
深圳特区成立40周年之际,首届慕尼黑华南电子展在深圳国际会展中心举办。期间芯师爷专访了全球电子产业链的近20家领先企业、潜力企业的领袖及高管,特别推出“慕名而来·圳好”专题报道,与众多业内人士共同探讨全球电子产业趋势、中国半导体发展和技术创新等热点焦点话题。
本文为芯师爷专访极海半导体资深产品总监王超实录。王超,极海半导体资深产品总监,拥有近20年芯片原厂市场及产品规划经验,曾在ST(意法半导体)、NXP(恩智浦)等企业MCU部门长期任职。
珠海极海半导体有限公司(以下简称:极海半导体) ,是艾派克微电子旗下全资子公司。极海半导体具有20年的集成电路芯片设计经验,现产品涵盖32位工业级通用MCU,低功耗蓝牙芯片以及工业物联网SoC-eSE大安全芯片产品与方案。
采访实录
1、您对慕尼黑华南电子展的初印象是什么?
极海半导体资深产品总监王超:
慕尼黑华南电子展在深圳虽是首次开展,但其实在电子行业内闻名已久,慕尼黑电子展在行业内的影响力以及展会策划能力是值得信赖的。所以这一次就先祝本次电子展完圆满成功。
2、本次参展极海半导体带来了哪些新的产品展示?请介绍下它们的性能特色、主要优势等。
极海半导体资深产品总监王超:
关于新产品, 极海这次带来了两个系列产品,一是通用32位MCU系列;二是针对于高端工业物联网领域的大川GS系列
32位通用MCU系列中,极海推出了工业级扩展型APM32F072xB和工业级增强型APM32F051x8系列MCU新品。
这两款MCU采用全新的制造工艺,新增电容触摸功能和HDM CEC接口,可精准识别触控输入指令,满足高级控制应用需求,实现了比市场主流竞品低50%的超低运行功耗、高1倍以上的Flash擦写速度。
另外我们今年还推出了5款针对高端工业物联网领域的大川GS系列SoC-eSE大安全芯片。这个系列产品全系列产品都是基于国产平头哥玄铁CPU,支持双核、4核到7核的多核异构架构,符合国密二级标准,并采用国内领先水平的嵌入式eSE安全单元技术,具备全方位一体的安全防护能力,相比市面上较多的独立安全芯片方案,大川eSE单芯片SoC方案具有更高集成性、更低功耗和更高安全性。
3、极海半导体成立的契机是什么?目前极海半导体的产品布局是怎样的?
极海半导体资深产品总监王超:
极海半导体前身是艾派克微电子2015年成立的物联网芯片事业部,经过了4年的内部孵化,为顺应物联网的行业的蓬勃发展,于2019年12月正式成立为独立运营公司。
其实当公司业务做大,需要扩增规模进入下一个领域的时候,大多都会采用这种矩阵形式来经营管理,成立独立公司有助于子公司的业务灵活运营,便于激励和业绩考核。
目前母公司艾派克更聚焦于打印机及打印机周边芯片开发,极海的主营业务主要在打印行业以外,现 产品涵盖32位工业级通用MCU,低功耗蓝牙芯片以及工业物联网SoC-eSE大安全芯片产品与方案。
4、截止当前,极海半导体的MCU系列产品在技术和市场上有何新发展?
极海半导体资深产品总监王超:
在市场方面,极海 APM32系列MCU自2019年量产发布以来,已广泛应用于消费电子、智能家居以及医疗设备领域。且极海已经通过IEC61508认证拓展至工业领域, 与国内工业智能制造的标杆企业建立了密切合作 ,为工控核心设备提供高安全、高可靠性国产MCU产品方案。目前极海已经在定义和设计M4和M7内核的中高端MCU。未来,极海还将布局高价值、高门槛的车规MCU市场,实现MCU领域的全行业覆盖。
从技术上来说,极海的产品有以下几个优势:
1)稳定可靠 :全系列产品工作温度覆盖-40 ~+105 ,ESD等级高达8KV,抗干扰性强,可满足严苛工作环境需求。
2)可移植性好 :有助于客户降低芯片替代成本,缩短产品开发时间,加速产品上市。
3)安全性高: 已通过中国IEC61508和USB-IF认证,并支持工业级MCU+安全芯片产品组合,符合工业和车用高可靠性标准,目前正在申请德国相关认证。
4)定制能力强 :基于极海多年的产品开发经验,极海能满足客户多种内核、多种架构的SOC的定制需求。
5、近两年国产MCU发展得比较快,市场出货量不断攀升,您如何看待现在的国产MCU市场?
