周期復蘇+AI共振，2024慕尼黑上海電子展震撼開(kāi)幕
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“大人，時(shí)代變了?！痹?jīng)的網(wǎng)絡(luò )熱梗已經(jīng)成為了如今產(chǎn)業(yè)的真實(shí)寫(xiě)照。AI浪潮以融萬(wàn)物之勢席卷而來(lái)，所有行業(yè)都在積極擁抱AI技術(shù)，也在坐等AI拉動(dòng)半導體新一輪爆發(fā)式增長(cháng)。汽車(chē)的智能化需求在行業(yè)低迷時(shí)期仍舊逆勢上揚，近期頭部半導體企業(yè)的業(yè)務(wù)數據中汽車(chē)電子占比甚高，目前看來(lái)其后勁更強。而風(fēng)光儲汽車(chē)等多方賽道的助陣下，新能源產(chǎn)業(yè)的“壓艙石”地位也在進(jìn)一步夯實(shí)。與此同時(shí)，歷經(jīng)了這場(chǎng)周期性的波動(dòng)與挑戰之后，全球科技版圖正醞釀著(zhù)一場(chǎng)深刻的變革與重構。整個(gè)電子行業(yè)都在尋求突破，下游企業(yè)更加注重半導體供應鏈的穩定和效率，對半導體供應商來(lái)說(shuō)，技術(shù)領(lǐng)先性、產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性、服務(wù)和響應能力都需適應AI智能化時(shí)代下的更高要求。
而大量資源投入進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新和產(chǎn)品升級的方向引發(fā)著(zhù)廣大從業(yè)者的關(guān)注和思考，2024慕尼黑上海電子展提供這樣一個(gè)思想與技術(shù)交匯碰撞的平臺，更是以中國廣袤的消費市場(chǎng)不可替代的獨特魅力，吸引著(zhù)全球半導體行業(yè)TOP20的半壁江山以及中外1600余家優(yōu)質(zhì)廠(chǎng)商同臺競技，展現電子行業(yè)前沿的技術(shù)成果與創(chuàng )新思維。話(huà)不多說(shuō)，今天就跟著(zhù)小慕一同潛入展會(huì )首日的熱鬧現場(chǎng)，撥開(kāi)喧囂的表象，去探尋那些隱匿于眾目睽睽之下，卻足以顛覆想象的“黑科技”寶藏吧~
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主控芯片加速AI從云端到邊緣，多種行業(yè)應用端老樹(shù)開(kāi)新花
毋庸置疑，2024年全球半導體產(chǎn)業(yè)的復蘇由AI領(lǐng)銜，AI的普及和深化應用催生了對相關(guān)芯片的旺盛需求。從數據中心到邊緣計算，從智能手機到物聯(lián)網(wǎng)設備，特別是邊緣技術(shù)的興起為AI芯片開(kāi)辟了全新的應用場(chǎng)景，在數據產(chǎn)生的源頭或接近源頭的地方進(jìn)行智能處理，減少了對云端的依賴(lài)，提升了響應速度和隱私保護。這要求半導體器件不僅要具備強大的計算能力，還要兼顧低功耗、小型化和高可靠性，以適應邊緣環(huán)境的苛刻要求。這直接推動(dòng)了高端處理器、MCU、先進(jìn)存儲以及相關(guān)技術(shù)的創(chuàng )新和成熟，進(jìn)而帶動(dòng)了整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)鏈的升級與擴張。
以MCU為例。一方面，MCU具備低功耗、低成本、實(shí)時(shí)性、開(kāi)發(fā)周期短等特性，適合對成本和功耗敏感的邊緣智能設備。另一方面，人工智能算法的融入也能補強MCU，使其兼顧更高性能的數據處理任務(wù)。因此，隨著(zhù)MCU在邊緣AI領(lǐng)域得到越來(lái)越多應用，使得不少廠(chǎng)商正在不斷探索創(chuàng )新之道。
