硬科技“四重奏”

作者:毛爍

硬科技,是未來之下的冷靜脈搏,也是生活之上的智慧靈魂。它賦予汽車“眼睛”和“心臟”,讓出行更懂人意;讓智能終端變得有溫度、可感知......在看似冰冷的芯片和傳感器背後,蘊藏着對人類體驗的無限延展——從自主決策的設備到高效節能的驅動,每一項技術都是生活與科技共生的印證。硬科技的本質,在於讓未來既有速度與力量,也有溫度與智慧。

然而,在瞬息萬變的產業浪潮中,週期的更迭猶如迷霧籠罩,想要看清硬科技的核心脈絡,唯有迴歸技術根基,捕捉創新火花,聚焦細分領域的真實與初心。秉持這一信念,E維智庫開啓“第12屆中國硬科技產業鏈創新趨勢峰會”攜手百家媒體,推動中國硬科技產業鏈的深度思考。

“眼與心” 開啓汽車馭智之變

ams-OSRAM:“光與智”之“眼” 變革汽車智能交互與個性化體驗

當你坐進一輛智能汽車,按下啓動鍵,車內燈光亮起的一瞬間,是否想過這些光源背後的科技?現代汽車照明早已超越了簡單的燈泡,成爲半導體科技的秀場,而艾邁斯歐司朗正站在這場秀的前排。

艾邁斯歐司朗高級市場經理羅理將LED比作智能汽車的“眼睛”。他說:“如果把智能汽車看作一個大腦,LED就是智能的眼睛,是整個AI大腦和終端用戶(駕駛員、乘坐者和道路使用者)之間交互的媒介。”如今,隨着新能源汽車和智能駕駛技術的崛起,汽車照明的角色已從單純的道路照明演變爲智能化的交互媒介,不僅要亮得更遠,還要與駕駛員和環境“對話”。

艾邁斯歐司朗高級市場經理 羅理

羅理介紹,EVIYOS® 2.0是一款結合光子與電子技術的智能LED,提供了25,600個獨立控制的微米級像素點。每個燈點都能自主控制亮滅,智能判斷是否避開行人和車輛,避免眩光,從而提升夜間駕駛的舒適與安全。

來源:ams-OSRAM

在車內,OSIRE® E3731i智能氛圍燈則將功能性照明升級爲情感交互工具。“我們要把汽車營造成除了家和辦公室以外,另一個你願意待着的場景。”羅理提到。OSIRE® E3731i通過智能RGB燈讓車內燈光與音樂節奏同步,或根據用戶的情緒變化調節光色,打造真正的“第三生活空間”。

SYNIOS® P1515則通過360°輻射的側發光LED將複雜照明組件簡化爲緊湊高效的設計,降低了成本並保持了高質量的光效表現。羅理強調:“我們在積極響應中國市場的需求,通過紮根本土的技術創新,將中國製造的半導體技術推向全球市場。”

來源:ams-OSRAM

從前沿的μLED到智能氛圍燈,艾邁斯歐司朗用半導體科技將汽車照明推向智能化和個性化。車燈的進化是科技與藝術的碰撞,艾邁斯歐司朗的產品正用光與科技講述汽車未來的故事,成爲智能駕駛中不可或缺的一部分。

清純半導體:SiC 爲新能源汽車裝上"超能心臟"

如果說照明是智能汽車的“眼睛”,那麼新能源汽車的驅動系統就是它的“心臟”。在新能源汽車蓬勃發展的背景下,SiC(碳化硅)技術逐漸成爲引領車載電驅和供電電源領域的重要突破口。清純半導體市場經理詹旭標指出,新能源汽車在過去幾年取得的快速增長。

清純半導體市場經理 詹旭標

目前,新能源汽車市場的增長,和十幾年前的光伏行業的發展極爲相似,未來市場的爆發潛力巨大。隨着2023年中國新能源汽車銷量達到了950萬輛,市佔率超31.6%,預計2024年這一數字將繼續攀升至1200-1300萬輛,佔全球市場的60%。詹旭標提到:“今年的市場份額達到60%,明年是否能增長到65%,甚至75%、80%,這些都是非常令人期待的。”

