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AIoT市场背景下,国奥电机助力国产SoC芯片实现突围

发布人:国奥科技 时间:2022-06-20 来源:工程师 发布文章

随着万物互联时代的到来,5G、AI技术飞速发展,国内迎来AIoT市场发展热潮,AIoT即人工智能物联网=AI(人工智能)+IoT(物联网)

在AIoT市场持续走热背景下,自动驾驶领域、智能穿戴设备、智能家居、智慧物流等SoC芯片终端应用市场快速扩张。

随着“缺芯”和“造芯”潮的掀起,国产SoC芯片有望从细分领域实现突围。


一、什么是SoC芯片


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SoC即System-on-a-Chip,称为系统级芯片,又称片上系统。从狭义的角度讲,SoC是信息系统核心的芯片集成,即将原本不同功能的IC,整合在一颗芯片中。

SoC是首个系统与芯片合二为一的技术。如果说中央处理器(CPU)是大脑,那么SoC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。

二、SoC芯片国内外市场

IDC研究数据显示,2020年全球物联网支出达到6904.7亿美元,其中中国市场占比23.6%。据其预测,到2025年全球物联网市场将达到1.1万亿美元,中国市场占比约25.9%。AIoT时代已到来,智能SoC芯片迈入增长新时代。

SoC芯片具有低耗能、体积小、多功能、高速度、生命周期长等优势。在性能和功耗敏感的终端芯片领域,SoC已占据主导地位。

SoC终端应用广泛,主要应用于消费电子、商用电子及汽车电子等领域。受益于ADAS(高级驾驶辅助系统)、AI、新能源汽车等产业发展,自动驾驶、智能座舱、车载屏显、车载摄像头等市场需求持续攀升,这些细分领域都将会是国产SoC 芯片实现突围的机会。

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对生命周期相对较长的产品来说,SoC芯片作为摩尔定律发展的产物,未来发展不可估量。据统计,我国2021年SoC芯片产量为135亿片,预计今年我国SoC芯片产量将达到185亿块。

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三、国内SoC芯片技术水平

近年来,在美国制裁和国内市场需求推动下,我国在SoC芯片技术上不断取得了突破,国产率持续上升,但中国厂商在国际竞争仍处于劣势。

中国最先进晶圆代工厂——中芯国际,由于美国的制裁,目前最先进的制程只有4nm,乃至风险量产的N+1、N+2,距离芯片制造龙头台积电3nm工艺相差2-3代的技术工艺。


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对中国企业来言,在AIoT背景下,寻找具有潜力的细分领域,更能发展中国SoC芯片的优势。目前,中国很多厂商已在SoC芯片细分领域取得了不小的成绩。

例如紫光展锐已从细分领域——物联网,开拓出属于自己的道路。据Counterpoint最新研究报告显示,其在LTE Cat.1芯片细分赛道上超越了高通成为全球第一。

再如,国内音视频主控SoC的先锋的瑞芯微;以物联网Wi-Fi MCU SoC通信芯片及模块为主的乐鑫科技;在智能车载、智能家电、智能物联网等多领域布局SoC芯片的全志科技。

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另外,高算力SoC芯片技术上,以车规级芯片为例,2021年,吉利汽车已自主研发出我国第一颗7nm制程的车规级SoC芯片。

四、国产SoC芯片发展挑战

AIoT爆发,虽然给国产SoC芯片发展带来契机,但是,随着晶片集成度的提高,不论在芯片设计、晶圆制程、封装、测试等方面,都面临着极大的挑战。

(1)SoC设计:

   设计环节成为SoC发展的最大瓶颈,主要技术问题在于需要一套IP重复使用与以平台为基础的设计方法学。

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(2)SoC制造:

   SoC制造设计各类制程的整合,必须克服不同电路区块不同制程相容性的问题。此类制程整合叠加的状况,促使SoC制程过于繁杂,影响技术可行性或经济效益。

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(3)SoC封装:

  在封装技术方面,SoC也面临着晶粒尺寸缩减和焊盘间隙下降的挑战。最大的挑战在于,由于使用超低K电介质,晶粒变得更脆、更易碎,因而封装过程要求取放芯片更柔性。这意味着随着SoC芯片微型化、轻薄化发展,封装环节对贴片机的提出了更高的要求,对国内封装厂商而言既是挑战也是机遇。


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封装设备本土化也是SoC芯片国产化重要环节之一。近年,国内封装技术及封装设备水平已取得了长足的发展,成功挤入国际前排梯队。电机作为贴片机核心部件,直接影响着贴片效率和良品率。

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国奥电机为应对国内外市场需求,深入技术迭代,可实现微米级高精度对位贴片;+0.01N力控精度柔性取放,保证封装良率;“Z+R”轴集成设计,适用性更强,提升贴片效率。国奥电机作为国内先进半导体封测设备核心部件供应商,一直为推动SoC等芯片国产化助力,致力于为各封装设备厂商提供定制解决方案,以便更符合国产化芯片的封装要求。

(4)SoC测试:

以往测试设备商大都是针对单一功能设计机器,而SoC芯片发展趋势下,未来测试机台走向多功能单一机型,以测试各种逻辑、模拟与存储电路,缩短测试时间,加快测试速度,并满足客户“一机多用”的需求,这也是国内芯片测试厂商的发展出路。


国产SoC芯片发展之路任重而道远。AIoT市场发展背景下,国内企业应充分利用国家支持力量、国内市场优势,抓住SoC芯片各细分领域,深入研发关键技术,及时布局相应生产设备,共同推动SoC芯片国产化进程。



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可编程高精力控,降低损耗

国奥直线旋转电机带有“软着陆”功能,可实现±1g以内的稳定力度控制,支持速度、加速度及力度控制的程序化设定,使贴装头能够以非常精准的压力触碰芯片表面,降低损耗;


采用中空Z轴设计,预留气管接口,真空吸取、即插即用,并可根据元件结构及特性提供定制化服务。


高精度对位、贴片,保证良率

微米级位置反馈,获取精准数据,±0.01N力控精度,±2μm直线重复定位精度,±0.01°旋转重复定位精度,径向偏摆小于10μm,编码器分辨率标准1μm,可在高速运行状态下仍稳定输出,提升良率及可靠性。


“Z+R”轴集成设计,提升速度

创新性的双轴集成化解决方案,将传统“伺服马达+滚珠丝杆”合二为一,解决了Z轴自重负载问题,高速、精准完成元件Pick & Place,贴装等动作,推力曲线平滑,峰值推力8-50N,有效行程10-50mm ,超高循环寿命,实现高效生产。


体积小,重量轻,可电机组合排列

直线旋转电机LRS2015重量仅605g,轻巧的机身重量大大减轻了设备高速运动中负载带来的影响。电机厚度仅为20mm,在设备有限的内部空间中可以并排安装多组电机,减少芯片贴装往复运动过程,提升设备贴装效率。





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