打造“硬科技” ，推进产业技术创新 ——EEVIA 年度中国电子 ICT 论坛

7月20日，EEVIA 年度中国电子 ICT 媒体论坛暨 2021 产业和技术展望研讨会在深圳丽思卡尔顿酒店如期举行。作为电子和ICT产业的资深咨询公司，今年已经是易维讯成功举办的第九届产业论坛。

在国家大力倡导发展“硬科技”，推动产业技术升级，强化先进制造业的宏观战略背景，和后疫情时代产业数字化的技术创新环境下，技术趋势如何发展，有哪些新技术的应用？论坛交流了多领域话题，涵盖第三代半导体技术、智能驾驶、数字化转型、无线快充、UWB(超宽带)技术、大计算平台等，足以覆盖领域内工程师广泛的兴趣点。

来自ADI、英飞凌、艾迈斯欧司朗、NI、Qorvo、安谋科技、伏达半导体的技术专家高管们共聚一堂，为现场众多行业媒体和业内技术专家观众详尽解读了各自最新技术和所属邻域的产业现状和趋势。

ADI：工业4.0数字化转型洞察：无缝连接推动工业创新

ADI中国区工业市场总监蔡振宇

蔡振宇在论坛上发布了ADI委托Forrester Consulting撰写的思想领导力白皮书，评估了工业数字化的现状，深入分析工业网络的痛点，提出了ADI工业互联网的无缝连接的解决方案，帮助企业选择合适的技术和方式脱离数字化转型苦海！

工业互联网为智能工厂产业数字化提供了关键基础设施和产业生态基础，蔡振宇总结了推动其发展的5大驱动力：产能利用率及加速产品上市、供应链优化、自动化与机器人、面向定制化应用的灵活性与模块化、绿色能源。

随着如今工厂中AI或连接的大量使用，节点上各个数据的收集，比如说在工业里面的温度、振动等数据收集变得越来越方便，数据易获性也越来越高。这对于连接的要求会越来越多，连接可靠性也越来越高，拿到足够量的数据，即带来大量的连接。所以我们提出：增强连接，迈向工业4.0的概念。连接是工业4.0第一步也是最重要的工作。

原先整个工业互联网或者工业连接，都是比较独立的，从设备端到控制端到应用端，最后有一个防火墙，没有办法跟真正的网络去连接。我们现在提出，随着工业以太网或者这样的一些标准提出，可以做到新的一个概念：直接从智能的终端产品到智能工厂，最后连接到真正的互联网，达到IT和OT融合，把工厂数据跟现实的IT端融合。如图所示，本来是垂直的网络结构，未来就可能拓展成一个平面的垂直结构，这是在工业4.0上最大的区别。

对于现成工厂的数字化改造，用户表示对其现有基础设施可能很艰难，主要痛点来自以下三方面：

• 计划外停机代价高昂 

• 传统系统和网络无法支持现代数字化业务 

• 缺少专业知识减缓了网络改进工作的速度

ADI解决方案提升连接质量和能力

工业互联网是连接，把数据变成信息，信息变成决策，决策变成执行，从而推动了生产力和生产关系的变革。ADI可拓展、安全的确定性以太网解决方案，可以提供边缘至云端的无缝、安全连接技术，能够将整个工厂相应的产品连接在一起，从过程控制到互联运动，比如电机转动，机器人等，甚至智能楼宇也同样适用。随后蔡振宇为现场观众“种草”了多款ADI的相关产品以及解决方案。

