作者/ 王瑩　王金旺《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：隨著信息化、自動(dòng)化及智能化的不斷發(fā)展深入，社會(huì)生活及生產(chǎn)發(fā)生著巨大革新，未來(lái)將會(huì)有哪些技術(shù)變革繼續(xù)引領(lǐng)潮流?電子產(chǎn)品世界邀請(qǐng)到半導(dǎo)體領(lǐng)軍企業(yè)分析了未來(lái)電子產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展方向。

嵌入式平臺(tái)開啟物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)

　　大數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的一項(xiàng)重要指標(biāo)。據(jù)IDC數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年產(chǎn)生的數(shù)字容器(上網(wǎng)設(shè)備)數(shù)量是2.8千兆，2020年這個(gè)數(shù)據(jù)量會(huì)在2.8千兆的基礎(chǔ)上增加1500倍，即4200千兆，這是一個(gè)非常客觀的數(shù)字。

　　根據(jù)麥肯錫全球研究所與PwC、瑞薩電子公司的分析， 2025年全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)預(yù)估總值為11.1萬(wàn)億美元，約相當(dāng)于2025年日本GDP的2倍。所以物聯(lián)網(wǎng)有巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)。

　　同時(shí)，這個(gè)商業(yè)機(jī)會(huì)是給每一個(gè)人的。因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)能夠帶來(lái)如此大的價(jià)值，但這個(gè)數(shù)據(jù)沒(méi)有用起來(lái)，我們錯(cuò)失了商機(jī)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年實(shí)際分析的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)只占生成總量的不足1%，即有2.5千兆未分析的數(shù)字容器?，F(xiàn)在，由于眾籌等商業(yè)模式的出現(xiàn)，一些物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)/創(chuàng)始人更容易進(jìn)入到這個(gè)市場(chǎng)，使創(chuàng)業(yè)進(jìn)程加速，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年到2015年，眾籌資金增長(zhǎng)量上升到5.5倍，因此，每個(gè)感興趣的人都有機(jī)會(huì)做物聯(lián)網(wǎng)。

　　當(dāng)然，物聯(lián)網(wǎng)也催生嵌入式開發(fā)流程改變。傳統(tǒng)上重點(diǎn)集中在開發(fā)流程，而非創(chuàng)新與卓越的客戶體驗(yàn)。在開發(fā)一款產(chǎn)品時(shí)，通常是這樣的步驟：⒈根據(jù)功能選擇處理器;⒉圍繞處理器設(shè)計(jì)硬件模塊;⒊選擇或自己編寫各種軟件模塊、測(cè)試和底層系統(tǒng)集成;⒋開發(fā)應(yīng)用軟件;⒌進(jìn)行完整的產(chǎn)品測(cè)試。所以基本上需要花很多時(shí)間在MCU(微控制器)和軟硬件選擇上。

　　但是，在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們需要有新的APP，通過(guò)這些APP從硬件轉(zhuǎn)向軟件，以契合物聯(lián)網(wǎng)的以服務(wù)為中心的要求。具體地，⒈定義終端產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景，構(gòu)建商業(yè)模式，通過(guò)遠(yuǎn)程互聯(lián)設(shè)備，以社會(huì)予以認(rèn)可的方式收取費(fèi)用;⒉明確支持業(yè)務(wù)模式的服務(wù)組合;⒊確定必要的數(shù)據(jù)，定義數(shù)據(jù)收集方法;⒋創(chuàng)新：開發(fā)最終應(yīng)用軟件，而非底層軟件;⒌最終集成并完整測(cè)試產(chǎn)品。

　　為此，瑞薩把Synergy平臺(tái)推廣到中國(guó)。該平臺(tái)是一個(gè)完整構(gòu)建并認(rèn)證合格的嵌入式平臺(tái)，旨在加速開發(fā)、激勵(lì)創(chuàng)新和實(shí)現(xiàn)變革。Synergy平臺(tái)的底層硬件是MCU及工具箱，上層是軟件平臺(tái)(如圖1)，包括各種軟件開發(fā)工具，諸如SSP(Synergy軟件包);QSA(合格軟件插件)是經(jīng)瑞薩質(zhì)量認(rèn)證、驗(yàn)證過(guò)其功能的基本軟件;VSA(驗(yàn)證軟件插件)是第三方開發(fā)者自己開發(fā)的終端軟件，瑞薩已經(jīng)認(rèn)證過(guò)其功能。

