打造“硬科技” ，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 ——EEVIA 年度中國(guó)電子 ICT 論壇

7月20日，EEVIA 年度中國(guó)電子 ICT 媒體論壇暨 2021 產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會(huì)在深圳麗思卡爾頓酒店如期舉行。作為電子和ICT產(chǎn)業(yè)的資深咨詢公司，今年已經(jīng)是易維訊成功舉辦的第九屆產(chǎn)業(yè)論壇。

在國(guó)家大力倡導(dǎo)發(fā)展“硬科技”，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)，強(qiáng)化先進(jìn)制造業(yè)的宏觀戰(zhàn)略背景，和后疫情時(shí)代產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的技術(shù)創(chuàng)新環(huán)境下，技術(shù)趨勢(shì)如何發(fā)展，有哪些新技術(shù)的應(yīng)用？論壇交流了多領(lǐng)域話題，涵蓋第三代半導(dǎo)體技術(shù)、智能駕駛、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、無線快充、UWB(超寬帶)技術(shù)、大計(jì)算平臺(tái)等，足以覆蓋領(lǐng)域內(nèi)工程師廣泛的興趣點(diǎn)。

來自ADI、英飛凌、艾邁斯歐司朗、NI、Qorvo、安謀科技、伏達(dá)半導(dǎo)體的技術(shù)專家高管們共聚一堂，為現(xiàn)場(chǎng)眾多行業(yè)媒體和業(yè)內(nèi)技術(shù)專家觀眾詳盡解讀了各自最新技術(shù)和所屬鄰域的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和趨勢(shì)。

ADI：工業(yè)4.0數(shù)字化轉(zhuǎn)型洞察：無縫連接推動(dòng)工業(yè)創(chuàng)新

ADI中國(guó)區(qū)工業(yè)市場(chǎng)總監(jiān)蔡振宇

蔡振宇在論壇上發(fā)布了ADI委托Forrester Consulting撰寫的思想領(lǐng)導(dǎo)力白皮書，評(píng)估了工業(yè)數(shù)字化的現(xiàn)狀，深入分析工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的痛點(diǎn)，提出了ADI工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的無縫連接的解決方案，幫助企業(yè)選擇合適的技術(shù)和方式脫離數(shù)字化轉(zhuǎn)型苦海！

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為智能工廠產(chǎn)業(yè)數(shù)字化提供了關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和產(chǎn)業(yè)生態(tài)基礎(chǔ)，蔡振宇總結(jié)了推動(dòng)其發(fā)展的5大驅(qū)動(dòng)力：產(chǎn)能利用率及加速產(chǎn)品上市、供應(yīng)鏈優(yōu)化、自動(dòng)化與機(jī)器人、面向定制化應(yīng)用的靈活性與模塊化、綠色能源。

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，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，數(shù)據(jù)易獲性也越來越高。這對(duì)于連接的要求會(huì)越來越多，連接可靠性也越來越高，拿到足夠量的數(shù)據(jù)，即帶來大量的連接。所以我們提出：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。

原先整個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)或者工業(yè)連接，都是比較獨(dú)立的，從設(shè)備端到控制端到應(yīng)用端，最后有一個(gè)防火墻，沒有辦法跟真正的網(wǎng)絡(luò)去連接。我們現(xiàn)在提出，隨著工業(yè)以太網(wǎng)或者這樣的一些標(biāo)準(zhǔn)提出，可以做到新的一個(gè)概念：直接從智能的終端產(chǎn)品到智能工廠，最后連接到真正的互聯(lián)網(wǎng)，達(dá)到IT和OT融合，把工廠數(shù)據(jù)跟現(xiàn)實(shí)的IT端融合。如圖所示，本來是垂直的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，未來就可能拓展成一個(gè)平面的垂直結(jié)構(gòu)，這是在工業(yè)4.0上最大的區(qū)別。

對(duì)于現(xiàn)成工廠的數(shù)字化改造，用戶表示對(duì)其現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施可能很艱難，主要痛點(diǎn)來自以下三方面：

• 計(jì)劃外停機(jī)代價(jià)高昂 

• 傳統(tǒng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)無法支持現(xiàn)代數(shù)字化業(yè)務(wù) 