在這種趨勢下,在新能源汽車蓬勃發展的背景下,SiC(碳化硅)技術逐漸成爲引領車載電驅和供電電源領域的重要突破口。新能源汽車在過去幾年取得的快速增長,預示着未來SiC的應用將繼續深化,特別是在提升續航里程、降低充電時間等方面,SiC MOSFET正扮演着不可或缺的角色。

“尤其是1200V SiC MOSFET器件在主驅應用中的使用,顯著提升了整車性能。這也預示着未來SiC的應用將不斷深化,特別是在提升續航里程和降低充電時間等方面,SiC MOSFET正扮演着不可或缺的角色。”詹旭標強調說,相比傳統硅基IGBT方案,SiC MOSFET能夠降低多達70%的能量損耗,增加5%的續航里程。在解決補能焦慮方面,通過隊醫高功率充電的利用,有望在2025年實現15分鐘充電至80%的電量。這些技術優勢爲新能源車主提供了更高效、更便捷的體驗。”

除了在主驅上的應用,SiC技術也開始在充電樁領域得到廣泛應用。據統計,2024年充電樁市場規模已達到25億人民幣,充電模塊中SiC器件的應用進一步降低了充電損耗,提升了整體效率。目前國內汽車充電樁保有量約爲900-1000萬個,按照2030年目標,汽車保有量將達到6000萬輛,車樁比達到1:1,這意味着未來4-5年將新增5000萬個充電樁。“充電樁市場是除主驅外最爲活躍的領域之一,SiC器件在DC-DC和PFC應用中起着關鍵作用。”詹旭標說。

然而,SiC技術的產業化同樣面臨嚴峻挑戰。詹旭標坦言:“目前,國際市場仍由海外廠商主導,像Wolfspeed和英飛凌等公司正在加速擴充產能,而國內企業在產能擴展和技術開發上還顯得分散。”Wolfspeed計劃投入65億美元擴充產能,英飛凌的總投資也達到50億歐元。相比之下,國內廠商的投入仍顯不足,且市場份額分散,尚未形成統一的力量。

然而,清純半導體正通過一年一代的產品迭代策略,逐漸縮小與國際巨頭的差距。目前,清純半導體的第二代產品已達到與國際水平持平的2.8mΩ,第三代產品預計將在今年達到2.4mΩ。詹旭標表示:“我們通過更加嚴苛的測試標準和高溫考覈,確保產品的可靠性達到甚至超越國際標準。這些努力得到了市場的認可,目前清純半導體在市場上銷售了400萬顆MOSFET,產品失效率低於1PPM。”

來源:清純半導體

對於國內SiC器件技術的最新進展和發展趨勢詹旭標直言道:“目前國內SiC產業鏈已日趨完善,從材料、輔材、襯底、外延、加工設備到設計、代工,基本上都已經實現了較爲完整的配套,每個細分領域都有代表性企業。我們的技術水平與國際頭部企業的差距已經非常小,且是可以接受的差距。”

對標國際,清純半導體的技術路以一年一代的節奏快速迭代,從第一代的3.3mΩ到第二代的2.8mΩ,再到2024年即將發佈的2.4mΩ,與國際巨頭的最先進技術水平相媲美。“我們在相同的驅動、相同的參數下,對比國際廠商的產品,串擾抑制能力和振盪控制方面表現更優。”詹旭標說

他進一步提到:“我們的目標是在同樣的條件下,降低開關損耗35%-40%,提升整體效率。同時,在可靠性測試方面,我們也進行了大量加研,例如高壓H3TRB測試、負柵偏壓體二極管重複浪涌等,確保產品能夠在嚴苛的應用場景下穩定運行。”

