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通信、电子与硬科技的框架性理解指南(十三):阶段性思考(一)
千年之恋 音乐: 杨丞琳;张碧晨 - 闪光的乐队 第1期
Gravity 音乐: Embrace - Gravity

     本文的行文初衷是试图基于场景、需求视角作逻辑上的审视与反思,是对认知思维的思考尝试。但实际写下来可能偏离了这个初衷,甚至有些逻辑混乱,变成了场景、需求视角下对一些硬科技领域投资赛道的部分梳理总结。

     首先声明,由于没有理工科学术背景,所以本文内容单纯基于笔者自身的浅薄认知,如有失偏颇,请见谅。同时,我们的认知建立过程是后视的,但这并不妨碍我们对其作总结与思考,提炼出相应的方法论,以帮助提供一些前视的方向判断、潜在热点。我们可能会被灌输哪些方向是热点的技术方向,哪些赛道是好赛道。在市场认知趋同的大环境下,如何在好赛道具备潜质时去发掘它,可能需要更深度的认知、思考与努力,以及一些运气。但这样意味着更大的潜在回报空间。赛道的意义在于景气度与持续的增长性,而景气度与增长性在很大程度上来自对于对客户场景与需求的满足,即为客户创造价值的过程。

   从底层逻辑来讲,技术、材料等都是工具(手段、过渡路径)不是目的(结果),在特定场景下契合一致性的需求, 实现价值创造与自我造血才是最终要义。这也是实验室与商业思维的差异所在,在特定的时间与空间维度下,商业可持续前提下,最好的技术不是最新的、最高端的技术,而是具备一定先进性、充分的落地场景、有力的需求契合、足够的量产能力与客户认证、可持续改善的盈利模型的达到多维度平衡的技术。在这一意义上,场景与需求的重要性不言而喻,因为这是To B 复购的基础。这与消费领域的复购意义是一致的,持续复购的基础是客户对于产品提供的某种核心价值的认可与绑定。

   同时,笔者也借用了此前系列文章(如下)所涵盖的话题内容,算是基于特定维度的阶段性总结。

系列文章链接(可直接点击)

产业互联网的应有之义(一)

中国SaaS企业的破局之道

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(一):云计算、半导体及芯片、AloT

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(二):智能制造、工业机器视觉、机器人

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(三):汽车的电动化与智能化

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(四):自动驾驶与无人驾驶、汽车芯片

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(五):有关汽车功率半导体及MCU的梳理笔记

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(六):硬科技的项目分析框架梳理

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(七):财务报表分析及财务尽调维度的框架梳理

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(八):射频前端与滤波器

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(九):模拟芯片

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(十):FPGA

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(十一): EDA、半导体产业链与汽车智能化

通信、电子与硬科技的框架性理解指南(十二): 新能源汽车-锂电产业链

(一)   认知环节的后视与前视

  • 基于场景、需求视角的逻辑审视与反思-技术演进路线与投资潜在方向

  • 后视路径(公认的、一致性认知、被告知):正常学习认知路径-从进入视野的、被告知的、已广泛认知的材料、产品、技术路线出发,有针对性的分解、分析其应用场景。

  • 前视路径(主动试图发掘):寻找大趋势下潜在、具备一定确定性的待满足场景及痛点,检索可匹配的材料、产品、技术路线,并结合量产能力的可实践性与成本控制分析。

  • 认知的前视路径有点类似于实验室思维,探寻可能的材料、技术路线等,所以难度会大上很多。我们可以借鉴的地方是,对后视路径下的细分领域寻找潜在标的时,辅助判断其是否尝试解决一些未满足的大场景、大需求。

  • 前视与后视是交叉的。从场景需求寻找材料、产品、技术路线的匹配度,从核心主线寻找更大增量的场景与产业链环节。交叉审视会对不确定下的确定性作一定的双重验证。

(二)   随想

  • 实验室与商用中间相隔较大的gap: 是否量产+成本是否可控+落地场景是否为大场景、解决核心痛点

  • 场景、需求驱动下的材料、技术路线与产品迭代-场景、需求-匹配-产品性能、结构

  • 场景跃迁的过渡路线?(中间技术路线的持续性?是否很快更新?)