　　通過(guò)Synergy平臺(tái)，可以帶來(lái)三方面的價(jià)值：1.針對(duì)開發(fā)者，由于可以在Synergy平臺(tái)的API層面上直接開發(fā)，使推向市場(chǎng)的時(shí)間縮短;2.降低整體成本，因?yàn)檫^(guò)去一定要去買另一些授權(quán)的庫(kù)，現(xiàn)在這些開發(fā)工具費(fèi)用也節(jié)省了;3.可以使用之前的MCU，因?yàn)镾ynergy的MCU是可擴(kuò)展的，降低了客戶技術(shù)門檻。

　　除了最新的Renesas SynergyTM平臺(tái)，瑞薩還有RL78、RX、RZ及車用RH850等微控制器家族。瑞薩的目標(biāo)市場(chǎng)有五個(gè)：樓宇自動(dòng)化、健康醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化、家用電器、能源和功率表。

企業(yè)并購(gòu)仍將繼續(xù)，行業(yè)發(fā)展有望突破

　　2016年市場(chǎng)表現(xiàn)

　　半導(dǎo)體行業(yè)在2016年的整體表現(xiàn)平平，增長(zhǎng)率幾乎和2015年持平。不過(guò)，下半年的表現(xiàn)優(yōu)于上半年?；谶@點(diǎn)， 我們樂(lè)觀預(yù)測(cè)2017年將會(huì)超越2016年。我們認(rèn)為工業(yè)市場(chǎng)、汽車市場(chǎng)和物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，在2017年會(huì)是較為熱門的終端市場(chǎng)。

　　Microchip在2016年的綜合表現(xiàn)統(tǒng)計(jì)尚未公布，但根據(jù)前九個(gè)月的實(shí)際情況和我們對(duì)最后一個(gè)季度設(shè)定的最新指導(dǎo)數(shù)據(jù)，Microchip的表現(xiàn)將會(huì)創(chuàng)造紀(jì)錄。這有一部分原因歸于我們今年四月份的收購(gòu)(收購(gòu)Atmel)，一部分則源于我們?cè)跇I(yè)務(wù)上的有機(jī)增長(zhǎng)帶來(lái)的市場(chǎng)份額增長(zhǎng)。

　　Microchip為涉及數(shù)千種應(yīng)用的超過(guò)十萬(wàn)客戶提供服務(wù)，其中既有直接客戶，也有通過(guò)全球渠道伙伴網(wǎng)絡(luò)獲得支持的間接客戶。在產(chǎn)品線的角度，我們近90%的收益來(lái)自于單片機(jī)和模擬器產(chǎn)品組合;在終端市場(chǎng)的角度，我們涉及的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，但相比之下，工業(yè)市場(chǎng)、汽車市場(chǎng)和物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的表現(xiàn)更加強(qiáng)勁。

　　并購(gòu)將繼續(xù)進(jìn)行

　　2015年～2016年，半導(dǎo)體行業(yè)的并購(gòu)整合連創(chuàng)紀(jì)錄。我們預(yù)計(jì)2017年半導(dǎo)體行業(yè)的并購(gòu)仍將繼續(xù)，這一趨勢(shì)對(duì)于Microchip和整個(gè)行業(yè)都是有益的。競(jìng)爭(zhēng)力弱的公司會(huì)被更強(qiáng)大、更系統(tǒng)的公司收購(gòu)或重組。

　　產(chǎn)業(yè)整合不會(huì)影響我們?cè)谑袌?chǎng)和產(chǎn)品線上的競(jìng)爭(zhēng)力。截至2016年9月，Microchip已經(jīng)保持104個(gè)季度的持續(xù)盈利。

　　看好中國(guó)市場(chǎng)

　　中國(guó)是Microchip非常重要的市場(chǎng)，我們?cè)诳蛻粞邪l(fā)和生產(chǎn)集中的區(qū)域設(shè)立了18個(gè)分部。我們非常重視2017年在中國(guó)的業(yè)務(wù)發(fā)展，將會(huì)為現(xiàn)有和未來(lái)的客戶提供具有創(chuàng)新性和競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案，幫助他們?nèi)〉贸晒?。與此同時(shí)，我們會(huì)繼續(xù)在全國(guó)范圍內(nèi)舉行技術(shù)研討會(huì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)課程及開展大學(xué)計(jì)劃項(xiàng)目，以提高客戶自身的技術(shù)水平，培養(yǎng)未來(lái)的工程師。

