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步入2022年，市場需求依然強勁，半導體市場規(guī)模預計擴大至6460億美元。其中，半導體設(shè)計、封測、制造業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)品端分立器件、傳感器、邏輯IC、存儲IC、MCU、模擬IC市場規(guī)模與2021年相比同比增長幅度依然不減。
值得一提的是，在當前面臨復雜多變的半導體市場環(huán)境中，傳統(tǒng)半導體企業(yè)應如何把控市場預測、創(chuàng)新產(chǎn)品和引領(lǐng)新興市場呢？以下OFweek電子工程網(wǎng)將帶領(lǐng)大家探討半導體產(chǎn)業(yè)鏈中傳感器、MCU、存儲、測試等六大熱點領(lǐng)域話題。
2022年6月22日，在OFweek 2022（第二期）工程師系列在線大會——半導體技術(shù)在線會議上，OFweek電子工程網(wǎng)邀請到南方科技大學深港微電子學院院長、教授于洪宇；基恩士公司數(shù)碼顯微鏡事業(yè)部技術(shù)負責人夏天齊；東芯半導體副總經(jīng)理陳磊；深圳市航順芯片技術(shù)研發(fā)有限公司執(zhí)行副總裁白海英；品英儀器產(chǎn)品與市場開發(fā)經(jīng)理王琦；美新半導體AE／FAE總監(jiān)高炬；福祿克計量校準部技術(shù)支持工程師袁紅巖；意法半導體市場經(jīng)理息志強；速石科技首席架構(gòu)師萬山青；深迪半導體市場項目副總監(jiān)王沛等10位重量級嘉賓一起來探討，以下看看他們怎么說。
半導體市場規(guī)模穩(wěn)健提升，深圳集成電路賽道持續(xù)火熱
根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)，2021年全球半導體市場銷售額同比增長26．2％至5558億美元，其中分立器件銷售額303億美元（增長27．4％），光電器件434億美元（增長7．4％），傳感器191億美元（增長28．0％）；集成電路（邏輯IC、MCU、模擬IC、存儲芯片）4630億美元（增長28．2％）；在集成電路產(chǎn)品中，去年邏輯IC同比增長30．8％至1548億美元，存儲芯片增長30．9％至1538億美元，MCU增長15．1％至802億美元，模擬IC增長33．1％至741億美元。根據(jù)區(qū)域劃分，去年美洲半導體市場貢獻銷售額1490億美元、歐洲為577億美元、日本為492億美元，亞太地區(qū)（主要指中國）為3906億美元。
預計今年（2022）全球半導體銷售額將達到6460億美元，同比增長16．3％。其中，分立器件增長10．2％，光電器件增長0．3％（同比增長持平），傳感器增長15．7％；邏輯IC增長20．8％、存儲IC增長18．7％、MCU增長11．4％、模擬IC增長19．2％。同時，2022年亞太地區(qū)（主要指中國，不包含日本）將實現(xiàn)13．9％的增長率至3906億美元。不難看出，半導體芯片需求依然保持強勁，市場規(guī)模正穩(wěn)健提升。
再來看國內(nèi)半導體市場。據(jù)南方科技大學深港微電子學院院長、教授于洪宇表示，2021年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入同比增長18．2％至10458．3億元。設(shè)計業(yè)銷售收入同比增長19．6％至4519億元，制造業(yè)同比增長24．1％至3176．3億元，封測業(yè)同比增長10．1％至2763億元。根據(jù)中國海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國集成電路進口額4325．5億美元，出口額1537．9億美元，進出口金額逆差達到2334．33億美元。
圖1：南方科技大學深港微電子學院院長、教授于洪宇
