新摩爾定律：迎合社會需求演變
今天，計算機的CPU所能集成的晶體管數目已經從上世紀70年代的數千個發展到最近的10億個以上;與此同時，CPU每秒處理百萬指令數據的成本也從3萬美元降低到0.1美元以下。這些令人驚訝的發展成果都有賴于摩爾定律。自1965年被英特爾創辦人提出來之后，摩爾定律在過去40多年里一直引領半導體產業全力去實現更高的性能、更大的容量以及更低的成本。今天，英特爾已經發布了最新的22nm工藝技術，以滿足計算等領域不斷提出的對數據處理和存儲的更高要求。
但除此之外，我們也看到，今天社會生活正在發生某些深層次的變化。在社會生活高度關注的健康、醫療、交通、通信、電子社會等領域，人們需要的不僅僅是速度、性能和容量，還需要節能、環保、舒適以及安全性。“人們已經從過去生產力驅動的時代演進到現在的增值年代。”恩智浦半導體多重市場半導體事業部大中華區高級市場總監梅潤平先生解釋說，“也就是說，人們從過去創造技術讓生活節奏更快，演進到現在要讓生活更有質量，更安全、更環保并更健康。”這些新的社會需求也在很大程度上影響到了半導體產業的發展。
由于社會提出了更加多元化的需求，半導體行業要從過去只關注高速數據處理和海量存儲這一主流市場，轉而關注更多細分市場的需求;從過去致力于把多種功能集成在一個系統級芯片(SoC)上，轉向定制化方案，以更好地滿足特定應用的需求。“相應的，對比傳統的摩爾定律，我們也提出了描述上述新發展動向的新規則，即新摩爾定律(More-than-Moore)。”梅潤平先生說，“雖然翻譯為新摩爾定律，但它并不是一個定律，因為它沒有像摩爾定律那樣提出某些業界可以遵循的數字化概念。但它也向我們揭示了一些新的趨勢，即業界除了會延續摩爾定律對集成度、性能的追求外，還會利用更多的技術，例如，模擬/射頻、高壓電源、傳感器和驅動器、生物芯片以及SiP封裝技術等，提供具有更高附加價值的系統。”
可以看出，新摩爾定律比傳統的摩爾定律更為復雜。傳統的摩爾定律要求業界投入大量的資金開發更先進的硅工藝，但新摩爾定律則需要業界將投資更多地轉向客戶定制方案，它所涉及的技術領域也更廣。
梅潤平先生特別強調了兩個重點的技術演進方向：一是封裝技術，二是混合信號技術。由于傳統的摩爾定律只主導著一個系統中的處理器和存儲器的發展趨勢，這些器件可能只占系統總器件數目的10%。除了這些器件外，一個系統中還會有電源、天線、濾波器、傳感器和驅動電路、轉換器、開關以及電阻和電容。如果一味地將這些技術集成到單芯片中，實現的效果可能會并不理想，因此業界正以很大的熱情去開發SiP(系統級封裝)等封裝技術。除了封裝技術以外，混合信號半導體技術、機械技術、化學、生物技術都將會與CMOS邏輯技術相融合，去提供一個微系統。
除了技術上的要求，新摩爾定律也將改變半導體公司與客戶和整個生態系統的關系。“在新摩爾定律時代，半導體公司與客戶之間不再是簡單的買賣關系。”梅潤平先生分析說，“半導體公司要與客戶一起去開發市場，把一個市場做起來。”為此，作為一個非常重要的演進趨勢，半導體公司要依靠他們的技術專長，與多方協作，形成一個更有效的生態系統。梅潤平先生表示，半導體企業從早期就要與客戶協作，打造特定領域的定制優化方案;他們還需要與全球頂尖高校合作，吸引人才;與此同時，他們要參與標準化機構的工作;他們要與供應商合作，確保產品如期上市;他們甚至還要與競爭對手聯合開發，交叉學習，共擔成本。此外，很重要的一點是，他們要積極與政府合作，確保自身發展更符合社會需求的變化。據悉，恩智浦早已開始這一高效生態系統的建立。梅潤平先生表示，憑借恩智浦在半導體領域積累的超過50年的經驗，他們有信心在新摩爾定律時代獲得更多的新機遇，從而開創一個新的未來。
