《电子技术应用》

中国本土IC砥砺前行书写差异化生存法则

——来自2017松山湖中国IC创新高峰论坛的全面报道

电子技术应用 作者:于寅虎
2017/6/7 8:40:00

编者按:2017年5月26日,被称为“最接地气”的第七届松山湖中国IC创新高峰论坛在东莞松山湖如期举行,本次论坛上总共推介了9款由中国本土IC设计公司最新推出的最新产品,这些产品充分代表了中国集成电路设计业差异化创新的整体发展水平。

“松山湖IC论坛”始于2011年,在中国半导体行业协会IC设计分会副理事长、芯原股份有限公司创始人、董事长兼总裁戴伟民博士的大力推动下,“松山湖IC论坛”一直保持着重新品推介、重系统应用结合、新品高量产率的特点。

戴伟民在本次论坛开场白中介绍,从2012年到2016年五年间,松山湖论坛共计推介了40款本土创新芯片(未包含2011年6款芯片的统计数据),其中共有36款芯片量产顺利实现量产,其中不乏相当数量的芯片通过论坛的推介得以了客户的认可,总量产率高达90%。

戴伟民表示,每年论坛选择推介的芯片都会广泛征询系统公司用户的意见,从而发现这些公司期待什么样的芯片出现可以满足他们的需求,依据这一原则审核哪些本土创新芯片登陆松山湖论坛。期待今年推介的9款创新产品能够成为当下中国本土芯片的爆品,进而提高进一步中国芯片产品在全球市场中的地位。

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 芯原股份有限公司董事长戴伟民


全球首颗集“视觉+通信+运算+控制”为一身的人工智能SoC

酷芯微电子董事长姚海平率先登台,为大家介绍了由该公司推出的全球首颗集“视觉+通信+运算+控制”为一身的人工智能SoC-AR9101。

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这是一款主要针对无人机和机器人应用的芯片,可提供智能视频识别、分析、实时拼接、全景摄像、多路立体视觉和MESH组网等先进功能。

AR9101芯片采用28nm工艺,集成ARM AP、基于CEVA DSP的视觉和深度学习处理器、ARM MCU、多路音视频编解码、多路高性能ISP、专用无线通信等功能,并具备丰富的接口,酷芯还开发了操作系统和应用开发库,包括深度学习SDK、OpenCL视觉库等,并提供立体视觉、SLAM等常用的软件功能包。

据姚海平透露,之所以能够研发出这颗“超极复杂”的芯片,源于酷芯微电子多年来在图像处理、射芯信号和运动控制等领域的耕耘。2012年开发出用于工业加工机器人的运动控制DSP,2013年发布基于FPGA的无线图传方案,首次将无人机视频控制距离扩展到5km,被用于大疆LightBridge产品中。2014年发布了用于大疆精灵3的无线数传ASIC芯片,这是一颗集图像传输与遥控功能为一身的芯片。2015年发布了与ADI公司性能相当的基于2.4G频段射频芯片AR8003,2016年发布第二代数传芯片AR8020和2.4/5.8G双模射频芯片,一举把无人机图传遥控距离拓展到20km。

正在基于以上创新产品的技术积累,才诞生了今天集CPU、DSP、MCU、多路视觉、多路编解码和多路无线通信的人工智能SoC芯片。

姚海平表示,这款芯片今年也许不能大卖,但是它一定是一颗里程碑产品。


首款支持8麦克和集成蓝牙的语音助手平台芯片

恒玄科技是第二次参加松山湖论坛的推介会,去年该公司的全球首颗全集成主动降噪双模蓝牙耳机芯片BES1101已经累计出货达300万颗(截至2017年3月底)。

恒玄科技(上海)有限公司专注于高集成高性能无线音频平台芯片的研发和销售,致力于通过技术创新研发世界一流产品,为客户提供具备WIFI和蓝牙无线连接功能的HiFi级音频系统芯片,开放强大的软硬件开发套件以及完备的参考设计方案,以帮助客户快速推出业界领先的无线智能音频产品。

今年恒玄科技市场总监龚建介绍了一款名为BES2200系列芯片,该款芯片支持5路模拟MIC或者8路数字MIC,集成了Cortex-M4F CPU作为处理器,超低功耗设计。

平台化的开发理念源自于早些年恒玄科技开发团队在手机DISIGN的经验,因此从顶层设计就开始考虑芯片的功耗。

龚建强调,除了传统的蓝牙耳机和音箱功能外,该芯片特别为类似AirPods的TWS蓝牙真无线和类似Amazon Tap/Dot的产品做了优化处理。在TWS耳机方面,该芯片是目前除W1芯片 外功耗最低的产品。

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在设计Tap/Dot产品时,该芯片可以直接支持4路麦克风beamforming运算;或者将8个麦克风的数据预处理以后交给后端的AP来处理。同时该CPU集成第三方语音激活算法,可以通过BES2200芯片的BLE功能,唤醒手机APP和后台云服务器,在“只动口不动手”的情况下打通耳机/蓝牙音箱到手机到云端的语音助手链路。