  • 客户认证+技术能力认证(如:车规级):认证与初始大客户意味着对落地场景、为客户创造价值的例证+具备品牌效应的可能性+更多客户导入的可能性

  • 寻找产业链上价值量最大的环节-价值链上价值量最大的环节是?增速最快的环节是?(机器人领域:上游核心零部件在成本构成中占据约70%,属于核心技术环节,研发难度高,伴随利润率高;而中游机器人本体制造与中下游系统集成环节非价值链关键环节)

  • 硬科技也是往性价比方向发展,性价比更大意义上是相对值而非绝对值(同样性能、同样技术产品水准下的更低价格)

  • 硬件本身能否形成壁垒?

       -是:硬件本身的技术环节:研发及量产能力

       -否:竞争壁垒往软件及服务、软硬件一体化解决方案领域切换

    -软件定义汽车

    1)操作系统(高级别自动驾驶解决方案-平台化)+软硬件生态

    2)差异化的路径:系统+软硬件耦合+成本优势

    3)当硬件不能单独成为具备差异化能力的竞争壁垒时,平台生态、一体化解决方案成为新的竞争着眼点。

  • Why FPGA?-必要的性能平衡的产品、技术路线,契合新的增量大场景-CPU/GPU等通用芯片与ASIC定制芯片之间出现了中间类型产品:通用性向专用性的衍变+局部特定功能的充分利用+灵活性(可硬件烧写,改变)+兼顾成本+结构本身匹配一定应用场景(分布式结构)

  • Why第三代功率半导体?-材料对特定场景、需求的进一步匹配+成本可控

(三)   投资主线: 科技变革带来的场景变迁

1-通信技术革命-5G(新一代通信技术)

(1)基础设施的增量:5G基站

(2)网络通信-场景/需求:新一代网络通信技术-带来大量通信信号处理需求=增加对算力提升的要求+不同功能用户对不同数据处理的分层处理需求

(3)边缘端侧场景+碎片化场景涌现=需求随之涌现:

  • 高速率(快)

  • 小型化(小)、集成化(对于物理限制的突破尝试)

  • 算力专用化(利用率)

  • 复杂环境

  • 持续稳定运行(低功耗、稳定性

  • 边缘意味着迭代升级需要

(4)5G应用与升级

  • 依托传感器与终端设备大规模物联网场景下对低成本、低功耗的需求

  • 可靠性与低延时极度敏感的任务关键型服务场景【无人驾驶+自主公共和大众交通系统+无人机及其他无人驾驶飞行器+工业自动化+远程医疗+智能电网监控

  • 增强型移动宽带=更快服务与更好覆盖+极高数据吞吐量=5G基建=基站建设需求(与其带来的变量、增量)-新的技术方案=5G网络采用RRU+BBU多通道方案,使用分布式基站架构+RRU是无线基站的核心子系统+FPGARRU的主芯片(替代专用芯片ASIC

(5) 5G驱动下的边缘场景、终端场景=低功耗+低延时+集中专用性+可靠性+成本控制

  • 分散化的低功耗场景兴起+传统通用芯片不适用于碎片化场景+工艺制程进步有限=针对有效细分市场的专用化芯片更具性价比优势=专用芯片因需定制(以实现高集成度、速度快、面积小、功耗低的性能要求+适合大批量生产=专用芯片(定制电路)自身灵活性不足+切换周期影响(不可改写硬件,替换存在成本,需求积累到足够程度才会发生替换)+设计周期长=中间路线芯片-FPGA

2- 信息产业的硬件基础设施-半导体

(1)半导体作为电子行业最上游的核心元器件+集成电路(芯片)作为半导体产业的核心

(2)半导体产业发展受下游领域需求驱动

(3)一些新的应用领域增量=汽车电子+5G通信+AI+云计算+物联网+…

(4)半导体核心大类=存储+模拟电路+数字(逻辑)电路+微处理器

(5)-模拟芯片与数字芯片-不同数字信号的处理需求决定分类+性能特征决定应用领域+应用领域决定技术演进方向

  • 电子元器件的发展趋势=高精度+高速度(高计算能力+高吞吐量)+高性价比(成本可控)+小型化(更小体积)+集成化(模组化)+低功耗

  • 端侧、边缘侧小型化、算力专用化、复杂环境、持续稳定运行(低功耗、稳定性)、集成化(对于物理限制的突破尝试)