智能識別：移動和安全是智能卡兩大趨勢
從交通一卡通到門禁，再到二代身份證和電子護照，所有這些產品中都采用了智能識別技術。今天，智能識別技術對人們的生活產生了極大的影響，它不但給人們帶來了極大的便利，還正在改變人們的生活方式。
由于非常看好智能識別的發展前景，恩智浦一直把該技術作為重要的業務領域進行持續的投入。經過長期地研發和推廣，恩智浦目前在RFID(射頻識別)、NFC(近距離通信技術)、電子護照及非接觸式票務等領域穩居優勢地位。“在交通一卡通、RFID、電子政務、NFC等領域，我們的市場占有率都是全球第一，同時我們正在向更多的領域拓展。”恩智浦半導體智能識別事業部大中華區銷售與市場總監呂寧說。
恩智浦認為移動和安全是未來智能卡發展的兩大趨勢。其中移動性其實是由非接觸式卡技術帶來的。它的最大好處就是快捷方便。呂寧舉例說，坐公交車的時候，以前人們用的是接觸式卡片，卡片必須要插到讀卡器里才能完成交易。但現在采用非接觸技術后，只要“一刷”就完成了操作。再如，未來在商場買東西，銀行卡也會變成非接觸式的，給人們帶來便利。此外，手機支付也給人們帶來了更為方便的生活方式，用手機在讀卡器前晃一下就可以完成交易。
呂寧進而總結了非接觸式智能卡的優勢。例如，它有較高的數據吞吐量，交易時間更短;不需要插入讀卡器來刷卡等操作，設備無特定方向性;能夠在骯臟和惡劣環境中正常運行，具有高耐用性和高可靠性;可以具備多樣的外觀形式，滿足不同用戶的需求。
除了移動性，高安全性是智能卡發展的另一大趨勢。這些年，非接觸式智能卡的安全性技術發展得非常快。呂寧介紹了非接觸式智能卡的幾大安全技術。首先是信息保護功能，即要對非接觸式卡的信息和通信進行加密。在這方面，可以通過PIN碼、密碼、生物信息技術對數據“加鎖”。其次是防偽特性。由于內置了防篡改機制，非接觸智能卡篡改偽造難度大。而它成熟的“片上”處理技術，對數據的保護涉及儲存和訪問的過程。再次是它采用了驗證和授權式信息訪問模式，可對信息請求者進行授權驗證。
呂寧告訴記者，基于技術的演進，恩智浦正在對MIFAREClassic卡進行升級。他們現在推廣的PlusCPU對MIFAREClassic卡實現了無縫的升級，并在安全技術水平上跨上了新的臺階。據悉，PlusCPU卡芯片是首個達到自動售檢票(AFC)產品通用標準認證(EAL)4+級標準的智能卡IC產品。它采用AES加密技術，包含多項附加的安全和保密功能。
由于安全性不斷得到提升，非接觸式智能卡在電子政務、交通、票務、停車收費、電子支付、NFC等領域具有更大的應用優勢。而且，結合恩智浦其他業務部門的技術，非接觸卡在汽車智能鑰匙和非接觸式的電表、燃氣表、水表方案中也正在獲得越來越多的應用。例如，在電子計量上，恩智浦有非接觸式預付費解決方案和SmartMX安全解決方案。
除了這些應用之外，RFID在中國市場上的發展也呈現加速的趨勢。呂寧介紹說，圖書館、動物標簽等應用都將帶動RFID市場的發展。針對RFID推廣的瓶頸，恩智浦還準備與相關方合作在中國建立RFID應用環境實驗室，幫助RFID系統集成商優化他們的方案。
