作者/ 王瑩　王金旺《電子產品世界》編輯

摘要：隨著信息化、自動化及智能化的不斷發展深入，社會生活及生產發生著巨大革新，未來將會有哪些技術變革繼續引領潮流?電子產品世界邀請到半導體領軍企業分析了未來電子產品及相關技術的發展方向。

嵌入式平臺開啟物聯網市場

　　大數據是物聯網規模的一項重要指標。據IDC數據統計，2013年產生的數字容器(上網設備)數量是2.8千兆，2020年這個數據量會在2.8千兆的基礎上增加1500倍，即4200千兆，這是一個非常客觀的數字。

　　根據麥肯錫全球研究所與PwC、瑞薩電子公司的分析， 2025年全球物聯網市場預估總值為11.1萬億美元，約相當于2025年日本GDP的2倍。所以物聯網有巨大的商業機會。

　　同時，這個商業機會是給每一個人的。因為物聯網數據能夠帶來如此大的價值，但這個數據沒有用起來，我們錯失了商機。據統計，2013年實際分析的數字數據只占生成總量的不足1%，即有2.5千兆未分析的數字容器。現在，由于眾籌等商業模式的出現，一些物聯網企業/創始人更容易進入到這個市場，使創業進程加速，據統計，2013年到2015年，眾籌資金增長量上升到5.5倍，因此，每個感興趣的人都有機會做物聯網。

　　當然，物聯網也催生嵌入式開發流程改變。傳統上重點集中在開發流程，而非創新與卓越的客戶體驗。在開發一款產品時，通常是這樣的步驟：⒈根據功能選擇處理器;⒉圍繞處理器設計硬件模塊;⒊選擇或自己編寫各種軟件模塊、測試和底層系統集成;⒋開發應用軟件;⒌進行完整的產品測試。所以基本上需要花很多時間在MCU(微控制器)和軟硬件選擇上。

　　但是，在物聯網時代，我們需要有新的APP，通過這些APP從硬件轉向軟件，以契合物聯網的以服務為中心的要求。具體地，⒈定義終端產品的應用場景，構建商業模式，通過遠程互聯設備，以社會予以認可的方式收取費用;⒉明確支持業務模式的服務組合;⒊確定必要的數據，定義數據收集方法;⒋創新：開發最終應用軟件，而非底層軟件;⒌最終集成并完整測試產品。

　　為此，瑞薩把Synergy平臺推廣到中國。該平臺是一個完整構建并認證合格的嵌入式平臺，旨在加速開發、激勵創新和實現變革。Synergy平臺的底層硬件是MCU及工具箱，上層是軟件平臺(如圖1)，包括各種軟件開發工具，諸如SSP(Synergy軟件包);QSA(合格軟件插件)是經瑞薩質量認證、驗證過其功能的基本軟件;VSA(驗證軟件插件)是第三方開發者自己開發的終端軟件，瑞薩已經認證過其功能。

　　通過Synergy平臺，可以帶來三方面的價值：1.針對開發者，由于可以在Synergy平臺的API層面上直接開發，使推向市場的時間縮短;2.降低整體成本，因為過去一定要去買另一些授權的庫，現在這些開發工具費用也節省了;3.可以使用之前的MCU，因為Synergy的MCU是可擴展的，降低了客戶技術門檻。

　　除了最新的Renesas SynergyTM平臺，瑞薩還有RL78、RX、RZ及車用RH850等微控制器家族。瑞薩的目標市場有五個：樓宇自動化、健康醫療、工業自動化、家用電器、能源和功率表。

企業并購仍將繼續，行業發展有望突破

　　2016年市場表現

　　半導體行業在2016年的整體表現平平，增長率幾乎和2015年持平。不過，下半年的表現優于上半年。基于這點， 我們樂觀預測2017年將會超越2016年。我們認為工業市場、汽車市場和物聯網市場，在2017年會是較為熱門的終端市場。

　　Microchip在2016年的綜合表現統計尚未公布，但根據前九個月的實際情況和我們對最后一個季度設定的最新指導數據，Microchip的表現將會創造紀錄。這有一部分原因歸于我們今年四月份的收購(收購Atmel)，一部分則源于我們在業務上的有機增長帶來的市場份額增長。

　　Microchip為涉及數千種應用的超過十萬客戶提供服務，其中既有直接客戶，也有通過全球渠道伙伴網絡獲得支持的間接客戶。在產品線的角度，我們近90%的收益來自于單片機和模擬器產品組合;在終端市場的角度，我們涉及的應用領域十分廣泛，但相比之下，工業市場、汽車市場和物聯網市場的表現更加強勁。