“深圳集成電路產(chǎn)業(yè)正在持續(xù)加碼，補齊短板?！庇诮淌趶娬{(diào)說。深圳是IT產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)，國內(nèi)集成電路產(chǎn)品集散中心、應用中心和設(shè)計中心之一。據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，2021年，深圳半導體市場全年營收更是超過1100億元。根據(jù)今年6月深圳發(fā)改委、科創(chuàng)委、工信局、國資委聯(lián)合發(fā)布的《深圳市培育發(fā)展半導體與集成電路產(chǎn)業(yè)集群行動計劃》，到2025年半導體產(chǎn)業(yè)營收將突破2500億元。
于教授指出，該計劃正圍繞著加強自主創(chuàng)新、完善產(chǎn)業(yè)鏈布局、構(gòu)建產(chǎn)業(yè)支撐及保障措施等方面進行推進。深圳IC產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃重點任務(wù)包括積極推進建設(shè)國家示范性微電子學院，加快深圳第三代半導體產(chǎn)業(yè)布局、推進國家第三代半導體技術(shù)創(chuàng)新中心建設(shè)，組建國家5G高頻器件制造業(yè)創(chuàng)新中心，建設(shè)國家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺等。
現(xiàn)如今，因疫情流行和芯片短缺等因素影響。通過發(fā)展自主創(chuàng)新和國產(chǎn)替代成為市場主流線。深圳集成電路也在自主創(chuàng)新亮點產(chǎn)品。如：海思半導體采用5nm工藝的麒麟9000系列芯片、比亞迪半導體高性能SiC三相全橋模塊、紫光同創(chuàng)28nmFPGA、奧比中光3D感知方案、匯頂科技車載指紋方案、鯤云科技AI芯片CAISA架構(gòu)、中科藍訊藍牙SoC芯片等系列創(chuàng)新產(chǎn)品。
基恩士：電子／半導體行業(yè)數(shù)碼顯微鏡的應用案例
圖2：基恩士公司數(shù)碼顯微鏡事業(yè)部技術(shù)負責人夏天齊
隨著5G的普及，半導體工件的精細化不斷發(fā)展，對產(chǎn)品的檢測、分析要求也越來越高。此次，基恩士公司數(shù)碼顯微鏡事業(yè)部技術(shù)負責人夏天齊為工程師分享了電子／半導體行業(yè)數(shù)碼顯微鏡的經(jīng)典應用案例。面對電子元器件虛焊等系列問題，通過基恩士公司數(shù)碼顯微鏡都能輕松直觀地觀測到。
該顯微鏡集觀察、拍攝、測量于一體，對電子元器件／半導體的檢測至關(guān)重，它可以用清晰圖像觀察大景深、較長觀察距離、凹凸面或立體物的數(shù)碼顯微系統(tǒng)。產(chǎn)品陣容包括：以全控制系統(tǒng)實現(xiàn)“直逼SEM的高精細觀察”的機型；搭載使用頻率較高功能的入門機型。此外還備有可進一步提升數(shù)碼顯微系統(tǒng)性能的專屬鏡頭。
東芯半導體深耕NAND、NOR、DRAM小容量存儲市場
圖3：東芯半導體副總經(jīng)理陳磊
雖然存儲芯片市場規(guī)模巨大，但整個市場呈現(xiàn)分化現(xiàn)象。三星電子、海力士、美光科技、鎧俠等企業(yè)提供全面的存儲產(chǎn)品，近年來專注研發(fā)大容量、高性能存儲芯片，不斷推進先進存儲技術(shù)并憑借技術(shù)優(yōu)勢獲取較高市場份額。行業(yè)其他企業(yè)由于各家所處的發(fā)展階段不同，在以領(lǐng)先企業(yè)為目標進行技術(shù)趕超的同時，結(jié)合自身技術(shù)特點和市場需求，專注于成熟產(chǎn)品的細分市場并實現(xiàn)填補和替代效應，與行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)形成差異化競爭，迎來了新的發(fā)展機遇。
