工業(yè)和汽車如今已成為全球半導(dǎo)體兩大核心標(biāo)的市場，無論是過去數(shù)年在消費(fèi)電子市場賺得盆滿缽滿的國際半導(dǎo)體巨頭，還是如今初出茅廬的各路半導(dǎo)體新秀們，都在緊鑼密鼓的推進(jìn)汽車和工業(yè)芯片、元器件等半導(dǎo)體技術(shù)和相關(guān)應(yīng)用的布局。以求能通過當(dāng)下數(shù)年的磨合在這類市場快速站穩(wěn)腳跟，趕上即將到來的工業(yè)互聯(lián)與智能汽車大爆發(fā)時(shí)代。

　　畢竟，與消費(fèi)電子市場不同，無論是汽車還是工業(yè)半導(dǎo)體領(lǐng)域，一旦建立起自己的“護(hù)城河”，就能輕松拒后來者于千里之外，特別是對(duì)于那些有能力涉足這類市場的半導(dǎo)體企業(yè)而言，先入者能嘗遍市場紅利，并可輕松在這個(gè)競爭不太激烈的“小圈子”內(nèi)鞏固自己的主導(dǎo)地位，讓后來者們幾乎無路可走。

“第九屆EEVIA年度中國電子ICT媒體論壇”現(xiàn)場

　　這也是為何如ADI、英飛凌、艾邁斯歐司朗、NI等一眾半導(dǎo)體供應(yīng)鏈巨頭們都要扎堆涌入工業(yè)或汽車半導(dǎo)體市場的主要原因。但這些先行者們的探索歷程卻并不一帆風(fēng)順，無論是工業(yè)亦或是汽車市場，雖然應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展方向已日益明朗，但各個(gè)環(huán)節(jié)仍面臨著大量待解的痛點(diǎn)和難題，這也是各路半導(dǎo)體巨頭們需要直面的挑戰(zhàn)。

　　7月20日的“第九屆EEVIA年度中國電子ICT媒體論壇”上，來自ADI、英飛凌、艾邁斯歐司朗、NI的技術(shù)專家和高管們共聚一堂，為現(xiàn)場眾多行業(yè)媒體和業(yè)內(nèi)觀眾詳盡解讀了當(dāng)前工業(yè)和汽車半導(dǎo)體市場在應(yīng)用層面的痛點(diǎn)，探討了國際半導(dǎo)體大廠的破解思路，為后來者們明晰了方向。

　　ADI：工業(yè)4.0數(shù)字化轉(zhuǎn)型洞察

　　說到工業(yè)領(lǐng)域催生的半導(dǎo)體需求動(dòng)力，主要還是來自于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)所衍生出的各類連接型應(yīng)用，即所謂的智能工業(yè)/工業(yè)4.0。隨著萬物智能互聯(lián)時(shí)代的來臨，如今的工業(yè)領(lǐng)域也誕生出新的模式和需求，比如產(chǎn)能利用率和產(chǎn)品的快速上市、供應(yīng)鏈的優(yōu)化和縮短、自動(dòng)化率、靈活定制化模塊化的產(chǎn)線以及綠色能源，這也成為工業(yè)智能化升級(jí)的五大驅(qū)動(dòng)力。

　　隨著如今工廠中AI或連接的大量使用，節(jié)點(diǎn)上各個(gè)數(shù)據(jù)的收集、各種產(chǎn)品，比如說在工業(yè)里面的溫度、振動(dòng)等數(shù)據(jù)收集變得越來越方便。這對(duì)于連接的要求會(huì)越來越多，拿到越來越多的數(shù)據(jù)，連接可靠性也越來越高，數(shù)據(jù)易獲性也越來越高，這是當(dāng)前最大的趨勢(shì)。

ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇

　　拿到數(shù)據(jù)的目標(biāo)還是為了提高產(chǎn)能，ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇表示：“中間環(huán)節(jié)非常重要。就是要加強(qiáng)數(shù)據(jù)的分析能力，這是現(xiàn)在的主流趨勢(shì)，比如人工智能、大數(shù)據(jù)，或者機(jī)器學(xué)習(xí)會(huì)互相結(jié)合起來。拿到數(shù)據(jù)分析以后，就可以對(duì)工廠做一些優(yōu)化改進(jìn)，比如說，一個(gè)電機(jī)，在什么樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下最好、效率最高，本來效率可能只有80%，通過實(shí)時(shí)調(diào)整負(fù)載狀況，可以調(diào)高到90%或者95%，將整體效率提高，這就是數(shù)據(jù)分析帶來的優(yōu)勢(shì)?！?/p>

　　分析完數(shù)據(jù)以后，還需要有動(dòng)作去處理數(shù)據(jù)，最終目的就是生產(chǎn)力的提升，這也是工業(yè)發(fā)展如何自主提升的道路。蔡振宇認(rèn)為：“最核心的一點(diǎn)在于首先要拿到足夠量的數(shù)據(jù)，即帶來大量的連接。所以我們也提出：增強(qiáng)連接，邁向工業(yè)4.0的概念。連接是工業(yè)4.0第一步也是最重要的工作，而在目前階段，提升連接的質(zhì)量和能力也至關(guān)重要。”

　　為此，ADI在各個(gè)環(huán)節(jié)都有很強(qiáng)的技術(shù)布局，2020年，整個(gè)ADI的收入達(dá)到56億美金，其中有53%來自于工業(yè)產(chǎn)品，可見工業(yè)對(duì)ADI來說的確非常重要，蔡振宇表示：“我們也想趕上工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的潮流，并維持工業(yè)的水平。ADI有很強(qiáng)的工業(yè)以太網(wǎng)的芯片核心，首先從物理層來說，我們可以提供千兆百兆的相應(yīng)芯片，現(xiàn)在最新的10BASE-T1L的雙絞線的新技術(shù)芯片；另外，從端口數(shù)來說從終端到最后企業(yè)IT云的連接，在邊緣端，我們基本上都是單端口的芯片，再往上我們有2至6端口的芯片，類似于網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場交換機(jī)的概念。在往上更復(fù)雜，有6端口，以及更往上就是云端，這是純IT的接口，我們也能提供。從這個(gè)角度來說，我們從單端到6端都有相應(yīng)的產(chǎn)品?！?/p>

　　而且，從網(wǎng)絡(luò)速率來看，10兆、100兆、千兆以太網(wǎng)ADI都有相應(yīng)的芯片布局。蔡振宇補(bǔ)充到：“現(xiàn)在工業(yè)協(xié)議很多，我們ADI的產(chǎn)品基本上兼容或者支持這些傳統(tǒng)主流的工業(yè)協(xié)議接口。另外我們網(wǎng)絡(luò)安全也做得很好，我們ADI的工業(yè)以太網(wǎng)平臺(tái)，可以給到一個(gè)從終端到云端無縫連接的技術(shù)，給到客戶選擇?！庇纱丝梢姡珹DI通過深耕多年工業(yè)場景，半導(dǎo)體技術(shù)能力已經(jīng)在各路細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域開枝散葉。

　　英飛凌：第三代半導(dǎo)體如何助力低碳互聯(lián)

　　碳達(dá)峰如今已成為全球的熱點(diǎn)話題，過去多年隨著全球能源的消耗迅速，導(dǎo)致二氧化碳的排放量與日俱增。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年消耗的能量為16萬TWH，相當(dāng)于160萬億度電的能量。低碳減排已日益成為令當(dāng)前世界各國集體推進(jìn)的共同目標(biāo)。

　　因此，以SiC和GaN為代表的第三代半導(dǎo)體技術(shù)得以在近些年爆火。畢竟，如今的硅基半導(dǎo)體無論從架構(gòu)上，可靠性方面，還是性能的提升上，基本上都已經(jīng)接近了物理極限。相比之下，第三代半導(dǎo)體既能用較少的器件做到效率更高，又能做到體積更小，一舉兩得，這種強(qiáng)大的高頻率開關(guān)優(yōu)勢(shì)也吸引了基本上每一個(gè)做電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品的企業(yè)，紛紛涉足第三代半導(dǎo)體。