 ADIN1300是一款具有低延迟特性的低功耗、单端口、千兆以太网收发器，主要设计用于工业以太网应用。此设计集成了高能效以太网(EEE)物理层器件(PHY)内核以及相关的通用模拟电路、输入和输出时钟缓冲、管理接口和子系统寄存器以及MAC接口和控制逻辑，以便管理复位和时钟控制以及引脚配置。
ADIN1100是一款面向工业以太网应用的低功耗单端口10BASE-T1L收发器，符合IEEE 802.3cg以太网标准，支持长程10 Mb/s单对以太网应用。该器件集成了以太网PHY内核以及所有相关的模拟电路、输入和输出时钟缓冲、管理接口控制寄存器和子系统寄存器以及MAC接口和控制逻辑，以便管理复位和时钟控制以及引脚配置。
fido5100 和 fido5200 (REM 交换芯片) 是可编程的 IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps 以太网互联网协议版本 6 (IPv6) 和互联网协议版本 4 (IPv4) 交换机，可虚拟支持任意 2 层或 3 层协议。这两种交换机经个性化设置，可通过从主机处理器下载的固件支持所需的协议。
蔡振宇表示在未来工业环境中，采用更方便易用无线网络进行连接和传输将是一个大趋势，但无线网络目前面临着功耗以及可靠性两大挑战。即使是可靠性极高的无线传输方案，还是会有概率发生数据错误，这对控制端而言是一大难题。“ADI提供的2.4GHz频段的SmartMesh IP网络可实现达到99.999%的高数据传输可靠性，并且功耗极低。同时，SmartMesh还是一个时间同步网络，可以做到各个节点的时间精确同步，凭借以上特性，部署与维护便利的SmartMesh正在成为更多工业应用场景的网络连接补充选项，目前已经被应用于全球数据中心、工业自动化、风力发电、输油管线、交通运输等领域。”此外，蔡振宇还提到随着5G的推广，越来越多的趋势会走向工业互联网概念，5G的三大特性——高传输速率、海量连接和低时延（URLLC）使得5G+工业现场会形成一个很好的应用场景，在工业互联网领域工业机器人、机器人互联网产品会引入实时以太网。 工业物联网部署日益普及，传统工业转型升级的挑战将转向如何高效采集设备运行数据，在数据传输过程中确保其安全性，以及如何利用这些数据来充分提升商业价值。蔡振宇强调道：“ADI公司拥有深厚的工业领域专业知识、技术经验和广泛的产品解决方案，将有效帮助客户加速传统工业向未来智能工厂的数字化升级过渡。”
英飞凌：低碳互联时代的第三代半导体技术发展演进

