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2018电子技术、应用与产品展望

作者:王莹 王金旺 时间:2017-12-26来源:电子产品世界收藏
编者按:我国正在经历一次依托互联网升级的“互联网+”的变革与革命中,结合物联网、人工智能、大数据、5G、自动驾驶等新一代信息技术的新硬件时代已然来临。为此,电子产品世界特邀半导体领军企业分析了未来电子产品及相关技术的发展方向。

作者 / 王莹 王金旺 《电子产品世界》编辑

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201712/373587.htm

摘要:我国正在经历一次依托互联网升级的“互联网+”的变革与革命中,结合物联网、人工智能、大数据、、自动驾驶等新一代信息技术的新硬件时代已然来临。为此,电子产品世界特邀半导体领军企业分析了未来电子产品及相关技术的发展方向。

综合

ADI未来五大领域发展战略

  ADI受益于新兴市场计算机技术和人工智能技术的发展,基于“超越一切可能”的创新愿景以及“多元化”的核心战略,承诺实现“从到云端”中每个环节的技术创新,ADI还将通过整合必要的软件、算法、甚至数据分析服务,包括通过与客户和生态链合作伙伴的融合合作,聚焦和用心把握以下五个未来应用热点领域:

  第一,汽车无人驾驶领域。未来几年,负责感知的各类车载传感、通信器件及车载处理器仍将是半导体厂商在领域的重点投资及发展方向。在无人驾驶应用方面,ADI率先构建了基于28nm COMS先进工艺的雷达技术平台将为客户提供好的射频性能,同时基于公司已建立的MEMS及LiDAR技术组合为客户提供先进驾驶辅助系统和自动驾驶全面的解决方案。此外,汽车厂商和汽车零部件厂商都在做新能源车有效的电池系统,ADI帮助他们推动整个电池的可靠、精确和高效的管理。

  第二,通信基础设施以及客户端上物联网的应用,这两个方面会共同推动通讯的发展。ADI丰富多样的微波及RF IC、数据转换器、放大器、时钟和电源器件及不断扩充的RadioVerse™无线技术和设计生态系统,正在为4G到迁移奠定基础。

  第三,能源,包括新能源的产生、储存和有效地传输三个方面。ADI提供丰富的新能源发电配套技术,包括从逆变器(太阳能)到数据采集和信号处理的完整解决方案。另外, ADI还提供电能计量产品,包括计量、隔离、电源管理和通信等产品。

  第四,工业自动化,在传统制造引入高可靠性的互联互通、工业机器人,以及基于云计算的生产优化,在生产的流程中要求更多的智能性和互联性。ADI可以通过新一代基于确定性以太网和Dust Network的高可靠性工业互联互通技术,在工业环境里,在大量的环境噪声或无线信号干扰条件下帮助客户做自动化的有效信息采集和控制。

  第五,医疗的数字化,在大数据、人工智能的推动下,医疗也是技术发展、行业转型的重要领域。ADI将推出新一代的生物阻抗测量产品以及更全面的人体生命体征监测产品系列。

汽车和安全是未来发展重点

  Maxim关注许多终端市场,但汽车和安全是重中之重。Maxim下一代GMSL SerDes技术全面支持未来信息娱乐系统和ADAS要求的带宽、互联复杂度和数据完整性。从摄像头的低功耗要求到变化较大的数据聚合带宽要求,新技术都能满足未来系统的需求。先进的链路完整性和诊断功能支持突破性的链路性能监测——对于汽车安全系统的设计至关重要。使用长达15m的屏蔽双绞线(STP)或同轴电缆,该GMSL技术也满足汽车行业中最严格的EMC要求。该项新技术向后兼容已经部署的当前一代GMSL产品。此外,下一代GMSL技术被用于采用无线调谐器的远端调谐器架构时,可减少电缆、简化车载音响系统的设计。

