2019年，在新的全球政經(jīng)大勢之下，電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)長期良好的發(fā)展態(tài)勢似乎平添了一些不確定。盡管各大半導(dǎo)體廠商既有收窄“戰(zhàn)線”、深耕優(yōu)勢垂直領(lǐng)域，也有擴大布局、廣泛投入新興市場等不同的應(yīng)對策略，但始終離不開探索創(chuàng)新技術(shù)這一話題，并力圖以此突破。據(jù)筆者觀察，知名廠商富士通半導(dǎo)體正在攜手生態(tài)合作伙伴、加大布局多個行業(yè)領(lǐng)域，除了傳統(tǒng)優(yōu)勢技術(shù)的二次創(chuàng)新、也持續(xù)推出多款新興應(yīng)用方案，展示其厚積薄發(fā)的技術(shù)硬實力！
業(yè)界首創(chuàng)！基于FRAM頻譜特性的真贗驗證方案閃亮登場
自成功量產(chǎn)20年以來，富士通FRAM的出貨量已經(jīng)超過37億顆，廣泛應(yīng)用于工業(yè)水電氣表、物聯(lián)網(wǎng)等基礎(chǔ)領(lǐng)域，近些年來更是不斷在醫(yī)療、汽車等行業(yè)斬獲大單。其中，幾乎標簽化的高讀寫耐久性、高速寫入以及低功耗的三大“硬核”優(yōu)勢，奠定了富士通FRAM的赫赫威名。不過，在延續(xù)“存儲器”這一角色的傳統(tǒng)優(yōu)勢以外，富士通正嘗試將FRAM煥發(fā)新的產(chǎn)品生命。這次，則是基于FRAM獨特的頻譜特性！
“不斷研究FRAM的過程中，富士通發(fā)現(xiàn)FRAM擁有十分獨特的物理頻譜特性，在啟動時會產(chǎn)生一段模擬的工作噪音信號；而這種噪音信號是無規(guī)律、難以被模仿復(fù)制的，利用這樣的原理與優(yōu)勢，廠商既可以進行產(chǎn)品的真贗認證，也可以杜絕授權(quán)產(chǎn)品被偽造而流入市場，從而保障了廠商與消費者雙方的權(quán)益。”富士通電子元器件（上海）有限公司產(chǎn)品管理部總監(jiān)馮逸新稱。
現(xiàn)在市面上常見的硬件認證解決方案，大多數(shù)利用加密算法、專用密鑰等方式進行驗證，從而判斷產(chǎn)品的真贗。舉個例子，打印機生產(chǎn)商的商業(yè)模式，除了銷售打印機主體以外，銷售墨盒這樣的耗材也是重要的營收來源。為了保證消費者購買到原廠制造的高質(zhì)量產(chǎn)品，就需要在墨盒接入打印機時進行真贗的驗證。一般而言，打印機廠商采用的是嵌入式加密算法，而這些加密算法往往在推出后1－2年時間內(nèi)就會被攻破，造成假冒產(chǎn)品開始流入市場。馮逸新表示：“針對這樣的客戶需求，富士通開發(fā)了利用FRAM工作噪音來驗證的LSI芯片，這是業(yè)界首先推出的全新頻譜特性的認證方案！”替代以往的加密算法，這一無加密算法（頻譜）的真贗驗證解決方案為客戶帶來了兩大優(yōu)勢：一是不會發(fā)生密鑰被盜的情況（因為沒有密鑰），以較低成本即可實現(xiàn)安全性；二是富士通FRAM能產(chǎn)生微弱而復(fù)雜的模擬信號（工作噪音）實現(xiàn)期待的值，具有防止死復(fù)制強耐性，因此特別適用于防偽驗證。
圖1 ：基于FRAM頻譜特性的富士通創(chuàng)新真贗驗證方案
除了打印機這一存量市場，筆者認為，更多的創(chuàng)新應(yīng)用、或者商業(yè)模式也將因這一獨特的真贗驗證方案而得到改變。比如電子半導(dǎo)體行業(yè)，一些生產(chǎn)電路板的廠商，可能會把外圍子電路板的生產(chǎn)外包給授權(quán)合作方，那么為了防止外圍子電路板被非授權(quán)廠商偽造，利用FRAM獨特的真贗驗證方案就可以解決這個問題，同時在保護知識產(chǎn)權(quán)方面也起到了積極的作用。可以說，這一應(yīng)用的想象空間將會非常廣闊！
量產(chǎn)才是硬實力，Transphorm布局氮化鎵全功率應(yīng)用
