周期復蘇+AI共振,2024慕尼黑上海電子展震撼開幕
“大人,時代變了。”曾經的網絡熱梗已經成為了如今產業的真實寫照。AI浪潮以融萬物之勢席卷而來,所有行業都在積極擁抱AI技術,也在坐等AI拉動半導體新一輪爆發式增長。汽車的智能化需求在行業低迷時期仍舊逆勢上揚,近期頭部半導體企業的業務數據中汽車電子占比甚高,目前看來其后勁更強。而風光儲汽車等多方賽道的助陣下,新能源產業的“壓艙石”地位也在進一步夯實。與此同時,歷經了這場周期性的波動與挑戰之后,全球科技版圖正醞釀著一場深刻的變革與重構。整個電子行業都在尋求突破,下游企業更加注重半導體供應鏈的穩定和效率,對半導體供應商來說,技術領先性、產品質量和可靠性、服務和響應能力都需適應AI智能化時代下的更高要求。

而大量資源投入進行技術創新和產品升級的方向引發著廣大從業者的關注和思考,2024慕尼黑上海電子展提供這樣一個思想與技術交匯碰撞的平臺,更是以中國廣袤的消費市場不可替代的獨特魅力,吸引著全球半導體行業TOP20的半壁江山以及中外1600余家優質廠商同臺競技,展現電子行業前沿的技術成果與創新思維。話不多說,今天就跟著小慕一同潛入展會首日的熱鬧現場,撥開喧囂的表象,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,多種行業應用端老樹開新花
毋庸置疑,2024年全球半導體產業的復蘇由AI領銜,AI的普及和深化應用催生了對相關芯片的旺盛需求。從數據中心到邊緣計算,從智能手機到物聯網設備,特別是邊緣技術的興起為AI芯片開辟了全新的應用場景,在數據產生的源頭或接近源頭的地方進行智能處理,減少了對云端的依賴,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,以適應邊緣環境的苛刻要求。這直接推動了高端處理器、MCU、先進存儲以及相關技術的創新和成熟,進而帶動了整個半導體產業鏈的升級與擴張。
以MCU為例。一方面,MCU具備低功耗、低成本、實時性、開發周期短等特性,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。因此,隨著MCU在邊緣AI領域得到越來越多應用,使得不少廠商正在不斷探索創新之道。

此外,三個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、以太網,支持與WiFi? 6、BT/BLE的連接和Matter協議等。PSOC? Edge E81 采用Arm? Helium? DSP技術和英飛凌NNLite神經網絡(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,其機器學習性能提升了480倍,并且它們支持英飛凌NNlite神經網絡加速器,適用于低功耗計算領域的機器學習應用。
意法半導體在現場展示了其基于AI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實時檢測電弧故障。與傳統的AFCI的機理算法相比,在STM32上運行AI算法顯著提高了檢測準確率,降低了誤報率。據介紹,更多在場數據的訓練以及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賦能廣泛的工業應用,以機械臂用例為例,深度學習技術的引入顯著提升了機器視覺系統的性能,使得機械臂能夠理解和適應復雜的環境變化,實現更高級別的自動化任務,如智能分揀、精密組裝等。在ADI展臺基于機器視覺的機械臂應用,即是通過內置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,進而根據計算的規劃路徑,驅動機械臂的馬達實現跟蹤抓取。MAX78000經過特別優化處理,可以在本地以超低功耗實時執行AI處理,大幅提高機器視覺、語音和面部識別等應用的工作效率。
同樣在工業領域,利用邊緣計算幫助提升效率和優化運營的兆易創新根據旗下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,伺服驅動采用標準的CIA402協議,通過TwinCAT進行實時控制;支持輪廓位置模式(PP)、30種原點回歸模式(HM)和循環同步模式(CSP);速度觀測器實時進行速度觀測,提高了速度的平滑性和響應速度。
在Profinet工業以太網解決方案中,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種從站協議以及協議轉換,并提供Keil/IAR/GCC庫,幫助用戶快速的進行二次開發。
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AI主導下的數據爆發,端側數據存儲本土企業爭先
存儲技術同樣是AI發展不可或缺的組成部分,近來受AI技術的興起和汽車智能化趨勢的雙重推動,存儲芯片需求出現了井噴式增長,有數據顯示市場銷售額在2024年1-4月份同比飆升85.4%,DRAM和NAND閃存價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,本次展會上也不乏存儲企業的身影。
紫光國芯是以存儲技術為核心的產品和服務提供商,在現場帶來了其自主創新的嵌入式DRAM(SeDRAM)技術。該技術通過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,實現數十TB的內存訪問帶寬和數十GB的存儲容量。據了解,紫光國芯SeDRAM技術可為用戶提供“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,在幫助用戶縮短產品研發周期的同時,助力用戶的產品性能實現最大化提升。值得一提的是,紫光國芯還在現場秀出了旗下的全新國潮存儲品牌云彣UniWhen,驚艷外觀設計引得不少觀眾駐足。