龚建最后表示,手机处理器的计算能力非常强大,恒玄科技的蓝牙音箱芯片能支持多MIC并能对其做前级处理,再利用强大手机AP计算能力,就能明显降低语音助手设备的成本,让语音助手更容易走进千家万户。


可以作为弯道超车利器的超低功耗、高集成度导航芯片UC622X

随着北斗系统建设的不断深入,北斗芯片应用逐步快速发展,这次和芯星通重点推介了一款集多模、超低功耗和先进工艺的导航芯片UC622X。

刚刚从上海导航年会转场到松山湖的和芯星通市场部产品经理高静波表示,和芯星通目前是国产品牌汽车前装市场最大的北斗方案提供商,在包括商用车和船舶等应用领域一直走在前列。

而接下来,和芯星通开始重点关注消费电子市场,因此小型化和超低功耗是必须要面对的课题。

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鉴于此,和芯星通新推出的UC622X和前代产品相比,芯片尺寸缩小了65%,核心外围器件仅5颗,内置了电源管理、LNA、sensor hub、抗干扰、RTC、Retention和Memory,最小布板面积小于0.07cm2.

支持完善的GNSS定位功能,内置Sensor Hub支持多类型传感器接入及混合定位,支持A-GNSS/D-GNSS,单点定位精度优于2米,差分定位精度优于1米;非常适合于对功耗、面积敏感的物联网、穿戴式设备及其他消费类应用。GNSS接收频点涵盖GPS L1/GalieoE1、BDSB1I、Glonass L1,同时支持SBAS/QZSS/EGNOS/MSAS/GAGAN。

低功耗方面,28nm工艺可令功耗较以往降低80%。通过算法将芯片维持在睡眠状态,使用较少的数据量运行。同时用加速计、陀螺仪来判断场景,进一步保证功耗低的同时还能保持良好的性能。采用该方案的运动手环,在运动达人模式下可以实现14天不充电。

高静波认为,拥有北斗导航技术的终端并不是要取代GPS,而是要和芯星通要通过增加北斗导航技术从而实现更精准定位来完成弯道超车。

据悉,最近和芯星通还与ofo小黄车进行了战略合作,一些可穿戴设备客户也在跟进,这些市场对产品的低功耗小型化要求也更严苛。


具备最广泛接口的2.4GHz Wi-Fi加蓝牙双模双核MCU芯片

乐鑫信息科技应用开发总监王栋为与会听众推介了一颗2.4GHz Wi-Fi+蓝牙双模双核MCU芯片ESP32,这个芯片顺应了物联网从IoT1.0发展到IoT2.0的趋势,除了实现连接功能以外,还增加了很多扩展接口,提升了本地CPU的处理能力,甚至语音方面的扩展。

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王栋表示,ESP32的性能方面很是优秀,双核的时钟频率为240MHz,运算能力达600DMIPS,同时还包括一个协处理器用于传感器的通讯。资源丰富是ESP32的另一大特点,包括520KB SRAM,1 Kbit的eFuse用于芯片ID和Flash加密,支持4个16MB的外部flash。

据悉,ESP32采用了TSMC低功耗40nm技术,集成度更高,外围仅需10颗器件,采用安全加密方案,MCU尺寸18*24mm。


基于SuperPix技术的监控级1080P CMOS图像处理器

记得去年北京思比科微电子技术股份有限公司推介的是一颗720P的CMOS图像处理器( CIS),而今年带来的是一颗基于具有自主知识产权的“超级像素信号处理”技术(SuperPix)和“超级图像处理技术” (SuperImage)的更高清晰度处理器。

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思比科微电子副总经理冯军表示,当前CMOS传感器在非消费类电子领域的一些应用相当广泛,主要包括工业相机,车载前装、半前装和后装市场,这些应用对CMOS图像传感器的主要要求是高灵敏度、高分辨率、宽动态以及支持全局曝光。

SP2308是一颗1920x1080监控级CIS,具有1/2.7英寸感光面积,3umx3um像素,D1分辨率模式下可以达到120fps帧率。内置坏点矫正、太阳黑子去除等算法,支持宽动态(WDR)应用。这颗芯片可应用于车载行车记录仪、倒车影像,安防监控,工业相机及无人机,以及手机和其他手持终端例如夜视应用等等场合。

据悉,思比科自2006年以来,先后开发成功并量产了中国第一款200万像素CMOS摄像芯片、中国第一款工业级高动态范围CMOS图像传感器芯片、中国第一款基于1.75um像素的200万像素CMOS图像传感器芯片和基于1.4um像素的500万像素CMOS图像传感器芯片。