  • 模拟芯片-处理连续函数形式的模拟信号-信号链处理场景+电源管理(高稳定、低功耗)应用场景+数模转换场景=对于功耗、稳定可靠性、保真的需求=高信噪比+低失真+低功耗+高可靠性+高稳定性=替代性低=设计门槛高+认证周期长+生命周期长

  • 数字芯片-处理离散数字信号-逻辑运算、数字信号编解码=对于效率与成本的需求=高运算速度+低成本(高性价比的运算速率)=替代性高(更新的要求)=认证周期短+生命周期短=对于新工艺+新算法的迭代要求

(6) -MCU

  • MCU-单片机-CPU频率及规格作适当压缩,并将其与存储器、输入输出接口与外设等集成于一体的芯片级计算机+在信号链中作为电子设备的基础控制芯片起核心处理作用(专门化与功能分层与承担

  • 核心增量需求与场景:更大空间来自端侧与边缘侧-场景决定发展方向

  • MCU的应用方向=连接+显示+音频+传感+控制

  • MCU下游应用领域=汽车电子智能驾驶+智能座舱+智能车控,车规级MCU应用于ECU+工控/医疗(工业机器人+工业电机+医疗机器人)+物联网(设备互联+数据共享,通信协议与MCU的集成)+消费电子(智能家电+智能穿戴,SoCMCU的协同)+计算机

  • MCU未来发展方向=更智能+更高计算及处理性能+更低功耗+更安全+集成无线连接功能+更小尺寸

  • 智能交互需求推动原MCU方案升级为SoC方案,或SoC配合MCU使用(功能分层=SoC负责运算处理数据+MCU负责数据收集与简单处理)

7-指令集架构的模式更新:端侧、移动侧牺牲性能以适配速度与功耗需求

  • CISC(复杂指令集)=高性能+高功耗+应用于电脑及服务器领域+处理器架构Intel x86/64系列

  • RISC(精简指令集)=运行速度更快+功耗更低+性能更低=应用于消费电子+工业控制+汽车电子+物联网+边缘计算等领域=处理器架构ARM+RISC-V

  • CISC的特点=指令长度不一+需要不同时钟周期完成指令处理+便于编程+提高存储器访问效率+设计目的以最少机器语言指令完成计算任务

  • RISC的特点=简单、基本指令+指令长度相同+基础操作分割成若干指令,多个指令在同一时钟周期并行完成+提高处理器运行速度而设计的晶片体系

  • 牺牲性能与复杂处理能力,侧重于处理速度提升与功耗较低的应用场景及对应需求

  • ARMRISC-V演进:开源免费+更精简的指令集+模块化设计=匹配更低功耗、迭代开发速度要求更快的场景(物联网、边缘计算)

3-能源革命-新能源+电动化

(1)能源方式变革:

  • 风电

  • 光伏

  • 锂电

  • 氢能

  • ... 

(2)电子电气架构更新演进:

以自动驾驶为代表的智能化-场景与需求-海量数据+实时处理+系统更新升级=算力要求+通信效率-电子电气架构的匹配性

  • 分布式架构集中式架构发展+域集中架构作为过渡路径=分散大量ECU向个位数域控制器DCU发展+寻求增量域(自动驾驶域+智能座舱域+中央控制域)