近年來隨著科技創(chuàng)新技術(shù)的不斷成熟和應用，5G通訊、汽車電子、可穿戴設(shè)備等新興行業(yè)迎來快速發(fā)展，5G基站、ADAS、智能電子產(chǎn)品等終端產(chǎn)品持續(xù)涌現(xiàn)，其對文件處理、圖像感知、代碼執(zhí)行等數(shù)據(jù)存儲和執(zhí)行能力的要求也在不斷提升，因此存儲芯片的數(shù)量、性能和成本未來將會有持續(xù)強勁的需求和不斷迭代的要求。
東芯半導體副總陳磊分享了《存儲“芯”時代下的主流與新序》，他指出，公司是本土擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的專注于中小容量存儲芯片研發(fā)設(shè)計公司，其憑借超強技術(shù)儲備，針對性地推出小容量NAND、NOR、DRAM等多品類低功耗、高可靠性存儲芯片產(chǎn)品，產(chǎn)品已進入國內(nèi)外眾多知名客戶，被廣泛應用于通訊設(shè)備、安防監(jiān)控、可穿戴設(shè)備、移動終端等終端產(chǎn)品。2021年東芯半導體營收同比增長44．62％至11．34億元。
探尋“全球第一顆低于1元人民幣32位MCU HK32F030M”
圖4：航順芯片執(zhí)行副總裁白海英
在微控制器MCU市場，從8位、32位至64位的MCU，32位MCU已成為市場主流。64位MCU是個趨勢，8位MCU目前應用不多。從價格上而言，位數(shù)越高，價格越高，可事實是這樣嗎？今天編者給大家推薦款低于一元人民幣的32位MCU HK32F030M。
據(jù)航順芯片執(zhí)行副總裁白海英介紹，這款超低價32位的HK32F030M不僅突破MCU史上低于1元RMB的記錄，而且功能優(yōu)勢明顯，F(xiàn)LASH可反復擦寫10萬次以上，內(nèi)部EEPROW可以反復擦寫百萬次以上；并且PIN TO PIN兼容S＊＊8S003系列。此外，該公司還深耕車規(guī)級SoC、高性能、低能耗、主流工業(yè)級、專用型MCU。
品英助力開關(guān)系統(tǒng)開發(fā)
圖5：品英儀器產(chǎn)品與市場開發(fā)經(jīng)理王琦
當前的工業(yè)和科研領(lǐng)域中，測試的需求更加多樣。為了精確實現(xiàn)這些定制化的需求，就要求測量儀器、仿真儀器、開關(guān)系統(tǒng)、連接系統(tǒng)等子系統(tǒng)的設(shè)計和更加靈活，可以根據(jù)特性需求提供定制化的系統(tǒng)方案。這對于所有的設(shè)備制造商都是一種挑戰(zhàn)。
本次會議上，品英儀器（北京）有限公司產(chǎn)品與市場開發(fā)經(jīng)理王琦帶來了關(guān)于當前開關(guān)系統(tǒng)和傳感器仿真系統(tǒng)的技術(shù)能力，以及應用方法的全面介紹。
具體來看，品英的LXI是非常適合構(gòu)建大規(guī)模開關(guān)系統(tǒng)的硬件平臺，可以在非常緊湊的空間中建立上萬繼電器規(guī)模的開關(guān)系統(tǒng)，連接方案簡單，價格合理，擴展方便，維護方便，雙總線支持2組測量儀器，通過合理設(shè)計，可以將4行矩陣發(fā)揮出接近于8行的效能也適合構(gòu)建大規(guī)模微波開關(guān)系統(tǒng)、光開關(guān)系統(tǒng)、傳感器仿真系統(tǒng)、線纜測試系統(tǒng)等。
美新的新技術(shù)趨勢與應用案例
圖6：美新半導體AE／FAE總監(jiān)高炬
未來汽車技術(shù)發(fā)展將完全改變?nèi)祟惓鲂蟹绞?，汽車不再是簡單的交通工具，而是會變成像手機一樣的智能終端，具備更加強大的娛樂和服務(wù)功能。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，當智能駕駛技術(shù)發(fā)展到比較成熟的階段時，獨立的智能汽車將開始出現(xiàn)。在智能汽車發(fā)展的同時，功能汽車對智能駕駛配件的需求將由后裝變?yōu)榍把b，最終完成由功能汽車向智能汽車的蛻變。
