全球集成電路產(chǎn)業(yè)整合與嵌入式系統(tǒng)發(fā)展

　　最近兩年集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)生了許多變化，并呈現(xiàn)出以下三個(gè)特點(diǎn)：第一，并購(gòu)頻繁。Intel斥資167億美元并購(gòu)Altera，Avago 耗費(fèi)370億美元并購(gòu)Broadcom，NXP花費(fèi) 118億美元收購(gòu)了飛思卡爾。全球集成電路產(chǎn)業(yè)并購(gòu)數(shù)量和金額屢創(chuàng)新高，其中許多是嵌入式系統(tǒng)芯片公司，行業(yè)增速放緩使這些知名半導(dǎo)體廠商不得不抱團(tuán)取暖。第二，以蘋(píng)果、三星和華為為代表的整機(jī)公司投入到芯片設(shè)計(jì)的行列，大大改變了產(chǎn)業(yè)的格局。Intel收購(gòu)Altera形成了CPU+FPGA模式，蘋(píng)果收購(gòu)P.A.SEMI形成了系統(tǒng)+硅模式。第三，PC、手機(jī)出貨放緩，全球半導(dǎo)體增速減慢，芯片企業(yè)正在瞄準(zhǔn)以物聯(lián)網(wǎng)為代表的新興產(chǎn)業(yè)。

　　嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)在時(shí)隔5年后，再次討論集成電路產(chǎn)業(yè)與嵌入式系統(tǒng)發(fā)展，客觀剖析現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)情況并預(yù)測(cè)未來(lái)趨勢(shì)。本次會(huì)議邀請(qǐng)了業(yè)界專(zhuān)家、學(xué)者到會(huì)發(fā)言，分享他們對(duì)集成電路和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的理解，共謀中國(guó)集成電路和嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展新機(jī)遇。

　　北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院院長(zhǎng) 張興教授

　　后摩爾時(shí)代的微納電子技術(shù)

　　什么是后摩爾時(shí)代?除了增加芯片的面積、縮小器件的尺寸之外，還有一個(gè)標(biāo)志性的特點(diǎn)就是傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)和一些傳統(tǒng)的材料無(wú)法滿足微處理器的要求，因此要引入新的器件結(jié)構(gòu)和材料體系，我們稱之為后摩爾時(shí)代。后摩爾時(shí)代，速度與功耗的矛盾成為微電子技術(shù)發(fā)展過(guò)程中一個(gè)最重要的瓶頸。張教授認(rèn)為，后摩爾時(shí)代的重點(diǎn)是低功耗驅(qū)動(dòng)。

　　張教授預(yù)測(cè)了后摩爾時(shí)代微納電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：第一，半導(dǎo)體器件會(huì)按照摩爾定律繼續(xù)按比例縮小下去;第二，半導(dǎo)體器件會(huì)更加多樣化;第三，會(huì)出現(xiàn)全新原理的器件，如納電子、碳基、量子等;第四，微電子除了往小發(fā)展之外，所表現(xiàn)出來(lái)的另外一個(gè)方向就是往大的方向發(fā)展，如有機(jī)半導(dǎo)體等。

　　北京大學(xué)軟件與微電子學(xué)院院長(zhǎng) 張興教授

　　張教授認(rèn)為，微電子技術(shù)到了后摩爾時(shí)代，應(yīng)用處理器領(lǐng)域?qū)⒋笥凶鳛?在嵌入式CPU當(dāng)中，華為的CPU測(cè)試結(jié)果非常好，可以與Intel等大公司一較高下。在應(yīng)用驅(qū)動(dòng)方面，對(duì)中國(guó)人來(lái)講是非常好的機(jī)遇，與應(yīng)用相結(jié)合、找到更適合其特點(diǎn)的CPU存儲(chǔ)器以及其他各種傳感器電路，中國(guó)企業(yè)將會(huì)擁有更加廣闊的天地。

　　中科院計(jì)算所計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 張志敏研究員

　　高性能嵌入式處理器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)策

　　隨著智能手機(jī)的快速發(fā)展，其運(yùn)行速度越來(lái)越快，這與處理器芯片的集成有很大的關(guān)聯(lián)，集成的SoC發(fā)揮了重大作用，不斷地推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，可以說(shuō)SoC芯片無(wú)處不在!SoC的發(fā)展要緊跟計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，尤其是在計(jì)算機(jī)業(yè)界，大家逐步意識(shí)到，微處理器結(jié)構(gòu)的發(fā)展已經(jīng)成為一個(gè)很重要的分支。SoC的發(fā)展離不開(kāi)應(yīng)用領(lǐng)域，與應(yīng)用脫節(jié)勢(shì)必會(huì)帶來(lái)各種各樣的問(wèn)題。目前，SoC的發(fā)展全部基于總線技術(shù)，包括基于交叉開(kāi)關(guān)陣列的，以及基于網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)的。SoC的發(fā)展會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，比如多核SoC的集成度在不斷攀升。