在產業發展趨勢方面,詹旭標指出:“未來的方向在於大尺寸、低缺陷的SiC襯底及外延製備,降低成本並提升良率。同時,溝道遷移率的研究是需要進一步加強的,這對於提升整體技術水平至關重要。”他還提到:“國際芯片供應商主導供應鏈的局面將逐漸改變,國內市場的國產替代在未來幾年將持續推進,國際與國內企業通過優勢互補,實現更強的聯合。

端側AI 解鎖智能新機遇

飛凌微:端側SoC實現車載智能視覺升級

在智慧出行和智能駕駛領域,端側AI的應用不僅推動了實時數據處理和決策的效率,還爲車輛帶來了更安全、高效的行駛體驗。然而,爲了真正實現這種智能化,還需要更強的視覺處理和感知能力來應對複雜的路況和環境。

近年來,半導體行業飛速發展,特別是在車載應用領域,端側計算需求呈現爆發式增長。隨着汽車逐步走向智能化和電動化,芯片的重要性日益凸顯,車載半導體市場也變得炙手可熱。尤其是端側AI芯片,通過將計算能力直接部署在設備中,不僅提升了實時響應能力,還有效解決了數據傳輸中的延遲和隱私問題。這一趨勢正在重塑傳統的汽車電子架構,推動汽車芯片從單一功能向集成化、多樣化演進,加速實現更智能、更高效的出行體驗。

正是在這樣的技術趨勢下,飛凌微推出了其M1智能視覺處理芯片系列,旨在進一步提升端側視覺感知的性能與可靠性。飛凌微首席執行官邵科表示,M1系列產品結合了高性能圖像傳感器與輕量級AI算力,重新定義了端側視覺感知的能力。該系列包括一款高性能ISP芯片和兩款輕量級SoC芯片,能夠實現車載視覺的實時預處理,減少對中央計算資源的依賴,讓車輛感知變得更爲高效可靠。

飛凌微首席執行官 邵科

飛凌微的M1 Pro和M1 Max兩款芯片正是這一趨勢的代表作。例如,M1 Pro可以用於駕駛員監控系統(DMS),實時識別駕駛員的疲勞狀態;而M1 Max則支持多攝像頭輸入,使得車內監控和乘客狀態識別更爲全面。這些技術突破,不僅提升了智能汽車的安全性,還爲車內娛樂和整體用戶體驗的提升提供了更多可能性。

來源:飛凌微

對於可靠性要求極高的汽車等場景而言,端側AI芯片需要具備高算力、低功耗和嚴格的功能安全標準。飛凌微憑藉對市場需求的精準洞察和不斷的技術創新,正在智能駕駛領域佔據獨特優勢。從電子後視鏡到車載DMS和OMS,飛凌微的端側AI方案不僅在保障駕駛安全,也在爲未來的智慧出行描繪更廣闊的圖景。

“未來,隨着法規逐步落地與市場的不斷擴展,端側AI在車載場景中的應用將會愈加普遍。”邵科坦言,而在這一進程中,飛凌微的M1系列等高性能端側芯片,將成爲汽車智能化的重要推動力,助力整個半導體行業邁向新的高峰。

安謀科技:NPU 解鎖智能終端更多可能

除了在車載智能領域的廣泛應用,端側AI的技術優勢更是在智能終端設備中加速擴展。

“未來的AI大模型將不再單一依賴於雲端,端側與雲端的協同將成爲新的發展方向。端側設備在處理實時數據和保障用戶隱私方面具有顯著優勢,而云端則提供更強大的計算能力和深度學習模型支持。”安謀科技的產品總監鮑敏祺如是說。

安謀科技產品總監 鮑敏祺

其實,端側AI面臨的主要挑戰在於算力、帶寬和功耗的限制。端側設備通常缺乏與雲端相媲美的存儲帶寬和計算資源,但用戶對實時響應的需求卻日益增長。鮑敏祺強調,“在使用智能手機進行圖像識別和信息處理時,2秒以內的反饋是用戶能夠接受的合理時間。”