在英飛凌展臺，這一款“火箭飛船著(zhù)陸器”的小游戲demo不斷吸引路過(guò)此處的目光。這款小demo即是由英飛凌PSOC? Edge MCU構建的，能夠充分展示PSOC Edge的高性能計算能力。據了解，英飛凌新推出的PSOC? Edge MCU有三個(gè)系列E81、E83 和 E84在性能、功能和內存選項方面具有可擴展性和兼容性。該系列都是基于高性能的Arm? Cortex?-M55內核，支持Arm? Helium? DSP指令集并搭配Arm? Ethos?-U55神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理器，以及Cortex?-M33內核搭配英飛凌超低功耗NNLite（一種用于加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的專(zhuān)有硬件加速器）。此外，三個(gè)系列均支持豐富的外設集、片上存儲器、強大的硬件安全功能和各種連接外設選項，包括內置PHY的USB HS/FS、CAN總線(xiàn)、以太網(wǎng)，支持與WiFi? 6、BT/BLE的連接和Matter協(xié)議等。PSOC? Edge E81 采用Arm? Helium? DSP技術(shù)和英飛凌NNLite神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )（NN）加速器。PSOC? Edge E83和E84內置Arm? Ethos?-U55微型NPU處理器，與現有的Cortex?-M系統相比，其機器學(xué)習性能提升了480倍，并且它們支持英飛凌NNlite神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )加速器，適用于低功耗計算領(lǐng)域的機器學(xué)習應用。
意法半導體在現場(chǎng)展示了其基于A(yíng)I的直流拉弧檢測（AFCI），其利用STM32H7、STM32G4和STM32H5 MCU運行了基于Cube.AI的人工智能拉弧檢測算法來(lái)實(shí)時(shí)檢測電弧故障。與傳統的AFCI的機理算法相比，在STM32上運行AI算法顯著(zhù)提高了檢測準確率，降低了誤報率。據介紹，更多在場(chǎng)數據的訓練以及STM32 AFCI 2.0算法的升級，可以使推理結果達到更高精度。
端側AI賦能廣泛的工業(yè)應用，以機械臂用例為例，深度學(xué)習技術(shù)的引入顯著(zhù)提升了機器視覺(jué)系統的性能，使得機械臂能夠理解和適應復雜的環(huán)境變化，實(shí)現更高級別的自動(dòng)化任務(wù)，如智能分揀、精密組裝等。在A(yíng)DI展臺基于機器視覺(jué)的機械臂應用，即是通過(guò)內置MAX78000邊緣AI MCU的攝像頭模組，識別物體的二維碼標簽及位置信息，進(jìn)而根據計算的規劃路徑，驅動(dòng)機械臂的馬達實(shí)現跟蹤抓取。MAX78000經(jīng)過(guò)特別優(yōu)化處理，可以在本地以超低功耗實(shí)時(shí)執行AI處理，大幅提高機器視覺(jué)、語(yǔ)音和面部識別等應用的工作效率。
同樣在工業(yè)領(lǐng)域，利用邊緣計算幫助提升效率和優(yōu)化運營(yíng)的兆易創(chuàng )新根據旗下Arm? Cortex?-M7內核的GD32H7 600MHz超高性能MCU展示了一系列的解決方案，其中，EtherCAT伺服從站應用方案采用GD32H7作為主控，伺服驅動(dòng)采用標準的CIA402協(xié)議，通過(guò)TwinCAT進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；支持輪廓位置模式（PP）、30種原點(diǎn)回歸模式（HM）和循環(huán)同步模式（CSP）；速度觀(guān)測器實(shí)時(shí)進(jìn)行速度觀(guān)測，提高了速度的平滑性和響應速度。
在Profinet工業(yè)以太網(wǎng)解決方案中，GD32H7支持更快的執行效率，內置4MB Flash和1MB SRAM，在單芯片上可運行多協(xié)議，該解決方案支持Profinet、Profibus、CANopen、Modbus、EtherNet/IP、CC-Link IE Field Basic、DeviceNet等10種從站協(xié)議以及協(xié)議轉換，并提供Keil/IAR/GCC庫，幫助用戶(hù)快速的進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
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AI主導下的數據爆發(fā)，端側數據存儲本土企業(yè)爭先
存儲技術(shù)同樣是AI發(fā)展不可或缺的組成部分，近來(lái)受AI技術(shù)的興起和汽車(chē)智能化趨勢的雙重推動(dòng)，存儲芯片需求出現了井噴式增長(cháng)，有數據顯示市場(chǎng)銷(xiāo)售額在2024年1-4月份同比飆升85.4%，DRAM和NAND閃存價(jià)格較去年同期上漲約50%，徹底扭轉了連續兩年的虧損局面。在這一背景下，本次展會(huì )上也不乏存儲企業(yè)的身影。