极海半导体资深产品总监王超:
目前5G新基建、人工智能以及物联网万亿级市场的持续发展,为国产MCU带来了广阔的市场空间。另外,中美贸易战也催化了芯片国产替代进程,在内外因素的双重影响下,国产MCU迎来了新一波快速发展的机遇。
但值得注意的是,国产MCU虽然在加速发展,但目前来说主要集中在中低端应用领域,高端市场仍被国外厂商占据主导地位。
6、在未来的规划中,极海半导体的MCU将在哪些方面加强产品优势,增强市场竞争力?
极海半导体资深产品总监王超:
从极海来说,未来一方面将加大MCU芯片研发投入和技术创新力度,为客户提供更低功耗、高更性能、更高稳定性和性价比的产品。极海将在2021年年底推出基于M4内核的中高端产品,基于M7内核的芯片也在积极筹备中,意向客户们也可以找极海多交流。
另外, 针对高端工控领域,我们将推出工业级 MCU+安全 芯片的产品组合策略;针对消费电子领域,我们将提供基于 MCU+蓝牙、MCU+传感器、MCU+WIFI、MCU+认证 等方案,为市场提供更多面向不同场景的定制化方案。
7、 极海半导体的大川系列是安全芯片,您认为芯片设计该从哪些方面保障物联网的安全?
极海半导体资深产品总监王超:
极海大川GS系列安全芯片设计是从以下3个方面去保障物联网的安全性:
一是芯片的安全化+可靠容错设计 :通过构建可信执行环境和可定制化的硬件机制,保障物联网安全资源的机密性和完整性。
二是采用高集成度的eSE嵌入式芯片设计 :以安全子系统是作为单芯片内嵌模块,可实现多位一体的安全防护,这样能有效保障芯片器件自身安全以及物联网数据信息安全。
三是多核异构芯片设计 :采用全国产平头哥玄铁CPU,可提供双核、4核至7核的灵活混编CPU内核设计,具备“业务应用加速与安全防护”双重优势,支持物联网特定领域的专用IP定制。
8、现在市场如何看待物联网的安全问题?
极海半导体资深产品总监王超:
随着物联网万亿级市场的持续发展,像用户的数据被窃取,终端的设备遭到非法地 *** 控等安全威胁也越来越多地暴露出来。这样一来保障物联网数据传输、设备连接过程中的信息安全,对于稳定有序的互联时代的发展至关重要。
尤其是国际贸易争端加剧,现在 越来越多的国内企业开始关注和重视物联网安全问题,并且急切 的 寻求安全的国产芯片替代方案。 所以极海除了刚才提到的大川GS系列安全芯片,未来还将不断推出专注于物联网安全的产品和方案。
9、您对明年慕展有什么期望?是否会继续参会?
2021年我们会继续支持慕尼黑华南电子展。同时也期待我们在展会上能不断提升品牌知名度,收获更多优质客户。
易车讯 2021年9月17日——英飞凌科技股份公司今日宣布,其位于奥地利菲拉赫的300毫米薄晶圆功率半导体芯片工厂正式启动运营。这座以“面向未来”为座右铭的芯片工厂,总投资额为16亿欧元,是欧洲微电子领域同类中最大规模的项目之一,也是现代化程度最高的半导体器件工厂之一。欧盟委员Thierry Breton、奥地利总理Sebastian Kurz、英飞凌科技股份公司首席执行官Reinhard Ploss博士、英飞凌科技奥地利股份公司首席执行官Sabine Herlitschka博士共同出席了新工厂的开业庆典。
着眼于通过增效减排来实现长期盈利性增长,英飞凌早在2018年就宣布新建一座芯片工厂,用于生产功率半导体器件(高能效芯片)。英飞凌首席执行官Reinhard Ploss博士表示:“新工厂是英飞凌发展史上的又一重要里程碑,其启动运营对于我们的客户来说也是重大利好消息。由于全球对功率半导体器件的需求不断增长,当前正是新增产能的最好时机。过去几个月的市场形势已经清楚地表明,微电子技术至关重要,几乎涵盖了生活的各个领域。随着数字化和电气化进程的加快,我们预计未来几年全球对功率半导体器件的需求将持续增长。新增产能将帮助我们更好地为全球客户提供长期的优质服务。”
全球芯片市场的形势表明,投资于创新技术对于未来发展而言非常重要。在当今世界,微电子技术是占据主导地位的关键技术,数字化领域的相关研发、系统和技术均以此为基础。在业内,英飞凌的产能扩张对于维持全球供应链稳定具有里程碑式的意义。
首批产品目前正在出货
经过三年的准备和建设,新工厂于8月初投产,比原计划提前了3个月。首批晶圆将在本周完成出货。在扩大产能的第一阶段,所产芯片将主要用于满足汽车行业、数据中心、以及太阳能和风能等可再生能源发电领域的需求。在公司整体层面,新工厂有望为英飞凌带来每年约 20 亿欧元的销售额提升。
菲拉赫工厂生产的半导体将用于多种应用。 因此,新工厂将使英飞凌能够服务于电动汽车、数据中心以及太阳能和风能领域对功率半导体不断提升的市场需求。从数字上来看,规划的工业半导体年产能将能够满足发电量总和约1,500 TWh的太阳能系统之所需,而这约是德国年耗电量的三倍。
英飞凌科技奥地利股份公司首席执行官Sabine Herlitschka博士表示:“这项投资表明,在竞争激烈的微电子领域,欧洲有能力成为极具吸引力的生产基地。通过这项投资,我们也树立了全新的标杆。菲拉赫新厂生产的高能效芯片,将成为推动能源转型的核心力量。通过新工厂,英飞凌正在为《欧洲绿色协议》(European Green Deal)目标的实现乃至为全球的低碳节能发展做出积极贡献。我们已经做好了面向未来的准备!”
