在端侧处理。第三种带来的好处包括:没有大数据传输过程,延时相对低,可靠性增强。在数据安全、隐私保护方面,比如车载舱内视觉应用,在端侧做数据处理,可有效解决数据被泄露风险,同时具备更低成本及更低时效性。
对于在端侧上的应用场景,比如智能车载、智能家居、物联网、机器视觉等,邵总表示:“大家在探索在端侧做完整感知的处理或者跟中央计算机配合做预处理,再反馈给后端,形成更有效的处理方案。”
例如,智能汽车的视觉传感器越来越多,既包括360度环视,也包括辅助驾驶的ADAS辅助系统、舱内监控等。这对摄像头的规格提出更高要求—即更高分辨率,更好成像性能,以及多摄像头组合等,这就要求图像性能越来越高,处理性能越来越高。而随着域控越来越强大,可接入更多图像传感器。同时,随着芯片复杂度越来越高,其迭代速度没有那么快,在端侧就需要高性能的图像处理或者做视觉的预处理,帮助整个系统更好落地。
基于这些市场需求及应用方案的思考,公司今年推出了M1系列三款产品—M1(Camera ISP)以及M1Pro(Camera SoC)和M1Max(Camera SoC),分别是用于车载上面的高性能ISP和用于在车载的端侧视觉感知预处理的轻量级SoC。这三颗芯片具有优异的图像处理性能、低功耗、小封装尺寸、功能安全、信息安全等优势。
概括起来,M1车载高性能ISP芯片在图像处理方面具有以下优势:内置高性能暗光降噪和图像增强算法,提升实时影像的清晰度,助力智驾视觉系统识别效率的提升;支持高分辨率RGB-IR图像处理,可与RGB-IR图像传感器搭配,组成适用于舱内OMS应用的RGB-IR摄像头方案;支持最多4帧HDR合成,动态范围可达144dB,能有效保留并凸显画面的明暗部细节,保障车载摄像头在复杂光线场景下图像捕获的准确性;支持LED闪烁抑制(LFS),有效避免电子路牌、交通信号灯等LED信号带来的成像闪烁问题,为ADAS应用提供完整精准的影像信息;支持双路3MP@30fps HDR图像同步处理,灵活实现车载舱内双目视觉、前视双目摄像头等多种车载多目视觉应用场景等。
M1Pro车载轻算力视觉处理SoC芯片在搭载M1同款ISP图像处理模块的基础上,内置0.8TOPS@INT8轻算力自研NPU、Arm Cortex-A7 CPU、1Gb DDR3L内存。飞凌微自研NPU支持主流的神经网络框架,并针对轻量级神经网络结构和视觉任务进行了专门优化,有效加速视觉数据处理并提升图像处理准确性,也为车载视觉系统后端处理减负。以舱内DMS应用方案为例,M1Pro搭配思特威2MP图像传感器SC232AT,在图像传感器以及SoC内置ISP的双重驱动下,实现全局快门模式下动态范围的显著提升。同时,M1Pro支持运行DMS识别算法和结果输出,有效提升整体DMS系统的实时性,使智驾系统完成即时响应,保障驾驶安全。
相较于M1Pro, M1MAX车载轻算力视觉处理SoC芯片在核心模块配置方面进行了相应升级,包括1.5TOPS@INT8轻算力自研NPU、Arm Cortex-A7×2 CPU、2Gb DDR3L内存等,处理和计算性能更强劲,进一步满足智驾系统在端侧的视觉处理应用需求。
据悉,三款解决方案同图像传感器一起可实现舱内OMS应用、电子后视镜、以及在后视摄像头上加一些识别算法,在倒车时,能检测行人和物体,避免潜在的影响驾驶安全事情的发生。
邵总表示,“视觉解决方案在端侧应用,除了车载应用,还有工业自动化、智能家居等方面应用。我们会持续开发新的SoC产品,与图像传感器一起,推动端侧应用在生活的方方面面落地。”
安谋科技:端侧AI应用“芯”机遇
安谋科技的专家、产品总监鲍敏祺老师带来《端侧AI应用“芯”机遇,NPU加速终端算力升级》的分享。
安谋科技的专家、产品总监鲍敏祺先生
鲍敏祺首先从端侧AI新机遇开场:“端侧AI新机遇指的是新的AIGC大模型带来算力的提升。”他以苹果智能Apple Intelligence大模型应用为例,虽然目前这还未对国内开放,但各类测评已经出来:
在手机上拍张照片,通过大模型可识别里面的物体;
以使用某APP为例,收到长内容短信时,大模型可收集或总结各类关键信息并提供给用户关键性总结;
云内提示变得更智能。比如,从有大量照片的图片库里把关键信息找出来,以前按时间搜索,但大模型通过快速AI理解,迅速识别并找出这些图片。大大提升日常功能的使用效率。