軟硬件合并，提供完整物聯(lián)網(wǎng)解決方案

　　2016年10月，Silicon Labs(芯科科技)宣布收購(gòu)業(yè)界領(lǐng)先的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)軟件供應(yīng)商Micrium。此一戰(zhàn)略性收購(gòu)有助于所有開發(fā)者簡(jiǎn)化IoT 設(shè)計(jì)，使業(yè)界領(lǐng)先的商業(yè)級(jí)嵌入式RTOS 與Silicon Labs的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)知識(shí)和解決方案進(jìn)行整合。 Micrium的RTOS和軟件工具將繼續(xù)供應(yīng)全球的合作伙伴，為客戶提供廣泛的選擇，包括非Silicon Labs的硬件。Micrium也將繼續(xù)全力支持現(xiàn)有以及新的客戶。

　　物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的快速發(fā)展使得供應(yīng)商需要為市場(chǎng)提供全面的解決方案，被采用的解決方案要能取代目前慣用的做法(即開發(fā)人員單獨(dú)選擇每個(gè)組件，并自行將所有組件整合在一起)。IoT中預(yù)測(cè)的設(shè)備數(shù)量、產(chǎn)品的多樣性和快速上市的需求推動(dòng)了上述變化。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)和嵌入式器件將會(huì)在IoT領(lǐng)域獲得大發(fā)展，并且這些設(shè)備將是高度相互制約的。

　　像Micrium一樣，Silicon Labs了解市場(chǎng)如何變化，并致力于提供更全面的解決方案。在此次收購(gòu)前，Silicon Labs已經(jīng)建立了強(qiáng)大的連接、處理和傳感器系列產(chǎn)品線。Silicon Labs現(xiàn)在已經(jīng)可以提供微控制器、無(wú)線電、傳感器、開發(fā)工具和軟件，唯獨(dú)欠缺嵌入式軟件。Micrium的產(chǎn)品彌補(bǔ)了Silicon Labs這一點(diǎn)，因而，彼此正好互補(bǔ)。合并后，我們將能夠提供完整的硬件/軟件解決方案，使客戶的開發(fā)過(guò)程更加輕松，減少了他們?cè)诋a(chǎn)品底層研發(fā)上所花費(fèi)的時(shí)間和成本，使他們能夠?qū)⒕性谧罱K產(chǎn)品上的差異化增值開發(fā)。作為Silicon Labs的一部分，我們能夠以更加統(tǒng)一、全面的方式更好地為全球客戶提供支持。

　　Micrium發(fā)展現(xiàn)狀

　　Micrium提供RTOS內(nèi)核和相關(guān)的嵌入式通信協(xié)議棧。我們的軟件在大學(xué)尤其受歡迎，因?yàn)槲覀兲峁┙逃缡褂玫拿赓M(fèi)許可證。我們這樣做，讓學(xué)生可以使用純粹、可靠且經(jīng)驗(yàn)證的源代碼來(lái)了解嵌入式系統(tǒng)。當(dāng)這些學(xué)生進(jìn)入勞動(dòng)力市場(chǎng)，他們可以購(gòu)買許可證，以便在他們的商業(yè)產(chǎn)品中使用他們已經(jīng)熟知的軟件。這使得在嵌入式設(shè)計(jì)中執(zhí)行Micrium產(chǎn)品非常容易。

　　我們目前的開發(fā)計(jì)劃，就是盡可能讓RTOS內(nèi)核和嵌入式器件比從前更容易使用。重點(diǎn)就是讓開發(fā)人員在產(chǎn)品開發(fā)時(shí)把重心放在增值部分，所開發(fā)出來(lái)的最終產(chǎn)品能運(yùn)行在成熟的嵌入式軟件之上，從而能更快上市。

　　Micrium的優(yōu)勢(shì)