高能效芯片助力打造绿色环保产品
多年来,英飞凌的产品一直在为提高能源效率乃至气候保护做出贡献。作为英飞凌全球功率半导体的专业核心,菲拉赫工厂在这些解决方案中发挥着重要作用。这些高能效芯片可以智能地控制电源开关,可以显著降低诸如家用电器、LED照明设备和移动设备等众多应用的能耗,从而最大限度地减少碳排放。例如,现代半导体器件能够将冰箱的能耗降低40%,将建筑照明的能耗降低25%。得益于菲拉赫工厂的产品组合,采用新生产设施所生产的产品能够减少超过 1300 万吨的二氧化碳排放。这相当于欧洲 2000 多万居民产生的二氧化碳量。
高效节能的工厂
在菲拉赫工厂的建设过程中,英飞凌特别注意进一步改善能源使用状况:通过冷却系统的废热智能回收利用,能够满足工厂80%的供暖需求,每年减少约2万吨二氧化碳排放。另外,废气净化系统的广泛使用,让直接排放几乎为零。
在可持续生产和循环经济方面的另一重要里程碑,是绿氢的生产和回收。自2022年初开始,生产过程中所需的氢气将直接在菲拉赫工厂利用可再生能源来制备,从而消除原生产和运输环节中的二氧化碳排放。绿氢在用于芯片生产后将被回收,为公交巴士提供动力。这一双重使用绿氢的项目在欧洲是独一无二的。通过这些举措,菲拉赫新厂正在发挥重要作用,大力推动英飞凌在2030年实现碳中和目标。
高度现代化的芯片工厂将欧洲的两个生产基地连接在一起,形成了一个巨型工厂
新工厂的总占地面积约为6万平方米,产能将在未来4到5年内逐步提升。工厂运营所需的400名高素质专业人士中,有三分之二已经到岗。
该工厂是世界上最现代化的芯片工厂之一,依靠的是全自动和数字化。作为“学习型工厂”(learning factory), 人工智能解决方案将广泛用于预测性维护。联网化的工厂将能够基于大量的数据分析和模拟,提早预知何时需要维护。
在自动化和数字化的基础上,英飞凌百尺竿头,更进一步。英飞凌科技股份公司管理委员会成员兼首席运营官Jochen Hanebeck表示:“英飞凌现在有两座用于生产功率半导体器件的大型300毫米薄晶圆芯片工厂,一座位于德累斯顿,另一座位于菲拉赫。两座工厂基于相同的标准化生产和数字化理念,使得我们能够像控制一座工
厂一样,来控制两座工厂的生产运营,不仅进一步提高了产能,而且能够为客户提供更高的灵活性。这是因为,我们能够在两座工厂之间迅速调整不同产品的产量,从而更加快速地响应客户需求。这两家工厂实质上“合体”成为同一个巨型虚拟工厂,成为英飞凌在300毫米制造领域树立的新标杆,能够进一步提高资源和能源使用效率、优化环境足迹。
全球300毫米薄晶圆技术和功率半导体领域的开拓者
芯片在300毫米薄晶圆上进行生产制造,而薄晶圆的厚度只有40微米,比人的发丝还要细。菲拉赫是英飞凌功率半导体的专业核心,长期以来一直是公司生产制造网络中一个非常重要的、具有创新性的基地。约十年前,英飞凌在这里成功开发出了在300毫米薄晶圆上生产功率半导体的技术,并于近几年在德累斯顿工厂实现了全自动化批量生产。由于晶圆直径较大,这种技术的使用带来了显著的产能优势,并降低了资本开支。
电动 汽车 成为碳化硅技术创新重要平台
在未来十年, 汽车 产业将逐渐完成从内燃机向电动化的转变,新能源 汽车 市场将取得高速发展。这极大推动了SiC等市场的发展与技术创新。在谈到技术创新趋势时,Jean-Marc Chery表示,从最终应用模块、芯片制造工艺,到晶圆外延层和原材料等多个层面,第三代半导体都有着大量的创新发展空间。
“我们一方面在模块层面进行技术改进,电动 汽车 特别是与SiC相关的车用场景对改进逆变器、车载充电机和DC/DC变换器性能的要求十分强烈。另一方面,在制造工艺层面,我们量产的第三代SiC采用平面制造技术,已累计生产了成千数万片片晶圆,积累了大量的研制经验。我们的用户都能受益于这种可靠且高性能的第三代技术。同时我们也在开发第四代制造技术,并计划不断提高MOSFET的高应力和电气性能。”Jean-Marc Chery表示。