除了应用端,鲍总介绍:“在硬件端,各大硬件厂商,比如高通骁龙X Elite不断增加对AI的研发投入,加强AI算力设计。”
那么AI端侧的算力会不会像云端一样不停膨胀,鲍总认为认为:“要看端侧模型究竟有多大。实时性对端侧应用非常重要。例如,基于大语言模型的用户体验,用户能够接受的时间基本是2秒以内。现在很多国内外芯片厂商基本上达成共识,AI NPU对于消费类产品是未来重点投入的对象,包括OPPO、VIVO、小米、荣耀、华为等头部终端厂商,都在推类似解决方案。“端侧未来方向是每个人的应用体验都不一样,它会随着使用体验逐步做针对性训练,以适合于每个人,这样才能提升用户黏度。”他表示。
当然,他也认为:并不是只用端侧大模型而放弃云端。这二者的不同在于,端侧的优势在时效性和数据本地的安全性;而在云端,需要更强的能力。
在评估端侧大模型时,他表示:大家常用的是语言类模型或者是文生图。从目前发展,语言类模型肯定不是端侧模型最后应用的终点。国外发展规划相对领先,不但有语言,还有图片输入、音频输入或视频输入,这对硬件提出新挑战。他表示:以常规多模态做法为例,比如图像,大家都会进行对应压缩,最后Tokenizer(即把各种像素、内容转换成一个Token),这背后基于通用大语言模型(LLM)的模型没有改变。简单来说就是内容输入时进行编码,转换成想要的Token。输出时,再对输出的Token解码,转换成想要输出的内容。
“未来端侧是多模态场景,比如手机的人机界面,一开始是物理按键,后来是触摸屏,现在用语音做人机交互。手机可应用多个APP、多个窗口。未来AI有一个概念叫Agent智能体,再往下发展就能看到国际最先进的算法发布。不仅能理解或执行任务,还会思考,不断强化学习优化做法。从最基础的基本功能到越来越智能的迭代发展。起初可能是语言控制,但未来,AI会通过一张图片,读懂人的心思。这也是大家纷纷投入AI的原因,AI产生的价值某种程度上能提升效率或者带给人类更好的体验,这就是价值点。”鲍总表示。
对于端侧应用,未来很多硬件都会提升AI算力。这可分为几个应用场景:在手持设备方面,由于对功耗、芯片面积要求较高,手持设备能够实现的模型体量大概1~10B;到边缘、PC、Auto、可穿戴设备等,大模型体量可能会达到10~70B;云端大模型体量可能达到100B以上。
这些创新应用对端侧AI提出新的挑战,鲍总介绍:首先是成本、功耗、生态系统,和存储介质相关的。一方面希望各种存储介质能进一步提高存储度、带宽。但无论怎么提高,它也不会像云端拥有那么多TB、以及更高的带宽。此外,还有成本、芯片面积、计算资源等挑战;另一方面对于功耗,AI系统需要传输很多数据,特别是外层传输,功耗越来越高。以前DSA做CNN,CNN这种卷积复用度非常高,可提高能效。但对于大模型来说,以7B模型为例,如果是一个Llama 2 7B的模型,显存大概占4GB,它无法再像以前CNN放很小的比如8兆、10兆的L2,通过高复用度提高能效,但也为大模型带来功耗挑战。
另外的挑战来自软件成熟度。比如今天推出一个语言模型,需要不停迭代优化,才能抓住目标客户。再比如安防摄像头里有一个稳定的算法,但在应用时,其算法是按月甚至按半月不断更新。软件和工具的挑战,需要更多优化和支持。
面对以上挑战,安谋科技自研了“周易”NPU。据邵总介绍,首先,“周易”NPU,保留了CNN的能力,同时增强了transformer大模型,集中了更多算力。
概括一下,“周易”NPU的核心在于其微架构设计、能效管理与并行处理能力。面对混合精度计算的挑战,“周易”NPU融合了传统的卷积神经网络(CNN)与新兴的Transformer模型。通过优化设计,克服计算瓶颈,实现高效的计算能力。
在能效方面,采用低精度量化与数据压缩技术,使得“周易”NPU在轻松处理复杂任务的同时,保持低功耗。此外,In-NPU互连技术也为数据带宽的提升提供了可能性,确保了数据在处理过程中的流畅性。
据悉,“周易”NPU的适应性和扩展性使其适用于多个领域。在汽车市场,其灵活的算力裁剪能力允许不同车型根据场景需求调整计算负载。例如,在自动驾驶辅助系统(ADAS)和车载信息娱乐系统之间,算力的需求有着显著差异,而“周易”NPU可以在20到320 TOPS的范围内自如切换,为不同的应用场景提供量身定制的解决方案。
