談及半導(dǎo)體行業(yè)，工業(yè)和汽車市場向來是企業(yè)的“紛爭之地”，這源于工業(yè)和汽車對功耗、性能、面積和可靠性的高要求。而從產(chǎn)品來看，工業(yè)和汽車領(lǐng)域也是大多數(shù)半導(dǎo)體企業(yè)的“招牌”產(chǎn)品。

日前，在“第九屆EEVIA年度中國電子ICT媒體論壇暨2021產(chǎn)業(yè)和技術(shù)展望研討會”上，多個廠商發(fā)表了自己對工業(yè)和汽車領(lǐng)域的見解，并指出未來發(fā)展的路。

ADI：未來工廠需要無縫連接

“先進可靠的工業(yè)鏈接和實時數(shù)據(jù)是智慧工廠的基石”，ADI中國區(qū)工業(yè)市場總監(jiān)蔡振宇在論壇上指出，智慧工廠具備資產(chǎn)效率、質(zhì)量提升、成本更低、員工安全、生產(chǎn)敏捷性、環(huán)境可持續(xù)性的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢正在驅(qū)動制造商采用標準的有線和無線網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)他的表述，制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型能夠顯著降低成本、簡化維護、提高靈活性、提高效率。“新基建大話題之下，工業(yè)4.0成為最熱門的關(guān)鍵詞”，蔡振宇為記者總結(jié)了5個工業(yè)轉(zhuǎn)向數(shù)字化智能化的重要推動力：

1、產(chǎn)能利用率及加速產(chǎn)品上市：在半導(dǎo)體產(chǎn)能不足的大環(huán)境下，貨物交付放緩，從本源上就是要提高產(chǎn)能和產(chǎn)能利用率；

2、供應(yīng)鏈優(yōu)化：工業(yè)領(lǐng)域中，優(yōu)化供應(yīng)鏈、縮短供應(yīng)鏈，并利用供應(yīng)鏈幫助工廠實現(xiàn)產(chǎn)能和利潤的提高是至關(guān)重要的；

3、自動化與機器人：突如其來的疫情之下，催生工廠設(shè)備或工業(yè)類采用自動化與機器人的應(yīng)用，未來該領(lǐng)域也將呈現(xiàn)指數(shù)級增長的趨勢，中國在協(xié)作機器人上布局的企業(yè)也越來越多；

4、面向定制化應(yīng)用的靈活性與模塊化：工業(yè)應(yīng)用逐漸細分，這種情況下定制化應(yīng)用和產(chǎn)線的靈活性和模塊化要求就會越來越高；

5、利用綠色能源：碳達峰和碳中和是這幾個月最熱的話題，工業(yè)則是排碳量很大的應(yīng)用，約占總碳排放量的40%。

在以上重要推動力的推動之下，智慧工廠的各種優(yōu)勢正在促使制造商采用標準的有線和無線網(wǎng)絡(luò)。未來，傳統(tǒng)工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計向融合IT和OT網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)從設(shè)備到云的全面連接，需要無縫的連接，這種無縫連接也分為有線和無線兩個方面。

有線連接方面，ADI認為工業(yè)以太網(wǎng)需要增強連接，更高帶寬，更低成本，基于同一網(wǎng)絡(luò)進行標準化，易于訪問易于控制，獲取新數(shù)據(jù)、新見解，邊緣連接、IP可尋址能力，IT與OT融合，靈活生產(chǎn)、提高生產(chǎn)力，適應(yīng)未來TSN和SDN。

ADI則在各個環(huán)節(jié)都有很強的技術(shù)布局，能夠提供邊緣至云端的無縫、安全連接技術(shù)?！癆DI有很強的工業(yè)以太網(wǎng)的芯片核心，首先從物理層來說，我們可以提供千兆百兆的相應(yīng)芯片，現(xiàn)在最新的10BASE-T1L的雙絞線的新技術(shù)芯片；另外，從端口數(shù)來說從終端到最后企業(yè)IT云的連接，在邊緣端，我們基本上都是單端口的芯片，再往上我們有2至6端口的芯片，類似于網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場交換機的概念。再往上更復(fù)雜，有6端口，以及更往上就是云端，這是純IT的接口，我們也能提供。從這個角度來說，我們從單端到6端都有相應(yīng)的產(chǎn)品?！薄?