英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部市場總監(jiān)程文濤

　　作為功率半導(dǎo)體元器件領(lǐng)域的主要參與者，英飛凌如今在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)已十分全面，無論是SiC還是GaN，都已經(jīng)充分具備商用的實(shí)力，且技術(shù)性能上領(lǐng)先業(yè)界甚遠(yuǎn)，英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部市場總監(jiān)程文濤對(duì)記者表示：“英飛凌的碳化硅采用的結(jié)構(gòu)，是溝槽式的。這種結(jié)構(gòu)解決了大多數(shù)功率開關(guān)器件可靠性的問題，現(xiàn)在用的都是平面結(jié)構(gòu)，它比較難以在導(dǎo)通損耗和長期可靠性上得到平衡，如果你要讓它的效率高，你給它加點(diǎn)電就能導(dǎo)通得非常徹底，那么它的門級(jí)就需要做得非常薄，這個(gè)很薄的門級(jí)結(jié)構(gòu)，在長期運(yùn)行的時(shí)候，在大批量運(yùn)用的時(shí)候，就容易產(chǎn)生可靠性的問題。如果你要把它的門級(jí)做的相對(duì)比較厚，就沒辦法充分利用溝道的導(dǎo)通性能，而溝槽的做法就能夠平衡這兩個(gè)問題，這是英飛凌的碳化硅方案?！?/p>

       不過，第三代半導(dǎo)體的飛速起量，并不會(huì)是取代傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體，而是相輔相成，共同發(fā)展。目前，市面上有很多這類打著要取代傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體的旗號(hào)成立的第三代半導(dǎo)體技術(shù)公司，但在大廠英飛凌看來，這并不現(xiàn)實(shí)。

      程文濤表示：“我們認(rèn)為不會(huì)，至少在可見的將來不會(huì)。因?yàn)楣杌雽?dǎo)體目前從性價(jià)比這個(gè)角度，依然是在非常寬的應(yīng)用范圍之內(nèi)的不二之選。第三代半導(dǎo)體目前商業(yè)化上的瓶頸，就是它的成本很高。雖然在迅速下降，但依然遠(yuǎn)高于硅基半導(dǎo)體。當(dāng)然，我們可能在市面上看到一些定價(jià)接近硅基半導(dǎo)體的第三代半導(dǎo)體器件，但并不代表它的成本就接近硅基半導(dǎo)體，那是一種商業(yè)行為，就是定價(jià)會(huì)比較低，目的是催生這個(gè)市場。但是這個(gè)第三代半導(dǎo)體目前為止，以目前的工藝，它的成本畢竟還是遠(yuǎn)高于硅基半導(dǎo)體。所以在我們可預(yù)見的將來，基本上硅基半導(dǎo)體還是會(huì)占據(jù)大部分市場?！?/p>

　　未來，第三代半導(dǎo)體要迅速的增長，還有一個(gè)重要的內(nèi)容，就是價(jià)格，因?yàn)楝F(xiàn)在除了汽車上碳化硅會(huì)放量上漲，日常生活中所用到的電源轉(zhuǎn)換當(dāng)中，實(shí)際上第三代半導(dǎo)體還是比較少見，主要原因還是它的成本桎梏。第三代半導(dǎo)體在價(jià)格上，在最近這些年有望大幅度下降，會(huì)逐步朝著硅基半導(dǎo)體的水平去走。但成本角度來講，程文濤認(rèn)為，“短時(shí)間內(nèi)是不會(huì)達(dá)到硅基半導(dǎo)體的水平”，普及之路還相當(dāng)長遠(yuǎn)。

　　艾邁斯歐司朗：光學(xué)賦能下的自動(dòng)駕駛

　　今年3月，艾邁斯半導(dǎo)體以全現(xiàn)金的形式完成了對(duì)歐司朗的收購，致力于成為全球光學(xué)解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者，備受業(yè)界關(guān)注。兩家公司合并成艾邁斯歐司朗以后，一年的業(yè)務(wù)大概在50-60億美金，儼然成為了全球光學(xué)解決方案的巨頭。業(yè)務(wù)覆蓋如今整合完畢以后，艾邁斯歐司朗擁有了四大技術(shù)支柱，即消費(fèi)電子、工業(yè)與醫(yī)療、汽車、以及照明，能夠支撐非常大量的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)光學(xué)方面的三大功能：傳感、光源、可視化。