在智能设备和AIoT(人工智能物联网)场景中,该NPU也展现了出色的性能。尽管面临空间和功耗的限制,依然能够确保高效的计算支持,让智能家居、健康监护等领域的应用变得更加智能和安全。
最后,鲍总做了简单总结:“新一代“周易”NPU所具备的能力,从生态上,无论是Wenxin、Llama、GPT等模型,我们都已做了部署;在端侧,面向PAD、PC、Mobile等各类场景,我们都有产品形态或者配置进行适配;对于汽车应用,不管是IVI还是ADAS,都能从实际场景看要用多少算力、用什么样的模型,可以提供最高320tops。”
清纯半导体(宁波):SiC技术发展迅猛
最后的演讲是来自清纯半导体(宁波)有限公司市场经理詹旭标,他带来主题为《车载电驱&供电电源用SiC技术最新发展趋势》的分享。他主要就针对SiC上车-行业共识,SiC产业及技术现状,国内SiC器件技术进展及发展趋势做了介绍。
清纯半导体(宁波)有限公司市场经理詹旭标先生
在过去的5~10年,新能源汽车的迅猛发展远超预想。2023年中国新能源汽车销量达到950万辆,市占率达到31.6%。预计2024年年销量,将达到1200~1300万辆,市占率有望超45%,同时占全世界年产销量60%。而SiC车型伴随着新能源车的发展呈现快速发展势头。
詹旭标介绍:2017年特斯拉发布第一款基于SiC主驱汽车,2020年前后,我国以比亚迪为代表的企业也发布了基于SiC主驱汽车。此后,各个主驱厂或者车厂纷纷投身SiC平台研发。据统计,2023年国产SiC车型合计142款,乘用车76款,新增大概45款。SiC完全打开了新能源汽车市场。目前,主驱应用的主流器件以1200V SiC MOSFET为主,400V平台采用750V SiC做替代。
那么,碳化硅能给新能源汽车带来哪些好处呢?
提升新能源汽车的续航里程。得益于SiC MOSFETS的低导通电阻、低开关损耗。对比以前的IGBT方案,电机控制器系统有望降低70%损耗,增加5%的行驶里程;
解决补能焦虑问题。新能源汽车关注的一个问题就是如何快速补电。目前行业通过提升充电功率解决这一问题,预计2025年,可以体验到15分钟补电80%的电能。
目前充电桩行业是除新能源汽车主驱最活跃的一个市场。据统计,2024年市场规模达到25亿人民币。当前我国汽车充电桩保有量在900~1000万左右。如果按照2030年规划,汽车保有量达
到6000万辆,同时车桩比达到1:1,相当于在未来4~5年要增加5000万充电桩。按目前设计,充电模块已经开始用SiC,并且在DC-DC包括PFC应用,用的数量至少是8个以上,市场规模巨大。
然而,当前SiC市场以国外企业主导。据Yole预计,2025年全球SiC市场规模将接近60亿美元,年复合增长率预计36.7%。前5家企业合计占91.9%。再把第6、7名加入统计,整个市场份额高达95~98%。这些企业基本以国外为主,国内企业占比非常小。
“这些国外企业不断扩展产能。像Wolfspeed计划大概投入65亿美元,英飞凌总投资达50亿欧元。相比国际巨头的扩产,我们国内厂商的投入较为有限。有数据统计,目前国产产能规划大概是1000亿。而且我们过于分散,头部企业还没有形成。”詹总介绍。
但随着全球SiC材料的产能快速扩展,中国SiC器件设计跟制造也在快速发展,产能持续扩展。据预测,2026年国内产能、衬底规划大概是460万片。如果能顺利量产,能满足大概3000万辆新能源汽车需求。现在中国新能源汽车的产量大概是2800万~2900万。除了在主驱上的应用,SiC目前在光伏、储能包括充电模块这些市场竞争都非常激烈,整个行业进入内卷以及产能过剩阶段,导致主流器件价格在快速下降。
据统计,从2023年9月份到2024年4月份,市场热卖料1200V/40mΩ的平均价格,从35元跌到23元,下降幅度达到35%。对比硅基IGBT价格,目前大概是1.5~2倍。
詹总表示:“从长远看,只有提高企业的竞争力以及技术迭代实现技术降本,这是SiC企业赖以生存的唯一途径。”
他又从技术层面介绍了目前主流SiC MOSFET产品分类—
平面栅结构的器件,以Wolfspeed、ST、OnSemi公司为代表。平面栅结构的MOSFET目前在国内主要应用在汽车、光伏储能领域,其出货量最大,可靠性最好,工艺成熟。
沟槽栅结构器件,以ROHM、英飞凌、博世为代表。