氮化鎵（GaN）是業(yè)界公認的第三代半導(dǎo)體材料，相較硅具備許多優(yōu)勢，例如更高的開關(guān)頻率，可在功率轉(zhuǎn)化效率上達到突破性的改善效果，特別適合功率、電源管理這一類廣泛應(yīng)用。市場調(diào)研機構(gòu)IHS Markit預(yù)測，以GaN和SiC為首的功率半導(dǎo)體市場規(guī)模在2020年將接近10億美元，其推動力來自混動及電動汽車、電力和光伏逆變器等方面的需求，并有望在2027年超越100億美元。盡管龐大的市場機遇引來了一眾大廠的投入，但是GaN－inside產(chǎn)品至今在市面上仍然少有蹤跡，究其原因，與廠商的量產(chǎn)能力相關(guān)！
此次展會上，富士通代理品牌Transphorm展示了數(shù)款可量產(chǎn)、基于GaN HEMT的功率應(yīng)用解決方案，成為了觀眾駐足的焦點！Transphorm亞太平洋地區(qū)VP嚴啟南表示：“Transphorm在GaN的研發(fā)投入已超過十年，相較其他同樣投入GaN的友商，Transphorm是最早具備量產(chǎn)能力、并有產(chǎn)品投放市場的廠商。因此Transphorm的GaN產(chǎn)品經(jīng)過多年的市場驗證，技術(shù)不斷成熟，成本逐步降低，具備了十分優(yōu)越的實用性與可靠性！”
歸功于氮化鎵的性能優(yōu)勢，Transphorm實現(xiàn)了效率高達99．2％的6kW光伏逆變器解決方案，以及效率高達99．1％的3．3kW車載充電雙向PFC（功率因數(shù)校正）解決方案。工作人員介紹，這一款3．3kW車載充電方案是圖騰柱無橋PFC方案，在一般PFC 97％的效率上再次突破，由于采用了兩顆高性能Transphorm GaN器件，電路中無須加入橋堆，相比基于硅器件的同類方案，整體成本更低、效率更高。同時，Transphorm提供一整套成品化的turn－key方案，可以將軟、硬件一并交付，幫助客戶極大地縮短開發(fā)時間。例如臺達電子就使用了基于Transphorm GaN器件的車載充電方案，實際應(yīng)用中效率大于95％，屬于業(yè)界一流水平。
圖2：Transphorm推出6kW光伏逆變器方案與3．3kW車載充電雙向PFC方案
除了大功率應(yīng)用，Transphorm GaN器件在小功率應(yīng)用中同樣“大秀肌肉”。此次展示的65W開關(guān)電源評估板，在230VAC滿載的條件下，效率可達到93％，且待機功耗小于0．15W，適用于筆記本電腦的充電器、適配器等。盡管評估板的尺寸為L73 x W43 x H15 mm，不過工作人員稱，若投入成品生產(chǎn)，整體的方案尺寸還將進一步縮小，使得體積十分小巧、便于攜帶；且得益于Transphorm GaN的高能效，這一方案的功率密度大幅度提升，而無需擔心以往的散熱問題。不僅如此，為了滿足更多的市場需求，這一方案還將支持PD等充電協(xié)議，可自動調(diào)節(jié)5V、9V、12V、15V、20V等多個等級的電流與輸出功率，實現(xiàn)一個充電器即可滿足手機、筆記本電腦、藍牙音箱等大多數(shù)移動設(shè)備的充電需求，為消費者帶來了最顯而易見的便利。
圖3：高能效、靈活應(yīng)用的65W開關(guān)電源評估板
嚴啟南稱：“綜合來看，氮化鎵從以往高壓、大功率的工業(yè)級行業(yè)應(yīng)用，正在不斷滲透到低壓、小功率的消費級應(yīng)用市場，這與工藝提高、成本降低有直接的關(guān)聯(lián)。Transphorm已有的優(yōu)勢，借助與富士通的深度合作，將在中國市場尋求更大的突破。”
裸眼3D新潮流，一張貼膜能搞定！
目前，裸眼3D這一全新的技術(shù)正在掀起一場全行業(yè)范圍的視覺變革，例如裸眼3D廣告就是商業(yè)領(lǐng)域正在探索與創(chuàng)新的方向之一，其無需佩戴輔助設(shè)備即可讓人眼感受逼真的3D效果，逐漸被電子產(chǎn)品、廣告、示范教學(xué)、展覽展示等應(yīng)用所看好與追捧。據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)賽諾市場咨詢發(fā)布的《裸眼3D發(fā)展趨勢分析報告》，到2021年全球3D顯示器出貨量將達到2．8億臺，市場規(guī)模也將增長至830億美元。