  随着无人驾驶、电动汽车及混合动力汽车的普及,用户要求新系统来确保运行的安全性和可靠性。当今的混合动力和插电式电动车利用大型电池组来储存电能。电池组由数百个单电池组成。必须对其中每个单电池进行管理,以保证电池组处于最佳状态,以及优化电能储存。Maxim的高可靠电池管理方案(BMS)在提高锂离子电池组工作可靠性的同时降低系统成本,在中国市场受到了广泛欢迎。

  在安全领域,网络攻击不断占据新闻头条,物联网()设备已经成为易被攻击的脆弱点。然而,设计安全性仍然被当作亡羊补牢之举,许多工程师认为安全性的实施非常昂贵、复杂且耗时,或者依赖于软件保护其系统。Maxim最新发布的DS28E38安全认证器采用ChipDNA™技术,提供整体式、高成效的安全性来保护客户的设计,从而有效解决上述担忧。

  针对中国市场,Maxim最近和未来的技术和产品策略可以概括为三个方向:更绿色、更安全和更智能。

汽车、工业和家电领域持续智能革新

  预计2018年将会在2017年技术趋势的基础上加速前行,2017年中预测到的趋势将会不断在现实生活中涌现出实际的案例。

  汽车领域。一直以来,电动汽车、ADAS都被看作是汽车增长的重点领域。媒体对此的关注和报道也充分证明了这一观点。针对电动汽车领域,瑞萨电子新成立了“新能源汽车解决方案中心”,以从体制上保证应对中国市场的需求。在汽车领域,瑞萨电子推出了Reneasa autonomyTM Platform,该平台提供从云端到传感和车辆控制、全面的端到端解决方案,充分证明了瑞萨在全领域的实力,非常适合ADAS、自动驾驶的开发。

  工业领域。全球工厂自动化的浪潮已经到来,在工厂的生产操作中,实时同步设备内部或多个设备之间操作的需求很高,但是如果仅通过云连接的话,反应时间较长,无法满足实时同步的要求。 瑞萨电子提出了 “嵌入式人工智能(e-)” 这一概念,并推出了针对此类高同步要求的嵌入式解决方案。 2017年11月,我们对外发布了针对工厂的e-应用案例(不依赖人工,即可提升品质)。 我们将把该解决方案介绍给中国客户,帮助客户实现更加先进的工厂运营。

  家电领域。 家电领域正迎来一个智能化的时代。而这一趋势的形成与中国家电制造商的全球化密不可分,可以说是“从中国发端的家电智能化”。家电智能化不仅是硬件的改进, 它还与互联网服务的生态系统相互协作,作为生活环境向智能家具拓展,并与以人为本的健康医疗紧密合作。 为应对以上技术潮流趋势,瑞萨电子致力于开发先进的HMI(人机界面)解决方案,并努力推进其在健康医疗解决方案的应用。针对中国客户,我们也将继续在业务战略层面支持其面向未来、实现智能化发展。

市场将持续升级

  作为人工智能的一个重要发展领域,汽车的智能化和新能源趋势,意味着汽车在感知技术、传输技术、处理技术、电池管理、以及计算能力等各个方面的全方位提升,将为汽车电子市场带来广阔的发展前景。特别是中国市场,对智能交通、绿色出行、道路安全的需求十分迫切,智能网联汽车与新能源汽车已经被列入《中国制造2025》发展规划,也为汽车电子市场创造了更多的合作发展机会。

  恩智浦作为全球汽车电子和安全互联汽车创新的领导企业,在ADAS、汽车信息安全、车载网络、V2X、动力和能源管理等诸多领域都处于行业领先地位,一直以汽车电子技术的开发与应用支持汽车产业的创新升级。恩智浦将成功的国际经验和技术带到中国,通过本土化的合作与中国合作伙伴一起,共同助力中国汽车产业的跨越式发展。

  边缘计算将成为物联网时代新的增长点

  物联网的爆发式发展使一切设备互联并具备智慧,由此产生的海量信息对数据的实时处理和计算也提出了全新的、更高的要求。在云计算方兴未艾的同时,边缘计算正得到越来越多的关注,可能成为物联网时代的新增长点。据IDC预测,到2021年将有43%的物联网计算在边缘完成。