　　中科院計(jì)算所計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 張志敏研究員

　　張志敏研究員談到，嵌入式處理器的發(fā)展的確為嵌入式產(chǎn)業(yè)注入了一股動(dòng)力，事實(shí)上嵌入式處理器是與嵌入式軟件交替發(fā)展的，如果處理器配套的軟件跟不上，那么其應(yīng)用發(fā)展必然存在很多問(wèn)題?，F(xiàn)今，推動(dòng)SoC發(fā)展的一個(gè)是智能手機(jī)，另一個(gè)是工業(yè)控制應(yīng)用，對(duì)消費(fèi)者而言，可穿戴技術(shù)亦是一個(gè)重要因素。

　　京微雅格 王海力博士

　　FPGA發(fā)展的昨天、今天和明天

　　2013年以來(lái)，ASIC設(shè)計(jì)公司數(shù)量基本上呈負(fù)增長(zhǎng)，王海力博士認(rèn)為，最主要的一個(gè)原因是ASIC投入研發(fā)的費(fèi)用非常高。雖然FPGA是一個(gè)相對(duì)小眾的市場(chǎng)，但是它的作用和不可取代性卻非常高。

　　京微雅格 王海力博士

　　縱觀市場(chǎng)，F(xiàn)PGA 14 nm工藝的產(chǎn)品已經(jīng)量產(chǎn)，Xilinx、Altera這兩家公司都在14 nm和16 nm之間的工藝節(jié)點(diǎn)上開(kāi)始量產(chǎn)產(chǎn)品，而規(guī)模小一些的公司則在65 nm和90 nm工藝產(chǎn)品線上生產(chǎn)產(chǎn)品。京微雅格公司是FPGA產(chǎn)業(yè)的跟隨者，王海力博士表示，緊隨Xilinx的步伐，制定自己的戰(zhàn)略部署，一步一步地縮小差距，這才是國(guó)產(chǎn)FPGA要走的路。

　　FPGA自然也會(huì)進(jìn)入到IoT領(lǐng)域，京微雅格正在與國(guó)內(nèi)的廠商共謀IoT產(chǎn)業(yè)計(jì)劃，相信適用國(guó)產(chǎn)FPGA產(chǎn)品的領(lǐng)域會(huì)越來(lái)越廣泛。未來(lái)的20年間，F(xiàn)PGA將會(huì)嵌入到所有SoC產(chǎn)品中，因此它“明天”的發(fā)展將會(huì)非常美好!

　　華登國(guó)際 王林副總經(jīng)理

　　中國(guó)半導(dǎo)體新格局及嵌入式軟件發(fā)展機(jī)會(huì)

　　王林副總經(jīng)理談到，軟硬件結(jié)合是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢(shì)，從嵌入式系統(tǒng)出發(fā)，首先芯片、軟件是新技術(shù)發(fā)展的一個(gè)很好的載體?？v觀全球的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，最近幾年并不理想。在20世紀(jì)七八十年代，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)就已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)黃金的飛速增長(zhǎng)期，正是那時(shí)造就了美國(guó)的硅谷，但是現(xiàn)在硅谷做芯片的公司寥寥無(wú)幾，更多的是從事與Facebook、亞馬遜、Uber等互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的創(chuàng)業(yè)。這也從另一個(gè)側(cè)面證明，半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展已經(jīng)趨于平緩。

　　華登國(guó)際 王林副總經(jīng)理

　　然而，近10年內(nèi)中國(guó)市場(chǎng)的半導(dǎo)體技術(shù)產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額增長(zhǎng)了5倍，華登國(guó)際認(rèn)為，中國(guó)是一個(gè)十分有潛力的半導(dǎo)體市場(chǎng)。最近，華登國(guó)際在中國(guó)的投資做了一些積極調(diào)整，主要基于以下兩個(gè)原因：一是中國(guó)市場(chǎng)還有很大成長(zhǎng)空間;二是看到許多新技術(shù)的出現(xiàn)，如IoT、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)等。

　　越來(lái)越多的公司選擇軟硬相結(jié)合的方式來(lái)打造適合消費(fèi)者使用的產(chǎn)品，很多公司在芯片設(shè)計(jì)上的投入越來(lái)越大，從嵌入式系統(tǒng)的角度，他們?cè)絹?lái)越懂得自己需要什么樣的芯片，以及芯片和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)該怎樣結(jié)合才能發(fā)揮出芯片本身最大的功能。王林副總經(jīng)理認(rèn)為，在軟硬相結(jié)合方面，嵌入式軟件的發(fā)展方向和芯片設(shè)計(jì)、整個(gè)系統(tǒng)規(guī)劃、芯片的架構(gòu)定義，都是大家要多思考、多加考量的方面，軟硬件結(jié)合得好，才能在行業(yè)中獲得優(yōu)勢(shì)。