無線連接方面，未來5G的引入可能會為ADI帶來新的連接上的變化，ADI認為需要根據(jù)制造環(huán)境有針對性地確定規(guī)格，包括適用于URLLC的連接架構(gòu)；無線以太網(wǎng)、設(shè)備協(xié)調(diào)同步，以及適用于TSN的增強QoS；多條5G頻譜濾鏡，助力開啟廣泛的業(yè)務(wù)運營；可靠的專用網(wǎng)絡(luò)功能，可以安全管控關(guān)鍵通信。

據(jù)介紹，2020年 ADI的整體收入達到56億美金，其中有53%來自于工業(yè)產(chǎn)品，從地域來看，2020年開始，中國已經(jīng)成ADI在全球第二大的市場，ADI一貫非常重視中國的市場，未來也將繼續(xù)在中國市場發(fā)力。

英飛凌：第三代半導(dǎo)體對于提高能效作用明顯

“碳達峰是熱點話題，而寬禁帶半導(dǎo)體對于提高能效的作用明顯”，英飛凌（infineon）電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部市場總監(jiān)程文濤在會議上展示出一組數(shù)據(jù)，全球每年消耗的能量為16萬TWH，相當于160萬億度電的能量。低碳減排已日益成為令當前世界各國集體推進的共同目標。

程文濤認為，邁向高能效世界的下一個重要步伐的關(guān)鍵在于使用新材料，如寬禁帶（WBG）半導(dǎo)體。寬禁帶半導(dǎo)體有利于提高功率效率、提高密度、縮小尺寸、減輕重量、降低總成本——或者綜合所有這些優(yōu)點。

他為記者介紹，硅基半導(dǎo)體有其性能和可靠性的物理極限，大概是0.4（Ω mm2），這是芯片面積和歐姆的乘積。第三代半導(dǎo)體就是“接棒”硅基半導(dǎo)體的重要材料，未來一直沿著降低導(dǎo)通損耗一直往下走。

SiC主要用在高電壓應(yīng)用上，GaN主要用在高頻率應(yīng)用上，而第三代半導(dǎo)體目前存在的問題在于價格和可靠性。據(jù)介紹，GaN和SiC在2021年的價格相似，但都明顯高于Si。展望未來，由于規(guī)模經(jīng)濟、缺陷密度和產(chǎn)量提高，以及向新一代的技術(shù)升級，WBG的價格迅速下降。WBG器件的價值最初來自于性能提升；隨著價格下降，某些設(shè)計的系統(tǒng)成本將接近基于Si的設(shè)計。

業(yè)界普遍認為第三代半導(dǎo)體將在近年內(nèi)替代硅基半導(dǎo)體，程文濤認為，實際上從硅基器件的性價比上來講是不會被替代的。根據(jù)英飛凌的洞察，雖然第三代半導(dǎo)體成本會在近期有望大幅度下降，但從短時間來看成本是無法達到硅基半導(dǎo)體的程度，硅基半導(dǎo)體和第三代半導(dǎo)體在近年來將會同時發(fā)揮重要作用。

在產(chǎn)品方面，英飛凌的產(chǎn)品主要在結(jié)構(gòu)設(shè)計上做差異化。比如，碳化硅采用的溝槽式結(jié)構(gòu)，解決了大多數(shù)功率器件所面臨的可靠性問題。許多產(chǎn)品難以在效率和長期可靠性上取得平衡，溝槽式則可以較好應(yīng)對。

艾邁斯歐司朗：光學(xué)傳感能在工業(yè)汽車中重要作用

“光學(xué)這一塊，其實是在半導(dǎo)體里面比較特殊，因為專注光學(xué)的半導(dǎo)體公司并不是特別多”，艾邁斯歐司朗（amsOSRAM）市場與業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)金安敏如是說。

傳感即生活，金安敏為記者解釋為光賦予智能，光傳感能在工業(yè)和汽車領(lǐng)域發(fā)揮重要作用：

工業(yè)領(lǐng)域：包括近紅外光譜、LiDAR、IRED、EEL、VCSEL、UV-C，具體應(yīng)用包括門禁和安全監(jiān)控、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和自動化、近紅外光譜、工業(yè)成像機器視覺、機器人、UV-C消毒等。

汽車領(lǐng)域：包括LED（低中高功耗）、矩陣燈、激光雷達(VCSEL和EEL)、紅外、激光、2D/3D傳感器、傳統(tǒng)光源（鹵素燈、氙氣燈），具體應(yīng)用包括外飾照明、內(nèi)飾照明、自動駕駛、駕駛員和艙內(nèi)檢測、手勢傳感和人機交互、抬頭顯示等。

會議上，金安敏為記者介紹表示，艾邁斯歐司朗在光學(xué)核心技術(shù)方面覆蓋整個光學(xué)從傳感到光源到可視化的鏈條，四個核心支柱包括發(fā)射器、光學(xué)元器件+微型模組、探測器、集成電路+算法。金安敏強調(diào)，艾邁斯歐司朗的核心技術(shù)在業(yè)內(nèi)持續(xù)領(lǐng)先。