• 缺少專業(yè)知識(shí)減緩了網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)工作的速度

ADI解決方案提升連接質(zhì)量和能力

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是連接，把數(shù)據(jù)變成信息，信息變成決策，決策變成執(zhí)行，從而推動(dòng)了生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的變革。ADI可拓展、安全的確定性以太網(wǎng)解決方案，可以提供邊緣至云端的無縫、安全連接技術(shù)，能夠?qū)⒄麄€(gè)工廠相應(yīng)的產(chǎn)品連接在一起，從過程控制到互聯(lián)運(yùn)動(dòng)，比如電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器人等，甚至智能樓宇也同樣適用。隨后蔡振宇為現(xiàn)場(chǎng)觀眾“種草”了多款A(yù)DI的相關(guān)產(chǎn)品以及解決方案。

 ADIN1300是一款具有低延遲特性的低功耗、單端口、千兆以太網(wǎng)收發(fā)器，主要設(shè)計(jì)用于工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用。此設(shè)計(jì)集成了高能效以太網(wǎng)(EEE)物理層器件(PHY)內(nèi)核以及相關(guān)的通用模擬電路、輸入和輸出時(shí)鐘緩沖、管理接口和子系統(tǒng)寄存器以及MAC接口和控制邏輯，以便管理復(fù)位和時(shí)鐘控制以及引腳配置。
ADIN1100是一款面向工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用的低功耗單端口10BASE-T1L收發(fā)器，符合IEEE 802.3cg以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，支持長(zhǎng)程10 Mb/s單對(duì)以太網(wǎng)應(yīng)用。該器件集成了以太網(wǎng)PHY內(nèi)核以及所有相關(guān)的模擬電路、輸入和輸出時(shí)鐘緩沖、管理接口控制寄存器和子系統(tǒng)寄存器以及MAC接口和控制邏輯，以便管理復(fù)位和時(shí)鐘控制以及引腳配置。
fido5100 和 fido5200 (REM 交換芯片) 是可編程的 IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps 以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本 6 (IPv6) 和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本 4 (IPv4) 交換機(jī)，可虛擬支持任意 2 層或 3 層協(xié)議。這兩種交換機(jī)經(jīng)個(gè)性化設(shè)置，可通過從主機(jī)處理器下載的固件支持所需的協(xié)議。
蔡振宇表示在未來工業(yè)環(huán)境中，采用更方便易用無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接和傳輸將是一個(gè)大趨勢(shì)，但無線網(wǎng)絡(luò)目前面臨著功耗以及可靠性兩大挑戰(zhàn)。即使是可靠性極高的無線傳輸方案，還是會(huì)有概率發(fā)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，這對(duì)控制端而言是一大難題?！癆DI提供的2.4GHz頻段的SmartMesh IP網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)達(dá)到99.999%的高數(shù)據(jù)傳輸可靠性，并且功耗極低。同時(shí)，SmartMesh還是一個(gè)時(shí)間同步網(wǎng)絡(luò)，可以做到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間精確同步，憑借以上特性，部署與維護(hù)便利的SmartMesh正在成為更多工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)連接補(bǔ)充選項(xiàng)，目前已經(jīng)被應(yīng)用于全球數(shù)據(jù)中心、工業(yè)自動(dòng)化、風(fēng)力發(fā)電、輸油管線、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域?！?/span>此外，蔡振宇還提到隨著5G的推廣，越來越多的趨勢(shì)會(huì)走向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概念，5G的三大特性——高傳輸速率、海量連接和低時(shí)延（URLLC）使得5G+工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)形成一個(gè)很好的應(yīng)用場(chǎng)景，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品會(huì)引入實(shí)時(shí)以太網(wǎng)。 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署日益普及，傳統(tǒng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的挑戰(zhàn)將轉(zhuǎn)向如何高效采集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)傳輸過程中確保其安全性，以及如何利用這些數(shù)據(jù)來充分提升商業(yè)價(jià)值。蔡振宇強(qiáng)調(diào)道：“ADI公司擁有深厚的工業(yè)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)、技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和廣泛的產(chǎn)品解決方案，將有效幫助客戶加速傳統(tǒng)工業(yè)向未來智能工廠的數(shù)字化升級(jí)過渡?！?/span>
英飛凌：低碳互聯(lián)時(shí)代的第三代半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展演進(jìn)