NPU(神經網絡處理器)的發展爲端側智能設備帶來了新的機遇,使得設備具備更強的計算能力,能夠實現實時性、個性化和數據隱私的兼顧。例如,智能手機中的端側NPU可以幫助用戶實時進行物體識別、文本總結等任務,而無需依賴遠程服務器,從而提高響應速度並保護用戶數據隱私。

來源:安謀科技

鮑敏祺指出,安謀科技的“周易”NPU通過優化計算架構和資源調度,提升帶寬利用率和算力效率,確保了在低帶寬、高功耗限制下的高效AI計算。

安謀科技的“周易”NPU通過增強對Transformer等大模型的支持,使得多模態輸入成爲可能,包括語言、圖像和視頻等不同形式的人機交互。這種多模態的發展趨勢預示着端側AI將不僅限於傳統的語音助手,還將滲透到更多智能化應用場景中,如可穿戴設備、智能家居、車載系統等,實現更自然和豐富的交互體驗。

在智能汽車領域,端側AI的應用也日益廣泛。“周易”NPU具備極高的可擴展性,可以應對從信息娛樂系統到高級駕駛輔助系統(ADAS)的多樣化需求。通過異構計算策略和混合精度量化技術,NPU在提升算力的同時,大幅度降低了功耗,使得智能汽車能夠實現更加智能的實時交互和決策。

端側AI的發展離不開生態系統的建設。從目前國內外主要廠商的佈局來看,端側NPU逐步成爲智能設備的核心組件,各大廠商如OPPO、VIVO、小米、榮耀、華爲等都在積極推進大模型在端側的應用。鮑敏祺提到,端側AI的實現不僅需要硬件的突破,還需要軟件和算法的不斷優化,以適應不同場景下的需求,推動AI從雲端走向每一個終端。

“未來,端側AI將通過更高效的NPU設計,與雲端AI形成互補,共同推動智能設備的廣泛應用,讓每一個終端設備都成爲用戶的智能助理,真正實現科技與生活的深度融合。”鮑敏祺說。

讓新一代通信技術在消費電子中落地

對於在手機和汽車等消費電子產品中而言,除了端側AI,其集成度與小型化也是重要趨勢。此外,隨着通信時代的到來,消費電子產品不僅需要更快的通信速度,還需要在射頻、UWB、傳感器等細分領域不斷創新,推動下一代移動設備的整體進化。

Qorvo作爲全球領先的連接和電源解決方案供應商,深耕射頻領域二十多年,近年來逐步拓展至電源領域,開發出集成方案,不斷提升射頻前端的性能與緊湊性。Qorvo中國高級銷售總監江雄指出,Qorvo的新一代集成方案不僅節省了50%以上的射頻前端尺寸,還大幅提高了功耗效率,爲移動設備提供了更大的電池空間和更長的續航時間,這些創新使Qorvo在市場上得到了廠商的青睞。

Qorvo中國高級銷售總監 江雄

在提升射頻前端集成度的同時,Qorvo也在探索UWB技術的更多應用”。UWB不僅在智能手機中擴展了定位和數據傳輸功能,還在汽車鑰匙、安全系統等場景中憑藉其高精度和高安全性脫穎而出。例如,UWB可以實現車內活體檢測,防止兒童被遺忘在車內等,解決了現實生活中的痛點。此外,UWB還被用於Hi-Fi音響和遊戲手柄中,提供更快的數據傳輸和更低的延遲,這些豐富的應用場景展示了UWB在未來的廣泛潛力。

來源:Qorvo

而在傳感器方面,Qorvo的壓力傳感器也爲人機交互帶來了新的突破。新款蘋果iPhone16的AI按鍵就使用了Qorvo的新型傳感器,這種傳感器不僅尺寸小、功耗低、靈敏度高,還具備優秀的防水防油能力,廣泛應用於智能穿戴、家電和汽車等場景,爲用戶提供更炫酷的操作體驗。江雄舉例,某款汽車已搭載了28顆傳感器,顯著提升了人機交互的流暢度與多樣性。

