在2015年之前的六七年间,得益于苹果iPhone发起的智能手机革命,半导体产业链从智能手机、平板和4G等应用领域攫取了高额的利润。但进入最近两三年,尤其是进入了2016年,这波“攻势”似乎进入了强弩之末。手机增长减缓、平板没落。面临潜在“危险”的半导体厂商需要寻找新的利润增长点。
恰逢其时,硬件创新热潮风卷全球:AR/VR等新设备频频亮相、5G跃跃欲试、物联网蓄力已久、智能汽车寻机爆发。包括但不限于以上新应用的兴起,都昭示着新硬件时代即将到来。于是全球半导体厂商便合纵连横,励精求变,迎接新挑战。
日前在易维讯举办的“第六届EEVIA年度中国ICT媒体论坛暨2017产业和技术展望研讨会”上。数家知名半导体厂商发表了其对产业的观察。让我们管中窥豹,一睹2017的半导体业界的关注重点。
Qorvo:Power Class 2标准将基站和终端之间的有效通信距离扩大30%
移动通信从最早的模拟通信开始,发展到GSM、再到3G、4G和即将到来的5G,数据传输速率越来越快,通信频率越来越高,通信模式也多样化。这种新趋势给终端上的PA和滤波器带来了更高的要求,射频前端厂商要要寻找新的方法去应对。
作为全球知名的射频方案提供商,Qorvo是当中的先行者。除了推出领先的射频解决方案满足现在的通信需求,Qorvo还走在前列,跟进Power Class 2的标准,率先推出相关解决方案,协助提高信号的覆盖范围。
在移动通信网络升级的过程中,由于多模多频和高带宽的传输需求,让现在的通信信道变得非常紧张,业界只能往频率更高的频段拓展,随之也带来了高频下信号的覆盖问题,而这是一个与PA密切相关的议题。为了提升信号覆盖是否单纯就是提升PA的功率就能解决了?
从Qorvo中国区移动产品销售总监江雄在研讨会上的发言,我们发现事情没有我们想象的那么简单。
Qorvo中国区移动产品销售总监江雄
以现在流行的4G为例,3GPP在大多数的4G TLE频段只规范了一种功率等级,将上行链路的最大发射功率限制在23 dBm±2的水平(即Power class 3—功率等级3)。但由于上下行链路在发射功率上有差距,而基站和用户终端的天线数量不同等,这种给上下线链路的功率带来了5db左右的差异。因此,考虑到网络的覆盖成本,3GPP就引入了Powe Class 2,预期将现有功率提高3db,也就是最终26 dBm±2的标准,来满足运营商和用户的需求。
3GPP方面也提到,考虑到band 41的需求大、密度高、人口多,这个标准针对band 41的单载波上行链路,更完美的平衡运营商的成本和信号覆盖的问题。
根据江雄介绍,提升了这个3db之后,基站的信号覆盖范围扩大了30%,这样能够明显降低运营商的基站建设成本。虽然这是一个不错的方向,但给Qorvo这样的射频厂商带来的挑战也是巨大的。
江雄表示:“提高3db,是一个复杂的议题,当中涉及了PA、滤波器和开关等关键器件的优化组合,对器件的工艺也提出了一个新的挑战”。
按照江雄的说法,在Power Class 2的规范下,功率的提高,会带来PA线性度、效率这些指标要求的提升;对滤波器来说,也提出了更高的差损和带外抑制的需求。这恰好是Qorvo的优势所在。
利用自身的HBT工艺,Qorvo能够将GaAs工艺PA的性能大幅度提升,业界领先BAW滤波器也能满足上述的需求。最重要的是,Qorvo提供的RF Fusion融合方案,能够省去中间的匹配,帮助客户更好的解决问题。
而为了更好的打造满足Power Class 2的产品,Qorvo接下来会推出一些集成LNA的高集成度产品,为开发者提供更多的帮助。
ADI:可穿戴会在医疗应用中大放异彩
以智能手表为代表的可穿戴市场在2016年表现不错。
根据ADI亚太区市场经理王胜介绍,可穿戴设备在2016年的全球的增速高达32.8%,同时段的中国增速为52.9%。到了2020年,全球的可穿戴设备出货量则高达3.37亿,当中中国的出货量就占了0.83亿,所以中国未来会是可穿戴的重要市场。他还认为,医疗会是可穿戴的一个重要领域。
ADI亚太区市场经理王胜