事實上，富士通聯(lián)手合作伙伴3D Global，已在這一領(lǐng)域中投入布局、并搶占先機。據(jù)了解，3D Global展出的創(chuàng)新裸眼3D解決方案，僅需在屏幕表面貼上一張定制的光學(xué)三維濾光片，再連接一臺普通的PC電腦、打開3D視頻資源，即可實現(xiàn)高質(zhì)量的裸眼3D視覺體驗。當然，這一層特殊的三維濾光片需要與屏幕廠商共同合作，在出廠前完成安裝調(diào)試、即可銷往市場。一般而言，裸眼3D顯示主要有光屏障式和柱狀透鏡這兩項技術(shù)，但各有優(yōu)缺點。3D Global的裸眼3D方案則將兩者的優(yōu)點結(jié)合，使用獨創(chuàng)的“Lenticular Lenses ＋ very thin parallax barrier”組合技術(shù)，讓觀眾減少視覺疲勞，獲得具有深度的3D立體感知、使得畫面呈現(xiàn)更逼真的效果，同時對光線幾乎沒有影響。
圖4：富士通聯(lián)手3D Global展示創(chuàng)新的裸眼3D顯示技術(shù)
誠然，裸眼3D顯示的市場推進除了硬件方案的創(chuàng)新，也需要不斷豐富的3D視頻資源來支撐。對此，富士通可以提供專門用于制作3D視頻的軟件工具給客戶了解學(xué)習，從而節(jié)省產(chǎn)品的研發(fā)時間。
座艙視覺next big thing，虛擬儀表融合趨勢凸顯！
回顧汽車發(fā)展歷史，汽車儀表顯示從以往的機械式，已過渡為當下的電子式虛擬儀表，下一步則將融合多個顯示界面、趨于統(tǒng)一化，因此對性能、可靠性等要求愈發(fā)嚴苛。過去幾年，富士通代理品牌索喜科技基于ARM雙核Cortex－A9的Triton C芯片為核心的3D全虛擬儀表解決方案已經(jīng)出貨數(shù)十萬套，成功應(yīng)用在比亞迪以及部分日系、德系車型上。經(jīng)過多年的市場驗證，索喜科技繼而推出全新升級的第四代高性能車載SoC——“Miranda”。工作人員向筆者介紹：“采用ARM Cotex－A9 Quad core 1GHz 單芯片CPU、PowerVR S8XE 3D GPU，并帶有專為ADAS應(yīng)用準備的VPU及H．264視頻編解碼功能，Miranda可支持高清4路1080P行車記錄儀的性能需求，且功耗較低，因此特別適合車載SoC的使用場景。”基于這一款SoC，系統(tǒng)設(shè)計者可輕松打造高清全液晶儀表，高清360°全景成像和ADAS輔助系統(tǒng)的三合一解決方案！
圖5：基于Miranda打造的汽車虛擬儀表三合一解決方案
除了出色的硬件，這款汽車虛擬儀表方案也基于CGI STUDIO這一開源HMI軟件設(shè)計工具實現(xiàn)定制化的系統(tǒng)軟件服務(wù)。CGI STUDIO平臺在汽車和嵌入式領(lǐng)域擁有很高的知名度和認可度，并具備不受硬件條件限制、軟件拓展性強等優(yōu)勢，并通過車規(guī)級認證。據(jù)悉，CGI STUDIO平臺提供獨立的2D／3D引擎，分別用于制作各類2D和3D場景，且適配 Windows環(huán)境和嵌入系統(tǒng)環(huán)境的通用接口。設(shè)計者可以快速將計算機上制作的設(shè)計直接使用于嵌入系統(tǒng)環(huán)境，從而最大限度地降低圖像設(shè)計師與嵌入設(shè)計師之間的返工，加速產(chǎn)品上市時間！
后記
富士通電子亞太區(qū)產(chǎn)品管理部總經(jīng)理王鈺在以往公開采訪中表示，富士通正在加快元器件代理商的轉(zhuǎn)變，并積極開拓新的產(chǎn)品線以完善目前的元器件產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。面對不斷增長的氮化鎵功率、車載電子、裸眼3D等新興市場與創(chuàng)新應(yīng)用，富士通在增強自主研發(fā)實力之外，正以獨家代理、分銷、共同研發(fā)等合作方式擴大自身的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)與市場影響力，在筆者看來，這正是富士通獨特的“破局之道”！