多重半導體：智能電網和LED照明最受關注
智能電網方案、LED照明方案、綠色基站射頻方案、PC及消費電子產品供電單元，這些代表當前和未來發展趨勢的熱門方案都來自恩智浦的多重市場半導體事業部。其中，智能電網和LED照明可以說是未來業界兩大驅動應用。
智能電網近兩年來受到全球相關產業人士的關注。它不僅可以幫助電力部門實現更為準確的遠程抄表，有效節約投資，還可以幫助他們改善供電管理，特別是峰荷控制和電網利用效率;與此同時，它還能幫助消費者增強節能意識，實現用戶智能負荷管理。“智能電網最終可以推動大眾和企業降低能耗，減少二氧化碳排放。”恩智浦半導體多重市場半導體事業部大中華區市場總監金宇杰先生說，“而且，投資智能計量系統可以刺激經濟發展。作為經濟刺激計劃的一部分，中國政府計劃在今后3年投資680億元，改善電力系統基礎設施，預計每年新裝電表6500萬塊左右。”
金宇杰先生進一步表示，他們看到，智能電網的發展可以分為三大階段。在已經過去的2000年到2007年，電子式計量表已經逐步取代傳統機電式電表。從2008年到2012年，在全球范圍內將淘汰機電式電表，在歐美及中國大規模推廣基于高級計量架構(AMI)的雙向通信網絡。很多國家，特別是發展中國家采用簡化網絡智能電表作為簡易型家庭網關。2013年及以后，智能電表將成為家庭網關，實現多種住宅控制功能，以家庭為單位實現智能化發電和配電。
基于上述的發展趨勢，恩智浦在多年前就已經布局智能電表領域，是市場上主要的電表方案供應商，為單相低成本電表、高端集抄設備以及負控終端設備提供電表芯片產品。除此之外，他們還提供實時時鐘、顯示驅動芯片、UART/I2C/SPI接口芯片、智能識別卡芯片、電源方案、邏輯芯片以及二極管/三極管。
“我們感到8位微控制器已經無法滿足智能電表市場的發展，因此開發了智能電表用超低功耗ARMCortex/M3微控制器，來支持智能電表業未來的發展。”金宇杰先生說，“而且，我們也是業界第一個推出燃氣表/水表(電池供電)用超低功耗ARMCortex/M0微控制器的廠商。我們的產品更加智能化，具有防竊電等多種功能;可以采用非接觸式讀卡技術完成預付費;我們還開發了室內多計量表無線連接用ISM-band收發器以及多種高性能標準芯片。”
LED照明是另一大被業界廣為關注的熱點技術。LED照明解決方案具有節能、使用壽命長、體積小、電壓適應力強、環保以及可控制色彩與亮度等特點。隨著LED性能的提高，成本的降低，LED的應用也越來越廣泛。上世紀90年代，LED被應用于交通燈、手機背光應用上;自2000年開始，LED的應用擴大到景觀照明和手機相機閃光燈等;到2005年之后，汽車車燈、平板電視背光等開始采用LED;預計在2010年之后，LED將越來越廣泛地應用到室內照明、路燈、服裝裝飾等新應用上。
在照明應用方面，LED燈與白熾燈相比，雖然能效收益相近，但LED燈的運行電壓相對較低，因此可提供更有效的交流/直流轉換，并具有輸出與色彩平衡控制等功能。目前市場上已有通過標準TRIAC調光調整亮度的LED產品。恩智浦具有15年照明驅動產品經驗，具有多種專利高壓芯片工藝。在LED照明驅動方面，恩智浦也推出全球首款高度集成的LED市電切相調光驅動芯片。而且，據金宇杰先生介紹，恩智浦已經在實驗室中獲得了與LED燈壽命一樣的LED驅動芯片產品，這將有效提高LED照明方案的可靠性。“這是我們最新的一個創新成果，相信很快將會與大家見面。”他說。