王胜表示,从美国的相关调查数据得知,超过80%的消费者认为可穿戴更加便利,包括专业的医疗场景,另外70%多的美国人相信可穿戴可以改善他们的健康和健身的活动。从现在人们对健康和运动的追逐现状看来,未来可穿戴健康医疗是不可或缺的重要部分。具体下来就需要涉及到VSM(采集体征信号),然后再将采集的数据结合到一起,进而做更多的事情,这将给ADI和产业链的企业带来更多的机会,王胜强调。
体征信号在可穿戴设备中的应用
如下图所示,ADI在可穿戴医疗的各个方面有了很深入的研究。例如在运动中的心率统计、体检中的心电和血压监测,ADI都能提供相关的解决方案。王胜表示,ADI的这些解决方案能够极大的减少开发者的开发程序,并且在功耗、功能融合等方面,也有了很好的结合,满足可穿戴设备的需求。
ADI在可穿戴设备中体征信号监测中的典型方案
但是这些可穿戴医疗相关设备想大发异彩,需要到达可穿戴演变流程的第三个阶段。到那时,可穿戴成为人工智能的关键环节,也成为了人们的必需品,这时候能够达到真正的无干涉控制采集和处理。
根据王胜的介绍,我们现在正处在可穿戴进化的第一阶段。那就是简单的健康和运动功能。在这个阶段,王胜认为可穿戴设备只是收集了一些数据,但是对于其他的深入分析是没有的,数据只是数据,并没有挖掘出后面的价值。
所以就需要进入第二阶段,那就是有环境的数据的附加,环境和表类数据融合在一起,可以生成更多有用的数据反馈给用户,这个是接下来的必然趋势。
根据王胜的观点,现在可穿戴只处于第一阶段,或者说勉强处于第一到第二阶段的过度之中。对于开发者来说,还有很长的路要走。
可穿戴设备的挑战和趋势
NI:关于未来5G测试的四大观点
在刚过去的2016年,5G是行业关注的绝对重点。因为这个峰值数据传输速率高达10Gbps,延迟低至1ms的新通信标准将承载起自动驾驶、VR、大数据、远程医疗甚至物联网数据安全稳定传输的重任。它的出现也是上述应用能够顺利进行的保证。于是业界正在推动5G标准的确定。从下图的时间轴我们可以看出,最快到2020年,我们就可以看到真正的5G是什么样的。
5G的推进线
虽然5G看起来触手可及,但按照NI 中国地区市场开发经理姚远所说,5G在推进的过程中需要关注几点问题:
NI 中国地区市场开发经理姚远
(一)原型化,这是5G从概念到现实的关键;
姚远表示,在5G真正推出之前,如何搭建一个与真实环境无差别,且可衡量的原型,是5G能够顺利发展的基础,实现这个就需要借助软件定义无线电(SDR)。
软件定义无线电架构
“框图中右边部分,是标准的射频电路,这是被厂家定义好的硬件部分。而左边的就是软件部分,被放置在CPU、GPU和FPGA上,这需要开发者去开发,定义右边射频硬件的功能”,姚远说。
在进行这些定义的时候,会面临几大挑战,首要挑战就是使用的软件工具都是分离的,姚远表示。
根据姚远的介绍,在用搭建原型时,工程师不能用一种语言去开发,这就给开发者带来了学习工具的时间浪费。NI提供的一整套的软件无线电原型化工具能完美解决这个问题,其提供的丰富软件、IP和硬件能省去你很多的开发时间。
NI的无线原型平台
(二)带宽非常重要
5G要提供高速的数据速率,就带来了带宽的需求。对于开发者来说,如何控制这些带宽为我们服务,就成为了开发的一个重点。在保证带宽之后,还需要开发者充分模拟并测试相关的使用环境,才能将产品真正的推向市场。NI的第二代VST一起就能解决这个问题。
从姚远的介绍中我们得知,这是NI为未来的无线通信设计的一个射频测试一起,其实时带宽有1G,而一起频率也高达6.5GHZ,最低也都有10KHZ。最重要的是,其内置的FPGA能够执行软件自定义,能将4块VST拼在一起,形成一个超过3.5Ghz带宽的超级仪器。
(三)数量庞大的智能设备带来的测试需求
根据Gartner的的统计显示,到2020年,将有超过500亿个设备联网,这样就给测量这些设备带来了新的需求。因为我们不能用500亿个仪器去测试这些设备,这就带来了新的需求。
如下图所示,NI有一个模块化的测试平台,能提供多种选择,满足VST测试蓝牙信号,SMU测试电源,AI/AO测各种传感器的I/O等等。
(四)实时很关键
姚远指出,低延时也是5G需要关注的一个重要问题。他以无人驾驶为例,阐述了其重要性。