　　而汽車，正是艾邁斯歐司朗當(dāng)前布局的重心市場，隨著汽車逐步奔向智能化，無論是車內(nèi)車外，都有大量的光學(xué)技術(shù)可嵌入的應(yīng)用場景，比如外飾照明，未來大燈不僅僅是照明的作用，大燈很可能會(huì)像投影儀一樣，以后整個(gè)大燈會(huì)變得非常智能化和數(shù)字化；再比如座艙里面的內(nèi)飾，會(huì)變得非?？犰?，可能到處都會(huì)存在各種各樣的燈，無論是來調(diào)節(jié)氛圍心情的，還是幫助車主做一些車艙內(nèi)的控制，很多地方都會(huì)用到燈；另外，就是自動(dòng)駕駛的各種光學(xué)傳感器件，比如各種雷達(dá)。都將為艾邁斯歐司朗這類以光學(xué)半導(dǎo)體技術(shù)為核心的大廠貢獻(xiàn)巨額營收。

艾邁斯歐司朗市場與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)金安敏

　　比如歐洲新車評(píng)價(jià)系統(tǒng)如今已經(jīng)要求將駕駛員疲勞駕駛檢測DMS列入新車評(píng)價(jià)系統(tǒng)的條目，如果沒有裝DMS的汽車，可能拿不到五星安全等級(jí)，中國的法規(guī)也會(huì)很快跟上。這也就意味著以后乘用車當(dāng)中，駕駛員疲勞駕駛的監(jiān)測功能會(huì)廣泛加入。而DMS上可以有很多的擴(kuò)展性功能可以嵌入，比如艙內(nèi)的檢測，從2D方案，做成3D方案，可以做到更全面的狀態(tài)檢測。

　　除此之外，當(dāng)前汽車領(lǐng)域最火的自動(dòng)駕駛，也需要多傳感器的加持，就以激光雷達(dá)為例，艾邁斯歐司朗市場與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)金安敏表示：“真正要實(shí)現(xiàn)L4、L5的自動(dòng)駕駛，肯定是要用到激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和車載攝像頭的結(jié)合，即多傳感器融合。但是激光雷達(dá)現(xiàn)在至今為止，并沒有做到成本足夠低，沒有足夠多的車去裝激光雷達(dá)。激光雷達(dá)成本不降下來，就沒法大規(guī)模使用，因?yàn)橄M(fèi)者不可能為此花很大價(jià)錢。我們現(xiàn)在看到，在接下來兩年，降成本可能是會(huì)出乎意料地實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樗南到y(tǒng)，主要的部件還是半導(dǎo)體部件，半導(dǎo)體部件核心就是量上去了，成本就會(huì)下來?！?/p>

　　“現(xiàn)在我們看到，國內(nèi)主機(jī)廠在激光雷達(dá)的計(jì)劃上面非常激進(jìn)，尤其‘造車新勢(shì)力’提出來要把激光雷達(dá)做成標(biāo)配，‘新勢(shì)力’提出以后，傳統(tǒng)車廠也積極跟進(jìn)，現(xiàn)在新勢(shì)力帶動(dòng)的影響力非常大。所以我們看到，整個(gè)國內(nèi)主機(jī)廠帶動(dòng)激光雷達(dá)的這一波量，可能是比較大的，這也就能夠非常好地帶動(dòng)整個(gè)成本的下降。但是我們看到，接下來3-5年，可能是真正的激光雷達(dá)開始進(jìn)入車載的一個(gè)爆發(fā)期。我們?cè)诩す饫走_(dá)這部分，有非常核心的光源技術(shù)，提供各種形式的激光雷達(dá)。這些光源技術(shù)，應(yīng)該說是幫助激光雷達(dá)上車、降成本的一塊很核心的支持?！苯鸢裁舾嬖V記者。