系统能效每提升1个百分点，都是对应用创新的一大挑战。在当今的低碳互联时代，英飞凌是唯一一家在电力全产业链上提供能效解决方案的半导体公司，其致力于发挥第三代半导体技术的潜力与优势，在发电、输电、储能以及用电等各个环节提升整体系统的能效。程文涛围绕第三代半导体的低碳、高效特性分享产业洞见。目前市场的主流观点是，第三代半导体并非为取代硅基半导体而来，“第三类半导体”或许是最恰当的称呼。然而，却有一些成立之初就做第三代半导体的公司，将取代硅基半导体作为企业发展愿景。程文涛提出的观点是，在可见的未来，第三代半导体的替代愿景难以实现，因为在价格方面追平也仍需时日。再者，目前市面上有一些接近硅基半导体价格的三代半产品，实际上是以“催熟市场”为目的的商业行为，并不代表成本已经降了下来。当前第三代半导体制造以 IDM 为主流，市场关注专业代工 Foundry 厂在未来会否有机会？针对这一热点问题，程文涛在问答环节给出回应。他分析，这可分为碳化硅和氮化镓两方面来探讨。首先，碳化硅要求在碳化硅上长晶，由于碳化硅耐高温、硬度高，制备和加工难度高、损耗大，主要是一些 IDM 厂商在做，且可以预见，长期内门槛更高的碳化硅还将以 IDM 为主。在氮化镓方面，主要是借助硅基氮化镓技术，门槛较低，可以由 Foundry 和Fabless（IC设计公司）相结合，不过要做到高可靠性和高良率非常困难。立足汽车电子领域，英飞凌大力发展第三代半导体英飞凌是全球十大半导体公司之一，设有汽车电子、电源与传感系统、工业功率控制及安全互联系四大部门。能源效率、移动出行、安全以及物联网和大数据为推动半导体产业成长的四大领域，英飞凌的产品均所有涉及。就细分市场来看，英飞凌在汽车电子和功率半导体领域稳居全球市场首位，在微控制器市场则位列全球第三名。据程文涛介绍，英飞凌为电力产业链的每个环节提供半导体，其中包括可再生能源、稳定高效用电及高效用电。由于电力损耗量惊人，公司的第三代半导体产品从这里切入，为碳中和目标做出自己的贡献。程文涛重点提及，以第三代半导体材料为基础的功率器件在性能上延续上一代半导体，在阳光能源、数据中心、5G 等市场的应用值得期待，价格上更有望在未来降低。不过，当前市场上出现了一些低价产品，其实是用以提升第三代半导体产品市场渗透率的商业行为，而非成本降低所致。制造模式方面，氮化镓难度较低可借助专业的晶圆代工厂，而碳化硅器件门槛较高，长期内仍将以 IDM 模式为主流。第三代半导体助力功率器件省电到极致国际能源署的数据显示，当前温室气体排放量的三分之二来自能源部门，全球能源需求的三分之一左右是用电需求。与此同时，发电等环节的能源损耗量可观，能效正成为全球气候目标的重要杠杆。  电源转换在能效方面扮演关键地位，如何用很少的器件做到很高效率，关键就在于能源转化。在能源转换当中，第三代半导体就能发挥显著作用。碳化硅和氮化镓二者的性能和产业链不同，但提高能源效率可视作二者的共同功能。碳化硅以高功率、高电压为突出特征，可视作金刚石；氮化镓具备最高开关频率特征，适用于快充等超高频器件。由于硅基半导体性能正接近物理极限，不管 Mos 管做多好，都无法继续降低导通损耗。以英飞凌为例，预计在未来几年的两代产品中就将接近硅极限，接下来需要以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体材料接棒，沿着降低导通损耗这条路一直往下走。 当前国内****射频功放已普遍采用氮化镓，以及特斯拉自 Model 3 开始采用碳化硅器件，成为碳化硅在功率转换领域大量采用的标志性事件。除了提升能效，将器件做得更小也是第三代半导体材料的突出优势。以手机快充为例，功率在上百瓦等快充可以做到激光笔大小，就是因为借助了氮化镓这一材料。5G ****带宽高，每个器件覆盖范围小，这一市场也因需要更多器件，以缩小模块体积为产品目标之一。同样围绕第三代半导体材料的应用，有个疑问是不少人的相同困惑：为何对价格较为敏感的消费级快充产品却率先采用第三代半导体？程文涛对此解释道，如果第三代半导体商用规模不够大，可靠性问题则不足以暴露，将之应用于手机快充市场，可以首先验证材料可靠性。未来，市场也将在工业等领域看到更多应用。 英飞凌的产品主要在结构设计上做差异化。比如，碳化硅采用的沟槽式结构，解决了大多数功率器件所面临的可靠性问题。许多产品难以在效率和长期可靠性上取得平衡，沟槽式则可以较好应对。  5G、数据中心是第三代半导体目标 作为排名第一的可再生能源发电半导体供应商，英飞凌十分看好太阳能发电。减碳目标的实现离不开可再生能源。据国际能源署预测，到 2025 年，全球可再生能源发电有望超过燃煤发电。从投资来看，可再生能源发电投资迅速恢复，越来越大的比例用于电网的电力系统现代化和数字化建设。  数据中心是用电大户，国内外云厂商电力消耗量巨大并由此产生大额电费。程文涛指出，应用第三代半导体技术后，能源效率会朝着 98% 走。只要提升一点点，就能极大降低成本，因此数据中心市场会率先采用第三代半导体产品。 另一个重点市场是 5G，由于 5G 要求重新规划网络，以优化网络基础设施能耗。数据流量和处理这些数据所需的用电量迅猛增长，使得****运营商迫切需要节省电费。推进新技术产业化，成本会是重要观察点。借助规模经济、缺陷密度和产量的提高，以及新一代的技术升级，将使得宽禁带功率半导体组件（WBG）价格迅速下降。在今年，氮化镓和碳化硅价格相似，但都明显高于硅。英飞凌预测，WBG最初的价值来自于性能提升，而随着价格下降，某些设计的系统成本将接近于硅的设计。程文涛补充，高频领域很快就能看到爆发性增长，而在能源转换方面，电动车可能看到放量。其他应用在日常生活还是比较少见，其阻力主要为价格成本及可靠性
ams OSRAM：先进光学技术赋能未来智能驾驶

金安敏——艾迈斯欧司朗市场与业务发展总监