按照他的介绍,无人驾驶需要在碰到突发事故的时候迅速做出决定,确保乘客安全。针对这种能力的测试,可以在开发过程中对各种实际场景进行仿真模拟。NI也有这样的解决方案。
针对不同的延时性要求,可以选择不同的技术方案,以达到灵活性和时间确定性的平衡,如下图中,NI的软硬件技术提供了不同程度的延时与灵活性方案,可以供客户视具体应用情况进行选择。
硅谷数模:USB Type C+Displayport助VR腾飞
回顾一下USB标准的发展历程,到了USB 3.0时代,数据传输速率有了很大高的增长。另外,由于业界正在推动其一统所有接口,所以在过去的2016年,我们看到了很多集成了USB Type C的新设备频繁面世,很多主流的手机都选择了USB Type C。展望2017,USB Type C或将在包括手机、VR、PC在内的众多设备应用中爆
发。
我们还可以看到,由于USB Type C集成了Display Port协议,我们将在将来看到两者结合打造的全新体验。
按照硅谷数模介绍,USB Type C+Displayport的搭配能够为厂商的设计提供便利。例如在VR头盔的设计中,如果使用非USB Type C的接口,那么就需要HDMI和USB接口,这样头盔上就需要两条线缆连接,这就让设备显得累赘,但使用了USB Type C则可以用一根线传送视频和数据信号,这样就可以轻易的和使用USB Type C的手机连接,提升用户体验。
前面我们提到,USB Type C集成了Display Port协议,而后者现在已经更新到到了DP1.4,能持VR的刷新率120HZ,分辨率支持3K×3K。在可预见的将来,这个组合将会带到现在热门的VR设备腾飞。
现在,硅谷数模推出了两款产品,ANX7530和ANX7440,帮助VR设备普及,尤其是前者,一个全功能的USB Type C,不但能支持快充,还能支持视频发送。这个芯片的做法是将DP协议转成VR屏能识别的MIPI 信号,然后通过左右屏的两个MIPI,每个屏用一个接口来支持,这样就可以实现VR头盔的左右屏幕的驱动。那这颗芯片最大可以支持每个眼是2K×2K的分辨率。
展望在硅谷数模的支持下,VR能够发挥最大的效用。
Cypress:怎样选择物联网的开发平台?
在文章开头我们提到,物联网会是未来的一个主要发展方向。而这个庞大的蛋糕也吸引了众多的半导体厂商的觊觎,Cypress更是其中的佼佼者。在2016年上半年收购了博通旗下的IoT物联网事业部之后,有了WICED平台的补充,Cypress更是如虎添翼。
但是物联网并不能一蹴而就,也不能一成不变。按照Cypress亚太区物联网市场应用总监杨学贤所说,物联网需要实力和创新。
Cypress亚太区物联网市场应用总监杨学贤
按照他的观点,在过去几年构成物联网设备的主要部件,比如说像微处理器,存储器,传感器都取得了很大的发展,降低了成本,提升了用户的体验。在硬件的基础上是软件的蓬勃发展,形成了很多软件的产业链。随后, 日益功能丰富的这些云服务平台,集成了越来越多的服务功能。接下来会有一些新技术出现,尤其是无线技术,推动物联网设备的一些新的发展:
首先在WIFI方面,我们知道802.11n是SU-MIMO(单用户多输入多输出),它允许多个空间流被发射到单独的客户端当中。而到了802.11ax,则集成了MU-MINO(多用户多输入多输出)和MU-OFDMA,同时有多个用户在使用,特别是设备比较密集的场合下,它的速率可以提升4倍,最高速率可以达到10Gbsp。所以802.11ax draft刚一定稿,马上就有公司推出了解决方案。
而另一个WIFI标准802.11ah,则是一种低功耗,且覆盖范围好的方案,能够被应用在智慧城市和工业物联网中。
其次是蓝牙,作为一个物联网设备采用的重要技术,预估有三分之一的物联网设备是通过蓝牙连接 。而新推出的蓝牙5则非常契合物联网的发展方向。具体性能改善如下图所示:
第三,就是物联网设备的接入云端,充分提升价值。
例如现在非常热门的亚马逊Alexa,目前可以做的事情已经超过了七千项,并且每天还以100项的速度扩增。但是如果没有云服务,Alexa就是一个无线音箱。由此可以看出云在物联网中的作用非常重要。