据他介绍:“沟槽栅跟平面栅各有优缺点—平面栅工艺成熟,在高温下导通电阻相对较低;沟槽栅有较低的Rsp,在高温下的热性能没有平面栅结构参数好。”
在国际市场,当前SiC技术每3~6年,国际厂商技术会迭代一次,每次技术迭代Rsp大概下降20%~25%。主流SiC尤其是国外的技术水平,比如1200V SiC的Rsp大概能达到2.3~2.8mΩ,国内1200V SiC MOSFET Rsp大概在2.8~3.3 mΩ。
他又详细介绍了国内SiC器件技术进展和发展的趋势:“随着主驱包括光储充行业的快速发展,目前国内SiC产业链也日趋完善。从材料、辅材、到衬底、外延、加工设备,包括设计、代工等都非常完善。每个细分行业,都会出现典型代表。现在国内技术水平跟国际头部企业没有很大差距。”
他以清纯半导体技术路线与ST、ROHM做对比—“我们以1年1代的节奏快速迭代。我们第一代1200V MOSFET 产品Rsp在3.3 mΩ左右。去年发布的第二代产品能Rsp达到2.8 mΩ。2022年,ST 1200V MOSFET Rsp为2.8mΩ,跟我们第二代技术水平持平。今年我们会发布第三代产品,Rsp可以做到2.4mΩ,跟国际巨头明年的产品可做到对齐。”同时他强调:“我们1200V产品系列在某些参数上或在可靠性方面会比他们更好。”
“相比国际头部企业目前在新能源汽车里面用得最多、最成熟的器件对比,在相同驱动、参数、板子方面,我们的产品在串扰抑制能力、耐受能力包括振荡,都比国际高水平厂家做得更好。相比竞品,我们大概降低35%~40%开关损耗,同时提升产品效率。”詹总表示。
“清纯半导体针对主驱领域推出较多产品—有24mm2、25mm2、27mm2包括30mm2尺寸产品,去年发布了全球最低导通电阻SiC MOSFET,其Rsp是3.5mΩ,面积10×10mm2。虽然应用产能较少,但其存在非常有意义。它可指导我们下一代产品,因为我们对它做了详细良率分析—在不同材料、工艺,可以很清楚、准确地了解每个器件的良率。目前公司按照一年一代的技术路线推动,现在是第二代,今年会推出第三代,2025年会推出第四代。目前第三代产品的目标比导通电阻是2.4mΩ・cm2,实际做出来可能会比2.4mΩ・cm2更低。
同时,近几年在工业级,比如光储充领域,客户对可靠性要求非常高,基本是按照车规等级标准进行考核。“我们加研可靠性测试,无论是从双应力包括高压H3TRB,远超行业标准。比如行业标准是按照80%,我们按照90%或者100%;目前器件可能结温到175度,我们按照200度高温进行考核;在可靠性时长上,我们按两倍时长进行可靠性考核。此外,我们做了很多补充性测试,包括动态栅应力DHTGB试验、负栅偏压体二极管重复浪涌,关断能力/脉冲电流/短路/串扰测试等。得益于我们严酷的试验,清纯半导体目前在市场上大概销售400万颗MOSFET,产品失效率<1PPM。”詹总介绍。
对于未来半导体技术发展的趋势,詹总介绍了三点:
针对材料—目前,晶圆主流都是6寸,如何降低更低成本,提升良率?那就是向大尺寸、低缺陷SiC衬底及外延制备的方向发展。
针对器件—主要是往比导通电阻越来越低的水平去设计,同时在可靠性或者鲁棒性向接近硅基IGBT的水准对齐。
针对工艺—沟道迁移率的基础研究较少,这需要大家加强。
对于国内SiC产业的发展趋势,詹总认为,可以分成两阶段:第一阶段,国际芯片供应商主导供应链,国内SiC材料实现部分替代;第二阶段,国内市场实现全面国产替代,国际芯片与终端企业、国内企业展开全面合作。
最后,他总结道:“第一,SiC半导体产业发展迅猛,国内在SiC材料、器件量产已进入内卷和洗牌快车道;第二,SiC功率器件在光储充的国产替代已经大批量应用,规模持续扩大,部分企业已率先完成100%国产替代;第三,国产车规级SiC MOSFET技术与产能已对标国际水平,由于各种原因,SiC MOSFET在乘用车主驱应用目前仍依赖进口,但我相信未来2~3年后局面肯定会大幅改善;第四,由于竞争激烈和应用场景复杂,车规级SiC MOSFET可靠性标准逐年提高,这将进一步推动设计和制造技术进步;第五,激烈的竞争促使国内SiC半导体产品价格快速下降、质量不断提高、产能持续扩大,主驱芯片国产替代已经起步,并将逐步上量,最终主导全球供应链。第六,国际企业与国内企业在优势互补的基础上实现强强联合。”