在多個不同的存儲領域均有涉足的東芯半導體此次也是帶來了,NAND Flash、NOR Flash、DRAM、MCP等多產品線的全方位存儲芯片產品。據介紹,東芯半導體在SPI NAND Flash具備核心技術優勢,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,使其在滿足數據傳輸效率的同時,既節約了空間又提升了穩定性。同時,產品在耐久性、數據保持特性等方面也表現穩定,不僅在工業溫控標準下單顆芯片擦寫次數已經超過10萬次,在-40℃-105℃的極端環境下保持數據有效性長達10年。
另一邊,在EEPROM存儲芯片這細分賽道頗有建樹的聚辰半導體也參與了本次展會,旗下明星產品車規級 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,可以在計算機或專用設備上擦除已有信息重新編程,耐擦寫性能至少100萬次。
據介紹,GT25A1024A是一款擁有具有聚辰自主知識產權的EEPROM存儲芯片,按照車規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。產品支持SPI接口下20MHz讀寫,常溫條件下耐擦寫次數最高可達 400 萬次,數據可保持100年,滿足汽車在高溫條件下對于芯片產品高可靠性和高良率的需求,已廣泛應用于BMS、OBC、三電系統、域控制器等車載模塊。
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大AI背后,底層硬件的那些微創新應被看見
在探討AI時,我們往往聚焦于其在各行業應用的革新潛力,然而AI的建設與基礎設施的完善同樣是實現這些應用的前提與基石。事實上,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、精密無源元件及智能傳感器等,扮演著不可替代的角色。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實現了數據的高效傳輸,而高品質無源元件如電阻、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量同時也提高AI的預測和決策的準確性。
在本次展會現場就有不少此類用于AI基建的技術展示,例如矽力杰推出了AI服務器系統解決方案。要知道隨著AI算力提升,先進AI服務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時鐘緩沖器SQ82100、功率監控器SQ52201/5、80V電流檢測運放SQ52132/SQ52131、PLD/時序控制器SY33518C、16/12bit 8ch電壓數模轉換器SQ82968/SQ82928等,能夠有效提升AI服務器的整體效能和穩定性。
另一邊,AI相關配套硬件設施同樣在追求更高的技術標準,其中比較典型的是散熱和供電方案的演進。隨著IT設備單機功率的大幅度增加,傳統風冷需要結合液冷以更好的解決高功率密度的散熱問題,單獨供電轉向集中式供電并提高電壓來增加效率,降低損耗。根據Allegro在現場的工程師介紹,Allegro的單芯片、小尺寸電機驅動器IC可減小用于冷卻最新一代服務器的三相風扇的尺寸并提高其效率。Allegro的無損電流傳感器IC被用來提高服務器電源的效率。Allegro的100V BCD 晶圓工藝技術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領域,能夠實時反饋球的旋轉角度和踢球力度,為運動員提供即時分析,助力技術提升。特別是在足球訓練中,它能夠幫助運動員精確掌握射門技巧,通過持續練習,提高射門準確率至左上角等特定區域。現場工程師表示,這款傳感器目前正被應用于歐洲杯官方足球中,以實現亞厘米級別的位置追蹤,顯著提升了比賽的公正性和運動員的訓練效果。
村田也一直秉持著高品質的元器件則成為支撐新技術持續創新的基礎,在本次展會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,針對高功率節點需求的1.5KW ?磚電源等高效、高功率的模塊電源產品適用于工業、數據中心等場景。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。
在被動元件方面,隨著AI設備向小型化、低功耗方向發展,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器、存儲系統和網絡設備需要高可靠性、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。風華高科旗下的MLCC產品,憑借其先進的材料科學和制造工藝,能夠提供出色的電性能和穩定性,在高頻環境下依然保持優異的濾波和電源去耦功能,這對于數據中心服務器的高密度布板和高速數據傳輸至關重要。
另一方面,數據中心通常包含大量的服務器、存儲設備、網絡設備等,這些設備在運行過程中會產生大量的熱量。而過溫保護系統實時監測和智能調控,能夠有效預防和應對過熱風險。在該領域,興勤電子展示了多種創新的溫度傳感器、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。
現場的盛況不僅限于展臺前的門庭若市,會議區的氛圍更是熱火朝天。來自世界各地的行業翹楚、前沿學者以及思想領袖匯聚一堂,他們以共同的激情與追求為紐帶,在工業物聯,智領未來——AIoT創新應用論壇、2024智能制造賦能產業發展論壇、新能源三電關鍵技術創新論壇、2024國際電機驅動與控制技術論壇、2024算力技術創新發展生態大會、國際連接器創新論壇、2024第三代半導體技術與產業鏈創新發展論壇等多元化的論壇上,展開了一場場智慧的交鋒與思想的碰撞。
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