紫光國芯是以存儲技術(shù)為核心的產(chǎn)品和服務(wù)提供商，在現場(chǎng)帶來(lái)了其自主創(chuàng )新的嵌入式DRAM（SeDRAM）技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)3D堆疊工藝，為人工智能、高性能計算等算力芯片提供嵌入式DRAM存儲方案，實(shí)現數十TB的內存訪(fǎng)問(wèn)帶寬和數十GB的存儲容量。據了解，紫光國芯SeDRAM技術(shù)可為用戶(hù)提供“帶寬+容量”的差異化存儲組合方案。該方案采用標準IP化交付形式，完全兼容傳統的SoC設計流程，在幫助用戶(hù)縮短產(chǎn)品研發(fā)周期的同時(shí)，助力用戶(hù)的產(chǎn)品性能實(shí)現最大化提升。值得一提的是，紫光國芯還在現場(chǎng)秀出了旗下的全新國潮存儲品牌云彣UniWhen，驚艷外觀(guān)設計引得不少觀(guān)眾駐足。
在多個(gè)不同的存儲領(lǐng)域均有涉足的東芯半導體此次也是帶來(lái)了，NAND Flash、NOR Flash、DRAM、MCP等多產(chǎn)品線(xiàn)的全方位存儲芯片產(chǎn)品。據介紹，東芯半導體在SPI NAND Flash具備核心技術(shù)優(yōu)勢，其采用了單芯片設計的串行通信方案，引腳少、封裝尺寸小，且在同一顆粒上集成了存儲陣列和控制器，并帶有內部ECC模塊，使其在滿(mǎn)足數據傳輸效率的同時(shí)，既節約了空間又提升了穩定性。同時(shí)，產(chǎn)品在耐久性、數據保持特性等方面也表現穩定，不僅在工業(yè)溫控標準下單顆芯片擦寫(xiě)次數已經(jīng)超過(guò)10萬(wàn)次，在-40℃-105℃的極端環(huán)境下保持數據有效性長(cháng)達10年。
另一邊，在EEPROM存儲芯片這細分賽道頗有建樹(shù)的聚辰半導體也參與了本次展會(huì )，旗下明星產(chǎn)品車(chē)規級 EEPROM 芯片GT25A1024A也有亮相。EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲器）是一類(lèi)通用型的非易失性存儲芯片，在斷電情況下仍能保留所存儲的數據信息，可以在計算機或專(zhuān)用設備上擦除已有信息重新編程，耐擦寫(xiě)性能至少100萬(wàn)次。
據介紹，GT25A1024A是一款擁有具有聚辰自主知識產(chǎn)權的EEPROM存儲芯片，按照車(chē)規APQP流程設計，并增加了ECC (Error Correction Code) 功能，符合AEC-Q100 Grade 1（-40℃~+125℃）所定義的高可靠性。產(chǎn)品支持SPI接口下20MHz讀寫(xiě)，常溫條件下耐擦寫(xiě)次數最高可達 400 萬(wàn)次，數據可保持100年，滿(mǎn)足汽車(chē)在高溫條件下對于芯片產(chǎn)品高可靠性和高良率的需求，已廣泛應用于BMS、OBC、三電系統、域控制器等車(chē)載模塊。
03
大AI背后，底層硬件的那些微創(chuàng )新應被看見(jiàn)
在探討AI時(shí)，我們往往聚焦于其在各行業(yè)應用的革新潛力，然而AI的建設與基礎設施的完善同樣是實(shí)現這些應用的前提與基石。事實(shí)上，構建強大的AI基礎設施，涉及從底層硬件到頂層算法的全面布局，其中，電子器件如電源管理芯片、高速連接技術(shù)、精密無(wú)源元件及智能傳感器等，扮演著(zhù)不可替代的角色。高效的電源管理解決方案確保系統的穩定運行和高效能，高速互連和通信技術(shù)實(shí)現了數據的高效傳輸，而高品質(zhì)無(wú)源元件如電阻、電容和電感則提高了電路的穩定性和效率。傳感器保證采集的數據質(zhì)量同時(shí)也提高AI的預測和決策的準確性。
在本次展會(huì )現場(chǎng)就有不少此類(lèi)用于A(yíng)I基建的技術(shù)展示，例如矽力杰推出了AI服務(wù)器系統解決方案。要知道隨著(zhù)AI算力提升，先進(jìn)AI服務(wù)器性能需求持續升級，矽力杰作為半導體供應商針對此做出應對，該方案整合了矽力杰旗下的DDR5溫度傳感器SQ52912、PCIe時(shí)鐘緩沖器SQ82100、功率監控器SQ52201/5、80V電流檢測運放SQ52132/SQ52131、PLD/時(shí)序控制器SY33518C、16/12bit 8ch電壓數模轉換器SQ82968/SQ82928等，能夠有效提升AI服務(wù)器的整體效能和穩定性。