系統(tǒng)能效每提升1個(gè)百分點(diǎn)，都是對(duì)應(yīng)用創(chuàng)新的一大挑戰(zhàn)。在當(dāng)今的低碳互聯(lián)時(shí)代，英飛凌是唯一一家在電力全產(chǎn)業(yè)鏈上提供能效解決方案的半導(dǎo)體公司，其致力于發(fā)揮第三代半導(dǎo)體技術(shù)的潛力與優(yōu)勢(shì)，在發(fā)電、輸電、儲(chǔ)能以及用電等各個(gè)環(huán)節(jié)提升整體系統(tǒng)的能效。程文濤圍繞第三代半導(dǎo)體的低碳、高效特性分享產(chǎn)業(yè)洞見。目前市場(chǎng)的主流觀點(diǎn)是，第三代半導(dǎo)體并非為取代硅基半導(dǎo)體而來，“第三類半導(dǎo)體”或許是最恰當(dāng)?shù)姆Q呼。然而，卻有一些成立之初就做第三代半導(dǎo)體的公司，將取代硅基半導(dǎo)體作為企業(yè)發(fā)展愿景。程文濤提出的觀點(diǎn)是，在可見的未來，第三代半導(dǎo)體的替代愿景難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵趦r(jià)格方面追平也仍需時(shí)日。再者，目前市面上有一些接近硅基半導(dǎo)體價(jià)格的三代半產(chǎn)品，實(shí)際上是以“催熟市場(chǎng)”為目的的商業(yè)行為，并不代表成本已經(jīng)降了下來。當(dāng)前第三代半導(dǎo)體制造以 IDM 為主流，市場(chǎng)關(guān)注專業(yè)代工 Foundry 廠在未來會(huì)否有機(jī)會(huì)？針對(duì)這一熱點(diǎn)問題，程文濤在問答環(huán)節(jié)給出回應(yīng)。他分析，這可分為碳化硅和氮化鎵兩方面來探討。首先，碳化硅要求在碳化硅上長(zhǎng)晶，由于碳化硅耐高溫、硬度高，制備和加工難度高、損耗大，主要是一些 IDM 廠商在做，且可以預(yù)見，長(zhǎng)期內(nèi)門檻更高的碳化硅還將以 IDM 為主。在氮化鎵方面，主要是借助硅基氮化鎵技術(shù)，門檻較低，可以由 Foundry 和Fabless（IC設(shè)計(jì)公司）相結(jié)合，不過要做到高可靠性和高良率非常困難。立足汽車電子領(lǐng)域，英飛凌大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體英飛凌是全球十大半導(dǎo)體公司之一，設(shè)有汽車電子、電源與傳感系統(tǒng)、工業(yè)功率控制及安全互聯(lián)系四大部門。能源效率、移動(dòng)出行、安全以及物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)為推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)的四大領(lǐng)域，英飛凌的產(chǎn)品均所有涉及。就細(xì)分市場(chǎng)來看，英飛凌在汽車電子和功率半導(dǎo)體領(lǐng)域穩(wěn)居全球市場(chǎng)首位，在微控制器市場(chǎng)則位列全球第三名。據(jù)程文濤介紹，英飛凌為電力產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)提供半導(dǎo)體，其中包括可再生能源、穩(wěn)定高效用電及高效用電。由于電力損耗量驚人，公司的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品從這里切入，為碳中和目標(biāo)做出自己的貢獻(xiàn)。程文濤重點(diǎn)提及，以第三代半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的功率器件在性能上延續(xù)上一代半導(dǎo)體，在陽(yáng)光能源、數(shù)據(jù)中心、5G 等市場(chǎng)的應(yīng)用值得期待，價(jià)格上更有望在未來降低。不過，當(dāng)前市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些低價(jià)產(chǎn)品，其實(shí)是用以提升第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品市場(chǎng)滲透率的商業(yè)行為，而非成本降低所致。制造模式方面，氮化鎵難度較低可借助專業(yè)的晶圓代工廠，而碳化硅器件門檻較高，長(zhǎng)期內(nèi)仍將以 IDM 模式為主流。第三代半導(dǎo)體助力功率器件省電到極致國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前溫室氣體排放量的三分之二來自能源部門，全球能源需求的三分之一左右是用電需求。與此同時(shí)，發(fā)電等環(huán)節(jié)的能源損耗量可觀，能效正成為全球氣候目標(biāo)的重要杠桿。  電源轉(zhuǎn)換在能效方面扮演關(guān)鍵地位，如何用很少的器件做到很高效率，關(guān)鍵就在于能源轉(zhuǎn)化。在能源轉(zhuǎn)換當(dāng)中，第三代半導(dǎo)體就能發(fā)揮顯著作用。碳化硅和氮化鎵二者的性能和產(chǎn)業(yè)鏈不同，但提高能源效率可視作二者的共同功能。