“原材料和外延层方面也是实现碳化硅技术发展的重要环节。意法半导体两年前收购了 Norstel公司,填补了6 英寸晶圆的制造技术。试验结果证明,我们的产品技术性能高于竞争对手。最近,我们还交付了首个8英寸碳化硅晶圆,并计划在8英寸碳化硅晶圆上率先制造测试二极管,进行MOSFET流片和测试。” Jean-Marc Chery说。
电动 汽车 的应用与发展已成为碳化硅等第三代半导体技术创新的重要平台。Jean-Marc Chery表示,从应用模块、芯片制造工艺,到晶圆外延和材料,ST将成为为数不多的供应链完全垂直整合的半导体公司之一。这种全垂直整合的发展模式对供应链的掌控与在市场中的竞争都是一个重要的优势。
特斯拉Model 3是第一个采用碳化硅功率器件的电动车车型,据悉采用的就是来自意法半导体的650V SiC MOSFET器件。相比Model s/x上采用的IGBT,SiC MOSFET能带来5% 8%的逆变器效率提升,对电动车的续航能力有着显著提升。
半导体技术朝多元化演进
第二部分是存储器,包括NAND闪存和DRAM内存。它们在存储容量和能耗方面也遵循上述原则,产品变得越来越节能,性能越来越好。
第三类是多元化半导体世界。在这个世界,并不追求极致的先进工艺,但却需要特色的工艺技术。首先是成熟的 0.5 微米到110 纳米的8英寸晶片制造技术,其次是成熟的19纳米到28纳米的12英寸晶片制程。我们将28 纳米视为晶体管栅极的创新技术,用于制造成熟的12英寸晶片。当然,这个多元化产品的半导体世界很快就会开始用16 纳米 FinFET技术设计制造嵌入式处理解决方案和电源管理解决方案,以满足 汽车 和某些特定工业应用需求。另外,还有一条技术路线是10/12纳米的FD-SOI技术。
“在这个多元化的世界里,技术节点分布的非常广泛,从0.5微米到110纳米的8英寸,再从19纳米到28纳米成熟的12英寸,然后再到FinFET双重图形和三重图形工艺。这就是我所看到的现状和趋势。”Jean-Marc Chery表示。
意法半导体将专注三大趋势:智能出行、电力和能源、物联网和5G。2020年以来,这三大趋势加速发展,并推动市场对半导体产品的需求。随着混合动力和插电式电动 汽车 及其支持基础设施的互联、数字服务和应用的普及,未来将会从传统 汽车 转向更智能的移动解决方案。意法半导体可以提供广泛的产品组合,如基于碳化硅技术的功率器件和用于电动 汽车 的电池管理解决方案,以及多核微控制器等。在电力和能源方面,随着人们越来越依赖互联网和云服务,数据中心容量不断扩大,进一步增加了对能源需求,需要大幅提高基础设施的运营效率,升级配电网络,布署智能电网。在物联网和5G方面,意法半导体希望支持智能、互联的物联网设备发展,为设备制造商提供产品和相关开发生态系统。
承诺2027年日常运营100%使用可再生能源
绿色发展越来越受到全球各国重视。在今年全国两会期间,碳达峰和碳中和被首次写入我国政府工作报告。意法半导体对绿色理念也十分重视,在采访中Jean-Marc Chery宣布,意法半导体将于2027年实现碳中和目标,承诺到2027年,日常运营中100%使用可再生能源。
“凭借我们的处理器解决方案、电力电子解决方案和模拟器件解决方案,意法半导体将成为减少排放和建设美好地球的重要推动者。” Jean-Marc Chery说。为了达到这个目标,意法半导体将升级改造Crolles和Agrate工厂的PFC处理设备,让这两处工厂的PFC 排放为零,同时优化电力和能源消耗。在制定严格的降低电力和能源消耗计划同时,意法半导体承诺100%使用可再生能源。意法半导体还尽力降低货物运输和员工出行产生的排放,尽量采用线上的方式开展业务,和客户交流。
Jean-Marc Chery强调,半导体技术有助于实现更低的功耗和更少温室气体包括二氧化碳的排放。半导体不会引起这些问题,而是解决这些问题。如果世界想要大幅节能减排,并增加设备数量和服务,满足 社会 需求,那么半导体行业是解决方案。
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