另一邊，AI相關(guān)配套硬件設施同樣在追求更高的技術(shù)標準，其中比較典型的是散熱和供電方案的演進(jìn)。隨著(zhù)IT設備單機功率的大幅度增加，傳統風(fēng)冷需要結合液冷以更好的解決高功率密度的散熱問(wèn)題，單獨供電轉向集中式供電并提高電壓來(lái)增加效率，降低損耗。根據Allegro在現場(chǎng)的工程師介紹，Allegro的單芯片、小尺寸電機驅動(dòng)器IC可減小用于冷卻最新一代服務(wù)器的三相風(fēng)扇的尺寸并提高其效率。Allegro的無(wú)損電流傳感器IC被用來(lái)提高服務(wù)器電源的效率。Allegro的100V BCD 晶圓工藝技術(shù)和電隔離電流傳感器獨特地適用于更高電壓的操作。
TDK則展示了在數據采集相關(guān)的傳感器解決方案，其中最引人矚目的是一款六軸IMU（慣性測量單元）傳感器。據了解，該IMU傳感器整備應用在運動(dòng)領(lǐng)域，能夠實(shí)時(shí)反饋球的旋轉角度和踢球力度，為運動(dòng)員提供即時(shí)分析，助力技術(shù)提升。特別是在足球訓練中，它能夠幫助運動(dòng)員精確掌握射門(mén)技巧，通過(guò)持續練習，提高射門(mén)準確率至左上角等特定區域?，F場(chǎng)工程師表示，這款傳感器目前正被應用于歐洲杯官方足球中，以實(shí)現亞厘米級別的位置追蹤，顯著(zhù)提升了比賽的公正性和運動(dòng)員的訓練效果。
村田也一直秉持著(zhù)高品質(zhì)的元器件則成為支撐新技術(shù)持續創(chuàng )新的基礎，在本次展會(huì )上秀出了旗下全套從AC側到IC側的高可靠性高效率電源解決方案，包括鈦金效率標準CRPS電源，針對高功率節點(diǎn)需求的1.5KW ?磚電源等高效、高功率的模塊電源產(chǎn)品適用于工業(yè)、數據中心等場(chǎng)景。以及包括用于數據中心的電容解決方案，GRM系列、NFM系列、PAC系列和LLL系列等。
在被動(dòng)元件方面，隨著(zhù)AI設備向小型化、低功耗方向發(fā)展，對元件的尺寸、功耗和性能提出了更高要求。尤其是數據中心內部的服務(wù)器、存儲系統和網(wǎng)絡(luò )設備需要高可靠性、高密度和低損耗的電容解決方案，以確保數據處理的連續性和效率。風(fēng)華高科旗下的MLCC產(chǎn)品，憑借其先進(jìn)的材料科學(xué)和制造工藝，能夠提供出色的電性能和穩定性，在高頻環(huán)境下依然保持優(yōu)異的濾波和電源去耦功能，這對于數據中心服務(wù)器的高密度布板和高速數據傳輸至關(guān)重要。
另一方面，數據中心通常包含大量的服務(wù)器、存儲設備、網(wǎng)絡(luò )設備等，這些設備在運行過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的熱量。而過(guò)溫保護系統實(shí)時(shí)監測和智能調控，能夠有效預防和應對過(guò)熱風(fēng)險。在該領(lǐng)域，興勤電子展示了多種創(chuàng )新的溫度傳感器、壓敏電阻器、熱敏電阻器等保護元件，包括溫度傳感器NTSE/NTSA系列，PTC熱敏電阻PPL系列等等。
現場(chǎng)的盛況不僅限于展臺前的門(mén)庭若市，會(huì )議區的氛圍更是熱火朝天。來(lái)自世界各地的行業(yè)翹楚、前沿學(xué)者以及思想領(lǐng)袖匯聚一堂，他們以共同的激情與追求為紐帶，在工業(yè)物聯(lián)，智領(lǐng)未來(lái)——AIoT創(chuàng )新應用論壇、2024智能制造賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇、新能源三電關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新論壇、2024國際電機驅動(dòng)與控制技術(shù)論壇、2024算力技術(shù)創(chuàng )新發(fā)展生態(tài)大會(huì )、國際連接器創(chuàng )新論壇、2024第三代半導體技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng )新發(fā)展論壇等多元化的論壇上，展開(kāi)了一場(chǎng)場(chǎng)智慧的交鋒與思想的碰撞。
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