根據(jù)金安敏的介紹，艾邁斯歐司朗在合并后，一年的業(yè)務(wù)總收入約為50~60億美金，全球擁有員工三萬人左右，致力于成為無可爭議的光學(xué)解決方案全球領(lǐng)導(dǎo)者。不論是光學(xué)光源還是光學(xué)傳感器，還是定制化芯片，甚至軟件方面，艾邁斯歐司朗都可提供完整閉環(huán)的方案，并做到全球領(lǐng)先的地位。

其中，金安敏對自動駕駛方面發(fā)表了自己的看法。金安敏表示，“真正要實現(xiàn)L4、L5的自動駕駛，要用到激光雷達、毫米波雷達和車載攝像頭的結(jié)合，即多傳感器融合。不過，激光雷達至今為止并沒有做到成本足夠低，沒有足夠多的車去裝激光雷達。激光雷達成本不降下來，就沒法大規(guī)模使用，因為消費者不可能為此花很大價錢。

根據(jù)金安敏的洞察，接下來兩年，激光雷達很有可能實現(xiàn)降成本，這是因為其系統(tǒng)主要的部件還是半導(dǎo)體部件，半導(dǎo)體部件量上去了，成本就會降下來。另外，得益于國內(nèi)造車新勢力對激光雷達應(yīng)用的激進推進以及傳統(tǒng)車廠的積極跟進，預(yù)計在未來3~5年時間，激光雷達可以實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。

回歸激光雷達本身，艾邁斯歐司朗本身具有非常核心的光源技術(shù)，可以給予激光雷達加速降低成本、盡快上車極其核心的技術(shù)支持。

NI：自動駕駛測試的現(xiàn)狀和未來

“自動駕駛中仍然有許多挑戰(zhàn)需要面對”，NI資深汽車行業(yè)客戶經(jīng)理郭堉為記者介紹整個自動駕駛行業(yè)的趨勢，首先便是汽車行業(yè)提出了“零事故、零排放、零損耗”的愿景，ECU和中央域控制器逐漸變多；其次，目前法律法規(guī)正在不斷完善；第三，軟件正在定義汽車；第四，AI和深度學(xué)習(xí)不斷優(yōu)化ADAS算法。

上述四個趨勢之下，半導(dǎo)體測試領(lǐng)域正在面臨新的挑戰(zhàn)，包括測試復(fù)雜度增加、新規(guī)則正在不斷制定、測試開發(fā)流程和周期增速、更多的測試軟件也會外環(huán)。

NI在5月份邀請了很多公司的測試總監(jiān)、測試主管進行了一次問卷調(diào)查（見下圖），可以看出左側(cè)目前所有的測試手段還是基于硬件測試或者真實的道路測試。

為什么目前還不能達到未來狀態(tài)，這是因為首先缺少高保真度的模型和場景，其次很多廠商間鏈路沒有打通，另外中國還沒有非常明確的法規(guī)規(guī)定相關(guān)場景庫。

郭堉介紹，NI的平臺化測試方案可以充分去應(yīng)對無線的自動化駕駛場景。最典型的比如四種常見道路場景：一個是純仿真的實驗；二是通過錄制下來的數(shù)據(jù)進行回放，進行開環(huán)的回放；第三是硬件外環(huán)的仿真；第四是道路測試，把所有傳感器數(shù)據(jù)無損錄制下來。

所有的這些應(yīng)用都是基于PXI的平臺來做，所以用一個同樣的平臺，可以實現(xiàn)四大類型的控制。同時，所有的數(shù)據(jù)也支持上云端，然后幫助客戶實現(xiàn)不同的應(yīng)用。

數(shù)字孿生是今年火熱的話題，據(jù)介紹NI在今年正式宣布收購了monoDrive公司，可以通過這個monoDrive的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)重構(gòu)和孿生。

郭堉強調(diào)，NI的軟硬件平臺可以做到從研發(fā)開始到最后的生產(chǎn)部署，NI是一家有40多年歷史的納斯達克上市公司，NI每年在研發(fā)上的投入超過20%。NI在全球有50多個國家和地區(qū)都設(shè)有子公司，NI與合作伙伴一起，給超過35000家客戶提供過交鑰匙方案。

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半導(dǎo)體工業(yè)和汽車行業(yè)發(fā)展迅速，面臨的挑戰(zhàn)也極大，市場需求催生挑戰(zhàn)，各大企業(yè)也正在為應(yīng)對挑戰(zhàn)而做好各種技術(shù)支持。