　　NI：平臺(tái)化測試方案在自動(dòng)駕駛上的可能性

　　如今的自動(dòng)駕駛，正向四大趨勢(shì)發(fā)展。首先，隨著電子電器架構(gòu)的逐漸流行，從原來的傳感器都有ECU單元，到后續(xù)的都用中央域控制器進(jìn)行處理，由此衍生諸多新的挑戰(zhàn)；其次，就是目前的法規(guī)不夠完善，對(duì)中國來講，場景庫搭建的也不是特別完善，不斷完善的法規(guī)也會(huì)帶來大量新的測試需求和挑戰(zhàn)；再者就是軟件定義汽車，比如特斯拉OTA技術(shù)，通過軟件定義它的發(fā)展，因此軟件的投入和軟件的測試也會(huì)顯得非常重要；最后一塊就是AI和深度學(xué)習(xí)。

NI資深汽車行業(yè)客戶經(jīng)理郭堉

　　由此，也給測試技術(shù)帶來諸多挑戰(zhàn)，NI資深汽車行業(yè)客戶經(jīng)理郭堉表示：“包括測試的復(fù)雜度日益增加，自動(dòng)化測試的硬件和軟件，需要有不斷的迭代和更新，包括提供完整的工具鏈，幫助工程師最大化工作效率，不需要一直學(xué)習(xí)新的工具。再就是非常緊迫的測試開發(fā)流程和周期，這一點(diǎn)就是我們汽車以后越來越多會(huì)向消費(fèi)類電子的模式去發(fā)展，隨著造車新勢(shì)力的不斷增加，我們需要非?？焖俚目梢宰鲵?yàn)證的平臺(tái)，最大化我們測試的效率。最后就是更多的仿真，自動(dòng)駕駛需要構(gòu)建一個(gè)非常高保真度的軟件測試環(huán)境，去訓(xùn)練AI的算法，幫助我們識(shí)別目標(biāo)物，從而達(dá)到避障和主動(dòng)駕駛的功能。”

　　為此，NI的平臺(tái)化測試方案，可以充分去應(yīng)對(duì)無線的自動(dòng)化駕駛場景。最典型的比如四種常見道路場景：一個(gè)是純仿真的實(shí)驗(yàn)；第二是通過錄制下來的數(shù)據(jù)進(jìn)行回放，進(jìn)行開環(huán)的回放；第三是硬件在環(huán)的仿真；第四是道路測試，把所有傳感器數(shù)據(jù)無損錄制下來。所有的這些應(yīng)用都是基于PXI的平臺(tái)來做，所以用一個(gè)同樣的平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)四大類型的控制。同時(shí)，所有的數(shù)據(jù)也支持上云端，然后幫助客戶實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用。

　　郭堉表示：“NI的軟硬件平臺(tái)可以做到從研發(fā)開始到最后的生產(chǎn)部署，都用同樣的工具鏈去實(shí)現(xiàn)，這個(gè)就可以對(duì)于一個(gè)工程師來講，不需要去學(xué)習(xí)各種廠商不同的接口，學(xué)習(xí)各種廠商的硬件平臺(tái)怎么操作，去學(xué)習(xí)新的軟件。用NI的平臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)從研發(fā)到部署的流程。”可以很完美的滿足自動(dòng)駕駛的測試需求。

　　總結(jié)：

　　可見，從工業(yè)到汽車，這兩大主體所衍生的各類細(xì)分型場景的改造都是極為不易的，這也正是業(yè)界需要更多像ADI、英飛凌、艾邁斯歐司朗以及NI這樣的國際級(jí)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈巨頭們先行先試的原因所在。但痛點(diǎn)中往往也潛藏著海量的機(jī)遇，尤其是工業(yè)和汽車這類市場，門檻越高、機(jī)會(huì)越大，成功之后建立起的堡壘也愈發(fā)堅(jiān)固。況且在這方面，大廠有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，也必將能在工業(yè)和汽車半導(dǎo)體市場看的更高、走得更遠(yuǎn)。