未来的物联网需要接入云,并将数据分析和人工智能等结合,打造一个更好的物联网应用。现今的物联网设备更新换代快,开发周期短,需要很快的推出产品,并且持续的迭代更新升级,这就给物联网开发者带来挑战。
因此,开发者的平台选择变得更加重要,这正是Cypress 物联网平台WICED的优势所在,杨学贤说。
Cypress 的Wiced平台
据杨学贤介绍,这个平台的开发套件包括了芯片,开发板,开发工具,还有SDK。在WICED最新发布的SDK 4.0版本里,还包括Wi-Fi 和蓝牙协议栈以及简化的应用接口,开发者不需要去学习复杂网络协议和无线技术,就可以进行开发。另外,WICED平台支持全球大多数的云服务,开发者不需要掌握相关的云服务协议即可以开发物联网产品。
WICED SDK
WICED是一个物联网设备生态系统,包含全球范围内众多的合作伙伴,以及24小时在线社区。WICED旨在帮助客户跟进物联网新技术,减轻开发负担,加速产品的开发进程。
WICED的平台有很多的芯片。杨学贤强调。值得一提的是,由于物联网设备发展趋势是整合多种无线技术,所以其使用最多是WiFi/BT Combo芯片。现在WICED平台有10多种Combo芯片,蓝牙有BT、BLE,WiFi有单频双频,有11n, 11ac, 有1x1; 2x2。
WIFI和WIFI+BT
另外,物联网产品接入云端基本上都是标配,WICED接入云端很简单。
这里有个例子,左图是合作伙伴的WICED开发板,用的是4343W模组,开发板两边PIN out与Arduino兼容。在这个开发板上运行WICED AWS SDK,配合手机APP,就形成了设备端、云端、客户端的典型物联网应用。 绿色的这个模块通过FCC、CE认证,把他嵌入到传统的设备中,传统的设备就变身成AWS物联网设备。
WICED接入云平台
最后,物联网的设备,要保证彼此间的互通互连,还要保证安全。这也是WICED所具备的。
WICED采用业界成熟的标准协议,并通过了相关的测试认证,有大批用户和大量产品成功应用;WICED还可以在设备端和云端对数据进行加密解密,进行用户身份鉴别、证书签发,确保数据传输过程中的安全,应对网络攻击。
有了如此强大的WICED支持,物联网的普及指日可待。
易库易:电子元器件B2B电商的模式创新
近年来,互联网变革传统行业的东风吹到了电子元器件行业,传统的线下模式被移到了网上,进而催生了很多B2B的元器件电商平台。与此同时,传统的大代理商也正在想方设法去抢小客户;传统的分销商也在想法子去抢大客户的长期订单。加上原厂的整合,带动其代理和分销商的动荡,一个新的格局似乎要在动荡中完成,一个新的平台也正在兴起,那就是易库易。
根据易库易产品部总监彭云介绍,他们打造的第三方平台。不会跟分销或者代理上抢生意,也不会去跟原厂拿货再卖给客户。他们是为交易的双方服务的。
“我们的定位是为交易双方提供透明的、公共的供应链服务平台。这是我们跟很多现在也在做电商的一些友商最大的不同之处”,彭云说。
易库易的公共供应链服务平台
易库易的服务重点包括以下三个方面:
(1)通过聚合200+知名授权分销商的资源,降低渠道成本,集合众多供应链优势。
(2)通过注册认证体系,严格审核,确认交易方的真实身份。
(3)独特的供应链金融。易库易通过和银杏树的合作,为参与交易的企业提供供应链金融服务,在交易每一步骤,询价、报价、订单、发货、发票、支付等完成分布式记账,以及基于交易过程的标准报文体系,建立交易各方的信用体系。
至于易库易强调的全透明交易,主要包含两层意思:
第一个层次,就是先把商品的价格、库存、属性、交易过程全都透明,这被他们称为第一层透明。
第二层透明就是从订单发票物流到最后的金融服务的全过程透明。这也是易库易现在正在做的。他们想把上下游打通,给用户提供一个全透明的公共的交易平台。
按照易库易的说法,这样的一个全透明的交易平台会给采购和售卖双方带来全新的体验和真实交易的保障。
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