　　并購將繼續進行

　　2015年～2016年，半導體行業的并購整合連創紀錄。我們預計2017年半導體行業的并購仍將繼續，這一趨勢對于Microchip和整個行業都是有益的。競爭力弱的公司會被更強大、更系統的公司收購或重組。

　　產業整合不會影響我們在市場和產品線上的競爭力。截至2016年9月，Microchip已經保持104個季度的持續盈利。

　　看好中國市場

　　中國是Microchip非常重要的市場，我們在客戶研發和生產集中的區域設立了18個分部。我們非常重視2017年在中國的業務發展，將會為現有和未來的客戶提供具有創新性和競爭力的解決方案，幫助他們取得成功。與此同時，我們會繼續在全國范圍內舉行技術研討會、動手實驗課程及開展大學計劃項目，以提高客戶自身的技術水平，培養未來的工程師。

軟硬件合并，提供完整物聯網解決方案

　　2016年10月，Silicon Labs(芯科科技)宣布收購業界領先的物聯網(IoT)實時操作系統(RTOS)軟件供應商Micrium。此一戰略性收購有助于所有開發者簡化IoT 設計，使業界領先的商業級嵌入式RTOS 與Silicon Labs的物聯網專業知識和解決方案進行整合。 Micrium的RTOS和軟件工具將繼續供應全球的合作伙伴，為客戶提供廣泛的選擇，包括非Silicon Labs的硬件。Micrium也將繼續全力支持現有以及新的客戶。

　　物聯網(IoT)的快速發展使得供應商需要為市場提供全面的解決方案，被采用的解決方案要能取代目前慣用的做法(即開發人員單獨選擇每個組件，并自行將所有組件整合在一起)。IoT中預測的設備數量、產品的多樣性和快速上市的需求推動了上述變化。實時操作系統(RTOS)和嵌入式器件將會在IoT領域獲得大發展，并且這些設備將是高度相互制約的。

　　像Micrium一樣，Silicon Labs了解市場如何變化，并致力于提供更全面的解決方案。在此次收購前，Silicon Labs已經建立了強大的連接、處理和傳感器系列產品線。Silicon Labs現在已經可以提供微控制器、無線電、傳感器、開發工具和軟件，唯獨欠缺嵌入式軟件。Micrium的產品彌補了Silicon Labs這一點，因而，彼此正好互補。合并后，我們將能夠提供完整的硬件/軟件解決方案，使客戶的開發過程更加輕松，減少了他們在產品底層研發上所花費的時間和成本，使他們能夠將精力集中在最終產品上的差異化增值開發。作為Silicon Labs的一部分，我們能夠以更加統一、全面的方式更好地為全球客戶提供支持。

　　Micrium發展現狀

　　Micrium提供RTOS內核和相關的嵌入式通信協議棧。我們的軟件在大學尤其受歡迎，因為我們提供教育界使用的免費許可證。我們這樣做，讓學生可以使用純粹、可靠且經驗證的源代碼來了解嵌入式系統。當這些學生進入勞動力市場，他們可以購買許可證，以便在他們的商業產品中使用他們已經熟知的軟件。這使得在嵌入式設計中執行Micrium產品非常容易。

　　我們目前的開發計劃，就是盡可能讓RTOS內核和嵌入式器件比從前更容易使用。重點就是讓開發人員在產品開發時把重心放在增值部分，所開發出來的最終產品能運行在成熟的嵌入式軟件之上，從而能更快上市。

　　Micrium的優勢

　　特別是如果我們談論IoT，像Linux和Android這樣的系統根本不適合MCU，他們不適合應用在周邊設備里。大多數IoT應用程序非常小，并且不能支持這些操作系統，甚至是其精簡版本。僅僅從性能的角度，這些開源的方案也不能很好地滿足多任務內核整個系統的需求。

　　就易用性而言，即使內核是免費的，如果這是這家公司提供的唯一產品，設計師仍然要負擔任務去選擇芯片、尋找器件、挑選協議，然后按需要整合一切。商業RTOS(例如Micrium，提供內核、組件和通信協議棧)提供了更完整的解決方案，更易于使用。

安森美對可穿戴、汽車及電源的未來發展展望

　　手機及可穿戴產品需要快速充電及小體積適配器

　　充電和電池管理對智能手機來說仍是關鍵的功能，未來多年將會持續創新。有線和無線充電的改進可能大大擴展便攜式產品的使用，我們不斷提升此功能的極限。充電系統要求供電產品(如壁式適配器)或無線充電發射器和接收器(如智能手機和平板電腦)的設計都具高能效。安森美半導體專注于這兩大應用，提供完整、優化和高能效的充電方案，以滿足所有這些產品的功率要求。