眾所周知，隨著汽車智能化的發(fā)展，MEMS傳感器被越來越多地應用在安全與底盤、動力總成、車身和舒適、信息娛樂等領(lǐng)域。具體來看，全球平均每輛汽車包含10個以上MEMS傳感器，在中高檔汽車中，大約采用25至40只MEMS傳感器，豪華車上將近100只。隨著自動駕駛滲透的深入，對于下游應用端對汽車傳感器的需求將進一步釋放。
在本次會議上，美新半導體AE／FAE總監(jiān)高炬，在本次直播中為大家分享了MEMS傳感器在智能駕駛領(lǐng)域的新技術(shù)趨勢與應用案例，包括全球獨有的車規(guī)級熱式加速度計。
美新單片MEMS技術(shù)使用獨特和專有的方法將前沿傳感器技術(shù)和混合信號處理電路集成到一個可靠的、高質(zhì)量的、使用標準CMOSIC工藝的單芯片上，熱式加速度傳感器則為全球唯一的，具有極耐沖擊、超小尺寸、超低溫漂等優(yōu)點，與傳統(tǒng)的微機械質(zhì)量結(jié)構(gòu)相比具有顯著優(yōu)勢。
福祿克壓力傳感器校準方案
圖7：福祿克計量校準部技術(shù)支持工程師袁紅巖
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各種電子式傳感器開始逐步替代傳統(tǒng)的機械式測量裝置，在壓力測量領(lǐng)域，壓力傳感器，變送器，電子式壓力開關(guān)等已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的機械式壓力表，壓力開關(guān)等。
并且，壓力校準工作如今基本都在工業(yè)現(xiàn)場完成。無論是在環(huán)境條件相對惡劣的壓力校驗現(xiàn)場，還是壓力儀表的實驗室調(diào)試，抑或是汽車工業(yè)的壓力傳感器或壓力器件測試環(huán)節(jié)，提高校準工作效率，保重維護和保障它們有序運行，成為電氣工程師們最為關(guān)心的業(yè)務(wù)方向。
針對不同的工業(yè)現(xiàn)場應用要求，各種傳感器原理和工藝有著不同的應用優(yōu)缺點。這也是本次福祿克計量校準部技術(shù)支持工程師將為各位帶來的演講內(nèi)容，關(guān)于壓力傳感器的分類，技術(shù)參數(shù)和校準過程，根據(jù)不同壓力量程和精度等級，并結(jié)合福祿克的壓力校準產(chǎn)品，介紹不同的壓力傳感器校準方案。
在本次會議上，福祿克計量校準部技術(shù)支持工程師袁紅巖詳細介紹了福祿克氣壓壓力控制器、PPCH液壓壓力控制器、氣壓活塞手動控壓方案、液壓活塞自動控壓方案、數(shù)字多用表等產(chǎn)品，并結(jié)合這些產(chǎn)品為大家分享了福祿克在壓力控制器方面的行業(yè)經(jīng)驗，為業(yè)內(nèi)人士深度解析和交流應用領(lǐng)域的熱點議題和產(chǎn)業(yè)痛點。
ST MEMS助力智能工業(yè)
圖8：意法半導體市場經(jīng)理息志強
意法半導體市場經(jīng)理息志強重點介紹了ST為細分市場中的新應用提供傳感器解決方案，以及ST MEMS如何助力智能工業(yè)發(fā)展的。息志強介紹，ST細分市場中的新應用提供傳感器解決方案的主要應用領(lǐng)域包括：狀態(tài)監(jiān)控預測性維護、工業(yè)自動化、智能安裝、資產(chǎn)追蹤等。此外，息志強還重點介紹了意法半導體的工業(yè)傳感器系列產(chǎn)品在振動監(jiān)測、精密傾角儀、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測、天線和平臺調(diào)平、定位和導航等方面的應用。據(jù)了解，ST MEMS始于2000年，持續(xù)開發(fā)新型傳感器，專注于生命周期長的市場，保護那些需要先進傳感器但具有較長開發(fā)、認證或現(xiàn)場生命周期的客戶投資，自產(chǎn)品推出日期起提供10年產(chǎn)品供應保證。