　　AMD公司大中華區(qū)軟件合作及解決方案高級(jí)經(jīng)理 時(shí)昕博士

　　集成電路近期的熱點(diǎn)方向

　　半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的黃金時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，引用小米公司雷總的話：暴風(fēng)已經(jīng)走了，臺(tái)風(fēng)演習(xí)已經(jīng)不在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，也不在系統(tǒng)廠商這邊，風(fēng)向已經(jīng)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)地方。時(shí)昕博士分析到，下一個(gè)產(chǎn)業(yè)的崛起將在軟件和互聯(lián)網(wǎng)方向。后智能手機(jī)時(shí)代，一個(gè)重要的思維理念就是，我(廠商)有什么樣的需求，我有什么樣的市場(chǎng)，我有什么樣的應(yīng)用，從而決定可能要去開(kāi)發(fā)哪些方面的芯片，這是根本上的一個(gè)變化。

　　AMD公司大中華區(qū)軟件合作及解決方案高級(jí)經(jīng)理 時(shí)昕博士

　　AMD看好幾個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域的發(fā)展，并為此做了積極準(zhǔn)備，其中一個(gè)是機(jī)器學(xué)習(xí)，另一個(gè)是VR(虛擬現(xiàn)實(shí))技術(shù)。時(shí)昕博士談到，在機(jī)器學(xué)習(xí)中，服務(wù)器的建設(shè)非常重要，AMD擅長(zhǎng)做服務(wù)器的半定制芯片，而且在Xbox、 PlayStation等游戲產(chǎn)品領(lǐng)域，大部分芯片都源自AMD。而在VR領(lǐng)域，很重要的一點(diǎn)就是GPU—圖像處理技術(shù)，這部分是AMD的傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)，2006年收購(gòu)ATI使其GPU技術(shù)又提升了一個(gè)臺(tái)階。

　　此外，AMD瞄準(zhǔn)了一個(gè)前景很好的市場(chǎng)—醫(yī)療設(shè)備。醫(yī)療設(shè)備對(duì)圖形、圖像的要求非常高，如X光機(jī)、CT或核磁共振，它們對(duì)圖像的分辨率、速度有特別高的要求。AMD的優(yōu)勢(shì)是：CPU和GPU集成在一起，可做到完全統(tǒng)一尋址處理，這樣的好處是整個(gè)系統(tǒng)的延時(shí)和功耗都得到顯著提升，十分適合高精度的醫(yī)療設(shè)備。

　　討論環(huán)節(jié)百家爭(zhēng)鳴

　　討論環(huán)節(jié)，NXP(中國(guó))有限公司數(shù)字網(wǎng)絡(luò)軟件解決方案部總監(jiān)楊欣欣博士做了引導(dǎo)發(fā)言，主要介紹了SoC、Linux的最新發(fā)展。他談到，近幾年SoC呈現(xiàn)出多核、架構(gòu)集中、異構(gòu)同時(shí)存在的特點(diǎn)。一個(gè)CPU可能計(jì)算能力很強(qiáng)，但真正用到一個(gè)專(zhuān)用的市場(chǎng)中會(huì)發(fā)現(xiàn)，其中有很多問(wèn)題：首先，很多時(shí)候CPU用軟件去實(shí)現(xiàn)專(zhuān)用的算法，比不上DSP或者FPGA;其次，CPU如果承擔(dān)這些任務(wù)，會(huì)導(dǎo)致負(fù)載很大。這也是近期嵌入式處理器和嵌入式SoC發(fā)展的一些特點(diǎn)。在軟件定義網(wǎng)絡(luò)里面有許多需要虛擬化的東西，比如VNF(Virtual Network Function)，這也是Linux發(fā)展的一個(gè)方向。而Linux怎樣來(lái)支持軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)?它是通過(guò)VNF這樣一種形式提供的，這樣的變化也是Linux的發(fā)展潮流之一。

　　NXP(中國(guó))有限公司數(shù)字網(wǎng)絡(luò)軟件解決方案部總監(jiān)楊欣欣博士

　　此外，六合萬(wàn)通壽國(guó)梁總經(jīng)理、清華同方總經(jīng)理助理沈仲軍、《電子產(chǎn)品世界》編委鄭小龍、太原理工大學(xué)常曉明教授、北京工業(yè)大學(xué)嚴(yán)海蓉副教授作了即興發(fā)言。在嵌入式系統(tǒng)聯(lián)誼會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)何小慶的主持下，與會(huì)者就“用互聯(lián)網(wǎng)+IC能修煉中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)嗎”、“示范性微電子學(xué)院能否滿足集成電路發(fā)展對(duì)高素質(zhì)人才的迫切需求”、“未來(lái)芯片的集成度越來(lái)越高，光纖的問(wèn)世距離高集成度的實(shí)現(xiàn)還有多久”、“芯片廠商直接把算法封裝到芯片內(nèi)部，很多嵌入式軟件公司會(huì)不會(huì)逐漸死掉”等問(wèn)題做了熱烈的討論。

　　*本報(bào)道由《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》雜志記者楊迪娜撰寫(xiě)。