　　特別是如果我們談?wù)揑oT，像Linux和Android這樣的系統(tǒng)根本不適合MCU，他們不適合應(yīng)用在周邊設(shè)備里。大多數(shù)IoT應(yīng)用程序非常小，并且不能支持這些操作系統(tǒng)，甚至是其精簡(jiǎn)版本。僅僅從性能的角度，這些開源的方案也不能很好地滿足多任務(wù)內(nèi)核整個(gè)系統(tǒng)的需求。

　　就易用性而言，即使內(nèi)核是免費(fèi)的，如果這是這家公司提供的唯一產(chǎn)品，設(shè)計(jì)師仍然要負(fù)擔(dān)任務(wù)去選擇芯片、尋找器件、挑選協(xié)議，然后按需要整合一切。商業(yè)RTOS(例如Micrium，提供內(nèi)核、組件和通信協(xié)議棧)提供了更完整的解決方案，更易于使用。

安森美對(duì)可穿戴、汽車及電源的未來(lái)發(fā)展展望

　　手機(jī)及可穿戴產(chǎn)品需要快速充電及小體積適配器

　　充電和電池管理對(duì)智能手機(jī)來(lái)說(shuō)仍是關(guān)鍵的功能，未來(lái)多年將會(huì)持續(xù)創(chuàng)新。有線和無(wú)線充電的改進(jìn)可能大大擴(kuò)展便攜式產(chǎn)品的使用，我們不斷提升此功能的極限。充電系統(tǒng)要求供電產(chǎn)品(如壁式適配器)或無(wú)線充電發(fā)射器和接收器(如智能手機(jī)和平板電腦)的設(shè)計(jì)都具高能效。安森美半導(dǎo)體專注于這兩大應(yīng)用，提供完整、優(yōu)化和高能效的充電方案，以滿足所有這些產(chǎn)品的功率要求。

　　市場(chǎng)對(duì)于更快充電時(shí)間、更大電池容量和更小適配器的要求，把智能手機(jī)和平板電腦的供電能力推到傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件或不可行的地步。新一代系統(tǒng)將需要氮化鎵(GaN)方案取代傳統(tǒng)MOSFET。GaN能在相同面積提供更高的功率密度，使其對(duì)于壁式適配器及高功率無(wú)線充電發(fā)射器極具吸引力。無(wú)線充電有兩種主要技術(shù)，更易滿足高功率要求的是如AirFuel聯(lián)盟提供的磁共振(例如筆記本電腦將需要發(fā)射器可在6.78MHz將50瓦推至接收器)和通常使用一個(gè)GaN功率放大器來(lái)設(shè)計(jì)高能效的系統(tǒng)。

　　在接收端，以小面積提供高能效的電源轉(zhuǎn)換對(duì)智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備至關(guān)重要，安森美半導(dǎo)體可為完整的有線和無(wú)線充電提供不同集成度的方案。

　　在壁式適配器方面，我們針對(duì)所有主要的智能充電協(xié)議，如USB PD、高通快充QuickCharge和聯(lián)發(fā)科快充ChargePumpExpress，提供初級(jí)和次級(jí)轉(zhuǎn)換產(chǎn)品及電源管理和控制，并持續(xù)使用GaN開發(fā)高功率密度的方案。我們也有寬廣陣容的智能手機(jī)、可穿戴方案，以及不同集成度的電源和數(shù)字開關(guān)，以識(shí)別功率和數(shù)據(jù)信號(hào)，并正確連接到系統(tǒng)的其余部分。

　　對(duì)于磁共振無(wú)線充電系統(tǒng)，我們有高度集成的電源管理芯片，可處理2W至50W+的功率傳輸，并把所有系統(tǒng)電源監(jiān)控也集成在其中。針對(duì)磁共振無(wú)線充電接收端，我們有各種不同的器件，如一個(gè)全橋整流器配一個(gè)IC，用于電源監(jiān)控和轉(zhuǎn)換，可處理20W的接收功率。

　　我們?yōu)榱耸乖O(shè)計(jì)人員開發(fā)可穿戴產(chǎn)品時(shí)可領(lǐng)先一步，推出可擴(kuò)展的下一代可穿戴技術(shù)設(shè)計(jì)平臺(tái)WDK1.0，具有軟硬件、固件和集成開發(fā)環(huán)境，以及可下載的SmartApp。