碳化硅以高功率、高電壓為突出特征，可視作金剛石；氮化鎵具備最高開關(guān)頻率特征，適用于快充等超高頻器件。由于硅基半導(dǎo)體性能正接近物理極限，不管 Mos 管做多好，都無法繼續(xù)降低導(dǎo)通損耗。以英飛凌為例，預(yù)計(jì)在未來幾年的兩代產(chǎn)品中就將接近硅極限，接下來需要以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體材料接棒，沿著降低導(dǎo)通損耗這條路一直往下走。 當(dāng)前國(guó)內(nèi)****射頻功放已普遍采用氮化鎵，以及特斯拉自 Model 3 開始采用碳化硅器件，成為碳化硅在功率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域大量采用的標(biāo)志性事件。除了提升能效，將器件做得更小也是第三代半導(dǎo)體材料的突出優(yōu)勢(shì)。以手機(jī)快充為例，功率在上百瓦等快充可以做到激光筆大小，就是因?yàn)榻柚说夁@一材料。5G ****帶寬高，每個(gè)器件覆蓋范圍小，這一市場(chǎng)也因需要更多器件，以縮小模塊體積為產(chǎn)品目標(biāo)之一。同樣圍繞第三代半導(dǎo)體材料的應(yīng)用，有個(gè)疑問是不少人的相同困惑：為何對(duì)價(jià)格較為敏感的消費(fèi)級(jí)快充產(chǎn)品卻率先采用第三代半導(dǎo)體？程文濤對(duì)此解釋道，如果第三代半導(dǎo)體商用規(guī)模不夠大，可靠性問題則不足以暴露，將之應(yīng)用于手機(jī)快充市場(chǎng)，可以首先驗(yàn)證材料可靠性。未來，市場(chǎng)也將在工業(yè)等領(lǐng)域看到更多應(yīng)用。 英飛凌的產(chǎn)品主要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上做差異化。比如，碳化硅采用的溝槽式結(jié)構(gòu)，解決了大多數(shù)功率器件所面臨的可靠性問題。許多產(chǎn)品難以在效率和長(zhǎng)期可靠性上取得平衡，溝槽式則可以較好應(yīng)對(duì)。  5G、數(shù)據(jù)中心是第三代半導(dǎo)體目標(biāo) 作為排名第一的可再生能源發(fā)電半導(dǎo)體供應(yīng)商，英飛凌十分看好太陽(yáng)能發(fā)電。減碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開可再生能源。據(jù)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，到 2025 年，全球可再生能源發(fā)電有望超過燃煤發(fā)電。從投資來看，可再生能源發(fā)電投資迅速恢復(fù)，越來越大的比例用于電網(wǎng)的電力系統(tǒng)現(xiàn)代化和數(shù)字化建設(shè)。  數(shù)據(jù)中心是用電大戶，國(guó)內(nèi)外云廠商電力消耗量巨大并由此產(chǎn)生大額電費(fèi)。程文濤指出，應(yīng)用第三代半導(dǎo)體技術(shù)后，能源效率會(huì)朝著 98% 走。只要提升一點(diǎn)點(diǎn)，就能極大降低成本，因此數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)會(huì)率先采用第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品。 另一個(gè)重點(diǎn)市場(chǎng)是 5G，由于 5G 要求重新規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能耗。數(shù)據(jù)流量和處理這些數(shù)據(jù)所需的用電量迅猛增長(zhǎng)，使得****運(yùn)營(yíng)商迫切需要節(jié)省電費(fèi)。推進(jìn)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，成本會(huì)是重要觀察點(diǎn)。借助規(guī)模經(jīng)濟(jì)、缺陷密度和產(chǎn)量的提高，以及新一代的技術(shù)升級(jí)，將使得寬禁帶功率半導(dǎo)體組件（WBG）價(jià)格迅速下降。在今年，氮化鎵和碳化硅價(jià)格相似，但都明顯高于硅。英飛凌預(yù)測(cè)，WBG最初的價(jià)值來自于性能提升，而隨著價(jià)格下降，某些設(shè)計(jì)的系統(tǒng)成本將接近于硅的設(shè)計(jì)。程文濤補(bǔ)充，高頻領(lǐng)域很快就能看到爆發(fā)性增長(zhǎng)，而在能源轉(zhuǎn)換方面，電動(dòng)車可能看到放量。其他應(yīng)用在日常生活還是比較少見，其阻力主要為價(jià)格成本及可靠性
ams OSRAM：先進(jìn)光學(xué)技術(shù)賦能未來智能駕駛

金安敏——艾邁斯歐司朗市場(chǎng)與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān) 

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