AIoT市場背景下，國奧電機助力國產SoC芯片實現突圍

隨著萬物互聯時代的到來，5G、AI技術飛速發(fā)展，國內迎來AIoT市場發(fā)展熱潮，AIoT即人工智能物聯網=AI(人工智能)+IoT(物聯網)。

在AIoT市場持續(xù)走熱背景下，自動駕駛領域、智能穿戴設備、智能家居、智慧物流等SoC芯片終端應用市場快速擴張。

隨著“缺芯”和“造芯”潮的掀起，國產SoC芯片有望從細分領域實現突圍。

一、什么是SoC芯片

SoC即System-on-a-Chip,稱為系統級芯片，又稱片上系統。從狹義的角度講，SoC是信息系統核心的芯片集成，即將原本不同功能的IC，整合在一顆芯片中。

SoC是首個系統與芯片合二為一的技術。如果說中央處理器（CPU）是大腦，那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統。

二、SoC芯片國內外市場

IDC研究數據顯示，2020年全球物聯網支出達到6904.7億美元，其中中國市場占比23.6%。據其預測，到2025年全球物聯網市場將達到1.1萬億美元，中國市場占比約25.9%。AIoT時代已到來，智能SoC芯片邁入增長新時代。

SoC芯片具有低耗能、體積小、多功能、高速度、生命周期長等優(yōu)勢。在性能和功耗敏感的終端芯片領域，SoC已占據主導地位。

SoC終端應用廣泛，主要應用于消費電子、商用電子及汽車電子等領域。受益于ADAS（高級駕駛輔助系統）、AI、新能源汽車等產業(yè)發(fā)展，自動駕駛、智能座艙、車載屏顯、車載攝像頭等市場需求持續(xù)攀升，這些細分領域都將會是國產SoC 芯片實現突圍的機會。

對生命周期相對較長的產品來說，SoC芯片作為摩爾定律發(fā)展的產物，未來發(fā)展不可估量。據統計，我國2021年SoC芯片產量為135億片，預計今年我國SoC芯片產量將達到185億塊。

三、國內SoC芯片技術水平

近年來，在美國制裁和國內市場需求推動下，我國在SoC芯片技術上不斷取得了突破，國產率持續(xù)上升，但中國廠商在國際競爭仍處于劣勢。

中國最先進晶圓代工廠——中芯國際，由于美國的制裁，目前最先進的制程只有4nm，乃至風險量產的N+1、N+2，距離芯片制造龍頭臺積電3nm工藝相差2-3代的技術工藝。

對中國企業(yè)來言，在AIoT背景下，尋找具有潛力的細分領域，更能發(fā)展中國SoC芯片的優(yōu)勢。目前，中國很多廠商已在SoC芯片細分領域取得了不小的成績。

例如紫光展銳已從細分領域——物聯網，開拓出屬于自己的道路。據Counterpoint最新研究報告顯示，其在LTE Cat.1芯片細分賽道上超越了高通成為全球第一。

再如，國內音視頻主控SoC的先鋒的瑞芯微；以物聯網Wi-Fi MCU SoC通信芯片及模塊為主的樂鑫科技；在智能車載、智能家電、智能物聯網等多領域布局SoC芯片的全志科技。

另外，高算力SoC芯片技術上，以車規(guī)級芯片為例，2021年，吉利汽車已自主研發(fā)出我國第一顆7nm制程的車規(guī)級SoC芯片。

四、國產SoC芯片發(fā)展挑戰(zhàn)

AIoT爆發(fā)，雖然給國產SoC芯片發(fā)展帶來契機，但是，隨著晶片集成度的提高，不論在芯片設計、晶圓制程、封裝、測試等方面，都面臨著極大的挑戰(zhàn)。

（1）SoC設計：

   設計環(huán)節(jié)成為SoC發(fā)展的最大瓶頸，主要技術問題在于需要一套IP重復使用與以平臺為基礎的設計方法學。

（2）SoC制造：

   SoC制造設計各類制程的整合，必須克服不同電路區(qū)塊不同制程相容性的問題。此類制程整合疊加的狀況，促使SoC制程過于繁雜，影響技術可行性或經濟效益。

（3）SoC封裝：

  在封裝技術方面，SoC也面臨著晶粒尺寸縮減和焊盤間隙下降的挑戰(zhàn)。最大的挑戰(zhàn)在于，由于使用超低K電介質，晶粒變得更脆、更易碎，因而封裝過程要求取放芯片更柔性。這意味著隨著SoC芯片微型化、輕薄化發(fā)展，封裝環(huán)節(jié)對貼片機的提出了更高的要求，對國內封裝廠商而言既是挑戰(zhàn)也是機遇。

封裝設備本土化也是SoC芯片國產化重要環(huán)節(jié)之一。近年，國內封裝技術及封裝設備水平已取得了長足的發(fā)展，成功擠入國際前排梯隊。電機作為貼片機核心部件，直接影響著貼片效率和良品率。

國奧電機為應對國內外市場需求，深入技術迭代，可實現微米級高精度對位貼片；+0.01N力控精度柔性取放，保證封裝良率；“Z+R”軸集成設計，適用性更強，提升貼片效率。國奧電機作為國內先進半導體封測設備核心部件供應商，一直為推動SoC等芯片國產化助力，致力于為各封裝設備廠商提供定制解決方案，以便更符合國產化芯片的封裝要求。

（4）SoC測試：

以往測試設備商大都是針對單一功能設計機器，而SoC芯片發(fā)展趨勢下，未來測試機臺走向多功能單一機型，以測試各種邏輯、模擬與存儲電路，縮短測試時間，加快測試速度，并滿足客戶“一機多用”的需求，這也是國內芯片測試廠商的發(fā)展出路。

國產SoC芯片發(fā)展之路任重而道遠。AIoT市場發(fā)展背景下，國內企業(yè)應充分利用國家支持力量、國內市場優(yōu)勢，抓住SoC芯片各細分領域，深入研發(fā)關鍵技術，及時布局相應生產設備，共同推動SoC芯片國產化進程。

可編程高精力控，降低損耗

國奧直線旋轉電機帶有“軟著陸”功能，可實現±1g以內的穩(wěn)定力度控制，支持速度、加速度及力度控制的程序化設定，使貼裝頭能夠以非常精準的壓力觸碰芯片表面，降低損耗；

采用中空Z軸設計，預留氣管接口，真空吸取、即插即用，并可根據元件結構及特性提供定制化服務。

高精度對位、貼片，保證良率

微米級位置反饋，獲取精準數據，±0.01N力控精度，±2μm直線重復定位精度，±0.01°旋轉重復定位精度，徑向偏擺小于10μm，編碼器分辨率標準1μm，可在高速運行狀態(tài)下仍穩(wěn)定輸出，提升良率及可靠性。

“Z+R”軸集成設計，提升速度

創(chuàng)新性的雙軸集成化解決方案，將傳統“伺服馬達+滾珠絲桿”合二為一，解決了Z軸自重負載問題，高速、精準完成元件Pick & Place，貼裝等動作，推力曲線平滑，峰值推力8-50N，有效行程10-50mm ，超高循環(huán)壽命，實現高效生產。

體積小，重量輕，可電機組合排列

直線旋轉電機LRS2015重量僅605g，輕巧的機身重量大大減輕了設備高速運動中負載帶來的影響。電機厚度僅為20mm，在設備有限的內部空間中可以并排安裝多組電機，減少芯片貼裝往復運動過程，提升設備貼裝效率。