　　汽車電子發(fā)展需要先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)支持

　　汽車電子是安森美半導(dǎo)體重點(diǎn)關(guān)注的策略領(lǐng)域之一，其最新的應(yīng)用趨勢(shì)包括：汽車功能電子化、LED照明、車身/車艙內(nèi)、主動(dòng)安全及自動(dòng)駕駛。汽車電子的發(fā)展有賴于半導(dǎo)體技術(shù)的支持，包括高功率半導(dǎo)體、超低電流半導(dǎo)體、功率封裝、堆疊裸片、電源模塊、先進(jìn)的CMOS圖像傳感器、傳感器融合、寬帶隙技術(shù)、低導(dǎo)通電阻(RdsOn)、先進(jìn)的混合信號(hào)、銅功率金屬等，以實(shí)現(xiàn)更高能效、更高集成度、更高性能和更低功耗。

　　安森美半導(dǎo)體可提供全面的方案配合上述應(yīng)用趨勢(shì)的發(fā)展，如提供電源、模擬和傳感產(chǎn)品支持持續(xù)的汽車功能電子化，提供LED內(nèi)/外部照明、自適應(yīng)前大燈系統(tǒng)AFS、電機(jī)控制、像素?zé)舴桨笐?yīng)用于汽車照明，提供自動(dòng)空調(diào)(HVAC)、車門模塊、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、互通互聯(lián)方案用于車身/車艙內(nèi)，不斷創(chuàng)新傳感器及視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用于主動(dòng)安全和先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)，以及提供LIN/CAN總線、系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片(SBC)等車載網(wǎng)絡(luò)方案。

　　安森美半導(dǎo)體不僅提供半導(dǎo)體器件，還可以提供完整的解決方案，汽車半導(dǎo)體產(chǎn)品陣容涵蓋分立元件、標(biāo)準(zhǔn)集成電路、電源半導(dǎo)體、圖像傳感器、專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)、專用集成電路(ASIC)和系統(tǒng)單芯片，以及通過(guò)AEC認(rèn)證的產(chǎn)品陣容。

　　數(shù)字電源將滿足更復(fù)雜的電源要求

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的不斷發(fā)展，到2020年，市場(chǎng)預(yù)計(jì)將有500億臺(tái)互聯(lián)設(shè)備，便攜式醫(yī)療和融合健康/健身監(jiān)測(cè)的可穿戴醫(yī)療設(shè)備也將逐漸興起。隨時(shí)隨地為移動(dòng)設(shè)備充電的需求日益增長(zhǎng)，移動(dòng)電源也越來(lái)越盛行，這將需要準(zhǔn)確、可靠的充電容量指示和支持最新的快速充電標(biāo)準(zhǔn)的器件。汽車電子的發(fā)展由自動(dòng)駕駛、燃油經(jīng)濟(jì)性及減少排放、車聯(lián)網(wǎng)等趨勢(shì)所推動(dòng)。以上應(yīng)用領(lǐng)域都要求電源具有更高的功率密度及更高能效。數(shù)字電源將可滿足云計(jì)算更復(fù)雜的電源要求。

　　安森美半導(dǎo)體收購(gòu)Fairchild半導(dǎo)體后，產(chǎn)品陣容匯聚功率分立器件、IC和模塊，橫跨低、中、高壓全電壓范圍。

　　在無(wú)線和可穿戴市場(chǎng)，安森美半導(dǎo)體提供從壁式到電池方案，用于智能手機(jī)、可穿戴、擴(kuò)增實(shí)境和虛擬實(shí)境，及移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用，并幫助實(shí)現(xiàn)高能效和快速有線及無(wú)線充電，以及下一代USB Type-C設(shè)備互通互聯(lián)和供電。例如，安森美半導(dǎo)體推出的智能充電控制器LC709501F，采用專有充電協(xié)議(如高通快速充電3.0)以加快充電時(shí)間，提供智能特性和高集成度，符合下一代移動(dòng)電源的嚴(yán)格要求。

　　汽車功能電子化可解決燃油經(jīng)濟(jì)性及減少排放。安森美半導(dǎo)體可提供許多汽車級(jí)電源模塊，適用于48 V系統(tǒng)輕度混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車。為配合在云計(jì)算中采用數(shù)字電源，安森美半導(dǎo)體推出了智能功率級(jí)器件，這是一個(gè)高度集成的高/低邊MOSFET，集成驅(qū)動(dòng)器和溫度/電流檢測(cè)。