  恩智浦独特的技术和产品性能组合,能够发掘出边缘计算的潜能,更好地发挥机器学习和人工智能的作用。通过融合安全、处理和数字网络方面的最新进展,恩智浦的技术可以在应对整个系统面临的机器学习挑战的同时,进一步推动物联网设备边缘计算智能化的发展。

针对物联网产品继续拓展定制器件阵容

  近年来,中国经济持续发展,已在许多领域领先全球,所以许多细分市场在2018年及以后有机会实现高速增长。例如,随着汽车动力总成的汽车功能电子化程度的提高,电动车和混合动力汽车数量以及消费者接受度的发展很快,汽车行业对创新半导体和通用电子器件方案的需求强劲,尤其是车身和内部系统、发光二极管(LED)照明和ADAS的带动。

  另一个预计将呈现爆炸性增长的领域是和I。像安森美半导体这样的公司可为来自不同工业领域的工程师提供更多的实用、集成的物联网端到端方案,从而减少使用障碍,使概念到实际方案的开发更容易、更直观、更快、成本更低。

  半导体技术持续创新所推动的其他市场还包括智能城市和智能家居、机器视觉和机器人、移动健康医疗和可穿戴设备,所有这些领域都是安森美半导体高度重视并积极参与的。

  安森美半导体未来产品策略

  安森美半导体是应用于高能效电子产品的高性能硅方案供应商,提供全面的高能效电源管理、模拟、、逻辑、时序、互通互联、分立、系统单芯片(SoC)及定制器件阵容。

  2018年,安森美半导体针对中国市场的高增长领域继续提供广泛而多样化的产品阵容,包括汽车电子应用,尤其是全球领先的图像技术,不仅用于电动车和混合电动汽车的ADAS和自动驾驶,还用于无人机和运动相机等消费电子应用以及机器视觉等其他领域。

  此外,安森美半导体仍将提供整个功率谱的端到端物联网产品方案,这些方案涵盖了感测、信号处理、电源管理和安全无线联接等。而这其中的器件,包括安森美半导体的能量采集、无电池智能无源等,在移动医疗设备和健身跟踪器等可穿戴设备领域有广泛应用。

电源

通过模拟功率元器件继续服务汽车及消费市场

  汽车市场生产情况向好,EV和ADAS(自动驾驶系统)等技术开发也在加速,由此产生了新的半导体需求。工业设备市场方面的需求也因为以IoT为代表的智能工厂的发展而不断提高。因机器人和无人机等的发展,将不断推进半导体的技术革新。

  另一方面,消费类设备市场也因为能源限制的不断严格,空调和冰箱等白色家电市场的节能化进程也在不断推进。手机的出货数量虽然已经达到了顶峰,但ROHM有非常完备的产品阵容可以对应。

  产品及技术发展

  ROHM在继续大力投入到汽车和工业设备市场的同时,期待着海外市场中节能家电和智能手机需求的不断扩大。

  汽车市场方面,电阻器和小信号晶体管、音频IC等的销售以ROHM所擅长的模拟功率元器件为代表的电源IC为中心,在车身、传动以及安全驾驶方面已经不断扩大了。近年来,以SiC为中心的功率元器件的内部设计在不断进步,在汽车充电电路和马达用逆变器电路中的应用也在不断扩大。市场整体在向EV转化,可以预计以SiC为中心的电源解决方案的应用还会不断扩大。

  产品开发方面,ROHM还将继续不断强化自己所擅长的领域,不断扩充以电源IC为代表的模拟电源领域以及小信号晶体管领域、功率元器件领域的产品阵容。随着EV和FCV、ADAS的不断普及,电子化进程也会不断前进,汽车本身的电力消耗也会上升,需要元器件不断节能化的呼声也在提高。

技术的未来变革

  未来的新型将主要包含以下3个独立的技术层:

  • 核心层,将现实世界中的现象以电子化的方式再现。艾迈斯半导体的可应用在成像、光学、环境和音频四大领域。

  • 最小化集成层,以硅片的形式提供核心传感技术的芯片级或模块化(多芯片封装)实现。这一层同时提供特殊算法,可将原始测量数值转换为可供处理器使用线性化信号流。

  • 系统技术层,内嵌在中的软件为低能耗蓝牙®和Wi-Fi® 等常用网络提供连接。系统软件同时支持终端用户应用,比如将智能腕带中的光学信号转换为每分钟心跳测量值。

  打破性能的边界

  数字化转型不仅仅是嵌入更多和引入更多类型设备即可解决的简单问题:艾迈斯半导体正在引领制造商数字化变革,打破性能的边界。这使得产品制造商能够极大地改善用户体验,甚至创造出全新体验。

  应用上的颠覆性改变可以通过一些艾迈斯具体应用案例来说明:

  新型XYZ三刺激高精度颜色芯片能够以与人类眼睛完全相同的方式测量(或“观察到”)光的颜色。这一颜色的准确性使显示屏呈现“纸一样”的显示效果,相比现有移动设备显示屏带来更舒适的体验。

  多光谱和高光谱IC是一款微型的实验室级片上分光仪。水果的新鲜度首次可以通过光谱测量实现:由于分子的震动,光照在某一物体上后会反射回特定波长的光,加上特殊算法可以分析出该物体的组成成分。

  主动降噪技术(ANC)正被应用于创新的耳机设计。艾迈斯半导体提供的小体积、低功耗ANC器件使耳机制造商得以首次将ANC功能成功应用于入耳式耳机和无线耳机。

  以及应用于AR/VR的3D成像系统芯片,应用于可持续性和环境、医学诊断和监测等方面的

无线通信

低功耗、高性能短距离无线通信将成焦点

  Nordic认为低功耗、高性能的短距离无线通信应用,例如低功耗蓝牙、mesh等技术将会继续在2018年成为瞩目焦点。我们在2018年的一个关键战略(主要是面向智能家居和工业应用)就是继续努力提升器件的多协议支持。

  此外,低功耗广域网络(LPWAN)技术方案也将会受到重视,其中最热门的是3GPP标准中的LTE Cat M1(俗称LTE-M或eMTC)与LTE Cat NB1 (俗称NB-IoT)、法国公司Sigfox及LoRa联盟的LoRaWAN。然而,哪一种规格能够成为主流,则有待观察;再加上市场生态链与接受度尚未成熟,还需要经过实际市场商业考验。我们对LTE-M与NB-IoT的未来发展深具信心,也相信其未来产品在楼宇自动化、物流追踪、能源读表、消费电子产品、农业或环境监测、交通运输与智慧城市及企业零售等应用会有显著成长。

  Nordic在中国的战略是广泛的全球战略,我们的工程师正在开发和增强各种解决方案,这些解决方案使客户不仅可以利用蓝牙 5、蓝牙mesh、Thread和其它低功耗无线协议,还可在2017年晚些时候获益于配合LPWAN的低功耗蜂窝IoT。

  我们最近向中国市场推出了多款重要的解决方案,包括nRF52系列系统级芯片(SoC)中的多款产品,比如针对周边与内存进行了优化的nRF52810,这也是目前市场上成本效益很高的单芯片蓝牙5解决方案;还有nRF52840,它特别适合智能家庭和高阶可穿戴应用,其中包括支付和医疗用的高阶可穿戴设备,以及工业用和其他IoT装置。nRF52840已通过Thread认证,首次实现Thread和蓝牙5的同时连接。

  除此之外,我们还将继续实施一贯的战略,即帮助具备有限RF专业知识的开发人员尽可能容易利用这些技术,因此我们推出了各种配合nRF52系列的开发套件,比如Nordic Thingy:52和用于mesh的nRF5软体开发套件,以及S110/S130/S132/S140协定栈,可协助工程师开发各种应用。