通過不斷的技術積累與創新,Qorvo致力於爲客戶提供從硬件到軟件的一體化解決方案,江雄稱,Qorvo不僅具備領先的硬件集成能力,還在軟件側爲客戶提供系統力學仿真和機電模型等支持,確保產品在不同應用場景中表現優異。這些技術創新與完善的解決方案,不僅滿足了中國市場對性能和性價比的雙重需求,也加速了新一代通信技術在消費電子中的落地應用。

新一代FeRAM 演繹“速度、可靠、綠色”決勝場

“戰場”來到存儲器領域,在這個競爭激烈的市場,對一市場而言,誰能抓住速度、可靠性和綠色的三重優勢,誰就能佔據未來的制高點。事實上,當前存儲器行業面臨兩大核心挑戰:一是容量和速度的瓶頸,二是高可靠性與高頻寫入的需求。而FeRAM的創新正是爲這些挑戰而生的。

來源:RAMXEED

FeRAM(鐵電隨機存取存儲器)作爲一種非易失性存儲器技術,在斷電時不會丟失內容,具有高速、高密度、低功耗和抗輻射等優點。FeRAM的獨特優勢在於無需電池的特性,這極大地減少了維護成本和複雜度。傳統的NOR Flash和EEPROM相比,FeRAM採用覆蓋寫入,寫入速度可達到納秒級,讀寫耐久性高達10^14次,大幅提升了存儲可靠性。這些優勢讓FeRAM在智能電網、工業自動化、新能源汽車等需要實時寫入和數據保護的應用中表現尤爲出色。

RAMXEED(原富士通半導體)總經理馮逸新坦言:我們一直堅持開發高可靠性、高性能的存儲器解決方案,FeRAM就是我們多年積累的成果。它的高耐久性、低功耗和快速寫入特性,完美契合了市場對實時數據存儲和高頻寫入的需求。”

RAMXEED(原富士通半導體)總經理 馮逸新

作爲存儲“老兵”,RAMXEED的FeRAM產品在市場上已經深耕了二十餘年,並取得了顯著成績。從智能電錶到新能源汽車的管理系統,從助聽器到工業自動化設備,FeRAM以其無電池特性和超高可靠性,在各個行業中不斷突破,滿足了市場對低功耗、高效存儲的迫切需求。在歐洲,傳統的磁式旋轉編碼器需要頻繁更換電池,而FeRAM憑藉內置二進制計數器和低功耗特性,實現了真正的無電池設計,極大減少了維護成本和複雜度。

“我們在FeRAM的研發上付出了巨大的努力,特別是在提升容量和速度方面。我們不僅希望FeRAM在現有的應用場景中繼續發光發熱,也期待它能在未來的智能製造和新能源等領域中找到更多用武之地。RAMXEED將繼續推進FeRAM的技術創新,以滿足市場不斷演變的需求。”馮逸新分享道

從趨勢來看,如今的存儲器市場正在向更高效、更綠色的方向邁進。智能電網、工業自動化和新能源汽車等領域的飛速發展,正推動市場對高速、低功耗、耐高溫存儲解決方案的需求持續增長。FeRAM正好迎合了這一趨勢,它的無電池特性、低功耗和高讀寫耐久性,爲實現更綠色、更可持續的技術提供了可能。未來,隨着FeRAM容量和速度的進一步提升,有望在更多場景中發揮重要作用。

RAMXEED的未來發展規劃也展現出其在存儲市場中的前瞻佈局。馮逸新透露,RAMXEED計劃通過開發Quad SPI(四線SPI)等新產品,進一步提升FeRAM的性能和容量,以應對市場對高性能存儲的迫切需求。“這些技術升級不僅拓展了FeRAM的應用範圍,也使其在智能製造、樓宇自動化、物聯網等新興領域具備更強的競爭力。”