  • 传统分布式架构无法进行协同运算+存在大量算力冗余(无法利用)=算力浪费

  • 分布式架构下以CAN(控制器局域网络)作为通信管线+CAN信息传输效率较低=低时延需求难契合

  • 分布式架构单一ECU对应处理每项系统子功能+ECU数量及线束长度大幅增加=无法匹配自动驾驶复杂多样系统功能的处理要求+量产难度增加

  • 集中式E/E架构=更利于处理OTA更新+大量数据处理+车辆数据收集+信号传输高速化

  • 在集中式E/E下,新的架构带来价值网络的对应更替-增量机会【ECUDCUMCUSOC

    动力变迁:电动机代替内燃机

  • 电动车的三电系统=半导体领域与电控相关的功率半导体IGBT+MOSFET

  • 电机驱动:通过控制电流大小精准控制电机转速+通过转速实现线性变化+更精细控制

4- 数字化与智能化

(1)数据量的持续、大幅增长

  • 基础设施需求-数据中心IDC基建

  • 数据中心-场景/需求:数据中心加速层对于延时属性(实时处理)的高敏感度=FPGA的低延时特征+加速层的新设计思路(为突破DRAM性能瓶颈:加速层通过众多FPGA支撑虚拟网络模型计算任务+CPU的部分数据运算[需实时处理/加速定制]卸载至FPGA

  • 数据中心加速层对所部署芯片的要求:在【性能+灵活性+同构性+成本+功耗维度的出色平衡性

(2)人工智能能力的构建:

    1-人工智能领域-推理环节-需求

  • 高性能并行运算需求

  • 终端设备的端侧推理需求-实时响应+快速决策

  • 处理效率灵活性

  • 低功耗-边缘端

    2-实现算力端的匹配性-FPGA

(3)人工智能与具体行业场景应用的结合

(4)单一大场景-智能驾驶

  例-1-高级别辅助驾驶及自动驾驶趋势下的场景需求(端侧)-算力侧芯片-FPGA

  • 高速行驶环境下的强感知能力

  • 超低时延:高速信号处理能力

  • 高精准度

  • 灵活升级与适配需要:快速演变的系统能力要求

  例-2-传感器-自动驾驶感知层

  • 多传感器融合趋势+不同传感器各有优劣势+暗光环境、恶劣天气、探测距离、识别能力方面形成互补

  • 激光雷达:技术进步较快+价格昂贵

  • 毫米波雷达

  • 车载摄像头

  车用ISP=独立(外置:芯片性能强大+成本高)+集成(内置:内置于CMOS图像传感器+成本低+面积小+功耗低+处理能力较弱、算法简单)

5)单一大场景-智能制造-工业领域(例)

1-主线=数字化+网络化+智能化

2-核心需求场景=降低成本+边缘侧稳定性+人力替代

核心技术场景=感知传感层+通信层+计算处理层+执行层

3-智能制造主流投资赛道:

A-机器人

  • 核心竞争要素=可落地+应用场景明确+拥有核心技术优势+头部化+差异化细分领域+成本模型与量产+客户认证

  • 工业机器人(降本增效趋势+机器人换人选择

  • 场景及需求=高危环境+重复劳动+人力效率低下的场景

  • 核心前提:效率层面达到或超过人力+价格可接受+稳定性、标准化程度高于人力

  • 特种机器人-恶劣环境+人力替代+效率提升=场景(偏远地区+无人机+电力设备巡检)

  • 仓储物流机器人:场景需求=复杂动态环境下的定位 技术发展趋势=融合导航、多传感器融合成为趋势(激光SLAM导航-高精度激光雷达-依赖进口、成本高+长廊环境易定位丢失)

  • 5G赋能移动机器人在智慧工厂的加速渗透(5G+AI+云)=广连接+低时延+高可靠(高质量通信保障)+大带宽(算力拓展+边缘计算与云计算结合)

B-芯片(工业场景下)=工业恶劣环境对芯片性能+制造材料+工艺的更高要求(低温+高温+强干扰+强震动+…极端环境)

C-自动/无人驾驶(工业场景下)=To B 的落地场景=矿区+厂区=封闭环境+车速不快+驾驶员作业强度大=车规级硬件+系统服务+无人车整车及运输服务(成本效益+方案易用性+可靠性)

   智能化三要素=算法+算力+数据

   数据层面是差异化的更大所在(数据采集、储存、算法训练及验证的价值闭环)