　　市場對于更快充電時間、更大電池容量和更小適配器的要求，把智能手機和平板電腦的供電能力推到傳統半導體器件或不可行的地步。新一代系統將需要氮化鎵(GaN)方案取代傳統MOSFET。GaN能在相同面積提供更高的功率密度，使其對于壁式適配器及高功率無線充電發射器極具吸引力。無線充電有兩種主要技術，更易滿足高功率要求的是如AirFuel聯盟提供的磁共振(例如筆記本電腦將需要發射器可在6.78MHz將50瓦推至接收器)和通常使用一個GaN功率放大器來設計高能效的系統。

　　在接收端，以小面積提供高能效的電源轉換對智能手機和可穿戴設備至關重要，安森美半導體可為完整的有線和無線充電提供不同集成度的方案。

　　在壁式適配器方面，我們針對所有主要的智能充電協議，如USB PD、高通快充QuickCharge和聯發科快充ChargePumpExpress，提供初級和次級轉換產品及電源管理和控制，并持續使用GaN開發高功率密度的方案。我們也有寬廣陣容的智能手機、可穿戴方案，以及不同集成度的電源和數字開關，以識別功率和數據信號，并正確連接到系統的其余部分。

　　對于磁共振無線充電系統，我們有高度集成的電源管理芯片，可處理2W至50W+的功率傳輸，并把所有系統電源監控也集成在其中。針對磁共振無線充電接收端，我們有各種不同的器件，如一個全橋整流器配一個IC，用于電源監控和轉換，可處理20W的接收功率。

　　我們為了使設計人員開發可穿戴產品時可領先一步，推出可擴展的下一代可穿戴技術設計平臺WDK1.0，具有軟硬件、固件和集成開發環境，以及可下載的SmartApp。

　　汽車電子發展需要先進的半導體技術支持

　　汽車電子是安森美半導體重點關注的策略領域之一，其最新的應用趨勢包括：汽車功能電子化、LED照明、車身/車艙內、主動安全及自動駕駛。汽車電子的發展有賴于半導體技術的支持，包括高功率半導體、超低電流半導體、功率封裝、堆疊裸片、電源模塊、先進的CMOS圖像傳感器、傳感器融合、寬帶隙技術、低導通電阻(RdsOn)、先進的混合信號、銅功率金屬等，以實現更高能效、更高集成度、更高性能和更低功耗。

　　安森美半導體可提供全面的方案配合上述應用趨勢的發展，如提供電源、模擬和傳感產品支持持續的汽車功能電子化，提供LED內/外部照明、自適應前大燈系統AFS、電機控制、像素燈方案應用于汽車照明，提供自動空調(HVAC)、車門模塊、信息娛樂系統、互通互聯方案用于車身/車艙內，不斷創新傳感器及視覺技術應用于主動安全和先進駕駛輔助系統(ADAS)，以及提供LIN/CAN總線、系統基礎芯片(SBC)等車載網絡方案。

　　安森美半導體不僅提供半導體器件，還可以提供完整的解決方案，汽車半導體產品陣容涵蓋分立元件、標準集成電路、電源半導體、圖像傳感器、專用標準產品(ASSP)、專用集成電路(ASIC)和系統單芯片，以及通過AEC認證的產品陣容。

　　數字電源將滿足更復雜的電源要求

　　隨著物聯網(IoT)的不斷發展，到2020年，市場預計將有500億臺互聯設備，便攜式醫療和融合健康/健身監測的可穿戴醫療設備也將逐漸興起。隨時隨地為移動設備充電的需求日益增長，移動電源也越來越盛行，這將需要準確、可靠的充電容量指示和支持最新的快速充電標準的器件。汽車電子的發展由自動駕駛、燃油經濟性及減少排放、車聯網等趨勢所推動。以上應用領域都要求電源具有更高的功率密度及更高能效。數字電源將可滿足云計算更復雜的電源要求。

　　安森美半導體收購Fairchild半導體后，產品陣容匯聚功率分立器件、IC和模塊，橫跨低、中、高壓全電壓范圍。

　　在無線和可穿戴市場，安森美半導體提供從壁式到電池方案，用于智能手機、可穿戴、擴增實境和虛擬實境，及移動醫療應用，并幫助實現高能效和快速有線及無線充電，以及下一代USB Type-C設備互通互聯和供電。例如，安森美半導體推出的智能充電控制器LC709501F，采用專有充電協議(如高通快速充電3.0)以加快充電時間，提供智能特性和高集成度，符合下一代移動電源的嚴格要求。

　　汽車功能電子化可解決燃油經濟性及減少排放。安森美半導體可提供許多汽車級電源模塊，適用于48 V系統輕度混合動力汽車和電動汽車。為配合在云計算中采用數字電源，安森美半導體推出了智能功率級器件，這是一個高度集成的高/低邊MOSFET，集成驅動器和溫度/電流檢測。