红海市场中杀出一款高灵敏度指纹识别传感器

思立微电子公司主要有两条产品线,第一条是触控传感器,目前每月有15kk的出货量,在平板市场表现相当突出,第二条是指纹产品线。从2014 开始已经累计出货50万颗。

思立微电子产品经理张翼表示,未来几年电容式指纹仍会是手机标配指纹的扛大旗者。不过随着消费者要求的提高,电容式指纹也有一些进化,比如感应面积缩减,穿透能力加厚,双芯片合并单芯片,模组结构简单化,封装方式多样化等。

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此次思立微推出的是针对全面屏的指纹识别芯片GSL625x,支持前置加厚盖板0.26mm;封装窄边更短,满足大屏占比需求;单LGA,简化外围电路;感应面积6.8mm×2.4mm配备高性能小面积算法;符合手机前置指纹的市场趋势,通过优化芯片灵敏度/封装/匹配算法,三管齐下,提供性价比更高的盖板指纹传感器。

张翼还透露,思立微计划今年Q4推出零外围器件方案,主要通过滤波电路、单芯片封装等方式,目前还在验证中。


带OTG、I2C控制和路径管理的5A单节锂电池充电管理IC

自赛微微电子2013年在松山湖论坛推出CW2015锂电池电量计芯片后,销量就一发不可收拾。这3年中,CW2015在平板、智能机、智能POS机和无人机等市场陆续进入知名大客户供应链,成为全球出货量仅次于TI的第二大电池电量计IC供应商。

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东莞赛微微电子总经理蒋燕波表示,随着快充在智能手机中逐渐成为标配,赛微微电子本次推出了CW6113,这是一款高集成度的单节锂电池充电管理芯片,最大可支持5A充电,为业内最高,同时,得益于低阻抗的电源路径设计,3A时的充电效率也高达93%;芯片同时集成最高1.5A限流的USB-OTG输出。而所有的细节参数均可以通过I2C接口,由客户自由设定。

CW6113提供对电压、电流、温度和充电计时的监控和管理,保证充放电安全。为提升散热性能,它采用了独特的QFN 4x4mm封装,配合使用0.68uH小尺寸薄形电感,充分节省PCB空间,是理想的智能手机快速充电的解决方案。


全球首颗集成可编程电源管理和伽马缓冲器的单芯片TV显示解决方案

张宁三,现任集创北方销售副总经理。此次他带给大家的是一款全球首颗适用于大尺寸LCD显示屏的单芯片方案,这款名为iML1998的芯片整合了可编程电源管理芯片和可编程伽马缓冲器,支持32寸和以上的HD,FHD,UHD解析度,支持边框的GOA显示屏。

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先介绍下一段小背景,大家都知道集创北方收购了一家外国公司,它就是电源管理IC设计公司iML。其实iML于2014年被Exar收购了,而Exar又于2016年把这部分业务卖给了集创北方,如此一来集创北方拥有了整条显示器控制和电源方案的产品线,当时张宁三任iML总经理兼业务副总。

张宁三表示,这颗芯片有利于线路简单化,更节省PCB空间,通过分享资源可以进一步降低成本。单一方案可以适合所有的LCD显示屏,将会在28寸以上多种尺寸的产品量产。


用于大幅度提高AR和VR用户体验的SlimPort 标准显示控制芯片

Analogix(硅谷数模)是全球领先的采用无晶圆厂模式的半导体公司,每年售出上亿颗芯片,年增长率超过40%。截止目前,Analogix已在全球出货基于DisplayPort™标准的接口类芯片超过15亿颗,成为高速接口传输领域的绝对领导者,公司产品广泛应用于VR/AR、超极本、平板电脑、智能手机与最新的高分辨率电视、投影仪和显示器。

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此次论坛硅谷数模产品经理胡伟宁带来的是一款SlimPort® VR芯片ANX7530,作为首个DisplayPort转Quad MIPI-DSI显示控制器,该芯片支持双眼4K+120Hz刷新率,主要应用于VR和AR头戴式显示器(HMD)。支持VR外部直连USB TYPE-C源端设备(智能手机,笔记本,游戏主机等),同时支持VR面板内部MIPI连接,最高分辨率可至2K*2K/单眼。

USB Type-C集合数据传输、快速充电、音视频等功能,正成为智能手机的标配,它也非常适合VR/AR产品对高清、大带宽、低延迟的需求,因此USB Type-C将是VR/AR与PC、手机连接的最佳解决方案。

后记:多年来,中国集成电路设计业都在努力追赶着世界先进水平,随着中国日益成为世界电子产品制造基地和集成电路电路最大消耗市场,越来越多的世界级集成电路开发人员涌入中国集成电路行业,是他们带给中国集成电路设计业蓬勃的发展动力。他们和他们的公司一样没有显赫的背景,但是拥有的是旺盛的斗志和向前探索的决心,因此业界应该感谢“松山湖论坛”为这些创业公司提供舞台,只有同心协力才能实现中国集成电路产业的真正腾飞。

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