LoRa设备及LoRaWAN网络将继续加快部署

  在即将进入2018年之际,物联网(IoT)的预期增长、以及LoRa®器件和无线射频技术(LoRa技术)被采用部署的速率令人鼓舞。其在拉丁美洲、亚洲、澳大利亚和非洲的部署,正在提高人们对LoRa和LoRaWANTM的期望。LoRa技术在电能和实际部署方面有低消耗、低成本优势,支持开发人员和企业家去进入物联网天地。因此,Semtech所看到的应用和开发总体趋势是:我们将在全球遇见更多基于LoRa的设备和更多LoRaWAN网络。我们看到的另一个总体趋势是用于物联网和工业物联网(IIoT)目的的低功耗、远距离器件的将持续增长。物联网让人倍感兴奋的地方在于:有可能实现使用这些技术来连接任何物体,当然这些技术需要在数据传输和自身部署方面能够以一种“负责任的”价格来推动商业智能。

  在尺寸大小和电池续航时间方面的创新将是我们在2018年中继续看到的另一个趋势。Semtech将在2018年全面推出用于物联网应用的微纳型电子标签,这种标签具有超薄和低功耗特性。其电池是采用印刷方式制成,且电子标签很容易被集成到采用LoRaWAN协议的网络中。随着区块链和其所有潜在的使用场景的兴起,尺寸更小的、超薄的器件,加上其不会引起太多关注的能力和划算的成本,将有助于推动区块链的发展。银行业、食品制造业、物流业及更多领域将在2018年实现区块链,Semtech将引领其所必需的和各种技术的开发。

  Semtech认为在2018年将继续发展物联网的安全性。当前,太多的智能和互连设备都因缺乏高质量的安全防范措施而将数据至于危险之中。LoRaWAN协议也非常重视加密,从而证明了您的物联网设备和物联网网络可以对您所部署的资产和数据进行保护。2018年及以后会有更多的设备投入使用,这就意味着会出现更多易受攻击的数据和互联网网络。既然物联网已不仅是一种时尚或一种潮流,制造商和开发人员将会把他们的注意力转移到数据安全性上。

聚焦核心增长力,加强工业物联网拓展

  除了云计算、大数据、人工智能和汽车,我们预计物联网将在2018年继续成为半导体行业增长的一个重要推动力。

  智能家居和智慧城市是物联网市场中最重要也是最具规模的应用,而联网照明市场是其中特别值得关注的一个亮点,也是Silicon Labs无线产品的主要应用市场。灯具是无所不在,且我们的家庭和商业/工业场所越来越多地采用LED灯具。自从十年前LED照明普及开来,当前的照明趋势一直在加速发展。它开始于和控制器件的增加,现在是增加连接性。未来几年,我们将看到新的云分析和智能化,即基于照明网络生成的数据来做出决定的能力。

  在照明市场及其它物联网细分市场中,包括家庭和楼宇自动化、安防系统、表计和工业物联网等市场中,我们看到了对我们的多协议Wireless Gecko产品组合的强劲需求。Silicon Labs的Wireless Gecko产品组合包括支持多种无线标准的SoC器件和模块,这些标准包括Zigbee、Thread、Bluetooth low energy(BLE)、Bluetooth mesh和专有sub-GHz协议。Silicon Labs最近推出了一种创新的无线连接,它支持Zigbee和Bluetooth LE在单个SoC上同时运行。这种动态多协议解决方案在不增加额外复杂度和包含种芯片架构的硬件成本的情况下,可为物联网应用提供先进的功能,因此可将无线子系统的BOM成本和尺寸缩减多达40%。

  我们在2018年的策略是聚焦于核心的增长动力,并在诸如照明、家庭自动化、安防、表计和工业物联网等目标市场中获取份额。Silicon Labs在下一波物联网增长中已经占据良好的位置,我们的无线连接解决方案可以为各种产品便捷地添加物联网功能,并以低成本和复杂性去支持多种无线协议选项。今天,物联网市场中还没有任何一种居于绝对统治地位的无线技术,可选择的通信协议包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread和专有协议。通过用我们的Wireless Gecko产品组合去支持领先的物联网协议,我们为开发人员和生态系统提供商带来了可选择无线连接解决方案的一站式服务。



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