D-前沿技术

E-物流信息化

F-仓储服务

G-传感设备-能力需求=边缘计算能力+产品集成度+功耗+工作环境+通信能力+性能指标

H-行业信息化及解决方案

6)单一大场景-AIOT

  • 场景:数据量极速增长+碎片化场景涌现=需求切换-数据处理从网络核心层数据分析向边缘实时决策演化

  • 趋势-集成化:通信连接与计算芯片趋于融合+集成控制、连接功能及提供丰富接口

5- 经济与社会因素-企业经营持续稳定的需求-降本+增收+增效(TO B的核心要素)

(1)降本:

  • 降低人力成本

  • 降低生产制造成本=原材料成本+生产环节良率对应的制造成本+品性能稳定性对应的替换成本

(2)增收:

  • 降本带来价格调整的空间(对产品提供方)=提供高性价比产品=提升产品竞争力

  • 产品为客户创造价值=企业自身带来收入增长

(3)增效:效率提升+稳定性提升

  • 降低功耗-提升单次使用时间与整体使用寿命

  • 提升使用效率【产品性能的利用率

  • 提升处理响应速度+降低时延

  • 提升安全性稳定性

(4) 主体-工业领域:工业物联网/工业控制-【工业网络通信+工业机器视觉+工业云+工业机器人+边缘计算】场景/需求对延时敏感+对计算性能要求高

(四)材料

1-材料属性演变趋势(性能+成本,基于环境、场景属性与应用领域要求)

  • 低压向高压

  • 低频向高频

  • 中低功率向高功率

  • 常规使用环境向极端使用环境:温度+其他【常规温度范围向极端温度(高温+低温)范围】

  • 原材料资源稀缺向资源供给充分性

  • 环境破坏型(污染、毒性)向环境友好型

  • 低效向高效:如-更优的电子迁移率

  • 综合成本可控、降本考量因素

2--功率半导体

在汽车电动化趋势不断深化的背景下,电力电子器件需要承受更复杂的电力系统、更具连续性的电路结构,带来了品类的如下演进路径:BJT-GTO-MOSFET-IGBT

  从BJT/MOSFETIGBT的逻辑分析:场景、需求1.0-材料/产品/技术路径的性能及特性-场景、需求2.0

先依据场景需求寻找具备匹配性能的材料/产品/技术路径,再从当前状态向更广应用范围拓展(依据性能寻找应用场景及需求)

  • 场景、需求=电力应用场景的【高电压+大电流】方向

  • 匹配“高电压+大电流”的核心性能要求=高耐压+高输入抗阻+低损耗

  • 现有产品/技术路径特性-单一功率半导体角度:BJT高耐压、MOSFET输入抗阻高

  • 构建具备复合属性的产品=单一功率半导体向复合功率半导体IGBT

  • BJT(电流驱动)向MOSFET(电压驱动)向IGBT

  • 第三代半导体高频+高温+抗辐射+大功率+抗击穿性

3-技术、性能极限下的进一步发展路径

  • 单体向模块化封装发展(集成打破单体受限):硅基IGBT在第七代后基本达到极限,重心将向模块化封装方向转移

4--锂电产业链

1)动力电池正极材料:

  • 动力电池能量密度、放电功率及快速充电能力需求更为侧重

  • 高镍三元路线:高镍具备能量密度优势+中高端电动车长续航需求+向高镍方向发展具备中长期降本的趋势钴元素含量进一步下降+高镍材料使用带来其他材料环节用量下降

  • 铁锂路线:铁锂具备成本优势、安全性、循环性能优势、CTP技术能够提升铁锂的能量密度=铁锂匹配中低端车用市场对性价比的需求及储能领域对安全性、循环性能的要求

  • 铁锂路线中:磷酸锰铁锂LMFP具备作为新一代性价比优选材料的可能性=安全性与能量密度优于磷酸铁锂+减少对稀缺资源的依赖性(主要为锰+铁资源,较磷酸铁锂的钴+镍更可得)

2)储能电池正极材料:

  • 储能电池对运行稳定性、安全性、循环使用程度、成本的要求更高长寿命、低成本

  • 铁锂(磷酸铁锂)较三元锂电是更优的储能技术路线

全文完

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