汽車電子：在質量和安全基礎上進行創新
在汽車電子業務領域，恩智浦主要針對兩大應用領域開展業務，一是車載娛樂信息系統，另一是汽車安全與舒適系統。在本次創新日活動上，恩智浦半導體汽車電子事業部大中華區銷售與市場總監歐陽旭先生通過3個生動的實例，對恩智浦汽車解決方案以及未來研發方向做了詮釋。
在恩智浦多年的努力下，汽車鑰匙技術取得了巨大的進步。恩智浦通過把RFID與汽車鑰匙技術相結合，先開發了汽車發動機防盜鑰匙，之后又開發了具有遙控和防盜功能的鑰匙，這一技術已風靡全球市場。在中國市場，今天無論是合資品牌還是自主品牌汽車也都采用了該技術。“汽車智能鑰匙的發展不只停留于此。”歐陽旭先生說。恩智浦開發的被動無鑰匙開門技術，又為消費者帶來了新的便利。該技術目前已經應用在寶馬車中，今后將被更多的汽車采用。鑰匙上的創意還在繼續。在此次創新日上，恩智浦還展示了雙向智能鑰匙。該鑰匙使用戶可以把汽車的各種信息存儲下來，通過讀卡器，可以隨時讀取相關數據。“未來會有更多的數據，比如，車開了多長時間，停在什么位置，上次檢修的情況都可以存在鑰匙里面。”歐陽旭說，“鑰匙在這里被作為傳輸的媒介，把信息從一個終端傳到另外一個終端。”而在雙向智能鑰匙之后的應用拓展則出乎人們的意料。“未來它還可以作為支付卡，成為付款鑰匙。”歐陽旭興奮地談起新的應用，“未來可以把很多信息儲存在車鑰匙里面，同時采用恩智浦的其他技術實現支付功能。這樣，大家出門的時候就可以只帶兩樣東西，一個是手機，一個是車鑰匙。怎么樣把車鑰匙和手機集成在一起，這也是我們下一步努力的方向。”
除了未來鑰匙技術外，由于車載遠程信息技術與智能交通系統可以實現對交通運輸的有效管理，也是相關管理部門高度重視的發展方向之一。恩智浦也研發了相應的解決方案。通過提供一款ATOP高集成的芯片，恩智浦與多個合作伙伴共同打造一個完整的智能交通管理系統。“一個城市為了解決交通擁堵問題，可能會對駕車者收費，但如何區分收費時段是一個問題。” 歐陽旭說，“采用恩智浦的技術可以實現汽車信息的實時處理。裝了這個系統以后，就可以實現不同時段采用不同的計費標準，最終實現公平公正的收費。”而且，恩智浦車載遠程信息平臺可以為汽車提供事故自動報警系統。據統計，利用該系統每年在歐洲地區可以挽救2500條生命。
此外，汽車娛樂信息系統是恩智浦目前在汽車電子中最主要的業務領域之一。MuviHD1是恩智浦公司最新推出的針對車內多媒體娛樂系統的高集成度方案。它帶給大眾全新的前后座娛樂體驗。
歐陽旭還演示了一個已經可以實用的立體自動泊車系統。“我們在一個車上前后左右裝了四個攝像頭，采集汽車周邊的信息。在汽車泊車時，恩智浦的芯片和軟件對信息進行計算處理，并非常直觀、形象地在車內的顯示屏上顯示全立體泊車的情形，使倒車更容易、更安全。”這一系統可以大大提高駕駛的安全性。“汽車電子產品對芯片供應商有兩個重要的要求，第一是質量，第二是能夠對汽車產品持續地投入。”歐陽旭說，“恩智浦過去幾十年持續地進行投入，并與汽車廠商開展緊密合作，提供高質量、符合需求的產品。”我們相信，對行業的深刻理解和對未來前瞻性技術與應用的研究，將使恩智浦在汽車電子技術上不斷前進。