就目前中國市場來看，工業(yè)智能化已成為國民經(jīng)濟大力發(fā)展的重點方向之一。工業(yè)智能化需要更多的傳感器，沒有傳感器對設(shè)備進行感知的話，就沒辦法實現(xiàn)閉環(huán)控制，控制精度會受限。如果使用MEMS傳感設(shè)備去通過感應震動來分辨設(shè)備運行狀態(tài)，就可以實現(xiàn)預診斷，減少人工和停產(chǎn)成本，尤其是在當前，傳感器、邊緣處理和連接的發(fā)展進一步推動了工業(yè)4．0革命。
速石科技首席架構(gòu)師萬山青提到，隨著半導體制程的不斷提升，先進制程下的IC設(shè)計所需的海量算力資源越來越難以用傳統(tǒng)IT架構(gòu)滿足，同時許多IC設(shè)計公司對于IT架構(gòu)的靈活性也提出了更高的要求。而許多芯片設(shè)計公司對云模式和架構(gòu)并不了解，在數(shù)據(jù)安全性方面存在顧慮，進而對云計算望而卻步，從而陷入困境。
圖9：速石科技首席架構(gòu)師萬山青
據(jù)悉，云計算技術(shù)完全可以用于芯片設(shè)計階段，并且同樣的任務(wù)以同樣的方式運行，云端能夠提供不輸本地的性能；通過調(diào)度云端大規(guī)模集群，相同任務(wù)計算效率可以提升幾十倍；隨著計算周期的縮短，設(shè)備斷電、應用崩潰、作業(yè)中斷等風險也會大大降低。大量的案例已經(jīng)說明云計算與IC設(shè)計公司結(jié)合能夠提升整個芯片設(shè)計的效率，IC行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型會從“企業(yè)上云”開始。萬山青表示，速石科技提供一站式的彈性的IC設(shè)計云環(huán)境，解決企業(yè)上云后突出的ECC問題，幫助用戶顯著提升業(yè)務(wù)效率，有效控制云上費用，避免資源浪費，從而更敏捷地應對半導體行業(yè)變化。
MEMS IMU慣性傳感器的應用現(xiàn)狀
MEMS慣性傳感器是以集成電路工藝和微機械加工工藝為基礎(chǔ)，在單晶硅片上制造出來的微機電系統(tǒng)，包括加速度計（或加速度傳感器）和角速度傳感器（陀螺）以及它們的單、雙、三軸組合IMU（慣性測量單元），AHRS（包括磁傳感器的姿態(tài)參考系統(tǒng)）。隨著物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化生活的快速發(fā)展，MEMS慣性傳感器也有了更多的應用場景需求。
圖10：深迪半導體市場項目副總監(jiān)王沛
據(jù)深迪半導體市場項目副總監(jiān)王沛介紹，深迪半導體是由美國海外留學人員創(chuàng)立的中國首家設(shè)計、生產(chǎn)商用MEMS陀螺儀系列慣性傳感器的MEMS芯片公司，成立于2008年8月，總部位于浙江省紹興市柯橋經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)。在此次會議上，王沛重點介紹了深迪半導體的運動傳感器IMU系列，憑借其出色的性能，帶給消費電子、全屋智能、智慧體育、汽車等多個領(lǐng)域全新的智能化體驗。為更多創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供可能。此外，還重點為觀眾展示了深迪半導體產(chǎn)品在消費類、工業(yè)汽車類、增值算法上的案例展示。
至此，OFweek 2022（第二期）工程師系列在線大會——半導體技術(shù)在線會議宣告結(jié)束，下一場主題在線演講，將于2022年11月，舉辦下一期OFweek 2022（第二期）工程師系列在線大會——工業(yè)＆電源技術(shù)在線會議。精彩多多！歡迎大家報名參會！
